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Unterführungsbauwerk sowie Verfahren zu seiner Herstellung
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Die Erfindung betrifft ein Unterführungsbauwerk, insbesondere zur
Unterführung von Schienen- oder Gleisanlagen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1, sowie ein zu seiner Herstellung besonders geeignetes Verfahren.
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Unterführungsbauwerke sind häufig an Gleisanlagen erforderlich, um
bei Kreuzung eines anderen Verkehrswegs einen ebenerdigen und damit gefährlichen
und den Verkehr störenden Bahnübergang zu vermeiden. Die eigentliche Unterführung
besteht aus einer Durchtrittsöffnung quer unter dem Gleiskörper, die von Stützwänden
in der Regel aus Beton umgrenzt wird, wobei die Oberfläche der unteren Stützwand
die Fahrbahraoder Gehwegoberfläche bildet oder zu deren Aufbringung dient. Zu beiden
Seiten der Durchtrittsöffnung bzw. deren seitlicher Stützwände erfolgt nach der
Einbringung der Durchtrittsöffnung eine erneute Aufschüttung zur Abstützung des
darüberliegenden Gleiskörpers oder dergleichen. Diese Aufschüttung erfolgt zwischen
quer zur Achse der Durchtrittsöffnung liegenden Fiügelwänden zu beiden Seiten und
an beiden Enden der Durchtrittsöffnung. Die Flügelwände bilden den Ubergang zur
Böschung des Bahndammes oder dergleichen
und müssen einerseits zur
Aufnahme ihres Eigengewichtes sowie andererseits zur Aufnahme der inneren Druckbelastung
von der Aufschüttung her ausgebildet sein.
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Hierzu ist es bekannt, je nach Art des örtlichen Untergrundes die
Flügelwände mit einer Fundamentplatte zu versehen-oder mittels Betonsäulen zu gründen.
In beiden Fällen wird zunächst die Fundamentplatte oder eine Mehrzahl von entsprechenden,
beispielsweise mehrere Meter langen Stützsäulen in das Erdreich eingebracht und
mit einer an der Oberseite im Bereich der anzubringenden Flügelwand ausragenden
Armierung versehen. Auf diese Armierung wird sodann die entsprechende Flügelwand
in Ortbeton gesetzt, so daß sie einstückig und über die Armierung mit der Fundamentplatte
oder den Säulen verbunden ist. Diese Verbindung sichert durch ihre Steifheit die
aufrechte Stellung der Flügelwände gegen ein Wegdrücken durch den inneren Druck
der Aufschüttung, und nimmt zugleich das Eigengewicht der Flügelwand auf.
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Eine solche Bauweise, wie sie bislang üblich ist, ist jedoch ersichtlich
sowohl im Hinblick auf den Materialverbrauch für die Fundamentplatte oder insbesondere
die Gründungssäulen als auch im inblickauf die erforderlichen Arbeiten äußerst aufwendig.
Hinzu kommt, daß die Flügelwand eine erhebliche Dicke besitzen muß, um eine saubere
Verbindung mit der Fundamentplatte oder den Säulen im Bereich ihres unteren Randes
zu gewährleisten, der in erheblichem Umfange auf Biegung belastet ist. Die erforderlichen
Arbeiten führen zu erheblicher Bauzeit, innerhalb der im Falle eines nachträglichen
Einbaues oder Umbaues der Unterführung der Zugbetrieb gestört ist, da über die im
Baubereich erforderliche Hilfsbrücke eine Langsamfahrstrecke eingerichtet werden
muß.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Unterführungsbauwerk
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung zu schaffen, welches mit
erheblich
geringerem Aufwand hergestellt werden kann.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1.
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Durch die gegenseitige Abspannung einander gegenüberliegender Flügelwände
an der betrachteten Seite der Durchtrittsöffnung werden die Druckkräfte durch die
Aufschüttung zwischen den Flügelwänden sauber aufgenommen, so daß eine etwa zur
Abstützung des Eigengewichts der Flügelwände noch vorgesehene Fundamentplatte erheblich
kleiner ausfallen kann. Die Dicke der Flügelwände selbst muß lediglich im Hinblick
auf die Druckbelastung durch die Aufschüttung zwischen zwei benachbarten Abspannungspunkten
ausgelegt werden, und fällt daher geringer aus als im Falle einer biegesteifen Befestigung
lediglich des unteren Randes der jeweiligen Flügelwand.
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Besonders bevorzugt ist gemäß den Ansprüchen 2 und 3 eine Abstützung
der Flügelwände in ihrem der Achse der Durchtrittsöffnung näheren Bereich an den
seitlichen Stützwänden der Durchtrittsöffnung selbst, so daß für die dortige Ausbildung
der Zugorgane nur minimaler Zusatzaufwand für die gegenseitige Verbindung der Innenseiten
der Flügelwände mit den Enden der Stützwände anfällt. Gemäß den Ansprüchen 4 und
5 werden aus Ortbeton hergestellte Flügelwände besonders zweckmäßig unmittelbar
an die Stützwände angegossen und von deren Armierung erfaßt, so daß sich eine saubere
einstückige Verbindung ergibt.
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Besonders vorteilhaft weisen gemäß den Ansprüchen 6 und 7 zumindest
die im äußeren Bereich der Flügelwände liegenden Zugorgane Auflagerflächen zur Abstützung
gegen die auftretenden Gewichtskräfte auf und sind bevorzugt äls Betonbalken ausgebildet.
Hierdurch kann jegliches zusätzliches Fundament oder jegliche zusätzliche Gründung
für die Flügelwände entfallen, da die Zugorgane dann zugleich auch die Gewichtskräfte
aufnehmen können.
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Für den Fall, daß die Unterführung erst nachträglich in einen bestehenden
Bahndamm oder dergleichen eingebracht oder eine bestehende Unterführung umgebaut
werden soll, ist es erforderlich, die Baustelle während der Bauzeit mit einer Hilfsbrücke
zu versehen, die zu beiden Seiten der Baustelle auf Auflagerbalken gelagert ist.
Diese Auflagerbalken aus Beton werden zunächst unter sogenannten Kleinhilfsbrücken
in den Untergrund eingebracht. Für einen solchen Fall ist es ganz besonders vorteilhaft,
die Auflagerbalken für die lJilfsbrücke als im äußeren Bereich der Flügelwände liegende
Zugorgane zu nutzen. Hierzu können die Auflagerbalken mit endseitig ausragenden
Armierungen versehen werden, an die anschließend die Flügelwände aus Ortbeton angegossen
und so innig verbunden werden.- Da die Auflagerbalken für die Hilfsbrücke ohnehin
erforderlich sind, sinkt hierdurch der Aufwand für die Verankerung der Flügel.wände
nochmals erheblich, da im Idealfall für die Zugorgane überhaupt keine zusätzlichen
Einbauten erforderlich werden, da nach entsprechender Vorbereitung durch ausragende
Armierungseisen sämtliche Flügelwände einfach an die Stützwände einerseits sowie
die Auflagerbalken andererseits angegossen werden können und mit diesen gegen alle
auftretenden Kräfte ausreichend verankert sind.
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Die Ansprüche 10 und 11 haben ein zur Herstellung eines erfindungsgemäßen
Unterführungsbauwerks besonders geeignetes Herstellungsverfahren zum Inhalt.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Zeichnung.
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Es zeigt Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen
Unterführungsbauwerks im fertigen Zustand,
Fig. 2 einen Schnitt
durch das Bauwerk gemäß Linie II-II in Fig. 3 unmittelbar nach Anbringung der Flügelwände
und Fig. 3 eine Draufsicht auf das Bauwerk in der Darstellung gemäß Fig. 2.
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Ein in Fig. 1 fertiggestellt veranschaulichtes erfindungsgemäßes Unterführungsbauwerk
weist eine mit 1 bezeichnete Durchtrittsöffnung auf, welche unterhalb einer Gleisanlage
2. einen Bahndamm 3 oder dergleichen in der an sich bekannten Weise durchsetzt.
Ringsum ist die Durchtrittsöffnung 1 von seitlichen Stützwänden 4, einer oberen
Stützwand 5 und einer unteren Stützwand 6 umgeben, auf die im Beispielsfalle im
Bereich der Durchtrittsöffnung 1 eine zusätzliche Fahrbahndecke 7 aufgebracht ist.
Die Stützwände 4 und 5 sowie an den Außenseiten der seitlichen Stützwände 4 aufgeschüttetes
Erdreich stützen die Gleisanlage 2 von unten her ab. Der seitliche Abschluß des
aufgeschütteten Erdreiches zu beiden Seiten der seitlichen Stützwände 4 erfolgt
durch Flügelwände 8, die auch den Übergang zur ungestörten Böschung 9 des Bahndammes
3 herstellen, wie dies an sich bekannt ist. Zur Verdeutlir chung sind in Fig. 1
strichpunktiert einige unsichtbare Vorderkanten des Bauwerks eingetragen, dessen
Aufbau im einzelnen nachfolgend anhand der Fig. 2 und 3 näher erläutert wird.
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Die Darstellung in Fig. 2 und 3 bezieht sich auf eine Bauphase, in
der die Flügelwände 8 soeben in Ortbeton hergestellt sind, vor dem Aufschütten des
Erdreichs zu beiden Seiten der Stützwände 4. Im Beispielsfalle sei angenommen, daß
es sich um einen nachträglichen Einbau oder Umbau handelt, und in der Darstellung
gemäß den Fig. 2 und 3 ist noch schematisch eine Hilfsbrücke 10 für zwei Gleise
veranschaulicht, die zur Abwicklung des Zugverkehrs während des Baus dient.
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Vor dem Erreichen des Baufortschrittes gemäß den Fig. 2 und 3 sind
zunächst, im Falle eines Umbaues bei noch stehendem altem Bauwerk, in der an sich
bekannten Weise nach Überbrückung durch nicht näher dargestellte Kleinhilfsbrücken
Auflagerbalken 11 aus Beton zu beiden Seiten des Bauplatzes in das Erdreich eingesetzt
worden.
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Die Auflagerbalken 11 dienen über Stützen 12 zur Abstützung der g.roßen
Hilfsbrücke 10, welche den gesamten Bauplatz überbrückt und einen ungehinderten
Zugbetrieb, wenn auch in Langsamfahrt, während des Baues ermöglicht.
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Zur Anbringung der Hilfsbrücke 10 selbst sowie für den Abbau der bestehenden
Uberbauten in diesem Bereich werden nächtliche Sperrpausen des Zugverkehrs benutzt.
Nach der Anbringung der ltilfsbrücke 10 wird sodann das ggf. bestehende Bauwerk
entfernt sowie bei dem veranschaulichten Einbaufall, in dem die Gleisanlage 2 auf
einem beidseits der Baustelle gegenüber der Umgebung erhöhten Bahndamm 3 liegt,
entsprechende Aushubarbeiten durchgeführt, bis zu beiden Seiten der Baustelle eine
in Fig. 2 strichpunktiert veranschaulichte Böschung 13 erzeugt ist, die ggf. nach
Abdeckung mit Planen den Bereich der gewünschten Durchtrittsöffnung 1 freiläßt.
Nach Einbringung eines Sockelfundamentes 14 beispielsweise aus Mineralbeton, -sofern
notwendig oder zweckmäßig, werden sodann aus Ortbeton die Stützwände 4, 5 und 6
hergestellt, die im Beispieisfalle als einstückiger Rahmen ausgebildet sind.
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Die Auflagerbalken 11 und die seitlichen Stützwände 4 werden aus Ortbeton
mit endseitig vorstehenden Armierungseisen 15 und 16 gefertigt, wie dies aus Fig.
3 schematisch ersichtlich ist. Darüber hinaus werden die Auflagerbalken 11 in einer
Länge hergestellt, welche der Länge der seitlichen Stützwände 4 entspricht. Auf
diese Weise gelangen die in Fig. 3 strichpunktiert angedeuteten endseitigen Stirnflächen
4a und 11a der seitlichen Stützwände 4 und der Auflagerbalken 11 in eine gemeinsame
Ebene quer zu der mit 17 bezeichneten Achse der Durchtrittsöffnung 1. In dieser
gemeinsamen Ebene der
Stirnflächen 4a und 11a werden nunmehr die
aus Ortbeton hergestellten Flügelwände 8 derart gesetzt, daß eine kraftschlüssige
Verbindung zwischen den Enden der Stützwände 4 und der Auflagerbalken 11 einerseits
und den Flügelwänden 8 andererseits erfolgt. Es ergibt sich so die am besten aus
Fig. 3 ersichtliche rahmenartige Ausbildung zu beiden Seiten der Durchtrittsöffnung
1, wobei die seitlichen Stützwände 4 in der Nachbarschaft der Achse 17 der Durchtrittsöffnung
1 und die äußeren Auflagerbalken 11 im größeren Abstand von der Achse 17 der Durchtrittsöffnung
1 als Zugorgane zwischen auf derselben Seite der Achse 17 der Durchtrittsöffnung
1 einander gegenüberliegenden Flügelwänden 8 wirken.
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Die Auflagerbalken 11 weisen untere Auflagerflächen lib auf, über
die eine Abstützung der Gewichtskräfte nicht nur der Auflagerbalken 11 sondern auch
der Flügelwände 8 gegen den Untergrund erfolgen kann. Im Falle einer Verwendung
der Auflagerbalken 11 für die Hilfsbrücke 10 als Zugorgane ergibt sich diese Abstützfähigkeit
ohne weiteres bereits dadurch, daß die Auflagerbalken 11 ja im ilfsbetrieb die Hilfsbrücke
10 sowie die darauf wirkenden erheblichen Lasten abstützen müssen. Die Abstützung
der auf die Hilfsbrücke 10 wirkenden Lasten erfolgt nach Fertigstellung des Unterführungsbauwerks
im Betrieb über die Stützwände 4 und 5 sowie die Aufschüttung zu beiden Seiten der
Stützwände 4, so daß die Auflagerbalken 11 von diesen Kräften entlastet sind. Sie
können daher um so besser im Betrieb nach Fertigstellung des'Unterführungsbauwerks'die
Gewichtskräfte der Flügelwände 8 zusätzlich aufnahmen, so daß der Verbindungsbereich
zwischen den Flügelwänden 8 und den Stützwänden 4 von Gewichtsmomenten entlastet
wird.
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Nach dem Ausschalen der Flügelwände 8 braucht lediglich noch der Bereich
zwischen der Böschung 13 und den seitlichen Stützwänden 4 aufgeschüttet sowie das
alte Schotterbett usw. wiederh'ergestellt zu werden, wonach nach
Entfernung
der Hilfsbrücke 10 mit ihren Stützen 12 sämtliche den Zugverkehr störenden Bauarbeiten
beendet sind.
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Selbstverständlich sind vielfache Abwandlungen und Ab änderungen von
dem dargestellten Ausführungsbeispiel möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu
verlassen. So können beispielsweise die seitlichen Stützwände 4 und die Bodenwand
6 trogartig einstückig hergestellt werden, und.die Deckenwand 5 als separater Uberbau
.gesetzt werden.
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Weiterhin kann anstelle einer einstückigen Ausbildung der Flügelwände
8 mit den Stützwänden 4 und/oder den Auflagerbalken 11 auch eine geeignete mechanische
Verbindung über Lagerfalze oder dergleichen gewählt werden, die eine entsprechende
Abstützung der Flügelwände 8 gegen den inneren Druck des zwischen ihnen befindlichen
Erdreiches gewährleistet. Schließlich können auch anstelle der Stützwände 4 und/oder
der Auflagerbalken 11 anders ausgebildete und angeordnete Zugorgane den gegenseitigen
Abstand gegenüberliegender Flügelwände 8 sichern, da diese Zugbelastung auch über
Trossen oder viele andere zugbelastbare Verbindungsorgane aufgenommen werden können.
Umgekehrtkönnen aber auch dann, wenn kein nachträglicher Einbau erfolgt und demzufolge
Auflagerbalken 11 zur Abstützung einer Hilfsbrücke 10 nicht erforderlich sind, an
einer ähnlichen Stelle Betonbalken eingezogen werden, welche die vorstehend erläuterte
Funktion der Auflagerbalken 11 als Zugorgan zwischen den durch sie verbundenen Flügelwände
8 entsprechend übernehmen. Sofern an Zugorganen keine Auflagerflächen 11b zur Abstützung
der Gewichtskräfte zur Verfügung stehen, können die Gewichtskräfte auch über kleine
Fundamente im Bereich der bodenseitigen Kante der entsprechenden Flügelwand 8 aufgenommen
werden.
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Im Bereich der Stützwände 4 erfolgt eine Abstützung der Gewichtskräfte
der Flügelwände 8 ohne weiteres Zutun, da die Stützwände 4, 5 und 6 ohnehin in dem
Sinne tragend ausgeführt sind, als sie eine Abstützung der darauf liegenden
Belastungen
durch den Zugverkehr usw. übernehmen müssen. Im gewissen Sinne ist also die untere
Auflagerfläche 6b der bodenseitigen Stützwand 6 auch Auflagerfläche für die mit
der bodenseitigen Stützwand 6 kraftschlüssig, bevorzugt einstückig verbundene seitliche
Stützwand 4.