DE4000987A1 - Composite bridge of steel and concrete - comprises carriageway of concrete planks with voids between filled with concrete and reinforcement - Google Patents

Composite bridge of steel and concrete - comprises carriageway of concrete planks with voids between filled with concrete and reinforcement

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Abstract

A composite bridge with a concrete carriageway on a steel sub-structure comprises concrete planks (3-6) laid parallel with a gap between each, and with concrete infill (7) and untensio-ned reinforcment (8) in the gaps. The carriageway can be in preformed sections placed on bridge butt-resses extending along it. The preformed concrete sections can have steel support plates on their undersides. USE/ADVANTAGE - Needs no shuttering or formwork, rapid construction independent of weather.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbundträgerbrücke und ein Verfahren zur abschnittsweisen vom Gelände unabhängigen Herstellung von Brückenüberbauten gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2.The invention relates to a composite girder bridge and a procedure for sections of the site independent manufacture of bridge superstructures in accordance with the preambles of claims 1 and 2.

Diese Verfahren zur Herstellung hoher und langer Brücken bis zu einigen hundert Meter Länge oder darüber hinausgehend werden angewendet, um die Bauzeit so gering wie möglich zu halten und aufwendige Schalungen zu vermeiden.This method of making high and long Bridges up to a few hundred meters in length or in addition, are applied to the construction period keep it as low as possible and elaborate To avoid formwork.

Aus DE-OS 37 33 627 ist ein Verfahren zur Herstellung von Brückenüberbauten aus Spannbeton bekannt, bei dem Elemente in taktweise herstellbaren Brückenabschnitten mit Ortbeton kombiniert werden. Dabei werden Schalwagen und eine Hilfsbrücke eingesetzt, um - beginnend von dem Brückenwiderlager - Element vor Element zu vergießen.DE-OS 37 33 627 is a process for the production of bridge superstructures made of prestressed concrete, in which Elements in intermittently producible bridge sections can be combined with in-situ concrete. In doing so Formwork carriage and an auxiliary bridge used to - starting from the bridge abutment element Shed item.

Derartige Schalwagen und Hilfsbrücken sind sehr aufwendig und belasten das Bauwerk zusätzlich.Such formwork carriages and auxiliary bridges are very popular complex and put additional strain on the structure.

Weiterhin ist aus der Praxis bekannt, ganze Brücken-Platten im Taktschiebeverfahren herzustellen, indem stets an der gleichen Stelle ein Plattenteil gegossen wird und dieser Fertigungsabschnitt nach Abbinden des Betons komplett verschoben wird. Dieses Verfahren ist nur bei sehr kleinen und geraden Brücken einsetzbar, da bei langen Brücken wegen des großen L/B-Verhältnisses unlösbare Montageprobleme entstehen, weil die Verschubkräfte und Verschubrichtungen nicht sachgerecht unter Kontrolle zu halten sind. In der Praxis ist es bei diesem Verfahren zu schweren Unfällen gekommen. Außerdem werden sehr große Verschubgeräte benötigt.Furthermore, whole is known from practice Manufacture bridge slabs using the cycle shift process, by always having a plate part in the same place is cast and this manufacturing stage after Setting of the concrete is completely shifted. This The procedure is only for very small and straight bridges can be used since long bridges due to the large  L / B ratio unsolvable assembly problems arise, because the shear forces and directions are not must be properly controlled. In the In practice, it is too difficult with this procedure Accidents have come. They also become very large Displacement devices required.

Von daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine Brücke und ein Verfahren zur Herstellung eines Überbaus einer Brücke vorzuschlagen, die es ermöglicht, ohne größere Schalungen und Hilfsgerüste in möglichst kurzer Zeit, weitgehend unabhängig von der Witterung, wirtschaftlich und in beliebigen Längen Verbundbrücken aus Stahl und Beton herzustellen.It is therefore the object of the invention to build a bridge and a method of making a superstructure of a Propose a bridge that makes it possible without major Formwork and auxiliary scaffolding in the shortest possible time, largely independent of the weather, economical and in any length composite bridges made of steel and concrete.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Ansprüche 1 und 2 gelöst.The object is achieved by claims 1 and 2 solved.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt.Developments of the invention are in the Subclaims recorded.

Mit der Erfindung können Verbundträgerbrücken über Wasser oder Land hergestellt werden, wobei die Brückenlänge beliebig ist und auch die Möglichkeit besteht, horizontal und/oder vertikal gekrümmte Brücken herzustellen. Als Brückenunterbau können herkömmliche Stahlkonstruktionen in offener oder hohlkastenartiger Bauweise eingesetzt werden. Die Fahrbahnplatte in Form von einzelnen Fertigteilen kann vor Ort an einem Widerlager in Einzelabschnitten gefertigt und, wenn erforderlich, durch eine entsprechende Bewehrung quer vorgespannt werden. Die Abschnittslänge, die vor einem Widerlager vergossen werden kann, ist unter anderem abhängig von der aus statischen Gründen zu fordernden Plattendicke, der Brückengeometrie sowie den maschinellen Ausrüstungen für das Verschieben von schweren Platten. Es können auch Brücken mit Krümmung in vertikaler oder horizontaler Ebene nach der Erfindung hergestellt werden.With the invention, composite girder bridges can Water or land are produced, the Bridge length is arbitrary and also the possibility exists, horizontally and / or vertically curved To build bridges. Can be used as a bridge substructure conventional steel structures in open or hollow box-like construction can be used. The pavement slab in the form of individual prefabricated parts can be done on site at an abutment in individual sections manufactured and, if necessary, by a appropriate reinforcement can be prestressed transversely. The Section length that shed in front of an abutment  depends on, among other things for static reasons required plate thickness, the Bridge geometry and the machine equipment for moving heavy plates. It can also bridges with curvature in vertical or horizontal plane made according to the invention will.

Bei Krümmung in der vertikalen Ebene können die Fahrbahn-Plattenteile gezielt entweder flach oder auch gekrümmt hergestellt werden - abhängig von dem Krümmungsradius und/oder nach den statischen Erfordernissen.With curvature in the vertical plane, the Roadway slab parts either targeted flat or be made curved - depending on the Radius of curvature and / or according to the static Requirements.

Falls die Brücke eine Krümmung in der horizontalen Ebene aufweist, können ebenfalls rechteckige standardisierte Plattenteile verwendet werden. Typische Abschnitte sind 2 bis 50 m lang. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Plattenabschnitte flach oder gekrümmt sind, entsprechend der späteren Einbaulage auf der Brücke.If the bridge has a curvature in the horizontal Plane can also be rectangular standardized plate parts can be used. Typical sections are 2 to 50 m long. It plays it doesn't matter whether the plate sections are flat or are curved, depending on the later installation position on the bridge.

Wenn die Terminsituation es erfordert, können gleichzeitig auf beiden Brückenwiderlagern die Fertigteile vergossen werden und dann nacheinander oder gleichzeitig von beiden Seiten auf die Stahlträger geschoben werden, wobei ein vorbestimmter Abstand zwischen den Platten einzuhalten ist, der dann später mit Ortbeton vergossen werden kann. Vor Vergießen des Ortbetons ist die schlaffe Bewehrung, die an beiden Seiten der Fertigteile in Brückenachsrichtung übersteht, miteinander zu verbinden und gegebenenfalls eine vorbestimmbare Anzahl schon durch die schlaffe Bewehrung verbundener Plattenabschnitte gegebenenfalls zusätzlich vorzuspannen. Dazu können in den Platten Hüllrohre für die später anzubringenden Spannglieder vorgesehen werden.If the appointment situation requires it, you can at the same time on both bridge abutments Finished parts are shed and then one after the other or from both sides at the same time Steel beams are pushed, being a predetermined The distance between the plates must be maintained, which is then can later be poured with in-situ concrete. In front Pouring the in-situ concrete is the sagging reinforcement, the on both sides of the finished parts in Bridge axis direction protrudes with each other connect and optionally a predeterminable Number already connected by the sagging reinforcement  If necessary, additional plate sections preload. For this purpose, cladding tubes for the tendons to be attached later are provided will.

Die Fertigteile können durch Ziehen oder Schieben oder mit Hilfe von Roll- und Gleitvorrichtungen in die richtige Einbaulage verschoben werden. Wenn die Teile am Brückenwiderlager bereits in Brückenachsrichtung richtig vergossen wurden, ist lediglich ein Verschieben in eine Richtung erforderlich.The finished parts can be pulled or pushed or with the help of rolling and sliding devices in the correct installation position. If the parts at the bridge abutment already in the direction of the bridge axis have been properly shed is only one Moving in one direction required.

Da die Fahrbahnfertigteile mit stählernen Trägerplatten versehen sind, können diese als Gleitplatten für das Verschieben auf dem Brückenunterbau dienen. Für Fertigteile, die nicht zu schwer sind, kann bei Stahl-Stahl-Reibung auf eine Schmierung verzichtet werden. Erfindungsgemäß ist jedoch auch vorgesehen, daß derartige Stahlträgerplatten mit einer Kunststoffbeschichtung beispielweise aus Polytetrafluorethylen versehen sind, um die Schiebekräfte zu minimieren. Alternativ ist es möglich, andere Gleitmittel wie Fett, Öl usw. einzusetzen. Im Winter bietet es sich an, die Obergurte der Stahlträger des Brückenunterbaus zu vereisen, so daß das Eis als Gleitmittel während des Verschiebevorganges für die Fertigteile dienen kann.Because the roadway prefabricated parts with steel Carrier plates are provided, these can be used as Sliding plates for moving on the Serve bridge substructure. For finished parts that are not too heavy, can cause a steel-to-steel friction Lubrication can be dispensed with. According to the invention however also provided that such Steel carrier plates with a plastic coating are made of polytetrafluoroethylene, for example, to minimize the pushing forces. Alternatively it is possible, other lubricants such as grease, oil etc. to use. In winter it lends itself to that Upper straps of the steel girder of the bridge substructure freeze, so that the ice as a lubricant during the Moving process for the finished parts can serve.

Nach Erreichen der Einbaulage werden die Trägerplatten an der Unterseite der Fertigteile mit dem Brückenunterbau verschraubt oder verschweißt. After reaching the installation position, the carrier plates at the bottom of the finished parts with the Bridge substructure screwed or welded.  

Wenn Fahrbahnplattenabschnitte von geringer Länge oder Breite verwendet werden sollen, können diese bereits in einem Beton-Fertigteil-Werk hergestellt und an die Baustelle geliefert werden, wo sie dann mit Hilfe eines Kranes direkt auf die Stahlträger oder auf das Brückenwiderlager gelegt werden können. Soweit es sich dabei um eine Brücke beispielsweise über ein Gewässer handelt, können sehr große Plattenteile durch Binnenschiffe angeliefert werden. Ansonsten wäre Plattengröße auf durch LKW transportierbare Segmente beschränkt.If road slab sections of short length or Width can already be used manufactured in a precast concrete plant and to the Construction site to be delivered, where then with the help of a crane directly on the steel girders or on the Bridge abutments can be placed. As far as it is around a bridge, for example over a body of water can handle very large plate parts Inland vessels are delivered. Otherwise it would be Plate size on segments that can be transported by truck limited.

Auch wenn die Anlieferung per Schiff oder Kran nicht möglich ist, kann die Erfindung besonders vorteilhaft für Brücken über Wasser angewendet werden, da hierbei aufwendige, versetzbare Schalung und Rüstung überflüssig ist.Even if delivery by ship or crane is not is possible, the invention can be particularly advantageous be used for bridges over water because of this elaborate, removable formwork and armor is superfluous.

Ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung liegt darin, daß während der gesamten Bauphase stets einwandfreie statische Verhältnisse vorherrschen. Damit sind die unkontrollierten Verhältnisse, die nach dem Abbinden des Ortbeton mit dem Brückenteil bei Herstellverfahren nach dem Stand der Technik entstehen, vermieden und es entfällt ein Nachstellen der Unterstützungspunkte der Brücke.Another important advantage of the invention lies in that always during the entire construction phase perfect static conditions prevail. With that, the uncontrolled conditions are after the setting of the in-situ concrete with the bridge part Manufacturing process according to the prior art arise, avoided and there is no need to readjust the support points of the bridge.

Die Erfindung soll anhand von schematischen Skizzen näher erläutert werden. Es zeigenThe invention is based on schematic sketches are explained in more detail. Show it

Fig. 1 bis Fig. 5 in Seitenansicht eine Brückenherstellung in fünf Fertigungsschritten, Fig. 1 to Fig. 5 in side view of a bridge manufacture in five manufacturing steps,

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine andere Brückenkonstruktion. Fig. 6 is a plan view of another bridge construction.

Zwei Brückenwiderlager W1 und W2 im Abstand von 180 m sind durch zwei parallele Stahltragelemente miteinander verbunden (Fig. 1). Das einzig dargestellte Stahltragelement 1 liegt auf Stützen U zusätzlich auf. Der Obergurt 2 des Stahltragelementes 1 hat das gleiche Niveau 11 wie die benachbarten Oberflächen der Widerlager W1 und W2. Ein Fertigteil 3 ist mit entsprechender Bewehrung und erforderlichenfalls mit Vorspannung am Brückenlager W1 vergossen worden und hat eine Dicke von 300 mm; die Oberkante des Fertigteiles bildet das spätere Fahrstraßenniveau 10.Two bridge abutments W 1 and W 2 at a distance of 180 m are connected to each other by two parallel steel support elements ( Fig. 1). The only shown steel support element 1 rests on supports U. The upper flange 2 of the steel support element 1 has the same level 11 as the adjacent surfaces of the abutments W 1 and W 2 . A prefabricated part 3 has been cast with appropriate reinforcement and, if necessary, with prestress on the bridge bearing W 1 and has a thickness of 300 mm; the upper edge of the finished part forms the future route level 10 .

Gemäß Fig. 2 wird das Fertigteil 3 von ca. 50 m Länge durch nicht dargestellte Schiebeeinrichtungen auf dem Obergurt 2 des Stahlträgers 1 in Pfeilrichtung in die spätere Einbaulage zum Widerlager W2 hin verschoben.Referring to FIG. 2, the finished part 3 is displaced by approximately 50 m in length by non-illustrated slider devices on the upper flange 2 of the steel beam 1 in the direction of arrow in the later installation position to the abutment W 2 out.

Sobald es in Einbaulage ist (Fig. 3) kann das nächste Fertigteil 4 ebenfalls verschoben werden. Wie Fig. 4 zeigt, wird das Fertigteil 4 so weit an Fertigteil 3 herangeschoben, daß eine ca. 0,2 bis 1,5 m, vorzugsweise 0,5 m breite Lücke 12 zwischen beiden Fertigteilen verbleibt. Danach werden die ebenfalls am Brückenwiderlager W1 hergestellten Fertigteile 5 und 6 in die Einbaulage auf dem Brückenunterbau verschoben (Fig. 5). Das Verschieben ist durch nicht dargestellte Gleitmittel wie Fett oder ähnlichem erleichtert worden.As soon as it is in the installed position ( FIG. 3), the next finished part 4 can also be moved. As shown in FIG. 4, the finished part 4 is pushed so far towards the finished part 3 that an approximately 0.2 to 1.5 m, preferably 0.5 m wide gap 12 remains between the two finished parts. Then the prefabricated parts 5 and 6 also manufactured at the bridge abutment W 1 are moved into the installation position on the bridge substructure ( FIG. 5). Moving has been facilitated by lubricants, such as grease or the like, not shown.

Die aus den Fertigteilen herausstehende schlaffe Bewehrung 8 - hier dargestellt zwischen den Fertigteilen 5 und 6 - wird durch geeignete Verbinder 9 miteinander verbunden. Die Lücken 12 zwischen den Fertigteilen werden dann mit Ortbeton 7 ausgefüllt, so daß sich ein ebenes Fahrbahnniveau 10 bildet, das an Brückenwiderlagern W1 und W2 entsprechend aufgefüllt wurde.The slack reinforcement 8 protruding from the prefabricated parts - shown here between the prefabricated parts 5 and 6 - is connected to one another by suitable connectors 9 . The gaps 12 between the prefabricated parts are then filled with in-situ concrete 7 , so that a level roadway level 10 is formed, which has been filled accordingly at bridge abutments W 1 and W 2 .

Das Verfüllen der Lücken 12 mit Ortbeton kann ohne großen Aufwand erfolgen, weil jetzt die Möglichkeit besteht, von den bereits in Einbaulage liegenden Fertigteilen aus eine einfache Schalung anzubringen.The gaps 12 can be filled with in-situ concrete without great effort because it is now possible to install simple formwork from the prefabricated parts that are already in the installed position.

Fig. 6 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine zwischen den Widerlagern W3 und W4 horizontal gekrümmte Brücke mit den Krümmungsradien R1 und R2. Auf den Stahltragelementen 14, 15 sind Fertigteile 13 mit standardisierter Abmessung als Fahrbahnplattenteile von Widerlager W3 aus eingeschoben worden. Zwischen den Fertigteilen 13 sind Lücken 16 vorhanden, die, je nach Lage auf der Brücke, gleich breit oder V-förmig ausgebildet sind und mit Ortbeton ausgefüllt werden können. Der Vorteil ist, daß es bei diesem Brückentyp keiner Rücksicht auf die Krümmung der Brücke bedarf, denn es können einfache, rechteckige Fertigteile verwendet werden. FIG. 6 shows a schematic plan view of a bridge with the radii of curvature R 1 and R 2 that is curved horizontally between the abutments W 3 and W 4 . On the steel support elements 14 , 15 , prefabricated parts 13 with standardized dimensions have been pushed in as carriageway plate parts from abutment W 3 . There are gaps 16 between the finished parts 13 , which, depending on the position on the bridge, are of the same width or V-shaped and can be filled with in-situ concrete. The advantage is that with this type of bridge there is no need to consider the curvature of the bridge, because simple, rectangular prefabricated parts can be used.

Bei Brücken mit vertikaler Krümmung wäre dies genauso möglich; hier wäre der Fugenquerschnitt V-förmig.This would be the same for bridges with vertical curvature possible; here the joint cross section would be V-shaped.

Claims (10)

1. Verbundträgerbrücke mit Beton-Fahrbahn auf einem stählernen Unterteil, gekennzeichnet durch lückenhaft aneinandergereihte Betonplatten (3...6, 13) gleicher Form und eine in den Lücken (12, 16) verbundene, in Ortbeton (7) vergossene, schlaffe Bewehrung (8).1. Composite girder bridge with a concrete carriageway on a steel lower part, characterized by patchy concrete slabs ( 3 ... 6 , 13 ) of the same shape and a slack reinforcement that is connected in the gaps ( 12 , 16 ) and cast in in-situ concrete ( 7 ) 8 ). 2. Verfahren zur abschnittsweisen, vom Gelände unabhängigen Herstellung von Brückenüberbauten, bei denen ausgehend vom Brückenwiderlager Fertigteile aus Beton von einem Bruchteil der Brückenlänge in einer Richtung nacheinander angeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Verbundträgerbrücke auf einem Brückenunterbau (1, 14, 15) aus Stahl, die Fahrbahn aus Fertigteilen (3, 4, 5, 6, 13), die zuvor am Brückenwiderlager (W1...W4) in Brückenachse positioniert wurden, von diesem Brückenwiderlager aus in vorbestimmte, Lücken (12, 16) bildende, Einbaulagen verschoben und anschließend durch Ortbeton (7) lückenlos miteinander verbunden werden.2. Process for the section-by-section, independent of the terrain production of bridge superstructures, in which, starting from the bridge abutment, precast concrete parts of a fraction of the bridge length are arranged in one direction in succession, characterized in that in the case of a composite girder bridge on a bridge substructure ( 1 , 14 , 15 ) made of steel, the roadway from prefabricated parts ( 3 , 4 , 5 , 6 , 13 ), which were previously positioned on the bridge abutment (W 1 ... W 4 ) in the bridge axis, from this bridge abutment into predetermined gaps ( 12 , 16 ) Formative, installation positions shifted and then seamlessly connected with in-situ concrete ( 7 ). 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fertigteile (3-6, 13) auf dem Brückenwiderlager (W1...W4) hergestellt werden. 3. The method according to claim 2, characterized in that the finished parts ( 3-6 , 13 ) on the bridge abutment (W 1 ... W 4 ) are made. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fertigteile (3-6, 13) mit einer beidseitig in Brückenachsrichtung aus dem Fertigteil herausragenden, schlaffen Bewehrung (8) versehen werden.4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the finished parts ( 3-6 , 13 ) are provided with a flaccid reinforcement ( 8 ) projecting from the finished part on both sides in the direction of the bridge axis. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fertigteile (3-6, 13) an der Unterseite mit stählernen Trägerplatten versehen werden.5. The method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the finished parts ( 3-6 , 13 ) are provided on the underside with steel carrier plates. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fertigteile (3-6, 13) vom Brückenwiderlager (W1...W4) aus gleitend oder rollend in die Einbaulage verschoben werden.6. The method according to any one of claims 2 to 5, characterized in that the finished parts ( 3-6 , 13 ) from the bridge abutment (W 1 ... W 4 ) are moved sliding or rolling into the installation position. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verschieben der Fertigteile (3-6, 13) Gleitmittel benutzt werden.7. The method according to claim 6, characterized in that lubricants are used when moving the finished parts ( 3-6 , 13 ). 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleitmittel Schichten aus Eis, Kunststoff oder Fetten verwendet werden.8. The method according to claim 7, characterized characterized in that layers of lubricant Ice, plastic or fats can be used. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fertigteile (3-6, 13) gleichzeitig oder nacheinander von beiden Brückenwiderlagern (W1, W2 bzw. W3, W4) aus in die Einbaulage verschoben werden.9. The method according to any one of claims 2 to 8, characterized in that the finished parts ( 3-6 , 13 ) are moved simultaneously or successively from both bridge abutments (W 1 , W 2 or W 3 , W 4 ) into the installation position . 10. Anwendung von Beton-Fertigteilen (3-6, 13) mit herausragender schlaffer Bewehrung (8) bei der Herstellung einer Verbundträgerbrücke auf einem Brückenunterteil (1, 14, 15) aus Stahl, indem die Fertigteile außerhalb des Brückenkörpers gegossen, auf das Unterteil in die Einbaulage verschoben werden, so daß die Fertigteile (3...6, 13) zueinander Lücken (12, 16) bilden, die mit Ortbeton (7) vergossen werden, nachdem die schlaffe Bewehrung (8) verbunden wurde.10. Application of precast concrete parts ( 3-6 , 13 ) with outstanding sagging reinforcement ( 8 ) in the production of a composite girder bridge on a bridge lower part ( 1 , 14 , 15 ) made of steel, by casting the finished parts outside the bridge body, on the lower part be moved into the installation position so that the finished parts ( 3 ... 6 , 13 ) form gaps ( 12 , 16 ) to each other, which are poured with in-situ concrete ( 7 ) after the limp reinforcement ( 8 ) has been connected.
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