DE4131214A1 - Brueckenkonstruktion und verfahren zum herstellen einer bruecke - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brückenkonstruktion, insbesondere für mehrfeldrige Deckbrücken, bei welcher mindestens ein Freiraum zwischen zwei Pfeilern durch mehrere par­ allele Hauptträger überbrückt wird, welche durch Querträger miteinander verbunden sind.

Derartige Brücken sind an sich bekannt. Dabei können die Pfeiler ein- oder mehrteilig sein, das heißt ein Pfeiler erstreckt sich quer zur Überbrückungsrichtung in etwa über die Breite der Brückendecke, die er tragen soll, oder er ist in mehrere Einzelpfeiler bzw. Säulen aufgelöst, die quer zur Brücke so im Abstand zueinander angeordnet sind, daß sie die Brücke im wesentlichen symmetrisch zu einer gedachten Mittellinie unterstützen. Ohne die Erfindung hierdurch einzuschränken, sollen im folgenden aus Gründen der vereinfachten Beschreibung nur Straßenbrücken betrachtet werden, die allerdings auch das häufigste Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung darstellen. Dabei gibt es grundsätzlich zwei wesentlich unterschiedliche Konstruktionsmöglichkeiten, die auch in den beiliegenden Figuren dargestellt sind. Zum einen gibt es die herkömmliche Bauweise mit zweistegigen Plattenbalken aus geschweißten Blechprofilen, wie man sie in dem Querschnitt durch eine Brücke in Fig. 1 kennt. Der Pfeiler besteht dabei aus zwei einzelnen Säulen 3, 3′, die jeweils einen geschweißten Blechträger (Hauptträger) unterstützen, der in Längsrichtung der Brücke verläuft. Diese Blechträger sind durch Querträger miteinander verbunden. Diese Bauweise hat den Nachteil, daß die aufliegende Fahrbahndecke 10 in Querrichtung nur durch die beiden Hauptträger unterstützt wird und entsprechend armiert sein muß, um ausreichende Lasten aufnehmen zu können. Außerdem sind die geschweißten Blechprofile relativ kostenintensive Einzelanfertigungen, für die zwar entsprechend den über die Trägerlänge unterschiedlichen Belastungen gezielt Material eingespart werden kann, die aber andererseits sehr lohnintensiv sind.

Daneben sind auch Deckbrücken (teilweise in Verbundbauweise) mit mehreren Hauptträgern aus Walzprofilen bekannt, wie in dem der Figur I entsprechenden Querschnitt der Fig. 2 dargestellt ist. Auch hier sei wieder angenommen, daß der Pfeiler jeweils in zwei einzelne Säulen 3, 3′ aufgelöst ist, die sich in Richtung der Brückenbreite im Abstand zueinander befinden. Die Fahrbahndecke 10 wird getragen von mehreren, relativ preisgünstig als Walzprofile herstellbaren Hauptträgern 1, die durch Querträger 2 miteinander verbunden werden. Da die Fahrbahndecke 10 in Breitenrichtung gut unterstützt ist, kann sie vergleichsweise dünn und einfach hergestellt werden, ohne daß die Belastungsfähigkeit der Brücke darunter leidet. Ein Nachteil dieser Brückenkonstruktion besteht jedoch darin, daß zusätzlich ein auf den beiden einzelnen Säulen des Pfeilers 3 aufliegender Auflagerbalken als untere Stützfläche für die Mehrzahl von Hauptträgern 1 einschließlich entsprechender Lager 12 vorgesehen werden muß. Die Hauptträger haben als Walzprofile einen konstanten Querschnitt, so daß auch vergleichsweise mehr Material benötigt wird, was allerdings angesichts der Einsparung von Kosten gegenüber den geschweißten Blechprofilen nicht nennenswert zu Buche schlägt. Ein größerer Nachteil ist allerdings darin zu sehen, daß der eigens herzustellende Auflagerbalken und die zusätzlich erforderlichen Lager einen Großteil dieses Vorteils wieder zunichte machen, da beide ebenfalls nur durch lohnintensive Arbeit hergestellt werden können. Ähnliches gilt selbstverständlich dann, wenn der Pfeiler nicht in einzelne Säulen aufgelöst ist, sondern von vornherein in einer Breite hergestellt wird, die der Länge eines Auflagerbalkens entspricht.

Ein weiterer Nachteil der zuletzt erwähnten Brücken mit mehreren Hauptträgern aus Walzprofilen liegt in der ungünstigen Lastenverteilung während der kontinuierlichen Herstellung einer Deckschicht bzw. der Fahrbahndecke. In Fig. 3 ist das angewendete Verfahren schematisch dargestellt. Fig. 3 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch eine derartige Brücke mit mehreren Pfeilern bzw. Auflagerbalken, deren Unterstützungspunkte durch die kurzen schwarzen Pfeile angedeutet sind. Die Hauptträger 1 sind, um eine günstigere Materialausnutzung zu erreichen, als Durchlaufträger ausgebildet, das heißt die einzelnen Hauptträger erstrecken sich über die Auflagerpunkte hinaus und sind im Bereich des zu überbrückenden Freiraumes mit dem jeweils nächsten Hauptträger verbunden bzw. zusammengeschweißt. Um eine allzu starke Durchbiegung der Hauptträger nach dem Aufbau der Brücke zu vermeiden, sind diese Hauptträger entsprechend den auftretenden Belastungen S-förmig vorverformt, wie durch den Verlauf der Kurve in Fig. 3 unter den Hauptträgern angedeutet wird. Ganz unten in Fig. 3 ist schließlich eine Momentenlinie dargestellt, wie sie sich nach dem Verbinden der Hauptträger im Prinzip ergibt. Die untenliegenden, positiv bzw. mit einem Pluszeichen gekennzeichneten Bereiche der Momentenlinie entsprechen einer Biegebelastung, bei welcher der untere Flansch des Hauptträgers auf Zug und der obere auf Druck beansprucht wird, während die oberen Bereiche der Momentenlinie, die mit einem Minuszeichen gekennzeichnet sind (negatives Biegemoment) solchen Bereichen des Hauptträgers entsprechen, bei welchen der obere Flansch auf Zug und der untere Flansch auf Druck beansprucht wird. Die Stoßausbildung zwischen aufeinand­ erfolgenden Hauptträgern erfolgt in der Nähe der Nulldurchgänge der Momentenlinie. Es ist klar, daß negative Biegemomente vor allem auf den Auflagerpunkten auftreten, während positive Biegemomente auf die Bereiche zwischen den Auflagerpunkten beschränkt sind. Besonders kritisch ist bei derartigen Brückenkonstruktion die Herstellung der Deckschicht bzw. Fahr­ bahndecke. Betoniert man beispielsweise von links nach rechts fortlaufend die Deckschicht 10, so wird unter der Last des zunächst noch nicht ausgehärteten Betons die Momentenlinie durch die Belastung durch den Beton noch ausgeprägter, vor allem dann, wenn zunächst der Zwischen­ raum zwischen den ersten beiden Pfeilern mit der Deckschicht versehen wird. Infolgedessen ist auch die Durchbiegung der Hauptträger in diesem Bereich deutlicher ausgeprägt, wenn man nicht größere (überdimensionierte) Trägerquerschnitte wählt. Beim Betonieren des nächstfolgenden Feldes würden jedoch die durchlaufenden, zusammengeschweißten Hauptträger auch in den verbleibenden Bereichen belastet, so daß aufgrund der Hebelwirkung bezüglich des zwischen den beiden benachbarten Feldern liegenden Auflagers die stärkere Durchbiegung im ersten Feld wieder teilweise aufgehoben wird. Dies würde jedoch die inzwischen möglicherweise ausgehärtete Deckschicht unter Zugspannung bringen, so daß die Betonschicht reißen könnte.

Aus diesem Grunde werden die Deckschichten bei derartigen Brücken nur feldweise betoniert, wie dies im oberen Teil der Fig. 3 angedeutet ist. Zunächst werden also die schraffierten Felder (1, 1a und 1b) und anschließend die Felder 2, 2a usw. betoniert, die keinen wesentlichen Einfluß mehr auf die Verformung der Hauptträger haben, so daß die bereits fertiggestellten Deck­ schichten, vor allem die Deckschichten im Stützbereich nicht unter Zugspannung geraten und damit auch nicht reißen. Zum Auffangen derartiger Zugspannungen aufgrund von Belag- und Verkehrslasten wird außerdem eine Rißbewehrung im Stützbereich vorgesehen.

Es versteht sich, daß auch dieses Verfahren relativ arbeits- und kostenintensiv ist, insbesondere wegen der Kosten für die Auflagerbalken, die Brückenlager und das feldweise Betonieren.

Dennoch sind auch diese Brücken mit mehreren Hauptträgern aus Walzprofilen relativ verbreitet, wobei die vorliegende Erfindung vor allem darauf abzielt, die mit der Verwendung von Walzprofilen verknüpften Vorteile dieser Brückenkonstruktion stärker zu nutzen.

Hinsichtlich der eingangs erwähnten Brückenkonstruktion wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mindestens ein Teil der Querträger als jeweils auf einem Pfeiler aufliegender Auflagerbalken ausgebildet ist und daß die Hauptträger an den als Auflagerbalken ausgebildeten Querträgern enden.

Die erfindungsgemäße Brückenkonstruktion unterscheidet sich von den herkömmlichen Mehrfeldbrücken mit Durchlaufträgern im wesentlichen durch die folgenden Merkmale

• 1. Der Auflagerbalken entfällt; statt dessen übernimmt jeweils ein Querträger, der im übrigen die Hauptträger in Querrichtung miteinander verbindet, gleichzeitig die Rolle des Auflagerbalkens.
• 2. Die Träger werden nicht als Durchlaufträger hergestellt, sondern enden jeweils an den als Auflagerbalken dienenden Querträgern.

Dies schließt jedoch nicht aus, daß noch weitere Querträger an der Ober- oder Unterseite oder auch zwischen den Hauptträgern vorgesehen sind, welche diese miteinander verbinden und welche nicht als Auflagerbalken dienen.

Da die Hauptträger an den als Auflagerbalken dienenden Querträgern enden, entspricht ihre Länge gerade dem freien Tragabstand zwischen den Pfeilern.

Dadurch ergibt sich auch eine deutlich abweichende Momentenlinie im Vergleich zu den herkömmlichen Mehrfeldbrücken. Die Hauptträger sind mit ihren Enden mit den Querträgern verbunden, die auf den entsprechenden Pfeilern aufliegen. Die Hauptträger erfahren damit über ihre gesamte Länge hinweg während des Aufbaues ausschließlich ein positives Biegemoment; der untere Flansch wird also auf Zug, der obere Flansch auf Druck belastet. Die Vorverformung ist dementsprechend einfach eine leichte Wölbung nach oben, die so bemessen wird, daß sie aufgrund der maximalen Belastung beim Aufbringen der Deckschicht gerade wieder kompensiert wird.

Außerdem gibt es praktisch keinen Einfluß der Hauptträger aus einem Feld auf die Hauptträger des anderen Feldes, so daß problemlos die gesamte Fläche, von irgendeinem Punkt her beginnend, betoniert werden kann. Nachdem beispielsweise das erste Feld (ganz links in Fig. 5) betoniert ist, kann auch weiter das zweite Feld betoniert werden, ohne daß dabei der Beton im ersten Feld eine veränderte Belastung, beispielsweise eine Zugspannung, erfahren würde.

Vor allem aber erspart man sich die aufwendige Herstellung von Auflagerbalken, da deren Funktion nunmehr von einem Querträger wahrgenommen wird.

Zweckmäßigerweise werden die Stirnseiten der Hauptträger mit den ihnen zugewandten Flanken der als Auflagerbalken dienenden Querträger verbunden. Der Querträger kann dabei selbst, ähnlich wie auch die Hauptträger, ein Walzprofil sein, er kann jedoch auch beispielsweise als ein Doppel-T-Profil aus zusammengeschweißten Platten hergestellt werden. Als Auflagerfläche der Hauptträger auf den Querträger kann ein Betonfuß dienen, der auch Biegedruckkräfte längs des Querträgers aufnehmen kann.

Außerdem hat es sich für die Herstellung der Brücke als vorteilhaft erwiesen, wenn Haupt- und Querträger mindestens an einer Flanke des Querträgers eine gelenkige Verbindung aufweisen, die ein begrenztes relatives Verdrehen von Haupt- und Querträger um eine zur Längsachse des Querträgers parallele Achse zuläßt.

Grundsätzlich gibt es zwei verschiedene Möglichkeiten, an der Verbindung zwischen Hauptträger und Querträger die im Verlauf des Aufbringens der Deckschicht auftretende Verformung des Hauptträgers, d. h. bei entsprechender Berechnung gerade die Aufhebung der Vorkrümmung, zu berücksichtigen. Bei einer ersten Ausführungsform der Brückenkonstruktion bzw. bei einer entsprechenden Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens der Brücke werden der Hauptträger (stirnseitig) und der Querträger (flankenseitig) an ihren Oberflanschen gelenkig miteinander verbunden. Der Querträger wird auf den Pfeilern bzw. einem entsprechenden Lager fixiert, das andere Ende des Hauptträgers wird in einem vorberechneten Abstand zu dem ihm zugeordneten (zweiten) Querträger auf einer Gleitplatte oder dergleichen gelagert. Statt einer solchen Gleitplatte kann auch eine gelenkige Verbindung zwischen Hauptträger und Querträger vorgesehen sein, die jedoch zumindest auf dieser Seite die Längsverschiebung dieser Stirnseite des Hauptträgers in Richtung des zweiten Querträgers zuläßt. Bei der Belastung des Hauptträgers durch die Deckschicht wird dessen Vorkrümmung aufgehoben, wobei die ersterwähnte Stirnseite des Hauptträgers um die Achse der gelenkigen Verbindung mit dem erstgenannten Querträger schwenkt, bis auch der Unterflansch die endgültige Relativposition zum Querträger eingenommen hat. Das andere Ende des Hauptträgers führt beim Aufheben der Vorkrümmung des Hauptträgers eine ähnliche Verschwenkbewegung in entgegengesetzter Richtung aus, wobei jedoch gleichzeitig auch eine Verschiebung dieses Endes in Längsrichtung des Hauptträgers und zum zweiten Querträger hin auftritt. Das Maß der Verschiebung hängt vom Maß der Vorkrümmung ab. Der Abstand zu dem zugeordneten zweiten Querträger ist so berechnet, daß sich durch die kombinierte Schwenk- und Translationsbewegung die Lücke zwischen Hauptträger und Querträger schließt.

Die Vorverformung des Hauptträgers und die gelenkige Verbindung sowie die Lücken werden also gerade so bemessen, daß die Lücken sich durch die Belastung beim Aufbringen der Deckschicht gerade wieder schließen. In diesem Zustand können dann gegebenenfalls auch der Steg und der untere Flansch des Hauptträgers mit dem Querträger verschweißt, vorzugsweise jedoch durch Vergießen mit Beton miteinander verbunden werden. Das Ergebnis ist ein biegesteifer Durchlauf­ träger.

Die zweite Ausführungsform der Konstruktion bzw. Ausgestaltung des Verfahrens beruht ebenfalls auf der Rückgängigmachung der Vorkrümmung aufgrund der auftretenden Belastung beim Aufbringen der Deckschicht. Hierbei wird jedoch eine Stirnseite des Hauptflansches biegesteif mit einer Flanke eines Querträgers verbunden und vorzugsweise unmittelbar vergossen, wobei der Unterflansch des Querträgers lediglich in einem Fixpunkt bzw. in mehreren Fixpunkten entlang einer zu seiner Längsrichtung parallelen Achse auf den Pfeilern bzw. entsprechenden Auflagern festgelegt wird, dabei jedoch entsprechend dem Verlauf der Stirnseite des Hauptträgers und der Vorkrümmung des Hauptträgers leicht geneigt ist, z. B. um etwa 1°. Auch hier wird wiederum das andere, freie Ende des Hauptträgers auf einer Gleitplatte im Abstand vom nächsten Querträger oder an einer gelenkigen Verbindung mit diesem, die eine relative Längsverschiebung zwischen Haupt- und Querträger zuläßt, gelagert. Bei der Belastung durch die Deckschicht wird wiederum die Vorkrümmung aufgehoben, der erste Querträger schwenkt um den Fixpunkt bzw. um die durch die Fixpunkte verlaufende Achse, bis er seine endgültige, vorzugsweise vertikal ausgerichtete Position eingenommen hat, während das freie Ende des Hauptträgers aufgrund der Aufhebung der Vorkrümmung die Lücke zum zweiten Querträger schließt, mit diesem in Kontakt tritt bzw. den vorgesehenen Abstand zum zweiten Querträger erreicht. Erst nachdem alle Hauptträger so belastet sind, daß ihre Vorkrümmung im wesentlichen aufgehoben ist, werden die noch freien Enden der Hauptträger mit den Querträgern verbunden und zwar vorzugsweise durch Vergießen mit Beton, wobei zweckmäßigerweise Kopfbolzen an den Flanken des Querträgers und an den Stirnseiten des Hauptträgers eine feste Verbindung sicherstellen.

Zur exakten Festlegung der Lücken zwischen Haupt- und Querträger im Bauzustand vor der Aufhebung der Vorkrümmung kann Futtermaterial zwischen den Stirnseiten der Hauptträger und den Flanken der Querträger eingebracht werden.

Während also bei der erstgenannten Ausgestaltung an beiden Stirnseiten des Hauptträgers im Bauzustand eine Lücke belassen wird, und zwar auf einer Seite vorzugsweise nur unterhalb des Oberflansches, wird bei der zweitgenannten Ausgestaltung auf einer Seite eine biegesteife Verbindung zwischen Haupt- und Querträger hergestellt, wobei jedoch eine begrenzte Drehung dieses Querträgers zugelassen wird, während die Lücke auf der anderen Seite in ähnlicher Weise wie im ersten Fall vorgesehen und auch beim Belasten der Hauptträger geschlossen wird. Die gelenkige Verbindung zwischen Haupt- und Querträger kann sehr unterschiedliche Formen annehmen. In der einfachsten Ausführungsform handelt es sich dabei einfach um eine Zuglasche, das heißt um ein Stahlblech, das auf die Oberseite des Querträgers und gleichzeitig auch auf den oder die oberen Flansch bzw. Flansche des oder der angrenzenden Hauptträger aufgeschweißt wird. Ein solches Stahlblech ist genügend biegsam, um die "gelenkige" Verbindung bereitzustellen. Selbstverständlich kann die gelenkige Verbindung auch aus an die oberen Flansche von Haupt- und Querträger angeschweißten Scharnierösen, gegebenenfalls mit Langlöchern für die Relativverschiebung in Längsrichtung der Hauptträger, mit hindurchgesteckten Scharnierbolzen oder aus einfachen, angeschweißten Knaggen bestehen.

Für eine vollständige Verbundbauweise, bei der auch die Zwischenräume zwischen den Haupt- und/oder Querträgern mit Beton vergossen werden, ist es zweckmäßig, wenn die Flanken der Querträger und die ihnen zugewandten Stirnseiten der Hauptträger Kopfbolzendübel aufweisen. Diese verankern sich sehr fest im Beton, wenn sie darin vergossen werden. Gleichzeitig kann auf diese Weise auch die feste Verbindung zwischen Haupt- und Querträger hergestellt werden.

Daneben betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen einer Brücke mit den eingangs genannten Merkmalen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens je einer der Querträger als Auflagerbalken auf die Pfeiler aufgelegt wird, daß die Enden der Hauptträger mindestens auf einer Seite mit den als Auflagerbalken dienenden Querträgern verbunden werden und daß auch nach dem Herstellen dieser Verbindung und noch nach dem Auflegen der Querträger auf die Pfeilerlager die Verfüllung der von den Trägern gebildeten Felder im wesentlichen kontinuierlich und anschließend die biegesteife Verbindung zwischen Haupt- und Querträgern erfolgt.

Es ist offensichtlich, daß die Eliminierung der Auflagerbalken und die gleichzeitige Eröffnung der Möglichkeit, die Decke kontinuierlich in einem Arbeitsgang herzustellen, eine beträchtliche Vereinfachung und Kostensenkung des Herstellungsverfahrens mit sich bringt. Damit kann man die Vorteile, die Mehrfeldbrücken durch die Verwendung von Walzprofilen im Prinzip mit sich bringen, voll ausschöpfen ohne gleichzeitig, wie dies bei den bisherigen Mehrfeldbrücken der Fall war, andere technische Nachteile und Kostennachteile gegenüber der Verwendung von geschweißten Blechprofilen hinnehmen zu müssen.

Die erfindungsgemäße Brückenkonstruktion kann als reine Stahlkonstruktion hergestellt werden, auf die im Verbund eine Fahrbahndecke oder dergleichen aufgebracht wird, die Konstruktion läßt sich jedoch vorzugsweise als Verbundtragwerk verwirklichen, bei welchem Haupt- und Querträger gemeinsam in Beton eingegossen werden und wobei vorzugsweise Kopfbolzendübel eine sichere wechselseitige Verankerung von Haupt- und Querträgern in dem Verbundbeton bewirken.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der da­ zugehörigen Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 Brückenkonstruktionen nach dem Stand der Technik,

Fig. 3 schematisch die Belastungsverhältnisse und das Herstellungsverfahren bei der Brücke nach Fig. 2,

Fig. 4 eine den Fig. 1 und 2 entsprechende Ansicht der erfindungsgemäßen Brückenkonstruktion,

Fig. 5 schematisch die entsprechenden Belastungsverhältnisse,

Fig. 6 schematisch und in überhöhtem Maßstab die Wirkung der Aufhebung der Vorkrümmung bei einer ersten Ausgestaltung der Erfindung,

Fig. 7 schematisch die Wirkung der Aufhebung der Vorkrümmung bei einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung und

Fig. 8 einen Querschnitt im Bereich eines Querträgers.

Zusammenfassend soll nochmals der Stand der Technik nach den Fig. 1 bis 3 zur Hervorhebung der Unterschiede gegenüber der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.

Fig. 1 Ist ein Querschnitt durch eine Straßenbrücke im Bereich eines Pfeilers, der in zwei einzelne Säulen 3, 3′ aufgeteilt ist. Zwei geschweißte Blechträger 1′ ruhen auf Lagern 12, die oben auf den Säulen 3, 3′ angebracht sind. Die Träger 1′ erstrecken sich in der Überbrückungs­ richtung und sind durch Querträger 2′ miteinander verbunden. Die Fahrbahndecke 10′ ruht nur auf den Oberflanschen der Hauptträger 1′ und überspannt freitragend relativ große Bereiche, so daß sie mit einer entsprechenden Rißbewehrung und einer hohen Eigenfestigkeit hergestellt werden muß. Dies ist durch die größere Dicke der Fahrbahndecke 10′ gegenüber den Fahrbahndecken in den übrigen Zeichnungen angedeutet.

In Fig. 2 sind die beiden Säulen 3, 3′ eines Pfeilers durch einen Auflagerbalken 13 überbrückt, auf dem im dargestellten Beispiel 5 Hauptträger 1 auf Lagern 12 aufliegen. Die Hauptträger 11 sind Walzprofile, die untereinander ebenfalls durch (unterbrochene) Querträger 2 verbunden sind. Die Fahrbahndecke 10 wird in Breitenrichtung bei dieser Ausführungsform über einen größeren Bereich und an insgesamt fünf Punkten unterstützt, so daß sie keine so hohe Eigentragfähigkeit aufweisen muß wie die Fahrbahndecke bei der Ausführungsform nach Fig. 1, was durch die geringere Dicke der Fahrbahndecke 10′ schematisch angedeutet wird.

Fig. 3 zeigt die Brückenkonstruktion nach Fig. 2 schematisch im Längsschnitt. Dabei ist zu beachten, daß die Darstellung nicht maßstabgetreu, vor allem die Hauptträger 1 in Längsrichtung stark verkürzt dargestellt sind. Die Hauptträger 1 sind als sogenannte Durchlaufträger ausgebildet, d. h. sie laufen über die durch kurze schwarze Pfeile angedeuteten Stützstellen hinweg und sind mit ihren Stirnseiten 5 auf Stoß miteinander verbunden. Mit gestrichelten Linien angedeutet sind zwei Pfeiler 3,4 mit Auflagerbalken 13 als Stützstellen, wobei der Zwischenraum zwischen den Pfeilern 3,4 durch die Durchlaufträger 1 überbrückt wird. Ganz unten in Fig. 3 ist die Belastung der Durchlaufträger 1 im Endzustand als sogenannte Momentenlinie dargestellt. Positive Biegemomente sind gleichbedeutend damit, daß der Unterflansch 15 eines Trägers 1 auf Zug belastet wird, während der Oberflansch 16 auf Druck belastet wird. Bezüglich dieser Druckbela­ stung ist jedoch zu bemerken, daß bei fertiggestellter Brücke die Fahrbahndecke 10 (im allgemeinen aus Beton) mit dem Oberflansch 16 fest verbunden ist und die auftretenden Druckbelastungen im wesentlichen aufnimmt. Im sogenannten Stützbereich jedoch, d. h. im Bereich der Stützpfeiler 3,4 treten negative Biegemomente auf, bei welchen der Oberflansch 16 auf Zug belastet wird, während nunmehr der Unterflansch 15 auf Druck belastet wird. Die Druckbelastung des Unterflansches 15 in diesem Bereich muß gegebenenfalls durch ent­ sprechende Verstärkungen aufgefangen werden. Vor allem wegen dieser negativen Biegemomen­ te im Stützbereich wird die Stoßverbindung zwischen den Hauptträgern 1 aus dem Stützbereich weg vorzugsweise dorthin gelegt, wo die Biegemomente in etwa gleich Null sind.

Im mittleren Bereich in Fig. 3 ist eine Biegelinie angedeutet, die schematisch eine Vorbiegung der durchlaufenden Hauptträger 1 darstellt, die S-förmig so gewählt ist, daß die Hauptträger 1 nach Fertigstellung der Brücke insgesamt einen möglichst geraden, durchgehenden Verlauf haben.

Nachdem die entsprechende Stahlkonstruktion fertiggestellt ist, wird die Fahrbahndecke feldweise betoniert, wie durch die Schraffuren angedeutet. Die dazwischenliegenden Feldbereiche werden zunächst freigelassen, um nicht die darunterliegende Stahlkonstruktion im Bauzustand übermäßig zu belasten, was ansonsten eine stabilere und entsprechend teurere Stahlkonstruktion erfordern würde.

Die erfindungsgemäße Konstruktion gemäß Fig. 4 und 5 unterscheidet sich von der eben besprochenen Konstruktion im wesentlichen dadurch, daß zumindest an den Stützstellen ein Querträger 2 als Auflagerbalken ausgebildet ist, wie man in Fig. 4 unschwer erkennt. Insbesondere ist der Querträger 2 nicht unterbrochen, sondern verbindet durchlaufend alle fünf dargestellten Hauptträger 1 gleichzeitig miteinander. Der Vergleich mit Fig. 2 zeigt, daß zum einen dabei auf den Auflagerbalken 13 verzichtet werden kann und daß zum anderen nicht jeder der Hauptträger 1 ein eigenes Lager 12 auf dem Auflagerbalken aufweisen muß, sondern daß statt dessen der Querträger 2 auf nur zwei entsprechenden Lagern 12 auf den Säulen 3, 3′ ruht. Der der Fig. 3 entsprechende schematische Längsschnitt in Fig. 5 läßt deutlich erkennen, daß die Hauptträger 1 an den als Auflagerbalken dienenden Querträgern 2 enden und mit ihren Stirnseiten 5 an den Seiten bzw. Flanken 6 der Querträger 2 enden und mit diesen fest verbunden sind.

Als Unterschied zu Fig. 3 fällt bei der Biegelinie im mittleren Teil der Fig. 5 auf, daß jeder einzelne der Hauptträger nur eine einfache Wölbung nach oben als Vorbiegung erhält, was erheblich leichter durchzuführen ist als die komplizierte S-Form-Vorbiegung der Durchlaufträger gemäß Fig. 3. Die sich aus dieser Konstruktion ergebende Momentenlinie ist unten in Fig. 5 dargestellt, woran man erkennt, daß ausschließlich positive Biegemomente auftreten. Die negativen und relativ großen, unerwünschten Stützmomente aus Bauzuständen entfallen also bei dieser Konstruktion völlig. Der Unterflansch 15 wird dabei ausschließlich auf Zug belastet und bedarf insoweit keiner besonderen Verstärkung. Die Fahrbahndecke kann kontinuierlich in einem Arbeitsgang hergestellt werden. Eine feldweise Herstellung der Fahrbahndecke 10 ist nicht erforderlich.

Nähere Einzelheiten der Konstruktion und ihrer Wirkungsweise sind den beiden in den Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsformen zu entnehmen. In Fig. 6 sind zwei aufeinand­ erfolgende, als Auflagerbalken dienende Querträger 2 schematisch dargestellt, zwischen welchen sich der im Bauzustand vorgekrümmte Hauptträger 1 erstreckt.

Die Querträger 2 ruhen auf in den Fig. 6 und 7 nicht dargestellten Pfeilern bzw. Auflagern. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 sind die Unterflansche auf den Pfeilern bzw. Auflagern fixiert. Eine der Stirnseiten des Hauptträgers 1 ist in der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform am Oberflansch gelenkig mit dem Oberflansch des Querträgers 2 verbunden. Wie durch den Pfeil a angedeutet, wird bei Belastung des Hauptträgers 1 durch Aufbringen der Deckschicht die in den Fig. 6 und 7 stark übertrieben dargestellte Vorkrümmung aufgehoben, wobei die eine Stirnseite des Hauptträgers 1 auf der am Oberflansch des Querträgers 2 angelenkten Seite um die gelenkige Verbindung herum verschwenkt, während die andere Stirnseite des Hauptträgers 1 eine Verschwenkbewegung in umgekehrter Richtung ausführt, die noch von einer Gleitbewe­ gung auf den zweiten Querträger 2 zu überlagern ist. Der Hauptträger 1 nimmt schließlich die gestrichelt dargestellte Position ein, in welcher er mit beiden Querträgern 2 verbunden bzw. vergossen werden kann.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung, wie sie in Fig. 7 schematisch dargestellt ist, wird zunächst die eine Stirnseite des Hauptträgers 1 mit einer Flanke eines Querträgers 2 biegesteif verbunden, z. B. mit Beton vergossen. Der Querträger 2 wird lediglich in einem Fixpunkt bzw. mehreren Fixpunkten entlang einer Achse parallel zu seiner Längserstreckung auf dem darunter­ liegenden Pfeiler bzw. entsprechenden Lagern festgelegt. Auch bei dieser Ausgestaltung wird die (in Fig. 7 wiederum übertrieben dargestellte) Vorkrümmung des Hauptträgers 1 bei Belastung aufgehoben. Das rechte Ende des Hauptträgers verschwenkt gemeinsam mit dem zugehörigen Querträger 2 um die durch den Fixpunkt F verlaufende Achse, bis Hauptträger 1 und Querträger 2 die im unteren Teil der Fig. 7 dargestellte Position eingenommen haben. Am anderen Ende führt die Stirnseite des Hauptträgers 1 im wesentlichen die gleiche kombinierte Schwenk- und Verschiebebewegung aus, wie bei der erstgenannten Ausgestaltung, wobei im Endeffekt der Hauptträger 1 die im unteren Teil der Fig. 7 gestrichelt dargestellte Position einnimmt. In dieser Stellung kann der Hauptträger 1 mit dem Querträger 2 verbunden werden, nachdem die Lücke zwischen diesen beiden Trägern geschlossen ist.

Es versteht sich, daß bei einer mehrfeldrigen Brücke mit mehreren aufeinanderfolgenden, als Auflagerbalken dienenden Querträgern die verbleibenden Verbindungen zwischen je einer Stirnseite eines Hauptträgers und dem zugehörigen Querträger erst dann endgültig erfolgen, wenn durch Aufbringen der Deckschicht die Vorkrümmungen sämtlicher Hauptträger aufgehoben sind.

Statt eine relativ breite Lücke zwischen Hauptträger und Querträger klaffen zu lassen, kann auch eine Gelenkverbindung, z. B. über Bolzen in Langlöchern, zwischen Haupt- und Querträgern vorgesehen werden, die eine Relativverschiebung in Längsrichtung des Hauptträgers erlaubt.

Der Hauptträger 2 kann ein konventioneller, als Walzprofil hergestellter Doppel-Träger sein. Die Stirnseiten dieses Doppel-T-Trägers können bei Bedarf von zwei durchgehend angeschweißten Blechen gebildet werden.

Die Verbindung zwischen Haupt- und Querträger ist in den Fig. 8 dargestellt. Diese Ver­ bindungsmöglichkeit betrifft die sogenannte Verbundbauweise, bei welcher Haupt- und Querträger mindestens teilweise mit Beton vergossen werden. In diesem Fall ist es zweckmäßig, wenn an den Stegen sowohl des Haupt- als auch des Querträgers und eventuell auch an den Stirnseiten des Hauptträgers sogenannte Kopfbolzendübel angebracht sind. Die Kopfbolzendübel sorgen für eine sichere Verankerung der Haupt- bzw. Querträger im Beton, so daß bei einer durchgehenden Betonschicht auch Haupt- und Querträger fest miteinander verbunden sind.

Die bereits erwähnten Vorteile der erfindungsgemäßen Brücke liegen vor allen Dingen darin, daß die Herstellung eines getrennten Auflagerbalkens 13 vermieden werden kann, daß relativ einfache, aus Walzprofilen bestehende Hauptträger verwendet werden können, wobei dennoch nicht für jeden Hauptträger ein Lager auf jedem Pfeiler vorgesehen werden muß, da anstelle der Hauptträger der Querträger auf einer kleineren Zahl von Lagern ruhen kann. Die Belastungs­ verhältnisse für die Hauptträger sind dabei im Ergebnis günstiger, die Fahrbahndecke kann kontinuierlich hergestellt werden, so daß sich insgesamt eine sehr kostengünstige und gleichzeitig stabile und sichere Herstellung der Brückenkonstruktion ergibt.

Fig. 8 zeigt den Verbindungsbereich zwischen Haupt- und Querträgern in einer vergrößerten, detaillierteren Darstellung. Auf einem Querträgerfuß 24 ist der Querträger 2 befestigt. Der Hauptträger 1 erhält an seiner Stirnseite über eine Stirnplatte oder Drückplatte 17 und daran angeschweißte Stege 18 eine feste, biegesteife Verbindung mit dem Querträger 2. Dazu kann eine gestrichelt angedeutete Platte 22 in den Raum zwischen dem Oberflansch 15 und dem Unterflansch 16 des Querträgers 2 eingeschweißt sein.

Auch die Stirnplatte 17 des Hauptträgers 1 wird vorzugsweise mit dem Querträgerfuß 24 fest verbunden. In diesem Zustand kann die Lücke zwischen Hauptträger 1 und Querträger 2 gegebenenfalls auch vollständig entfallen, im dargestellten Beispiel verbleibt hier jedoch eine Lücke, wobei die feste Verbindung zwischen Hauptträger 1 und dem Querträger 2 zum einen über die Stege 18 und die Platte 22, nach dem späteren Vergießen jedoch auch über die Kopfbolzen­ dübel 9 erfolgt.

Auf der anderen Seite wird der Hauptträger 1′ im Bauzustand zunächst noch nicht mit dem Querträger 2 verbunden, sondern auf einer Gleitplatte 20 gelagert. Dabei ist der Hauptträger 1′ (im übrigen auch der Hauptträger 1) wie in Fig. 7 übertrieben dargestellt, nach oben gekrümmt. Die in Fig. 7 dargestellte Verkippung des Querträgers 2 ist in Fig. 8 nicht sichtbar, da sie in der Praxis nur sehr gering ausfällt und auch vollständig vermieden werden kann, wenn der Querträgerfuß 24 einen entsprechenden Halt bietet. Der Hauptträger 1 ist dann in der Nähe des Querträgers 2 leicht S-förmig verkrümmt.

Wird nun der Hauptträger 1′ durch Aufbringen der Brückendecke belastet, so vollzieht sich der im Zusammenhang mit Fig. 7 dargestellte Vorgang (siehe vor allem die linke Seite der Fig. 7), die Durchbiegung des Hauptträgers 1′ wird aufgehoben, wobei sich die linke Stirnseite des Hauptträgers 1′ mit der Stirnplatte oder Drückplatte 17 auf den Querträger zubewegt, dabei mit seinem Auflager auf der Gleitplatte 20 gleitet und schließlich die Lücke zum Querträger 2 schließt. In diesem Zustand können die Hauptträger 1, 1′ mit dem Querträger 2 vergossen werden. Die Bezugszahlen 19, 19′ kennzeichnen die Vergußräume der Hauptträger, im Bereich zwischen Hauptträger 1, 1′ und Querträger 2 sorgen die Kopfbolzendübel 9 für eine feste und biegesteife Verbindung zwischen diesen Teilen.

Bezugszeichenliste

 1 Hauptträger, Durchlaufträger
 1′ Blechträger
 2, 2′ Querträger, Kastenträger
 3, 3′ Säulen
 3, 4 Pfeiler
 5 Stirnseiten
 6 Flanken
 7 Zuglasche
 9 Kopfbolzendübel
10, 10′ Fahrbahndecke
11 Hauptträger
12 Lager
13 Auflagerbalken
15 Unterflansch
16 Oberflansch
17 Bleche, Stirnplatte, Drückplatte
18, 18′ Platten, Stege
19 Knagge
20 Gleitplatte
21 Unterflansch
22 Oberflansch, Platte
24 Querträgerfuß

Claims (14)

1. Brückenkonstruktion, insbesondere für mehrfeldrige Deckbrücken, bei welcher mindestens ein Freiraum zwischen zwei Pfeilern (3, 3′; 4, 4′) durch mehrere parallele Hauptträger (1) überbrückt wird, welche durch Querträger (2) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Querträger (2) als jeweils auf einem Pfeiler (3, 3′; 4, 4′) aufliegender Auflagerbalken ausgebildet ist und daß die Hauptträger (1) an den als Auflagerbalken ausgebildeten Querträgern (2) enden.

2. Brückenkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten (5) der Hauptträger (1) mit den ihnen zugewandten Flanken (6) der Querträger (2) verbunden sind.

3. Brückenkonstruktion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Haupt- und Querträger (1 bzw. 2) auf mindestens einer Seite des Querträgers (2) eine gelenkige Verbindung (8) aufweisen, die ein begrenztes relatives Verdrehen von Haupt- und Querträger um eine zur Längsrichtung des Querträgers (2) parallele Achse sowie eine Relativverschiebung zwischen Hauptträger (1) und Querträger (2) im wesentlichen in Längsrichtung des Hauptträgers zuläßt.

4. Brückenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Seite zwischen Haupt- und Querträger (1 bzw. 2) im Bauzustand eine Lücke klafft, die sich bei vorgegebener Belastung des Hauptträgers (1) durch eine entsprechende Verdrehung und Verschiebung des mit dem Querträger (2) zu verbindenden End­ abschnittes des Hauptträgers (1) schließt.

5. Brückenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Hauptträger und Querträger (1,2) mindestens auf einer Seite des Querträgers (2) direkt oder indirekt miteinander verschweißt sind.

6. Brückenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (6) der Querträger (2) und die ihnen zugewandten Stirnseiten (5) der Haupt­ träger (1) Kopfbolzendübel (9) aufweisen.

7. Verfahren zum Herstellen einer Brücke, insbesondere einer mehrfeldrigen Brücke, welche mindestens zwei Pfeiler (3, 3′; 4, 4′), mindestens zwei Hauptträger (1) und die Hauptträger (1) verbindende Querträger (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Querträger (2) als Auflagerbalken auf die Pfeiler (1, 1′) aufgelegt wird und daß die Enden der Hauptträger (1) mindestens auf einer Seite mit den als Auflagerbalken dienenden Querträgern (2) verbunden werden und daß nach dem Herstellen dieser Verbindung und nach dem Auflegen der Querträger auf die Pfeilerlager die Verfüllung der von den Trägern (1, 2) gebildeten Felder im wesentlichen kontinuierlich und anschießend die biegesteife Verbindung zwischen Haupt- und Querträgern erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stirnseite des Hauptträgers (1) mit dem Querträger (2) biegefest verbunden wird, daß der Querträger (2) in mindestens einem Punkt seines Unterflansches ortsfest gelagert wird und daß der lichte Abstand aufeinanderfolgender Querträger (2) in etwa der gestreckten Länge der Hauptträger entspricht, wobei die Querträger (2) um eine Achse durch den ortsfesten Punkt und parallel zu ihrer Längserstreckung begrenzt verschwenkbar sind.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stirnseite des Hauptträgers (1) und des zugehörigen oberen Flansches (2) des Querträgers (2) gelenkig miteinander verbunden werden, so daß sie um eine Achse parallel zur Längsrichtung des Querträgers begrenzt gegeneinander verschwenkbar sind.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Bauzustand zwischen Haupt- und Querträgern (1, 2) eine Lücke vorgesehen wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptträger (1) über ihre Länge im wesentlichen gleichmäßig vorgekrümmt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkrümmung derartig erfolgt, daß die Hauptträger zwischen ihren freien Enden nach oben gewölbt sind.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Stirnseiten (5) der Hauptträger (1) und den Flanken (6) der Querträger (2) Futtermaterial eingebracht wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Haupt- und Querträgern (1,2) über an den Stirnseiten (5) der Haupt­ träger (1) sowie an den Flanken (6) der Querträger (2) angebrachte Kopfbolzendübel (9) durch Einbringen von Gußmaterial, vorzugsweise von Beton erfolgt.