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Verfahren zum Herstellen von Verbundkonstruktionen, insbesondere für
den Brückenbau Gegenstand des Patents 9i6 533 ist eine Verbundbauweise, insbesondere
zur Errichtung von Brücken, die aus einem oder mehreren Stahlträgern und aus einer
in Höhe des Obergurtes oder des Untergurtes oder in Zwischenlagen angeordneten Stahlbetonplatte
bestehen. Das Hauptpatent stellt unter Schutz, daß der oder die Stahlträger jeweils
auf ein verhältnismäßig kurzes Stück im Wege des Freivorbaus montiert werden, daß
anschließend der zu dem betreffenden Vorbauabschnitt gehörende Abschnitt der Stahlbetonplatte
betoniert und nach dem Erhärten des zuletzt betoniertenAbschnittes derStahlbetonplatte
der weitere Freivorbau durchgeführt wird.
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Das Verfahren nach dem Hauptpatent wird durch dievorliegendeErfindung
dahin weiter ausgestaltet, daß als Stahlträger für die Verbundkonstruktion vollwandige
Trägerelemente herangezogen werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens mit nach dem
Erhärten des Betons vorgespannter Stahlbetonplatte werden die aus Profilstahl, Stahldraht
oder Seilen bestehenden Spannglieder in Hohlräumen der Stahlbetonplatte verlegt,
an beliebiger Stelle gestoßen und die Stöße
durch Gewinde und Muffen,
durch Seilschlösser od. dgl. gebildet. Einen Teil der Spannglieder läßt man zweckmäßig
am Ende des jeweiligen Abschnittes der Stahlbetonplatte enden und spannt ihn vor
Fortführung der Montage an.
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Das Vorspannen der Stahlbetonplatte kann aber auch in der Weise erfolgen,
daß die Spannkräfte vor dem Erhärten des Betons eingetragen werden. In diesem Falle
werden die Stahlträger als Spannbett für den jeweils in Spannung zu setzenden Abschnitt
der Stahlbetonplatte verwendet.
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Zum Vorspannen der Stahlbetonplatte können Spannglieder sowohl innerhalb
als auch außerhalb der Stahlbetonplatte angeordnet sein und während der Montage
gemeinsam wirken.
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Zweckmäßig ist es, die Stahlträger zum Tragen der Schalung für das
Betonieren der Stahlbetonplatte zu verwenden. Die Schalung kann aber auch durch
Kragträger oder andere Konstruktionen auf die bereits erhärtete Betonplatte abgestützt
und nach dem Erhärten des letzten Vorbauabschnittes der Stahlbetonplatte vorgezogen
werden. Schließlich ist es auch möglich, die Schalungsträger gegen die vorhandene
Stahlkonstruktion abzustützen und die gesamte Schalung jeweils nach der Fertigstellung
eines Abschnittes der Stahlbetonplatte um ein weiteres Feld vorzuziehen.
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Weitere Merkmale der Erfindung und Einzelheiten der durch sie erreichten
Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes.
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Fig. 1, 2 und 3 zeigen Beispiele für die Gestaltung der Stahlträger,
die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Anwendung finden sollen;
Fig. q. und 5 geben Beispiele für die Art der Durchführung des Freivorbaues und
die Anordnung der Stahlbetonplatte gegenüber den Stahlträgern wieder; Fig. 6 läßt
im Längsschnitt eine nach dem neuen Verfahren errichtete Brücke erkennen; Fig. 7
und 8 geben Beispiele für die Anordnung von V orspanngliedern außerhalb des Betonquerschnittes
in verschiedenen Schnitten wieder; Fig. 9 ist ein Beispiel für eine Rückverankerung;
Fig. io ist ein Beispiel für die Befestigung der Schalungsträger; Fig. i i und 12
zeigen in Längsschnitten ein Beispiel für die Abstufung der Stärke der Stahlbetonplatte;
Fig.13 und 1q. zeigen in entsprechenden Schnitten Beispiele für die Abstützung der
Schalung auf dem schon fertiggestellten vorangehenden Abschnitt der Stahlbetonplatte.
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Wie die Fig. 1, 2 und 3 erkennen lassen, kann der Stahlträger entweder
ein vollwandiger Träger 6a (Fig. i), ein Träger 66 mit zwei Stahlgurten (Fig. 2)
oder ein Träger 6c mit einem Stahlgurt (Fig. 3) sein. Mit diesen Trägern steht die
Stahlbetonplatte i in schubfester Verbindung.
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Beim Freivorbau solcher Brücken wird jeweils nur ein verhältnismäßig
kurzes Stahlträgerstück des Trägers 6a (Fig, q. und 5) montiert. Dann wird sofort
das dazugehörige Stück der Stahlbetonplatte i in einem oder in mehreren Teilen betoniert.
Erst nach dem Erhärten des Betons, d. h. nachdem der Beton in der Lage ist, bei
dem weiteren Freivorbau bereits selbst an der Kraftaufnahme mitzuwirken, wird die
:Montage fortgesetzt. In der Zeichnung ist dieVorbaurichtung jeweils durchPfeile
angedeutet.
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Treten in der Stahlbetonplattewährend des Freivarbaues im wesentlichen
nur Druckkräfte auf (Fig. 5), so brauchen keine besonderen Vorkehrungen getroffen
zu werden. Erhält man jedoch während des weiteren Vorbaues in der Stahlbetonplatte
Zugkräfte (Fig. q.), so kann durch Vorspannmaßnahmen erreicht werden, daß im Beton
selbst nur Druckspannungen bzw. Zugspannungen von untergeordneter Größe auftreten.
Das Vorspannen kann auf verschiedene Weise erfolgen.
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Treten im fertigen Bauwerk in Höhe der Stahlbetonplatte i ebenfalls
höhere Zugspannungen auf, z. B. im Stützenbereich von Fig. 6, so wird man die für
den endgültigen Zustand erforderlichen Vorspannglieder 2 (Rundstähle, Flachstähle,
Drähte, Seile od. dgl.) bereits für die Montage als Tragglieder mitverwenden. Man
wird daher immer nach dem Erhärten des letzten Betonstückes dieses, bevor die weitere
Montage beginnt, mit den üblichen Vorspannmethoden vorspannen. Die Vorspannglieder
sind hierbei in Hüllrohren, Hohlkästen od. dgl. verlegt, damit ein einwandfreies
Vorspannen gewährleistet ist.
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Das Auspressen der Zwischenräume zwischen den Vorspanngliedern und
den Wandungen der Hüllrohre mit Zementmilch erfolgt dann zweckmäßig immer sogleich
nach dem Spannen. Es werden jeweils diejenigen Glieder vorgespannt, die am zuletzt
betonierten Betonstück enden. Die übrigen Spannglieder, die erst zu einem späteren
Zeitpunkt, bei weiter vorgeschrittener Montage, zur Anspannung kommen, liegen lose
in den Hüllrohren und können je nach den Montagebedingungen aus dem letzten Betonstück
vorstehen. Diese werden dann an geeigneten Stellen gestoßen. Der Stoß kann mittels
Gewinde und Muffen, durch Spannschlösser od. dgl. erfolgen. Unter Umständen wird
eine Vorspannung erst im endgültigen Zustand der Brücke, z. B. für Verkehrslasten,
erforderlich. Die Spannglieder müssen hier gleichfalls bereits während des Betonierens
in Hohlräumen der Stahlbetonplatte verlegt werden. Das Spannen der Spannglieder
und das Auspressen der Hohlräume erfolgt hier erst nach Beendigung der gesamten
Montage.
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Ein Vorspannen der Stahlbetonplatte kann auch durch Spannglieder 3
erfolgen, die außerhalb der Stahlbetonplatte angeordnet und je nachGebrauchslänge
verlegt werden (Fig. 7 und 8). Nach Beendigung der Montage können die Spannglieder
entfernt werden.
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Eine Druckvorspannung in der Stahlbetonplatte während der Montage
kann auch durch Rückhaltekonstruktionen q. verschiedener Art erreicht werden. Sind
bei solchen Konstruktionen die Zugkräfte in der Betonplatte bei der Montage größer
als
im endgültigen Zustand, so kann auch eine Kombination von Vorspann- und Rückhaltekonstruktionen
gewählt werden (Fig. 9), wobei nur der Teil der Zugkräfte, der zusätzlich bei der
Montage aufgenommen werden muß, durch die Rückhaltekonstruktion aufgenommen wird.
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Eine Druckvorspannung in der Stahlbetonplatte kann auch durch Stützenbewegungen
(Anheben und Senken) über Zwischenstützen od. dgl. erfolgen.
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Es kann auch vorkommen, daß die Vorspannung in der Stahlbetonplatte
erst zu einem späteren Zeitpunkt durchgeführt wird. In diesem Falle müßte die Rückhaltekonstruktion
q. außerhalb der Stahlbetonplatte i die gesamten Montagekräfte aufnehmen können.
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Bei vollwandigen Stahlträgern kann das bereits aufgestellte Stahltragwerk
in einfacher Weise zur Befestigung der Schalungsträger 18 (Fig. io) herangezogen
werden, so daß das Betonieren der Stahlbetonplatte i keine Schwierigkeiten bietet.
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Es sind natürlich auch die verschiedensten Kombinationen der oben
beschriebenen Fälle möglich. So kann unter Umständen ein teilweiser Freivorbau zweckmäßig
sein, d. h. ein Teil der Verbundkonstruktion wird auf Rüstung oder in anderer Weise
gebaut, und nur ein Teil der Verbundkonstruktion wird im Freivorbau hergestellt.
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Bei großen Stützweiten und unter besonderen Verhältnissen kann es
sich auch als zweckmäßig erweisen, die Stahlbetonplatte in zwei Abschnitten zu betonieren.
Dabei wird während des Freivorbaues nur der untere Teil der Stahlbetonplatte betoniert,
um das Gewicht möglichst klein zu halten. Der restliche Teil der Stahlbetonplatte
wird dann erst nach Beendigung der Montage aufgebracht bzw. nach Überbrückung der
betreffenden Öffnung. In diesem Falle muß mit Rücksicht auf die Übertragung der
Schubkräfte für eine genügende Verbindung zwischen den verschiedenen Teilen der
Stahlbetonplatte Sorge getragen sein.
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Die Schubsicherung kann durch vertikale Bügel, Schrägstähle, starre
Dübel od. dgl. erfolgen.
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Es kann unter Umständen auch zweckmäßig sein, nur auf einem bestimmten
Bereich der Verbundkonstruktion die Stahlbetonplatte vorerst in geringererStärke
herzustellen. Dies ist derFall, wenn bei großen Vorbaulängen zur Unterbringung der
Spannglieder über den Stützen bereits die volle Stärke der Stahlbetonplatte benötigt
wird, im weiteren Vorbaubereich jedoch die Stahlbetonplatte abgestuft wird, um das
Moment über der Vorbaustütze möglichst klein zu halten (Fig. i i und i2).
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Es ist ferner zu beachten, daß die Verdübelungskräfte zwischen Stahlkonstruktion
und Stahlbetonplatte auch während der Montagezustände des freien Vorbaues durch
entsprechende Verdübelung in bekannter Weise aufgenommen werden können.
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Während oben beschrieben wurde, daß die Schalung für das Betonieren
der Stahlbetonplatte auf die Stahlkonstruktion abgestützt wird, erscheinen auch
Konstruktionen möglich, bei denen sich die Schalung i9 zum Betonieren des nächsten
Betonstückes ia nur auf die vorhandene fertiggestellte Stahlbetonplatte i abstützt
und jeweils nach Erhärten des Betons um ein Feld vorgeschoben wird (Fig.i3). Solche
verschiebbaren Konstruktionen können in verschiedener Art und Weise als Kragträger
ausgebildet werden.
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Statt sich gegen die Betonplatte abzustützen, könnte die Gleitschalung
2o auch gegen die Stahlkonstruktion 6a abgestützt werden und jeweils nach dem Betonieren
jedes Trägerstückes weiter vorgezogen werden (Fig. i4).
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Es bedarf noch der Erwähnung, daß im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren sowohl Spannglieder innerhalb der Stahlbetonplatte als auch Abspannkonstruktionen
außerhalb der Platte bzw. Rückhaltekonstruktionen Anwendung finden können, wobei
man die innerhalb der Stahlbetonplatte angeordneten Spannglieder mit den genannten
Konstruktionen außerhalb der Platte zusammenwirken läßt.