DE973407C

DE973407C - Process for the production of wide-span bridge structures made of reinforced concrete

Info

Publication number: DE973407C
Application number: DED4931A
Authority: DE
Original assignee: Dyckerhoff and Widmann AG
Current assignee: Walter Bau AG
Priority date: 1950-07-07
Filing date: 1950-07-07
Publication date: 1960-02-11

Description

Verfahren zur Herstellung von weitgespannten Brückenkonstruktionen aus Stahlbeton Bei der Herstellung von weitgespannten Balkenbrücken aus Stahlbeton bereitet die Ausführung der erforderlichen Gerüste erhebliche Schwierigkeiten. Je breiter ein zu überspannender Fluß ist, desto höher liegt im allgemeinen die Brückenfahrbahn über der Flußsohle und desto größer werden die Anwendungen für die Gerüste. Infolgedessen verschafft bei der Durchführung solcher Bauaufgaben das Montageverfahren des freien Vorbaues, wie es bei Brückenbauten in reiner Stahlkonstruktion seit langem üblich ist, einen wesentlichen Vorteil. Es haben sich daher in erster Linie die Schwierigkeiten in der Herstellung der erforderlichen Gerüste und die damit verbundenen hohen Kosten hemmend für die Anwendung des Stahlbetons bei Brückenbauten für große Spannweiten ausgewirkt.Process for the production of wide-span bridge structures made of reinforced concrete In the manufacture of wide-span girder bridges made of reinforced concrete the execution of the necessary scaffolding causes considerable difficulties. Ever The wider a river to be spanned is, the higher the bridge deck will generally be above the riverbed and the greater the applications for the scaffolding. Consequently provides the assembly process of the free when carrying out such construction tasks Front structure, as it has long been customary for bridge constructions in pure steel construction is a major benefit. It is therefore primarily the difficulties in the manufacture of the necessary scaffolding and the associated high costs inhibiting the use of reinforced concrete in bridge constructions for large spans impacted.

Allerdings wurde das Verfahren des freien Vorbaues in Stahlbetonbauweise in der Praxis auch schon beim Bau einer dreifeldrigen Balkenbrücke über den Rio de Peixe angewendet. Dabei wurde, nachdem die Außenfelder der Brücke in üblicher Weise auf Rüstung fertiggestellt worden waren, das 68 m weite Mittelfeld von den beiden Pfeilern aus in Abschnitten von 1,5o m Länge vorgebaut. Die aus normalem Rundstahl bestehende Bewehrung wurde in Stücken von 1,50 m angemufft. Sämtliche Stoßstellen der Bewehrung waren gegeneinander versetzt. Die Bewehrungseinlagen waren über den beiden Pfeilern konzentriert und entsprechend dem Momentverlauf nach unten abgebogen.However, the method of the free porch in reinforced concrete construction was used in practice already during the construction of a three-span girder bridge over the Rio de Peixe applied. It became after the outer fields of the bridge in usual Way had been completed on armor, the 68 m wide central field of the both piers were built in front in sections 1.5o m in length. The ones from normal Round steel reinforcement was lugged on in pieces of 1.50 m. All Reinforcement joints were offset from one another. The reinforcement layers were concentrated over the two pillars and accordingly the moment curve turned down.

Die nach diesem bekannten Verfahren überbrückte Spannweite von 68 m dürfte für eine Konstruktion in Stahlbeton mit schlaffer Bewehrung das Höchstmaß an Spannweite darstellen, das ohne gefährliche Rissebildung zu erreichen ist. Es ist nämlich dabei zu bedenken, daß bei der hier behandelten bekannten Ausführung eine echte Verankerung der Bewehrung am Ende nicht vorgenommen wurde und alle einbetonierten Bewehrungsstäbe infolge der Haftung des Betons am Stahl gleichmäßig und entsprechend dem Baufortschritt steigend in Spannung kommen.The span of 68 bridged by this known method m should be the maximum for a construction in reinforced concrete with slack reinforcement at a span that can be reached without dangerous cracking. It it should be borne in mind that in the case of the known design discussed here a real anchoring of the reinforcement was not carried out at the end and all set in concrete Reinforcing bars evenly and appropriately due to the adhesion of the concrete to the steel to get more and more excited as construction progresses.

Man kennt weiterhin ein Verfahren zum Herstellen von Balkenbrücken aus Spannbetonfertigteilen, bei welchem ein Teil der Fertigteile von den beiden Widerlagern aus im freien Vorbau zusammengebaut und die übrigen Teile außerhalb der Baustelle zu einem einzigen Träger zusammengesetzt und dann im ganzen eingehoben werden.A method for producing girder bridges is also known from pre-stressed concrete parts, in which part of the precast parts from the two Abutments assembled from in the free stem and the remaining parts outside the construction site assembled into a single beam and then lifted as a whole will.

Schließlich ist auch der allgemeine Gedanke nicht mehr neu, weitgespannte Trabwerke aus Stahlbeton, insbesondere Brücken, in der Weise herzustellen, daß die vollwandigen Hauptträger der Tragkonstruktion in einzelnen Abschnitten im Wege des freien Vorbaues mittels eines vorkragenden Gerüstes aufeinanderfolgend an Ort und Stelle betoniert werden.After all, the general idea is no longer new, broad-based Reinforced concrete trusses, especially bridges, to be manufactured in such a way that the full-walled main girders of the supporting structure in individual sections by way of the free porch by means of a cantilevered scaffolding successively in place and Place to be concreted.

Die in diesem Zusammenhang bekanntgewordenen Empfehlungen gehen praktisch dahin, sich bei der Durchführung des im zweiten Absatz erwähnten gerüstlosen Freivorbaues von schlaff bewehrten Stahlbetonbrücken des Spannbettverfahrens von F r ey s s i n e t zu bedienen. Wie das jedoch im einzelnen geschehen sollte, ist keiner der erwähnten älteren Empfehlungen zu entnehmen. Das gilt auch für den ebenfalls bekanntgewordenen Vorschlag, eine für damalige Verhältnisse wirklich weitgespannte Balkenbrücke aus Stahlbeton im Wege des Freivorbaues herzustellen. Dabei sollte die Fahrbahntafel von den Hauptträgern losgelöst und die Hauptträger selbst auf beiden Brückenseiten in jeweils drei schmale Einzelträger aufgeteilt sowie jeder derselben für sich hergestellt werden. Auch in diesem Fall sollte das Spannbettverfahren nach F r e y s s i n e t zur Anwendung kommen, indem für die Herstellung eines jeden Einzelträgers eine aus vier betongefüllten Rohren bestehende Stützkonstruktion vorgesehen wurde, die das Spannbett bildete.The recommendations that have become known in this context are practical in the implementation of the scaffold-free cantilever cantilever construction mentioned in the second paragraph of slack reinforced concrete bridges using the prestressed bed method by F r ey s s i n e t to use. How that should be done in detail, however, is none of the refer to the older recommendations mentioned. This also applies to the one that has also become known Proposal to build a girder bridge that was really wide for the time Manufacture reinforced concrete using cantilever structures. The lane board should detached from the main girders and the main girders themselves on both sides of the bridge divided into three narrow individual beams and each of the same made for itself will. In this case too, the F r e y s s i n e t are used by creating a Support structure consisting of four concrete-filled pipes was provided, the formed the bed.

Keiner dieser zuletzt erwähnten vorbekannten Vorschläge konnte bislang in der Praxis zum Zuge kommen, was darauf zurückzuführen sein dürfte, daß es bei keinem derselben gelungen war, die Schwierigkeiten zu bewältigen, die aus den unmittelbar mit der Vorspannung auftretenden Beanspruchungen aus Vorspannung und Eigengewicht einerseits und aus den hinzukommenden Vorbaumomenten andererseits entstehen.None of these last-mentioned previously known proposals has so far been able to do so come into play in practice, which is likely to be due to the fact that none of them had succeeded in overcoming the difficulties arising from the immediate Stresses arising from prestressing and dead weight that occur with prestressing on the one hand and on the other hand from the additional front-end moments.

Die Erfindung geht in richtiger Erkenntnis der Gegebenheiten von der Überlegung aus, daß die erwähnten Schwierigkeiten überwindbar sind durch ein abschnittsweises Anspannen und gleichzeitiges Ausrüsten der einzelnen Vorbauabschnitte in Verbindung mit dem Einsatz einer anderen, an sich gleichfalls bekannten Art der Eintragung der Vorspannkräfte, nämlich des Spannbetonverfahrens mit nachträglichem Verbund. Demgemäß ist also die Erfindungsaufgabe darin zu sehen, bei der Herstellung weitgespannter Brückenkonstruktionen aus Stahlbeton im Wege des Freivorbaues das erstmalig von Färber vorgeschlagene und allgemein bekannte Spannbetonverfahren mit nachträglichem Verbund unter Verwendung von zunächst die Längsbeweglichkeit der Spannglieder sichernden Mitteln, insbesondere in Form von Hüllrohren, und nachträglicher Herstellung eines Verbundes durch Zementeinspritzung mit nachträglichem Verbund zur Anwendung zu bringen, dieses Verfahren jedoch in bestimmter Weise so abzuwandeln, daß es für den Freivorbau geeignet wird.The invention is based on the correct knowledge of the circumstances Consideration from the fact that the difficulties mentioned can be overcome by a section Tightening and simultaneous equipping of the individual stem sections in conjunction with the use of a different type of entry, which is also known per se the prestressing forces, namely the prestressed concrete process with subsequent bond. Accordingly, the task of the invention is to be seen in the production of a broader scope Bridge structures made of reinforced concrete by way of cantilevered cantilevering the first from Färber proposed and generally known prestressed concrete method with subsequent Composite using initially securing the longitudinal mobility of the tendons Means, in particular in the form of ducts, and subsequent production of one To apply the bond through cement injection with a subsequent bond, however, to modify this process in a certain way so that it is suitable for cantilevered cantilevering becomes suitable.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, sich der an sich bekannten Vorspannung der Spannglieder gegen den erhärteten Beton mit nachträglichem Verbund in dem Sinne zu bedienen, daß nach Erhärten des Betons eines Vorbauabschnittes derjenige Teil der gesamten, aus Stahlstäben bestehenden und längsbeweglich in Hüllrohren angeordneten Spannglieder angespannt und verankert wird, der dem Kragmoment dieses Vorbauabschnittes entgegenwirkt und letzteres ganz oder annähernd ganz aufhebt, wodurch jeweils ein Vorbauabschnitt an den zuvor hergestellten Abschnitt angedrückt wird, während der restliche Teil der Spannglieder längsbeweglich zu dem jeweils nächsten Vorbauabschnitt bzw. den folgenden Vorbauabschnitten weitergeführt wird.To solve this problem, the invention proposes the per se known prestressing of the tendons against the hardened concrete with subsequent Composite to use in the sense that after hardening of the concrete of a porch section that part of the total, consisting of steel rods and longitudinally movable in ducts arranged tendons is tensioned and anchored, the cantilever moment of this Counteracts the stem section and completely or almost completely eliminates the latter, whereby in each case a stem section is pressed against the previously produced section becomes, while the remaining part of the tendons is longitudinally movable to the respective next stem section or the following stem sections is continued.

Dadurch ist es erstmalig möglich geworden, weitgespannte Brückenkonstruktionen aus Stahlbeton auf dem Wege des Freivorbaues unter Einsatz des in der Praxis vielfach bewährten Spannbetonverfahrens mit nachträglichem Verbund herzustellen und so den der Bauweise des Freivorbaues eigenen günstigen Wirkungen, insbesondere hinsichtlich der technischen Vereinfachung und Wirtschaftlichkeit auf dem zukunftsreichen und gerade in neuerer Zeit immer stärker an Bedeutung gewinnenden Gebiet der weitgespannten Brückenkonstruktionen aus Stahlbeton Eingang zu verschaffen. Die in besonders zahlreicher Form vorliegenden und mit der Erfindung in Vergleich gestellten älteren Vorschläge sind geradezu ein Beweis dafür, daß dieselben der Fachwelt nicht anzuzeigen oder diese anzuregen vermochten, den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Weg zu beschreiten, der sich inzwischen auch in der Praxis weitgehend durchgesetzt hat.This made it possible for the first time to construct wide-span bridges made of reinforced concrete on the way of the cantilever construction using the in practice often established prestressed concrete process with subsequent bond and thus the the construction of the cantilever structure has its own beneficial effects, especially with regard to of technical simplification and economy on the future-proof and especially in recent times more and more important area of the wide-span Reinforced concrete bridge structures to provide entrance. Those in particularly numerous Form present and with the invention in comparison older proposals are downright proof that the same can not be reported to the professional world or able to stimulate them to take the path proposed according to the invention, which has meanwhile also largely established itself in practice.

Bei der bevorzugten Form der Durchführung des neuen Verfahrens werden die von entgegengesetzten Seiten vorgebauten Kragarme durch Zusammenbetonieren zu einem fortlaufenden Träger fest verbunden. Ein Teil der Spannstäbe wird an der Anschlußstelle mit Muffen verbunden und von den an den anderen Enden liegenden Verankerungen aus in Spannung gesetzt. Weitere Merkmale der Erfindung und Einzelheiten der durch sie erzielten Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Beispieles einer in Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Brückenkonstruktion.The preferred form of carrying out the new method will be the cantilever arms built in front from opposite sides by concreting together firmly connected to a continuous beam. Part of the tie rods is at the junction connected with sleeves and from the anchorages at the other ends put in tension. Further features of the invention and details the advantages achieved by them emerge from the description of one in the Drawing shown example of an application of the method according to the invention manufactured bridge construction.

Fig. i ist eine Gesamtdarstellung einer weltgespannten Stahlbetonbrücke in verschiedenen Stadien des Arbeitsvorganges bei der Herstellung; Fig. 2 läßt in vergrößertem Maßstab die Anordnung und den Verlauf der Bewehrung der Brückenträger erkennen; die Fig. 3, ,4 und 5 sind in wiederum vergrößertem Maßstab Querschnitte durch den fertigen Brückenträger, und zwar nach den Linien III-III, IV-IV, V-V der Fig. 2.Fig. I is an overall representation of a world-spanning reinforced concrete bridge in different stages of the manufacturing process; Fig. 2 lets in enlarged scale, the arrangement and the course of the reinforcement of the bridge girders recognize; 3, 4 and 5 are cross-sections, again on an enlarged scale through the completed bridge girder, namely according to lines III-III, IV-IV, V-V of Fig. 2.

Die Herstellung einer weltgespannten Brückenkonstruktion aus Stahlbeton gemäß der Erfindung vollzieht sich im einzelnen wie folgt: Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden zunächst in üblicher Weise die beiden mit i bezeichneten Brückenpfeiler sowie im Bereich der Endfelder die uferseitigen Widerlagerkörper 2 errichtet. Im Bereich der Brückenpfeiler i wird sodann auf übliche Weise eine Plattform geschaffen, von welcher die Kragträger nach beiden Seiten auskragen können. Dies geschieht bei den Mittelpfeilern einer mehrfeldrigen Brücke z. B. dadurch, daß beiderseits des Pfeilers ein Stück der Brückenträger, die aus dem Pfeiler auskragen, auf den üblichen, mit 3 bezeichneten Holzgerüsten errichtet wird. Bei den Endfeldern lädt der entsprechende, in gleicher Weise hergestellte Teil des Kragträgers aus dem zuvor errichteten Widerlagerkörper aus.The manufacture of a world-spanning bridge structure made of reinforced concrete according to the invention takes place in detail as follows: In the one shown Embodiment are initially the two designated with i in the usual way Bridge piers as well as the abutment bodies on the bank side in the area of the end fields 2 erected. In the area of the bridge piers i, a Created platform from which the cantilever beams can protrude on both sides. This happens with the central pillars of a multi-span bridge z. B. by that on both sides of the pillar a piece of the bridge girders protruding from the pillar, is erected on the usual, designated with 3 wooden scaffolding. At the end fields loads the corresponding part of the cantilever made in the same way the previously erected abutment body.

In den genannten Plattformen werden die Spannstäbe des Kragarines vor der Betonierung längsbeweglich, z.13. unter Anwendung von nicht dargestellten Hüllrohren, eingelegt. Zur Herstellung eines im Wege des freien Vorbaues ohne feste Ge-Histe herzustellenden Abschnittes von etwa 5 m Länge bedient man sich einer aus Stahl bestehenden Tragkonstruktion, die in Fig. i als Ganzes jeweils mit 5 bezeichnet ist. Sie liegt auf der gesamten Plattform auf und kragt über diese etwa 5 m weit aus. All der Tragkonstruktion hängt das Schalgerüst des Betonträgers, das in üblicher Weise hergestellt wird.The tension rods of the Kragarines are located in the platforms mentioned Can be moved lengthways before concreting, e.g. 13. using not shown Cladding tubes, inserted. To produce a by way of the free stem without fixed Ge-Histe section of about 5 m length to be made is used Existing steel supporting structure, each denoted as a whole by 5 in FIG is. It rests on the entire platform and cantilevers about 5 m over it the end. All of the supporting structure hangs the formwork of the concrete girder, which in usual Way is made.

Bei dem linken Mittelpfeiler der Fig. i ist angenommen, daß von der Plattform aus nach beiden Seiten der erste Vorbauabschnitt durchgeführt wird. Bei dem rechten Pfeiler sind bereits einige Vorbauabschnitte ausgeführt. Das gleiche ist der Fall bei dem rechten Endfeld, während das linke im Stadium des ersten Vorbauabschnittes wiedergegeben ist.In the case of the left central pillar of FIG. I, it is assumed that the Platform from both sides of the first stem section is carried out. at The right pillar has already made a few front sections. The same is the case with the right end field, while the left is in the stage of the first front section is reproduced.

Die Spannbewehrung des jeweiligen Vorbauabschnittes wird an diejenige der Plattform angeschraubt, wobei jedoch, wie Fig. 2 erkennen läßt, ein Teil der Spannstäbe auf der Oberseite des Trägers fortgeführt wird. Ein anderer Teil der Spannstäbe wird entsprechend dem Momentenverlauf schräg nach unten abgebogen. Die so behandelten Spannstäbe sind in Fig. 2 mit 6 bezeichnet. Die Enden der nach unten abgebogenen Einlagen werden in der Stirnfläche des Bauabschnittes in üblicher Weise mit Hilfe von Gewinden und Ankerplatten verankert.The prestressing reinforcement of the respective front section is attached to the screwed to the platform, however, as shown in FIG. 2, part of the Tension rods continued on top of the beam. Another part of the Tension rods are bent obliquely downwards according to the torque curve. the Tension rods treated in this way are denoted by 6 in FIG. The ends of the down Bent inserts are in the face of the construction section in the usual way anchored with the help of threads and anchor plates.

Zusätzlich wird noch eine in Fig. 2 mit 7 bezeichnete schlaffe Grundbewehrung eingebracht, die von üblicher Anordnung ist.In addition, a slack basic reinforcement, denoted by 7 in FIG. 2 introduced, which is of the usual order.

Anschließend wird der Vorbauabschnitt betoniert und dann abgewartet, bis der Beton ausreichend erhärtet ist. Alsdann werden von der Stirnseite des Vorbauabschnittes aus Vorspannkräfte in dem gewünschten Maß und Umfang eingetragen. Zu diesem Zweck werden im allgemeinen hydraulische Pressen verwendet.Then the front section is concreted and then waited for, until the concrete has hardened sufficiently. Then from the front of the stem section entered from pre-tensioning forces in the desired measure and scope. To this end Hydraulic presses are generally used.

Nach dem Eintragen der Vorspannkräfte wird in die Hohlräume zwischen den Hüllrohren und den Spannstäben Zementmilch eingepreßt und dadurch nachträglich eine Haftverbindung zwischen dem Beton und der Spannbewehrung hergestellt.After the pre-tensioning forces have been entered, the cavities between cement milk pressed into the ducts and the tension rods and thus subsequently an adhesive bond is established between the concrete and the prestressed reinforcement.

Die aus Fig.2 ersichtlichen durchgehenden Stahlstäbe erhalten zunächst noch keine Vorspannung, da die abgebogenen Stäbe 6, in welche entsprechende Vorspannkräfte eingetragen werden, zur Aufnahme des Kragmomentes einschließlich des Gewichtes des nächsten Vorbauabschnittes und der Vorbaurüstung ausreichen.The continuous steel rods shown in FIG. 2 are initially obtained no pre-tensioning, since the bent rods 6, in which corresponding pre-tensioning forces to be entered to record the cantilever moment including the weight of the the next front section and the front armor are sufficient.

In der hier geschilderten Art und Weise wird in Abschnitten bis zur Mitte der jeweiligen Brückenöffnung vorgegangen.In the manner described here, in sections up to Proceeded in the middle of the respective bridge opening.

Wenn im statischen System des Trägers eine biegungsfeste Verbindung der beiden vorgebauten Trägerhälften in der Feldmitte vorgesehen ist, wird ein Teil der Vorspannstäbe in der Feldmitte voll beiden Kragenden auf die Unterseite des Trägers geführt, dort mit Muffen verbunden und von den entgegengesetzt liegenden Verankerungen aus in Spannung gesetzt; dann erfolgt in üblicher Weise das Einpressen von Zementmilch zur Ausfüllung der Hohlräume zwischen Hüllrohr und Spannstab.If there is a rigid connection in the structural system of the girder of the two pre-built beam halves is provided in the middle of the field, becomes a part of the prestressing bars in the middle of the field full of both cantilevered ends on the underside of the Led carrier, there connected with sleeves and from the opposite Anchorages from tensioned; then it is pressed in in the usual way of cement milk to fill the cavities between the cladding tube and tie rod.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of world-spanning structures, in particular of bridges made of prestressed concrete, in which the full-walled main girders of the Supporting structure in individual sections by way of the free porch cantilevered scaffolding are concreted successively on the spot, marked due to the known pretensioning of the tendons against the hardened concrete with a subsequent bond in the sense that after the concrete of a porch section has hardened that part of the total, consisting of steel rods and longitudinally movable in cladding tubes arranged tendons is tensioned and anchored, the cantilever moment of this Counteracts the stem section and completely or almost completely eliminates the latter, whereby in each case a @ 'orbauabschnitt is pressed against the previously produced section becomes, while the remaining part of the tendons is longitudinally movable to the respective next Stem section or the following stem sections continued will.

2. The method according to claim i, characterized in that the cantilever arms pre-built from opposite sides are firmly connected by concreting together to form a continuous beam and part of the tie rods at the junction with: sockets and connected to the anchorages on the other Duden in tension is set. Documents considered: German Patent No. 557 331; Austrian Patent No. 134 5:23; French additional patent specification No. 36 703 to No. 68o 547; französi-che Patent No. 870,070. "The civil engineer". 1932, pp. 58, 59: 1940, pp. 205 ff .; "Beton und Eisen", 1931, pp. 20.4 and 2o5; 1938. Pp. 52, 53 and 193 to 198; 1 9.39, p.277; "Concrete and Reinforced Concrete Construction", 1950, p. 13; »Die Bautechnik«, 1942, pp. 447 to 451; 1947, Pp. 2 to 4; "Engineering News Record" dated 6 B. 1931; "Le Genie Civil", 1930, pp. 37 to 39 L ü tze, "Prestressed Concrete", 1948, pp. 46, 47; Magnel, "Le Beton Precoiitraint", p. 191 and 352; Preliminary report of the 2nd Congress of the International Association for bridge construction and building construction from i. to ii. October 1936, p. 2o8; "La Technique des Travaux", No. ii of November 1934 pp. 707 to 710; "Zement", issue 22 of May 28, 1931, p. 524 and 525; Mörsch, "The Prestressed Concrete Beam", publisher Konrad Wittwer, Stuttgart, 1943, pp. I to 34 and 8 i ff.