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Verfahren zum Herstellen einer vorgespannten Stahlbetondecke für Fahrbahnen
u. dgl. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer vorgespannten
Stahlbetondecke für Fahrbahnen u. dgl.
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Nach den bisherigen Erfahrungen beim Bau von Betondecken für Autobahnen
und Flugplätze ist der schwächste Punkt bei den Betonplatten die Fuge, welche als
Dehnungsfuge oder Scheinfuge ausgebildet ist.. Bei den Autobahnen beginnen -selbst
bei den besten, mit sorgfältig verdichtetem Unterbau versehenen Strecken - die Platten
an dien Fugen in verhältnismäßig kurzer Zeit zu »pumpen.«, und diese Erscheinungen
treten häufig auch an Rissen auf. An den Kanten der Fugen und Risse erfolgt eine
verstärkte Abnutzung, insbesondere durch Kettenfahrzeuge. Außerdem erleiden die
Fahrzeuge an den arbeitenden oder gegeneinander verschobenen Fugenkanten Stöße,
die bei hohen Geschwindigkeiten einen erhöhten Verschleiß der Fahrzeuge bewirken
und die Fahrsicherheit vermindern. Das Vergießen der Fugen mit Vergußmasse hilft
nur wenig und stellt - insbesondere bei Rollbahnen für Düsenflugzeuge - keine zufriedenstellende
Maßnahme dar.
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Es wurde bereits vorgeschlagen, die Betondecken aus längeren, vorgespannten
Platten herzustellen. Abgesehen davon, daß hierdurch zwar die Zahl der Fugen, aber
nicht die Wirkung, der Einzelfuge herabgesetzt wurde, treten dabei zusätzliche Schwierigkeiten
auf. Zunächst führen die langen Platten infolge des besonderen Herstellungsverfahrens
zu
sehr hohen Herstellungskosten. Des weiteren ist aber die Anwendung
der Vorspannung infolge der Reibung der Platten auf 'dem Untergrund in ihrer Wirksamkeit
derart beschränkt, daß die gewünschten Plattenlängen nicht erhalten werden können.
Die Platten folgen der Zugkraft nicht oder nur unvollkommen, und insbesondere in
der Mitte der langen Platten wurden Risse beobachtet. Es liegt dies teilweise daran,
daß der Widerstand gegen die Kontraktion der Betonplatten nicht linear, sondern
in einer e-Funktion mit der- Länge der Betonplatten ansteigt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung sehr langer, zusammenhängender
Platten zu ermöglichen und dabei die störende Wirkung vorhandener Querfugen weitgehendst
zu beseitigen.
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Gemäß der Erfindung wird so vorgegangen, daß auf dem Planum zunächst
eine mit Endverankerung ihrer längs 'beweglich angeordneten Spannglieder ausgerüstete
Platte hergestellt wird, in der die Spannglieder einer anschließenden Platte verankert
werden. Anschließend wird unter Aufrechterhaltung der Längsbeweglichkeit der Spannglieder
diese zweite Platte hergestellt, in der nun wiederum die Spannglieder der nächsten
Platte verankert werden. Dieses Verfahren läßt sich so fortlaufend aus< .dehnen,
indem immer die Spannglieder der nächsten Platte in der vorhergehenden Platte verankert
werden. Doch wird zunächst an eine Gesamtplattenlänge von 300 bis 35o m gedacht.
Die Spannglieder werden nach dem Erhärten des Betons in der angegebenen Reihenfolge
angespannt, d. h., es wird bei der ersten Platte begonnen und bei der letzten Platte
aufgehört. Hierbei verschieben sich die Platten auf dem Planum derart in Richtung
auf die erste Platte, daß Preßfugen entstehen. Man kann auch das Verfahren mehrseitig
anwenden, indem beispielsweise von einer Platte nach beiden Seiten gearbeitet wird.
Auch läßt sich das Verfahren für Kreuzungen anwenden, wobei dann die zuerst hergestellte
Platte nicht nur in einer Richtung, sondern in beiden sich kreuzenden Richtungen
Spannglieder aufweist.
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Während man bisher anstrebte, zusammenhängende Platten von z. B. i
2o m herzustellen, beginnt man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einer Platte
von z. B. 5o bis 6o m. Die folgenden Platten werden im allgemeinen kürzer gewählt,
damit ein Verschieben der Platten in. Richtung auf die zuerst hergestellte Platte
möglich ist. Arbeitet man zweiseitig, so werden sich bei sorgfältigem Arheiten die
Kräfte beim Spannen aufheben.
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Zweckmäßig beginnt man mit dem Spannen der Spannglieder :erst nach
dem Herstellen und Erhärten sämtlicher Platten, die zusammen eine Einheit bilden
sollen. Dabei ist zu beachten, daß durch das Spannen jeder folgenden Platte die
Spannung der vorhergehenden Platte verringert wird; jedoch erhöht sich die Spannung
selbsttätig wieder um einen Teilbetrag, sobald sich die folgende Platte beim Spannen
in Bewegung gesetzt hat, d. h. sobald die Nullreibung der folgenden. Platte überwunden
ist. Mit jeder weiteren Platte wird der Gleitweg größer und dadurch der Widerstand
relativ geringer. Die Spannglieder werden zweckmäßig stufenweise gespannt.
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Die Spannglieder werden in Hohlräume verlegt, die ein Haften des Betons
an den Spanngliedern verhindern. Insbesondere eignen sich druckfeste Rohre, deren
Innenräume - zweckmäßig nach dem Spannen der Gesamtanordnung - mit einem hochwertigen,
feinen Zementmörtel ausgepreßt werden. Nach dem Festwerden der in die Hohlräume
eingespritzten Zementmilch können die beim Spannen benutzten Hilfsmittel entfernt
und die hierfür vorgesehenen Aussparungen zubetoniert .werden.
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Die Gesamtplatte von beispielsweise 3 5o m Länge ist dann ein zusammenhängendes,
vorgespanntes Element, in dessen Teilstücken die Vorspannung kontrollierbar und
gesichert ist. Die Preßfugen bleiben bei jeder Temperatur infolge der Vorspannung
geschlossen. Auch unter Nutzlast oder bei Nachgehen des Untergrundes können sich
die Querfugen nicht öffnen, da der Beton ausschließlich unter Druckspannung steht.
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Die Kanten der Querfugen liegen so dicht zusammen, daß die Beanspruchung
durch Räder oder Ketten unwesentlich ist. Eine gute Ausbildung der Querfuge wird
erleichtert, wenn man bei der Herstellung einer Platte zwischen dieser und der benachbarten,
vorher hergestellten Platte eine Zwischenlage benutzt, die vorzugsweise dünn und
plastisch ist. Dieses Verfahren verhindert einerseits ein Haften, so daß beim Heranziehen
der einen Platte nicht auch die anschließende Platte mitgerissen wird, während andererseits
Stirnflächen entstehen, die sich zu einer guten Preßfuge vereinigen. Handelt es
sich nämlich um dünne und plastische Zwischenlagen, so wird die Stirnfläche der
neu hergestellten Platte ein genaues Abbild der Stirnfläche der vorher hergestellten
Platte bilden, so daß sich beide Stirnflächen beim Gegeneinanderpressen mit ihren
einzelnen, unvermeidlichen Unebenheiten exakt ineinanderfügen.
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Die Plattenstirnflächen können mit Nut- oder Federprofil hergestellt
werden. Es ist aber auch möglich, die Querfugen mit einer zähen Masse, z. B. Harz,
nachträglich zu vergießen, oder den oberen Kantenrand zu brechen und hier eine Vergußmasse
einzubringen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Handhabung der Spannglieder
gegenüber dem bei großen Platten von etwa 120m Länge wesentlich erleichtert, so
:daß eine erhebliche Lohnersparnis .eintritt. In der Wahl der Tagesleistung wird
man unabhängiger. Beim Ausfall von Geräten entstehen keine größeren Störungen, während
bisher unter allen Umständen eine zusammenhängende Platte von z. B. i zo m in einem
Stück betoniert werden mußte. Die Spannköpfe können einfacher als bei den bisher
üblichen großen Längen ausgebildet werden, so daß die Vermehrung der Spannkopfzahl
durch Vereinfachung der Konstruktion ausgeglichen wird.
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Um das Verschieben der Platten. gegeneinander beim Spannen zu erleichtern,
wird die obere
Planumschicht zweckmäßig vermörtelt, verdzchtItt
und geglättet sowie mit einem Gleitmittel abgedeckt. Es läßt sich nicht vermeiden,
daß das Planum vor oder während des Betonierens betreten wird, wodurch Fußeindrücke
entstehen. Nach dem Herstellen der eingehen Platten haben diese in einem solchen
Fall eine formschlüssige Verbindung mit dem Untergrund, so daß die Haftung in unzulässiger
Weise erhöht wird. Durch ein Vermörteln und Verdichten wird diese Gefahr vermieden,
sobald die vermörtelte und verdichtete Fläche eine das Betreten erlaubende Festigkeit
annimmt. Durch das Glätten wird weiterhin die Reibung herabgesetzt. Schließlich
wirkt in dieser Richtung auch das Aufbringen eines Gleitmittels. Das Vermörteln
kann beispielsweise mit einem geringen Zusatz von Zement oder Bitumen erfolgen und
erstreckt sich zweckmäßig auf eine Planumschicht von nur etwa 5 cm Stärke. Vor dem
Begehen oder weiteren Bearbeiten ist die Verfestigung abzuwarten.
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Als Gleitmittel kommen beispielsweise gemahlener Graphitabfall, Bentonit,
Rohbeton, Paraffin oder paraffiniertes Papier, gemahlene Talkabfälle, gemahlener
Ton in Betracht. Ton und andere Bestandteile können trocken oder als Aufschlämmung
aufgebracht, z. B. aufgespritzt werden. Die Auswahl der verschiedenen Möglichkeiten
richtet sich nach der zu verlangenden Reibungsverminderung und nach wirtschaftlichen
Gesichtspunkten. Durch die Verfestigung des Untergrundes und durch die Herabsetzung
der Reibung ermöglicht man die Verwendung dünnerer Platten und schwächerer Bewehrungen,
so daß die Gesamtkosten herabgesetzt werden. Risse in der verfestigten Planumschicht
sind unbedenklich so daß diese Schicht relativ schwach sein kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für den Gegenstand der
Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. i einen schematisch gehaltenen GrundriÜ der
Fahrbahndecke, Fig.2 einen Längsschnitt, Fig. 3 eine Querfuge.
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Die 1VEttelteile der Platten sind bei den Fig. i und 2 herausgebrochen,
und es wurde bei diesen beiden Figuren darauf geachtet, daß die Querfugen senkrecht
untereinander liegen.
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Das dargestellte Stück einer Betonfahrbahn besteht aus einer Platte
i, einer zweiten Platte 2, einer dritten Platte 3 und einer vierten Platte 4.
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Die Platte i hat beispielsweise eine Länge von 5o m. In dieser Platte
i befinden sich eine den Erfordernissen angepaßte Anzahl beliebig gestalteter Spannglieder,
von denen hier drei Spannglieder 5, 6 und 7 dargestellt sind, die an dem einen Ende
der Platte i .bei 8, 9 und i o verankert sind. An dem anderen Ende der Platte i
befinden sich Aussparungen 11, 12 und 13, welche die Spannköpfe 14, 15 und 16 aufnehmen.
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An die Stirnfläche der Platte i stößt die Platte 2 an, so daß hier
eine Querfuge 17 entsteht. Die Spannglieder der Platte 2, von denen wiederum drei
Spannglieder 18, 19,, 2o dargestellt sind, sind bei 21, 22 und 23 in der Plätte
i verankert. Sie durchdringen die Querfuge 17 und die Platte 2 und enden
in den Aussparungen 24, 25, 26, wo sich die Spannköpfe 27, 28 und 29 befinden.
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In gleicher Weise sind die Spannglieder 30, 31 und 32 in der Platte
2 verankert und in dem der Platte 2 abgewendeten Ende der Platte 3 gespannt. Dasselbe
gilt für die Platte 4 urw.
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Die Fig.2 ist ein senkrechter Schnitt. parallel zur Plattenlängsachse
durch das Spannglied i g, wobei das Planum mit 4o angedeutet ist.
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Die Platten 2, 3, 4 können beispielsweise eine Länge von je 25-m aufweisen,
wenn die Platte i eine Länge von 50n1 hat. Der Abstand des äu:Bersten Spanngliedes
von der Längskante der Platte unterschreitet vorteilhaft nicht 30 cm. Die
Aussparungen können in Längsrichtung der Platte eine Tiefe von z. B. 6o cm aufweisen,
und der Abstand zwischen Ankerende (z. B. 22) und Boden (z. B. 12a) der Aussparung
(z. B. 12) kann ebenfalls etwa 6o cm in der angedeuteten Richtung betragen.
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Beim Betonieren sämtlicher Platten werden die Spannglieder mit einbetoniert,
wobei die Längsbeweglichkeit der Spannglieder durch eine nicht dargestellte Umhüllung
gesichert wird. Nach dem Erhärten des Betons wird gespannt, wobei man bei der Platte
i beginnt und in Richtung der Platten 2, 3, 4 ... fortschreitet. Die Spannglieder
der folgenden Platten bleiben dabei jeweils zunächst läng beweglich. Bei jedem Vorspannschritt
wird eine weitere Platte gegen die vorhergehende Platte gepreßt. Nach dem Spannen
werden die Umhüllungen der Spannglieder mit Zementmilch od. dgl. ausgepreßt. Schließlich
können die zum Spannen benutzten. Hilfsmittel entfernt und die Aussparungen zubetoniert
werden.
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Fig. 3 deutet die Ausbildung der Querfuge 17 bei der Herstellung der
Platte 2 an. Mittels eines Bleches 41 ist ein dünnes Ölpapier 42 in U-förmiger Gestaltung
gegen die Stirnfläche der Platte i gedrückt. Nach dem Einbringen des Betons für
die Platte 2 und vor den Einrütteln zieht man zweckmäßig das Blech 41 heraus. Im
Blech und Ölpapier werden Schlitze für die Spannglieder vorgesehen.