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Stahl-Fachwerkbrücke mit Stahlbeton-Fahrbahnplatte Die Erfindung bezieht
sich auf eine Stahl-Fachwerkbrücke mit in Längsrichtung bzw. in Längs- und Querrichtung
vorgespannter Stahlbeton-Fahrbahnplatte, die in Höhe derjenigen Gurtungsachse liegt,
in welcher ausschließlich oder hauptsächlich Zugkräfte auftreten, bei Balkenbrücken
auf zwei Stützen also in der Untergurtachse.
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Bei der Anwendung von Stahlbeton-Fahrbahnplatten in stählernen Brücken
ist es bekannt, Stahlbeton-Fahrbahnplatte und Stahlträger als getrennt wirkende
Tragelemente zu benutzen. Die Fahrbahnplatte dient dabei der Aufgabe, die Verkehrslasten
auf die unterstützenden Stahlträger zu übertragen.
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Es ist auch bereits bekannt, die Stahlbeton-Fahrbahnplatte mit den
Stahlträgern in Verbundzubringer, so daß beide Teile als einheitliche Tragkonstruktion
wirken. So gibt es Brückenkonstruktionen, bei denen die Stahlträger in Verbund mit
den Stahlbeton-Druckplatten stehen. Diese Platten sind nicht vorgespannt, da eine
solche Maßnahme bei Betonplatten, die nur Druck aufnehmen, nicht erforderlich ist.
Bei den bekannten Konstruktionen wird dabei der Verbund zwischen Stahl und Stahlbeton
in der Weise ausgeführt, daß die Stahlbeton-Fahrbahnplatte auf den betreffenden
Trägern liegt bzw. in die Träger eingebunden ist.
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Bei Fachwerkdeckbrücken sind Ausführungen bekanntgeworden, deren Stahlbeton-Fahrbahnplatte
mit dem stählernen Obergurt zusammenwirkt und in das Gesamttragwerk einbezogen ist.
Es ist schon für solche
Fachwerkbrücken auf zwei Stützen vorgeschlagen
worden, gegebenenfalls den auf Druck beanspruchten stählernen Obergurt vollständig
fortzulassen.
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Auch bei Fachwerktrogbrücken ist es bekannt, daß die Stahlbeton-Fahrbahnplatte
als Glied des Untergurtes vorgesehen ist. Es wird dabei durch entsp-echende Vorspannmaßnahmen
die Zugspannung des Betons im Rahmen der zulässigen Grenze gehalten.
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Überdies ist bekannt, bei Dachbindern im Hochbau den Obergurt der
Tragkonstruktion durch eine Betonplatte zu ersetzen, welche mit den Knotenpunkten
der Binderkonstruktion in Verbund gebracht wird. Dabei dient diese Betonplatte gleichzeitig
als Dachabdeckung.
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Es ist schließlich bei einer Stahlbeton-Bogenbrücke mit angehängter
Fahrbahn und Zugbändern aus Stahlbeton vorgeschlagen worden, das stählerne Zugband
in den Längsträgern der Fahrbahn nach dem Anspannen einzubetonieren.
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Gemäß der Erfindung wird eine Stahl-Fachwerkbrücke mit in Längsrichtung
vorgespannter Stahlbeton-Fahrbahnplatte geschaffen, welche in Höhe derjenigen Gurtungsachse
liegt, in der ausschließlich oder hauptsächlich Zugkräfte auftreten, bei Balkenbrücken
auf zwei Stützen also in der Untergurtachse, bei welcher aber die Stahlbeton-Fahrbahnplatte
allein den Zuggurt bildet, während der andere Gurt sowie die Füllstäbe aus Stahl
bestehen.
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Die Stahlbeton-Fahrbahnplatte kann auch, falls es erforderlich oder
vorteilhaft sein sollte, in Querrichtung vorgespannt sein.
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Zweckmäßigerweise können die Knotenpunkte der Hauptträger mit der
Stahlbeton-Fahrbahnplatte durch Dübel, Bewehrungsbügel oder ähnliche Mittel in der
Weise verbunden sein, daß die Längs- und Querkräfte sowie die Einspannmomente in
Brückenquerrichtung in die Stahlbeton-Fahrbahnplatte übertragen werden. Es wird
auf diese Weise gewährleistet, daß eine schubfeste Verbindung zwischen der Fahrbahnplatte
und den Knotenpunkten hergestellt ist. Die Dübel und Bewehrungsbügel ragen dabei
vorzugsweise in das Feld der Fahrbahnplatte hinein und bilden die erforderliche
Verankerung.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, bei einem Verfahren zum Vorspannen
der Stahlbeton-Fahrbahnplatte in Brückenlängsrichtung in der Nähe der Stahlbeton-Fahrbahnplatte
Distanzhalter und in Brückenquerrichtung Montageverbände anzubringen, wobei die
unteren Querriegel dieser Montageverbände als Behelfsfachwerk für das Anfahren von
Lasten während der Montage dienen können.
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Bei einer Stahl-Fachwerkbrücke gemäß der Erfindung mit in Längsrichtung
vorgespannter Stahlbeton-Fahrbahnplatte, bei welcher als Zuggurt eine gegebenenfalls
auch noch quer zur Längsrichtung vorgespannte Stahlbeton-Fahrbahnplatte dient und
nur der Druckgurt aus Stahl besteht, werden in dem Bereich, in welchem eine solche
vorgespannte Stahlbeton-Fahrbahnplatte als Zuggurt eingesetzt wird, weder im Montagezustand
noch im fertigen Zustand Gurte aus Stahlprofilen benötigt.
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Überdies ist bei der Stahl-Fachwerkbrücke gemäß der Erfindung durch
die Tatsache, daß die Stahlbeton-Fahrbahnplatte stets auf Druck vorgespannt ist,
gewährleistet, daß unter Vermeidung eines Stahlgurtes die Montage wesentlich vereinfacht
und darüber hinaus ein erheblicher Teil an Material eingespart wird.
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Ferner werden bei einer Stahl-Fachwerkbrücke gemäß der Erfindung mit
der in Längsrichtung vorgespannten Stahlbeton-Fahrbahnplatte geringere Vorspannkräfte
benötigt, da gegenüber den bekannten Konstruktionen, welche einen Stahlträger in
schubfestem Verbund mit dem Material der Fahrbahnplatte aufweisen, das hierdurch
bedingte Schwinden und Kriechen und die daraus resultierenden zusätzlichen Zugkräfte
in der Betonplatte vermieden werden.
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Es überlagern sich bei einer solchen Stahl-Fachwerkbrücke gemäß der
Erfindung mit der besonderen Stahlbeton-Fahrbahnplatte, welche gleichzeitig die
Funktion der Fahrbahnplatte und eines Zuggurtes erfüllt und bei welcher die Betonplatte
in Verbund mit der Stahlkonstruktion steht und überdies vorgespannt ist, mehrere
Kraftwirkungen, deren Resultat bei dem Gegenstand gemäß der Erfindung zu besonders
vorteilhaften Verhältnissen führt.
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Gemäß der Erfindung werden überdies die aus dem Kriechen des Betons
resultierenden Umlagerungen von Spannungen aus dem Beton in den Stahlträger, welche
sich technisch ungünstig auswirken, wenn die Betonplatte unmittelbar mit dem Stahlträger
in Verbund gebracht ist, auf ein Mindestmaß reduziert, da der Träger in Form des
zweiten Gurtes sehr weit von der Fahrbahnplatte entfernt angeordnet ist.
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Schließlich wird bei der Stahl-Fachwerkbrücke gemäß der Erfindung
die erforderliche Vorspannkraft, die üblicherweise bei vorgespannten Stahlbetonplatten
in Verbundbauweise auch von der das Schwinden und Kriechen behindernden Stahlkonstruktion
abhängig ist, um diesen Einfluß vermindert.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigt Fig. i eine Trogbrücke, Fig. 2 die in Fig. i dargestellte
Trogbrücke im Schnitt, Fig. 3 und q. ein Beispiel einer schubfesten Verbindung zwischen
Fachwerksystem und Fahrbahnplatte und Fig. g eine Trogbrücke im Schnitt, bei welcher
Darstellung das Montageverfahren gezeigt ist.
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Bei der Trogbrücke gemäß Fig. i und 2 bildet die Stahlbeton-Fahrbahnplatte
den Untergurt. Der Obergurt b und die Füllstäbe c sind aus Stahl hergestellt. Zur
Verbindung zwischen der Betonplatte a und den Füllungsstäben c sind die Knotenpunkte
d vorgesehen, welche im wesentlichen wie Knotenpunkte normaler Fachwerkbrücken mit
stählernem Untergurt ausgebildet sind.
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Aus Fig. 3 und q. ist eine besondere Ausführungsform eines Fachwerkknotens
mit Betonuntergurt ersichtlich. Während die Dübel e zum Übertragen der Längskräfte
aus den Füllstäben in die Stahlbeton-Fahrbahnplatte dienen, sind die Bügel f vorgesehen,
um die stählerne Fachwerkwand in Brückenquerrichtung in die Betonplatte einzuspannen.
Durch diese Einspannung wird die Überleitung eintretender Seitenkräfte und Knickkräfte
aus
den Fachwerkstäben in die Betonplatte gewährleistet. Es ist danach möglich, die
Brücken mit oder ohne oberen Windverband bzw. Riegel auszuführen. Die Knotenbleche
werden zweckmäßig bis an die Oberkante der Fahrbahntafel geführt, so daß sich eine
technisch einwandfreie und für den Querverkehr sowie für die Entwässerung vorteilhafte
Ausgestaltung ergibt.
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Bei der gemäß Fig. 5 im Schnitt veranschaulichten Trogbrücke mit untenliegender
Stahlbeton-Fahrbahnplatte ist eine längsgerichtete Vorspannung durch Stahleinlagen
m und eine Quervorspannung durch Stahleinlagen n vorgesehen. Die Brücke erhält einen
Montageverband lt, welcher oberhalb der Fahrbahnplatte außerdem Querriegel i aufweist.
Diese Querriegel i sind zweckmäßig biegungssteif ausgestaltet und zum Tragen von
Loren vorgesehen, welche beispielsweise zum Heranfahren des Betons beim Herstellen
der Fahrbahnplatte dienen. Zur Distanzhaltung der Knotenpunkte in der Brückenlängsrichtung
können gegebenenfalls vorhandene Geländerkonstruktionen oder Hilfswinkel q benutzt
werden.
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Sobald die Fahrbahnplatte nach ihrer Aufbringung erhärtet ist, werden
die Hilfsverbände h und die Riegel i wieder entfernt.