EP2054553A1 - Brückenklappverfahren - Google Patents

Brückenklappverfahren

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EP2054553A1
EP2054553A1 EP07718451A EP07718451A EP2054553A1 EP 2054553 A1 EP2054553 A1 EP 2054553A1 EP 07718451 A EP07718451 A EP 07718451A EP 07718451 A EP07718451 A EP 07718451A EP 2054553 A1 EP2054553 A1 EP 2054553A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bridge
pillar
bridge girder
producing
end point
Prior art date
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Granted
Application number
EP07718451A
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English (en)
French (fr)
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EP2054553B1 (de
Inventor
Johann Kollegger
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Technische Universitaet Wien
Kollegger GmbH
Original Assignee
Innovationsagentur GmbH
Kollegger GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Innovationsagentur GmbH, Kollegger GmbH filed Critical Innovationsagentur GmbH
Priority to PL07718451T priority Critical patent/PL2054553T3/pl
Publication of EP2054553A1 publication Critical patent/EP2054553A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2054553B1 publication Critical patent/EP2054553B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D21/00—Methods or apparatus specially adapted for erecting or assembling bridges
    • E01D21/08—Methods or apparatus specially adapted for erecting or assembling bridges by rotational movement of the bridge or bridge sections
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D15/00—Movable or portable bridges; Floating bridges
    • E01D15/06—Bascule bridges; Roller bascule bridges, e.g. of Scherzer type

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a bridge as well as bridges and lifting bridges produced by this method.
  • the feed armor When producing a bridge girder made of concrete by means of feed armor, the feed armor must be designed to take up the dead weight of the girder. The feed armor is stressed by the dead weight of the bridge girder by bending moments.
  • arch bridges involve a great deal of effort in the production of the arch.
  • the bow is usually erected on a scaffolding or in the guyed freewheeler.
  • Another method for the construction of the sheet is the Bogenklappvon (BETON, Issue 5, May 1984, p 200).
  • Bogenklappvon BETON, Issue 5, May 1984, p 200.
  • two concrete sheet halves are made by means of climbing formwork in approximately vertical position to save the scaffold or the guying of the construction and thus to achieve a rapid construction progress. After completion of the bow halves they are folded by means of retaining cables.
  • the object of the invention is to provide a method for producing bridges in which it is possible to dispense with the construction of a framework in which no or only very small bending stresses occur in the bridge girder during the production of the bridge girder, which is necessary for the production of bridges is suitable with large spans and offers economic advantages over the known methods.
  • an end point of the support rod is pivotally connected to the bridge girder and either - after a first variant - • An end point of the support rod is pivotally connected to a pillar, the bridge carrier is brought by an approximately vertical movement of the end point of the bridge girder on the pillar in an approximately horizontal position and the moving end point of the bridge girder is connected to the pillar, or - a second variant -
  • a pivotal movement permitting concerns an endpoint of the support rod on the pillar or an endpoint of the bridge girder on the pillar is considered, the adjacent parts are pressed by forces to form a frictional connection against each other.
  • the support rod is understood to mean not only a rod acted upon by longitudinally acting pressure forces, but also a rod subjected to tension, wherein the rod is in any case substantially free from a load on bending.
  • the support rod can be made at the bridge construction site, e.g. also by combining several strands into one cable.
  • a particularly advantageous variant of the method is characterized in that the end points and the support rod are formed so that in the end point an angular rotation ⁇ relative to the bridge girder and the end point an angular rotation ß can occur over the pillar and that the sum of the angular rotations ⁇ plus ß greater is 85 ° and less than 260 °.
  • a further expedient variant is characterized in that the end point of the support rod and the end point of the bridge girder are formed so that in the end point an angular rotation ⁇ relative to the bridge girder and in the end point an angular rotation ß can occur with respect to the pillar and that the angular rotation ⁇ greater than 100th ° and less than 175 ° and that the angular rotation ß is approximately 90 °.
  • a lifting bridge produced by the method according to the invention is characterized in that it consists of at least one pillar, a bridge girder and a support bar, that an end point of the support bar is hinged to the bridge girder, that an end point of the support bar or an end point of the girder to the pillar is connected and that the bridge carrier from the approximately horizontal position by moving an end point of the support rod or an end point of the bridge girder can be rotated so that the Lichtraumprof ⁇ l of the bridge crossing the traffic route is increased.
  • Pillars, bridge girders and support bar form a statically stable structure.
  • the connections between the bridge girder and the support bar with the pier are subject to only minimal stress and can be produced with simple construction elements.
  • the stress of the pillar is smaller in the method according to the invention in the construction state than in the known bridge construction method with horizontal production of the bridge girder, because the wind attack surface is cheaper and the center of gravity is lower for the determination of earthquake forces.
  • the preparation of the bridge superstructure in an approximately vertical position is advantageous, because thereby no or only very small bending moments occur due to its own weight during manufacture. This is a great advantage, especially in the production of concrete bridges, since in the usual horizontal production of the bridge girder bending moments occur which influence the speed of the construction progress.
  • clock shifting method usually a weekly cycle for the production of a construction section is achieved.
  • cantilever construction or on a scaffold or by means of feed armor the times for producing a construction section are one to three weeks.
  • the bridge girder can be made together with the pier, for example, with a climbing or sliding formwork. This significantly reduces the cost of formwork, manufacturing time and costs.
  • the proposed method will be particularly advantageous to use in bridges with high columns.
  • the span range for the application of the method according to the invention is between 20 m and 400 m, preferably between 50 m and 150 m.
  • the method can be used for the construction and operation of lifting bridges.
  • the invention is shown in Figs.l to Fig. 32. It shows
  • Fig. 1 is a view of a first embodiment according to the preparation of the pillar
  • FIG. 2 shows a view of the first embodiment during the folding process
  • FIG. 3 shows a view of the first embodiment after completion of the folding process
  • FIG. 4 Detail A of FIG. 1
  • FIG. 5 Detail B of FIG
  • FIG. 6 shows a section along the line VI-VI of Figure 3
  • Figure 7 shows a view of a second embodiment after the preparation of the pillar
  • FIG. 9 is a view of the second embodiment after completion of the folding operation;
  • FIG. 10 is a section along the line XX of FIG. 9;
  • FIG. 11 is a view of a third embodiment after the pillar has been manufactured; of the
  • Fig. 14 is a section along the line XIV-XIV in Fig.l 1
  • Fig. 15 is a view of a fourth embodiment after manufacture of the Pillar, the
  • FIG. 16 is a view of the fourth embodiment during the folding operation;
  • FIG. 17 is a view of the fourth embodiment after completion of the folding operation.
  • FIG. 18 is a view of a fifth embodiment after the pillar has been manufactured
  • Supporting bars and the bridge carrier Fig. 19 is a view of the fifth embodiment during the folding operation
  • Figure 20 is a view of the fifth embodiment after completion of the folding process
  • Fig. 21 is a view of a sixth embodiment after the preparation of the pillar, the
  • Fig. 22 is a view of the sixth embodiment during the folding operation
  • Fig. 23 is a view of the sixth embodiment after completion of the folding operation
  • Fig. 24 is a view of a completed bridge
  • Fig. 25 is a plan view of a curved floor plan bridge
  • 26 shows a section of a seventh embodiment during the folding process along the line XXVI -XXVI of FIG. 28
  • FIG. 27 shows detail C of FIG. 26.
  • Fig. 28 is a plan view of the seventh embodiment during the folding operation along the line XXVIII - XXVIII of Fig. 26 Fig. 29 ' detail D of Fig. 26 and at the same time section along the line XXIX - XXIX the
  • FIG. 30 shows a section of an eighth embodiment during the folding process.
  • FIG. 31 shows detail E of FIG. 30
  • FIG. 32 shows an alternative embodiment of the detail E of FIG. 30
  • FIG.l A first embodiment of the inventive method is shown in Fig.l to Fig.6.
  • the pillars 4 and the bridge girders 2 are concreted in a vertical position according to FIG.
  • the formwork and concreting operations for the bridge girders correspond in their effort to the processes in the production of the pier 4, which allows substantial savings compared to a production in a horizontal position.
  • the support rods 3 which in this example consist of a cable made of tension wire strands, are installed.
  • the end points 9 of the bridge girders 2 are raised with conventional lifting devices, eg with hydraulic strand lifters and cables made of tension wire strands.
  • the lifting devices can be positioned at the top of the pillar 4.
  • 2 bending moments occur in the bridge girders, which are smaller than in the final state, which is shown in Figure 3.
  • tension tendons in the bridge girder 2 may be provided with rollers to allow an approximately frictionless lifting.
  • a sliding layer can be provided in the pillar 4.
  • Known material combinations for Verschubvor Cyprus on a slide are, for example Teflon and steel or bronze and steel.
  • the lifting forces for the folding process shown in Figure 2 are for the weight of the bridge girder 2, the support rods 3 and the frictional forces that occur between the end points 9 of the bridge girder 2 and the pillar 4 to measure.
  • the construction state may also be advantageous for the construction state to equip the bridge girder 2 in the condition of construction only with the statically required cross sections and to have the cross section in the final state, e.g. by making a deck slab, to complete.
  • the length of the bridge girder 2 and the support rods 3 is changed only by the elastic length changes due to the occurring normal forces.
  • 3 tensile forces occur in the support rods and compressive forces in the bridge girders 2 between the points 5 and 9.
  • the support rods 3 are connected in points 6 with the pillar 4 and in the points 5 with the bridge girders 2.
  • the embodiment of the connection with the pillar 4 is shown in Figure 4 (detail A of Figure 1) and the embodiment of the connection to the bridge girder 2 is shown in Figure 5 (detail B of Fig.l).
  • the existing of a Litzentent support rod 3 is performed according to Figure 5 via a deflection structure in the box cross-section of the bridge girder 2 during the folding process.
  • the angle of rotation ⁇ of approximately 150 ° can be recorded in point 5 of the folding process.
  • the angle of rotation ⁇ in the points 6 is in each case about 60 ° and is taken up by rolling the support rods 3 over the saddle construction at the tip of the pillar 4.
  • the radii of curvature of the deflection structure in the box cross-section in Figure 4 and the saddle in Figure 5 are matched to the allowable radii of curvature of stranded cables.
  • FIG. 6 shows a plan view of a section of the bridge girder 2 in the final position.
  • the support rod 3 is arranged in this example in the middle of the bridge girder 2, so that the lanes can be guided laterally on the support rod 3.
  • the known bow folding method has the following disadvantages compared with the method according to the invention: o
  • the sheet halves must be braced during the construction and rotated during construction to minimize the bending stresses in the arch.
  • the approximately straight bridge girder 2 are concreted without change in position and can be attached to the pier 4 without much effort.
  • FIGS. 7 to 10 A second embodiment of the method according to the invention is shown in FIGS. 7 to 10.
  • the pillar 4 made of a suitable building material such as concrete, masonry, steel or wood.
  • the bridge girder 2 which may be made of steel or wood in this example, is mounted in a vertical position.
  • the bridge girder 2 may consist of individual elements which are positively connected to each other in this position.
  • the support rod 3 made of a steel profile is mounted and articulated at point 5 to the bridge girder 2 and at point 6 to the pillar 4.
  • the one-bridge bridge 1 shown in FIG. 9 is formed.
  • a permanent twist ⁇ occurs and in the end point 6 a permanent twist ⁇ occurs.
  • the sum of the angles of rotation ⁇ plus ß is equal to 90 °.
  • Fig. 10 shows a plan view of a section of the bridge girder 2 in the final position.
  • the support rods 3 are arranged laterally of the bridge girder 2 in this example, so that the lanes can be passed between the support rods 3.
  • FIG.l 1 A third embodiment of the method according to the invention is shown in Fig.l 1 to Fig. 14.
  • the pillar 4 is made of concrete according to Figure 11.
  • the pillar 4 has a constant width, but a variable thickness over the height.
  • the Bridge girders 2 are erected in this example on the foundation plate of the pier 4.
  • the bridge girders 2 have a constant width, but a variable cross-sectional height. Pillar 4, support rods 3 and bridge girder 2 are advantageously produced at the same time, for example by means of climbing formwork.
  • the support rods 3 are connected in points 5 with the bridge girders 2.
  • the bridge girders 2 are connected at the points 7 with the pillar 4.
  • the bridge 1 over the top of the pillar 4 has a rigid connection.
  • Fig.14 is shown how the support rods 3 can be advantageously installed in the shape of the pillar 4 to allow rapid production of the pillar 4, the support rods 3 and the bridge girder 2.
  • FIGS. 15 to 17 A fourth embodiment of the method according to the invention is shown in FIGS. 15 to 17.
  • bridge girder 2 and support rods 3 are erected in approximately vertical position.
  • a support rod 3 is connected in this example to the bridge girder 2 at point 5 and to the pier 4 at point 6.
  • the second support rod 3 is connected at point 5 to the bridge girder 2.
  • the second end point 8 of this support rod 3 is raised in accordance with FIG. Lifting causes the bridge girder 2 to be rotated from the approximately vertical position to a horizontal position shown in Fig. 17.
  • FIGS. 18 to 20 A fifth embodiment of the method according to the invention is shown in FIGS. 18 to 20.
  • pillars 4, auxiliary pillars 10, bridge beams 2 and support rods 3 are produced in a vertical position according to FIG.
  • the end points 8 of the bridge girder 2 are higher in this position than the top of the pier 4. Therefore, the establishment of an auxiliary pier 10 is required.
  • the bridge girders 2 are connected at the points 7 with the pillar 4.
  • the support rods 3 are connected in points 5 with the bridge girders 2.
  • bracing 13 may consist of stranded cables, which are connected to the bridge girder 2 and, for example, claimed by the tip of the pillar 4 with a certain force. The length of the bracing 13 increases during the rotation of the bridge girder 2, which can be easily ensured by tracking the stranded cable.
  • the auxiliary pier 10 can be removed or used for the assembly of additional cables to support the bridge girder 2.
  • the bracing 13 can remain as a permanent cable in the bridge 1 or replaced by inclined cable.
  • FIG. 21 to FIG. 21 A sixth embodiment of the method according to the invention is shown in FIG. 21 to FIG. 21.
  • bridge girder 2 and 3 support rods are made in approximately vertical position.
  • FIG. 24 shows a bridge 1 with two abutments 1 1, two pillars 4, four bridge girders 2 and four support rods 3.
  • the view of the bridge 1 in FIG. 24 shows how the method can advantageously be used for producing viaducts.
  • the end points 14 of the bridge girders 2 in the middle of the main span of the bridge 1 are rigidly connected in the final state.
  • the other two end points 14 of the bridge girder are with the Abutment 1 1 connected.
  • the support rods 3 can then be removed, if this is required, for example, for design reasons.
  • the method according to the invention can also be used for the production of bridges curved in plan, as shown in FIG. 25 for a four-field bridge.
  • the bridge girder 2 must be supplemented in this example with spacers to complete the bridge 1.
  • FIG. 26 shows a state during the lifting of the end points 9 of the bridge girders 2.
  • the pier 4 has an opening 19 extending along the pier height.
  • Fig. 27 The execution of the connection of the support rod 3 with the pillar 4 is shown in Fig. 27 (detail C of Fig. 26). For the sake of clarity, only the right leading support rod 3 in Fig. 27 is located.
  • the support rod 3 may consist of a diagonal cable 17 and it may be several diagonal cables 17 are arranged one behind the other.
  • the support rod 3 extends approximately vertically along the pillar 4 to the end point 5, where it is connected to the bridge girder 2.
  • the force in the support rod 3 is much smaller at the beginning of the lifting process than in the final state. This circumstance contributes to the design of Umlenksattels 18 for the support rod 3 in Fig. 27 bill.
  • the contact pressure of the support rod 3 in the deflection saddle 18 can be calculated from the tensile force of the support rod 3 divided by the product of deflection radius and width of the support rod 3.
  • R 2 is calculated with Ri times the ratio of the tensile forces in the support rod at the end and at the beginning of the lifting process, is the contact pressure on the support rod 3 by the Umlenksattel 18 during the lifting process constant when the lying between Ri and R 2 radii of Umlenksattels 18 are calculated according to the forces occurring in the support rod 3.
  • Fig. 28 shows a plan view of the bridge 1 during the lifting operation.
  • the pillar 4 is designed with an opening 19, so that touch the bridge girder 2 during the lifting operation and the resulting pressure forces in the rolling joints are transmitted via Hertzian pressure.
  • the cross section of the bridge girder 2 in the example according to FIG. 28 is a box cross section.
  • the projecting parts of the carriageway plate are only produced after completion of the lifting process.
  • cross members are required in the end points 5 of the support rods 3, which are connected to the bridge girders 2, therefore.
  • the stabilization of the bridge girder 2 during the lifting process can take place with suitable devices 15, eg roller bearings.
  • FIG. 29 The embodiment of the connection of the bridge girders 2 is shown in FIG. 29 (detail D from FIG. 26).
  • the bridge girders 2 in the lines P] and Pi 'touch In the position of the bridge girder 2 shown in FIG. 29, the contact takes place in the lines P 2 and P 2 '. In the final state, the touch will occur in P 3 and P 3 '.
  • the ends of the bridge girders 2 in the example according to FIG. 29 are designed with circularly bent steel sheets which are connected with dowels or welded reinforcement to the concrete of the bridge girders 2. During the lifting process occurs in the circular cylindrical ends of the bridge support 2 along the lines of contact, for example P 2 and P 2 'in Fig.
  • Hertzian pressure an increased pressure, which is referred to as Hertzian pressure.
  • the radii of the end regions of the bridge girders 2 are to be dimensioned for the Hertzian stresses occurring during the lifting process.
  • the radius for the ends of the bridge girders 2 in Fig. 28 is constant. However, it could also be adapted to the forces occurring in the bridge girders 2 and, for example, increase from a smaller radius in the lines Pi, Pi 'to a larger radius in the lines P 3 , P 3 ', in order to be approximately constant during the lifting process To obtain Hertzian pressure in the contact lines.
  • FIGS. 30 to 32 An eighth embodiment of the method is shown in FIGS. 30 to 32.
  • Fig. 30 shows a state during the lifting of the end points 8 of the support rods 3.
  • the pillar 4 has an opening 19 extending along the pillar height.
  • FIG. 31 The embodiment of the connection of the support rod 3 to the bridge girder 2 is shown in FIG. 31
  • Bridge girder 2 which in this example is about 150 ° during the lifting operation, is accomplished by rolling along cylindrical mating surfaces. At the beginning of the lifting operation, the contact takes place along the lines P 4 , P 4 '. In Fig. 31, a state is shown in which the contact between the support rod 3 and the bridge girder 2 takes place along the lines P 5 , P 5 '. After completion of the lifting operation, the power transmission between the bridge girder 2 and support bar 3 along the lines P 6 , P 6 'take place. In Fig. 31, an external clamping member 16 is shown, which is arranged in the axis of gravity of the formed with a T-beam cross-section bridge girder 2. While the lifting operation, the external tendon is biased so that no or only low tensile forces occur in the bridge girder 2.
  • FIG. 30 An alternative embodiment for the connection of the support rod 3 to the bridge girder 2 (detail E of FIG. 30) is shown in FIG.
  • the bridge girder of this alternative embodiment has a box cross-section.
  • the mutual rotation in the end point 5 between the support rod 3 and bridge support 2 takes place outside the box cross-section of the bridge girder 2.
  • the resulting offset moment generates bending stresses in the bridge girder 2, which must be taken into account in the dimensioning of the bridge girder 2.
  • the external clamping member 16 is arranged in the gravity axis of the box cross-section of the bridge girder 2.
  • the method is preferably suitable for the production of prestressed concrete and reinforced concrete bridges, but can also be used for steel bridges, steel-concrete composite bridges, wooden bridges or plastic bridges.
  • a bridge girder 2 could be made of prestressed concrete and the top of the bridge girder 2 adjacent to the end point 14 would be made of a steel construction to reduce its own weight at the tip of the cantilever and thereby the building crimping moments.
  • inventive method can also be used in building construction and civil engineering, if it is advantageous to produce carrier in an approximately vertical position and then to turn into an approximately horizontal end position.

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Abstract

Ein Brückenpfeiler (4), zwei Brückenträger (2) und zwei Stützstäbe (3) werden in annähernd senkrechter Lage hergestellt. Die Stützstäbe (3) sind mit der Spitze des Pfeilers (4) und mit den Brückenträgern (2) verbunden. Durch das Anheben der neben dem Pfeiler (4) liegenden Endpunkte (9) der Brückenträger (2) werden die Brückenträger (2) in die waagrechte Endlage gebracht. Abschließend werden die Endpunkte (9) der Brückenträger (2) mit dem Pfeiler (4) verbunden.

Description

Brückenklappyerfahren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Brücke sowie nach diesem Verfahren hergestellte Brücken und Hubbrücken.
Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von Brücken sind im Bauzustand hohe Aufwendungen erforderlich, um das Eigengewicht des Brückenträgers aufzunehmen.
Bei der Herstellung des Brückenträgers auf einem Lehrgerüst entstehen Aufwendungen für die Gründung und den Aufbau des Lehrgerüsts.
Bei der Herstellung eines Brückenträgers aus Beton mittels Vorschubrüstung muss die Vorschubrüstung für die Aufnahme des Eigengewichts des Brückenträgers ausgelegt werden. Die Vorschubrüstung wird durch das Eigengewicht des Brückenträgers durch Biegemomente beansprucht.
Bei der Herstellung des Brückenträgers von Beton- oder Stahlbrücken mit dem Taktschiebe verfahren entstehen während des Baus zusätzliche Aufwendungen für den Brückenträger, weil jeder Querschnitt des Brückenträgers während des Verschubs positiven und negativen Biegemomenten aus der Beanspruchung durch Eigengewicht ausgesetzt wird. Brücken, die nach dem Taktschiebeverfahren hergestellt werden, weisen deshalb besonders hohe Querschnitte und hohen Materialeinsatz auf.
Bei der Herstellung des Brückenträgers im Freivorbau entstehen in den Bauzuständen große negative Biegemomente infolge Eigengewicht im Brückenträger. Die großen Kragmomente über den Stützen müssen durch Querschnitte mit ausreichender Höhe aufgenommen werden.
Bei der Herstellung des Brückenträgers im Freivorbau mit Abspannungen von einem Pylon (Schrägkabelbrücken) werden diese Kragmomente vermieden, dafür entstehen zusätzliche Aufwendungen für die Errichtung des Pylons und für den Einbau der Abspannungen. Die Länge der Vorbauabschnitte beim Freivorbau mit Abspannungen wird durch die Biegebeanspruchungen auf 5 m bis 10 m begrenzt.
Beim Bau von Bogenbrücken entsteht ein hoher Aufwand bei der Herstellung des Bogens. Der Bogen wird meistens auf einem Lehrgerüst oder im abgespannten Freivorbau errichtet. Eine weitere Methode zur Errichtung des Bogens ist das Bogenklappverfahren (BETON, Heft 5, Mai 1984, S. 200). Bei diesem Verfahren werden zwei Betonbogenhälften mittels Kletterschalung in annähernd senkrechter Lage hergestellt, um das Lehrgerüst bzw. die Abspannungen beim Bau einzusparen und damit einen raschen Baufortschritt zu erreichen. Nach Fertigstellung der Bogenhälften werden diese mittels Rückhaltekabeln eingeklappt.
Die Herstellung eines Trägers für eine Dachkonstruktion in annähernd senkrechter Lage ist in der JP 4237773 beschrieben. Durch das Nachlassen eines Rückhaltekabels wird der an seinem Fußpunkt gelenkig gelagerte Träger in eine horizontale Lage gedreht. Ein ähnliches Verfahren zur Herstellung von Brücken ist in der JP 3025107 beschrieben. Diese beiden Verfahren funktionieren so wie man es von einer Zugbrücke kennt. Die Länge des Brückenträgers ist im Wesentlichen auf die Länge zwischen unterem Gelenk und oberem Festhaltepunkt beschränkt. Diese Länge kann durch eine Auskragung des Brückenträgers über die Pylonspitze etwas vergrößert werden.
Verfahren zur Herstellung von Betonbrücken in annähernd vertikaler Lage sind aus der US 2004/0045253 bekannt. Um ein Drehgelenk, das zwischen zwei Pfeilern oder im Widerlager angeordnet sein kann, wird der Brückenträger mittels eines Krans, eines speziellen Montagekrans oder einer Winde in die annähernd horizontale Endlage gedreht. Diese Verfahren sind auf Brückenspannweiten bis ca. 40 m beschränkt, da die Stabilisierung des frei auskragenden Brückenträgers im Bauzustand gegen Wind- und Erdbebenkräfte aufwändige Zusatzmaßnahmen bedingt. Auch wird der Drehvorgang mittels Winde und Zusatzgewicht oder mittels eines speziellen Montagekrans für größere Spannweiten zu aufwändig und deshalb unwirtschaftlich.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Brücken zu schaffen, bei dem auf die Errichtung eines Gerüsts verzichtet werden kann, bei dem während der Herstellung des Brückenträgers keine bzw. nur sehr geringe Biegebeanspruchungen im Brückenträger auftreten, das für die Herstellung von Brücken mit großen Spannweiten geeignet ist und das wirtschaftliche Vorteile gegenüber den bekannten Verfahren bietet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass
• ein Pfeiler, mindestens ein Brückenträger mit Endpunkten und mindestens ein Stützstab mit Endpunkten in annähernd senkrechter Position errichtet werden,
• ein Endpunkt des Stützstabes mit dem Brückenträger gelenkig verbunden wird und entweder - nach einer ersten Variante - • ein Endpunkt des Stützstabes mit einem Pfeiler gelenkig verbunden wird, der Brückenträger durch eine annähernd senkrechte Bewegung des Endpunktes des Brückenträgers am Pfeiler in eine annähernd waagrechte Position gebracht wird und der bewegte Endpunkt des Brückenträgers mit dem Pfeiler verbunden wird, oder - nach einer zweiten Variante -
• ein Endpunkt des Brückenträgers mit dem Pfeiler gelenkig verbunden wird, der Brückenträger durch eine annähernd senkrechte Bewegung des Endpunktes des Stützstabes am Pfeiler in eine annähernd waagrechte Position gebracht wird und der bewegte Endpunkt des Stützstabes mit dem Pfeiler verbunden wird,
• dass der auskragende Endpunkt des Brückenträgers mit einem Widerlager oder einem weiteren Endpunkt eines zweiten Brückenträgers verbunden wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Unter einer gelenkigen Verbindung wird erfindungsgemäß auch ein eine Schwenkbewegung zulassendes Anliegen eines Endpunktes des Stützstabes am Pfeiler bzw. eines Endpunktes des Brückenträgers an dem Pfeiler angesehen, wobei die aneinanderliegenden Teile durch Kräfte unter Bildung eines Kraftschlusses gegeneinander gepresst werden.
Am Stützstab ist erfindungs gemäß nicht nur ein mit in Längsrichtung wirkenden Druckkräften beaufschlagter Stab zu verstehen, sondern auch ein auf Zug beanspruchter Stab, wobei der Stab in jedem Fall im Wesentlichen frei ist von einer Belastung auf Biegung.
Erfindungsgemäß kann der Stützstab an der Brückenbaustelle hergestellt werden, z.B. auch durch Zusammenfassen mehrerer Litzen zu einem Kabel.
Eine besonders vorteilhafte Variante des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Endpunkte und des Stützstabes so ausgebildet werden, dass im Endpunkt eine Winkeldrehung α gegenüber dem Brückenträger und dem Endpunkt eine Winkeldrehung ß gegenüber dem Pfeiler auftreten kann und dass die Summe der Winkeldrehungen α plus ß größer als 85° und kleiner als 260° ist.
Eine weitere zweckmäßige Variante ist dadurch gekennzeichnet, dass der Endpunkt des Stützstabes und der Endpunkt des Brückenträgers so ausgebildet werden, dass im Endpunkt eine Winkeldrehung α gegenüber dem Brückenträger und im Endpunkt eine Winkeldrehung ß gegenüber dem Pfeiler auftreten kann und dass die Winkeldrehung α größer als 100° und kleiner als 175° ist und dass die Winkeldrehung ß annähernd 90° ist. Eine durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Hubbrücke ist dadurch gekennzeichnet, dass sie aus mindestens einem Pfeiler, einem Brückenträger und einem Stützstab besteht, dass ein Endpunkt des Stützstabes mit dem Brückenträger gelenkig verbunden ist, dass ein Endpunkt des Stützstabes oder ein Endpunkt des Brückenträgers mit dem Pfeiler verbunden ist und dass der Brückenträger aus der annähernd waagrechten Position durch das Bewegen eines Endpunktes des Stützstabes oder eines Endpunktes des Brückenträgers so gedreht werden kann, dass das Lichtraumprofϊl des die Brücke kreuzenden Verkehrsweges vergrößert wird.
Pfeiler, Brückenträger und Stützstab bilden ein statisch stabiles Tragwerk. Die Verbindungen von Brückenträger und Stützstab mit dem Pfeiler sind nur geringen Beanspruchungen ausgesetzt und können mit einfachen Konstruktionselementen hergestellt werden. Die Beanspruchung des Pfeilers ist beim erfindungsgemäßen Verfahren im Bauzustand kleiner als bei den bekannten Brückenbauverfahren mit horizontaler Herstellung des Brückenträgers, weil die Windangriffsfläche günstiger ist und der für die Ermittlung der Erdbebenkräfte bedeutende Masseschwerpunkt tiefer liegt.
Die Herstellung des Brückenüberbaus in einer annähernd senkrechten Lage ist vorteilhaft, weil dadurch während der Herstellung keine oder nur sehr kleine Biegemomente infolge Eigengewicht auftreten. Besonders bei der Herstellung von Betonbrücken ist dies ein großer Vorteil, da bei der üblichen waagrechten Herstellung des Brückenträgers Biegemomente auftreten, die die Geschwindigkeit des Baufortschritts beeinflussen. Beim Taktschiebeverfahren wird üblicherweise ein Wochentakt für die Herstellung eines Bauabschnitts erreicht. Beim Freivorbau oder bei der Herstellung auf einem Lehrgerüst oder mittels Vorschubrüstung liegen die Zeiten zur Herstellung eines Bauabschnitts bei ein bis drei Wochen.
Bei annähernd senkrechter Herstellung ist der Betonträger viel geringeren Beanspruchungen ausgesetzt und kann dadurch schneller hergestellt werden. Die bekannten Verfahren der Gleitschalung oder Kletterschalung, die ohnedies zur Herstellung des Betonpfeilers verwendet werden, können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch zur Herstellung des Brückenträgers eingesetzt werden.
Der Brückenträger kann zusammen mit dem Pfeiler beispielsweise mit einer Kletter- oder Gleitschalung hergestellt werden. Dies verringert den Schalungsaufwand, die Herstellungszeit und die Kosten wesentlich. Das vorgeschlagene Verfahren wird besonders vorteilhaft bei Brücken mit hohen Pfeilern einzusetzen sein. Der Spannweitenbereich für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt zwischen 20 m und 400 m, vorzugsweise zwischen 50 m und 150 m.
Erfolgt keine feste Verbindung des bewegten Endpunktes des Brückenträgers oder des Stützstabes mit dem Pfeiler, kann das Verfahren für den Bau und Betrieb von Hubbrücken verwendet werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben.
Die Erfindung ist in den Fig.l bis Fig.32 dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 eine Ansicht einer ersten Ausführungsform nach der Herstellung des Pfeilers, der
Stützstäbe und der Brückenträger
Fig. 2 eine Ansicht der ersten Ausführungsform während des Klappvorganges Fig. 3 eine Ansicht der ersten Ausführungsform nach Abschluss des Klappvorganges Fig. 4 Detail A der Fig.1 Fig. 5 Detail B der Fig.l
Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI der Fig.3 Fig. 7 eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform nach Herstellung des Pfeilers, des
Stützstabes und des Brückenträgers
Fig. 8 eine Ansicht der zweiten Ausführungsform während des Klappvorganges Fig. 9 eine Ansicht der zweiten Ausführungsform nach Abschluss des Klappvorganges Fig. 10 einen Schnitt längs der Linie X-X der Fig.9 Fig. 1 1 eine Ansicht einer dritten Ausführungsform nach Herstellung des Pfeilers, der
Stützstäbe und der Brückenträger
Fig. 12 eine Ansicht der dritten Ausführungsform während des Klappvorganges Fig. 13 eine Ansicht der dritten Ausführungsform nach Abschluss des Klappvorganges Fig. 14 einen Schnitt längs der Linie XIV-XIV in Fig.l 1 Fig. 15 eine Ansicht einer vierten Ausführungsform nach Herstellung des Pfeilers, der
Stützstäbe und der Brückenträger
Fig. 16 eine Ansicht der vierten Ausführungsform während des Klappvorganges Fig. 17 eine Ansicht der vierten Ausführungsform nach Abschluss des Klappvorganges Fig. 18 eine Ansicht einer fünften Ausführungsform nach Herstellung des Pfeilers, der
Stützstäbe und der Brückenträger Fig. 19 eine Ansicht der fünften Ausführungsform während des Klappvorganges Fig.20 eine Ansicht der fünften Ausführungsform nach Abschluss des Klappvorganges
Fig. 21 eine Ansicht einer sechsten Ausführungsform nach Herstellung des Pfeilers, der
Stützstäbe und der Brückenträger
Fig. 22 eine Ansicht der sechsten Ausführungsform während des Klappvorganges
Fig. 23 eine Ansicht der sechsten Ausführungsform nach Abschluss des Klappvorganges
Fig. 24 eine Ansicht einer fertig gestellten Brücke
Fig. 25 einen Grundriss einer im Grundriss gekrümmten Brücke
Fig. 26 einen Schnitt einer siebenten Ausführungsform während des Klappvorganges längs der Linie XXVI -XXVI der Fig. 28
Fig. 27 Detail C der Fig. 26
Fig. 28 eine Draufsicht auf die siebente Ausführungsform während des Klappvorganges längs der Linie XXVIII - XXVIII der Fig. 26 Fig. 29 ' Detail D der Fig. 26 und gleichzeitig Schnitt längs der Linie XXIX - XXIX der
Fig. 28
Fig. 30 einen Schnitt einer achten Ausführungsform während des Klappvorganges Fig. 31 Detail E der Fig. 30 Fig. 32 alternative Ausführungsform des Details E der Fig. 30
Eine erste Ausführungsform des erfϊndungsgemäßen Verfahrens ist in Fig.l bis Fig.6 dargestellt.
Im ersten Schritt werden gemäß Fig.l der Pfeiler 4 und die Brückenträger 2 in senkrechter Position betoniert. Die Schalungs- und Betonierungsabläufe für die Brückenträger entsprechen in ihrem Aufwand den Abläufen bei der Herstellung des Pfeilers 4, was wesentliche Einsparungen im Vergleich zu einer Herstellung in waagrechter Position ermöglicht.
Im zweiten Schnitt werden die Stützstabe 3, die bei diesem Beispiel aus einem Kabel aus Spanndrahtlitzen bestehen, eingebaut.
Im nächsten Schritt werden gemäß Fig.2 die Endpunkte 9 der Brückenträger 2 mit üblichen Hubvorrichtungen, z.B. mit hydraulischen Litzenhebern und Kabeln aus Spanndrahtlitzen angehoben. Die Hubvorrichtungen können an der Spitze des Pfeilers 4 positioniert werden. In diesem Zustand treten in den Brückenträgern 2 Biegemomente auf, die aber kleiner sind als im Endzustand, der in Fig.3 dargestellt ist. Es kann von Vorteil sein, während des Klappvorganges Spannglieder im Brückenträger 2 anzuspannen, um den auftretenden Momenten infolge Eigengewicht entgegenzuwirken. Der Endpunkt 9 des Brückenträgers 2 kann mit Rollen ausgestattet sein, um ein annähernd reibungsfreies Anheben zu ermöglichen. Alternativ kann im Pfeiler 4 eine Gleitschicht vorgesehen werden. Bekannte Werkstoffkombinationen für Verschubvorgänge auf einer Gleitbahn sind beispielsweise Teflon und Stahl oder Bronze und Stahl.
Die Hubkräfte für den in Fig.2 dargestellten Klappvorgang sind für das Eigengewicht der Brückenträger 2, der Stützstäbe 3 und die Reibungskräfte, die zwischen den Endpunkten 9 des Brückenträgers 2 und dem Pfeiler 4 auftreten, zu bemessen.
Vorteilhaft für den Bauzustand kann auch sein, den Brückenträger 2 im Bauzustand nur mit den statisch erforderlichen Querschnitten auszustatten und den Querschnitt im Endzustand, z.B. durch das Herstellen einer Fahrbahnplatte, zu ergänzen.
Während des in Fig.2 dargestellten Klappvorganges wird die Länge der Brückenträger 2 und der Stützstäbe 3 nur durch die elastischen Längenänderungen auf Grund der auftretenden Normalkräfte verändert. Bei diesem Beispiel treten in den Stützstäben 3 Zugkräfte und in den Brückenträgern 2 zwischen den Punkten 5 und 9 Druckkräfte auf. Die Stützstäbe 3 sind in den Punkten 6 mit dem Pfeiler 4 und in den Punkten 5 mit den Brückenträgern 2 verbunden. Die Ausführung der Verbindung mit dem Pfeiler 4 ist in Fig.4 (Detail A aus Fig.1) und die Ausführung der Verbindung mit dem Brückenträger 2 ist in Fig.5 (Detail B aus Fig.l) dargestellt. Der aus einem Litzenkabel bestehende Stützstab 3 wird gemäß Fig.5 über eine Umlenkkonstruktion im Kastenquerschnitt des Brückenträgers 2 während des Klappvorganges geführt. Dadurch kann der Drehwinkel α von ca. 150° im Punkt 5 des Klappvorganges aufgenommen werden. Der Drehwinkel ß in den Punkten 6 beträgt jeweils ca. 60 ° und wird über ein Abrollen der Stützstäbe 3 über die Sattelkonstruktion an der Spitze des Pfeilers 4 aufgenommen. Die Krümmungsradien der Umlenkkonstruktion im Kastenquerschnitt in Fig.4 und des Sattels in Fig.5 sind auf die zulässigen Krümmungsradien von Litzenkabeln abzustimmen.
Fig.6 zeigt eine Draufsicht auf einen Ausschnitt des Brückenträgers 2 in der endgültigen Position. Der Stützstab 3 ist bei diesem Beispiel in der Mitte des Brückenträgers 2 angeordnet, sodass die Fahrstreifen seitlich am Stützstab 3 vorbeigeführt werden können.
Das bekannte Bogenklappverfahren weist gegenüber dem erfindungsgemäßen Verfahren folgende Nachteile auf: o Die Bogenhälften müssen während des Baus durch Abspannungen gestützt und während des Bauzustandes gedreht werden, um die Biegebeanspruchungen im Bogen klein zu halten. Die annähernd geraden Brückenträger 2 werden ohne Lageänderung betoniert und können ohne großen Aufwand am Pfeiler 4 befestigt werden.
o Die Rückhaltekabel für das Einklappen der Bogenhälften geben ihre Zugkräfte an Gründungselemente ab, die nur für das Eintragen dieser Kräfte in den Baugrund hergestellt werden müssen. Das Anheben der Brückenträger 2 beim erfindungsgemäßen Verfahren erfordert keine zusätzlichen konstruktiven Aufwendungen, da die Reaktionskräfte aus dem Anheben in den Pfeiler 4 eingeleitet werden.
Eine zweite Ausführungsform des erfindungs gemäßen Verfahrens ist in den Fig.7 bis Fig.10 dargestellt.
Im ersten Schritt des Verfahrens wird gemäß Fig.7 der Pfeiler 4 aus einem geeigneten Baustoff wie Beton, Mauerwerk, Stahl oder Holz hergestellt. Im nächsten Schritt wird der Brückenträger 2, der bei diesem Beispiel aus Stahl oder Holz bestehen kann, in einer senkrechten Lage montiert. Der Brückenträger 2 kann aus einzelnen Elementen bestehen, die in dieser Lage miteinander kraftschlüssig verbunden werden. Der Stützstab 3 aus einem Stahlprofil wird montiert und im Punkt 5 mit dem Brückenträger 2 und im Punkt 6 mit dem Pfeiler 4 gelenkig verbunden.
Durch das in Fig.8 dargestellte Absenken des Endpunktes 9 des Brückenträgers 2 entsteht die in Fig.9 dargestellte einhüftige Brücke 1. Im Endpunkt 5 tritt eine bleibende Verdrehung α und im Endpunkt 6 tritt eine bleibende Verdrehung ß auf. Die Summe der Drehwinkel α plus ß ist gleich 90°.
Fig.10 zeigt eine Draufsicht auf einen Ausschnitt des Brückenträgers 2 in der endgültigen Position. Die Stützstäbe 3 sind bei diesem Beispiel seitlich des Brückenträgers 2 angeordnet, sodass die Fahrstreifen zwischen den Stützstäben 3 vorbeigeführt werden können.
Eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig.l 1 bis Fig.14 dargestellt.
Im ersten Schritt des Verfahrens wird gemäß Fig.11 der Pfeiler 4 aus Beton hergestellt. Der Pfeiler 4 weist eine konstante Breite, aber eine veränderliche Dicke über die Höhe auf. Die Brückenträger 2 werden bei diesem Beispiel auf der Gründungsplatte des Pfeilers 4 errichtet. Die Brückenträger 2 weisen eine konstante Breite, aber eine veränderliche Querschnittshöhe auf. Pfeiler 4, Stützstäbe 3 und Brückenträger 2 werden vorteilhaft gleichzeitig z.B. mittels Kletterschalung hergestellt. Die Stützstäbe 3 sind in den Punkten 5 mit den Brückenträgern 2 verbunden. Die Brückenträger 2 sind in den Punkten 7 mit dem Pfeiler 4 verbunden.
Es kann zweckmäßig sein, die Endpunkte 5 der Stützstäbe 3 annähernd horizontal vom Pfeiler 4 wegzudrücken, bevor mit dem Anheben begonnen wird. Durch das in Fig.12 dargestellte Anheben der Endpunkte 8 der Stützstäbe 3 entsteht schließlich die in Fig.13 dargestellte Brücke 1. Während des Klappvorganges tritt im Endpunkt 5 des Stützstabes 3 eine Winkelrotation α von 140° auf. Im Endpunkt 7 des Brückenträgers 2 tritt eine Winkelrotation ß von 90° auf. Die bleibenden Winkeldrehungen in den Endpunkten 5 und 7 können durch im Betonbau übliche konstruktive Ausbildungen beispielsweise durch Betongelenke oder durch das Biegen von Bewehrungsstäben aufgenommen werden.
Durch das Verfällen der Fuge zwischen den beiden Brückenträgern 2 mit Vergussbeton und den Einbau von Kontinuitätsspannungsgliedern weist die Brücke 1 über der Spitze des Pfeilers 4 eine biegesteife Verbindung auf.
In Fig.14 ist dargestellt, wie die Stützstäbe 3 vorteilhaft in die Form des Pfeilers 4 eingebaut werden können, um eine rasche Herstellung des Pfeilers 4, der Stützstäbe 3 und der Brückenträger 2 zu ermöglichen.
Eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig.15 bis Fig.17 dargestellt.
Gemäß Fig.15 werden Pfeiler 4, Brückenträger 2 und Stützstäbe 3 in annähernd senkrechter Position errichtet. Ein Stützstab 3 ist bei diesem Beispiel mit dem Brückenträger 2 im Punkt 5 und mit dem Pfeiler 4 im Punkt 6 verbunden. Der zweite Stützstab 3 ist im Punkt 5 mit dem Brückenträger 2 verbunden. Der zweite Endpunkt 8 dieses Stützstabes 3 wird gemäß Fig.16 angehoben. Das Anheben bewirkt, dass der Brückenträger 2 aus der annähernd senkrechten Position in eine waagrechte Position, die in Fig.17 dargestellt ist, gedreht wird.
Wird der in dieser Position neben dem Pfeiler 4 liegende Endpunkt des Brückenträgers 2 mit dem Pfeiler 4 nicht fest verbunden, kann die Brücke 1 als Hubbrücke 12 verwendet werden. Durch Absenken des Punktes 8 in Fig.17 wird der Brückenträger 2 nach oben bewegt, so dass das Lichtraumprofil des die Brücke 1 kreuzenden Verkehrsweges vergrößert wird. Eine fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig.18 bis Fig.20 dargestellt.
Im ersten Schritt werden gemäß Fig.18 Pfeiler 4, Hilfspfeiler 10, Brückenträger 2 und Stützstäbe 3 in senkrechter Lage hergestellt. Die Endpunkte 8 der Brückenträger 2 liegen in dieser Position höher als die Spitze des Pfeilers 4. Deswegen ist die Errichtung eines Hilfspfeilers 10 erforderlich. Die Brückenträger 2 sind in den Punkten 7 mit dem Pfeiler 4 verbunden. Die Stützstäbe 3 sind in den Punkten 5 mit den Brückenträgern 2 verbunden.
Die anderen Endpunkte 8 der Stützstäbe 3 werden gemäß Fig.19 vom Hilfspfeiler 10 abgesenkt. Um die Biegemomente in den Brückenträgern 2 während des Absenkens zu reduzieren, werden bei diesem Beispiel Abspannungen 13 eingesetzt. Diese Abspannungen 13 können aus Litzenkabeln bestehen, die mit dem Brückenträger 2 verbunden sind und beispielsweise von der Spitze des Pfeilers 4 mit einer bestimmten Kraft beansprucht werden. Die Länge der Abspannungen 13 vergrößert sich während der Drehung der Brückenträger 2, was durch ein Nachführen der Litzenkabel problemlos gewährleistet werden kann.
In der Endposition gemäß Fig. 20 kann der Hilfspfeiler 10 entfernt werden oder für die Montage von zusätzlichen Kabeln zur Stützung der Brückenträger 2 verwendet werden. Die Abspannungen 13 können als permanente Kabel in der Brücke 1 verbleiben oder gegen Schrägkabel ausgetauscht werden.
Eine sechste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig.21 bis Fig.23 dargestellt.
Gemäß Fig.21 werden Pfeiler 4, Brückenträger 2 und Stützstäbe 3 in annähernd senkrechter Lage hergestellt.
Durch Anheben der Endpunkte 8 der Stützstäbe 3 gemäß Fig.22 wird die in Fig.23 dargestellte Brücke 1 fertig gestellt.
Fig.24 zeigt eine Brücke 1 mit zwei Widerlagern 1 1 , zwei Pfeilern 4, vier Brückenträgern 2 und vier Stützstäben 3. Die Ansicht der Brücke 1 in Fig.24 zeigt, wie das Verfahren vorteilhaft zur Herstellung von Talbrücken eingesetzt werden kann. Die Endpunkte 14 der Brückenträger 2 in der Mitte der Hauptspannweite der Brücke 1 werden im Endzustand biegesteif verbunden. Die beiden anderen Endpunkte 14 des Brückenträgers werden mit dem Widerlager 1 1 verbunden. Die Stützstäbe 3 können anschließend entfernt werden, falls dies z.B. aus gestalterischen Gründen gefordert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zur Herstellung von im Grundriss gekrümmten Brücken eingesetzt werden, wie Fig.25 für eine vierfeldrige Brücke zeigt. Die Brückenträger 2 müssen bei diesem Beispiel mit Zwischenstücken ergänzt werden, um die Brücke 1 fertig zu stellen.
Eine siebente Ausführungsform des Verfahrens ist in Fig. 26 bis 29 dargestellt. Die Fig. 26 zeigt einen Zustand während des Anhebens der Endpunkte 9 der Brückenträger 2. Der Pfeiler 4 weist bei diesem Beispiel eine sich entlang der Pfeilerhöhe erstreckende Öffnung 19 auf.
Die Ausführung der Verbindung des Stützstabes 3 mit dem Pfeiler 4 ist in Fig. 27 (Detail C aus Fig. 26) dargestellt. Der Übersichtlichkeit halber ist nur der nach rechts führende Stützstab 3 in Fig. 27 eingezeichnet. Der Stützstab 3 kann aus einem Schrägkabel 17 bestehen und es können mehrere Schrägkabel 17 hintereinander angeordnet werden. Zu Beginn des Hebevorganges verläuft der Stützstab 3 annähernd senkrecht entlang des Pfeilers 4 zum Endpunkt 5, wo er mit dem Brückenträger 2 verbunden ist. Die Kraft im Stützstab 3 ist zu Beginn des Hebevorganges viel kleiner als im Endzustand. Diesem Umstand trägt die Ausbildung des Umlenksattels 18 für den Stützstab 3 in Fig. 27 Rechnung. Der Anpressdruck des Stützstabes 3 im Umlenksattel 18 lässt sich aus der Zugkraft des Stützstabes 3 geteilt durch das Produkt aus Umlenkradius und Breite des Stützstabes 3 berechnen. Bei einer Ausführung des Umlenksattels gemäß Fig. 27 mit einem kleinen Radius Ri zu Beginn des Hebevorganges und einem größeren Radius R2 beim Abschluss des Hebevorganges, wobei R2 berechnet wird mit Ri mal Verhältnis der Zugkräfte im Stützstab am Ende und zu Beginn des Hebvorganges, ist der Anpressdruck auf den Stützstab 3 durch den Umlenksattel 18 während des Hebevorganges konstant, wenn die zwischen Ri und R2 liegenden Radien des Umlenksattels 18 gemäß den auftretenden Kräften im Stützstab 3 berechnet werden.
Fig. 28 zeigt eine Draufsicht auf die Brücke 1 während des Hebevorganges. Der Pfeiler 4 ist mit einer Öffnung 19 ausgeführt, so dass sich die Brückenträger 2 während des Hebevorganges berühren und die entstehenden Druckkräfte in den Wälzgelenken über Hertzsche Pressungen übertragen werden. Der Querschnitt der Brückenträger 2 im Beispiel gemäß Fig. 28 ist ein Kastenquerschnitt. Um das Gewicht der Brückenträger 2 während des Hebevorganges gering zu halten, werden die auskragenden Teile der Fahrbahnplatte erst nach Abschluss des Hebevorganges hergestellt. In den Endpunkten 5 der Stützstäbe 3, die mit den Brückenträgern 2 verbunden sind, sind deshalb Querträger erforderlich. Die Stabilisierung der Brückenträger 2 während des Hebevorganges kann mit geeigneten Vorrichtungen 15, z.B. Rollenlagern, erfolgen.
Die Ausführung der Verbindung der Brückenträger 2 ist in Fig. 29 (Detail D aus Fig. 26) dargestellt. Zu Beginn des Hebevorganges berühren sich die Brückenträger 2 in den Linien P] und Pi'. In der in Fig. 29 dargestellten Lage der Brückenträger 2 findet die Berührung in den Linien P2 und P2' statt. Im Endzustand wird die Berührung in P3 und P3' erfolgen. Die Enden der Brückenträger 2 im Beispiel gemäß Fig. 29 sind mit kreisförmig gebogenen Stahlblechen ausgeführt, die mit Dübeln oder angeschweißter Bewehrung mit dem Beton der Brückenträger 2 verbunden sind. Während des Hebevorganges tritt in den kreiszylinderförmig ausgebildeten Enden der Brückenträger 2 entlang der Berührungslinien, z.B. P2 und P2' in Fig. 29, eine erhöhte Pressung auf, die als Hertzsche Pressung bezeichnet wird. Die Radien der Endbereiche der Brückenträger 2 sind für die während des Hebevorganges auftretenden Hertzschen Pressungen zu dimensionieren. Der Radius für die Enden der Brückenträger 2 in Fig. 28 ist konstant. Es könnte aber auch an die in den Brückenträgern 2 auftretenden Kräfte angepasst werden und zum Beispiel von einem kleineren Radius in den Linien Pi, Pi' auf einen größeren Radius in den Linien P3, P3' ansteigen, um während des Hebevorganges eine annähernd konstante Hertzsche Pressung in den Berührungslinien zu erhalten.
Eine achte Ausführungsform des Verfahrens ist in den Fig. 30 bis 32 dargestellt. Die Fig. 30 zeigt einen Zustand während des Anhebens der Endpunkte 8 der Stützstäbe 3. Der Pfeiler 4 weist eine sich entlang der Pfeilerhöhe erstreckende Öffnung 19 auf.
Die Ausführung der Verbindung des Stützstabes 3 mit dem Brückenträger 2 ist in Fig. 31
(Detail E aus Fig. 30) dargestellt. Die gegenseitige Verdrehung von Stützstab 3 und
Brückenträger 2, die bei diesem Beispiel während des Hebevorganges ca. 150° beträgt, wird durch ein Abwälzen entlang von zylinderförmigen Berührungsflächen bewerkstelligt. Zu Beginn des Hebevorganges findet die Berührung entlang der Linien P4, P4' statt. In Fig. 31 ist ein Zustand dargestellt, bei dem die Berührung zwischen Stützstab 3 und Brückenträger 2 entlang der Linien P5, P5' stattfindet. Nach Abschluss des Hebevorganges wird die Kraftübertragung zwischen Brückenträger 2 und Stützstab 3 entlang der Linien P6, P6' erfolgen. In Fig. 31 ist ein externes Spannglied 16 dargestellt, das in der Schwerachse des mit einem Plattenbalkenquerschnitt ausgebildeten Brückenträger 2 angeordnet ist. Während des Hebevorganges wird das externe Spannglied so vorgespannt, dass im Brückenträger 2 keine oder nur geringe Zugkräfte auftreten.
Eine alternative Ausführungsform für die Verbindung des Stützstabes 3 mit dem Brückenträger 2 (Detail E aus Fig. 30) ist in Fig. 32 dargestellt. Der Brückenträger dieser alternativen Ausführungsform weist einen Kastenquerschnitt auf. Die gegenseitige Verdrehung im Endpunkt 5 zwischen Stützstab 3 und Brückenträger 2 findet außerhalb des Kastenquerschnitts des Brückenträgers 2 statt. Das dadurch entstehende Versatzmoment erzeugt Biegebeanspruchungen im Brückenträger 2, die bei der Dimensionierung des Brückenträgers 2 zu beachten sind. Das externe Spannglied 16 ist in der Schwerachse des Kastenquerschnitts des Brückenträgers 2 angeordnet.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreichbare Spannweite einer Brücke 1 zwischen zwei Pfeilern 4 entspricht bei druckbeanspruchten Stützstäben 3 der Summe der Höhe der beiden Pfeiler 4. Die Anwendung des Verfahrens bei zugbeanspruchten Stützstäben 3 ermöglicht die Herstellung einer Brücke 1 mit einer Spannweite, die größer ist als die Summe der Pfeilerhöhen.
Das Verfahren ist vorzugsweise für die Herstellung von Spannbeton- und Stahlbetonbrücken geeignet, kann aber auch für Stahlbrücken, Stahl - Beton - Verbundbrücken, Holzbrücken oder Kunststoffbrücken verwendet werden.
Es kann auch vorteilhaft sein, unterschiedliche Baustoffe zu kombinieren. Beispielsweise könnte ein Brückenträger 2 aus Spannbeton hergestellt werden und die Spitze des Brückenträgers 2 neben dem Endpunkt 14 aus einer Stahlkonstruktion bestehen, um das Eigengewicht an der Spitze des Kragarmes und dadurch die Kragmomente im Bauzustand zu reduzieren.
Sinngemäß kann das erfindungsgemäße Verfahren auch im Hochbau und im Ingenieurbau eingesetzt werden, wenn es vorteilhaft ist Träger in einer annähernd senkrechten Position herzustellen und anschließend in eine annähernd waagrechte Endposition zu drehen.

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zur Herstellung einer Brücke, dadurch gekennzeichnet, dass
• ein Pfeiler (4), mindestens ein Brückenträger (2) mit Endpunkten (7, 9, 14) und mindestens ein Stützstab (3) mit Endpunkten (5, 6, 8) in annähernd senkrechter Position errichtet werden,
• ein Endpunkt (5) des Stützstabes (3) mit dem Brückenträger (2) gelenkig verbunden wird und entweder - nach einer ersten Variante -
• ein Endpunkt (6) des Stützstabes (3) mit einem Pfeiler (4) gelenkig verbunden wird, der Brückenträger (2) durch eine annähernd senkrechte Bewegung des Endpunktes (9) des Brückenträgers (2) am Pfeiler (4) in eine annähernd waagrechte Position gebracht wird und der bewegte Endpunkt (9) des Brückenträgers (2) mit dem Pfeiler (4) verbunden wird, oder - nach einer zweiten Variante -
• ein Endpunkt (7) des Brückenträgers (2) mit dem Pfeiler (4) gelenkig verbunden wird, der Brückenträger (2) durch eine annähernd senkrechte Bewegung des Endpunktes (8) des Stützstabes (3) am Pfeiler (4) in eine annähernd waagrechte Position gebracht wird und der bewegte Endpunkt (8) des Stützstabes (3) mit dem Pfeiler (4) verbunden wird,
• dass der auskragende Endpunkt (14) des Brückenträgers (2) mit einem Widerlager (1 1) oder einem weiteren Endpunkt (14) eines zweiten Brückenträgers (2) verbunden wird.
2. Verfahren zur Herstellung einer Brücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Brückenträger (2) und Stützstäbe (3) auf beiden Seiten des Pfeilers (4) angeordnet werden und die zwei Endpunkte (8) von Stützstäben (3) am Pfeiler (4) oder die zwei Endpunkte (9) des Brückenträgers (2) am Pfeiler (4) annähernd senkrecht bewegt werden.
3. Verfahren zur Herstellung einer Brücke nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Brückenträger (2) mit veränderlicher Querschnittshöhe hergestellt wird.
4. Verfahren zur Herstellung einer Brücke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Brückenträger (2) in der annähernd waagrechten Endposition im Aufriss mit einer Krümmung hergestellt wird.
5. Verfahren zur Herstellung einer Brücke nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Brückenträger (2) in der annähernd waagrechten Endposition im Grundriss mit einer Krümmung hergestellt wird.
6. Verfahren zur Herstellung einer Brücke nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Pfeiler (4) in das Widerlager (11) integriert wird.
7. Verfahren zur Herstellung einer Brücke nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die bewegten Endpunkte (8,9) der Stützstäbe (3) bzw. der Brückenträger (2) während des Bewegens der Endpunkte (8,9) berühren.
8. Verfahren zur Herstellung einer Brücke nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Pfeiler (4) mit einer sich entlang der Pfeilerhöhe erstreckenden Öffnung (19) hergestellt wird, in der sich die Endpunkte (8,9) der Stützstäbe (3) oder der Brückenträger (2) gegeneinander während sie bewegt werden abstützen, wobei die Öffnung (19) nach unten und nach oben durch den Pfeiler (4) begrenzt ist.
9. Verfahren zur Herstellung einer Brücke nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkräfte in den Endpunkten (5, 6, 7, 8, 9) während der Bewegung der Stützstabes (3) und des Brückenträgers (2) über Wälzgelenke übertragen werden.
10. Verfahren zur Herstellung einer Brücke nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen der Wälzgelenke aus dünnwandigen, gebogenen Stahlblechen gebildet werden, die in den Endpunkten (8,9) der Stützstäbe (3) oder Brückenträger (2) mit Beton hinterfüllt werden.
1 1. Verfahren zur Herstellung einer Brücke nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius eines Wälzgelenks nicht konstant ist, sondern so an die Druckbeanspruchung angepasst wird, dass für kleine Beanspruchungen ein kleiner Radius und für größere Beanspruchungen eine größerer Radius vorgesehen wird.
12. Verfahren zur Herstellung einer Brücke nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein zugbeanspruchter Stützstab (3) als Schrägkabel (17) vorgesehen wird und die Zugkräfte in den Endpunkten (5,6) während der Bewegung des Stützstabes (3) über Umlenksättel (18) in den Brückenträger (2) und Pfeiler (4) übertragen werden.
13. Verfahren zur Herstellung einer Brücke nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius des Umlenksattels (18) nicht konstant ist, sondern so an die Zugbeanspruchung des Stützstabes (3) angepasst wird, dass für kleine Beanspruchungen ein kleiner Radius und für größere Beanspruchungen ein größerer Radius vorgesehen ist.
14. Verfahren zur Herstellung einer Brücke nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Endpunkte (8,9) von Stützstäben (3) oder Brückenträgern (2) annähernd senkrecht bewegt werden und dass die Endpunkte (8,9) während der Bewegung mit einer Stabilisierungsvorrichtung (15) gegen den Pfeiler (4) abgestützt werden.
15. Verfahren zur Herstellung einer Brücke gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Endpunkte (5) und (6) des Stützstabes (3) so ausgebildet werden, dass im Endpunkt (5) eine Winkeldrehung α gegenüber dem Brückenträger (2) und dem Endpunkt (6) eine Winkeldrehung ß gegenüber dem Pfeiler (4) auftreten kann und dass die Summe der Winkeldrehungen α plus ß größer als 85° und kleiner als 260° ist.
16. Verfahren zur Herstellung einer Brücke gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Endpunkt (5) des Stützstabes (3) und der Endpunkt (7) des Brückenträgers (2) so ausgebildet werden, dass im Endpunkt (5) eine Winkeldrehung α gegenüber dem Brückenträger (2) und im Endpunkt (7) eine Winkeldrehung ß gegenüber dem Pfeiler (4) auftreten kann und dass die Winkeldrehung α größer als 100° und kleiner als 175° ist und dass die Winkeldrehung ß annähernd 90° ist.
17. Verfahren zur Herstellung einer Brücke, gekennzeichnet durch eine Kombination der ersten im Anspruch 1 definierten Variante mit der zweiten im Anspruch 1 definierten Variante sowie gegebenenfalls nach einem der Ansprüche 2 bis 16.
18. Verfahren zur Herstellung einer Brücke gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anheben der Endpunkte (9, 8) Zugglieder aus Spanndrahtlitzen und hydraulische Litzenheber verwendet werden.
19. Hubbrücke, hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubbrücke (12) aus mindestens einem Pfeiler (4), einem Brückenträger (2) und mindestens einem Stützstab (3) besteht und dass der Brückenträger (2) aus der annähernd waagrechten Position durch Bewegen eines Endpunktes (8) des Stützstabes (3) oder eines Endpunktes (9) des Brückenträgers (2) so gedreht werden kann, dass das Lichtraumprofil des die Brücke kreuzenden Verkehrsweges vergrößert wird.
20. Hubbrücke nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Pfeiler (4) in das Widerlager (1 1) integriert ist.
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