EP2151524B1 - Verfahren zur Herstellung einer Fahrbahn für ein Brückenbauwerk - Google Patents

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EP2151524B1
EP2151524B1 EP20090010016 EP09010016A EP2151524B1 EP 2151524 B1 EP2151524 B1 EP 2151524B1 EP 20090010016 EP20090010016 EP 20090010016 EP 09010016 A EP09010016 A EP 09010016A EP 2151524 B1 EP2151524 B1 EP 2151524B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cover plate
adhesive
precast concrete
bridge
adhesive layer
Prior art date
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Not-in-force
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EP20090010016
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English (en)
French (fr)
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EP2151524A2 (de
EP2151524A3 (de
Inventor
Marcel Vecchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vecchi Marcel
Original Assignee
Vecchi Marcel
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Publication date
Application filed by Vecchi Marcel filed Critical Vecchi Marcel
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Publication of EP2151524A3 publication Critical patent/EP2151524A3/de
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Publication of EP2151524B1 publication Critical patent/EP2151524B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
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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
    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/08—Damp-proof or other insulating layers; Drainage arrangements or devices ; Bridge deck surfacings
    • E01D19/083—Waterproofing of bridge decks; Other insulations for bridges, e.g. thermal ; Bridge deck surfacings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/12—Grating or flooring for bridges; Fastening railway sleepers or tracks to bridges
    • E01D19/125—Grating or flooring for bridges

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a roadway for a bridge structure after completion of the bridge construction of metal with an upper cover plate.
  • bridge structures are needed to span larger roadways or river crossings, usually no pure concrete bridges can be used, but it is necessary to provide a steel structure, which is partially equipped with road surfaces.
  • the bridge piers are first erected here and the lanes arranged laterally to the bridge piers are held over elaborate steel structures or cable suspensions.
  • a bridge irrespective of its size, consists of 2 to 4 parallel steel main longitudinal members which extend from one end of the bridge to the other end of the bridge and often consist of a hollow box main longitudinal member.
  • the intended main longitudinal members are in this case interconnected by cross members or other cross bracing at intervals of about 3 to 5 meters, so that the necessary load capacity is achieved.
  • additional longitudinal members are provided at a distance of approximately 0.60 m, which rest on the main longitudinal members via cross members.
  • local surface loads for example, by the wheels of trucks, and occurring transverse and longitudinal stresses are introduced into the steel structures.
  • the cross member and additional longitudinal members are used to absorb the loads from the traffic on the roadway, initially one or more cover plates are provided, which are used to hold the road surface and thus the resulting from the traffic load on the cross member, side members and main longitudinal members on the overall construction transfer.
  • the composite of cover plate with welded longitudinal and transverse beams is referred to as orthotropic plate.
  • the main longitudinal member, side member, and the cross member are welded together and beyond the cover plate is welded to the cross members. Due to the increasing road traffic, in particular due to the increased proportion of heavy goods traffic, these constructions are often no longer sufficient today. For this reason, for example trapezoidal sheets are used in the direction of travel below the cover plate, which are welded to both the cross members and the cover plate.
  • the trapezoidal reinforcing plates thus extend below the cover plate in the direction of travel and stiffen the entire structure, the individual trapezoidal sheets are additionally accommodated in a reinforcing plate in the form of a hollow strip, which is adapted on the one hand to the shape of the trapezoidal sheets and on the other hand with the cover plate as well welded to the cross members and trapezoidal sheets.
  • the entire construction is in this case welded together along the contact lines, so that the main longitudinal members, longitudinal members and cross member together with the trapezoidal sheets and the cover plate forms a rigid unit which is provided for receiving the cover layer as a road surface.
  • the road surface can for example consist of asphalt.
  • the above loads occur mainly due to heavy traffic, due to a wave-shaped propagating in the direction of travel pressure load, the materials used and their compounds in the long term not withstand.
  • the main cause in most cases is the punctual load intervals due to a truck wheel and the associated deformation, which continuously travels over the entire bridge structure.
  • In the area of the lanes there is regularly and systematically overstressing of the welds, in particular on the connecting parts of the trapezoidal sheets and cross members and the connecting seams of the trapezoidal sheets on the cover plate.
  • the overstressing becomes visible as a result of welding cracks, which arise due to the local load transfer of the truck wheels into the building and in particular due to the associated wandering deformation and are constantly increasing, so that repair work becomes necessary.
  • the road surface concrete materials are usually cast on site by conventional methods, directly on the cover plate or on the cover sheet coating, which also reach their ultimate strength after a long time, so with significantly extended Construction times of such a reinforcement measure must be expected before the bridge structure is released for traffic again.
  • the present invention has the object, a method for stiffening a steel cover plate for a bridge structure without a substantial increase in the total load or an excessive cost and / or time required.
  • the inventive method assumes that high-strength precast concrete slabs are prefabricated in a factory and these can be cured in advance in a warehouse without being exposed to stress, which may optionally be biased additionally.
  • the precast concrete slabs are glued after the necessary pretreatment of the orthotropic plate including the cover plate, which consists of steel.
  • the adhesive is matched to the elasticity of the concrete and the steel bridge in terms of its strength and toughness, so that the construction time on site after the pretreatment depends only on the setting time of the adhesive. This can be applied by an appropriate logistics with a transport of the already prepared precast concrete slabs and a machine use for the pretreatment of the cover plate and applying the adhesive layer, a rational process.
  • the finished precast concrete slabs have reached their ultimate strength long before laying and bonding and thus the finished bridge section can be immediately loaded after curing of the adhesive.
  • the load capacity can be additionally increased in later use.
  • the precast concrete part can be pretreated by compacting the concrete in the manufacturing plant, for example on a vibrating table, so that, for example, a uniform density in narrow tolerance ranges ensures the precast concrete slabs and beyond the plate thickness of the precast concrete slabs can be designed as low as possible.
  • the weight of the precast concrete parts used in this case is only insignificantly higher than that of a conventional asphalt pavement, so that there is hardly any increase in the bridge's own weight.
  • the precast concrete slabs which are glued to the cover plate, allow a much better load distribution to the individual components and welds of an orthotropic plate and thus a reduction of the usual load peaks, in addition, a laying of the precast concrete slabs can be reduced for cost reasons on the highly stressed areas of the roadway while on the other hand edge areas or less loaded areas are covered in the usual way with a low-cost asphalt layer.
  • prefabricated concrete parts instead of an asphalt layer a large-scale initiation of the loads occurring in the bridge structure is guaranteed in any case, which is not possible through an asphalt surface, because due to the material properties of the asphalt surface only a selective load application is possible.
  • an asphalt layer can be further applied, which can be at least partially removed as a top layer at any time as a result of excessive stress from the flowing traffic and is replaced by a new cover layer.
  • Another advantage results from the fact that no significant disposal costs are incurred in an exchange of the road surface by the demolition of the reinforcing layer.
  • the cost is well below the variant with a welded reinforcing plate and also under other methods, for example, the use of a full-surface resin.
  • a particular advantage of the method according to the invention is that this can be used in new constructions of bridges, or can be used for subsequent stiffening in existing bridge structures.
  • the precast concrete slabs according to the intended use of a special method, preferably high-strength concrete, fiber-reinforced concrete, resin-modified concrete or synthetic resin concrete can be used.
  • the Ready-mixed concrete slabs can additionally be prestressed in frames in order to absorb the loads occurring, in particular the tensile loads, and to introduce them into the bridge structure.
  • the adhesion of the adhesive layer can be improved by the application of an adhesive and / or primer on the cover plate.
  • a filling or leveling layer for example in the form of a synthetic resin before applying the adhesive layer, existing unevenness can be compensated so as to achieve as full as possible edition of the precast concrete slabs.
  • an adhesive is used for the adhesive layer, which is suitable for filling gaps, butt joints or bumps, so that residual unevenness or necessary transition areas are filled by the adhesive.
  • the joints can be filled with glue or bitumen.
  • the adhesive used here is preferably matched in terms of strength and toughness on the elasticity of the concrete and the bridge construction, so that stress cracks are avoided as possible and in particular no transmission of cracking occurs on the precast concrete parts.
  • a bituminous adhesive or a synthetic resin-based adhesive can be used as the adhesive layer, especially the use of epoxy resin adhesives is provided, as far as a particularly high adhesive effect is desired.
  • high-strength precast concrete panels which are prefabricated in the factory and provided in a warehouse for curing, are used. It has been found to be particularly advantageous if a pretreatment of the concrete slabs is carried out on a vibrating table, in order thus to achieve a particularly high compaction of the precast concrete slabs, wherein the precast concrete slabs are manufactured and processed in strips of manageable length and width.
  • concrete slabs are preferably used, which extend over a width of the carriageway and in the direction of travel in strips of 1 to 3 meters, preferably 1.20 meters to 1.80 meters, glued.
  • a full-surface bonding of the precast concrete slabs with the cover plate is preferably made so that no cavities that could lead to a release of the precast concrete slabs due to the burden of heavy traffic.
  • a RHD coating reactive resin-thin coating
  • a wearing layer or it may be a conventional seal and a bituminous covering layer applied, which can be renewed at any time, without at the same time a renewal of the precast concrete slabs is required.
  • FIG. 1 shows in a perspective partially sectioned side view of the structure of a bridge structure 100 in the region of the road surface.
  • a cross member 1 can be seen, which is usually designed as a double-T-carrier.
  • the cross member 1 rests on a main longitudinal members 2, which allows the load distribution in the longitudinal direction of the bridge structure.
  • Two or four main longitudinal members 2 can be used for the entire bridge structure, these main longitudinal members 2 being formed in the exemplary embodiment from a hollow box. Of course, alternative embodiments are also possible.
  • a reinforcing plate 3 is welded as a hollow stiffener over a weld 4, which has trapezoidal cuts 5 in which trapezoidal plates 6 are inserted and connected by a weld 7 and 8 with the reinforcing plate 3.
  • a cover plate 9 which is provided for receiving the actual road surface and made of steel, so that via a weld 10 also a welding with the reinforcing plate 3 and the trapezoidal plates 6 can be done.
  • the application of an adhesive layer 11 is carried on the turn the precast concrete slab 12 is placed in strip form and glued.
  • a cover layer 13 is applied to the precast concrete slabs 12, which is usually made of bitumen, so that the cover layer 13 can be replaced at any time, for example due to wear and tear in the form of ruts or the like.
  • the reinforcing layer thus consists of individual prefabricated concrete slabs 12, which extend over the lane or roadway width and are prefabricated in the direction of travel in strips of 1 to 3 m.
  • the joint area between the individual precast concrete slabs 12 can in this case be closed with the aid of bitumen or similar materials, so that subsequently the actual covering layer 13 can be applied in the form of the road surface.
  • the cover layer 13 may for example consist of an RHD coating (reactive resin-thin coating).
  • the precast concrete slabs 12 are laid here only in the area of the later carriageway both for the car and for the truck traffic, or as in FIG. 1 shown only in the most heavily loaded lane, because the larger loads occur here.
  • a laterally formed walkway 14, however, has only a simplified construction and usually has only one upper layer of asphalt.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Bridges Or Land Bridges (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Fahrbahn für ein Brückenbauwerk nach erfolgter Fertigstellung der Brückenkonstruktion aus Metall mit einem oberen Deckblech.
  • Soweit Brückenbauwerke zum Überspannen größerer Fahrbahntrassen oder für Flussüberquerungen benötigt werden, können in der Regel keine reinen Betonbrücken mehr eingesetzt werden, sondern es ist erforderlich eine Stahlkonstruktion vorzusehen, die zum Teil mit Fahrbahndecken ausgestattet wird. In der Regel werden hierbei zunächst die Brückenpfeiler errichtet und über aufwändige Stahlkonstruktionen oder Seilabspannungen die seitlich zum Brückenpfeiler angeordneten Fahrbahnen gehalten. Gewöhnlich besteht eine derartige Brücke unabhängig von ihrer Größe aus 2 bis 4 parallelen Hauptlängsträgern aus Stahl, die sich von einem Brückenende zum anderen Brückenende erstrecken und häufig aus einem Hohlkasten - Hauptlängsträgers bestehen. Die vorgesehenen Hauptlängsträger werden hierbei durch Querträger oder andere Querverbände in vorgesehenen Abständen von cirka 3 bis 5 Metern miteinander verbunden, sodass die notwendige Tragfähigkeit erzielt wird. Für die Übertragung der auf die Fahrbahn einwirkenden Lasten sind zusätzliche Längsträger in einem Abstand von cirka 0,60 m vorgesehen, die über Querträger auf den Hauptlängsträgem ruhen. Hierdurch werden lokale Flächenbelastungen, beispielsweise durch die Räder von Lastkraftwagen, und auftretende Quer- und Längsspannungen in die Stahlkonstruktionen eingeleitet.
  • Die Querträger und zusätzlichen Längsträger dienen zur Aufnahme der Lasten aus dem Verkehr auf die Fahrbahn, wobei zunächst ein oder mehrere Deckbleche vorgesehen sind, welche zur Aufnahme der Fahrbahndecke verwendet werden und somit die durch den Verkehr entstehende Belastung über Querträger, Längsträger und Hauptlängsträger auf die Gesamtkonstruktion übertragen. Der Verbund aus Deckblech mit angeschweißten Längs- und Querträgern wird als orthotrope Platte bezeichnet.
  • Zur Stabilisierung der orthotropen Platte werden die Hauptlängsträgers, Längsträger, und die Querträger miteinander verschweißt und darüber hinaus wird das Deckblech mit den Querträgern verschweißt. Durch den ansteigenden Straßenverkehr, insbesondere durch den erhöhten Anteil des Schwerlastverkehrs reichen diese Konstruktionen heute vielfach nicht mehr aus. Aus diesem Grunde werden beispielsweise in Fahrrichtung unterhalb des Deckbleches trapezförmige Bleche eingesetzt, die sowohl mit den Querträgern als auch mit dem Deckblech verschweißt werden. Die trapezförmigen Verstärkungsbleche verlaufen somit unterhalb des Deckbleches in Fahrrichtung und versteifen den gesamten Aufbau, wobei die einzelnen trapezförmigen Bleche zusätzlich in einem Verstärkungsblech in Form eines Hohlstreifens aufgenommen sind, das einerseits an die Form der trapezförmigen Bleche angepasst ist und andererseits mit dem Deckblech als auch mit den Querträgern und trapezförmigen Blechen verschweißt ist. Die gesamte Konstruktion wird hierbei entlang der Berührungslinien miteinander verschweißt, sodass die Hauptlängsträger, Längsträgern und Querträger zusammen mit den trapezförmigen Blechen und dem Deckblech eine starre Einheit bildet, die zur Aufnahme der Deckschicht als Fahrbahndecke vorgesehen ist. Die Fahrbahndecke kann beispielsweise aus Asphalt bestehen.
  • Trotz der vorgenannten Maßnahmen hat es sich gezeigt, dass die Schweißnähte den ständigen Belastungen auf Dauer nicht standhalten können und es zu Rissen in den Schweißnähten kommt, die zu einer teilweisen Trennung der vorgenannten Brückenelemente führt, sodass durch die zusätzliche Schwingungsneigung des Deckbleches aufgrund der auftretenden Belastung durch den Schwerlastverkehr weitere Rissbildungen entstehen oder bestehende Risse sich allmählich vergrößern. Dies kann unter anderem zu bleibenden Verformungen, insbesondere an den Stellen höchster Druckbelastung und zu Hohlraumbildungen unterhalb der Fahrbahndecke führen, soweit mehrere Deckbleche übereinander angeordnet sind, sodass Rissbildungen in der Fahrbahndecke aus Beton oder Asphalt im Laufe der Zeit entstehen.
  • Die vorstehenden Belastungen treten hierbei hauptsächlich durch den Schwerlastverkehr auf, und zwar aufgrund einer sich wellenförmig in Fahrtrichtung fortpflanzenden Druckbelastung, der die verwendeten Materialien und deren Verbindungen auf Dauer nicht standhalten. Hauptursache sind in den meisten Fällen die punktuellen Belastungsintervalle durch ein LKW-Rad und die damit verbundenen Verformung, die sich kontinuierlich über das gesamte Brückenbauwerk fortbewegt. In dem Bereich der Fahrspuren kommt es regelmäßig und systematisch zu Überbeanspruchungen der Schweißnähte, insbesondere an den Anschlussteilen der trapezförmigen Bleche und Querträgern sowie den Anschlussnähten der trapezförmigen Bleche am Deckblech. Die Überbeanspruchungen werden dadurch sichtbar das Schweißnahtrisse entstehen, die sich aufgrund der örtlichen Lasteinleitung der LKW-Räder in das Bauwerk und insbesondere durch die damit verbundene wandernde Verformung entstehen und sich ständig vergrößern, sodass Instandsetzungsarbeiten notwendig werden.
  • Zur Aussteifung der Gesamtkonstruktion wurden bereits Versuche unternommen, um diese Verformung durch eine Versteifung des Deckbleches deutlich zu reduzieren. Bekannt sind beispielsweise Versuche mit aufgeschweißten zusätzlichen Stahlblechen, mit einer Mischung aus Stahlblech und Kunststoff als Verbundbauweise oder mit Ortbeton. Die vorgenannten Verfahren weisen jedoch erhebliche Nachteile auf. Sämtliche Verfahren führen zu einer deutlichen Gewichtszunahme, beispielsweise durch zusätzliche Stahlbleche in relevanten höheren Dicken, verbunden mit der Gefahr von Unterrostungen bei aufgeschweißten Stahlblechen sowie mit einer erheblichen Erhöhung der Eigenspannungen aufgrund der aufgeschweißten Stahlbleche. Darüber hinaus ergibt sich aufgrund der durchzuführenden Schweißverfahren ein erheblicher Zeitbedarf und damit eine verlängerte Bauzeit sowie eine hierdurch nicht unwesentliche Kostensteigerung. Durch den Einsatz von Kunststoffen ist ferner mit erheblichen Kosten zu rechnen. Soweit für die Fahrbahndecke Betonmaterialien vorgesehen sind, werden diese in der Regel vor Ort nach herkömmlichen Verfahren gegossen, und zwar unmittelbar auf dem Deckblech oder einer auf dem Deckblech befindlichen Beschichtung, wobei diese darüber hinaus erst nach längerer Zeit ihre Endfestigkeit erreichen, sodass mit erheblich verlängerten Bauzeiten einer solchen Verstärkungsmaßnahme gerechnet werden muss, bevor das Brückenbauwerk wieder für den Verkehr freigegeben wird.
  • Aus der JP 2006/348487 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Brückenbelages bekannt. Hierbei werden vertikale Stützelemente entlang einer Brücke unterhalb eines Deckbleches angeordnet, während auf dem Deckblech Fertigbetonplatten mithilfe einer Klebeschicht oder Schraubverbindung befestigt werden.
  • Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 2912221.2 ist ein Fahrbahnbelag für Brücken bekannt, wobei eine Isolationsschicht zwischen Fahrbahntafeln und einem Fahrbahnbelag angeordnet werden. Diese Isolationsschichten dienen lediglich dazu, ein zu starkes Abkühlen der Brücke bei Kälte zu verhindern.
  • Aus der EP 1 865 109 A2 ist ein Ausbesserungsverfahren für eine Stahlbrücke bekannt, wobei auf die Deckbleche der Brücke vorgefertigte Betonplatten über eine Fahrbahnbreite aufgelegt werden.
  • Aus der DE 970 732 A1 ist ferner eine Stahlbrücke mit Betonfahrplatten bekannt. Die Betonfahrplatten werden derartig auf das Brückenteil aufgelegt, dass nur eine beschränkte Verbundwirkung statt eines starren Verbundes erzeugt wird. Hierbei sind die Betonfahrbahnplatten in Längs- und Querrichtung vorgespannt.
  • Aus dem US-Patent 1,526,359 ist eine Brücke mit abnehmbarer Fahrbahndecke bekannt. Um einen Austausch der Einzelteile der Fahrbahndecke vornehmen zu können, wird in diesem Fall eine Modulbauweise vorgeschlagen, bei der die Fahrbahndecken wieder abnehmbar gestaltet sind.
  • Ausgehend von den auftretenden Schwierigkeiten und den Nachteilen bei bekannten Brückenbauwerken liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aussteifung eines stählernen Deckbleches für ein Brückenbauwerk aufzuzeigen, ohne dass eine wesentliche Erhöhung der Gesamtlast eintritt oder ein übermäßiger Kosten- und/oder Zeitaufwand entsteht.
  • Erfindungsgemäß ist zur Herstellung einer Fahrbahn vorgesehen, dass folgende Schritte durchgeführt werden:
    • Vorbehandeln der Auflagefläche des Deckbleches,
    • Auftragen einer Füll- oder Ausgleichschicht, beispielsweise in Form eines Kunstharzes, vor Auftragen der Klebeschicht (11),
    • Auftragen einer Klebeschicht und
    • Auflegen von in einem Werk vorgefertigten und in einem Lager zur Aushärtung bereitgestellten, hochfesten Fertigbetonplatten auf die Klebeschicht, wobei die Fertigbetonplatten mit Hilfe der Klebeschicht unmittelbar und vollflächig auf das Deckblech aufgeklebt werden, sodass eine vergrößerte und gleichmäßige Lastverteilung der entstehenden Kräfte über die Fertigbetonplatten auf das Deckblech und somit in die Brückenkonstruktion eingeleitet werden.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Das erfinderische Verfahren geht davon aus, dass hochfeste Fertigbetonplatten in einem Werk vorgefertigt werden und diese vorab in einem Lager aushärten können, ohne Belastungen ausgesetzt zu sein, wobei diese gegebenenfalls zusätzlich vorgespannt werden können. Vor Ort werden die Fertigbetonplatten, nach der notwendigen Vorbehandlung der orthotropen Platte einschließlich des Deckbleches, welches aus Stahl besteht, aufgeklebt. Der Kleber wird hierzu hinsichtlich seiner Festigkeit und Zähigkeit auf die Elastizität des Betons und der Stahlbrücke abgestimmt, sodass die Bauzeit vor Ort nach der Vorbehandlung nur noch von der Abbindezeit des Klebers abhängig ist. Hierbei kann durch eine entsprechende Logistik mit einem Antransport der bereits vorbereiteten Fertigbetonplatten und eines maschinellen Einsatzes zur Vorbehandlung des Deckbleches und Auftragen der Klebeschicht ein rationelles Verfahren angewendet werden. Insbesondere entsteht hierbei der Vorteil, dass die fertiggestellten Fertigbetonplatten bereits lange vor dem Auflegen und Verkleben ihre Endfestigkeit erreicht haben und somit der fertiggestellte Brückenabschnitt nach Aushärten des Klebers sofort belastet werden kann. Durch den Einsatz einer Vorspannung der Fertigbetonplatten kann im späteren Einsatz die Belastbarkeit zusätzlich erhöht werden. Darüber hinaus kann das Betonfertigteil durch Verdichten des Betons im Herstellungswerk, beispielsweise auf einem Rütteltisch, vorbehandelt werden, sodass beispielsweise eine gleichmäßige Dichte in engen Toleranzbereichen der Fertigbetonplatten gewährleistet und darüber hinaus die Plattendicke der Fertigbetonplatten so gering wie möglich gestaltet werden kann. Das Gewicht der hierbei verwendeten Fertigbetonteile ist nur unbedeutend höher als das eines üblichen Asphaltbelages, sodass es kaum zu einer Erhöhung des Brückeneigengewichtes kommt. Die Fertigbetonplatten, welche mit dem Deckblech verklebt werden, ermöglichen eine wesentlich bessere Lastverteilung auf die Einzelkomponenten und Schweißnähte einer orthotropen Platte und damit eine Reduzierung der üblichen Lastspitzen, wobei darüber hinaus eine Verlegung der Fertigbetonplatten aus Kostengründen auf die höchst beanspruchten Bereiche der Fahrbahn reduziert werden kann, während demgegenüber Randbereiche oder weniger belastete Flächen in üblicher Art mit einer kostengünstigen Asphaltschicht abgedeckt werden. Durch die Verwendung von Fertigbetonteilen anstelle einer Asphaltschicht wird in jedem Fall eine großflächige Einleitung der auftretenden Belastungen in das Brückenbauwerk gewährleistet, was durch eine Asphaltdecke nicht möglich ist, weil aufgrund der Materialeigenschaften der Asphaltdecke nur eine punktuell Lasteinleitung möglich ist. Auf die aufgeklebten Fertigbetonplatten kann im Weiteren eine Asphaltschicht aufgetragen werden, welche als Deckschicht jederzeit infolge einer übermäßigen Beanspruchung durch den fließenden Verkehr zumindest teilweise wieder abgetragen werden kann und durch eine neue Deckschicht ersetzt wird. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass bei einem Austausch der Fahrbahndecke durch den Abbruch der Verstärkungsschicht keine nennenswerten Entsorgungskosten anfallen. Darüber hinaus liegen die Kosten deutlich unter der Variante mit einem aufgeschweißten Verstärkungsblech und ebenso unter anderen Verfahren, beispielsweise dem Einsatz eines vollflächigen Kunstharzes.
  • Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass dieses bei Neukonstruktionen von Brücken eingesetzt werden kann, oder zur nachträglichen Aussteifung bei bestehenden Brückenbauwerken angewendet werden kann.
  • In Ausgestaltung der Erfindung besteht die Möglichkeit die Fertigbetonplatten entsprechend dem vorgesehenen Verwendungszweck nach einem besonderen Verfahren herzustellen, wobei vorzugsweise hochfester Beton, faserarmierter Beton, kunstharzmodifizierter Beton oder Kunstharzbeton verwendet werden kann. Die Fertigbetonplatten können zusätzlich in Rahmen vorgespannt werden, um eine optimale Aufnahme der auftretenden Belastungen, insbesondere der Zuglasten, aufzufangen und in die Brückenkonstruktion einzuleiten.
  • In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist in einzelnen Schritten zusätzlich die Möglichkeit gegeben zuvor eine Reinigung der Deckbleche, welche im Wesentlichen aus Stahlblechen bestehen, vor dem Auftragen der Klebeschicht durchzuführen. Hierbei kann insbesondere ein Sand- oder Kugelstrahlverfahren zur Reinigung des Deckbleches vor dem Auftragen der Klebeschicht angewendet werden, um somit das Deckblech von sämtlichen Verunreinigungen zu befreien und insbesondere eine besonders gute Haftung der Klebeschicht zu erzielen.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt kann durch die Aufbringung eines Haftmittels und/oder Grundierungsmittels auf das Deckblech die Haftung der Klebeschicht verbessert werden. Durch Auftragen einer Füll- oder Ausgleichsschicht, beispielsweise in Form eines Kunstharzes vor Auftragen der Klebeschicht, können vorhandene Unebenheiten ausgeglichen werden, um somit eine möglichst vollflächige Auflage der Fertigbetonplatten zu erreichen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass für die Klebeschicht ein Kleber verwendet wird, welcher zur Auffüllung von Lücken, Stoßnähten oder Unebenheiten geeignet ist, sodass restliche Unebenheiten beziehungsweise notwendige Übergangsbereiche durch den Kleber aufgefüllt werden. Nach dem Verlegen der Fertigbetonteile können die Stoßfugen mit Kleber oder Bitumen aufgefüllt werden. Der verwendet Kleber wird hierbei vorzugsweise hinsichtlich der Festigkeit und Zähigkeit auf die Elastizität des Betons und der Brückenkonstruktion abgestimmt, damit Spannungsrisse möglichst vermieden werden und insbesondere keine Übertragung einer Rissbildung auf die Fertigbetonteile erfolgt. Vorzugsweise kann als Klebeschicht ein bituminöser Kleber oder ein Kleber auf Kunstharzbasis eingesetzt werden, speziell wird die Verwendung von Epoxytharzklebern vorgesehen, soweit eine besonders hohe Klebewirkung gewünscht wird.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass hochfeste Fertigbetonplatten, welche im Werk vorgefertigt werden und in einem Lager zur Aushärtung bereitgestellt werden, zum Einsatz kommen. Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn eine Vorbehandlung der Betonplatten auf einem Rütteltisch erfolgt, um somit eine besonders hohe Verdichtung der Fertigbetonplatten zu erzielen, wobei die Fertigbetonteile in Streifen handhabbarer Länge und Breite hergestellt und verarbeitet werden. Zur Verlegung der Fertigbetonplatten werden vorzugsweise Betonplatten eingesetzt, welche sich über eine Fahrbahnbreite erstrecken und in Fahrtrichtung in Streifen von 1 bis 3 Meter, vorzugsweise 1,20 Meter bis 1,80 Meter, aufgeklebt werden. Durch die hierbei entstehenden Fugen in Brückenlängsrichtung und der elastischen Lagerung der Klebeschicht, beispielsweise einer Kunstharzklebeschicht, wirken sich große Verformungen der Bauwerke, beispielsweise durch Temperaturveränderung hervorgerufene Längenänderungen und sich ergebene Differenzlängenänderungen aufgrund der unterschiedlichen Materialien nicht so stark aus, wie bei einer vor Ort gegossenen entsprechend großflächigen Betonplatte. Von besonderem Vorteil ist hierbei, dass statisch gesehen die aufgeklebten Fertigbetonplatten das Gesamtsystem nicht so stark verändern wie beispielsweise aufgeschweißte Stahlplatten auf das Deckblech, welche zur Verstärkung vorgesehen werden können.
  • Hierbei wird bevorzugt eine vollflächige Verklebung der Fertigbetonplatten mit dem Deckblech vorgenommen, damit keine Hohlräume entstehen, die aufgrund der Belastung durch den Schwerlastverkehr zu einem Lösen der Fertigbetonplatten führen könnten. Durch die vorgenannten Maßnahmen wird somit erreicht, dass eine gleichmäßige Lastverteilung der entstehenden Kräfte über die Fertigbetonplatte auf das Deckblech der Bodenkonstruktion erfolgt, und somit in die Brückenkonstruktion optimal eingeleitet werden können, wodurch die Rissbildung in den Schweißnähten vermieden werden kann.
  • Je nach Dicke des möglichen Gesamtaufbaus kann zusätzlich als Verschleißschicht ein RHD-Belag (Reaktionsharz-Dünn-Belag) auf die Fertigbetonteile aufgebracht werden oder es wird eine konventionelle Abdichtung und eine bituminöse Deckschicht aufgetragen, die jederzeit erneuert werden kann, ohne dass gleichzeitig eine Erneuerung der Fertigbetonplatten erforderlich ist.
  • Die Erfindung wird im Weiteren anhand der Figuren näher erläutert.
  • Es zeigt
    • Fig. 1
    in einer perspektivischen teilweise geschnittenen Seitenansicht
  • Figur 1 zeigt in einer perspektivischen teilweise geschnittenen Seitenansicht den Aufbau einer Brückenkonstruktion 100 im Bereich der Fahrbahndecke. Im unteren Bereich ist ein Querträger 1 zu sehen, welcher in der Regel als Doppel-T-Träger ausgeführt ist. Der Querträger 1 ruht auf einem Hauptlängsträgern 2, welcher die Lastverteilung in Längsrichtung des Brückenbauwerks ermöglicht. Für das gesamte Brückenbauwerk können zwei oder vier Hauptlängsträger 2 zum Einsatz kommen, wobei diese Hauptlängsträger 2 im Ausführungsbeispiel aus einem Hohlkasten gebildet werden. Alternative Ausführungsformen sind selbstverständlich ebenso möglich. Auf den Querträger 1 ist ein Verstärkungsblech 3 als Hohlsteife über eine Schweißnaht 4 aufgeschweißt, welches trapezförmige Einschnitte 5 aufweist in denen trapezförmige Bleche 6 eingelegt und durch eine Schweißnaht 7 und 8 mit dem Verstärkungsblech 3 verbunden sind. Oberhalb des Verstärkungsbleches 3 befindet sich ein Deckblech 9, welches zur Aufnahme der eigentlichen Fahrbahndecke vorgesehen ist und aus Stahl besteht, sodass über eine Schweißnaht 10 ebenfalls eine Verschweißung mit dem Verstärkungsblech 3 als auch mit den trapezförmigen Blechen 6 erfolgen kann. Nach dem Reinigen des Deckbleches 9, beispielsweise durch ein Sandstrahlverfahren, erfolgt das Auftragen einer Klebeschicht 11 auf die wiederum die Fertigbetonplatte 12 in Streifenform aufgelegt und verklebt werden. Nach Aushärten der Klebeschicht 11 wird auf den Fertigbetonplatten 12 eine Deckschicht 13 aufgetragen, die in der Regel aus Bitumen besteht, sodass die Deckschicht 13 jederzeit ausgetauscht werden kann, beispielsweise wegen Abnutzungserscheinungen in Form von Spurrillen oder dergleichen.
  • Alternativ besteht die Möglichkeit, das bei einer Brückenkonstruktion 100 auf das vorhandene Deckblech 9 zunächst eine Isolierschicht 15 und danach eine Schutzschicht 16 aufgetragen wird, bevor eine Deckschicht 13 zum Abschluss aufgetragen wird. Inwieweit die Klebeschicht 11 unmittelbar nach Reinigung des Deckbleches 9 aufgetragen wird oder alternativ zuvor eine Isolierschicht 15 und anschließend eine Schutzschicht 16 aufgetragen wird und darauf die Klebeschicht 11 zum Verkleben der Fertigbetonplatten 12 vorgesehen ist, hängt von den jeweiligen Umständen ab und kann wahlweise erfolgen, ohne das auf die grundsätzliche Vorgehensweise mit einem Verkleben der Fertigbetonteile 12 verzichtet wird.
  • Erfindungsgemäß werden die Fertigbetonplatten 12 in einem Herstellungswerk soweit vorbereitet, dass diese mit Hilfe der Klebeschicht 11 unmittelbar auf das Deckblech 9 aufgeklebt werden können. Die Verstärkungsschicht besteht somit aus einzelnen Fertigbetonplatten 12, welche sich über die Fahrspur- oder Fahrbahnbreite erstrecken und in Fahrtrichtung in Streifen von 1 bis 3 m vorgefertigt werden. Der Fugenbereich zwischen den einzelnen Fertigbetonplatten 12 kann hierbei mit Hilfe von Bitumen oder ähnlicher Materialien verschlossen werden, sodass anschließend die eigentliche Deckschicht 13 in Form der Fahrbahndecke aufgetragen werden kann. Die Deckschicht 13 kann beispielsweise aus einem RHD-Belag (Reaktionsharz-Dünn-Belag) bestehen.
  • Die Fertigbetonplatten 12 werden hierbei nur im Bereich der späteren Fahrbahn sowohl für den PKW als auch für den LKW Verkehr verlegt, oder wie in Figur 1 dargestellt nur in der höchst belasteten Spur, weil hier die größeren Belastungen auftreten. Ein seitlich ausgebildeter Gehweg 14 weist hingegen nur eine vereinfachte Konstruktion auf und besitzt in der Regel nur eine obere Asphaltschicht.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Querträger
    2
    Hauptlängsträger
    3
    Verstärkungsblech
    4
    Schweißnaht
    5
    Einschnitt
    6
    Blech
    7
    Schweißnaht
    8
    Schweißnaht
    9
    Deckblech
    10
    Schweißnaht
    11
    Klebeschicht
    12
    Fertigbetonplatte
    13
    Deckschicht
    14
    Gehweg
    15
    Isolierschicht
    16
    Schutzschicht
    100
    Brückenkonstruktion

Claims (13)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Fahrbahn für ein Brückenbauwerk nach erfolgter Fertigstellung der Brückenkonstruktion (100) aus Metall mit einem oberen Deckblech (9), umfassend die Schritte:
    - Vorbehandeln der Auflagefläche des Deckbleches (9),
    - Auftragen einer Füll- oder Ausgleichschicht, beispielsweise in Form eines Kunstharzes, vor Auftragen der Klebeschicht (11),
    - Auftragen einer Klebeschicht (11) und
    - Auflegen von in einem Werk vorgefertigten und in einem Lager zur Aushärtung bereitgestellten, hochfesten Fertigbetonplatten (12) auf die Klebeschicht (11), wobei die Fertigbetonplatten (12) mit Hilfe der Klebeschicht (11) unmittelbar und vollflächig auf das Deckblech (9) aufgeklebt werden, sodass eine vergrößerte und gleichmäßige Lastverteilung der entstehenden Kräfte über die Fertigbetonplatten (12) auf das Deckblech (9) und somit in die Brückenkonstruktion eingeleitet werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    gekennzeichnet durch
    die Reinigung der Deckbleche (9).
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    gekennzeichnet durch
    das Sand- oder Kugelstrahlen des Deckbleches (9) vor dem Auftragen der Klebeschicht (11).
  4. Verfahren nach einem oder mehren der Ansprüche 1, 2 oder 3,
    gekennzeichnet durch
    die Aufbringung eines Haftmittels und/oder Grundierungsmittels auf das Deckblech (9).
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    gekennzeichnet durch
    die Verwendung eines Klebers, welcher zur Auffüllung von Lücken, Stoßnähten oder Unebenheiten geeignet ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    gekennzeichnet durch
    das Auffüllen der Stoßfugen der Fertigbetonplatten (12) mit Kleber oder Bitumen.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    gekennzeichnet durch
    die Verwendung eines Klebers, welcher hinsichtlich der Festigkeit und Zähigkeit auf die Elastizität des Betons und der Brückenkonstruktion abgestimmt ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    gekennzeichnet durch
    die Verwendung eines bituminösen Klebers oder eines Klebers auf Kunstharzbasis.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    gekennzeichnet durch
    die Verwendung von Epoxytharzklebern.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    gekennzeichnet durch
    die Verwendung von Fertigbetonplatten (12), welche sich über eine Fahrbahnbreite erstrecken und in Fahrtrichtung in Streifen von 1 bis 3 Meter, vorzugsweise 1,20 Meter bis 1,80 Meter, aufklebbar sind.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    gekennzeichnet durch
    gekennzeichnet durch
    eine Vorspannung der Fertigbetonplatten (12) bei der Herstellung.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    gekennzeichnet durch
    das Aufbringen einer Verschleißschicht, beispielsweise eines Reaktionsharz-Dünn-Belages.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
    gekennzeichnet durch
    Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zur Reparatur von Fahrbahndecken eines Brückenbauwerks.
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