EP3303707B1 - Verfahren zur herstellung einer fahrbahnplatte für eine brücke - Google Patents

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EP3303707B1
EP3303707B1 EP16728596.4A EP16728596A EP3303707B1 EP 3303707 B1 EP3303707 B1 EP 3303707B1 EP 16728596 A EP16728596 A EP 16728596A EP 3303707 B1 EP3303707 B1 EP 3303707B1
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EP
European Patent Office
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bridge
carriage
concrete layer
prefabricated plates
displacement
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EP3303707A1 (de
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Johann Kolleger
Kerstin Fuchs
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Kollegger Johann
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Kollegger Johann
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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
    • 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
    • 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
    • E01D21/10—Cantilevered erection
    • 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
    • E01D21/10—Cantilevered erection
    • E01D21/105—Balanced cantilevered erection

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a carriageway slab with underlying precast slabs and an overburden layer of in-situ concrete arranged therebetween for a bridge, as well as slab slabs produced by this method.
  • From the DE 195 44 557 C1 is a formwork carriage for the production of a concrete platform of a composite bridge known.
  • a disadvantage of this design is at least that the formwork carriage is constructed consuming and has a plurality of lifting devices, which are designed as a thrust piston engine with piston rods.
  • the formwork carriages must be raised or lowered.
  • a disadvantage of the in the KR 20110127629 A illustrated method for producing a cantilever is that on the support structure and the tension members in the construction state a torsional moment is initiated in the longitudinal beam as planned. The absorption of this torsional moment by the longitudinal beam and the derivative of the pillars or on Abutment causes additional costs.
  • reinforced concrete slabs are constructed so that due to the dead weight of the carriageway slab no or only small torsional moments are introduced into the side members.
  • the according to the KR 20110127629 A obliquely arranged tension members disadvantageous for the laying of the reinforcement and the production of in-situ concrete layer.
  • Another disadvantage is that between the upstand, in which the anchors of the precast panels are arranged for the tension members, and the in-situ concrete layer a continuous working joint at the top of the deck plate in the longitudinal direction of the bridge is formed. In this construction joint, cracking may occur which allows water to seep into the deck plate.
  • the method steps -a to -i relate essentially to the formation of support structures on the upper side of the bridge longitudinal members, the assembly or production of a movable carriage and the mounting of the carriage on the support structures.
  • the subsequent method steps -j- to -q- relate essentially to a sequence of the production steps in order to transport prefabricated panels with the aid of the carriage to the intended installation location of the prefabricated panels and to place them there in such a way that a precast concrete layer of in-situ concrete can be applied to the prefabricated panels ,
  • the fasteners of the precast slabs are released at the lower end points of the tension members and the carriage is moved to the original or another assembly site to accommodate there optionally further prefabricated panels.
  • the carriage is essentially moved in the longitudinal direction of the bridge to a mounting location at which the attachment of prefabricated panels in raised, elevated position takes place at the lower end points of the tension members.
  • the carriage is moved to the intended installation location of the prefabricated panels, wherein the lowering of the prefabricated panels takes place on a bridge longitudinal member at the corresponding installation location.
  • a reinforced concrete layer of in-situ concrete is applied to the precast panels and there is a release of the attachment of the lower end points of the tension members after hardening of the concrete layer.
  • the inventive method has at least two major advantages: It is no construction of orthogonally arranged steel beams under the deck plate required and in the construction state, either none or only low torsional moments introduced into the bridge longitudinal members. Another advantage is that the method according to the invention is equally suitable for bridge longitudinal members of steel, reinforced concrete or prestressed concrete.
  • This method is also particularly advantageous because in addition to the bridge no lifting device, such as a tower crane or a mobile crane, for mounting the precast panels is required. If necessary, additional lifting equipment is only required on the assembly site.
  • the movable carriage for the Longitudinal transport of reinforcement, concrete and other building materials used on the bridge may be advantageous to arrange one or more lifters on the car, so as to accelerate, for example, the laying of the reinforcement.
  • the required for laying the prefabricated panels cart may consist of a steel structure, which is assembled on site from pre-fabricated elements by means of screw and / or plug connections.
  • the framework of the frame can be designed as a frame or truss structure or as a combination of frame and truss structures. After completion of the deck slab, the wagon can be dismantled and the items can be reassembled into a wagon on another bridge construction site.
  • connection of the prefabricated panels can also be advantageous in this case in order to avoid that the prefabricated panels abut one another during the longitudinal transport along the bridge longitudinal member. It may also be advantageous to connect some prefabricated panels with temporary retaining devices to the cart.
  • the design of the support structures is an essential part of the method according to the invention.
  • the support structures have the task to initiate the normal forces from the dead weight of the car, the precast slabs and the concrete layer in the bridge side members. Bending moments, for example from a wind load of the car, must also be introduced via the support structures into the longitudinal bridge members.
  • the support structures serve to avoid the direct contact between the in-situ concrete layer of concrete and the carriage to allow reuse of the car in the next phase of construction.
  • a support structure is formed from a concrete prism and the concrete prism is mounted on a bridge side rail such that the top of the concrete prism is equidistant or slightly higher than the surface of the concrete layer and the top of the concrete prism is approximately parallel to the surface of the concrete layer.
  • a support structure can also be designed as a steel profile, which is rigidly connected to a bridge longitudinal beam made of steel by a welded connection.
  • the length of the steel profile should be selected so that the upper end point of the steel profile in installation position is equal to or higher than the surface of the concrete layer. This ensures that the Verschublager mounted at the upper end of the steel profile is not contaminated by concrete during the manufacture of the concrete layer and thus remains functional. After making the concrete layer and disassembling the carriage, all steel profiles near the surface of the concrete layer are cut off.
  • a support structure can also be designed as a hollow profile so that the dimensions of the hollow profile enable the insertion of a steel profile.
  • the hollow profile is mounted on the bridge longitudinal member so that the heavy axis of the hollow profile is parallel to the axis of gravity of the steel profile to be inserted and the length of the hollow profile is chosen so that the upper edge of the hollow profile in installation position is equal to or higher than the surface of the concrete layer.
  • An advantage of the manufacturing method according to the invention is the vertical arrangement of the tension members.
  • the work required to produce the concrete layer which consists mainly of the laying of the reinforcement, the production of a Randabschalung and from the introduction and smoothing of in-situ concrete, hampered only to a small extent.
  • An oblique arrangement of the tension members causes, compared to vertically mounted tension members, greater obstruction for the people working on the bridge.
  • the arrangement of individual diagonally arranged tension members may also be advantageous, since an undesired horizontal movement of the precast slabs during transport from the installation site to the installation location can be avoided as far as possible by the oblique arrangement.
  • tension members On obliquely arranged tension members can be omitted if the vertically arranged tension members are rigidly connected to the car and they have such a high bending stiffness that unwanted horizontal movements or vibrations of precast panels are reduced when starting or braking the car to a tolerable level.
  • square steel hollow profiles having a side length of 60 mm, a wall thickness of 5 mm, a moment of inertia of 54.1 cm 4, and a modulus of elasticity of 20,000 kN / cm 2 are used as tension members Bending stiffness obtained by multiplying moment of inertia and Young's modulus, 1,082,000 kN cm 2 .
  • At least individual obliquely arranged tension members can be used, which are made of a material with high bending stiffness.
  • the formation of the anchors of precast slabs for secure connection to the lower end points of the tension members can be done in different ways.
  • the formation of anchors within the precast slabs for example, by reinforcing bars, anchor heads or threaded rods with nuts, because this work for making the connection of tension member and precast slab can be performed from the top of the precast slabs.
  • the anchors may be advantageous to arrange the anchors on the underside of the precast slabs.
  • the tension members must be performed through holes arranged in the precast panels. Dismantling of anchors mounted on the underside of the precast slabs by persons positioned on the surface of the concrete layer is possible when the anchors are connected, for example, with a rope led from the underside of the precast slabs to the surface of the facing layer. After loosening the anchorages, the rope prevents the anchors from falling down and allows controlled retrieval of the anchorages.
  • connection between a prefabricated panel and a tension member can be effected by a mutual rotation between the threaded tension member and a nut, which serves to anchor the tension member takes place.
  • a faster solution of the connections between prefabricated panels and tension members takes place when parts of the load-bearing structure of the wagon, to which the upper end points of the tension members are anchored, are lowered by means of hydraulic presses.
  • end anchors and deflection points for transverse tendons can be installed on and / or in the precast slabs.
  • the prestressing of the transverse tensioning members can already take place with a low strength of the concrete layer because the transverse tensioning members run in a straight line between the end anchorages and the deflection points.
  • the ducts for the transverse tendons, if a post-tensioned post-tensioning is used, may be laid in part on the prefabricated slabs on the assembly site, along with the reinforcing steel reinforcement.
  • a bridge longitudinal beam is made of reinforced concrete or prestressed concrete, it may be advantageous to mount a plate edge of a precast slab in a recess arranged in a side face of the bridge longitudinal beam.
  • a carriage for producing a roadway slab with a method according to the invention wherein the carriage comprises two Verschubtrager, at least four supports, at least two cross members and tension members, which are joined together to form a spatial frame structure, each cross member by means of the supports is attached to each two Verschubyn, and the two Verschuby are arranged such that they rest on connected to the at least one bridge longitudinal beams Verschublagern in the longitudinal direction of the bridge movable, the carriage preferably has hydraulic presses for raising and lowering of prefabricated panels, as well as the car is provided to transport prefabricated panels from a mounting station to a mounting location along the bridge, and the carriage additionally the weight of a concrete layer during the concreting process and during the hardening of the concrete layer aufnimm t, thereby introducing this weight into the at least one bridge longitudinal member of the bridge.
  • a carriageway slab with underlying prefabricated slabs and an overburden layer of in-situ concrete disposed therebetween for a bridge with at least one bridge longitudinal member which is produced by a method according to one of claims 1 to 19 with the aid of a carriage having the features of claim 20, is further specified ,
  • a first embodiment of the method according to the invention is in Fig. 1 to Fig. 9 shown.
  • Fig. 1 four supports 6, two cross members 9, two frame members 28, 29 and two Verschub within 25, 26 are joined together to form a spatial frame structure 31.
  • the spatial frame construction 31 according to Fig. 1 serves as a carriage 27, which can be moved on the upper end points 20 of support structures 15 permanently mounted Verschublagern 24 longitudinally along two bridge longitudinal members 5 of a bridge 4.
  • the supports 6 are attached with their upper end points 7 to one of the cross member 9 and connect them to the two Verschublen 25, 26, which are respectively secured to lower end points 8 of the supports.
  • prefabricated panels 2 are attached by means of tension members 11 on the carriage 27.
  • each precast panel 2 is held by two tension members 11.
  • the prefabricated panels 2 are connected by connecting structures 39 together.
  • Fig. 3 The prefabricated panels 2 are then by means of a lifting device, which in Fig. 3 is not shown, raised in an elevated position, that a distance between the bottom 56 of the precast panels 2 and the upper chords 32 of the bridge rails 5 remains.
  • Fig. 5 illustrates the in Fig. 3 marked detail view A.
  • Fig. 4 By increasing the lengths of the tension members 11, which change in length can be realized for example by threaded rods 49 with nuts or by lowering devices with hydraulic presses 30, it is according to Fig. 4 possible to store the prefabricated panels 2 at their plate edges 10 on the upper chords 32 of the bridge longitudinal members 5. On the lowered prefabricated panels 2, a reinforcement is then laid and then a Aufbeton Mrs 3 applied.
  • Fig. 6 shows the detail B of Fig. 4 ,
  • the supports 6 are connected in this embodiment of the method according to the invention with their lower end points 8 on Verschublen 25, 26 with welds 34 rigid.
  • the Verschub portions 25, 26 are mounted on Verschublagern 24.
  • the Verschublager 24 are designed, for example, as a roller bearing or as sliding bearing so that the Verschublic 25, 26 can be moved in the longitudinal direction along the bridge longitudinal member 5 of the bridge 4.
  • the Verschublager 24 are attached to the upper end points 20 of support structures 15.
  • the support structures 15, the are formed here as steel profiles 44 are rigidly connected to the upper chords 32 of the bridge longitudinal beams 5.
  • the prefabricated panels 2 are in Fig. 5 in raised or elevated position and in Fig. 6 shown in lowered position.
  • the prefabricated panels 2 In the elevated position, the prefabricated panels 2 must be arranged so high that it is possible to overtravel the concrete layer 3 of already completed construction sections. In the lowered position according to 4 and FIG. 6 the plate edges 10 of the prefabricated panels 2 are supported on the upper chords 32 of the bridge longitudinal members 5.
  • the steel profiles 44 are concreted in the application of the concrete layer 3.
  • the tension members 11 are protected by sheaths 36 from direct contact with the concrete layer 3. This allows removal of the tension members 11 after hardening of the concrete layer 3 and reuse of the tension members 11 in the next construction period.
  • the steel profiles 44 are cut off after the hardening of the concrete layer 3 and after the disassembly of the Verschublager 24 in the vicinity of the surface 18 of the concrete layer 3.
  • a tension member 11 formed from a threaded rod 49 is performed through a hole 35 which is arranged in the precast slab 2 and anchored 14 on the underside 56 of the precast slab 2 with a washer and a nut.
  • this anchor 14 which is formed by the hole 35, the washer and the nut, a portion of the dead weight of the precast plate 2 and a portion of the weight of the concrete layer 3 is introduced into the tension member 11.
  • a cladding tube 36 is fixed in the hole 35 prior to assembly of the tension member 11.
  • the washer and the associated nut of the anchor 14 are connected to a rope 37.
  • connection of the cable 37 is optionally sufficient with the washer or the nut to prevent accidental dropping of the anchor 14 during disassembly of the tension members 11.
  • tension member 11 is rotated out of the top of the hole 35.
  • the dropping of the nut, which is here connected to the washer is prevented by the cable 37, because the other end of the cable 37 is attached to the carriage 27.
  • the reinforcement is not shown in this embodiment.
  • a part of the reinforcement is arranged in the prefabricated panels 2. Part of the reinforcement will be applied before applying the Concrete layer 3 installed.
  • the installation of the reinforcement of the concrete layer can already be done to a large extent on a mounting place 42, as in Fig. 7 is illustrated. At the respective installation location 43, only the upper reinforcement in the transverse direction in the region of the negative moments when connecting the cantilevers must be added.
  • FIG. 3 and FIG. 5 show that the prefabricated panels 2, two cantilevered plates and a plate arranged between the bridge longitudinal members plate are formed. These three plates must be separated from each other to allow the carriage 27 to move longitudinally of the bridge 4 and to lower the precast slabs.
  • the reinforcement which is required to connect the cantilevered plates and the plate arranged between the bridge longitudinal members 5 plate, therefore, can be installed only at the installation site 43.
  • a bridge 4 comprising two abutments 40, five pillars 41 and two bridge longitudinal members 5 is shown in the figures FIGS. 7 to 9 shown.
  • support structures 15 are mounted on the bridge rails 5 and on one of the two abutments 40.
  • the carriage 27, which in this case comprises four supports 6, two transverse supports 9, two frame supports 28, 29 and two transfer supports 25, 26, is moved by means of winches to the assembly station 42, which is arranged here above one of the two abutments 40.
  • the prefabricated panels 2 are suspended by means of tension members 11 on the cross members 9 of the carriage 27.
  • the prefabricated panels 2 are mounted in raised, elevated position to avoid contact with the upper chords 32 of the bridge longitudinal members 5 in the process of the carriage 27 in the longitudinal direction of the bridge 4 and to allow a run over the concrete layer 3 of already completed construction sections of a carriageway panel 1.
  • the carriage 27 and the prefabricated panels 2 suspended therefrom are moved from the assembly site 42 to the intended installation location 43 in the next method step.
  • the precast slabs 2 are lowered until the slab edges 10 of the precast slabs 2 rest on the upper chords 32 of the longitudinal bridge girders 5.
  • the concrete layer 3 can be applied.
  • the tension members 11 are released from the anchors 14 of the precast slabs and the carriage 27 is moved to the assembly station 42, so that there the precast panels 2 can be mounted on the carriage 27 for the next construction period.
  • the assembly station 42 is located in this embodiment on an abutment 40. It may also be advantageous to move the assembly station 42 onto the bridge 4 after the first sections of the carriageway panel 1 have been produced.
  • Fig. 9 After the production of the deck 1, all the support structures 15 are removed by cutting off the steel profiles 44 in the vicinity of the surface 18 of the facing layer 3. Subsequently, the bridge 4 is completed in a conventional manner by the application of a seal on the surface 18 of the concrete layer 3 and the subsequent application of a road surface.
  • a second embodiment of the method according to the invention is shown in the figures 10 to FIG. 13 shown.
  • bridge 4 corresponds to the bridge shown in the first embodiment 4.
  • the in Fig. 10 shown carriage 27 includes in this embodiment, eight supports 6, four cross member 9, two frame members 28, 29 and two Verschuble 25, 26.
  • the carriage 27 is stiffened by bandages 38 in the longitudinal direction.
  • FIG. 12 shows according to the in each case in Fig. 10 as in Fig. 11 Plotted sectional planes XII-XII that a hollow section 16 is rigidly connected by welds 34 with the upper flange 32 of the bridge longitudinal member 5.
  • a steel profile 44 is arranged in a vertical position and fixed in position.
  • the precast panels are supported along their plate edges 10 on the upper chords 32 of the bridge longitudinal member 5.
  • the length of the hollow profile 16 is carried out so that the upper edge 17 of the hollow section 16 is above the surface 18 of the concrete layer 3, in order to prevent penetration of the in-situ concrete during application of the concrete layer 3 in the hollow section 16.
  • Fig. 13 shows that the prefabricated panels 2 may have a cross-sectional shape with kinks 57.
  • the shape of the final roadway panel 1, which is formed from the precast panels 2 and the concrete layer 3, can thereby be advantageously adapted to the statically required cross-sectional dimensions.
  • Fig. 13 also shows that the thickness of the prefabricated panels 2 can be variable.
  • FIG. 13 illustrated sectional view according to each in Fig. 10 as in Fig. 11 Plotted sectional planes XIII-XIII is arranged at a position in which a transverse tension member 59 is located in the carriageway plate 1.
  • the end anchors 60 and the deflection points 61 of the transverse tension member 59 are already formed during the production of the precast panels 2. This has the advantage that the anchoring and deflecting forces occurring during the tensioning of the transverse tensioning member 59 are introduced into the already completely hardened end anchors 60 and deflection points 61 and the tensioning of the transverse tensioning member 59 can already take place with a low concrete strength of the concrete layer 3.
  • a cube compressive strength of the concrete in the end anchor 60 having values of 30 MPa to 50 MPa is required.
  • the tensioning of the transverse tensioning member can already be carried out at a cube compressive strength of the concrete layer, for example, 10 MPa.
  • a cube compressive strength of the concrete layer for example, 10 MPa.
  • FIGS. 14 to 18 A third embodiment of the method according to the invention is shown in the figures FIGS. 14 to 18 shown.
  • the bridge longitudinal member 5 is made here with a hollow box section of prestressed concrete.
  • the projecting prefabricated panels 2 are suspended with tension members 11 from the carriage 27.
  • the carriage 27 additionally serves to suspend pressure struts 58, which in the final state support the cantilevered parts of the carriageway panel 1.
  • the carriage 27 has a raising and lowering device for raising and lowering the precast slabs 2, which is formed by hydraulic presses 30. By extending the piston of the hydraulic press 30, the cross member 9, the tension members 11, the precast panels 2 and the pressure struts 58 are raised.
  • the raised upper portion of the carriage is stabilized by additional constructions to avoid undue transverse stresses on the extended pistons of the hydraulic presses 30. These additional constructions are in Fig. 14 for the sake of clarity not shown.
  • a plate edge 10 of each finished part plate 2 is mounted on the bridge longitudinal member 5.
  • a working platform 46 is attached to a railing 47.
  • a lateral formwork 48 is fastened to the plate edge 10 on the left-hand side of the projecting prefabricated slab 2.
  • the attachment of a lateral formwork 48 is advantageous because a working joint 21 between the prefabricated panels 2 and the in Fig. 14
  • the concrete layer 3, which is not shown, does not thereby come to lie in the plane of the surface 18 of the concrete layer 3.
  • a further improvement in the durability of the roadway slab 1 can be achieved by arranging the work joint 21 between the precast slabs 2 and the facing layer 3 on the underside 56 of the precast slab 2. To accomplish this, is done according to Fig.
  • the lateral formwork 48 is arranged on the work platform 46 at a distance from the plate edge 10 of the precast panel 2 and a part of the working platform 46 is formed as a lower formwork for the concrete layer 3. This is on the right edge of the picture Fig. 14 shown.
  • bridge longitudinal member 5 arise in the in Fig. 14 shown construction state only small torsional moments caused by the eccentric arrangement of the working platform 46 on the here in Fig. 14 right side of the bridge 4 are caused. Because of the symmetrical in cross-section arrangement of bridge longitudinal beams 5, prefabricated panels 2 and 3 Aufbeton Anlagen, causes the weight of these components in. The substantial stresses on the bridge longitudinal member 5 Sum of torsional moments, but only bending moments in the bridge longitudinal beam 5. This is advantageous because it is known that bridge longitudinal beams 5 are made of prestressed concrete much better for absorbing bending moments than for absorbing torsional moments.
  • the design of the support structure 15 for this embodiment of the method according to the invention is in Fig. 15 representing the detail C of Fig. 14 shows.
  • the lower end point of a steel profile 44 is according to Fig. 15 stored on steel plates 45. With the steel plates 45 a positionally accurate positioning of the Verschublager 24 is possible.
  • the concreting of the hollow sections 16 in the bridge longitudinal member 5 allows a cost-rigid mounting of the support structure 15 on the bridge longitudinal member 5, which is produced by the insertion of the steel profile 44 in the hollow section 16.
  • Steel wedges 55 are thereby taken from the upper edge 17 of the hollow section 16 in the gaps between the hollow section 16 and the steel profile 44, thereby fixing the steel profile 44 in its position in the hollow section 16.
  • Fig. 16 illustrates detail D of Fig. 14
  • the introduction of the compressive forces of precast panels 2 in the bridge longitudinal member 5 is carried out according to Fig. 16 in that the plate edges 10 of the precast plates 2 are mounted in a recess 53.
  • a leveling layer 54 of epoxy resin or mortar is advantageously applied between the precast slab 2 and the bridge longitudinal beam 5.
  • FIG. 17 One possibility for forming the anchoring 14 of the precast slab 2 is in Fig. 17 represented, which the in Fig. 14 marked detail E in a large view shows.
  • a reinforcing bar 52 is embedded in concrete in the prefabricated slab 2.
  • transverse bars 51 are welded in order to be able to better initiate the tensile force taken over by the reinforcing bar 52 into the concrete of the precast slab 2.
  • a sleeve 50 is attached at the protruding from the precast plate 2 end of the reinforcing bar 52.
  • the tension member 11 is formed as a threaded rod 49.
  • the lower end 13 of the tension member 11 is fixed by screwing the threaded rod 49 in the sleeve 50.
  • FIG Fig. 18 An alternative embodiment of the support structure 15 is shown in FIG Fig. 18 shown.
  • a concrete prism 22 is mounted on the bridge side member 5.
  • a compensation layer 54 between the concrete prism 22 and the bridge longitudinal member 5.
  • the Verschublager 24 is mounted on the top 23 of the concrete prism 22.
  • FIG Fig. 19 A fourth embodiment of the method according to the invention is shown in FIG Fig. 19 shown.
  • the tension members 11 of the cantilevered plates are mounted in an inclined position.
  • horizontal movements of the precast panels 2, for example, when starting or braking of the carriage 27 due to Mass inertia forces would occur, significantly reduced in size.
  • tension members 11 When tension members 11 are installed in a vertical position, as in Fig. 19 is shown in the region between the bridge longitudinal members 5, the tension members 11 must have a sufficient bending stiffness to prevent disturbing horizontal movements of the precast slabs 2 during startup and braking of the carriage 27.
  • the prefabricated panels 2 connected by joint structures 39 may be connected to the carriage 27 by temporary fasteners 19 to achieve sufficient stabilization during the carriage 27 process.
  • two temporary retaining devices 19 are shown, which can be connected to the prefabricated panels 2 after lifting the prefabricated panels 2 arranged between the bridge longitudinal members 5.
  • FIG Fig. 20 A fifth embodiment of the method according to the invention is shown in FIG Fig. 20 shown.
  • the cross member 9 are formed as a truss structure 33.
  • a truss structure 33 has the advantage of a higher rigidity compared to a purely bending-stressed supporting structure, which corresponds for example to the cross member 9 of the first embodiment.
  • the bridge longitudinal members 5 are made of rectangular reinforced concrete beams.
  • the projecting prefabricated panels 2 are placed on the bridge longitudinal beams 5.
  • the arranged between the bridge longitudinal members 5 finished part plate 2 is superimposed on the left side in a recess 53 in the bridge longitudinal member 5.
  • On the right side the plate edge 10 of the precast plate 2 at a distance from the bridge longitudinal member 5. This results in the connection of the prefabricated slab 2 to the right bridge side member 5 in the longitudinal direction of the bridge 4 extending working joint 21st
  • welded connections shown in the examples can be replaced by screwed, riveted, glued and / or clamped connections.
  • the anchors 14 of the precast slabs 2 shown in the examples may also be replaced by other equivalent embodiments, such as by concreted threaded rods 49 with end plates or by conical anchors.
  • the prefabricated panels 2 shown in the examples are advantageously industrially produced products made of reinforced concrete.
  • the prefabricated panels 2 can also be made of prestressed concrete, textile-reinforced concrete, fiber concrete or ultra-high-strength concrete. It may also be advantageous to produce the prefabricated panels 2 directly on site or at least in the vicinity of the bridge 4 to be erected.
  • the tension members 11 are attached with their upper end points 12 to cross members 9 of the carriage 27. It may also be advantageous to attach the tension members 11 to other structural parts of the carriage 27, such as the frame rails 28, 29.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Fahrbahnplatte mit untenliegenden Fertigteilplatten und einer darüber angeordneten Aufbetonschicht aus Ortbeton für eine Brücke, sowie nach diesem Verfahren hergestellte Fahrbahnplatten.
  • Die Herstellung einer Fahrbahnplatte mit untenliegenden Fertigteilplatten und einer darüber angeordneten Aufbetonschicht für eine Brücke mit Längsträgern aus Stahl wird in "Beton- und Stahlbetonbau", Heft 2, 2015, Seiten 131 bis 137, beschrieben. Die dabei verwendeten Fertigteilplatten sind 0,12 m dick. Sie sind im Bauzustand entlang von gegenüberliegenden Rändern auf einer Stahlträgerkonstruktion aufgelagert. Der Abstand der Querträger der Stahlträgerkonstruktion beträgt 3,5 m. Die zahlreichen Querträger aus Stahl sind allerdings teuer in der Herstellung.
  • Aus der DE 195 44 557 C1 ist ein Schalwagen für die Herstellung einer Betonfahrplatte einer Verbundbrücke bekannt. Nachteilig an dieser Ausführung ist zumindest, dass der Schalwagen aufwendig konstruiert ist und mehrere Hebeeinrichtungen aufweist, die als Schubkolbentriebe mit Kolbenstangen ausgeführt sind. Weiters ist von Nachteil, dass bei der Herstellung der Betonfahrbahnplatte nach dem in der DE 195 44 557 C1 beschriebenen Pilgerschrittverfahren der Schalwagen angehoben bzw. abgesenkt werden muss.
  • Die Herstellung einer auskragenden Fahrbahnplatte mit untenliegenden Fertigteilplatten und einer darüber angeordneten Aufbetonschicht für eine Brücke mit Längsträgern aus Stahlbeton wird in der KR 20110127629 A beschrieben. Stahlrohre und Stahlprofile werden zu einer A-förmigen Stützkonstruktion zusammengefügt. Am oberen Ende der Stützkonstruktion werden drei Zugglieder befestigt. Zwei Zugglieder sind mit dem auskragenden Teil der Fertigteilplatten verbunden. Das dritte Zugglied dient zur Stabilisierung der Stützkonstruktion und ist mit einem aus dem Längsträger herausragenden Bügel aus Betonstahl verbunden. Die in den Fertigteilplatten im Bauzustand infolge des Eigengewichts und des Aufbringens der Aufbetonschicht auftretende horizontale Druckkraft wird über Kontaktpressung durch den Fußpunkt der Stützkonstruktion in aus dem Längsträger herausragende Bügel aus Betonstahl geleitet (Fig. 3 in KR 20110127629 A ).
  • Nachteilig bei dem in der KR 20110127629 A dargestellten Verfahren zur Herstellung einer Kragplatte ist, dass über die Stützkonstruktion und die Zugglieder im Bauzustand planmäßig ein Torsionsmoment in den Längsträger eingeleitet wird. Die Aufnahme dieses Torsionsmoments durch den Längsträger und die Ableitung an den Pfeilern oder am Widerlager verursacht zusätzliche Kosten. Üblicherweise werden Fahrbahnplatten aus Stahlbeton so gebaut, dass infolge des Eigengewichts der Fahrbahnplatte keine oder nur geringe Torsionsmomente in die Längsträger eingeleitet werden.
  • Weiters sind die gemäß der KR 20110127629 A schräg angeordneten Zugglieder nachteilig für das Verlegen der Bewehrung und das Herstellen der Ortbetonschicht. Nachteilig ist auch, dass zwischen der Aufkantung, in der die Verankerungen der Fertigteilplatten für die Zugglieder angeordnet sind, und der Ortbetonschicht eine durchgehende Arbeitsfuge an der Oberseite der Fahrbahnplatte in Längsrichtung der Brücke entsteht. In dieser Arbeitsfuge kann es zu einer Rissbildung kommen, die das Einsickern von Wasser in die Fahrbahnplatte ermöglicht.
  • Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Fahrbahnplatte mit untenliegenden Fertigteilplatten und einer darüber angeordneten Aufbetonschicht zu schaffen, das die Herstellung von Kragplatten und die Herstellung von Platten, die auf zwei benachbarten Längsträgern einer Brücke aufgelagert sind, ermöglicht, ohne auf die Unterstützung der Fertigteilplatten durch eine unter der Fahrbahnplatte angeordnete Stahlträgerkonstruktionen angewiesen zu sein, das wirtschaftliche und technische Vorteile gegenüber den bekannten Verfahren bietet und das sowohl für Längsträger aus Stahl, Stahlbeton und Spannbeton geeignet ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Fahrbahnplatte mit untenliegenden Fertigteilplatten und einer darüber angeordneten Aufbetonschicht aus Ortbeton für eine Brücke mit mindestens einem Brückenlängsträger,
    • -a- werden zuerst an der Oberseite des mindestens einen Brückenlängsträgers Auflagerkonstruktionen ausgebildet,
    • -b- anschließend werden an voneinander beabstandeten oberen Endpunkten der Auflagerkonstruktionen Verschublager montiert, die vorzugsweise als Rollen- oder Gleitlager ausgebildet sind,
    • -c- wobei die Verschublager derart in Längsrichtung der Brücke ausgerichtet werden, dass diese als Auflager für Verschiebungen nur in Längsrichtung der Brücke wirken,
    • -d- anschließend werden ein erster Verschubträger und ein zweiter Verschubträger jeweils mit einer Trägerlänge, welche größer ist als der zweifache Abstand von benachbarten Verschublagern, die in Längsrichtung der Brücke voneinander beabstandet angeordnet sind, jeweils auf mindestens zwei Verschublagern in Längsrichtung der Brücke verschieblich gelagert,
    • -e- wobei die beiden Verschubträger derart gelagert werden, dass die Schwerachse des zweiten Verschubträgers parallel zur Schwerachse des ersten Verschubträgers ist sowie die beiden Verschubträger in einer Schnittebene normal zur Längsachse der Brücke zueinander beabstandet sind und die beiden Verschubträger im Wesentlichen entlang desselben Längenabschnittes der Brücke angeordnet werden,
    • -f- anschließend werden die unteren Endpunkte von mindestens zwei voneinander beabstandeten Stützen mit dem ersten Verschubträger verbunden, wobei die Stützen in im Wesentlichen senkrechter Lage mit dem ersten Verschubträger befestigt werden,
    • -g- und die unteren Endpunkte von mindestens zwei weiteren Stützen werden voneinander beabstandet mit dem zweiten Verschubträger verbunden, wobei die Stützen in im Wesentlichen senkrechter Lage mit dem zweiten Verschubträger befestigt werden,
    • -h- anschließend werden Querträger montiert, die an den oberen Endpunkten der Stützen in im Wesentlichen horizontaler Lage befestigt werden, wobei jeder Querträger jeweils an einer mit dem ersten Verschubträger verbundenen ersten Stütze sowie an einer mit dem zweiten Verschubträger verbundenen zweiten Stütze befestigt wird,
    • -i- und es werden Zugglieder an den Querträgern befestigt,
    • -j- danach wird die durch die Verbindung der Verschubträger, der Stützen und der Querträger entstandene räumliche Rahmenkonstruktion, die einen in Längsrichtung der Brücke verfahrbaren Wagen bildet, in Längsrichtung der Brücke zu einem Montageplatz bewegt,
    • -k- an dem Montageplatz werden Fertigteilplatten an den unteren Endpunkten der Zugglieder in überhöhter Lage befestigt,
    • -1- anschließend wird der Wagen mit den Fertigteilplatten zum vorgesehenen Einbauort der Fertigteilplatten bewegt,
    • -m- dort werden die Fertigteilplatten so weit abgesenkt, dass zumindest ein Plattenrand mindestens einer Fertigteilplatte auf einem Brückenlängsträger aufgelagert wird,
    • -n- anschließend wird die in der Aufbetonschicht anzuordnende Bewehrung verlegt,
    • -o- danach wird auf den Fertigteilplatten eine Aufbetonschicht aus Ortbeton aufgebracht, wobei die oberen Endpunkte der Auflagerkonstruktionen in Einbaulage gleich hoch oder höher liegen als die Oberfläche der Aufbetonschicht,
    • -p- nach dem Erhärten der Aufbetonschicht werden die Befestigungen der Fertigteilplatten an den unteren Endpunkten der Zugglieder gelöst und
    • -q- der Wagen wird zum ursprünglichen oder einem anderen Montageplatz verfahren, um dort gegebenenfalls weitere Fertigteilplatten aufzunehmen.
  • Beim erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren beziehen sich die Verfahrensschritte -a- bis -i- im Wesentlichen auf die Ausbildung von Auflagerkonstruktionen an der Oberseite der Brückenlängsträger, der Montage bzw. Herstellung eines verfahrbaren Wagens sowie der Lagerung des Wagens auf den Auflagerkonstruktionen.
  • Die nachfolgenden Verfahrensschritte -j- bis -q- betreffen im Wesentlichen eine Abfolge der Herstellungsschritte, um abschnittsweise Fertigteilplatten mit Hilfe des Wagens zum jeweils vorgesehenen Einbauort der Fertigteilplatten zu transportieren und diese dort so aufzulagern, dass auf den Fertigteilplatten eine Aufbetonschicht aus Ortbeton aufgebracht werden kann. Nach dem Erhärten der Aufbetonschicht werden die Befestigungen der Fertigteilplatten an den unteren Endpunkten der Zugglieder gelöst und der Wagen wird zum ursprünglichen oder einem anderen Montageplatz verfahren, um dort gegebenenfalls weitere Fertigteilplatten aufzunehmen. Dazu wird im Wesentlichen der Wagen in Längsrichtung der Brücke zu einem Montageplatz bewegt, an dem die Befestigung von Fertigteilplatten in angehobener, überhöhter Lage an den unteren Endpunkten der Zugglieder erfolgt. Anschließend wird der Wagen zum vorgesehenen Einbauort der Fertigteilplatten bewegt, wobei am entsprechenden Einbauort das Absenken der Fertigteilplatten auf einen Brückenlängsträger erfolgt. Anschließend wird eine bewehrte Aufbetonschicht aus Ortbeton auf den Fertigteilplatten aufgebracht und es erfolgt ein Lösen der Befestigung der unteren Endpunkte der Zugglieder nach dem Erhärten der Aufbetonschicht. Durch entsprechende Wiederholung einzelner oder sämtlicher Verfahrensschritte -j- bis -q- wird das abschnittsweise Herstellungsverfahren so lange fortgesetzt, bis die Fahrbahnplatte entlang der gesamten Brückenlänge fertig gestellt ist.
  • Im Vergleich zu den bekannten Verfahren zur Herstellung von Fahrbahnplatten mit untenliegenden Fahrbahnplatten und einer darüber angeordneten Aufbetonschicht, weist das erfindungsgemäße Verfahren zumindest zwei wesentliche Vorteile auf: Es ist keine Konstruktion aus orthogonal angeordneten Stahlträgern unter der Fahrbahnplatte erforderlich und im Bauzustand werden entweder gar keine oder nur geringe Torsionsmomente in die Brückenlängsträger eingeleitet. Ein weiterer Vorteil ist, dass das erfindungsgemäße Verfahren gleichermaßen für Brückenlängsträger aus Stahl, Stahlbeton oder Spannbeton geeignet ist.
  • Dieses Verfahren ist auch deshalb besonders vorteilhaft, weil neben der Brücke kein Hebegerät, beispielsweise ein Turmdrehkran oder ein Mobilkran, zur Montage der Fertigteilplatten erforderlich ist. Gegebenenfalls ist zusätzliches Hebegerät hier nur auf dem Montageplatz erforderlich. Vorteilhaft kann der verfahrbare Wagen auch für den Längstransport von Bewehrung, Beton und anderen Baustoffen auf der Brücke verwendet werden. Es kann allerdings vorteilhaft sein, auf dem Wagen ein oder auch mehrere Hebegeräte anzuordnen, um damit beispielsweise das Verlegen der Bewehrung zu beschleunigen.
  • Der zur Verlegung der Fertigteilplatten erforderliche Wagen kann aus einer Stahlkonstruktion bestehen, die auf der Baustelle aus vorab hergestellten Elementen mittels Schraub- und/oder Steckverbindungen zusammengesetzt wird. Das Tragwerk des Rahmens kann als Rahmen- oder Fachwerkkonstruktion oder als Kombination von Rahmen- und Fachwerkkonstruktionen ausgebildet werden. Nach der Fertigstellung der Fahrbahnplatte kann der Wagen demontiert werden und die Einzelteile können auf einer anderen Brückenbaustelle wieder zu einem Wagen zusammengesetzt werden.
  • Es kann bei diesem Verfahren erforderlich sein, die Fertigteilplatten bereits am Montageplatz miteinander zu verbinden, damit sie sich nicht in ihrer Lage zueinander verdrehen können. Wenn jede Fertigteilplatte mit mindestens drei Zuggliedern am Wagen befestigt wird, ist die Herstellung einer Verbindung zwischen den Fertigteilplatten aus statischer Sicht meist nicht erforderlich. Die Verbindung der Fertigteilplatten kann jedoch auch in diesem Fall von Vorteil sein, um zu vermeiden, dass die Fertigteilplatten während des Längstransports entlang des Brückenlängsträgers aneinander stoßen. Es kann auch von Vorteil sein, einige Fertigteilplatten mit temporären Festhaltevorrichtungen mit dem Wagen zu verbinden.
  • Die Ausbildung der Auflagerkonstruktionen ist ein wesentlicher Bestandteil des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Auflagerkonstruktionen haben die Aufgabe, die Normalkräfte aus dem Eigengewicht des Wagens, der Fertigteilplatten und der Aufbetonschicht in die Brückenlängsträger einzuleiten. Auch Biegemomente zum Beispiel aus einer Windbelastung des Wagens müssen über die Auflagerkonstruktionen in die Brückenlängsträger eingeleitet werden. Gleichzeitig dienen die Auflagerkonstruktionen dazu, den direkten Kontakt zwischen der aus Ortbeton bestehenden Aufbetonschicht und dem Wagen zu vermeiden, um eine Wiederverwendung des Wagens im nächsten Bauabschnitt zu ermöglichen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Auflagerkonstruktion aus einem Betonprisma ausgebildet und das Betonprisma so auf einem Brückenlängsträger montiert, dass die Oberseite des Betonprismas gleich hoch oder geringfügig höher angeordnet ist als die Oberfläche der Aufbetonschicht und die Oberseite des Betonprismas näherungsweise parallel zur Oberfläche der Aufbetonschicht ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann eine Auflagerkonstruktion auch als Stahlprofil, das durch eine Schweißverbindung biegesteif mit einem Brückenlängsträger aus Stahl verbunden wird, ausgebildet werden. Die Länge des Stahlprofils ist so zu wählen, dass der obere Endpunkt des Stahlprofils in Einbaulage gleich hoch oder höher liegt als die Oberfläche der Aufbetonschicht. Dadurch wird gewährleistet, dass das am oberen Endpunkt des Stahlprofils montierte Verschublager während des Herstellens der Aufbetonschicht nicht durch Beton verunreinigt wird und somit funktionsfähig bleibt. Nach dem Herstellen der Aufbetonschicht und der Demontage des Wagens werden sämtliche Stahlprofile in der Nähe der Oberfläche der Aufbetonschicht abgeschnitten.
  • Alternativ dazu kann eine Auflagerkonstruktion auch als Hohlprofil so ausgebildet werden, dass die Abmessungen des Hohlprofils das Einschieben eines Stahlprofils ermöglichen. Das Hohlprofil wird so auf dem Brückenlängsträger montiert, dass die Schwerachse des Hohlprofils parallel zur Schwerachse des einzuschiebenden Stahlprofils verläuft und die Länge des Hohlprofils wird so gewählt, dass die Oberkante des Hohlprofils in Einbaulage gleich hoch oder höher liegt als die Oberfläche der Aufbetonschicht.
  • Von Vorteil bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren ist die vertikale Anordnung der Zugglieder. Dadurch werden die zum Herstellen der Aufbetonschicht erforderlichen Arbeiten, die hauptsächlich aus dem Verlegen der Bewehrung, dem Herstellen einer Randabschalung sowie aus dem Einbringen und Glätten des Ortbetons bestehen, nur in geringem Maße behindert. Eine schräge Anordnung der Zugglieder bewirkt, im Vergleich zu vertikal montierten Zuggliedern, eine größere Behinderung für die auf der Brücke arbeitenden Personen.
  • Allerdings kann auch die Anordnung von einzelnen schräg angeordneten Zuggliedern von Vorteil sein, weil durch die schräge Anordnung eine unerwünschte horizontale Bewegung der Fertigteilplatten während des Transports vom Montageplatz zum Einbauort möglichst vermieden werden kann.
  • Auf schräg angeordnete Zugglieder kann verzichtet werden, wenn die vertikal angeordneten Zugglieder am Wagen biegesteif angeschlossen werden und diese eine so hohe Biegesteifigkeit aufweisen, dass unerwünschte Horizontalbewegungen bzw. Schwingungen der Fertigteilplatten beim Anfahren oder Abbremsen des Wagens auf ein erträgliches Maß reduziert werden. Wenn zum Beispiel quadratische Stahlhohlprofile mit einer Seitenlänge von 60 mm, einer Wanddicke von 5 mm, einem Trägheitsmoment von 54,1 cm4 und einem Elastizitätsmodul von 20.000 kN/cm2 als Zugglieder verwendet werden, so beträgt deren Biegesteifigkeit, die durch Multiplikation von Trägheitsmoment und Elastizitätsmodul erhalten wird, 1.082.000 kN cm2.
  • Die vorstehend genannten Varianten, um unerwünschte Horizontalbewegungen zu verhindern, können erforderlichenfalls auch miteinander kombiniert werden. So können im Rahmen der Erfindung zumindest einzelne schräg angeordnete Zugglieder zum Einsatz kommen, die aus einem Werkstoff mit hoher Biegesteifigkeit gefertigt sind.
  • Eine weitere Möglichkeit zur Vermeidung von unerwünschten Horizontalbewegungen während des Verfahrens des Wagens ist die Installation von temporären Festhaltevorrichtungen zur Verbindung der Fertigteilplatten mit dem Wagen.
  • Die Ausbildung der Verankerungen der Fertigteilplatten zur sicheren Verbindung mit den unteren Endpunkten der Zugglieder kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Vorteilhaft ist die Ausbildung von Verankerungen innerhalb der Fertigteilplatten beispielsweise durch Bewehrungsstäbe, Ankerkonen oder Gewindestangen mit Muttern, weil dadurch Arbeiten zum Herstellen der Verbindung von Zugglied und Fertigteilplatte von der Oberseite der Fertigteilplatten ausgeführt werden können.
  • Zur Erzielung einer höheren Tragfähigkeit der Verankerung der Fertigteilplatten kann es von Vorteil sein, die Verankerungen an der Unterseite der Fertigteilplatten anzuordnen. In diesem Fall müssen die Zugglieder durch in den Fertigteilplatten angeordnete Löcher durchgeführt werden. Eine Demontage von an der Unterseite der Fertigteilplatten montierten Verankerungen durch auf der Oberfläche der Aufbetonschicht positionierte Personen ist möglich, wenn die Verankerungen beispielsweise mit einem Seil, das von der Unterseite der Fertigteilplatten zur Oberfläche der Aufbetonschicht geführt wird, verbunden werden. Nach dem Lösen der Verankerungen verhindert das Seil das Herunterfallen der Verankerungen und ermöglicht eine kontrollierte Wiedergewinnung der Verankerungen.
  • Das Lösen der Verbindung zwischen einer Fertigteilplatte und einem Zugglied kann dadurch erfolgen, dass eine gegenseitige Verdrehung zwischen dem mit einem Gewinde versehenen Zugglied und einer Mutter, die zur Verankerung des Zugglieds dient, stattfindet. Eine schnellere Lösung der Verbindungen zwischen Fertigteilplatten und Zuggliedern erfolgt, wenn Teile der tragenden Konstruktion des Wagens, an denen die oberen Endpunkte der Zugglieder verankert sind, mit Hilfe von hydraulischen Pressen abgesenkt werden.
  • Bei der Herstellung der Fertigteilplatten können auf und/oder in den Fertigteilplatten Endverankerungen und Umlenkstellen für Querspannglieder eingebaut werden. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Vorspannen der Querspannglieder bereits bei einer geringen Festigkeit der Aufbetonschicht erfolgen, weil die Querspannglieder zwischen den Endverankerungen und den Umlenkstellen geradlinig verlaufen. Die Hüllrohre für die Querspannglieder können, falls eine Vorspannung mit nachträglichem Verbund verwendet wird, zusammen mit der Betonstahlbewehrung bereits auf dem Montageplatz zum Teil auf den Fertigteilplatten verlegt werden.
  • Im Regelfall werden einzelne Plattenränder der Fertigteilplatten am Einbauort auf einem Brückenlängsträger aufgelagert. Wenn ein Brückenlängsträger aus Stahlbeton oder Spannbeton hergestellt ist, kann es vorteilhaft sein, einen Plattenrand einer Fertigteilplatte in einer, in einer Seitenfläche des Brückenlängsträgers, angeordneten Aussparung aufzulagern.
  • Im Rahmen der Erfindung wird auch ein Wagen zur Herstellung einer Fahrbahnplatte mit einem erfindungsgemäßen Verfahren angegeben, wobei der Wagen zwei Verschubträger, mindestens vier Stützen, mindestens zwei Querträger und sowie Zugglieder umfasst, die zu einer räumlichen Rahmenkonstruktion zusammengefügt sind, wobei jeder Querträger mittels der Stützen jeweils an beiden Verschubträgern befestigt ist, und die beiden Verschubträger derart angeordnet sind, dass diese auf mit dem zumindest einen Brückenlängsträger verbundenen Verschublagern in Längsrichtung der Brücke verfahrbar aufliegen, wobei der Wagen vorzugsweise hydraulische Pressen zum Anheben und Absenken von Fertigteilplatten aufweist, sowie der Wagen dazu vorgesehen ist, Fertigteilplatten von einem Montageplatz zu einem Einbauort entlang der Brücke zu transportieren, und der Wagen zusätzlich das Gewicht einer Aufbetonschicht während des Betoniervorgangs sowie während des Erhärtens der Aufbetonschicht aufnimmt und dabei dieses Gewicht in den zumindest einen Brückenlängsträger der Brücke einleitet.
  • Im Rahmen der Erfindung wird weiters eine Fahrbahnplatte mit untenliegenden Fertigteilplatten und einer darüber angeordneten Aufbetonschicht aus Ortbeton für eine Brücke mit mindestens einem Brückenlängsträger angegeben, die mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19 unter Zuhilfenahme eines Wagens mit den Merkmalen von Anspruch 20 hergestellt ist.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachstehenden Erläuterungen von in den Zeichnungen Fig. 1 bis Fig. 20 schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    eine Ansicht einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform nach der Montage des Wagens;
    Fig. 2
    eine Ansicht der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform nach der Montage der Zugglieder und Fertigteilplatten;
    Fig. 3
    einen vertikalen Schnitt der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform nach dem Anheben der Fertigteilplatten in eine überhöhte Lage;
    Fig. 4
    einen vertikalen Schnitt der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform nach dem Absenken der Fertigteilplatten auf die Brückenlängsträger und nach dem Herstellen der Aufbetonschicht;
    Fig. 5
    das Detail A von Fig. 3;
    Fig. 6
    das Detail B von Fig. 4;
    Fig. 7
    eine Längsansicht der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform nach der Montage der Fertigteilplatten am Montageplatz;
    Fig. 8
    eine Längsansicht der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform nach dem Absetzen der Fertigteilplatten am Einbauort;
    Fig. 9
    eine Längsansicht der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform nach dem Fertigstellen der Fahrbahnplatte;
    Fig. 10
    eine Längsansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform nach der Montage der Fertigteilplatten am Montageplatz;
    Fig. 11
    eine Längsansicht der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform nach dem teilweisen Absetzen der Fertigteilplatten am Einbauort;
    Fig. 12
    ein Detail eines vertikalen Schnitts durch eine Auflagerkonstruktion der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform gemäß der in Fig. 10 und Fig. 11 eingezeichneten Schnittebene XII-XII;
    Fig. 13
    einen vertikalen Schnitt der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform gemäß der in Fig. 10 und Fig. 11 eingezeichneten Schnittebene XIII - XIII;
    Fig. 14
    einen vertikalen Schnitt einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform nach der Montage der Fertigteilplatten und der Druckstreben;
    Fig. 15
    das Detail C von Fig. 14;
    Fig. 16
    das Detail D von Fig. 14;
    Fig. 17
    das Detail E von Fig. 14;
    Fig. 18
    eine dem Detail C entsprechende alternative Ausführungsform der Auflagerkonstruktion;
    Fig. 19
    eine Ansicht einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform nach der Montage der Zugglieder und Fertigteilplatten und
    Fig. 20
    einen vertikalen Schnitt einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform nach der Herstellung der Aufbetonschicht.
  • Eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig. 1 bis Fig. 9 dargestellt.
  • Gemäß Fig. 1 werden vier Stützen 6, zwei Querträger 9, zwei Rahmenträger 28, 29 und zwei Verschubträger 25, 26 zu einer räumlichen Rahmenkonstruktion 31 zusammengefügt. Die räumliche Rahmenkonstruktion 31 gemäß Fig. 1 dient als Wagen 27, der auf den an oberen Endpunkten 20 von Auflagerkonstruktionen 15 fest montierten Verschublagern 24 in Längsrichtung entlang von zwei Brückenlängsträgern 5 einer Brücke 4 bewegt werden kann. Die Stützen 6 sind mit ihren oberen Endpunkten 7 dabei an einem der Querträger 9 befestigt und verbinden diese mit den beiden Verschubträgern 25, 26, die jeweils an unteren Endpunkten 8 der Stützen befestigt sind.
  • Gemäß Fig. 2 werden Fertigteilplatten 2 mittels Zuggliedern 11 am Wagen 27 befestigt. Dabei wird hier jede Fertigteilplatte 2 durch zwei Zugglieder 11 gehalten. Um eine Verdrehung der Fertigteilplatten 2 zu verhindern, werden die Fertigteilplatten 2 durch Verbindungskonstruktionen 39 miteinander verbunden.
  • Gemäß Fig. 3 werden die Fertigteilplatten 2 anschließend mittels einer Anhebevorrichtung, die in Fig. 3 nicht dargestellt ist, in eine überhöhte Lage angehoben, dass ein Abstand zwischen der Unterseite 56 der Fertigteilplatten 2 und den Obergurten 32 der Brückenlängsträger 5 verbleibt. Fig. 5 veranschaulicht dabei die in Fig. 3 gekennzeichnete Detailansicht A.
  • Durch die Vergrößerung der Längen der Zugglieder 11, welche Längenänderung beispielsweise durch Gewindestangen 49 mit Muttern oder durch Absenkvorrichtungen mit hydraulischen Pressen 30 realisiert werden kann, ist es gemäß Fig. 4 möglich, die Fertigteilplatten 2 an ihren Plattenrändern 10 auf den Obergurten 32 der Brückenlängsträger 5 aufzulagern. Auf den abgesenkten Fertigteilplatten 2 wird anschließend eine Bewehrung verlegt und danach eine Aufbetonschicht 3 aufgebracht. Fig. 6 zeigt dabei das Detail B von Fig. 4.
  • Gemäß Fig. 5 werden die Stützen 6 bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit ihren unteren Endpunkten 8 an Verschubträgern 25, 26 mit Schweißnähten 34 biegesteif angeschlossen. Die Verschubträger 25, 26 werden dabei auf Verschublagern 24 gelagert. Die Verschublager 24 werden beispielsweise als Rollenlager oder als Gleitlager so ausgeführt, dass die Verschubträger 25, 26 in Längsrichtung entlang der Brückenlängsträger 5 der Brücke 4 verschoben werden können. Die Verschublager 24 werden an den oberen Endpunkten 20 von Auflagerkonstruktionen 15 befestigt. Die Auflagerkonstruktionen 15, die hier als Stahlprofile 44 ausgebildet sind, werden biegesteif mit den Obergurten 32 der Brückenlängsträger 5 verbunden. Die Fertigteilplatten 2 sind in Fig. 5 in angehobener bzw. in überhöhter Lage und in Fig. 6 in abgesenkter Lage dargestellt. In der überhöhten Lage müssen die Fertigteilplatten 2 so hoch angeordnet werden, dass ein Überfahren der Aufbetonschicht 3 von bereits fertiggestellten Bauabschnitten möglich ist. In der abgesenkten Lage gemäß Fig. 4 und Fig. 6 werden die Plattenränder 10 der Fertigteilplatten 2 auf den Obergurten 32 der Brückenlängsträger 5 aufgelagert.
  • Gemäß Fig. 6 werden die Stahlprofile 44 beim Aufbringen der Aufbetonschicht 3 einbetoniert. Die Zugglieder 11 werden durch Hüllrohre 36 vor einem direkten Kontakt mit der Aufbetonschicht 3 geschützt. Dies ermöglicht ein Ausbauen der Zugglieder 11 nach dem Erhärten der Aufbetonschicht 3 und eine Wiederverwendung der Zugglieder 11 im nächsten Bauabschnitt. Die Stahlprofile 44 werden dazu nach dem Erhärten der Aufbetonschicht 3 und nach der Demontage der Verschublager 24 in der Nähe der Oberfläche 18 der Aufbetonschicht 3 abgeschnitten.
  • In Fig. 5 und Fig. 6 wird gezeigt, dass ein aus einer Gewindestange 49 gebildetes Zugglied 11 durch ein Loch 35, das in der Fertigteilplatte 2 angeordnet ist, durchgeführt und an der Unterseite 56 der Fertigteilplatte 2 mit einer Beilagscheibe und einer Mutter verankert 14 wird. Über diese Verankerung 14, die durch das Loch 35, die Beilagscheibe und die Mutter gebildet wird, wird ein Teil des Eigengewichts der Fertigteilplatte 2 und ein Teil des Gewichts der Aufbetonschicht 3 in das Zugglied 11 eingeleitet. Um zu verhindern, dass das Zugglied 11 in der Aufbetonschicht 3 einbetoniert wird, wird in dem Loch 35 vor der Montage des Zugglieds 11 ein Hüllrohr 36 befestigt. Die Beilagscheibe sowie die zugehörige Mutter der Verankerung 14 sind dazu mit einem Seil 37 verbunden. Das ermöglicht die Demontage der Verankerung 14 von der Oberfläche 18 der Aufbetonschicht 3 aus. Für den Fall, dass Beilagscheibe und Mutter miteinander verbunden sind, reicht die Verbindung des Seils 37 wahlweise mit der Beilagscheibe oder der Mutter aus, um ein unbeabsichtigtes Herabfallen der Verankerung 14 bei Demontage der Zugglieder 11 zu vermeiden. Zur Demontage wird das aus einer Gewindestange 49 bestehende Zugglied 11 von oben aus dem Loch 35 herausgedreht. Das Herunterfallen der Mutter, welche hier mit der Beilagscheibe verbunden ist, wird durch das Seil 37 verhindert, weil das andere Ende des Seils 37 am Wagen 27 befestigt ist.
  • Aus Gründen der Übersichtlichkeit und weil die Ausführung der Bewehrung von Fertigteilplatten 2 mit Aufbetonschicht 3 als bekannt vorausgesetzt werden kann, wird die Bewehrung in diesem Ausführungsbeispiel nicht dargestellt. Ein Teil der Bewehrung ist in den Fertigteilplatten 2 angeordnet. Ein Teil der Bewehrung wird vor dem Aufbringen der Aufbetonschicht 3 eingebaut. Der Einbau der Bewehrung der Aufbetonschicht kann bereits zu einem großen Teil auf einem Montageplatz 42 erfolgen, wie dies in Fig. 7 veranschaulicht ist. Am jeweiligen Einbauort 43 muss lediglich die obere Bewehrung in Querrichtung im Bereich der negativen Momente beim Anschluss der Kragplatten zugelegt werden.
  • Die Abbildungen Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 5 zeigen, dass durch die Fertigteilplatten 2 zwei auskragende Platten und eine zwischen den Brückenlängsträgern angeordnete Platte gebildet werden. Diese drei Platten müssen voneinander getrennt sein, um ein Verfahren des Wagens 27 in Längsrichtung der Brücke 4 und ein Absenken der Fertigteilplatten zu ermöglichen.
  • Aus diesem Grund ist es auch nicht möglich die gesamte Bewehrung am Montageplatz 42 zu verlegen. Die Bewehrung, die zur Verbindung der auskragenden Platten und der zwischen den Brückenlängsträgern 5 angeordneten Platte erforderlich ist, kann daher erst am Einbauort 43 verlegt werden.
  • Eine Brücke 4, welche zwei Widerlager 40, fünf Pfeiler 41 und zwei Brückenlängsträger 5 umfasst, ist in den Abbildungen Fig. 7 bis Fig. 9 dargestellt. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, werden Auflagerkonstruktionen 15 auf den Brückenlängsträgern 5 und auf einem der beiden Widerlager 40 montiert. Der Wagen 27, der hier vier Stützen 6, zwei Querträger 9, zwei Rahmenträger 28, 29 und zwei Verschubträger 25, 26 umfasst, wird mit Hilfe von Winden zum Montageplatz 42, der hier über einem der beiden Widerlager 40 angeordnet ist, bewegt. Am Montageplatz 42 werden die Fertigteilplatten 2 mittels Zuggliedern 11 an den Querträgern 9 des Wagens 27 abgehängt. Die Fertigteilplatten 2 werden in angehobener, überhöhter Lage montiert, um beim Verfahren des Wagens 27 in Längsrichtung der Brücke 4 eine Berührung mit den Obergurten 32 der Brückenlängsträger 5 zu vermeiden und um ein Überfahren der Aufbetonschicht 3 von bereits fertiggestellten Bauabschnitten einer Fahrbahnplatte 1 zu ermöglichen.
  • Gemäß Fig. 8 werden der Wagen 27 und die daran abgehängten Fertigteilplatten 2 im nächsten Verfahrensschritt vom Montageplatz 42 zum vorgesehenen Einbauort 43 bewegt. Am Einbauort 43 werden die Fertigteilplatten 2 abgesenkt, bis die Plattenränder 10 der Fertigteilplatten 2 auf den Obergurten 32 der Brückenlängsträger 5 aufliegen. Anschließend kann die Aufbetonschicht 3 aufgebracht werden. Nach dem Erhärten der Aufbetonschicht 3 werden die Zugglieder 11 von den Verankerungen 14 der Fertigteilplatten gelöst und der Wagen 27 wird zum Montageplatz 42 verfahren, damit dort die Fertigteilplatten 2 für den nächsten Bauabschnitt am Wagen 27 montiert werden können.
  • Der Montageplatz 42 ist bei diesem Ausführungsbeispiel auf einem Widerlager 40 situiert. Es kann auch vorteilhaft sein, den Montageplatz 42 auf die Brücke 4 zu verlegen nachdem die ersten Abschnitte der Fahrbahnplatte 1 hergestellt wurden.
  • Gemäß Fig. 9 werden nach der Herstellung der Fahrbahnplatte 1 sämtliche Auflagerkonstruktionen 15 durch das Abschneiden der Stahlprofile 44 in der Nähe der Oberfläche 18 der Aufbetonschicht 3 entfernt. Anschließend wird die Brücke 4 in üblicher Weise durch das Aufbringen einer Abdichtung auf der Oberfläche 18 der Aufbetonschicht 3 und das anschließende Aufbringen eines Fahrbahnbelags fertiggestellt.
  • Eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in den Abbildungen Fig. 10 bis Fig. 13 dargestellt.
  • Die in Fig. 10 und Fig. 11 dargestellte Brücke 4 entspricht dabei der im ersten Ausführungsbeispiel gezeigten Brücke 4. Der in Fig. 10 dargestellte Wagen 27 umfasst bei diesem Ausführungsbeispiel acht Stützen 6, vier Querträger 9, zwei Rahmenträger 28, 29 und zwei Verschubträger 25, 26. Der Wagen 27 ist durch Verbände 38 in dessen Längsrichtung ausgesteift.
  • Mit der Herstellung der Fahrbahnplatte 1 wird bei diesem Beispiel an dem, dem Montageplatz 42 gegenüberliegenden Widerlager 40, begonnen, welches in Fig. 10 und Fig. 11 jeweils rechts im Bild gezeigt ist. Das hat hier den Vorteil, dass der Wagen 27 mit den am Wagen 27 abgehängten Fertigteilplatten 2 nicht über die Aufbetonschicht 3 fahren muss. Der Abstand zwischen der Unterseite 56 der Fertigteilplatten 2 und der Oberseite der Obergurte 32 der Brückenlängsträger 5 kann deswegen kleiner als bei dem ersten Ausführungsbeispiel gewählt werden. Dieser Abstand kann hier beispielsweise mit 20 mm gewählt werden, um Bautoleranzen auszugleichen und einen unerwünschten Kontakt zwischen den Fertigteilplatten 2 und den Brückenlängsträgern 5 während des Längstransports der Fertigteilplatten 2 zu vermeiden. Ein kleiner Abstand ist deshalb vorteilhaft, weil dadurch nur ein geringer Absenkweg benötigt wird, um die Plattenränder 10 der Fertigteilplatten 2 auf den Brückenlängsträgern 5 aufzulagern.
  • Wie in Fig. 12 im Detail veranschaulicht ist, werden die Auflagerkonstruktionen 15 der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform durch Hohlprofile 16 und Stahlprofile 44 gebildet. Fig. 12 zeigt dabei gemäß den jeweils in Fig. 10 sowie in Fig. 11 eingezeichneten Schnittebenen XII-XII, dass ein Hohlprofil 16 durch Schweißnähte 34 biegesteif mit dem Obergurt 32 des Brückenlängsträgers 5 verbunden ist. In dem Hohlprofil 16 wird ein Stahlprofil 44 in senkrechter Lage angeordnet und in seiner Lage fixiert. Die Fertigteilplatten werden entlang ihrer Plattenränder 10 auf den Obergurten 32 des Brückenlängsträgers 5 aufgelagert. Die Länge des Hohlprofils 16 wird so ausgeführt, dass die Oberkante 17 des Hohlprofils 16 über der Oberfläche 18 der Aufbetonschicht 3 liegt, um ein Eindringen des Ortbetons beim Aufbringen der Aufbetonschicht 3 in das Hohlprofil 16 zu vermeiden.
  • Fig. 13 zeigt, dass die Fertigteilplatten 2 eine Querschnittsform mit Knicken 57 aufweisen können. Die Form der endgültigen Fahrbahnplatte 1, die aus den Fertigteilplatten 2 und der Aufbetonschicht 3 gebildet wird, kann dadurch vorteilhaft den statisch erforderlichen Querschnittsabmessungen angepasst werden. Fig. 13 zeigt auch, dass die Dicke der Fertigteilplatten 2 veränderlich sein kann.
  • Die in Fig. 13 dargestellte Schnittansicht gemäß den jeweils in Fig. 10 sowie in Fig. 11 eingezeichneten Schnittebenen XIII-XIII ist an einer Stelle angeordnet, in der sich ein Querspannglied 59 in der Fahrbahnplatte 1 befindet. Die Endverankerungen 60 und die Umlenkstellen 61 des Querspannglieds 59 werden bereits bei der Herstellung der Fertigteilplatten 2 ausgebildet. Das hat den Vorteil, dass die beim Anspannen des Querspannglieds 59 auftretenden Verankerungs- und Umlenkkräfte in die bereits vollständig ausgehärteten Endverankerungen 60 und Umlenkstellen 61 eingeleitet werden und das Anspannen des Querspannglieds 59 bereits bei einer geringen Betonfestigkeit der Aufbetonschicht 3 erfolgen kann. Üblicherweise ist zum Zeitpunkt des Anspannens eine Würfeldruckfestigkeit des Betons in der Endverankerung 60 mit Werten von 30 MPa bis 50 MPa erforderlich. Bei der in Fig. 13 dargestellten, besonders vorteilhaften Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Anspannen des Querspannglieds bereits bei einer Würfeldruckfestigkeit der Aufbetonschicht von beispielsweise 10 MPa erfolgen. Für einen raschen Baufortschritt ist es dabei von besonderer Bedeutung, dass vorteilhaft mit dem Anspannen des Querspanngliedes nicht zugewartet werden muss, bis der Beton in der Aufbetonschicht 3 eine höhere Würfeldruckfestigkeit von beispielsweise 30 MPa erreicht hat.
  • Eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform des Verfahrens ist in den Abbildungen Fig. 14 bis Fig. 18 dargestellt.
  • Gemäß Fig. 14 wird der Brückenlängsträger 5 hier mit einem Hohlkastenquerschnitt aus Spannbeton hergestellt. Die auskragenden Fertigteilplatten 2 sind mit Zuggliedern 11 vom Wagen 27 abgehängt. Der Wagen 27 dient zusätzlich zur Abhängung von Druckstreben 58, die im Endzustand die auskragenden Teile der Fahrbahnplatte 1 stützen. Der Wagen 27 weist eine Anhebe- und Absenkvorrichtung für das Anheben und Absenken der Fertigteilplatten 2 auf, die durch hydraulische Pressen 30 gebildet wird. Durch ein Ausfahren des Kolbens der hydraulischen Presse 30 werden die Querträger 9, die Zugglieder 11, die Fertigteilplatten 2 und die Druckstreben 58 angehoben. Während des Verfahrens des Wagens 27 wird der angehobene obere Teil des Wagens durch zusätzliche Konstruktionen stabilisiert, um unzulässige Querbeanspruchungen der ausgefahrenen Kolben der hydraulischen Pressen 30 zu vermeiden. Diese zusätzlichen Konstruktionen sind in Fig. 14 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
  • Ein Plattenrand 10 jeder Fertigteilplatte 2 ist dabei auf dem Brückenlängsträger 5 gelagert. An einer der beiden Fertigteilplatten 2 ist eine Arbeitsplattform 46 mit einem Geländer 47 befestigt. Zur Herstellung der Aufbetonschicht 3 wird am Plattenrand 10 auf der linken Seite der auskragenden Fertigteilplatte 2 eine seitliche Schalung 48 befestigt. Das Anbringen einer seitlichen Schalung 48 ist vorteilhaft, weil eine Arbeitsfuge 21 zwischen den Fertigteilplatten 2 und der in Fig. 14 nicht dargestellten Aufbetonschicht 3 dadurch nicht in der Ebene der Oberfläche 18 der Aufbetonschicht 3 zu liegen kommt. Eine weitere Verbesserung der Dauerhaftigkeit der Fahrbahnplatte 1 kann dadurch erreicht werden, dass die Arbeitsfuge 21 zwischen den Fertigteilplatten 2 und der Aufbetonschicht 3 an der Unterseite 56 der Fertigteilplatte 2 angeordnet wird. Um dies zu erreichen, wird gemäß Fig. 14 die seitliche Schalung 48 auf der Arbeitsplattform 46 in einem Abstand vom Plattenrand 10 der Fertigteilplatte 2 angeordnet und ein Teil der Arbeitsplattform 46 wird als untere Schalung für die Aufbetonschicht 3 ausgebildet. Dies ist am rechten Bildrand von Fig. 14 gezeigt.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 14 wird es von Vorteil sein, die Arbeitsplattform 46, das Geländer 47 und die seitlichen Schalungen 48 an den Fertigteilplatten 2 bereits am Montageplatz 42 für die Fertigteilplatten 2 zu montieren.
  • Im Brückenlängsträger 5 entstehen in dem in Fig. 14 dargestellten Bauzustand nur geringe Torsionsmomente, die durch die exzentrische Anordnung der Arbeitsplattform 46 auf der hier in Fig. 14 rechten Seite der Brücke 4 verursacht werden. Die wesentlichen Beanspruchungen für den Brückenlängsträger 5 resultieren aus dem Eigengewicht des Brückenlängsträgers 5 selbst, dem Eigengewicht der Fertigteilplatten 2 sowie dem Eigengewicht der Aufbetonschicht 3. Wegen der im Querschnitt symmetrischen Anordnung von Brückenlängsträger 5, Fertigteilplatten 2 und Aufbetonschicht 3, verursacht das Eigengewicht dieser Bauteile in Summe keine Torsionsmomente, sondern nur Biegemomente im Brückenlängsträger 5. Dies ist hier vorteilhaft, da bekannt ist, dass Brückenlängsträger 5 aus Spannbeton viel besser zur Aufnahme von Biegemomenten als zur Aufnahme von Torsionsmomenten geeignet sind.
  • Die Ausbildung der Auflagerkonstruktion 15 für dieses Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig. 15 dargestellt, welche das Detail C von Fig. 14 zeigt. Der untere Endpunkt eines Stahlprofils 44 wird dazu gemäß Fig. 15 auf Stahlplatten 45 gelagert. Mit den Stahlplatten 45 ist eine lagegenaue Positionierung der Verschublager 24 möglich. Das Einbetonieren der Hohlprofile 16 im Brückenlängsträger 5 ermöglicht eine kostengünstige biegesteife Befestigung der Auflagerkonstruktion 15 auf dem Brückenlängsträger 5, die durch das Einschieben des Stahlprofils 44 in das Hohlprofil 16 hergestellt wird. Stahlkeile 55 werden dabei von der Oberkante 17 des Hohlprofils 16 in die Spalte zwischen dem Hohlprofil 16 und dem Stahlprofil 44 eingeschlagen, um dadurch das Stahlprofil 44 in seiner Lage im Hohlprofil 16 zu fixieren.
  • Fig. 16 veranschaulicht das Detail D von Fig. 14. Die Einleitung der Druckkräfte der Fertigteilplatten 2 in den Brückenlängsträger 5 erfolgt gemäß Fig. 16 dadurch, dass die Plattenränder 10 der Fertigteilplatten 2 in einer Aussparung 53 gelagert werden. Zum Ausgleich von Bautoleranzen wird zwischen der Fertigteilplatte 2 und dem Brückenlängsträger 5 vorteilhaft eine Ausgleichsschicht 54 aus Epoxidharz oder Mörtel aufgebracht.
  • Eine Möglichkeit zur Ausbildung der Verankerung 14 der Fertigteilplatte 2 ist in Fig. 17 dargestellt, welche das in Fig. 14 gekennzeichnete Detail E in einer Großansicht zeigt. Ein Bewehrungsstab 52 wird dazu in der Fertigteilplatte 2 einbetoniert. Am Bewehrungsstab 52 sind Querstäbe 51 angeschweißt, um die vom Bewehrungsstab 52 übernommene Zugkraft besser in den Beton der Fertigteilplatte 2 einleiten zu können. An dem aus der Fertigteilplatte 2 herausragenden Ende des Bewehrungsstabs 52 wird eine Muffe 50 befestigt. Das Zugglied 11 wird als Gewindestange 49 ausgebildet. Der untere Endpunkt 13 des Zugglieds 11 wird durch Eindrehen der Gewindestange 49 in der Muffe 50 befestigt.
  • Eine alternative Ausbildung der Auflagerkonstruktion 15 ist in Fig. 18 dargestellt. Ein Betonprisma 22 wird auf dem Brückenlängsträger 5 gelagert. Zum Ausgleich von Bautoleranzen kann es vorteilhaft sein, zwischen dem Betonprisma 22 und dem Brückenlängsträger 5 eine Ausgleichsschicht 54 anzuordnen. Das Verschublager 24 wird auf der Oberseite 23 des Betonprismas 22 befestigt.
  • Eine vierte erfindungsgemäße Ausführungsform des Verfahrens ist in Fig. 19 dargestellt.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Zugglieder 11 der auskragenden Platten in schräger Lage montiert. Dadurch werden Horizontalbewegungen der Fertigteilplatten 2, die zum Beispiel beim Anfahren oder Bremsen des Wagens 27 infolge von Massenträgheitskräften auftreten würden, in ihrer Größe wesentlich reduziert. Wenn Zugglieder 11 in vertikaler Lage eingebaut werden, wie bei Fig. 19 im Bereich zwischen den Brückenlängsträgern 5 dargestellt ist, müssen die Zugglieder 11 eine ausreichende Biegesteifigkeit aufweisen, um störende Horizontalbewegungen der Fertigteilplatten 2 beim Anfahren und Abbremsen des Wagens 27 zu verhindern. Alternativ können die durch Verbindungskonstruktionen 39 verbundenen Fertigteilplatten 2 durch temporäre Festhaltevorrichtungen 19 mit dem Wagen 27 verbunden werden, um eine ausreichende Stabilisierung während des Verfahrens des Wagens 27 zu erreichen. In Fig. 19 werden zwei temporäre Festhaltevorrichtungen 19 gezeigt, die nach dem Anheben der zwischen den Brückenlängsträgern 5 angeordneten Fertigteilplatten 2 mit den Fertigteilplatten 2 verbunden werden können.
  • Eine fünfte erfindungsgemäße Ausführungsform des Verfahrens ist in Fig. 20 dargestellt.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Querträger 9 als Fachwerkkonstruktion 33 ausgebildet. Eine Fachwerkkonstruktion 33 weist gegenüber einer rein biegebeanspruchten Tragkonstruktion, die beispielsweise dem Querträger 9 der ersten Ausführungsform entspricht, den Vorteil einer höheren Steifigkeit auf.
  • Die hier beispielhaft gezeigte Ausführung des Querträgers 9 als Fachwerkkonstruktion 33 kann sinngemäß auf weitere Tragwerksteile des Wagens 27 angewandt werden, um Konstruktionsgewicht einzusparen, weil Fachwerkkonstruktionen 33 leichter sind als räumliche Rahmenkonstruktionen 31.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel bestehen die Brückenlängsträger 5 aus rechteckigen Stahlbetonträgern. Die auskragenden Fertigteilplatten 2 werden auf die Brückenlängsträger 5 aufgelegt. Die zwischen den Brückenlängsträgern 5 angeordnete Fertigteilplatte 2 ist auf der linken Seite in einer Aussparung 53 im Brückenlängsträger 5 aufgelagert. Auf der rechten Seite weist der Plattenrand 10 der Fertigteilplatte 2 einen Abstand zum Brückenlängsträger 5 auf. Dadurch entsteht beim Anschluss der Fertigteilplatte 2 an den rechten Brückenlängsträger 5 eine sich in Längsrichtung der Brücke 4 erstreckende Arbeitsfuge 21.
  • In den Beispielen wurde die Herstellung einer Fahrbahnplatte 1 auf Brückenlängsträgern 5 aus Stahlprofilen, hohlkastenförmigen Spannbetonträgern und rechteckigen Stahlbetonträgern beschrieben. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Herstellung einer Fahrbahnplatte 1 auf Brückenlängsträgern 5 aus beliebigen Baustoffen und mit beliebigen Querschnitten möglich.
  • Die in den Beispielen gezeigten Schweißverbindungen können erforderlichenfalls durch Schraub,- Niet-, Klebe- und/oder Klemmverbindungen ersetzt werden.
  • Die in den Beispielen gezeigten Verankerungen 14 der Fertigteilplatten 2 können auch durch andere gleichwertige Ausführungsformen, wie zum Beispiel durch einbetonierte Gewindestangen 49 mit Endplatten oder durch konusförmige Verankerungen, ersetzt werden.
  • Die in den Beispielen gezeigten Fertigteilplatten 2 sind vorteilhaft industriell hergestellte Produkte aus Stahlbeton. Die Fertigteilplatten 2 können auch aus Spannbeton, textilbewehrtem Beton, Faserbeton oder aus ultrahochfestem Beton hergestellt werden. Es kann auch von Vorteil sein, die Fertigteilplatten 2 direkt vor Ort oder zumindest in der Nähe der zu errichtenden Brücke 4 herzustellen.
  • In den Beispielen werden die Zugglieder 11 mit ihren oberen Endpunkten 12 an Querträgern 9 des Wagens 27 befestigt. Es kann auch von Vorteil sein, die Zugglieder 11 an anderen Konstruktionsteilen des Wagens 27 wie beispielsweise den Rahmenträgern 28, 29, zu befestigen.
    • LISTE DER BEZUGSZEICHEN:
    • 1
    Fahrbahnplatte
    2
    Fertigteilplatte
    3
    Aufbetonschicht
    4
    Brücke
    5
    Brückenlängsträger
    6
    Stütze
    7
    oberer Endpunkt einer Stütze
    8
    unterer Endpunkt einer Stütze
    9
    Querträger
    10
    Plattenrand einer Fertigteilplatte
    11
    Zugglied
    12
    oberer Endpunkt eines Zugglieds
    13
    unterer Endpunkt eines Zugglieds
    14
    Verankerung einer Fertigteilplatte
    15
    Auflagerkonstruktion
    16
    Hohlprofil
    17
    Oberkante eines Hohlprofils
    18
    Oberfläche der Aufbetonschicht
    19
    Temporäre Festhaltevorrichtung
    20
    oberer Endpunkt einer Auflagerkonstruktion
    21
    Arbeitsfuge
    22
    Betonprisma
    23
    Oberseite eines Betonprismas
    24
    Verschublager
    25
    erster Verschubträger
    26
    zweiter Verschubträger
    27
    Wagen
    28
    erster Rahmenträger
    29
    zweiter Rahmenträger
    30
    hydraulische Presse
    31
    räumliche Rahmenkonstruktion
    32
    Obergurt eines Brückenlängsträgers
    33
    Fachwerkkonstruktion
    34
    Schweißnaht
    35
    Loch
    LISTE DER BEZUGSZEICHNUNG (FORTSETZUNG):
    • 36
    Hüllrohr
    37
    Seil
    38
    Verband
    39
    Verbindungskonstruktion
    40
    Widerlager
    41
    Pfeiler
    42
    Montageplatz
    43
    Einbauort
    44
    Stahlprofil
    45
    Stahlplatten
    46
    Arbeitsplattform
    47
    Geländer
    48
    seitliche Schalung
    49
    Gewindestange
    50
    Muffe
    51
    Querstab
    52
    Bewehrungsstab
    53
    Aussparung
    54
    Ausgleichsschicht
    55
    Stahlkeil
    56
    Unterseite der Fertigteilplatte
    57
    Knick
    58
    Druckstrebe
    59
    Querspannglied
    60
    Endverankerung für Querspannglied
    61
    Umlenkstelle für Querspannglied

Claims (21)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Fahrbahnplatte (1) mit untenliegenden Fertigteilplatten (2) und einer darüber angeordneten Aufbetonschicht (3) aus Ortbeton für eine Brücke (4) mit mindestens einem Brückenlängsträger (5),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - a - an der Oberseite des mindestens einen Brückenlängsträgers (5) Auflagerkonstruktionen (15) ausgebildet werden, wobei
    - b - an voneinander beabstandeten oberen Endpunkten (20) der Auflagerkonstruktionen (15) Verschublager (24) montiert werden, sowie
    - c - die Verschublager (24) derart in Längsrichtung der Brücke (4) ausgerichtet werden, dass diese als Auflager für Verschiebungen nur in Längsrichtung der Brücke (4) wirken, wobei
    - d - ein erster Verschubträger (25) und ein zweiter Verschubträger (26) jeweils mit einer Trägerlänge, welche größer ist als der zweifache Abstand von in Längsrichtung der Brücke (4) benachbarten Verschublagern (24), jeweils auf mindestens zwei Verschublagern (24) in Längsrichtung der Brücke (4) verschieblich gelagert werden, wobei
    - e - die beiden Verschubträger (25, 26) derart gelagert werden, dass die Schwerachse des zweiten Verschubträgers (26) parallel zur Schwerachse des ersten Verschubträgers (25) ist sowie die beiden Verschubträger (25, 26) in einer Schnittebene normal zur Längsachse der Brücke (4) zueinander beabstandet sind und die beiden Verschubträger (25, 26) im Wesentlichen entlang desselben Längenabschnittes der Brücke (4) angeordnet werden, wobei
    - f - zumindest zwei voneinander beabstandete Stützen (6) jeweils mit ihren unteren Endpunkten (8) in im Wesentlichen senkrechter Lage mit dem ersten Verschubträger (25) verbunden werden, sowie
    - g - zumindest zwei voneinander beabstandete weitere Stützen (6) mit ihren unteren Endpunkten (8) in im Wesentlichen senkrechter Lage mit dem zweiten Verschubträger (26) verbunden werden, wobei
    - h - an den oberen Endpunkten (7) der Stützen (6) Querträger (9) in im Wesentlichen horizontaler Lage befestigt werden, wobei jeder Querträger (9) jeweils an einer mit dem ersten Verschubträger (25) verbundenen ersten Stütze (6) sowie an einer mit dem zweiten Verschubträger (26) verbundenen zweiten Stütze (6) befestigt wird, sowie
    - i - an den Querträgern (9) jeweils Zugglieder (11) befestigt werden, woraufhin
    - j - eine durch die Verbindung der Verschubträger (25, 26), der Stützen (6) und der Querträger (9) entstandene räumliche Rahmenkonstruktion (31) einen Wagen (27) bildet, der in Längsrichtung der Brücke (4) verfahrbar ist und zu einem Montageplatz (42) bewegt wird, wobei
    - k - an dem Montageplatz (42) Fertigteilplatten (2) an den unteren Endpunkten (13) der Zugglieder (11) in überhöhter Lage befestigt werden, und anschließend
    -1- der Wagen (27) mit den Fertigteilplatten (2) zum vorgesehenen Einbauort (43) der Fertigteilplatten (2) bewegt wird, woraufhin
    - m - die Fertigteilplatten (2) so weit abgesenkt werden, dass zumindest ein Plattenrand (10) mindestens einer Fertigteilplatte (2) auf einem Brückenlängsträger (5) aufgelagert wird, sowie
    - n - eine in der Aufbetonschicht (3) anzuordnende Bewehrung verlegt wird, und
    - o - auf den Fertigteilplatten (2) eine Aufbetonschicht (3) aus Ortbeton aufgebracht wird, wobei die oberen Endpunkte (20) der Auflagerkonstruktionen (15) in Einbaulage gleich hoch oder höher liegen als die Oberfläche (18) der Aufbauschicht (3), sowie
    - p - nach dem Erhärten der Aufbetonschicht (3) die Befestigung der Fertigteilplatten (2) an den unteren Endpunkten (13) der Zugglieder (11) gelöst wird, und schließlich
    - q - der Wagen (27) zu einem Montageplatz (42), um dort gegebenenfalls weitere Fertigteilplatten (2) aufzunehmen, bewegt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    - mindestens eine Auflagerkonstruktion (15) aus einem Stahlprofil (44) ausgebildet wird, sowie
    - das Stahlprofil (44) biegesteif mit dem Brückenlängsträger (5) derart verbunden wird, dass die Schwerachse des Stahlprofils (44) im Wesentlichen parallel zu den Schwerachsen der Stützen (6) verläuft, wobei
    - die Länge des Stahlprofils (44) so gewählt wird, dass der obere Endpunkt des Stahlprofils (44) in Einbaulage gleich hoch oder höher liegt als die Oberfläche (18) der Aufbetonschicht (3), und
    - zur Demontage der Auflagerkonstruktion (15) das Stahlprofil (44) nahe der Oberfläche (18) der Aufbetonschicht (3) abgeschnitten wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    - mindestens eine Auflagerkonstruktion (15) aus einem Betonprisma (22) ausgebildet wird, wobei
    - das Betonprisma (22) derart auf dem Brückenlängsträger (5) montiert wird, dass die Oberseite (23) des Betonprismas (22) gleich hoch oder geringfügig höher angeordnet ist als die Oberfläche (18) der Aufbetonschicht (3), wobei die Oberseite (23) des Betonprismas (22) im Wesentlichen parallel zur Oberfläche (18) der Aufbetonschicht (3) ist, und
    - das Betonprisma (22) in der Aufbetonschicht (3) verbleibt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    - mindestens eine Auflagerkonstruktion (15) aus einem Hohlprofil (16) und einem Stahlprofil (44) ausgebildet wird, wobei
    - die Abmessungen des Hohlprofils (16) derart bemessen werden, dass das Einschieben des Stahlprofils (44) in das Hohlprofil (16) ermöglicht wird, und
    - das Hohlprofil (16) so mit dem Brückenlängsträger biegesteif verbunden wird, dass die Schwerachse des Hohlprofils (16) annähernd parallel zu den Schwerachsen der Stützen (6) verläuft, wobei
    - die Länge des Hohlprofils (16) derart gewählt wird, dass die Oberkante (17) des Hohlprofils (16) in Einbaulage gleich hoch oder höher liegt als die Oberfläche (18) der Aufbetonschicht (3), und
    - zur Demontage der Auflagerkonstruktion (15) das Stahlprofil (44) entfernt wird und das Hohlprofil (16) in der Nähe der Oberfläche (18) der Aufbetonschicht (3) abgeschnitten wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wagen (27) eine Stahlkonstruktion umfasst, die aus vorab hergestellten Elementen auf der Brückenbaustelle mittels Schraub- und/oder Steckverbindungen zusammengesetzt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wagen (27) nach Fertigstellung der Fahrbahnplatte (1) abgebaut wird und gegebenenfalls zur Herstellung einer Fahrbahnplatte (1) bei einer anderen Brücke (4) wiederverwendet wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine räumliche Rahmenkonstruktion (31) des Wagens (27) zumindest teilweise aus Fachwerkkonstruktionen (33) hergestellt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Befestigen der Fertigteilplatten (2) an den unteren Endpunkten (13) der Zugglieder (11) die Fertigteilplatten (2) durch im Bereich der Plattenränder (10) angeordnete Verbindungskonstruktionen (39) miteinander verbunden werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigteilplatten (2) mittels auf dem Wagen (27) montierten hydraulischen Pressen (30) am Montageplatz (42) angehoben und am Einbauort (43) abgesenkt werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigteilplatten (2) am Einbauort (43) durch eine gegenseitige Verdrehung der mit einem Gewinde versehenen Zugglieder (11) und den am oberen Endpunkt (12) befestigten Muttern abgesenkt werden.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigteilplatten (2) an am Wagen (27) schräg angeordneten Zuggliedern (11) befestigt werden, wodurch Horizontalbewegungen der Fertigteilplatten (2) während des Verfahrens des Wagens (27) möglichst verhindert werden.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Zugglieder (11) mit einer hohen Biegesteifigkeit verwendet werden, wodurch Horizontalbewegungen der Fertigteilplatten (2) während des Verfahrens des Wagens (27) möglichst verhindert werden.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigteilplatten (2) am Wagen (27) mit temporären Festhaltevorrichtungen (19) befestigt werden, wodurch Horizontalbewegungen der Fertigteilplatten (2) während des Verfahrens des Wagens (27) möglichst verhindert werden.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrung für die Aufbetonschicht (3) am Montageplatz (42) auf den an den Zuggliedern (11) montierten Fertigteilplatten (2) aufgelegt wird und der Wagen (27) mit den Fertigteilplatten (2) samt der aufgelegten Bewehrung für die Aufbetonschicht (3) zum vorgesehenen Einbauort (43) der Fertigteilplatten (2) bewegt wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrung für die Aufbetonschicht (3) am Montageplatz (42) zumindest teilweise auf den Fertigteilplatten (2) verlegt wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass Fertigteilplatten (2), an denen Endverankerungen (60) und Umlenkstellen (61) für Querspannglieder (59) ausgebildet sind, verwendet werden.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Fertigteilplatte (2) in einer in einem Brückenlängsträger (5) aus Stahlbeton oder Spannbeton angeordneten Aussparung (53) aufgelagert wird.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zugglied (11) durch ein Loch (35) einer Fertigteilplatte (2) hindurchgeführt wird und das Zugglied (11) mit einer Verankerung (14) an der Unterseite (56) der Fertigteilplatte (2) verankert wird.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein unterer Endpunkt (13) eines Zugglieds (11) in einer innerhalb der Querschnittshöhe der Fertigteilplatte (2) angeordneten Verankerung (14) verankert wird.
  20. Wagen (27) zur Herstellung einer Fahrbahnplatte (1) mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Wagen (27) zwei Verschubträger (25, 26), mindestens vier Stützen (6), mindestens zwei Querträger (9) sowie Zugglieder (11) umfasst, die zu einer räumlichen Rahmenkonstruktion (31) zusammengefügt sind, wobei
    - jeder Querträger (9) mittels der Stützen (6) jeweils an beiden Verschubträgern (25, 26) befestigt ist, und
    - die beiden Verschubträger (25, 26) derart angeordnet sind, dass diese (25, 26) auf mit dem zumindest einen Brückenlängsträger (5) verbundenen Verschublagern (24) in Längsrichtung der Brücke (4) verfahrbar aufliegen, wobei
    - der Wagen (27) vorzugsweise hydraulische Pressen (30) zum Anheben und Absenken von Fertigteilplatten (2) aufweist, sowie
    - der Wagen (27) dazu vorgesehen ist, Fertigteilplatten (2) von einem Montageplatz (42) zu einem Einbauort (43) entlang der Brücke (4) zu transportieren und
    - der Wagen (27) zusätzlich das Gewicht einer Aufbetonschicht (3) während des Betoniervorgangs sowie während des Erhärtens der Aufbetonschicht (3) aufnimmt und dabei dieses Gewicht in den zumindest einen Brückenlängsträger (5) der Brücke (4) einleitet.
  21. Fahrbahnplatte (1) mit untenliegenden Fertigteilplatten (2) und einer darüber angeordneten Aufbetonschicht (3) aus Ortbeton für eine Brücke (4) mit mindestens einem Brückenlängsträger (5), hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19 unter Zuhilfenahme eines Wagens (27) nach Anspruch 20.
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