DE10259584A1

DE10259584A1 - Konstruktionen und Verfahren zur Erhöhung der Tragfähigkeit von Biegeträgern

Info

Publication number: DE10259584A1
Application number: DE2002159584
Authority: DE
Inventors: Karl Gerhards
Original assignee: Gerhards Karl Dipl-Ing
Current assignee: Gerhards Karl Dipl-Ing
Priority date: 2002-04-04
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2004-07-15

Abstract

Biegeträger aus hochfesten und verformungsintensiven Werkstoffen haben bei Ausschöpfung der Festigkeiten unzulässig große Verformungen. Diese Werkstoffe können daher ihre Vorteile nicht entfalten. Ziel der Erfindung sind Aufgabenlösungen, mit denen das Festigkeitspotenzial hochfester und verformungsintensiver Werkstoffe voll ausgeschöpft wird und zusätzlich eine für die Gebrauchstauglichkeit ausreichende Erhöhung der Biegesteifigkeit im Beanspruchungsbereich zulässiger Gebrauchslasten bewirkt wird. DOLLAR A Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass Widerstandspotenzial für die gebrauchslastparallele Vorspannung M1 eines Grundprofils "geopfert" wird, die zu einer Vorverformung f1 führt und die bei Beanspruchung M1 + M2 durch Gebrauchslasten abgebaut wird. Bei der Beanspruchung M1 + M2 ist somit statt f1 + f2 nur noch f2 als Biegeverformung wirksam. Die Grenztragfähigkeit wird bestimmt vom vollen Widerstandspotenzial. DOLLAR A Die Erfindung erhöht die Biegesteifigkeit und Dauerfestigkeit von Biegeträgern beliebiger Konstruktionen und erlaubt die Ausschöpfung der Festigkeit sehr unterschiedlicher Werkstoffe.

Description

Gegenstand der Zusatzanmeldung sind weitere Ausbildungen der Verfahren und Konstruktionen der Patentanmeldung DE 102 14 824.4 . Die weiteren Ausbildungen der Verfahren und Konstruktionen sind an Hand von Beispielen durch die 101 bis 118 erläutert.
Es zeigen:
101 und 102 die Querschnitte von Biegeträgern nach Anspruch 5 und 6
103 den schematischen Längsschnitt durch eine Fertigungseinrichtung nach Anspruch 7
104 den schematischen Querschnitt durch eine Fertigungseinrichtung nach Anspruch 7
105 und 106 die Querschnitte von Biegeträgern nach Anspruch 8 und 10
107 den Querschnitt eines Biegeträgers nach Anspruch 9 und 11, dessen Grundprofile 4 aus Walzträgern 107 oder aus Blechen oder Breitflachstählen zusammengefügte Doppel-T-Trägern 107 bestehen
108 den Querschnitt eines Biegeträgers nach Anspruch 11, dessen Grundprofil 4 aus einem stählernen Kastenträger 101 besteht
109 den schematischen Längsschnitt durch eine Fertigungseinrichtung nach Anspruch 12
110 den schematischen Querschnitt durch eine Fertigungseinrichtung nach Anspruch 12
111 den schematischen Längsschnitt durch eine Fertigungseinrichtung nach Anspruch 13
112 den schematischen Querschnitt durch eine Fertigungseinrichtung nach Anspruch 13
113 bis 115 Querschnitte durch Tragwerkskonstruktionen nach Anspruch 20
116 einen Querschnitt durch eine Tragwerkskonstruktion nach Anspruch 22
117 einen Querschnitt durch eine Tragwerkskonstruktion nach Anspruch 23
118 einen Querschnitt durch eine Tragwerkskonstruktion nach Anspruch 24
In Anspruch 1 der Zusatzanmeldung wird Schutz begehrt für eine Ausprägung der Verfahrensweise gemäß Anspruch 1 der Patentanmeldung DE 102 14 824.4 bei der Fertigung und konstruktiven Gestaltung von Biegeträgern, die aus stählernen Grundprofilen 4 im schubfesten Verbund mit stählernen Querschnittsergänzungen 5 bestehen.
In Anspruch 2 wird Schutz begehrt für Biegeträger, deren Querschnittsergänzungen 5 aus normalfesten Stählen, zum Beispiel S 235 oder S 355, bestehen und deren Grundprofile 4 aus einem höherfesten Stahl bestehen. Die erfindungsgemäße Aufgabenstellung, das zulässige Widerstandspotenzial der Querschnittsergänzungen 5 für eine Erhöhung der effektiven Biegesteifigkeit auszuschöpfen und trotzdem das Widerstandspotenzial des Grundprofils 4 und der Querschnittsergänzungen 5 , also des Gesamtquerschnitts für die Grenztragfähigkeit zu aktivieren, führt bei der Kombination von normalfesten Stählen in den Querschnittsergänzungen mit Grundprofilen aus zum Beispiel S 460 oder S 690 oder S 890 oder S 960 oder S 1100 zu extrem biegesteifen oder extrem schlanken stählernen Biegeträgern aus Stahl. Diese vorteilhaften Eigenschaften werden erzielt, ohne Tragfähigkeit zu opfern.
Zwei Beispiele sollen Anwendungen des Verfahrens mit dieser Kombination von Werkstoffen erläutern:

– Die außergewöhnlich strengen Verformungskriterien für den Fahrwegträger des Transrapid lassen ich mit Hilfe des vorgeschlagenen Fertigungsverfahren mit schlanken Stahlträgern bei voller Ausschöpfung des Festigkeitspotenzials der eingesetzten Stähle erfüllen.
– Hilfsbrücken zum Abfangen von Gleislasten werden leichter und haben bis zu Spannweiten von 26 m Bauhöhen, die kleiner sind als die Konstruktionshöhe der Gleiskonstruktionen.

Für die Bemessung ist das volle Widerstandspotenzial der eingesetzten Stähle maßgebend. Bei vorwiegend nicht ruhender Beanspruchung der Biegeträger ist die Betriebs- und Dauerfestigkeit nicht mehr bemessungsrelevant.
Die effektive Durchbiegung lässt sich bis auf einen Bruchteil von etwa einem Fünftel eines herkömmlichen Biegeträgers mit gleichem Trägheitsmoment und gleicher Beanspruchung reduzieren.
In Anspruch 3 wird Schutz begehrt für Biegeträger, deren Querschnittsergänzungen 5 aus hoch- oder höchstfesten Stählen, zum Beispiel aus S 460 oder S 550 oder S 690 oder S 890 oder S 960 bestehen und deren Grundprofile eine noch höhere Festigkeit besitzen. Die erfindungsgemäße Aufgabenstellung, das zulässige Widerstandspotenzial der Querschnittsergänzungen 5 für eine Erhöhung der effektiven Biegesteifigkeit auszuschöpfen und trotzdem das Widerstandspotenzial des Grundprofils 4 und der Querschnittsergänzungen 5 , also des Gesamtquerschnitts für die Grenztragfähigkeit zu aktivieren, lässt sich mit werkstoffgerechten Steifigkeitsverhältnissen der Querschnittsergänzungen und des Grundprofils bei den zur Zeit verfügbaren hoch- und höchstfesten Stählen technischwirtschaftlich nur mit den Kombinationen S 460 oder S 550 für die Querschnittsergänzungen 5 und S 960 oder S 1100 für die Grundprofile 4 sowie S 690 für die Querschnittsergänzungen 5 und S 1100 für die Grundprofile 4 realisieren.
Das Fertigungsverfahren entfaltet seine technisch – wirtschaftlichen Vorzüge für stählerne Baukonstruktionen aber ganz besonders bei der Kombination hochfester und höchstfester Stähle mit unterschiedlichen Festigkeiten in Grundprofil 4 und Querschnittsergänzungen 5. Diese Werkstoffkombinationen verringern bei Biegeverformungen im Beanspruchungsbereich zulässiger Gebrauchslasten, die den Verformungen von Biegeträgern aus normalfesten Baustählen mit gleichem Trägheitsmoment nach dem Stand der Technik entsprechen, und bei gleichen statischen Grenztragfähigkeiten sowie Betriebs- und Dauerfestigkeiten das Konstruktionsgewicht von stählernen Biegeträgern um ein Vielfaches. Die obengenannten Werkstoffkombinationen lassen Verbesserungen der Stoffproduktivität um den Faktor 3,5 zu. Das erfindungsgemäße Verfahren würde aber beim Einsatz von höchsffesten Stählen, deren Festigkeit um das 2 bis 3-fache über der Festigkeit eines S 1100 liegen, noch höhere Verbesserungen der Stoffproduktivität ergeben, wobei auch hier die erfindungsgemäßen Biegeträger verglichen werden mit Biegeträgern nach dem Stand der Technik mit gleichem Trägheitsmoment und gleichen Biegeverformungen im Beanspruchungsbereich zulässiger Gebrauchslasten.
In Anspruch 4 wird Schutz begehrt für Biegeträger mit Querschnittsergänzungen 5 , die aus je 3 Lamellen bestehen. Vor dem schubfesten Verbinden mit dem vorgespannten Grundprofil wird die mittlere Lamelle gegen die beiden äußeren Lamellen vorgespannt. Dieser Spannungszustand wird durch das anschließende schubfeste Verbinden der Lamellen miteinander „eingefroren", bevor die Querschnittsergänzungen 5 mit dem vorgespannten Grundprofil 4 verbunden werden. Die steifigkeitserhöhende Effizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich noch verbessern, wenn die mittlere Lamelle aus CFK-Bändern besteht, die nach dem Vorspannen gegen die beiden äußeren Lamellen aus Stahl schubfest zum Beispiel durch Verkleben mit den äußeren Lamellen verbunden werden. CFK-Bänder können mit Festigkeiten und E-Moduli hergestellt werden, die um ein Vielfaches über den Festigkeiten und E-Moduli von Stahl liegen. Durch den Einsatz von Werkstoffen mit diesen Eigenschaften lassen sich beide vorteilhaften Wirkungen des erfindungsgemäßen Verfahrens – die Steifigkeitserhöhung im Beanspruchungsbereich zulässiger Gebrauchslasten und die Aktivierung des ganzen Widerstandspotenzial für die Grenztragfähigkeit – mit kleineren Querschnittsflächen der Querschnittsergänzungen 5 erzielen.
Die Ansprüche 5 und 6 beschreiben die Gestaltung von kompletten Tragwerken nach einem der Ansprüche 2 bis 4.
In Anspruch 7 wird Schutz begehrt für eine Vorrichtung zur Fertigung von Biegeträgern nach den Ansprüchen 1 bis 6.
Die Ansprüche 8 bis 11 beschreiben Verfahren und Biegeträger, bei denen die Grundprofile aus Stahl und die querschnittsergänzenden Gurtplatten aus vorgespanntem Stahlbeton bestehen.
In den Ansprüchen 12 und 13 wird Schutz begehrt für Vorrichtungen zur Herstellung von Biegeträgern nach den Ansprüchen 8 bis 11.
In den Ansprüchen 14 bis 19 werden Varianten von Biegeträgern nach den Ansprüchen 8 bis 11 beschrieben.
Die Ansprüche 20 bis 24 beschreiben die Gestaltung von kompletten Tragwerken aus Biegeträgern nach den Ansprüchen 10 oder 11.
100 und 101 zeigen Querschnitte von kompletten stählernen Tragwerken nach Anspruch 5 oder 6 der Zusatzanmeldung. Durch die Anordnung einer Schicht aus wärmedämmendem Werkstoff 32 zwischen Grundprofil 4 oder 101 und Querschnittsergänzungen 5 können Verformungen des Biegeträgers, die durch die temperaturbedingten Dehnungen des Obergurts bei Sonneneinstrahlung auf die Tragwerksoberfläche entstehen, erheblich vermindert werden.
Jeweils zwei Ausfertigungen der Verbundträger werden in spiegelbildlicher Anordnung in einer Vorrichtung gemäß 103 und 104 hergestellt. Die Vorrichtung erlaubt eine rationelle Fertigung, Erzeugung und Ableitung der Vorspannkräfte, zum Beispiel durch hydraulische Pressen mit Stellring 104.
Die 105 und 106 zeigen im Querschnitt Verbundträger, bei denen die Grundprofile 4 oder 101 aus Stahl und die Querschnittsergänzungen 105 und 106 aus vorgespanntem Stahlbeton bestehen.
Die 109 bis 112 zeigen Vorrichtungen zur Herstellung von Verbundfertigteilträgern nach den Ansprüchen 8 bis 11. Zur Aufnahme der Reaktionskräfte aus der Vorspannung der Spannstäbe 12 in den Obergurtplatten 108 erhält die Vorrichtung einen Längsriegel 114, der in der Spiegelachse 103 angeordnet ist und dessen Knicksicherheit trotz seiner Schlankheit gesichert ist, weil sein Ausweichen durch die Pressen 104 und die beiden Grundprofile 4 oder 101 oder 107 verhindert wird. Die querschnittsergänzenden Stahlbetonplatten des Obergurtes 105 eines Verbundträgers nach 105 können daher wie in einem Spannbett durch vorgespannte Spannstäbe 12 mit direktem Verbund vorgespannt werden. Die Spannkräfte werden durch eine Konstruktion 114 übertragen.
Die Anordnung von zwei Längsriegel, die als Schafkonstruktion gestaltet werden und sich zwischen den Pressen 104 und den Obergurtplatten aus Stahlbeton 105 befinden, erlauben die gleiche Verfahrensweise auch für Querschnitte nach 106.
Die 107 und 108 sowie 113 bis 118 zeigen Verbundträger, in denen stählerne Grundprofile 4 oder 101 oder 107 kombiniert werden mit Querschnittsergänzungen aus vorgefertigten und vorgespannten Stahlbetonplatten im Obergurt 108 und Untergurt 109 des Biegeträgers. Der Verbund zwischen dem durch äußere Einwirkungen vorgespannten Grundprofil und den vorgefertigten Stahlbetonplatten im Obergurt 108 und Untergurt 109 wird durch querschnittergänzenden Stahlbeton 110 hergestellt, der die beiden Gurtplatten schub- und biegefest miteinander und durch Verbundmittel in den äußeren Stegflächen der beiden Doppel-T-Trägern beziehungsweise des stählernen Kastenträgers schub- und biegefest mit dem Grundprofil verbindet.
Die Vorfertigung der Stahlbetonplatten im Obergurt und Untergurt garantiert sehr günstige Herstellungsbedingungen, die einen zuverlässigen Einsatz von Hochleistungsbetonen und ultrahochfestem Beton erlauben.
Diese Verfahrens- und Konstruktionsweise ist besonders vorteilhaft, weil hoch- und höchstfeste Stähle mit Hochleistungsbetonen und ultrahochfestem Beton so kombiniert werden können, dass beide Werkstoffe ihr Festigkeitspotenzial voll entfalten können, ohne dass unzulässige Verformungen eintreten.
Durch den Einsatz dieser erfindungsgemäßen Verfahrensweise entstehen die folgenden vorteilhaften Wirkungen:

– werkstoffgerechte Abmessungen des querschnittergänzenden Stahlbetons und des stählernen Grundprofils ergeben Steifigkeitsverhältnisse bis zu k = 0,15. Dies bedeutet, dass bis zu 85 % des gebrauchslastparallelen Vorspannmomentes „eingefroren" werden können. Der „eingefrorene" Eigenspannungszustand bewirkt, dass bei Gebrauchslastmomenten bis zur Höhe der Vorspannmomente nur noch ein Anteil k als effektive Biegeverformung wirksam ist. Bei einem Steifigkeitsverhältnis k = 0,15 sind dies nur noch 15 % der Biegeverformung eines Biegeträgers nach dem Stand der Technik bei gleichem Gesamtträgleitsmoment J1 und gleicher äußerer Belastung. Das werkstoffspezifische Verhältnis der Beanspruchbarkeiten und Festigkeiten sowie E-Moduli bei Hochleistungsbeton und ultrahochfestem Beton und das Verhältnis der E-Moduli von Stahl zum Stahlbeton der Querschnittsergänzungen führen beim Zurückfedern des Biegeträgers nach dem Entfernen der äußeren Einwirkungen zu Beanspruchungen in den vorgespannten Stahlbetonplatten, die noch zulässig sind und das Festigkeitspotenzial annähernd ausschöpfen. Das Steifigkeitsverhältnis kann so gestaltet werden, dass trotz Ausschöpfung des Festigkeitspotenzials des hochfesten Stahls und der hochfesten Betone auch bei der Verwendung von höchstfestem Stahl und ultrahochfestem Beton die effektiven Biegeverformungen kleiner sind als bei herkömmlichen Biegeträgern mit normalfesten Werkstoffen, gleichem Trägheitsmoment und gleicher äußeren Belastung.
– wesentliche weitere Vorteile ergeben sich für die erfindungsgemäß gestalteten Biegeträger im Beanspruchungsbereich über der maximalen Gebrauchslast, der nach Abbau des Eigenspannungszustandes beginnt. Die erfindungsgemäße Verfahrensweise erzeugt Dehnungsunterschiede zwischen Grundprofil 4 und Querschnittsergänzungen 5, die auch in diesem Beanspruchungsbereich wirksam bleiben. Diese Dehnungsunterschiede beeinflussen die Grenztragfähigkeit der Verbundquerschnitte sehr vorteilhaft. Weil durch diese Dehnungsunterschiede der Stahl des Grundprofils 4 annähernd gleichzeitig seine Streckgrenze mit der Bruchdehnung des Betons erreicht, kann das Festigkeitspotenzial beider Werkstoffe in vollem Umfang für die Grenztragfähigkeit aktiviert werden. Höchstfeste Stähle erreichen ihre Streckgrenze erst bei Dehnungen von etwa 5 promille. Hochleistungsbeton erreicht dagegen seine Bruchfestigkeit schon bei einer Stauchung von etwa 2,2 promille. Die Bruchdehnung von Beton ist darüber hinaus fast unabhängig von den Festigkeitseigenschaften des Betons. Die geringen Bruchdehnungen von Beton im Vergleich mit dem Verformungsvermögen von Stahl hat bereits bei Verbundträgern aus normalfesten Werkstoffen nach dem Stand der Technik zur Folge, dass die Festigkeiten des Stahls die Grenztragfähigkeit eines Verbundträgers nur deshalb mitbestimmen, weil sich vor dem Versagen die Verbundmittel elastisch und plastisch stark verformen können und sich darum die Stahlbetonplatte der weiteren Lastaufnahme entzieht. Dies gilt im Besonderen, wenn Kopfbolzendübel als Verbundmittel eingesetzt werden. Die technischen Voraussetzungen zur Ausschöpfung des Festigkeitspotenzials von Stahl und Beton in Verbundträgern verändern sich mit der Zunahme der Festigkeiten beider Werkstoffkomponenten dramatisch zum Schlechteren hin. Die Kombination von hochfesten und höchstfesten Stählen mit Stahlbetonplatten aus Hochleistungsbeton oder ultrahochfestem Beton in herkömmlichen Verbundträgern ist daher völlig unwirtschaftlich. Hierzu trägt unter Anderem auch das Verhalten der Verbundmittel, im Besonderen der Kopfbolzendübel, vor dem Versagen der Verbundträger bei. Die hohen Festigkeiten und das geringe plastische Arbeitsvermögen von Hochleistungsbeton und ultrahochfestem Beton verhindern, dass sich Kopfbolzendübel vor ihrem Versagen elastisch und plastisch verbiegen können, so dass sie ohne Ankündigung spröde brechen. Dieser Nachteil lässt sich durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise ausgleichen, weil die Schubmittel auf der ganzen Querschnittshöhe angeordnet werden. Die Dehnungsunterschiede lassen sich so bemessen, dass beide Werkstoffe bei Laststeigerung bis zur Grenztragfähigkeit etwa gleichzeitig die Dehnungen erreichen, die ihr Versagen ankündigen. Die Dehnungsunterschiede können aber auch so bemessen werden, dass bei einer Laststeigerung bis zur Grenztragfähigkeit der hochfeste Stahl des Grundprofils noch vor dem Versagen des Betons der gedrückten Gurtplatten plastisch beansprucht wird. Die Duktilität des Verbundträgers wird darüber hinaus dadurch verbessert, dass die vorgespannten Stahlbetonplatten in der Zugzone des Biegeträgers vor der maßgebenden Grenztragfähigkeit der Beton reisst und nur noch im Zustand II wirksam ist. Die Grenztragfähigkeit eines erfindungsgemäß gestalteten Biegeträgers nach einem der Ansprüche kündigt sich somit durch Risse in der Zugzone, eine Verringerung der Biegesteifigkeit und größere Verformungen an. Die Kombination von hochfesten und höchstfesten Stählen mit Stahlbetonplatten aus Hochleistungsbeton oder ultrahochfestem Beton in Verbundträgern entsprechend den 104 bis 106 führt somit zu einem ausreichend duktilen Verhalten vor Erreichen der Grenztragfähigkeit und erlaubt neben der Bemessung einer erheblichen Steifigkeitserhöhung im Beanspruchungsbereich bis zu den maximalen Gebrauchslasten auch eine Bemessung der Dehnungsunterschiede zur Optimierung der Grenztragfähigkeit.

Die vorteilhaften Wirkungen lassen sich noch verbessern durch den Einsatz von Spannstäben 12 mit größerem E-Modul zur Vorspannung der planmäßig im Gebrauchszustand durch Druckkräfte beanspruchten Gurtplatten und von Spannstäben mit kleinerem E-Modul zur Vorspannung der planmäßig im Gebrauchszustand durch Zugkräfte beanspruchten Gurtplatten.

101: stählamer Kastenträger als Grundprofil 4für Biegeträger nach einem der
: Ansprüche 5, 6, 10 oder 11
102: drehbare Vorrichtung nach Anspruch 7
103: Mittelachse der drehbaren Vorrichtung, die Spiegelachse der beiden
: gleichzeitig gefertigen Verbundfertigteilträger ist
104: Vorrichtungen zum Aufbringen und Festhalten von Kräften, zum Beispiel
: hydraulische Pressen mit Stellring
105: Obergurtplatte aus vorgespanntem Stahlbeton für Biegeträger nach den
: Ansprüchen 8 bis 10
106: Untergurtplatte aus vorgespanntem Stahlbeton für Biegeträger nach den
: Ansprüche 8 bis 10
107: gewalzte oder geschweißte Doppel-T-Träger als Grundprofile 4 für
: Biegeträger nach Anspruch 11
108: vorgefertige und vorgespannte Stahlbetonplatte des Obergurts eines
: Biegeträgers nach Anspruch 11
109: vorgefertige und vorgespannte Stahlbetonplatte des Untergurts eines
: Biegeträgers nach Anspruch 11
110: Stahlbeton, der in der Fertigungseinrichtung ergänzt wird und der die
: vorgefertigen Gurtplatten 108 und 109 durch Verbundteil an den
: äußeren Stegflächen der Grundprofile 101 oder 107 schub- und biegefest
: mit dem vorgespannten Grundprofil verbindet
111: druckfeste und reibungsvermindernde Schicht zwischen den stählernen
: Gurtoberflächen und den Gurtplatten aus Stahlbeton
112: drehbare Vorrichtung nach Anspruch 12
113: drehbare Vorrichtung nach Anspruch 13
114: Konstruktion zur Aufnahme der Reaktionskräfte der Spannkräfte, mit
: denen die Spannstäbe 12 in den Obergurtplatten aus Stahlbeton
: vorgespannt werden
115: Querträger in Tragkonstruktionen nach einem der Ansprüche 20 oder 21
: zur Lastverteilung in Querrichtung
116: Schraubenbolzen, mit denen die einzelnen Verbundfertigteilträger in den
: Längsfugen zusammengefügt werden
117: örtlich bhergestellte Obergurtplatte aus Stahlbeton
118: örtlich hergestellter Stahlbeton in der Längsfuge zwischen den
: Verbundfertigteilträgern.

Claims

Verfahren nach Anspruch 1 der Patentanmeldung DE 102 14 824.4 zur Herstellung von Stahlträgern, dadurch gekennzeichnet – dass die Stahlträger aus einem stählernen Grundprofil (4) und Querschnittsergänzungen (5) bestehen, und – dass im ersten Verfahrensschritt das Grundprofil (4) durch eine Vorrichtung, mit der die gewünschten Vorspannwirkungen erzeugt werden, bis zu den maximalen Biegemomenten aus den Gebrauchslasten, für die eine Verringerung der Biegeverformungen erzielt werden soll, vorgespannt wird, und – dass die Vorrichtung zum Aufbringen der Vorspannung so gestaltet ist, dass das statische System oder ein Teil des statischen System des Biegeträgers abgebildet wird und Einwirkungen und Vorspannmomente erzeugt werden, die affin zu den Biegemomenten aus Gebrauchslasten sind oder eine Momentenfläche bilden, die eine Umhüllende der Momentenfläche aus Gebrauchslasten ist, für die eine Erhöhung der effektiven Biegesteifigkeit erzielt werden soll, und – dass im zweiten Verfahrensschritt die stählernen Querschnittsergänzungen (5) schub- und biegefest durch ein geeignetes Verbindungsmittel, z. B. durch Flankenkehlnähte, mit dem vorgespannten Grundprofil (4) verbunden werden, und – dass im dritten Verfahrensschritt nach dem Entfernen der Einwirkungen, mit denen die Vorspannung des Grundprofils (4) erzeugt wurde, der Stahlträger um einen Bruchteil des Vorspannmomentes zurückfedert, wobei der zurückfedernde Bruchteil eine Funktion des Quotienten aus dem Trägheitsmoment des Grundprofils (4) zum Trägheitsmoment des Gesamtquerschnitts (4 und 5) und ein Maß für die Biegeverformungen ist, die sich bei den maximalen Biegemomenten aus Gebrauchslasten einstellen.
Biegeträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass die Querschnittsergänzungen (5) Breitflachstähle oder Bleche aus normalfesten Stählen, zum Beispiel S 235 oder S 355, sind, und – dass die Grundprofile (4) Walzträger aus höherfesten Stählen sind oder aus Blechen oder Breitflachstählen zusammengefügte Profile aus höherfesten Stählen sind, und – dass das Verhältnis der Festigkeit des höherfesten Stahls des Grundprofils (4) zu der Festigkeit des normalfesten Stahls der Querschnittsergänzungen (5) so gewählt wird und das Verhältnis der Trägheitsmomente des Grundprofils (4) zum Trägheitsmoment des Gesamtquerschnitts so bestimmt wird, dass die durch das Verfahren nach Anspruch 1 erzeugte Erhöhung der Biegesteifigkeit für einen ausreichend großen Anteil der maximalen Gebrauchslastmomente wirksam ist und für die Grenztragfähigkeit des Gesamtquerschnitts das Festigkeitspotenzial der Querschnittsergänzungen (5) und des Grundprofils (4) aktiviert wird.
Biegeträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass die Querschnittsergänzungen (5) Breitflachstähle oder Bleche aus hochfesten Stählen, zum Beispiel aus S 460 oder S 550 oder S 690 oder S 960, sind, und – dass die Grundprofile (4) Walzträger sind oder aus Blechen oder Breitflachstählen zusammengefügte Profile aus Stählen sind, deren Festigkeiten erheblich höher sind als die Festigkeiten der Stähle der Querschnittsergänzungen (5), und – dass das Verhältnis der Festigkeit des höherfesten Stahls des Grundprofils (4) zu der Festigkeit des hochfesten Stahls der Querschnittsergänzungen (5) so gewählt wird und das Verhältnis der Trägheitsmomente des Grundprofils (4) zum Trägheitsmoment des Gesamtquerschnitts so bestimmt wird, dass die durch das Verfahren nach Anspruch 1 erzeugte Erhöhung der effektiven Biegesteifigkeit für einen ausreichend großen Anteil der maximalen Gebrauchslastmomente wirksam ist und für die Grenztragfähigkeit des Gesamtquerschnitts das Festigkeitspotenzial der Querschnittsergänzungen (5) und des Grundprofils (4) aktiviert wird, und – dass die Festigkeit des hochfesten Stahls der Querschnittsergänzungen (5 so gewählt wird, dass die durch das Fertigungsverfahren erzielte Erhöhung der effektiven Biegesteifigkeit die Anforderungen an die Gebrauchstauglichkeit erfüllt, und – dass die Festigkeit des hochfesten Stahls der Querschnittsergänzungen (5 so gewählt wird, dass die ermüdungswirksamen Biegespannugsamplituden in den Querschnittsergänzungen (5) und im Grundprofil (4) die Anforderungen an die Betriebs- und Dauerfestigkeit erfüllen.
Biegeträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass die Querschnittsergänzungen (5) aus je drei Breitflachstählen oder Blechen bestehen, die vor ihrer schubfesten Verbindung mit dem Grundprofil (4) und ihrer schubfesten Verbindung miteinander ihrerseits gegeneinander vorgespannt werden, wobei die Vorspannkräfte der mittleren Lamelle den Vorspannkräften der beiden äußeren Lamellen das Gleichgewicht halten und nach der schubfesten Verbindung der drei Lamellen miteinander und der Entfernung der Einwirkungen ein Eigenspannungszustand entsteht, der bei Beanspruchung des Biegeträgers durch die Gebrauchslasten jeweils abgebaut wird, oder – dass die Querschnittsergänzungen (5) aus je zwei Breitflachstählen oder Blechen zwischen einer Schicht aus einem Hochleistungswerkstoff, zum Beispiel aus Bändern aus CFK bestehen, die vor ihrer schubfesten Verbindung mit dem Grundprofil (4) und ihrer schubfesten Verbindung miteinander ihrerseits gegeneinander vorgespannt werden, wobei die Vorspannkräfte der mittleren Lamelle aus zum Beispiel CFK-Bändern den Vorspannkräften der beiden äußeren Lamellen das Gleichgewicht halten und nach der schubfesten Verbindung der drei Lamellen miteinander und der Entfernung der Einwirkungen ein Eigenspannungszustand entsteht, der bei Beanspruchung des Biegeträgers durch die Gebrauchslasten jeweils abgebaut wird, und – dass die Grundprofile (4) Walzträger sind oder aus Blechen oder Breitflachstählen zusammengefügte Profile aus hoch- und höchstfesten Stählen sind, und – dass die Widerstandspotenziale der Querschnittsergänzungen (5) und ihre effektiven Dehnsteifigkeiten sowie das Widerstandspotenzial des Grundprofils (4) und seine Biegesteifigkeit so bestimmt und aufeinander abgestimmt werden, dass die durch das Verfahren nach Anspruch 1 erzeugte Erhöhung der effektiven Biegesteifigkeit für einen ausreichend großen Anteil der maximalen Gebrauchslastmomente wirksam ist und für die Grenztragfähigkeit des Gesamtquerschnitts das Widerstandspotenzial der Querschnittsergänzungen (5) und des Grundprofils (4) aktiviert wird, und – dass die Widerstanspotenziale der Querschnittsergänzungen (5) und ihre effektiven Dehnsteifigkeiten sowie das Widerstandspotenzial des Grundprofils (4) und seine Biegesteifigkeit so bestimmt und aufeinander abgestimmt werden, dass die durch das Verfahren nach Anspruch 1 erzeugte Erhöhung der effektiven Biegesteifigkeit die Anforderungen an die Gebrauchstauglichkeit und die Betriebs- und Dauerfestigkeit erfüllen.
Biegeträger nach einem der Ansprüche 2 bis 4 als komplette Tragwerke, die aus kastenförmigen Stahlträgern bestehen, dadurch gekennzeichnet, – dass der Gesamtwiderstand des Biegeträgers aus einem kastenförmigen stählernen Grundprofil (4) und Querschnittsergänzungen des Obergurtes (5) und Untergurtes (5), die aus stählernen Blechen oder Breitflachstählen oder aus je drei Breitflachstählen oder Blechen bestehen, die vor ihrer schubfesten Verbindung mit dem Grundprofil (4) und ihrer schubfesten Verbindung miteinander ihrerseits gegeneinander vorgespannt werden, oder aus je zwei Breitflachstählen oder Blechen zwischen Bändern aus CFK bestehen, die ebenfalls vor ihrer schubfesten Verbindung mit dem Grundprofil (4) und ihrer schubfesten Verbindung miteinander ihrerseits gegeneinander vorgespannt werden, und – dass die Grundprofile aus Stahl (4) in einer Fertigungseinrichtung durch äußere Einwirkungen parallel zur Lastrichtung der Gebrauchslasten vorgespannt werden und – dass die Querschnittsergänzungen des Obergurtes (5) und Untergurtes 5) im vorgespannten Zustand des Grundprofils (4) schub- und biegefest durch ein geeignetes Verbindungsmittel, z.B. eine Flankenkehlnaht, mit dem Grundprofil (4) verbunden werden, und – dass anschließend die äusseren Einwirkungen, mit denen die Vorspannung des Grundprofils (4) erzeugt wurde, entfernt werden, und – dass die Grundprofile aus Stahl (4) mindestens um die Biegeverformungen aus ihrer Vorspannung überhöht hergestellt werden.
Biegeträger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, – dass zur Verringerung von Biegeverformungen der Biegeträgerkonstruktionen, die durch Sonneneinstrahlung auf ihrer Oberfläche entstehen, zwischen dem Obergurt des Grundprofils (4) und der querschnittergänzenden Obergurtplatte aus Stahl (5) eine wärmedämmende Schicht (32) , die zum Beispiel aus Styrodur bestehen kann, angeordnet wird und die Schubkräfte zwischen der Obergurtplatte aus Stahl (5) und dem Grundprofil (4) nur durch Verbundmittel an den Stegen des Grundprofils (4) übertragen werden, oder – dass die wärmedämmende Schicht (32) auch zwischen beiden Gurten des Grundprofils (4) und beiden querschnittergänzenden Gurtplatten aus Stahl (5) angeordnet wird und die Schubkräfte zwischen den querschnittergänzenden Gurtplatten aus Stahl (5) und dem Grundprofil (4) nur durch Verbundmittel an den Stegen des Grundprofils (4) übertragen werden.
Vorrichtung zur Fertigung von Biegeträgern nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, – dass die Bauteile zweier Biegeträgerkonstruktionen – Grundprofile (4) und Querschnittsergänzungen (5) – an den Querschnitten der Biegeträgerkonstruktionen, in denen sich bei Beanspruchung durch Gebrauchslasten die Momentennullpunkte befinden, in einer drehbaren Vorrichtung (102) lagegerecht so festgehalten werden, dass die zur Fertigung der Biegeträger notwendigen Arbeiten jeweils in günstiger Position ausgeführt werden können, und – dass die beiden Biegeträger so in der Vorrichtung festgehalten werden, dass sie sich um eine Mittelachse (103) der drehbaren Vorrichtungen (102) spiegeln und die Deckbleche der Biegeträger einander in einem Abstand von einander befinden, der die Anordnung von Vorrichtungen 104) zum Aufbringen und Festhalten von Kräften, zum Beispiel von hydraulischen Pressen mit Stellring zum Aufbringen der äußeren Einwirkungen zur Erzeugung der Vorspannmomente in den Grundprofilen (4) gestattet, und – dass die bei der Vorspannung der Grundprofile (4) aus Gleichgewichtsgründen auftretenden Reaktionskräfte in den drehbaren Vorrichtungen (102) aufgenommen werden können.
Verfahren und Biegeträgerkonstruktionen nach Anspruch 1 der Patentanmeldung DE 102 14 824.4 zur Herstellung von Verbundfertigteilträgern, die aus Stahlträgern im schub- und biegefesten Verbund mit vorgespannten Stahlbetonplatten bestehen, dadurch gekennzeichnet, – dass der Gesamtwiderstand des Verbundfertigteilträgers aus einem oder mehreren stählernen Grundprofilen (4) besteht und aus querschnittsergänzenden Stahlbetonplatten im Obergurt (105) und Untergurt (106), die aus vorgespanntem Normal- oder Leichtbeton bestehen, und – dass die stählernen Grundprofile (4) vor der schub- und biegefesten Verbindung mit den Stahlbetonplatten des Untergurtes (106) und des Obergurtes (105) durch äußere Einwirkungen bis zu den maximalen Biegemomenten aus den Gebrauchslasten, für die eine Verringerung der Biegeverformungen erzielt werden soll, vorgespannt werden, und – dass die Vorrichtung zum Aufbringen der Vorspannung so gestaltet ist, dass das statische System oder ein Teil des statischen System des Biegeträgers abgebildet wird und Einwirkungen und Vorspannmomente erzeugt werden, die affin zu den Biegemomenten aus Gebrauchslasten sind oder eine Momentenfläche bilden, die eine Umhüllende der Momentenfläche aus Gebrauchslasten ist, für die eine Erhöhung der effektiven Biegesteifigkeit erzielt werden soll, und – dass der schubfeste Verbund der Stahlbetonplatten des Untergurtes (106) mit den Grundprofilen (4) erst nach der Vorspannung und somit nach der Übertragung der Spannkräfte in die Stahlbetonplatten des Untergurtes 106) erfolgt, so dass die Spannkräfte nicht zu einem Vorspannmoment in den Verbundfertigteilträgern, sondern nur zu einer Druckvorspannung der Stahlbetonplatten des Untergurtes (106) führen, und – dass der schubfeste Verbund der Stahlbetonplatten des Obergurtes (105) mit den stählernen Grundprofilen (4) bereits vor der Vorspannung der Stahlbetonplatten und somit vor der Übertragung der Spannkräfte in die Stahlbetonplatten des Obergurtes (105) und den Verbundfertigteilträger erfolgt, so dass die Spannkräfte ein gebrauchslastparalleles Vorspannmoment im Verbundfertigteilträger erzeugen, das gemeinsam mit dem durch äussere Einwirkungen in den stählernen Grundprofilen (4, 101) erzeugten gebrauchslastparallelen Vorspannmoment die erfindungsgemäßen Wirkungen erzeugt, und – dass die Widerstandspotenziale der Querschnittsergänzungen (105 und 106) und ihre effektiven Dehnsteifigkeiten sowie das Widerstandspotenzial des Grundprofils (4 oder 101) und seine Biegesteifigkeit so bestimmt und aufeinander abgestimmt werden, dass die durch das Verfahren nach Anspruch 1 erzeugte Erhöhung der effektiven Biegesteifigkeit für einen ausreichend großen Anteil der maximalen Gebrauchslastmomente wirksam ist und für die Grenztragfähigkeit des Gesamtquerschnitts das Widerstandspotenzial der Querschnittsergänzungen (105 und 106) und des Grundprofils (4 oder 101) aktiviert wird.
Verfahren und Biegeträgerkonstruktionen nach Anspruch 1 der Patentanmeldung DE 102 14 824.4 zur Herstellung von Verbundfertigteilträgern, die aus Stahlträgern im schub- und biegefesten Verbund mit vorgespannten Stahlbetonplatten bestehen, dadurch gekennzeichnet, – dass der Gesamtwiderstand des Verbundfertigteilträgers aus einem oder mehreren stählernen Grundprofilen (4 oder 101 oder 107) besteht und aus querschnittsergänzenden Stahlbetonplatten im Obergurt (108) und Untergurt (109), die aus vorgespanntem Normal- oder Leichtbeton bestehen, und – dass die stählernen Grundprofile (4 oder 101 oder 107) vor der schub- und biegefesten Verbindung mit den Stahlbetonplatten des Untergurtes 109) und des Obergurtes (108) durch äußere Einwirkungen bis zu den maximalen Biegemomenten aus den Gebrauchslasten, für die eine Verringerung der Biegevertormungen erzielt werden soll, vorgespannt werden, und – dass die Vorrichtung zum Aufbringen der Vorspannung so gestaltet ist, dass das statische System oder ein Teil des statischen System des Biegeträgers abgebildet wird und Einwirkungen und Vorspannmomente erzeugt werden, die affin zu den Biegemomenten aus Gebrauchslasten sind oder eine Momentenfläche bilden, die eine Umhüllende der Momentenfläche aus Gebrauchslasten ist, für die eine Erhöhung der effektiven Biegesteifigkeit erzielt werden soll, und – dass der schubfeste Verbund der Stahlbetonplatten des Obergurtes (108) und Untergurtes (109) mit den Grundprofilen (4 oder 101 oder 107) erst nach der Vorspannung und somit nach der Übertragung der Spannkräfte in die Stahlbetonplatten (108 und 109) erfolgt, so dass die Spannkräfte nicht zu einem Vorspannmoment in den Verbundfertigteilträgern, sondern nur zu einer Druckvorspannung der Stahlbetonplatten (108 und 109) führen, und – dass die Widerstandspotenziale der Querschnittsergänzungen (108 und 109 und 110) und ihre effektiven Dehnsteifigkeiten sowie das Widerstandspotenzial des Grundprofils (4 oder 101 oder 107) und seine Biegesteifigkeit so bestimmt und aufeinander abgestimmt werden, dass die durch das Verfahren nach Anspruch 1 erzeugte Erhöhung der effektiven Biegesteifigkeit für einen ausreichend großen Anteil der maximalen Gebrauchslastmomente wirksam ist und für die Grenztragfähigkeit des Gesamtquerschnitts das Widerstandspotenzial der Querschnittsergänzungen (108 und 109 und 110) und des Grundprofils (4 oder 101 oder 107) aktiviert wird.
Biegeträger nach Anspruch 8 oder 9 dadurch gekennzeichnet, – dass die Grundprofile (4) aus stählernen Kastenträgern (101) bestehen und – dass die Querschnittsergänzungen des Obergurts aus Stahlbetonplatten 105) bestehen, die im stählernen Kastenträger (101) durch Verbundmittel an den äußeren Stegflächen der Kastenträger (101) schubfest mit den Grundprofilen (101) verbunden werden und die nach dem Aufbringen der äußeren Einwirkungen zur Vorspannung der Grundprofile (101) im vorgespannten Zustand der Grundprofile (101) in der Fertigungseinrichtung in Wannenlage hergestellt werden, oder – dass die Querschnittsergänzungen des Obergurts aus Stahlbetonplatten 105) bestehen, die auf dem stählernen Kastenträger (101) durch Verbundmittel auf dem Deckblech schubfest mit den Grundprofilen (101) verbunden werden und die nach dem Aufbringen der äußeren Einwirkungen zur Vorspannung der Grundprofile (101) im vorgespannten Zustand der Grundprofile (101) in der Fertigungseinrichtung in einer Schalung hergestellt werden, und – dass die Spannkräfte, mit denen die Spannstäbe (12) in der Stahlbetonplatte des Obergurts (105) vorgespannt werden, erst nach dem Erhärten des Betons in den Biegeträger eingeleitet werden, und – dass die Querschnittsergänzungen des Untergurts (106) aus bereits vorgefertigten und vorgespannten Stahlbetonplatten bestehen, die ebenfalls nach dem Aufbringen der äußeren Einwirkungen im vorgespannten Zustand der Grundprofile (101) in der Fertigungseinrichtung durch geeignete Verbundmittel schubfest mit dem Grundprofil (101) verbunden werden.
Biegeträger nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, – dass die Grundprofile (4 oder 101 oder 107) aus gewalzten oder geschweißten Doppel-T-Trägern (107) oder aus stählernen Kastenprofilen (101) und die Querschnittsergänzungen des Ober- und Untergurtes aus vorgefertigten und vorgespannten Stahlbetonplatten (108 und 109) bestehen, die in der Fertigungseinrichtung nach dem Aufbringen der äußeren Einwirkungen und voller Vorspannung der Grundprofile (4 oder 101 oder 107) durch Stahlbeton (110) ergänzt werden, der durch Verbundmittel an den äußeren Stegflächen der stählernen Kastenprofile 101) oder in den äußeren Stegkammern der Doppel T Träger (107) die Grundprofile (4 oder 101 oder 107) mit den Obergurtplatten (108) und Untergurtplatten (109) zu einem schubfesten und biegesteifen Biegeträger verbindet, und – dass zwischen den Gurtplatten aus Stahlbeton (108 und 109) und dem Gurtoberflächen der Grundprofile (4 oder 101 oder 107) eine druckfeste, reibungsvermindernder und gegebenenfalls wärmedämmende Schicht 111) angeordnet wird.
Vorrichtung zur Fertigung von Verbundfertigteilträgern nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, – dass die Bauteile zweier Verbundfertigteilträger – die Grundprofile (4 oder 101 oder 107) und die Querschnittsergänzungen aus Stahlbetonfertigteilen (108 und 109)- an ihren Enden in drehbaren Vorrichtungen (112) so festgehalten werden, dass die zur Fertigung der Verbundfertigteilträger notwendigen Arbeiten jeweils in günstiger Position ausgeführt werden können und – dass die beiden Verbundfertigteilträger so in der Vorrichtung festgehalten werden, dass sie sich um eine Mittelachse (103) der drehbaren Vorrichtungen (112) spiegeln und die Oberflächen der Obergurte der Verbundfertigteilträger einander in einem Abstand von einander befinden, der die Anordnung von Vorrichtungen zum Aufbringen und Festhalten von Kräften (104), zum Beispiel von hydraulischen Pressen mit Stellring zum Aufbringen der äußeren Einwirkungen zur Erzeugung der Vorspannmomente in den Grundprofilen (4 oder 101 oder 107) gestattet. – dass die bei der Vorspannung der Grundprofile (4 oder 101 oder 107) aus Gleichgewichtsgründen auftretenden Reaktionskräfte in den drehbaren Vorrichtungen (112) aufgenommen werden können.
Vorrichtung zur Fertigung von Verbundfertigteilträgern nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, – dass die Grundprofile (4 oder 101) zweier Verbundfertigteilträger an ihren Enden in den drehbaren Vorrichtungen (113) so festgehalten werden, dass die zur Vorspannung der Grundprofile (4 oder 101) und zur Herstellung der Stahlbetonplatten des Obergurts (105) und zur Montage der Stahlbetonplatten des Untergurts (106) notwendigen Arbeiten jeweils in günstiger Position ausgeführt werden können und – dass die beiden Verbundfertigteilträger so in der Vorrichtung festgehalten werden, dass sie sich um eine Mittelachse (103) der drehbaren Vorrichtung (113) spiegeln und die Obergurte der Verbundfertigteilträger einander in einem Abstand von einander befinden, der in der Mittelachse (103) zwischen den drehbaren Vorrichtungen (113) die Anordnung einer Konstruktion (114) zur Aufnahme der Reaktionskräfte der Spannkräfte vorsieht, mit der die Spannstäbe (12) in den Obergurtplatten (105) vorgespannt werden, und außerdem die Anordnung von Vorrichtungen (104) zum Aufbringen von Kräften, zum Beispiel von hydraulischen Pressen mit Stellring, zwischen den Konstuktionen (114) und den Obergurten der Grundprofile (4 oder 101) zum Aufbringen der äußeren Einwirkungen zur Erzeugung der Vorspannmomente in den Grundprofilen (4 oder 101) gestattet, oder – dass zwischen den drehbaren Vorrichtungen an den Enden der Verbundfertigteilträger (113) parallel zur Oberfläche der Obergurte und zur Längsachse, in der sich die Verbundfertigteilträger spiegeln, Schalkonstruktionen für die Herstellung der Obergurtplatten (105) der beiden Verbundfertigteilträger angeordnet werden, und – dass die Schalkonstruktionen so gestaltet sind, dass sie auch die Reaktionskräfte der Spannkräfte aufnehmen können, mit denen die Spannstäbe (12) in den Obergurtplatten vor dem Betonieren der bergurtplatten (105) vorgespannt werden und – dass die Schalkonstruktionen so angeordnet sind, dass sie außerdem die Anordnung von Vorrichtungen (104) zum Aufbringen von Kräften, zum Beispiel von hydraulischen Pressen mit Stellring, zwischen den Schalkonstuktionen und den Obergurten der Grundprofile (4 oder 101) zum Aufbringen der äußeren Einwirkungen zur Erzeugung der Vorspannmomente gestatten, und – dass die bei der Vorspannung der Grundprofile (4 oder 101 aus Gleichgewichtsgründen auftretenden Reaktionskräfte von den drehbaren Vorrichtungen aufgenommen werden können.
Biegeträger nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Untergurtplatten statt aus vorgespanntem Stahlbeton aus Stahlblechen oder Breitflachstählen bestehen.
Biegeträger nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Obergurtplatten aus Stahlbeton und den Obergurten der stählernen Grundprofile ein wärmedämmender Stoff (32) angeordnet wird, oder dass zwischen den Obergurtplatten und Untergurtplatten aus Stahlbeton und den Obergurten und Untergurten der stählernen Grundprofile ein wärmedämmender Stoff (32) angeordnet wird.
Biegeträger nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Obergurt- und Untergurtplatten aus Stahlbeton und ihre Vorspannung so bemessen werden, dass die durch Kriechen und Schwinden des Betons ausgelösten Spannkraftverluste und Umlagerungen von Spannkräften in den Stahlquerschnitt des Grundprofils keine Biegemomente um die Schwerachse des Verbundfertigteilträgers erzeugen.
Biegeträger nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung der Untergurtplatten aus Stahlbeton so bemessen wird, dass auch nach Abklingen von Kriechen und Schwinden des Betons die Schnittkräfte bei maximaler Gebrauchslast im – ungerissenen – Zustand I des Betons aufgenommen werden.
Biegeträger nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass für die Vorspannung der Stahlbetonplatten des Ober- und Untergurtes statt der Spannstäbe aus Stahl Spannstäbe aus anderen Hochleistungswerkstoffen verwendet werden.
Biegeträger nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, – dass für die Vorspannung der Stahlbetonplatten des Ober- und Untergurtes Spannstäbe mit unterschiedlichen E-Moduli verwendet werden, und – dass die Spannstäbe in den Gurten, die durch die Gebrauchslasten auf Zug beansprucht werden, aus Werkstoffen mit kleinerem E-Modul bestehen, zum Beispiel aus Glasfaserstäben, und – dass die Spannstäbe in den Gurten, die durch die Gebrauchslasten auf Druck beansprucht werden aus Werkstoffen mit höherem E-Modul bestehen, zum Beispiel aus Stahl oder CFK.
Tragwerkskonstruktionen für Brücken, die aus mehreren Verbundfertigteilträgern nach Anspruch 11 zusammengefügt werden, dadurch gekennzeichnet, – dass die Gurtplatten aus Stahlbeton (108 und 109) in der Fertigungseinrichtung auf Kontakt hergestellt werden, so dass die Fugen zwischen den Verbundfertigteilträgern Pressfugen mit Fugendicken bis 4 mm sind, und – dass die Verbundfertigteilträger in Querrichtung des Tragwerks durch vorgespannte Spannstäbe (12) in den Obergurt- und Untergurtplatten oder durch vorgespannte Schraubenbolzen (116) in Ab- und Aufkantungen der Gurtplatten (108 und 109) neben den Fugen zu einem Gesamttragwerk verbunden werden, und – dass zur Lastverteilung in Querrichtung des Tragwerks eventuell notwendige Querträger (115) aus Stahl angeordnet und in der Längsfuge zwischen den Fertigteilen querkraft- und biegefest zusammengefügt werden, oder –dass zur Lastverteilung in Querrichtung des Tragwerks eventuell notwendige Querträger (115) aus Stahlbeton angeordnet werden, die örtlich nach der Montage der Verbundfertigteilträger betoniert werden.
Tragwerkskonstruktionen für Brücken, die aus mehreren Verbundfertigteilträgern nach Anspruch 11 zusammengefügt werden, dadurch gekennzeichnet, – dass die Gurtplatten aus Stahlbeton (108 und 109) in der Fertigungseinrichtung auf Kontakt hergestellt werden, so dass die Fugen zwischen den Verbundfertigteilträgern Pressfugen mit Fugendicken bis 4 mm sind, und – dass zum Zusammenfügen der Verbundfertigteilträgern und zur Lastverteilung in Querrichtung des Tragwerks Querträger (115) aus Stahl angeordnet werden, durch deren Stoßverbindungen in der Längsfuge die Verbundfertigteilträger querkraft- und biegefest zusammengefügt werden.
Tragwerkskonstruktionen für Brücken, die aus mehreren Verbundfertigteilträgern nach Anspruch 11 zusammengefügt werden, dadurch gekennzeichnet, – dass die Verbundfertigteilträger nach ihrer Montage durch eine örtlich hergestellte und mit den Obergurtplatten (108) schubfest verbundenen Stahlbetonplatte (117) zu einem monolithischen Tragwerk verbunden werden, und – dass zur Lastverteilung in Querrichtung des Tragwerks eventuell notwendige Querträger (115) aus Stahl angeordnet und in der Längsfuge zwischen den Fertigteilen querkraft- und biegefest zusammengefügt werden, oder – dass zur Lastverteilung in Querrichtung des Tragwerks eventuell notwendige Querträger (115) aus Stahlbeton angeordnet werden, die örtlich nach der Montage der Verbundfertigteilträger betoniert werden.
Tragwerkskonstruktionen für Brücken, die aus mehreren Verbundfertigteilträgern nach Anspruch 11 zusammengefügt werden, dadurch gekennzeichnet, – dass die Verbundfertigteilträger nach ihrer Montage durch örtlich hergestellten und mit den Obergurtplatten (108) und dem ergänzenden Stahlbeton (110) schub- und biegefest verbundenen Stahlbeton (118) zu einem monolithischen Tragwerk verbunden werden.
Tragwerkskonstruktionen für Brücken nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundfertigteilträger nach ihrer Montage zusätzlich durch eine örtlich hergestellte und mit den Obergurtplatten (108) schubfest verbundenen Stahlbetonplatte (117) zu einem monolithischen Tragwerk verbunden werden.