DE2247609B1

DE2247609B1 - Verfahren zum herstellen eines brueckenbauwerks aus spannbeton im abschnittsweisen freien vorbau

Info

Publication number: DE2247609B1
Application number: DE19722247609
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Dyckerhoff and Widmann AG
Current assignee: Walter Bau AG
Priority date: 1972-09-28
Filing date: 1972-09-28
Publication date: 1973-10-31
Also published as: JPS49134137A; BR7307543D0; CH571122A5; FR2201372B1; SE7313120L; ATA831173A; GB1450799A; CA985464A; SE398900B; ZA737534B; AT334950B; DE2247609C2; IT994689B; US4073115A; NL7312217A; FR2201372A1; DE2247609A1; JPS5730927B2; HK45281A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Brückenbauwerks aus Spannbeton im abschnittsweisen freien Vorbau, bei dem den gesamten, als Hohlkasten ausgebildeten Überbauquerschnitt umfassende, vorgefertigte Abschnitte in Brückenlängsrichtung zu einem monolithisch wirkenden Tragwerk zusammengespannt werden.

Neben dem abschnittsweisen freien Vorbau von Brückentragwerken in Ortbeton, bei dem jeder auf einem verfahrbaren Betoniergerüst hergestellte Vorbauabschnitt nach seinem Erhärten mittels längsverlaufender Spannglieder gegen den jeweils vorher fertiggestellten Abschnitt angepreßt wird (deutsche Patentschrift 973 407), ist es auch schon bekanntgeworden, einzelne, den gesamten als Hohlkasten ausgebildeten Überbauquerschnitt umfassende Abschnitte getrennt von der Einbaustelle im Wege der Vorfertigung herzustellen, an die Einbaustelle zu transportieren, dort mit geeigneten Hebezeugen zu versetzen und sodann mittels in entsprechende Kanäle eingefädelter Spannglieder gegen den bereits fertiggestellten Überbauteil zu pressen.

Bei einer bekannten, in dieser Weise ausgeführten Brücke (deutsche Patentschrift 1658 602 und »Die Bautechnik«, Heft 10, 1968, Seite 337 bis 340) wurden die einzelnen Abschnitte in einer Werkhalle in festen Schalungen in einem Taktverfahren hergestellt. Die Montage erfolgte mit Hilfe eines auf dem bereits fertiggestellten Überbauteil verfahrbaren und über die Kragarmspitze vorkragenden Montagegerüstes, an dem die vorgefertigten Abschnitte zum Einrichten, Einfädeln der Spannglieder und Anspannen aufgehängt waren. Die Abmessungen der einzelnen Fertigbauteile, insbesondere das in Richtung der Brückenlängsachse gemessene Maß, richteten sich hierbei nach dem Gewicht der Fertigbauteile und der Tragfähigkeit der zur Verfügung stehenden Hebezeuge.

Zwischen den zur Verbesserung der Querkraftübertragung profilierten Fugenflächen der einzelnen Fertigbauteile war eine Zwischenschicht aus Beton angeordnet. Eine solche Zwischenschicht ist nicht nur hinsichtlich der Verzögerung des Baufortschritts wegen der Aushärtezeit nachteilig, die sie beansprucht und während welcher das Montagegerüst blockiert ist, sondern auch hinsichtlich der Festigkeit des gesamten Tragwerks, weil eine so dünne Zwischenschicht an Ort und Stelle kaum mit der Sorgfalt und Qualität eingebracht wird, wie sie den werksmäßig hergestellten Betonfertigbauteilen zukommen.

Bei einer auf ähnliche Weise hergestellten Brücke (»Der Bauingenieur«, 1971, Heft 2, Seiten 62/63) wurde zur Gewährleistung eines genau passenden Anschlusses jeder Vorbauabschnitt gegen den später im Bauwerk angrenzenden betoniert. Vor dem Verle-

*5 gen jeweils eines Abschnittes wurde dessen Anschlußfläche mit einem mit Quarzsand vermischten Kunstharzkleber bestrichen und unter Druckspannunggesetzt. Der Kleber, der keine statische Aufgabe zu erfüllen hat, diente zum Ausgleich von Unregelmäßigkeiten in den Stirnflächen der Fertigteile und zum Dichten der Fugen. Abgesehen davon, daß zum Aufbringen des Klebers bestimmte Manipulationen notwendig sind, die einen erhöhten Arbeitsaufwand bedingen, besteht der Nachteil, daß der Kleber bei tiefen Temperaturen nicht aushärtet, so daß diese Bauweise gerade dann, wenn sie wegen ihrer besonderen Vorteile der Ortbetonbauweise gegenüber eingesetzt werden sollte, nämlich im Winter, nicht angewendet werden kann.

Der abschnittsweise Freivorbau von Brücken, bei dem ohne feste Gerüste praktisch in die Luft hinaus vorgebaut wird, erfordert eine dauernde Überprüfung der Brückengradiente und entsprechende Vornahme von Korrekturen, um zu gewährleisten, daß zwei von benachbarten Pfeilern gegeneinander vorwachsende Kragarme sich auch genau in der Mitte der Spannweite treffen. Beim freien Vorbau in Ortbeton besteht bei jedem Vorbauabschnitt die Möglichkeit der Vornahme von Korrekturen. Beim freien Vorbau unter Verwendung von Fertigbauteilen besteht diese Möglichkeit nur dann, wenn gemäß dem ersten der beiden erwähnten Bauverfahren eine örtlich betonierte Fuge ausgeführt wird. Diese hat aber wieder den Nachteil, daß die Aushärtezeit des Mörtels abgewartet werden muß, wodurch der Baufortschritt verzögert wird. Bei dem anderen Verfahren besteht noch nicht einmal diese Möglichkeit, da die Fugenflächen genau aufeinanderpassen und wegen der minimalen Dicke des Klebers ein Ausgleich von Fertigungstoleranzen nicht möglich ist.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren (»Straßen- und Tiefbau«, 1972, Heft 2, Seite 106 Abb. 12) werden die einzelnen Abschnitte an den Fugen mit Verzahnungen versehen, so daß beim Zusammenbau an der Fuge die Hocker des einen Teiles in dafür vorgesehene Vertiefungen des anderen Teiles einrasten. Durch diese Ausbildung soll die Übertragung der Querkräfte verbessert werden. Diese Bauweise hat aber wiederum den Nachteil, daß infolge der Verzahnung keine Möglichkeit besteht, etwaige Abweichungen gegenüber der gewünschten Gradiente auszugleichen oder eine Anpassung an eine notwendige Überhöhung vorzunehmen. Man ist hier darauf angewiesen, die über den Pfeilern gelegenen Fertigbauteile genauestens einzurichten und die Schalung der Fertigbauteile im Werk so genau zu vermessen, daß die gegeneinander vorwachsenden Kragarme im freien Vorbau sich wirklich treffen. Dabei unvermeidliche

Fehler können nur durch ein Zwischenstück aus Ortbeton in recht unvollkommener Weise überbrückt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Brückenbauverfahren der eingangs angegebenen Art eine Möglichkeit zu schaffen, um die den bekannten Verfahren anhaftenden Nachteile zu vermeiden sowie eine konstruktiv und wirtschaftlich bessere Bauweise bei der Herstellung von Freivorbaubrücken aus Fertigbauteilen zu finden.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jeweils mehrere, im Verhältnis zur Bauhöhe des Überbauquerschnitts schmale, in Brückenlängsrichtung hintereinander anzuordnende Abschnitte in an sich bekannter Weise, zu einer Serie zusammengefaßt, gleichzeitig in der Weise betoniert werden, daß die in der späteren Einbaulage einander zugekehrten Flächen der einzelnen Abschnitte durch ein Stahlblech voneinander getrennt werden, und daß die Fertigteile sodann einzeln versetzt und allein durch ao im Wege der Vorspannung erzeugten Reibungsverbund zwischen den Berührungsflächen gehalten werden.

Die Erfindung greift insoweit zurück auf die sogenannte »Kontaktbauweise« (deutsche Patentschrift ^a5 1 409 930), bei der Fertigbauteile aus Stahlbeton für Bauwerke, insbesondere Brückentragwerke, derart hergestellt werden, daß die nebeneinander anzuordnenden Fertigbauteile gleichzeitig und fortlaufend betoniert werden, wobei die Flächen der Fertigbauteile, die in der späteren Einbaulage an einer Fuge einander zugekehrt sind, durch ein Stahlblech voneinander getrennt werden. Bei dieser Herstellungsweise wird die Eigenschaft der vom Walzwerk kommenden Stahlbleche ausgenutzt, daß, auch wenn sie nicht völlig eben sind, beide Seiten stets parallel zueinander sind. Das bewirkt, daß, nachdem die Fertigbauteile entschalt sind, die Teile derart zusammengeschoben werden können, daß die Unebenheiten der einen Seitenfläche in den korrespondierenden Unebenheiten der Seitenfläche des benachbarten Fertigbauteiles zu liegen kommen.

Es hat sich gezeigt, daß diese Unebenheiten einerseits so gering sind und andererseits so stetig verlaufen, daß beim Zusammenbau der Fertigbauteile an der Einbaustelle gewisse Toleranzen durch Verschieben der Fertigbauteile in vertikaler und/oder horizontaler Richtung sowie durch Verdrehung derselben ausgeglichen werden können. Diese den Fertigteilen von der Herstellung her anhaftende Eigenschaft wird nach der Erfindung für die Zwecke des Freivorbaus ausgenutzt, wo sie die Möglichkeit schafft, in den Fugen zwischen den einzelnen Vorbauabschnitten laufende Korrekturen vorzunehmen.

Bei der Vornahme dieser Korrekturen wirkt es sich als vorteilhaft aus, daß die Vorbauabschnitte nach der Erfindung im Verhältnis zur Bauhöhe des Überbauquerschnitts schmal sind. Dadurch entsteht eine große Anzahl von Fugen und eine sehr günstige Möglichkeit zur stufenweisen Ausführung der notwendigen Korrekturen. Da infolge der Vielzahl der verwendeten Fertigteile und Fugen die in jeder einzelnen Fuge auftretenden Verschiebungen bzw. Verdrehungen außerordentlich gering sein können, halten sie sich auch im Rahmen dessen, was bei den Kanälen zum Durchfädeln der Spannglieder noch vertreten werden kann, um ein reibungsloses Durchfädeln zu gewährleisten.

Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens entsteht kein zusätzlicher Aufwand für die Herstellung der schmalen Fertigbauteile und die große Anzahl der Fugen, weil jeweils ein Block von mehreren Fertigteilen, der in seinen Abmessungen etwa der Größe der bisher verwendeten Vorbauabschnitte sowohl bei Herstellung in Ortbeton wie auch in Fertigbauteilen entspricht oder diese noch übersteigt, als Ganzes an den Einbauort gebracht werden kann. Da jeweils mehrere schmale Abschnitte gleichzeitig betoniert werden können, ist der Arbeitsaufwand für das Betonieren und der Zeitaufwand für das Erhärten der gleiche wie bei entsprechend großen einstückigen Abschnitten.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß auf Fugenzwischenlagen jedweder Art zwischen den Fertigbauteilen völlig verzichtet werden kann. Dieser Verzicht auf Fugenzwischenlagen wird dadurch ermöglicht, daß zur Aufnahme der aus den Querkräften herrührenden Schubspannungen der Reibungsverbund zwischen den benachbarten Fertigbauteilen ausreichend gut ist. Dadurch fällt das Abwarten der Aushärtezeit für die nachträglich einzubringenden Fugenzwischenlagen fort, so daß das Montagegerüst schneller wieder verfügbar ist und der Baufortschritt beschleunigt wird.

An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht des Montagevorgangs einer Brücke mit Darstellung des Montagegerüstes,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Brückenüberbau,

F i g. 3 eine Seitenansicht des Brückenüberbaus mit schematischer Darstellung der schrägen Spannglieder,

Fig. 4a einen Ausschnitt IV aus dem Brückenquerschnitt in größerem Maßstab,

Fig. 4 b einen Ausschnitt aus der Draufsicht auf den Ausschnitt IV,

Fig. 4 c einen Längsschnitt entlang der Linie IVc-IVc in Fig. 4b und

F i g. 5 a bis c in schematischer Darstellung eine Anlage zur Herstellung der Fertigbauteile in der Draufsicht, in einer Ansicht und im Schnitt.

Bei dem Brückentragwerk besteht der Überbau 1 aus einer großen Anzahl von schmalen, im Schnitt quer zur Brückenlängsachse jeweils den gesamten Überbauquerschnitt umfassenden Abschnitten la, Ib, Ic usw. Diese Abschnitte, von denen im weiteren lediglich ein Abschnitt weiterbetrachtet werden soll, sind, da es sich im vorliegenden Fall um einen Parallelträger mit Kastenquerschnitt handelt, alle im Prinzip gleich ausgebildet. Sie werden im Betonwerk oder in einer entsprechenden Anlage auf der Baustelle selbst hergestellt und zur Einbaustelle transportiert.

Der Überbau 1 hat Kastenträgerquerschnitt mit einer die obere Deckplatte bildenden Fahrbahnplatte 3, schrägen Hauptträgerstegen 4 und einer unteren Bodenplatte 5. Die Fahrbahnplatte 3 ist mit seitlichen Auskragungen 3' versehen.

In der Fahrbahnplatte 3 sind in den Bereichen beiderseits der Hauptträgerstege 4 Nischen 6 angeordnet, in welche die in Brückenlängsrichtung verlaufenden Spannglieder 7 eingelegt werden. Die Spannglieder 7 sind in ihrer Länge der zu erwartenden Biegemomentenverteilung entsprechend gestaffelt. In entsprechender Weise sind auch die Abschnitte In ausgebildet, so daß sich zu jeder Gruppe einer bestimmten Länge von Spanngliedern 7 eine bestimmte Nischenlänge ergibt. Die Länge des entsprechenden

Nischenteils wird dadurch begrenzt, daß in dem Abschnitt In, in dem eine Gruppe von Spanngliedern 7 verankert werden soll, ein bestimmter Teil 8 der Nische ausbetoniert und mit der entsprechenden Anzahl von Kanälen versehen ist, in welche die Spannglieder eingeführt werden können. Auf dem übrigen Bereich der Nischen liegen die Spannglieder 7 völlig frei. Zusätzlich sind einzelne Längsspannglieder über dem Querschnitt verteilt angeordnet.

Außerdem sind in den Hauptträgerstegen 4 der Abschnitte In Kanäle 9 vorgesehen, in die nachträglich Spannglieder 10 für die Schrägvorspannung eingefädelt werden können. Die Kanäle 9 werden bei der Herstellung der Abschnitte In durch Matrizenstäbe hergestellt, die nach dem Betonieren, aber noch vor dem endgültigen Erhärten des Betons, wieder gezogen werden. Die Spannglieder 10 sind in Verankerungen 11 verankert.

Die Querbewehrung liegt über der Längsbewehrung und wird nachträglich gespannt, um auch im Nischenbeton eine Vorspannung zu bewirken. Für den Bauzustand genügt die Anordnung einer schlaffen Bewehrung unter der Nische.

Eine Baustellenanlage zur Herstellung der Abschnitte In ist in den F i g. 5 a bis 5 c dargestellt. Darin zeigt Fig. 5 a einen Grundriß der gesamten Anlage, Fig. 5 b eine Seitenansicht und Fig. 5 c einen Querschnitt.

Im zentralen Bereich dieser Anlage befindet sich eine ebene Grundfläche 12, zu deren beiden Seiten Außenschalungen 13 angeordnet sind. In der Grundfläche 12 und in den Außenschalungen 13 sind die Bleche gehalten, die zur Trennung benachbarter Fertigteile voneinander dienen. Die Innenschalung 14 ist in an sich bekannter Weise ausfahrbar.

Auf der in der Darstellung der Fig. 5 a gesehen linken Seite der Anlage wird die schlaffe Bewehrung für die einzelnen Fertigbauteile in Form von Bewehrungskörben 15 vorbereitet. Diese Körbe werden sodann in die Außenschalung 13 eingestellt, die Innenschalung 14 eingefahren und der Beton eingebracht. Nach dem Erhärten der Fertigbauteile und dem Ausfahren der Innenschalung 14 werden die einzelnen Fertigbauteile mittels eines Transportkrans 16 abgehoben (Fig. 5 c) und auf einem Lager 17 zu beiden Seiten einer Abholstraße 18 zwischengelagert.

Dabei wird zweckmäßig das jeweils letzte Fertigbauteil nur halb betoniert, sodann an die Stelle des ersten verlagert, eingemssen und als Ausgangspunkt einer neuen Serie von Fertigbauteilen verwendet. Dabei wird das halbe Fertigteil zum ganzen Fertigteil, versehen mit einem Kontaktblech, ergänzt. Der gleiche Arbeitsvorgang kann dann erneut ablaufen. Zur Montage der Abschnitte In dient eine Hilfskonstruktion, die beispielsweise in Fig. 1 in Ansicht dargestellt ist. Die Hilfskonstruktion besteht aus einem Gerüstträger 20, der seinerseits aus zwei Teilen 20' und 20" besteht. Der Gerüstträger 20 ist mittels zweier Stützen 21 und 22 über Fahrrollen 23 und 24 auf dem bereits fertiggestellten und auf einem Pfeiler 2 ruhenden Überbauteil 1 abgestützt und stützt sich mit seinem vorderen Teil 20' über eine Stütze 25 auf einen Pfeilerkopf 1' des jeweils folgenden Pfeilers 2'. Die mittlere Stütze 22 ist als Pylon ausgebildet, an dessen Spitze Abspannungen 26 befestigt sind, die der Rückverankerung der beiden Teile 20' und 20"

*5 des Gerüstträgers 20 dienen. Der vordere Teil 20" des Gerüstträgers 20 ist bei 27 gelenkig an dem Pylon angeschlossen, um die Hilfskonstruktion kurvengängig zu machen.

An der Unterseite des vorderen Teils 20" des Gerüstträgers 20 ist ein Hebezeug 28 verfahrbar, an dem über eine Traverse 29 jeweils ein Abschnitt In um eine vertikale Achse schwenkbar aufgehängt werden kann. Mit Hilfe des Hebezeugs 28 wird der Abschnitt In von dem Transportfahrzeug abgenommen und an die jeweilige Einbaustelle verbracht. Dort wird er in vertikalerund horizontaler Richtung ausgerichtet und es werden Spannglieder 7 verlegt sowie die schrägen Spannglieder 10 eingefädelt. Durch die Besonderheit des vorzugsweise verwendeten Verfahrens zum Herstellen der Fertigbauteile sind kleine gegenseitige Verschiebungen benachbarter Fertigteile sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung sowie Verdrehungen möglich. Dadurch ist die notwendige Toleranzmöglichkeit für die Montage gegeben, welche die Ausführung von Überhöhungen, Schrägneigungen und das Zusammenpassen benachbarter Kragarme zu einem kontinuierlichen System gewährleistet. Sich daraus etwa ergebende geringe Höhenunterschiede an den Rändern der Fugen treten nicht in Erscheinung,

4<> wenn die Ränder der Fertigbauteile gebrochen sind.

Unmittelbar nach dem Anspannen der Spannglieder 7 und 10 kann das Hebezeug 28 entlastet und abgefahren werden. Bei der trockenen Ausbildung der Fugen sind irgendwelche Erhärtungszeiten nicht erforderlich.

Vor dem Ausbetonieren der Nischen 6 werden noch die Spannglieder 30 für die Quervorspannung der Fahrbahnplatte 3 eingebaut, die, um ihre Längsbeweglichkeit nach dem Betonieren der Nischen 6 zu erhalten, in an sich bekannter Weise in Hüllrohren 31 angeordnet sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen eines Brückenbauwerks aus Spannbeton im abschnittsweisen freien Vorbau, bei dem den gesamten, als Hohlkasten ausgebildeten Überbauquerschnitt umfassende, vorgefertigte Abschnitte in Brückenlängsrichtung zu einem monolithisch wirkenden Tragwerk zusammengespannt werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mehrere, im Verhältnis zur Bauhöhe des Überbauquerschnittes schmale, in Brückenlängsrichtung hintereinander anzuordnende Abschnitte (In) in an sich bekannter Weise, zu einer Serie zusammengefaßt, gleichzeitig in der Weise betoniert werden, daß die in der späteren Einbaulage einander zugekehrten Flächen der einzelnen Abschnitte durch ein Stahlblech voneinander getrennt werden, und daß die Fertigteile sodann einzeln versetzt und allein durch im Wege der Vorspannung erzeugten Reibungsverbund zwischen den Berührungsflächen gehalten werden.