DE3244035A1 - Sectional renewal of continuous beams made of prestressed concrete - Google Patents

Abstract

The innovation relates to the arrangement and design of joints in continuous beams made of prestressed concrete, in particular prestressed-concrete bridges, which on the one hand make possible rapid exchange of individual sections but on the other hand do not interrupt the continuous structure for use. The prestressing elements (12) illustrated in the drawing end at the joint (4). The section ends are connected by short prestressing elements (3), the jacket tubes of which are filled in such a manner that rapid exchange and good corrosion protection are guaranteed. The joint surfaces are designed in such a manner that pressure forces but not traction forces are transmitted and that they can be opened rapidly and without great longitudinal displacement for exchange. To this end, a specially treated concrete surface or an armouring of the joint surfaces is envisaged. The joint itself is filled with a quick-setting mortar layer. The innovation therefore combines the economical and constructional advantages of a continuous beam with the advantages of the sectional renewal possibility of a structure separated by joints. <IMAGE>

Description

ABSCHNITTSWEISE ERNEUERUNG VON DURCHLAUFTRÄGERNSECTIONAL RENEWAL OF CONTINUOUS BEAMS

AUS SPANNBETON Die Neuerung betrifft die Anordnung von Fugen in Spannbetonbauwerken, insbesondere Spannbetonbrücken, bei denen es von der Verkehrsaufgabe her erforderlich ist, innerhalb kurzer Zeit einzelne erneuerungsbedürftige Abschnitte ersetzen zu können.MADE OF PRECAST CONCRETE The innovation concerns the arrangement of joints in prestressed concrete structures, especially prestressed concrete bridges, where it is necessary due to the traffic situation is to replace individual sections in need of renewal within a short period of time can.

Bei Spannbetontragwerken haben sich durchlaufende Balkentragwerke, sogenannte 'Durchlaufträger', oder durchlaufende Rahmen-und Plattentragwerke bewährt, da sie sowohl von den Baukosten wie auch von der Dauerhaftigkeit und der Nutzung her in vielen Fällen entscheidende Vorteile bieten. Hierzu zählen weitgehende Wartungsfreiheit, kleine Bauhöhen, relativ geringe Durchbiegungen. Weiterhin lassen sich die Unterbauten material sparender und schlanker dimensionieren.In prestressed concrete structures, continuous beam structures, so-called 'continuous beams', or continuous frame and plate support structures, proven, because they depend on both the construction costs and the durability and use offer decisive advantages in many cases. These include extensive freedom from maintenance, small overall heights, relatively small deflections. Furthermore, the substructures Dimensioning material-saving and slimmer.

Die kurzfristige Austauschbarkeit einzelner erneuerungsbedürftiger Abschnitte dieser Konstruktionen ist jedoch entweder gar nicht möglich oder erfordert einen kaum vertretbaren Aufwand. In jedem Falle treten erhebliche Unsicherheiten am Übergangsbereich vom bestehenden zum abgetrennten und wieder eingesetzten Abschnitt auf.The short-term interchangeability of individual ones in need of renewal However, sections of these constructions are either not possible or required an effort that is hardly justifiable. In any case, there are considerable uncertainties at the transition area from the existing to the separated and reinserted section on.

Nimmt dieser Austauschvorgang sehr lange Zeit in Anspruch, so bedingt er eine entsprechend lange und kostspielige Nutzungsunterbrechung.If this exchange process takes a very long time, so conditionally it means a correspondingly long and costly interruption in use.

Der Stand der Technik ist bisher statt Ersatz erneuerungsbedürftiger Abschnitte entweder das ganze Tragwerk auszuwechseln, oder ein Tragwerk mit ständig offenen Fugen zu konstruieren, so daß erneuerungsbedürftige Abschnitte ausgewechselt werden können.The state of the art has so far been in need of renewal instead of replacement Sections either replace the whole structure, or a structure with constantly to construct open joints so that sections in need of renovation are replaced can be.

Diese offenen Fugen führen zu aufwendigen und sorgfältig zu wartenden Fugenabdeckungen. Außerdem wird hierdurch die erforderliche Konstruktionshöhe des Bauwerks größer und die Durchbiegungen nehmen gegenüber durchlaufenden Bauwerken zu. Da auch die unterstützenden Pfeiler an diesen Fugen verbreitert werden müssen, ergeben sich bei offenen Fugen sehr ungünstige wirtschaftliche und gestalterische Verhältnisse.These open joints lead to complex and carefully serviced Joint covers. In addition, the required construction height of the The structure is larger and the deflections increase compared to continuous structures to. Since the supporting pillars also have to be widened at these joints, Open joints result in very unfavorable economic and design aspects Conditions.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Fugen in durchlaufenden Tragwerken so anzuordnen und auszubilden, daß während der Nutzung das Tragwerk an den Fugen nicht unterbrochen wird, d.h. Bewegungen in den Fugen ausgeschaltet werden, daß jedoch für den Fall des Auswechselns einzelner Abschnitte die Verbindung in den vorgesehenen Fugen leicht gelöst und der beschädigte oder verstärkungsbedürftige Abschnitt herausgenommen und der neue Abschnitt eingesetzt werden kann.The invention is based on the object of joints in continuous To arrange and train structures so that the structure is in use the joints are not interrupted, i.e. movements in the joints are eliminated, that, however, in the event of replacing individual sections, the connection in the intended joints easily loosened and the damaged or in need of reinforcement Section removed and the new section can be inserted.

Da in der Fuge hohe Zug-, Druck und Scherkräfte zu übertragen sind, muß sie mit einem hochfesten Material geschlossen werden. Gleichzeitig ist aber sicherzustellen, daß beim öffnen der Fuge mit hydraulischen Pressen oder ähnlichem der Spalt exakt an der vorgesehenen Stelle aufgeht, da der Bauabschnitt in Längsrichtung in der Regel nur wenige Millimeter oder Zentimeter bewegt werden kann.Since high tensile, pressure and shear forces have to be transmitted in the joint, it must be closed with a high-strength material. But at the same time ensure that when opening the joint with hydraulic presses or the like the gap opens exactly at the intended point, since the construction section runs in the longitudinal direction usually only a few millimeters or centimeters can be moved.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an geeigneten Quer schnitt stellen des Durchlaufträgers Fugen vorgesehen werden und daß in Verbund liegende Spannglieder unmittelbar vor den Fugen enden und dort verankert sind.The object is achieved according to the invention in that suitable Cross-section make the continuous beam joints are provided and that in composite lying tendons end immediately in front of the joints and are anchored there.

Weiter werden über die Abschnittsgrenzen hinweg kurze Spannglieder ohne Verbund vorgesehen, die von Lisenen oder Konsolen aus eingezogen und gespannt werden.Short tendons are also used across the section boundaries provided without a bond, drawn in and stretched from pilaster strips or consoles will.

Die Spannglieder ohne Verbund sowie deren Verankerungen werden mit korrosionssicheren Umhüllungen umgeben, die gleichzeitig gewährleisten, daß diese Spannglieder jederzeit aus ihren Spanngliedkanälen wieder herausgezogen werden können.The tendons without bond as well as their anchorages are with Corrosion-proof enclosures, which also ensure that this Tendons can be pulled out of their tendon channels at any time.

An den Abschnittsgrenzen werden Querschnittsflächen ausgebildet, die ein exaktes Trennen auch bei kleiner Längsbewehrung zulassen. Je nach der zu erwartenden Häufigkeit der Trennungen und der Anforderungen an die Dauerhaftigkeit und die Größe der Längsbewegung beim Trennen sind zwei Arten der Trennflächenausbildung vorgesehen.At the section boundaries, cross-sectional areas are formed which allow an exact separation even with small longitudinal reinforcement. Depending on the expected Frequency of separations and the requirements for durability and size the longitudinal movement during separation, two types of separation surface formation are provided.

Bei der ersten Art wird der Beton des vorangegangenen Abschnitts leicht profiliert und mit einem druckfesten Trennmittel, z.B. aus Kunststoff, beschichtet. Der folgende Abschnitt wird dann direkt anbetoniert.With the first type, the concrete from the previous section will be light profiled and coated with a pressure-resistant release agent, e.g. made of plastic. The following section is then concreted directly.

Beim Auswechseln eines Abschnitts wird um Profilierungstiefe auseinandergefahren, der alte Abschnitt herausgefahren und der neue Abschnitt eingeschoben.When replacing a section, the profile is moved apart by the depth of the profile, the old section pulled out and the new section pushed in.

Der Zwischenraum wird anschliessend mit einem flüssigen bzw. pastenartigen, in kurzer Zeit erhärtendem Material, z.B. Zementmörtel, Kunststoff o.dgl., gefüllt.The gap is then covered with a liquid or paste-like, Material that hardens in a short time, e.g. cement mortar, plastic or the like, is filled.

Bei der zweiten Art werden beiderseits im Beton verankerte Plattenpaare aus Metall oder Kunststoff an der Trennfuge vorgesehen. Die druckübertragenden Flächen werden fein profiliert und der feine Spalt zwischen den beiden Platten mit Kunstharz verfüllt sowohl bei der ersten Herstellung wie auch bei einer späteren Trennung.In the second type, pairs of plates are anchored in the concrete on both sides made of metal or plastic provided at the parting line. The pressure-transmitting surfaces are finely profiled and the fine gap between the two plates with synthetic resin filled both during the first production as well as during a later separation.

Bei der Ausführung der verankerten Plattenpaare in entsprechend rostgeschütztem Stahl ist es gegebenenfalls sinnvoll, die Zugkraftübertragung durch die Spannglieder ohne Verbund durch Stahlteile zu ersetzen, die mit den einbetonierten Stahlplatten durch hochfeste Schrauben verbunden werden.With the execution of the anchored plate pairs in appropriately rust-protected Steel, it may be useful to transfer the tensile force through the tendons without replacing the composite with steel parts, those with the concreted steel plates be connected by high-strength screws.

Der Wert der Erfindung liegt darin, daß die Fuge so ausgebildet ist, daß während der Benutzung des Tragwerkes alle Vorteile des durchlaufenden Trägers erhalten bleiben. Z.B. in wirtschaftlicher Hinsicht ergeben sich Ersparnisse an Beton, Bewehrungs- und Spann stahl - bedingt durch das günstige Tragverhalten des durchlaufenden Trägers - durch rationelle Fertigungsmöglichkeiten usw.The value of the invention lies in the fact that the joint is designed in such a way that that during the use of the structure all the advantages of the continuous beam remain. E.g. in economic terms savings result Concrete, reinforcement and prestressing steel - due to the favorable load-bearing properties of the continuous carrier - through rational production possibilities, etc.

Weiterhin ermöglicht die Fugenausbildung ein so rasches öffnen der Fuge und Ersetzen des alten Abschnittes durch einen neuen, daß in Bezug auf den dafür erforderlichen Zeitraum praktisch kein Unterschied zu Tragwerden mit ständig offenen Fugen besteht.Furthermore, the formation of the joints enables the quick opening Fugue and replace the old section with a new one that relates to the The time required for this is practically no different from being carried with constant open joints.

Darüber hinaus liegt ein Vorteil dieser Fugenausbildung auch darin, daß sich die Fuge als Sollrißfuge bemessen läßt in z.B. durch große Setzungen beanspruchten Tragwerken. Die Zugkräfte der Spannglieder im Fugenbereich können auch leicht nachreguliert werden und der dabei entstehende Fugenspalt kann durch Injizieren geschlossen werden.Another advantage of this joint design is that that the joint can be dimensioned as a predetermined crack joint, e.g. in areas exposed to large subsidence Structures. The tensile forces of the tendons in the joint area can also be easily readjusted and the resulting joint gap can be closed by injection.

Die Erfindung wird durch folgende Figuren erläutert: Fig. 1 zeigt den Querschnitt eines Tragwerks im Fugenbereich mit den erforderlichen Lisenen oder Konsolen an der Trennfuge.The invention is illustrated by the following figures: FIG. 1 shows the cross-section of a structure in the joint area with the required pilaster strips or Consoles at the parting line.

Fig. 2 zeigt denselben Bereich im Längsschnitt.Fig. 2 shows the same area in longitudinal section.

Fig. 3 zeigt das prinzipielle Fugendetail bei der Ausführung mit Trennmittel.Fig. 3 shows the basic joint detail in the version with a release agent.

Fig. 4 zeigt das Fugendetail bei der gepanzerten Ausführung mit Metall- oder Kunststoffplatten.Fig. 4 shows the joint detail in the armored version with metal or plastic sheets.

Fig. 5 zeigt die Laschenverbindung bei einer Panzerung analog zu Fig. 4.FIG. 5 shows the tab connection in the case of armoring analogous to FIG. 4th

An den freien Enden der Lisenen 1 werden Spanngliedverankerungen 2 angeordnet und Spannglieder 3 durch die Lisenen über die Fuge 4 geführt. Die Fuge wird mit einem Injektionsmaterial 5 gefüllt. Die Fugenflächen 6 sind profiliert oder nach Fig. 4 mit einer Panzerung 7 versehen, die mit den Ankern 8 im Betonquerschnitt 9 verankert sind.Tendon anchorages 2 are attached to the free ends of the pilaster strips 1 arranged and tendons 3 passed through the pilaster strips over the joint 4. The joint is filled with an injection material 5. The joint surfaces 6 are profiled or according to Fig. 4 with armor 7, which is connected to the anchors 8 in the concrete cross-section 9 are anchored.

Bei der Laschenverbindung nach Fig. 5 werden die Panzerungen 7 mit den Laschen 10 durch hochfeste Schrauben 11 verbunden.In the tab connection according to FIG. 5, the armor 7 with the brackets 10 are connected by high-strength screws 11.

Die Stahlpanzerung 7 wird mit den Spanngliedern 12 im Beton verankert.The steel armor 7 is anchored with the tendons 12 in the concrete.

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Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung zur abschnittsweisen Erneuerung von Durchlaufträgern aus Spannbeton mit nachträglichem Verbund für Straßen- und Eisenbahnbrücken, dadurch gekennzeichnet, daß an geeigneten Querschnittsstellen des Durchlaufträgers (wie z.B. im Momentennullpunkt) Fugen vorgesehen sind, wobei die Spannglieder unmittelbar vor den Abschnittsgrenzen enden und hier verankert sind, und daß über die Abschnittsgrenzen hinweg Spannglieder ohne Verbund, d.h. aus ihren Spanngliedkanälen herausziehbare Spannglieder, vorgesehen sind, die in einem Abstand von höchstens gleich der Bauhöhe des Durchlaufträgers beiderseits. der Abschnittsgrenze enden und hier gespannt bzw. verankert sind und die mit einer korrosionssicheren Umhüllung umgeben sind.PATENT CLAIMS: 1. Arrangement for the renewal of sections by section Continuous girders made of prestressed concrete with a subsequent bond for road and railway bridges, characterized in that at suitable cross-sectional locations of the continuous beam (e.g. at the zero point of the moment) joints are provided, whereby the tendons are directly end before the section boundaries and are anchored here, and that over the section boundaries tendons without bond, i.e. they can be pulled out of their tendon ducts Tendons, are provided, which are at a distance of at most equal to the structural height of the continuous beam on both sides. end of the section boundary and stretched or are anchored and which are surrounded by a corrosion-resistant casing. 2. Anordnung wie. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Fugen im Querschnitt des Durchlaufträgers Trennflächen ausgebildet sind, durch die nur Druckkräfte aber keine Zugkräfte übertragen werden, z.B. durch eine dünne Beschichtung des Betons mit einem druckfesten Trennmittel aus einem nicht am Beton haftenden Kunststoff oder durch nicht miteinander verbundene beiderseits im Beton verankerte Plattenpaare aus Metall oder Kunststoff, wobei die nur druckübertragenden Trennflächen glatt oder feinprofiliert sind.2. Arrangement like. Claim 1, characterized in that at the joints Separating surfaces are formed in the cross section of the continuous beam through which only Compressive forces but no tensile forces are transmitted, e.g. through a thin coating of the concrete with a pressure-resistant release agent made from a non-sticking agent Plastic or anchored in concrete on both sides by not interconnected Pairs of plates made of metal or plastic, the only pressure-transmitting parting surfaces are smooth or finely profiled. 3. Anordnungen entsprechend Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erneuerung eines Durchlaufträgerabschnittes auf die glatte oder profilierte Trennfläche des neuen oder alten Abschnittes eine pastöse, nach kurzer Zeit aushärtende Mörtel- oder Kunststoffschicht, z.B. aus Epoxidhard, aufgebracht ist, wobei die Schichtstärke höchstens gleich der Profiltiefe ist.3. Arrangements according to claim 1 and 2, characterized in that that when renewing a continuous beam section on the smooth or profiled Separation surface of the new or old section is a pasty, hardening after a short time Mortar or plastic layer, e.g. made of epoxy hard, is applied, whereby the The layer thickness is at most equal to the profile depth. 4. Anordnungen entsprechend Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Trennflächen aus metallenen Plattenpaaren die Platten gleichzeitig zur Verankerung der in Verbund liegenden, vor der Trennfläche endenden Spannglieder dienen und daß anstelle der Spannglieder ohne Verbund die Plattenpaare durch Laschen und Schrauben stahlbaumäßig zug- und druckfest miteinander verbunden sind.4. Arrangements according to claim 1, characterized in that In the case of separating surfaces made of metal plate pairs, the plates are used for anchoring at the same time the tendons lying in bond, ending in front of the separation surface, and that Instead of the tendons without bond, the plate pairs with straps and screws are connected to each other in a tensile and compression-proof manner in terms of steel construction.