DE839044C

DE839044C - Durch Haengewerke vorgespannter Stahlbeton-Durchlauftraeger mit nachtraeglichem Verbund

Info

Publication number: DE839044C
Application number: DED1144A
Authority: DE
Inventors: E H Dr-Ing E H Dr-Ing F Dr-Ing
Original assignee: E H DR ING E H DR ING FRANZ DI
Current assignee: E H DR ING E H DR ING FRANZ DI
Priority date: 1950-02-26
Filing date: 1950-02-26
Publication date: 1952-05-15

Description

Durch Hängewerke vorgespannter Stahlbeton-Durchlaufträger mit nachträglichem Verbund

I: s ist bei weitgespannten Stahlhetonbalken-

briicken bekannt, die Stahlbetonbalken nach dem

Erhärten des Beton: zugleich mit dem Ausrüsten

durch b:in@c@@erkartige Zuganker, deren Form dem

Nlonientein erlauf angepaßt ist und die aus hoch-

werti-en Stahlen oder Seilen bestehen können.

N-"rziislianiieii. Diese Hängewerke sind gegenüber

den Stahllietontragoverken mittels Rollen oder

Pendeln lie@@e@lich gelagert. Als Folge davon er-

-iht sich, dal.i die Hän;;e%%-erke besonders bei

durchlaufenden Trägern sich an der Übertragung

der \-erkelirslastcn nur mit wenigen Prozenten be-

teiligen, so> daß in diesen eine im wesentlichen

rtilieii<le 1lelastung vorhanden ist. Für die Dauer-

festigkeit dieser Zuganker ist dies von großem Vor-

teil, dagegen ist für den Zustand der Bruchlast

v (g + p), wobei v der Sicherheitskoeffizient ist, der fehlende Verbund nachteilig, weil die das Eigengewicht übersteigende Last [v (g + p) - g] zum größten Teil durch den Stahlbetonbalken getragen werden muß, während die Hängewerke nur einen kleinen Teil übernehmen.

Bei Brücken geringer Spannweite bereitet die Herstellung des nachträglichen Verbundes keine Schwierigkeiten, weil die benötigten Querschnitte der Vorspannseile anstatt zwischen den Stegen auch in Kanälen der Stege selbst verlegt werden können, die nachträglich mit Mörtel ausgepreßt werden. Bei dieser Ausführungsform stützt sich das Seil laufend gegenüber den Stahlbetonbalken ab, und die obengenannten Rollen oder Pendel können erspart werden. Dafür muß man aber den Nachteil der Reibong zwischen den Seilen und dem Beton beim Anspannen in Kauf nehmen, die bewirkt, daß die Vorspannung von den Anspannstellen nach der Feldmitte hin abnimmt.
Bei größeren Brücken dagegen können die Vorsparrnanker nicht in den Stegen der Stahlbrücke verlegt werden, sondern man muß sie in den breiten Zwischenräumen zwischen den Stegen anordnen. Man könnte selbstverständlich auch in diesem Falle die Zuganker bzw. Seile in eine von Steg zu Steg quer gespannte Stahlbetonplatte einbetonieren, aber durch dieses zusätzliche Gewicht würden die Eigengewichtsmomente der frei aufliegenden Träger und desgleichen die der durchlaufenden Träger in der -\1 ittelöffnung so stark anwachsen, daß der Vorteil des späteren Verbundes weitgehend wieder aufgehoben werden würde. Dagegen bringt ein Einbetonieren der Zuganker in den Seitenöffnungen, Nvenn diese, wie es im allgemeinen üblich ist, klein sind im Verhältnis zur Mittelöffnung, keine Nachteile, weil durch das größere Eigengewicht der Seitenöffnungen dieFeldmomente derh-'littelöffnung aus Eigengewicht verringert werden. Desgleichen ist auch das Einbetonieren der Zuganker in der Nähe der Stützen ohne merklichen Einfluß auf die maßgebenden Eigengewichtsmomente der Mittelöffnung.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird entsprechend den obigen Darlegungen ein nachträglicher Verbund in den Seitenöffnungen und in den Stützenbereichen durch nachträgliches Einbetonieren der Seile oder Stähle geschaffen. Zugleich wird aber dieser Verbund in einer solchen Form vorgenommen, daß sich hieraus eine erhebliche Ersparnis an Vorspannstähl ergibt.
Um dies zu erläutern, ist in den Fig. i bis 3 der Längsschnitt und der Querschnitt in Feldmitte sowie an der Stütze von einem Durchlaufträger dargestellt, bei dem die Stahlbetonbalken nach dem Erhärten des Betons zugleich mit dem Ausrüsten <furch hängewerkartige Zuganker vorgespannt ,werden, deren Form dem Momentenverlauf angepaßt ist und die aus hochwertigen Stählen oder Seilen bestehen. Hierbei muß das statisch bestimmte Eigengewichtsmoment DZ" der Mittelöffnung durch die inneren Momente der Seile in den beiden Querschnitten der Feldmitte und der Stütze aufgenominen werden. Es ist CM(, = Hr 2l + H, z= Hierbei sind Hl und H2 die Seilkräfte im Feld und an der Stütze und z1 und z2 ihre Hebelarme in bezug auf die entsprechenden neutralen Fasern.
Während bei dem Plattenbalkenquerschnitt der Feldmitte (Fig.2) der Hebelarm z, im Verhältnis zu der Trägerhöhe dl sehr günstig ist, ist er bei dem Stützenquerschnitt der Fig.3 sehr ungünstig, weil dieser Querschnitt eine obere und untere Platte besitzt, so daß die neutrale Faser annähernd in der Mitte der Trägerhöhe d. liegt. Hierzu kommt noch, daß die Seile wegen der Montage etwa 0,20 m unter der oberen Platte verlaufen müssen, wodurch der Hebelarm z2 im Verhältnis zu d2 noch weiter absinkt. Da nun auf den Stützenquerschnitt zwei Drittel bis drei Viertel des Momentes entfallen, macht sich dieser geringe Hehelarm z. sehr ungünstig bemerkbar, indem er eine große Kraft H, und damit einen hohen Stahlverbrauch bedingt.
Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion, deren Längenschnitt in Fig. 4 und deren Querschnitte in Fig. 5 und 6 dargestellt sind, sind die Hebelarme z2 annühernd i,5mäl größer als bei den oben beschriebenen Konstruktionen. Das wird dadurch erreicht, daß die Vorspannung vorgenommen wird, bevor die obere Druckplatte betoniert ist. Dadurch erhält die neutrale Faser des Trägers infolge Fehlens der oberen Druckplatte eine sehr tiefe Lage, und zugleich können die Seile H2 sehr hoch, ungefähr in die Mitte der später zu betonierenden oberen ?latte, gelegt werden.
Die oberen Platten werden erst nach dem Anspannen der Seile in einem möglichst späten Zeitpunkt hergestellt. In der Fig.7 ist der Längsschnitt des endgültigen Trägers nach Herstellung des Verbundes dargestellt, wobei die neu betonierten Verbundplatten lotrecht schraffiert sind. Diese werden durch die Verkehrslasten,.das Schwinden, das Kriechen und das zusätzliche Eigengewicht der neu betonierten Platten auf Zug beansprucht, und es darf in ihnen wegen der Rissesicherheit keine höhere Zugspannung als 2o bis 25 kg/m= vorhanden sein. Um eine niedrige Zugspannung in den oberen Platten an den Stützen zu erhalten, wird man den Platten eine sehr große Stärke geben. Dies ist für die Eigengewichtsmomente ohne Bedeutung, wirkt sich aber bezüglich der Verkehrslastmomente sehr günstig aus, weil durch das vergrößerte Trägheitsmoment der Stützenquerschnitte die Feldmomente stark verringert werden. Diese Maßnahme allein wird aber meistens nicht genügen, um die Zugspannungen in der oberen Platte auf das angegebene Maß zu vermindern. Eine weitere Reduktion der Zugspannungen erreicht man dadurch, daß man. vor dem Einbetonieren der Seile die Brücke in der Mittelöffnung belastet. Durch die Entlastung nach dem Erhärten der neu betonierten Platten ergeben sich dann für diese Druckvorspannungen, durch welche die genannten Zugspannungen überlagert werden.
Eine gleichartige Wirkung kann dadurch erzielt werden, daß man vor der Herstellung des Verbundes die Endlager der Seitenöffnungen senkt und nach Herstellung des Verbundes und Erhärten des Betons wieder hebt.
Um die Haftung zwischen den Seilen und den sie umhüllenden Platten zu vergrößern, bringt man an den Seilen, insbesondere in der Nähe der Übergänge zu den nicht einbetonierten Abschnitten der Seile, Seilklemmen an, welche mit Dübelflächen versehen sind und beispielsweise nach Fig.8 ausgebildet werden können, um die mit den Verkehrslästen veränderlichen Kräfte der Seile durch Druckkräfte auf den Beton übertragen zu können.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird infolge des Verbundes in den Seitenöffnungen und den maßgebenden Stützenquerschnitten nicht nur eine erhöhte Bruchsicherheit erreicht, sondern es ergibt .sich dadurch auch eine beträchtliche Ersparnis an \'orsl>atinstalil. Außerdem werden auf diese Weise größere Spannweiten für die vorgespannten DurchlaufträZer ermöglicht.

Claims

PATENTANSPRCiCHE: i. Durch llängewerke vorgespannter Stahlbeton-Durchlaufträger mit Verbund in den Seitenöffnungen und den Stützenbereichen, dadurch gekennzeichnet, claß die Fahrbahnplatte in den Stützeubereichen erst nachträglich zugleich niit der Betonierung der Verbundplatten hergestellt wird und daß die für die Vorspannung verwendeten Seile oder Stähle in diese Platten einbetoniert werden.
2. X'orgesl,annter Stahlbeton-Durchlaufträger nach .\tispruch t, dadurch gekennzeichnet, <laß die Seile zur Vergrößerung der %Haftung finit Seilklcnimen versehen sind, deren Dübelflächen die mit den Verkehrslasten veränderlichen Kräfte der Seile an den Beton durch Druck übertragen.
3. Verfahren zum Herstellen eines vorgespannten Stahlbeton-Durchlaufträgers nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der Zugspannungen in der Fahrbahnplatte des Stützenbereiches die Mittelöffnung vor der Betonierung der Fahrbahnplatte des Stützenbereiches und der übrigen Verbundplatten vorbelastet wird mit dem Zweck, in diesen neu betonierten Platten Druckvorspannungen zu erzeugen. Verfahren zum Herstellen eines vorgespannten Stahlbeton-Durchlaufträgers nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verminderung der Zugspannungen in der Fahrbahnplatte des Stützenbereiches vor Herstellung des Verbundes die Endlager abgesenkt und nach Herstellung der Verbundplatten und Erhärtung des Betons wieder angehoben werden, wodurch in den neu betonierten Platten künstlich Druckvorspannungen entstehen.