EP2431524A1 - Brückenüberbau mit externer Bewehrung - Google Patents
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- EP2431524A1 EP2431524A1 EP11007509A EP11007509A EP2431524A1 EP 2431524 A1 EP2431524 A1 EP 2431524A1 EP 11007509 A EP11007509 A EP 11007509A EP 11007509 A EP11007509 A EP 11007509A EP 2431524 A1 EP2431524 A1 EP 2431524A1
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Definitions
- the invention relates to a trough-shaped, in a longitudinal direction stretched bridge superstructure, with a bridge deck made of reinforced concrete, which forms a lower trough plate of the bridge superstructure, extending laterally on the bridge panel in the longitudinal direction cheeks, which rise above an extension plane of the bridge deck and those with a bottom connect monolithically to the bridge deck and have an opposite free top.
- bridge superstructures For bridge superstructures, it is generally desirable that they have the lowest possible effective design height between the lower edge of the construction and the upper edge of the rail yet be stiff, robust, durable and easy to manufacture.
- the design height of a bridge superstructure is determined mainly by its span and the loads it has to carry. The endeavor and the art of structural engineers involved in such structures are therefore generally aimed at achieving the lowest possible superstructure height with the lowest possible use of material with the greatest possible bearing capacities and spans. As a result, the distance between the gradients of the two intersecting traffic routes can be kept as low as possible.
- the bridge superstructure should provide a simple method of production.
- the DE 10 2008 032 209 A1 describes a low bridge superstructure of a reinforced concrete composite trough with main beams substantially of steel in the longitudinal direction of the bridge, with a concrete slab as a slab or transversely to the longitudinal direction of the bridge rolling beams in concrete as external transverse reinforcement and with an internal transverse reinforcement, and with a coupling portion one end face each of the concrete slab and an inner side of the main beams, wherein in the coupling section substantially the internal transverse reinforcement of the concrete slab is connected to the main beams in a tension-resistant manner.
- the document describes a method for producing such a composite trough.
- the object of the invention is to further develop such a bridge superstructure in terms of its manufacturing cost.
- trough-shaped bridge superstructure in that it has bar-shaped cheeks made of concrete and in each case at least one longitudinal upper steel plate on the top of each cheek, which is integrated via composite dowels in the cheek.
- the steel plate has a T-shaped cross-section and forms part of a roll carrier with double T-profile, which is divided approximately centrally in its web and in which the composite dowel in the web are formed by the division process.
- the beam-shaped cheeks made of concrete represent longitudinal concrete beams that span from abutment to abutment and between which spans the bridge deck.
- the steel lamella, which integrates into the wagons, thus represents a so-called "rolled-in-concrete", abbreviated to "WiB".
- WiB carrier Deviating from known designs, however, it consists of a split, regularly halved WiB carrier. It represents an external reinforcing element loaded with pressure in the field of the superstructure, the flange of which runs on the upper side of the cheek and thus on its outer side. In single-span trough bridges, it represents a pressure reinforcement and relieves the compressive stresses in the concrete cheek. It integrates into the concrete of the cheek by means of composite dowels on the web, which are arranged continuously over their longitudinal extent, to ensure a continuous transmission of force in the longitudinal direction of both the steel blade and the cheek. Each bar-shaped cheek has a square or rectangular solid concrete cross section with largely conventional internal longitudinal and transverse reinforcement and forms a longitudinal member of the bridge superstructure.
- the invention thus turns away from the concrete trough of a concrete slab on the one hand and steel cheeks on the other hand. Rather, it pursues the principle of forming the trough-shaped bridge superstructure completely out of concrete. This simplifies the production very much because the bridge board can be connected to the same material bar-shaped cheeks or already switched together with them.
- steel slats as halved WiB carrier succeeds an external longitudinal reinforcement with optimal material utilization, because their loadable flange can be positioned with the best possible, namely with the largest inner lever arm in or on the cheek without further material of the carrier in one unloaded area would come to rest unused. Also a concrete cover above the steel flange becomes obsolete, which otherwise represents a significant increase in the design height.
- WiB beams are suitable in superstructures for bridges with depressed height, because they allow a low construction height of the bridge deck.
- the lower flange of the beam is regularly outside the concrete and represents an external tensile reinforcement.
- the upper flange is completely in the concrete cross-section and there usually in a neutral zone or a lightly loaded pressure area. Its cross-section is rarely used in the field area of the superstructure.
- the WiB beam design is considered to be material-intensive in terms of consumption of structural steel.
- the invention offers a solution to exploiting the advantages of the WiB carrier design, without having to accept the disadvantages of a high material usage. With the regular symmetrical parts of a beam with a double T-profile, two identical steel blades are available for material-appropriate and economical use as external reinforcement of a WiB beam.
- the two longitudinal cheeks of the trough-shaped bridge superstructure essentially have the task of tensioning from abutment to abutment. Between them extends the bridge board, which spans between the two cheeks as a trough plate. According to an advantageous embodiment of the invention, it comprises an external, transversely to the longitudinal direction of the bridge extending transverse reinforcement, also made of split roll-in-concrete (WiB).
- the external transverse reinforcement can be installed with little effort in the production of trough-shaped bridge superstructure.
- the rolling beams are placed in a production of the bridge superstructure in the final position only on a formwork floor of the bridge deck and then introduced the concrete.
- the exposed webs of the WiB beams are pressed or shaken into the still fresh concrete of the bridge board.
- the external transverse reinforcement thus reduces the manufacturing costs of the bridge superstructure.
- their flanges can be used as a stable support surface of the bridge superstructure on its abutments.
- the bridge panel may be biased at least in the longitudinal direction. This gives the bridge superstructure a largely crack-free underside. Due to the bias of the plate remains permanently under tensile loads due to deflection under intrinsic and traffic load over its entire Cross-section under a pressure load in plate plane. The bias can thus suppress the undesirable in concrete tensile forces on the underside of the bridge deck to avoid a stiffness-reducing cracking.
- the bridge superstructure may have a slack longitudinal reinforcement and plates, for example cement-bonded fibers, as shuttering of a bottom view of the bridge superstructure or the bridge deck.
- the plates can be advantageously inserted between the external transverse reinforcement and held by them.
- Cement-bonded fiberboards also bond with the concrete and adhere to it over its entire surface.
- the upper steel blades more or less close the upper free sides of the cheeks.
- the upper steel lamellae, the lower steel lamellae on the cheeks and the bridge deck as well as external longitudinal reinforcement are substantially opposite. They also have composite dowels, with which they are involved in the cheeks or in the bridge deck. With upright cheeks, the upper and lower steel lamellae face each other in a mirror image. On the other hand, if the cheeks are inclined, the upper and lower steel plates can be offset relative to one another. As a lower external reinforcement, the lower steel lamellae take on the bearing effect of a limp reinforcement or a tension reinforcement in use and in the state of breakage.
- the external transverse reinforcement of the bridge board does not extend over the entire width of the bridge superstructure when the lower steel lamellae are arranged, but leaves the space of the lower steel lamellae free at the edge of the underside of the bridge superstructure. Consequently, the lower steel plates can then serve as a support surface of the bridge superstructure on its abutment.
- An embodiment of the cheeks with the inventive arrangement of the upper and lower steel plates as external longitudinal reinforcement has the advantage that in any case the height of the cheeks can be dimensioned independently of the height of the WiB carrier. Because according to the invention halved double T-profiles are installed as steel plates, the external reinforcement can be arranged so that the cheeks receive the greatest possible rigidity.
- the upper and / or lower steel plates on a pre-bend against their future deflection under load This gives the cheeks a certain increase in order to compensate for a deflection, at least due to its own weight.
- a so-called drag plate between an earthworks and the bridge superstructure in order to mitigate jumps in rigidity of the roadway between the earthworks and the bridge superstructure and to counteract settlement phenomena in the abutment area.
- the drag plate is made of concrete, is pivotally mounted on the abutment of the bridge and extends over the width of the bridge and over several meters and possibly with an inclination in the heaped bridge ramp into and is embedded therein.
- a tangential plate may be arranged monolithically on the bridge superstructure, which continues in the plane of extension of the bridge panel and is likewise monolithically attachable to the abutment or can be fastened.
- the tangential plate in the installed state is monolithic formed with both the bridge board and the abutment, so connects the bridge superstructure with its abutment. It minimizes the endangent turning angle of the bridge deck at the abutments under load. Thus, it ensures a reduction of the track deformation, thus reducing an increase, lowering and rotation of the rail support points in the abutment area.
- the tangential plate may extend beyond a superstructure end with it or terminate shorter than this.
- the bridge superstructure may have a joint which separates the cheeks on a statically required length of the bridge board to form a tangential in the plane of extension at the superstructure end.
- the tangential plate of this embodiment then at least does not protrude beyond the end of the bridge superstructure. It is almost a part of the bridge board, but in contrast to the rest of the bridge board has no reliable connection with the accompanying cheeks.
- the cheeks can be in the area of the tangential plate over bearings on the abutment rest.
- the tangential plate in this embodiment also forms a monolithic connection or composite on the abutment.
- a further advantageous embodiment of a bridge superstructure comprises two abutments at the bridge end, wherein the cheeks are superimposed on the lower steel plates and on individual bearings on the abutments and monolithically integrates the tangential plate in the abutment.
- the monolithic connection of the tangential plate to the abutment can take place in long blocking pauses together with the concreting of the superstructure. If, on the other hand, only a short blocking pause is available for the replacement of the superstructure, the monolithic connection of the tangential plate to the abutment can be produced by a strip-shaped, fast-hardening encapsulation, which is optionally introduced between the sleepers of a track superstructure. Thus, even with short blocking pauses, it is not necessary to dispense with the formation of a tangential plate.
- the concreting of the trough-like superstructure in its overhead position ie in its position opposite the later installation position by 180 ° about the longitudinal axis of the bridge superstructure, is at least more favorable with smaller overhang lengths, because in this position the vertical cheeks point downwards from the plane of extent of the bridge deck and with you form a common surface. In this position, the superstructure is easier to concretes.
- the (later) upper steel lamellae as external reinforcing elements can already be inserted into the finished formwork at the bottom, which means a significantly lower reinforcement effort compared to an internal reinforcement.
- sheaths for a prestressing steel reinforcement can be inserted in step b).
- the bridge superstructure can thereby be prepared for a longitudinal prestressing or transverse prestressing, whereby the bridge deck can be given a smaller cross-section. This reduces the superstructure height.
- an external transverse reinforcement for example, rolled beams in concrete, so-called WiB beams, and / or longitudinally extending lower steel slats can be introduced or shaken into the still fresh concrete by a lowering process.
- the production of the bridge superstructure in overhead position in conjunction with external reinforcements offers a particularly simple mounting option for the longitudinal or transverse reinforcement.
- Deviating from the first-described method therefore, the production already takes place in the installed position.
- This method is thus particularly suitable for bridge superstructures, which on the abutment or in the immediate vicinity with a subsequent transfer of the bridge superstructure can be made over a short distance.
- the lower steel plates and the external transverse reinforcement can bring in without much effort, because they only need to be placed in the manufacturing level of the bridge deck. Possibly.
- the WiB carrier of the external transverse reinforcement still formwork panels such as fiber cement panels in the formwork, which represent a bottom view of the bridge superstructure together with the transverse reinforcement in the finished state. If possible, the side cheeks are shuttered together with the bridge board and concreted. If this is not possible, a working joint should be placed at a sufficient distance above the trough plate to concretize the cheeks in a later step.
- this method allows it without significant additional effort that in step b) sheaths for a prestressing steel reinforcement are inserted and / or that after step c) upper steel fins are introduced into the still fresh concrete of the cheeks.
- the beam-shaped cheeks can first be produced in front of the bridge board and separately.
- the formwork for the cheeks is created, in a rotated by 90 ° relative to the mounting position.
- the cars are thus made lying on their later outer or view side. All you need to do is prepare a formwork floor that touches the later side of the view.
- the vertical formwork for the later top and bottom of the cheeks form the WiB carrier, so that a separate formwork can be omitted. This reduces the formwork effort. Only for the front sides Schal lake may be required.
- the reinforcement for the cheeks is introduced including a connection reinforcement for the subsequent trough plate. The connection reinforcement is in the production position of the cheeks vertically up out of the formwork out.
- the trough plate can be largely prepared as described above and connected to the cheeks.
- the upper and / or lower steel plates can be pre-bent prior to their installation, which leads to an overshoot of the cheeks against deflection under load leads.
- the elevation can be applied, for example, by a directed deflection due to its own weight.
- the pre-bend does not significantly change the manufacturing process. The processing of the steel plates during their installation is in any case unchanged.
- FIG. 1 An inventive trough-shaped bridge superstructure exists according to FIG. 1 from a planar bridge deck 2 made of reinforced concrete, which forms a horizontal trough plate. It extends substantially in the longitudinal direction between two abutments, not shown, of the bridge. Laterally at their edges and in the longitudinal direction of the bridge run two vertically rising bar-shaped cheeks 4 with a rectangular cross section, also made of reinforced concrete. They are provided with a conventional, not shown internal bracket, longitudinal and transverse reinforcement. On their undersides 6, they bind monolithically to the bridge board 2 via a corresponding connection reinforcement. Your free tops 8 are covered by T-shaped upper steel plates 10. They are composed of a flange 11 and perpendicular projecting from the flange composite dowels 12.
- the bridge deck 2 is reinforced longitudinally and transversely.
- cladding 16 extend a longitudinal bias. It sets the bridge board 2 under a compressive prestress, so that under load it undergoes little or no appreciable tensile stress as a result of deflection, thereby leaving the bridge board 2 free of cracks.
- the bridge panel 2 has a conventional internal transverse reinforcement, not shown, and an external transverse reinforcement made of T-shaped rolled beams in concrete or WiB beams 14.
- the WiB carrier 14 are composed of a horizontal flange 13 and vertically projecting steel dowels 15 together. They are manufactured using the same technology as the upper steel lamellae 10, and tie into the concrete of the bridge board 2 via the steel dowels 15.
- each second space 17 the cladding 16 extend the internal bias.
- the internal longitudinal reinforcement not shown, together with the steel lamellae 10 as external reinforcement of the two cheeks 4, the tensile forces in the longitudinal direction.
- a limp reinforcement is purely constructive provide, since the bending moments are removed via the WiB carrier 14 as an external transverse reinforcement.
- edge paths 30 are arranged in the longitudinal direction, which are manufactured as precast concrete and then dowelled to the superstructure.
- the edge path 30 accommodates a cable channel 32.
- a railing 36 is mounted on an edge of the edge path 30.
- the trough-shaped bridge superstructure carries a railway superstructure 38, in this case a ballast superstructure with a threshold track.
- a railway superstructure 38 in this case a ballast superstructure with a threshold track.
- Unterschottermatte 40 which covers the bridge board 2 over the entire surface.
- FIG. 2a shows a similar cross-section as FIG. 1 ,
- the WiB beams 14 do not extend to the longitudinal edges or the bottom sides 6 of the cheeks 4, but extend only across the width of the bridge panel 2.
- the lower steel fins 18 which with steel dowels 12 in the same way in the concrete Include cheeks 4 as their opposite upper steel plates 10.
- the lower steel plates 18 of the bridge superstructure receives an external longitudinal reinforcement, which takes over tensile forces. The internal longitudinal reinforcement within the cheeks 4 can therefore be reduced.
- FIG. 2a shows the arrangement of the WiB beams 14. They carry the steel dowels 15, which embed in the concrete of the bridge deck 2, and each have on both sides of the steel dowel 15 the continuous flange 13. Between the WiB beams 14 fiber cement plates 19 are arranged, which are merely placed on the flanges 13. Together with the flanges 13 of the WiB carriers 14, they represent a bottom view of the finished bridge superstructure. The fiber cement plates 19 permanently protect the bridge board 2 against ingress of water and pollutants.
- FIG. 3a is a longitudinal section through a bridge panel 2 and a subsequent abutment 26, FIG. 3b an alternative construction in a side view.
- the FIGS. 3a, 3b illustrate the connection of the bridge superstructure to an end wall of an abutment 26 and the formation of a tangential plate 20th
- FIG. 3a shows the cut bridge board 2 with the external longitudinal reinforcement 10, the external transverse reinforcement of WiB beams 14 and a slack longitudinal reinforcement 50. It runs over the entire length of the bridge panel 2 and continuously into the tangential plate 20 inside. There, it overlaps with a connection reinforcement 52, which protrudes L-shaped from the abutment 26.
- the prefabricated bridge superstructure rests with its cheeks 4 on individual bearings 42 supported on the abutment 26.
- the bridge panel 2 is shorter by a length L than the cheeks 4 and is only supplemented by the tangential plate 20 to the length of the cheeks 4.
- the tangential plate 20 is, as below in the FIGS. 4 to 9 described, only later created in a separate manufacturing step and forms its own support unit following the bridge panel 2. It extends in the plane of extension and monolithically binds to the bridge panel 2. It is over the defined length L of the cheeks 4 by a parting line 49 (see. FIG. 8 ) decoupled.
- the parting line 49 is covered by an overhead joint tape to prevent the ingress of water.
- the tangential plate 20 is rigidly clamped in the operating state.
- the tangential plate 20 is equal to a possible angle of rotation ⁇ at the end the bridge panel 2 towards the abutment 26 to almost zero.
- the supporting effect of the tangential plate 20 is that of a two-sided rigidly clamped plate.
- FIG. 3b shows another construction possibility for a tangential plate 20 'of a bridge superstructure. He lies unchanged with his cheeks 4 on individual bearings 42 on an abutment 26. His bridge board 2 is shorter by the length M than the cheeks 4. In contrast to FIG. 3a However, the tangential plate 20 'extends beyond the cheeks 4 and according to static requirements has a length N which allows it to project beyond the bridge superstructure.
- FIGS. 4 to 8 illustrate the manufacturing process of the inventive bridge superstructure in its installed position.
- the WiB carrier 14 are first stored height accurate in a uniform distance transversely to the longitudinal direction of the future bridge superstructure and parallel to each other in a formwork, not shown.
- the remaining free surfaces between them is covered with fiber cement plates 19, which are placed on the flanges 13 of the WiB carrier 14. Possibly. they are secured against slipping there.
- a separate attachment is not required because they connect later at least physically with the concrete of the bridge panel 2.
- a slack longitudinal reinforcement 50 is inserted into the intermediate spaces 17 between the steel anchors 15 of the WiB beams 14. The spaces 17 leave this sufficient space.
- the WiB beams 14 ensure that the longitudinal reinforcement 50 receives sufficient concrete coverage, since it serves as a kind of spacer for the internal longitudinal reinforcement 50 with respect to the concrete surface. The installation of separate spacers is therefore not required.
- a transverse reinforcement, not shown, is possibly provided according to design requirements.
- the production of the cheeks 4. For this purpose, a in FIG. 6 not shown formwork created. In the formwork, the lower steel plates 18 are inserted, so that they form the lower end of the cheeks 4 at the bottom 6. After introducing the concrete for the cheeks 4, the upper steel blades 10 are pressed or shaken into the still fresh concrete. They close the top 8 of the cheeks 4.
- the cheeks 4 are in the longitudinal direction on both sides of the provisional bridge board 2 on, but not on the longitudinal reinforcement 40, with which they complete at an equal height.
- the abutments 26 can be prepared for the installation of the bridge superstructure. On the abutments 26 individual bearings 42 are positioned on which the bridge superstructure finally comes to rest. In between, a formwork for the later tangential plate 20 is created with fiber cement boards, not shown.
- the state of the raised bridge superstructure in its final position on the abutments 26 shows FIG. 7 ,
- the freestanding cheeks 4 are delimited from the future tangential plate 20 by a partition plate 46 made of rigid foam.
- the bridge board 2 between the cheeks 4 is supplemented with a fast-hardening concrete or mortar 44 (cf. FIG. 8 ).
- the partition plate 46 prevents the introduction of the casting 44, a statically effective bond between it and the cheeks 4 is formed.
- After setting of the potting 44 it forms a tangential plate 20 which is monolithically connected on the one hand to the bridge deck 2 and on the other hand to the abutments 26. Compared to the cheeks 4, however, he has no immediate connection.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen trogförmigen, in einer Längsrichtung gespannten Brückenüberbau, mit einer Brückentafel aus Stahlbeton, die eine unten liegende Trogplatte des Brückenüberbaus bildet, mit seitlich an der Brückentafel in Längsrichtung verlaufenden Wangen, die sich über eine Erstreckungsebene der Brückentafel erheben und die mit einer Unterseite monolithisch an der Brückentafel anbinden und eine gegenüberliegende freie Oberseite aufweisen.
- Bei Brückenüberbauten ist es im Allgemeinen wünschenswert, dass sie eine möglichst geringe effektive Konstruktionshöhe zwischen Konstruktionsunterkante und Schienenoberkante aufweisen, dabei aber dennoch steif, robust, dauerhaft und einfach herzustellen sind. Die Konstruktionshöhe eines Brückenüberbaus wird im Wesentlichen von seiner Spannweite und von den Lasten bestimmt, die er zu tragen hat. Das Bemühen und die Kunst der mit derartigen Bauwerken befassten Bauingenieure richten sich also in der Regel darauf, bei möglichst großen Tragfähigkeiten und Spannweiten eine möglichst geringe Überbauhöhe mit geringem Materialeinsatz zu erzielen. Dadurch kann der Abstand zwischen den Gradienten der beiden sich kreuzenden Verkehrswege möglichst gering gehalten werden. Außerdem soll der Brückenüberbau eine einfache Herstellungsweise bieten. Vor allem für Brückenerneuerungen ist eine Vorfertigung des Brückenüberbaus in Teilen oder vollständig in einem Fertigteilwerk wünschenswert, weil dadurch eine besonders gute Herstellungsqualität erzielt werden kann. Die Montage des neuen Brückenüberbaus auf den alten Widerlagern soll wenig Zeit beanspruchen, um nur kurze Vollsperrungen einer Straße oder kurze Sperrpausen eines Eisenbahnstrangs zu erfordern.
- Die
DE 10 2008 032 209 A1 beschreibt einen niedrigen Brückenüberbau aus einem Stahlbetonverbundtrog mit Hauptträgern im Wesentlichen aus Stahl in Längsrichtung der Brücke, mit einer Betonplatte als Bodenplatte bzw. Trogplatte mit quer zur Längsrichtung der Brücke verlaufenden Walzträgern in Beton als externer Querbewehrung und mit einer internen Querbewehrung, und mit einem Kopplungsabschnitt an je einer Stirnseite der Betonplatte und einer Innenseite der Hauptträger, wobei im Kopplungsabschnitt im Wesentlichen die interne Querbewehrung der Betonplatte zugfest an den Hauptträgern angeschlossen ist. Außerdem beschreibt die Druckschrift ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Verbundtrogs. - Aufgabe der Erfindung ist es, einen derartigen Brückenüberbau hinsichtlich seines Herstellungsaufwands weiterzuentwickeln.
- Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten trogförmigen Brückenüberbau dadurch gelöst, dass er balkenförmige Wangen aus Beton und jeweils mindestens eine längs verlaufende obere Stahllamelle auf der Oberseite jeder Wange aufweist, die über Verbunddübel in die Wange eingebunden ist. Die Stahllamelle hat einen T-förmigen Querschnitt und stellt einen Teil eines Walzträgers mit Doppel-T-Profil dar, der in seinem Steg etwa mittig geteilt wird und bei dem durch den Teilungsvorgang die Verbunddübel im Steg mit ausgebildet werden. Die balkenförmigen Wangen aus Beton stellen längs verlaufende Betonbalken dar, die von Widerlager zu Widerlager spannen und zwischen denen sich die Brückentafel aufspannt. Die Stahllamelle, die in die Wagen einbindet, stellt also einen so genannten "Walzträger-in-Beton" dar, kurz "WiB" genannt. Abweichend von bekannten Bauformen besteht sie allerdings aus einem geteilten, regelmäßig halbierten WiB-Träger. Sie stellt ein im Feld des Überbaus auf Druck belastetes externes Bewehrungselement dar, deren Flansch auf der Oberseite der Wange und damit auf ihrer Außenseite verläuft. Bei einfeldrigen Trogbrücken stellt sie eine Druckbewehrung dar und entlastet die Druckspannungen in der Betonwange. Sie bindet in den Beton der Wange über Verbunddübel am Steg ein, die kontinuierlich über ihre Längserstreckung angeordnet sind, um eine kontinuierliche Kraftübertragung in Längsrichtung sowohl der Stahllamelle als auch der Wange zu gewährleisten. Jede balkenförmige Wange hat einen quadratischen oder rechteckigen massiven Betonquerschnitt mit weitgehend herkömmlicher interner Längs- und Querbewehrung und bildet einen Längsträger des Brückenüberbaus.
- Die Erfindung wendet sich also davon ab, den Betontrog aus einer Betonplatte einerseits und aus stählernen Wangen andererseits auszubilden. Sie verfolgt vielmehr das Prinzip, den trogförmigen Brückenüberbau vollständig aus Beton auszubilden. Dadurch vereinfacht sich die Herstellung ganz wesentlich, weil die Brückentafel an materialgleiche balkenförmige Wangen angeschlossen bzw. bereits zusammen mit ihnen geschalt werden kann. Mit dem Einsatz der Stahllamellen als halbiertem WiB-Träger gelingt eine externe Längsbewehrung mit optimaler Materialausnutzung, weil ihr belastungsfähiger Flansch mit dem bestmöglichen, nämlich mit dem größten inneren Hebelarm in bzw. an der Wange positioniert werden kann, ohne dass weiteres Material des Trägers in einem unbelasteten Bereich ungenutzt zu liegen käme. Auch eine Betonüberdeckung oberhalb des Stahlflanschs wird hinfällig, die sonst eine wesentliche Erhöhung der Konstruktionshöhe darstellte.
- Bekanntermaßen eignen sich WiB-Träger in Überbauten für Brücken mit gedrückter Bauhöhe, weil sie eine geringe Konstruktionshöhe der Brückentafel ermöglichen. Bei WiB-Trägern mit einem herkömmlichen Doppel-T-Profil liegt der untere Flansch des Trägers regelmäßig außerhalb des Betons und stellt eine externe Zugbewehrung dar. Der obere Flansch liegt vollständig im Betonquerschnitt und dort meist in einer neutralen Zone oder einem wenig belasteten Druckbereich. Sein Querschnitt wird im Feldbereich des Überbaus regelmäßig kaum genutzt. Dadurch gilt die WiB-Trägerbauweise als materialaufwändig in Bezug auf den Verbrauch an Konstruktionsstahl. Die Erfindung dagegen bietet eine Lösung, die Vorteile der WiB-Trägerbauweise zu nutzen, ohne die Nachteile eines hohen Materialeinsatzes in Kauf nehmen zu müssen. Mit dem regelmäßig symmetrischen Teilen eines Trägers mit Doppel-T-Profil stehen zwei gleiche Stahllamellen für einen materialgerechten und -sparsamen Einsatz als externe Bewehrung eines WiB-Trägers zur Verfügung.
- Die beiden längs verlaufenden Wangen des trogförmigen Brückenüberbaus haben im Wesentlichen die Aufgabe, sich von Widerlager zu Widerlager zu spannen. Zwischen ihnen erstreckt sich die Brücktafel, die sich zwischen den beiden Wangen als Trogplatte aufspannt. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst sie eine externe, quer zur Längsrichtung der Brücke verlaufende Querbewehrung, ebenfalls aus geteilten Walzträgern-in-Beton (WiB). Die externe Querbewehrung kann mit geringem Aufwand bei der Herstellung des trogförmigen Brückenüberbaus eingebaut werden. Dazu werden die Walzträger bei einer Herstellung des Brückenüberbaus in Endlage lediglich auf einem Schalungsboden der Brückentafel abgelegt und anschließend der Beton eingebracht. Bei einer Herstellung des Brückenüberbaus überkopf werden die freiliegenden Stege der WiB-Träger in den noch frischen Beton der Brückentafel eingedrückt bzw. eingerüttelt. Die externe Querbewehrung senkt so die Herstellungskosten des Brückenüberbaus. Außerdem können ihre Flansche als stabile Auflagefläche des Brückenüberbaus auf seinen Widerlagern genutzt werden.
- Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Brückentafel zumindest in Längsrichtung vorgespannt sein. Dadurch erhält der Brückenüberbau eine weitgehend rissfreie Untersicht. Durch die Vorspannung bleibt die Platte auch bei Zugbelastungen infolge Durchbiegung unter Eigen- und Verkehrslast dauerhaft über ihren gesamten Querschnitt unter einer Druckbelastung in Plattenebene. Die Vorspannung kann also die im Beton unerwünschten Zugkräfte auf der Unterseite der Brückentafel überdrücken, um eine steifigkeitsmindernde Rissbildung zu vermeiden.
- Nach einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann der Brückenüberbau über eine schlaffe Längsbewehrung und über Platten, zum Beispiel aus zementgebundenen Fasern, als Verschalung einer Untersicht des Brückenüberbaus bzw. der Brückentafel verfügen. Die Platten können vorteilhaft zwischen der externen Querbewehrung eingelegt und durch sie gehalten werden. Zementgebundene Faserplatten verbinden sich darüber hinaus mit dem Beton und haften vollflächig an ihm. Dadurch wird nicht nur eine gleichmäßige Optik erreicht, sondern auch das Eindringen von Feuchtigkeit und Schadstoffen in den Beton und ein Fortschreiten der unerwünschten Karbonatisierungsfront in das Innere des Betonquerschnitts hinein wirkungsvoll unterbunden.
- Die oberen Stahllamellen schließen die oberen freien Seiten der Wangen mehr oder weniger ab. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können den oberen Stahllamellen untere Stahllamellen an den Wangen bzw. der Brückentafel als ebenfalls externe Längsbewehrung im Wesentlichen gegenüberliegen. Auch sie weisen Verbunddübel auf, mit denen sie in den Wangen bzw. in der Brückentafel eingebunden sind. Bei senkrecht stehenden Wangen liegen sich die oberen und die unteren Stahllamellen damit einander quasi spiegelbildlich gegenüber. Sind die Wangen dagegen geneigt ausgebildet, können die oberen und die unteren Stahllamellen einander entsprechend versetzt gegenüberliegen. Die unteren Stahllamellen übernehmen als untere externe Bewehrung die Tragwirkung einer schlaffen Bewehrung oder einer Spannbewehrung im Gebrauchs- und im Bruchzustand. Die externe Querbewehrung der Brückentafel verläuft bei Anordnung der unteren Stahllamellen nicht über die gesamte Breite des Brückenoberbaus, sondern lässt den Platz der unteren Stahllamellen am Rand der Untersicht des Brückenüberbaus frei. Demzufolge können die unteren Stahllamellen dann als Auflagefläche des Brückenüberbaus auf ihrem Widerlager dienen. Eine Ausbildung der Wangen mit der erfinderischen Anordnung der oberen und der unteren Stahllamellen als externer Längsbewehrung hat den Vorteil, dass jedenfalls die Höhe der Wangen unabhängig von der Höhe der WiB-Träger dimensioniert werden kann. Weil erfindungsgemäß halbierte Doppel-T-Profile als Stahllamellen eingebaut werden, kann die externe Bewehrung so angeordnet werden, dass die Wangen eine größtmögliche Steifigkeit erhalten.
- Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die oberen und/oder die unteren Stahllamellen eine Vorbiegung entgegen ihrer zukünftigen Durchbiegung unter Belastung auf. Dadurch erhalten die Wangen eine gewisse Überhöhung, um eine Durchbiegung zumindest infolge Eigengewichts auszugleichen.
- Vor allem im Eisenbahnbau ist es bekannt, zwischen einem Erdbauwerk und dem Brückenüberbau eine so genannte Schleppplatte anzuordnen, um Steifigkeitssprünge der Fahrbahn zwischen dem Erdbauwerk und dem Brückenüberbau abzumildern und Setzungserscheinungen im Widerlagerbereich entgegenzuwirken. Die Schleppplatte besteht aus Beton, liegt auf dem Widerlager der Brücke schwenkbar auf und erstreckt sich über die Breite der Brücke und über mehrere Meter und ggf. mit einer Neigung in die aufgeschüttete Brückenrampe hinein und ist darin eingebettet. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann alternativ oder zusätzlich eine Tangentialplatte monolithisch am Brückenüberbau angeordnet sein, die sich in der Erstreckungsebene der Brückentafel fortsetzt und ebenfalls monolithisch am Widerlager befestigbar ist bzw. befestigt werden kann. Im Gegensatz zu einer Schleppplatte ist die Tangentialplatte im Einbauzustand monolithisch sowohl mit der Brückentafel als auch mit dem Widerlager ausgebildet, verbindet also den Brückenüberbau mit seinem Widerlager. Sie minimiert den Endtangentendrehwinkel der Brückentafel an den Widerlagern unter Belastung. Damit sorgt sie für eine Reduzierung der Gleiskörperverformung, vermindert also eine Anhebung, Absenkung und Verdrehung der Schienenstützpunkte im Widerlagerbereich. Durch ihren monolithischen Anschluss sowohl am Brückenüberbau als auch am Unterbau bzw. Widerlager fixiert sie darüber hinaus den Überbau in Längs- und Querrichtung auf dem Widerlager. Sie dient zudem einer Stabilisierung des Widerlagers, weil dessen Verankerung zur Aufnahme von Horizontalkräften aus Erddruck und Bremskräften entfallen kann. Je nach Dimensionierung und Gestaltung der Brücke bzw. des Brückenüberbaus kann sich die Tangentialplatte über ein Überbauende hinaus erstrecken mit ihm abschließen oder kürzer als dieses ausfallen.
- Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Brückenüberbau über eine Fuge verfügen, die die Wangen auf einer statisch erforderlichen Länge von der Brückentafel trennt, um in deren Erstreckungsebene am Überbauende eine Tangentialplatte auszubilden. Die Tangentialplatte dieser Ausführungsform ragt dann zumindest nicht über das Ende des Brückenüberbaus hinaus. Sie stellt quasi einen Bestandteil der Brückentafel dar, der jedoch im Gegensatz zur übrigen Brückentafel keine belastbare Verbindung mit den sie begleitenden Wangen hat. Die Wangen können im Bereich der Tangentialplatte über Lager auf dem Widerlager aufliegen. Die Tangentialplatte dagegen bildet auch in dieser Ausführungsform einen monolithischen Anschluss bzw. Verbund am Widerlager aus.
- Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung eines Brückenüberbaus umfasst zwei Widerlager am Brückenende, wobei die Wangen über die unteren Stahllamellen und über Einzellagern auf den Widerlagern aufgelagert sind und die Tangentialplatte monolithisch in das Widerlager einbindet. Die monolithische Anbindung der Tangentialplatte an das Widerlager kann in langen Sperrpausen gemeinsam mit der Betonage des Überbaus erfolgen. Steht dagegen nur eine kurze Sperrpause zum Austausch des Überbaus zur Verfügung, so kann der monolithische Anschluss der Tangentialplatte am Widerlager durch einen streifenförmigen, schnell erhärtenden Verguss hergestellt werden, der ggf. zwischen den Schwellen eines Gleisoberbaus eingebracht wird. Damit muss auch bei kurzen Sperrpausen nicht auf die Ausbildung einer Tangentialplatte verzichtet werden.
- Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines trogförmigen Brückenüberbaus nach einem der obigen Ansprüche, der eine Brückentafel und seitlich an der Brückentafel in Längsrichtung verlaufende Wangen umfasst. Das erfinderische Verfahren umfasst dabei die folgenden Herstellungsschritte:
- a) Erstellen einer Schalung für den trogförmigen Überbau in einer Überkopflage,
- b) Einlegen von oberen Stahllamellen in die Schalung der Wangen,
- c) Einbringen von Beton in die Schalung, und
- d) Aushärten lassen, Entschalen und Wenden des Überbaus.
- Erfindungsgemäß werden also nicht nur die Brückentafel, sondern auch die balkenförmigen seitlichen Wangen aus Stahlbeton und gemeinsam in demselben Herstellungsschritt erstellt. Herstellungstechnisch ist die Betonage des trogförmigen Überbaus in seiner Überkopflage, also in seiner gegenüber der späteren Einbaulage um 180° um die Längsachse des Brückenüberbaus verkehrten Lage jedenfalls bei geringeren Überbaulängen günstiger, weil in dieser Position die senkrechten Wangen von der Erstreckungsebene der Brückentafel abwärts weisen und mit ihr eine gemeinsame Oberfläche bilden. In dieser Lage lässt sich der Überbau einfacher betonieren. Die (späteren) oberen Stahllamellen als externe Bewehrungselemente lassen sich bereits in die fertige Schalung unten einlegen, was gegenüber einer internen Bewehrung einen deutlich geringeren Bewehrungsaufwand bedeutet. Auch das anschließende Einbringen des Betons in die Schalung wird durch die (späteren) oberen Stahllamellen als externe Bewehrung nicht gestört. Nach Aushärten des Betons und Entschalen des Überbaus muss er gewendet werden, um in seine Einbaulage gebracht zu werden. Das Wenden kann kurz nach dem Entschalen oder auch erst kurz vor dem Einbau erfolgen, wenn beispielsweise der Transport des Überbaus in Überkopflage günstiger sein sollte.
- Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des oben genannten Verfahrens können in Schritt b) Hüllrohre für eine Spannstahlbewehrung eingelegt werden. Der Brückenoberbau kann dadurch für eine Längsvorspannung oder Quervorspannung vorbereitet werden, wodurch die Brückentafel einen geringeren Querschnitt erhalten kann. Dadurch lässt sich die Oberbauhöhe reduzieren. Weil der trogförmige Brückenüberbau in Überkopflage hergestellt wird, ist seine spätere Untersicht leicht zugänglich und liegt nach der Betonage vollkommen frei. Daher kann auch zusätzlich zu den Hüllrohren oder stattdessen im Schritt c) eine externe Querbewehrung, beispielsweise Walzträger in Beton, so genannte WiB-Träger, und/oder in Längsrichtung verlaufende untere Stahllamellen in den noch frischen Beton durch einen Absenkvorgang eingebracht bzw. eingerüttelt werden. Damit bietet die Herstellung des Brückenüberbaus in Überkopflage in Verbindung mit externen Bewehrungen eine besonders einfache Montagemöglichkeit für die Längs- bzw. Querbewehrung.
- Nach einer zum oben genannten Verfahren alternativen Herstellungsweise eines trogförmigen Brückenüberbaus nach einem der obigen Ansprüche, der eine Brückentafel und seitlich an der Brückentafel in Längsrichtung verlaufende Wangen umfasst, kann das Verfahren mit den folgenden Herstellungsschritten ablaufen:
- a) Erstellen einer Schalung für den trogförmigen Überbau in Einbaulage,
- b) Einlegen einer externen Querbewehrung und der unteren Stahllamellen in die Schalung der Brückentafel,
- c) Einbringen von Beton in die Schaltung, und
- d) Aushärten lassen und Entschalen des Überbaus.
- Abweichend vom zuerst beschriebenen Verfahren erfolgt die Herstellung also bereits in der Einbaulage. Dies erscheint bei längeren Spannweiten des Brückenüberbaus oder bei einer Herstellung vor Ort sinnvoll, weil auf das Wenden des Brückenüberbaus nach seiner Herstellung verzichtet werden kann. Dieses Verfahren eignet sich also insbesondere für Brückenüberbauten, die auf dem Widerlager oder in unmittelbarer Nachbarschaft mit einem anschließenden Verbringen des Brückenoberbaus über eine kurze Distanz hergestellt werden. Auch bei diesem Verfahren lassen sich die unteren Stahllamellen und die externe Querbewehrung ohne großen Aufwand einbringen, weil sie lediglich in der Herstellebene der Brückentafel aufgelegt werden müssen. Ggf. können zwischen die WiB-Träger der externen Querbewehrung noch Verschalungsplatten, beispielsweise Faserzementplatten, in die Schalung eingelegt werden, die im Fertigzustand zusammen mit der Querbewehrung eine Untersicht des Brückenüberbaus darstellen. Nach Möglichkeit werden die seitlichen Wangen zusammen mit der Brückentafel geschalt und mitbetoniert. Sollte dies nicht möglich sein, ist eine Arbeitsfuge in ausreichendem Abstand über der Trogplatte anzuordnen, um die Wangen in einem späteren Arbeitsschritt zu betonieren.
- Auch dieses Verfahren lässt es ohne nennenswerten Zusatzaufwand zu, dass in Schritt b) Hüllrohre für eine Spannstahlbewehrung eingelegt werden und/oder dass nach dem Schritt c) obere Stahllamellen in den noch frischen Beton der Wangen eingebracht werden.
- Nach einer weiteren alternativen Herstellungsweise können die balkenförmigen Wangen zunächst vor der Brückentafel und separat hergestellt werden. Dazu wird zunächst die Schalung für die Wangen erstellt, und zwar in einer um 90° gegenüber der Einbaulage gedrehten Lage. Die Wagen werden folglich auf ihrer späteren Außen- oder Ansichtsseite liegend hergestellt. Dazu braucht lediglich ein Schalboden vorbereitet zu werden, der die spätere Ansichtsseite berührt. Die senkrecht stehende Schalung für die spätere Ober- und Unterseite der Wangen bilden die WiB-Träger, so dass eine separate Schalung dafür entfallen kann. Dadurch reduziert sich der Schalungsaufwand. Lediglich für die Stirnseiten können Schalflächen erforderlich werden. Anschließend wird die Bewehrung für die Wangen eingebracht einschließlich einer Anschlussbewehrung für die spätere Trogplatte. Die Anschlussbewehrung steht in der Herstellungslage der Wangen senkrecht nach oben aus der Schalung heraus. Nach dem einbringen des Betons in die Schalung der Wangen, dem Aushärten des Betons und dem Entschalen der Wangen werden sie in ihre Einbaulage oder in die Überkopflage gebracht, also um 90° gegenüber der Herstellungslage gedreht. Anschließend kann die Trogplatte weitgehend wie oben beschrieben hergestellt und an den Wangen angeschlossen werden.
- Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der oben genannten Verfahren können die oberen und/oder unteren Stahllamellen vor ihrem Einbau eine Vorbiegung erhalten, die zu einer Überhöhung der Wangen entgegen einer Durchbiegung unter Belastung führt. Die Überhöhung kann beispielsweise durch eine gerichtete Durchbiegung infolge Eigengewichts aufgebracht werden. Durch die Vorbiegung verändert sich das Herstellungsverfahren nicht nennenswert. Die Verarbeitung der Stahllamellen bei ihrem Einbau ist jedenfalls unverändert.
- Das Prinzip der Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielshalber noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- Figur 1:
- einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Brückentrog,
- Figur 2:
- einen Querschnitt durch einen alternativen Brückentrog mit "Fester Fahrbahn" ohne Schotterbett,
- Figur 3a:
- einen Längsschnitt eines Brückentrogs auf einem Widerlager,
- Figur 3b:
- eine Seitenansicht einer alternativen Konstruktion,
- Figur 4 bis 7:
- einzelne Stadien des Herstellungsprozesses.
- Ein erfindungsgemäßer trogförmiger Brückenüberbau besteht gemäß
Figur 1 aus einer ebenflächigen Brückentafel 2 aus Stahlbeton, die eine horizontale Trogplatte bildet. Sie erstreckt sich im Wesentlichen in Längsrichtung zwischen zwei nicht dargestellten Widerlagern der Brücke. Seitlich an ihren Rändern und in Brückenlängsrichtung verlaufen zwei vertikal aufragende balkenförmige Wangen 4 mit einem rechteckigen Querschnitt, ebenfalls aus Stahlbeton. Sie werden mit einer herkömmlichen, nicht dargestellten internen Bügel-, Längs- und Querbewehrung versehen. An ihren Unterseiten 6 binden sie über eine entsprechende Anschlussbewehrung monolithisch an der Brückentafel 2 an. Ihre freien Oberseiten 8 werden von T-förmigen oberen Stahllamellen 10 abgedeckt. Sie setzen sich aus einem Flansch 11 und senkrecht vom Flansch abstehenden Verbunddübeln 12 zusammen. Sie werden als geschweißtes Blechprofil oder alternativ aus einem Walzträger mit dem Doppel-T-Profil hergestellt, indem der Steg des Walzträgers in Längsrichtung durchtrennt und der Walzträger in zwei im Wesentlichen gleiche Teile geteilt wird. Beim Durchtrennen des Stegs werden zugleich die späteren Verbunddübel 12 ausgebildet. Mit ihnen binden die oberen Stahllamellen 10 in den Beton der Wangen 4 ein. Sie werden bei der Herstellung des Brückenüberbaus unmittelbar an den Wangen 4 anbetoniert und stellen so genannte Walzträger-in-Beton (WiB-Trägern) dar. Sie haben die gleiche Breite wie die Wangen 4, decken damit deren Oberseiten 8 vollständig ab und bilden eine externe Längsbewehrung des Brückenüberbaus für Druckbeanspruchungen. - Die Brückentafel 2 ist in Längsrichtung und in Querrichtung bewehrt. In Längsrichtung verlaufen Hüllrohre 16 einer Längsvorspannung. Sie setzt die Brückentafel 2 unter eine Druckvorspannung, so dass sie unter Belastung kaum oder keine nennenswerte Zugspannung infolge Durchbiegens erfährt und dadurch die Brückentafel 2 rissfrei bleibt. In Querrichtung weist die Brückentafel 2 eine nicht dargestellte herkömmliche interne Querbewehrung und eine externe Querbewehrung aus T-förmigen Walzträgern-in-Beton bzw. WiB-Trägern 14 auf. Die WiB-Träger 14 setzen sich aus einem waagrechten Flansch 13 und davon senkrecht abstehenden Stahldübeln 15 zusammen. Sie werden nach derselben Technologie wie die oberen Stahllamellen 10 hergestellt und binden wie sie über die Stahldübel 15 in den Beton der Brückentafel 2 ein. Zwischen den Stahldübeln 15 bilden sich Zwischenräume 17 aus. In jedem zweiten Zwischenraum 17 verlaufen die Hüllrohre 16 der internen Vorspannung. Dabei trägt die nicht dargestellte interne Längsbewehrung zusammen mit den Stahllamellen 10 als externe Bewehrung der beiden Wangen 4 die Zugkräfte in Längsrichtung ab. Eine schlaffe Bewehrung ist rein konstruktiv vorzusehen, da die Biegemomente über die WiB-Träger 14 als externe Querbewehrung abgetragen werden.
- Auf der Außenseite des trogförmigen Brückenüberbaus sind in Längsrichtung zwei Randwege 30 angeordnet, die als Betonfertigteile hergestellt und anschließend an den Überbau gedübelt werden. Unter einer Lauffläche 34 des Randwegs 30, die aus einem Plattenbelag besteht, beherbergt der Randweg 30 einen Kabelkanal 32. Als Absturzsicherung ist ein Geländer 36 auf einem Rand des Randwegs 30 befestigt.
- Der trogförmige Brückenüberbau trägt einen Eisenbahnoberbau 38, vorliegend einen Schotteroberbau mit einem Schwellengleis. Aus Gründen der Fahrbahnelastizität liegt der Oberbau 38 auf einer Unterschottermatte 40 auf, die die Brückentafel 2 vollflächig bedeckt.
-
Figur 2a zeigt einen ähnlichen Querschnitt wieFigur 1 . Im Gegensatz zum zuerst beschriebenen Querschnitt verlaufen die WiB-Träger 14 nicht bis zu den Längsrändern bzw. den Unterseiten 6 der Wangen 4, sondern erstrecken sich nur über die Breite der Brückentafel 2. An den Unterseiten 6 der Wangen 4 und den oberen Stahllamellen 10 gegenüber verlaufen untere Stahllamellen 18, die mit Stahldübeln 12 genauso in den Beton der Wangen 4 einbinden wie ihre gegenüberliegenden oberen Stahllamellen 10. Mit den unteren Stahllamellen 18 erhält der Brückenüberbau eine externe Längsbewehrung, die Zugkräfte übernimmt. Die interne Längsbewehrung innerhalb der Wangen 4 kann daher reduziert werden. - Die Längsschnittansicht in
Figur 2b , die zur Querschnittsansicht derFigur 2a gehört, verdeutlicht die Lage der Stahllamellen 10, 18 in den Wangen 4: Sie bilden einen oberen bzw. unteren Abschluss der Wangen 4 und durchziehen die Wangen 4 mit ihren Stahldübeln 12 in etwa einem oberen bzw. unteren Viertel des Betonquerschnitts.Figur 2a zeigt außerdem die Anordnung der WiB-Träger 14. Sie tragen die Stahldübel 15, die in den Beton der Brückentafel 2 einbinden, und weisen jeweils beidseits des Stahldübels 15 den durchlaufenden Flansch 13 auf. Zwischen den WiB-Trägern 14 sind Faserzementplatten 19 angeordnet, die auf den Flanschen 13 lediglich aufgelegt sind. Sie stellen zusammen mit den Flanschen 13 der WiB-Träger 14 eine Untersicht des fertigen Brückenüberbaus dar. Die Faserzementplatten 19 schützen die Brückentafel 2 dauerhaft vor einem Eindringen von Wasser und Schadstoffen. -
Figur 3a ist ein Längsschnitt durch eine Brückentafel 2 und ein anschließendes Widerlager 26,Figur 3b eine alternative Konstruktion in einer Seitenansicht. DieFiguren 3a, 3b verdeutlichen den Anschluss des Brückenüberbaus an eine Stirnwand eines Widerlagers 26 und die Ausbildung einer Tangentialplatte 20.Figur 3a zeigt die geschnittene Brückentafel 2 mit der externen Längsbewehrung 10, der externen Querbewehrung aus WiB-Trägern 14 und einer schlaffen Längsbewehrung 50. Sie verläuft über die gesamte Länge der Brückentafel 2 und durchgehend bis in die Tangentialplatte 20 hinein. Dort überdeckt sie sich mit einer Anschlussbewehrung 52, die L-förmig aus dem Widerlager 26 heraussteht. Der vorgefertigte Brückenüberbau liegt mit seinen Wangen 4 auf Einzellagern 42 aufgelagert auf dem Widerlager 26 auf. Die Brückentafel 2 ist um eine Länge L kürzer als die Wangen 4 und wird erst von der Tangentialplatte 20 auf die Länge der Wangen 4 ergänzt. Die Tangentialplatte 20 wird, wie unten in denFiguren 4 bis 9 erläutert, erst nachträglich in einem separaten Herstellungsschritt erstellt und bildet eine eigene Trageinheit im Anschluss an die Brückentafel 2. Sie verläuft in deren Erstreckungsebene und bindet monolithisch an die Brückentafel 2 an. Sie ist über die definierte Länge L von den Wangen 4 durch eine Trennfuge 49 (vgl.Figur 8 ) entkoppelt. Die Trennfuge 49 wird durch ein oben liegendes Fugenband abgedeckt, um das Eindringen von Wasser auszuschließen. Auf der Seite des Widerlagers 26 ist die Tangentialplatte 20 im Betriebszustand starr eingespannt. Damit gleicht die Tangentialplatte 20 einen möglichen Verdrehwinkel ϕ am Ende der Brückentafel 2 hin zum Widerlager 26 auf nahezu Null aus. Die Tragwirkung der Tangentialplatte 20 ist die einer zweiseitig starr eingespannten Platte. Durch den Ausgleich des Verdrehwinkels ϕ auf rund ϕ=0 zum Widerlager 26 und damit auch zum anschließenden Fahrweg werden Schotter, Schwellen, Schiene und Schienenstützpunkte aus einer Relativbewegung zwischen dem Brückenüberbau gegenüber dem Gleisoberbau kaum mehr belastet. Die Unterhaltungskosten für den Gleisoberbau verringern sich dadurch deutlich. -
Figur 3b zeigt eine andere Konstruktionsmöglichkeit für eine Tangentialplatte 20' eines Brückenüberbaus. Er liegt unverändert mit seinen Wangen 4 über Einzellager 42 auf einem Widerlager 26 auf. Seine Brückentafel 2 ist um die Länge M kürzer als die Wangen 4. Im Unterschied zuFigur 3a verläuft die Tangentialplatte 20' jedoch über die Wangen 4 hinaus und hat statischen Erfordernissen gemäß eine Länge N, die sie über den Brückenüberbau hinausragen lässt. - Die
Figuren 4 bis 8 verdeutlichen das Herstellungsverfahren des erfinderischen Brückenüberbaus in seiner Einbaulage. Dazu werden zunächst die WiB-Träger 14 höhengenau in einem gleichmäßigen Abstand quer zur Längsrichtung des zukünftigen Brückenüberbaus und parallel zueinander in einer nicht dargestellten Schalung abgelegt. Die freibleibenden Flächen zwischen ihnen wird mit Faserzementplatten 19 abgedeckt, die auf den Flanschen 13 der WiB-Träger 14 aufgelegt werden. Ggf. werden sie dort gegen Verrutschen gesichert. Eine gesonderte Befestigung ist nicht erforderlich, weil sie sich später zumindest physikalisch mit dem Beton der Brückentafel 2 verbinden. Anschließend wird eine schlaffe Längsbewehrung 50 in die Zwischenräume 17 zwischen den Stahldübeln 15 der WiB-Trägern 14 eingelegt. Die Zwischenräume 17 lassen dazu ausreichend Raum. Zudem sorgen die WiB-Träger 14 dafür, dass die Längsbewehrung 50 eine ausreichende Betonüberdeckung erhält, da sie quasi als Abstandhalter für die interne Längsbewehrung 50 gegenüber der Betonoberfläche dient. Die Montage separater Abstandhalter ist daher nicht erforderlich. Eine nicht dargestellte Querbewehrung wird ggf. nach konstruktiven Erfordernissen vorgesehen. - Daraufhin wird der Beton in die Schalung eingebracht und die Brückentafel 2 gegossen (vgl.
Figur 5 ). - Anschließend erfolgt die Herstellung der Wangen 4. Dazu wird für sie eine in
Figur 6 nicht gezeigte Schalung erstellt. In die Schalung werden die unteren Stahllamellen 18 eingelegt, so dass sie den unteren Abschluss der Wangen 4 an deren Unterseite 6 bilden. Nach Einbringen des Betons für die Wangen 4 werden die oberen Stahllamellen 10 in den noch frischen Beton eingedrückt bzw. eingerüttelt. Sie schließen die Oberseite 8 der Wangen 4 ab. Die Wangen 4 stehen in Längsrichtung beidseits über die vorläufige Brückentafel 2 über, nicht aber über die Längsbewehrung 40, mit der sie auf einer gleichen Höhe abschließen. - Zeitgleich können die Widerlager 26 für die Montage des Brückenüberbaus vorbereitet werden. Auf den Widerlagern 26 werden Einzellager 42 positioniert, auf denen der Brückenüberbau schließlich zu liegen kommt. Dazwischen wird mit nicht dargestellten Faserzementplatten eine Schalung für die spätere Tangentialplatte 20 erstellt.
- Nach Aushärten des Brückenüberbaus wird er in seine Endlage auf die Widerlager 26 eingehoben. Dabei bilden die unteren Stahllamellen 18 die Auflageflächen des Brückenüberbaus auf den Einzellagern 42. Die aus der Brückentafel 2 hervorstehende Längsbewehrung 40 ragt nun über die Schalung hinweg bis auf die Widerlager 26.
- Den Zustand des eingehobenen Brückenüberbaus in seiner Endlage auf den Widerlagern 26 zeigt
Figur 7 . Die freistehenden Wangen 4 werden gegenüber der zukünftigen Tangentialplatte 20 durch eine Trennplatte 46 aus einem Hartschaum abgegrenzt. Zum Verbinden des Brückenüberbaus mit dem Widerlager 26 wird die Brückentafel 2 zwischen den Wangen 4 mit einem schnell erhärtenden Beton oder Mörtel 44 ergänzt (vgl.Figur 8 ). Dadurch wird die bislang freiliegende Längsbewehrung 40 vollständig umschlossen. Die Trennplatte 46 verhindert, dass beim Einbringen des Vergusses 44 ein statisch wirksamer Verbund zwischen ihm und den Wangen 4 entsteht. Nach Abbinden des Vergusses 44 bildet er eine Tangentialplatte 20, die monolithisch einerseits mit der Brückentafel 2 und andererseits mit den Widerlagern 26 verbunden ist. Gegenüber den Wangen 4 jedoch hat er keinen unmittelbaren Verbund. - Nach Aushärten des Vergusses 44 bzw. der Tangentialplatte 20 wird ein Gleisoberbau 38 eingebracht und die Brücke kann in Betrieb genommen werden.
-
- 2
- Brückentafel
- 4
- Wange
- 6
- Unterseite der Wange 4
- 8
- Oberseite der Wange 4
- 10
- Obere Stahllamelle
- 11
- Flansch
- 12
- Verbunddübel
- 13
- Flansch
- 14
- Walzträger in Beton
- 15
- Stahldübel
- 16
- Hüllrohr
- 17
- Zwischenraum
- 18
- Untere Stahllamelle
- 19
- Faserzementplatte
- 20
- Tangentialplatte
- 22
- Überbauende
- 26
- Widerlager
- 30
- Randweg
- 32
- Kabelkanal
- 34
- Lauffläche
- 36
- Geländer
- 38
- Oberbau
- 40
- Unterschottermatte
- 42
- Einzellager
- 44
- Mörtelbett
- 46
- Trennplatte
- 48
- Verguss
- 50
- Längsbewehrung
Claims (11)
- Trogförmiger, in einer Längsrichtung gespannter Brückenüberbau,- mit einer Brückentafel (2) aus Stahlbeton,- mit seitlich an der Brückentafel (2) in Längsrichtung verlaufenden Wangen (4), die sich über eine Erstreckungsebene der Brückentafel (2) erheben und die mit einer Unterseite (6) monolithisch an der Brückentafel (2) anbinden und eine gegenüberliegende freie Oberseite (8) aufweisen,gekennzeichnet durch balkenförmige Wangen (4) aus Beton und durch jeweils mindestens eine längs verlaufende obere Stahllamelle (10) auf der Oberseite jeder Wange (4), die über Verbunddübel (12) in die Wange (4) eingebunden ist, als eine externe Längsbewehrung.
- Brückenüberbau nach obigem Anspruch, gekennzeichnet durch eine externe, quer zur Längsrichtung verlaufende Querbewehrung aus Walzträgern in Beton (14).
- Brückenüberbau nach einem der obigen Ansprüche, gekennzeichnet durch zementgebundene Faserplatten (19) als Verschalung einer Untersicht des Brückenüberbaus.
- Brückenüberbau nach einem der obigen Ansprüche, gekennzeichnet durch jeweils eine der oberen Stahllamelle (10) gegenüberliegende untere Stahllamelle (18) in den Wangen (4) bzw. der Brückentafel (2) als externe Längsbewehrung.
- Brückenüberbau nach einem der obigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Tangentialplatte (20), die sich in der Erstreckungsebene der Brückentafel (2) über wenigstens ein Überbauende (22) hinaus fortsetzt.
- Brückenüberbau nach einem der obigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Fuge (24), die die Wangen (4) auf einer statisch erforderlichen Länge von der Brückentafel (2) trennt, um in deren Erstreckungsebene am Überbauende (24) eine Tangentialplatte (20) auszubilden.
- Brückenüberbau nach einem der Ansprüche 4 bis 6 für die Montage auf zwei Widerlagern (26) am Brückenende, dadurch gekennzeichnet, dass die Wangen (4) über die unteren Stahllamellen (18) mittels Lagern (28) auf den Widerlagern (26) auflagerbar sind und die Tangentialplatte (20) monolithisch in das Widerlager (26) einbindbar ist.
- Verfahren zur Herstellung eines trogförmigen Brückenüberbaus im Wesentlichen aus Stahlbeton, mit einer Brückentafel (2), mit seitlich an der Brückentafel (2) in Längsrichtung verlaufenden balkenförmigen Wangen (4) nach einem der obigen Ansprüche, mit den folgenden Herstellungsschritten:a) Erstellen einer Schalung für den trogförmigen Überbau in Überkopflage,b) Einlegen von oberen Stahllamellen in die Schalung der Wangen,c) Einbringen von Beton in die Schalung,d) Aushärten lassen, Entschalen und Wenden des Überbaus.
- Verfahren nach dem obigen Verfahrensanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) Hüllrohre für eine Spannstahlbewehrung eingelegt werden und/oder dass nach dem Schritt c) eine externe Querbewehrung (14) und/oder in Längsrichtung verlaufende untere Stahllamellen (10) in den noch frischen Beton eingebracht werden.
- Verfahren zur Herstellung eines trogförmigen Brückenüberbaus im Wesentlichen aus Stahlbeton, mit einer Brückentafel (2), mit seitlich an der Brückentafel (2) in Längsrichtung verlaufenden balkenförmigen Wangen (4) nach einem der obigen Ansprüche, mit den folgenden Herstellungsschritten:a) Erstellen einer Schalung für den trogförmigen Überbau in Einbaulage,b) Einlegen einer externen Querbewehrung (14) in die Schalung der Brückentafel (2),c) Einbringen von Beton in die Schalung,d) Aushärten lassen und Entschalen des Überbaus.
- Verfahren nach dem obigen Verfahrensanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) Hüllrohre (16) für eine Spannstahlbewehrung eingelegt werden und/oder dass nach dem Schritt c) obere Stahllamellen (10) in den noch frischen Beton der Wangen (4) eingebracht werden.
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DE (1) | DE102010045454A1 (de) |
Cited By (1)
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