EP0032959B1

EP0032959B1 - Verfahren und Lehrgerüstaufbau zur Herstellung von Spannbetonbrücken

Info

Publication number: EP0032959B1
Application number: EP80100241A
Authority: EP
Inventors: Rainer Dipl.-Ing. Schweer; Manfred Dipl.-Ing. Steidle-Sailer
Original assignee: Emil Steidle GmbH and Co KG
Current assignee: Emil Steidle GmbH and Co KG
Priority date: 1980-01-18
Filing date: 1980-01-18
Publication date: 1984-03-28
Also published as: ATE6878T1; EP0032959A1; DE3067233D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur abschnittsweisen Herstellung von Spannbetonbrükken, bei welchem ausgehend von einem Brückenende die Brückenabschnitte nacheinander unter Verwendung einer von einem vorfahrbaren Lehrgerüst getragenen Schalung hergestellt werden, indem die einzelnen Brückenabschnitte an Ort auf der auf dem Lehrgerüst ruhenden Schalung armiert und betoniert werden und nach Fertigstellung eines Abschnitts das Lehrgerüst samt der auf ihm abgestützten Schalung abgesenkt und um die Länge eines Brückenabschnitts auf einer in Brückenlängsrichtung verlaufenden Verschiebebahn verfahren wird, wobei jeweils die Teile von Lehrgerüst bzw. Schalung, deren Fahrweg den Bereich eines Stützpfeilers durchdringen würde, durch Ausfahren aus diesem Bereich herausgehalten werden, und wobei das Lehrgerüst nach Erreichen des jeweils nächsten Brückenabschnitts auf das Niveau des Brückenoberbaus angehoben wird, worauf ein an den zuletzt hergestellten Brückenabschnitt anschliessender Abschnitt armiert und betoniert wird.
Ein solches, den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bildendes Verfahren ist aus einem Artikel von Ing. (grad.) Michael Schale in «Hoch- und Tiefbau» 11/71, Seite 68 bis 72 bekannt. Nach diesem bekannten Verfahren wird das Vorfahr-Lehrgerüst vor dem Verfahren in mehrere getrennte und voneinander unabhängige Vorfahreinheiten unterteilt, die einzeln auf den unter den Vorfahrrahmen der einzelnen Vorfahreinheiten fest montierten Wälzwagen in den nächsten Bauabschnitt mittels Winden vorgefahren werden. Der Vorfahrabschnitt, der mit dem Brückenabschnitt identisch ist, erstreckt sich dabei jeweils von Stützpfeiler zu Stützpfeiler.
Durch ein solches System mit Vorfahrgerüsten lässt sich ein erheblicher Anteil der Lehrgerüst- und Schalungskosten an den Gesamtkosten eines Brükkenbauwerks senken und die Gesamtbauzeit kann verkürzt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein solches Verfahren weiter dadurch zu verbessern, dass zur Zeitersparnis das komplette Lehrgerüst vorgefahren wird und durch Verkürzung der jeweils herzustellenden Brückenabschnitte unter Einsparung von Kosten für das verkürzte Lehrgerüst ein fortschreitend schnellerer Vorbau erfolgen kann.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.
Durch die Erfindung wird erreicht, dass jeweils kurze Brückenabschnitte hergestellt werden können, deren Länge kleiner ist als die Stützweite zwischen zwei Pfeilern. Dadurch ergibt sich eine öfter wiederkehrende Routinearbeit, die den schnelleren Vorbau gewährleistet.
Ermöglicht wird die Herstellung kurzer Brückenabschnitte durch die Hilfsstützen, auf denen die Brücke direkt aufruht, so dass sie verbleiben können bis die Vorspannung von Pfeiler zu Pfeiler vollendet ist.
Dadurch, dass das Lehrgerüst erfindungsgemäss schrittweise an den Pfeilern bzw. Hilfsstützen vorbeigeführt wird, braucht nur immer ein Teil des Lehrgerüstes im Bereich der Pfeiler oder Hilfsstützen geöffnet zu werden, während im übrigen der Zusammenhalt des Vorfahr-Lehrgerüstes erhalten bleibt, so dass sich keine Stabilisationsprobleme ergeben, die bei dem bekannten Verfahren auftreten konnten, wenn die einzelnen Vorfahreinheiten bei relativ geringer Breite eine grosse Höhe aufweisen.
Durch die Erfindung wird weiter erreicht, dass die Vorfahrzeiten kurz sind, so dass auch Eisenbahnanlagen in kurzen Zugpausen überbrückt werden können. Das Lehrgerüst kann kostengünstig kurz und leicht hergestellt werden, wobei alle Ausstattungen zur Arbeitserleichterung wirtschaftlich angewandt werden können. Weiter wird erreicht, dass das Vorhalten einer Winter- oder Schlechtwetterüberdachung im Bereich des ganzen Arbeitsabschnitts sehr leicht ist.
Ferner ist bei dem erfindungsgemässen Verfahren für die Vorschubbahn die Anwendung weniger Schienen im allgemeinen von nur zwei Schienen möglich, während im bekannten Falle für jede einzelne Vorfahreinheit wenigstens zwei Schienen erforderlich waren.
Die Schienen können dabei gemäss Patentanspruch 2 auf jenen Hilfsfundamenten angeordnet werden, die zwischen den Stützpfeilern für die Hilfsstützen errichtet werden.
Gemäss der Erfindung wird die gestellte Aufgabe weiter durch einen Lehrgerüstaufbau mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 3 erreicht.
Je nach dem Brückenquerschnitt und der Ausbildung mit einem, zwei oder mehreren Stützpfeilern nebeneinander quer zur Brückenlängserstreckung werden die Lehrgerüste so ausgebildet, dass die in dem Bereich der Stützpfeiler und Hilfsstützen hineinragenden Teile von Schalung und Lehrgerüst aus diesem Querschnitt durch Verschiebung und/oder Abklappung schrittweise herausgenommen werden können, wobei der feste Zusammenhalt des kompletten Lehrgerüstes immer erhalten bleibt. Zweckmässige Ausgestaltungen des Lehrgerüstaufbaus durch die die Verschiebung bzw. das Abklappen erfolgen kann, ergeben sich aus den Unteransprüchen 4 bis 8.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1, 1 A eine schematische Seitenansicht eines im Bau befindlichen Brückenbauwerks, das nach dem erfindungsgemässen Taktverfahren abschnittsweise gemäss der zeichnerischen Darstellung von links nach rechts erstellt wird,
Fig. 1 B ein Detail der Figur 1 A,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-11 gemäss Fig. 1, welcher den zuletzt erstellten Brückenabschnitt mit seiner Schalung und einem diese Schalung tragenden Lehrgerüst erkennen lässt,
Fig. 3 eine der Figur 2 entsprechende Schnittansicht einer Schalung mit Lehrgerüst bei einem Brükkenaufbau mit zwei in Brückenquerrichtung nebeneinander angeordneten Pfeilern,
Fig. 4 eine den Figuren 2 und 3 entsprechende Schnittansicht einer Schalung mit Lehrgerüst für einen Brückenaufbau mit drei in Brückenquerrichtung nebeneinander angeordneten Pfeilern.

Fig. 1 zeigt einen im Bau befindlichen Teil einer Spannbetonbrücke, die nach Fertigstellung auf von Hauptfundamenten 10 getragenen Pfeilern 12 über Brückenlager 14 abgestützt ist. Die Brücke wird abschnittsweise im Taktverfahren mittels einer von einem Lehrgerüst 16 getragenen Schalung 17 an Ort und Stelle armiert und betoniert. Gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Brückenoberbau aus auf einem Pfeiler 12 aufliegenden Brükkenabschnitten 18 und dazwischen befindlichen Verbindungs-Brückenabschnitten 20. Sämtliche Abschnitte, die von der gleichen Schalung 17 gebildet sind, werden auf ein und dem selben Lehrgerüst gefertigt. Zum Aufbau der Brücke werden zwischen den Hauptfundamenten 10 Hilfsfundamente 22 im Boden errichtet, die gemäss den dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils drei Fundamentblöcke 24, 26 und 28 aufweisen. Auf den Fundamentblökken 24 sind Hilfsstützen 30 abgestützt, die nach Fertigstellung eines Verbindungsbrückenabschnittes 20 diesen Abschnitt des Brückenoberbaues tragen, solange die Verbindung mit dem vom nächsten Brükkenpfeiler getragenen Brückenabschnitt nicht vollendet ist und eine ausreichende Vorspannung noch nicht aufgebracht ist. Die Fundamentblöcke 26 tragen unabhängig von einer im allgemeinen niedrigen Höhe über dem Erdreich eine durch Schienen 32 gebildete Verschiebebahn, die vorzugsweise wandernd, d.h. nur auf eine kurze Länge vor und hinter dem zu betonierenden Takt erstellt bzw. aufgebaut wird. Auf dieser Verschiebebahn ist das Lehrgerüst 16 fahrbar. Die Schienen 32 verlaufen in einem stets gleichen Abstand von der Unterkante des Brückenoberbaues, der horizontal aber auch mit Gefälle verlaufend ausgebildet sein kann oder auch gleiche oder unterschiedliche Krümmungsradien besitzen kann, in welch letzterem Falle die Schalung entsprechend abzuändern wäre.
Die Fundamentblöcke 28 tragen Gerüststützen 34, auf denen das Lehrgerüst 16 beim Betonieren des Brückenoberbaues zusätzlich abgestützt ist. Während des Verfahrens werden diese Gerüststützen 34 eingezogen. Das Lehrgerüst 16 ruht auf hydraulischen Pressstempeln 36, die im eingezogenen Zustand von Wälzwagen 38 getragen auf den Schienen 32 der Verschiebebahn ablaufen und gegenüber den die Schalung 17 abstützenden Querträgern 40 versteift sind.
Der freien Verschiebbarkeit des die Schalung tragenden Lehrgerüstes stehen jedoch die Hilfsstützen 30 und die Pfeiler 12 entgegen. Es müssen daher im Bereich der Hilfsstützen 30 und im Bereich der Pfeiler 12 besondere Vorkehrungen getroffen werden, damit die im Bereich der Stützen bzw. der Pfeiler liegenden Teile von Schalung bzw. Lehrgerüst aus dem Verschiebepfad entfernt werden. Dies geschieht, um den Gesamtzusammenhalt des Lehrgerüstes und der Schalung zu gewährleisten, schrittweise, und zwar wird jeweils der die Verschiebung behindernde Teil zwischen zwei Querträgern 40 mit diesen entfernt, -wodurch gewährleistet wird, dass durch die vor und hinter dem Pfeiler verbleibenden Querträger der starre Aufbau erhalten bleibt.
Die Erstellung des Brückenüberbaus erfolgt dann abschnittsweise an jener Stelle, wo der betreffende Brückenabschnitt auch nach Fertigstellung des Brükkenbauwerks zu liegen kommt. Um die von den Pfeilern 12 abgestützten Brückenabschnitte zu betonieren, muss die Schalung im Bereich der Brückenauflager 14 entfernt werden und die Schalung wird derart angebracht, dass die obere Platte der Brückenlager 14 einen Teil der Schalung bildet und mit dem verbleibenden Teil der Schalung fluchtet.
Die Figuren 2 bis 4 veranschaulichen verschiedene Möglichkeiten des Schalungs- und Lehrgerüstaufbaues für unterschiedliche Stützpfeilerausgestaltungen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist lediglich ein einziger mittlerer Stützpfeiler 12 (der gegebenenfalls auch aufgelöst konstruiert werden kann) vorhanden. Wie aus Figur 2 ersichtlich, können die Hydraulikpressstempel 36 an diesem Mittelpfeiler 12 auf den Schienen 32 frei vorbeifahren und es muss lediglich Sorge dafür getragen werden, dass der Mittelteil der Querträger 40 und die im Pfeilerbereich liegende Schalung entfernt wird. Dies geschieht nach dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 dadurch, dass die Querträger 40 in diesem Bereich in zwei Abschnitte 41 u. 42 unterteilt sind, die in Pfeilrichtung jeweils nach aussen verschiebbar sind, wobei die Verschiebung über Spindeln, Hydraulikantriebe, Zahnstangenwinden od.dgl. erfolgen kann. Die mittlere Schalungsplatte 44, die im Bereich des Pfeilers 12 liegt, ist in Längsrichtung der Schalung in der Längsmittelachse unterteilt und weist ausserdem querverlaufende Teilungen auf, so dass die so gebildeten Abschnitte, wie durch die Pfeile 45 gekennzeichnet, nach unten geklappt werden können. In diesem umgeklappten Zustand kann das Lehrge_- rüst um ein von den Querträgern 40 gebildetes Feld weiterverfahren werden, und es können dann die Teile der Schalplatte 44 wieder nach oben geklappt und die Querträgerabschnitte 41, 42 nach innen geschoben werden, so dass wiederum ein starrer Verbund gewährleistet ist. Dieser Vorgang wird schrittweise wiederholt, bis das gesamte Lehrgerüst am Pfeiler vorbeigefahren ist bzw. bis das Gerüst soweit verfahren ist, dass die Schalung mit ihrer Mitte über dem Pfeiler 12 steht.
In gleicher Weise kann an den Hilfsstützen 30 vorbeigefahren werden, die, wie aus Figur 2 ersichtlich, innerhalb des Pfeilerbereichs liegen, so dass im abgeklappten Zustand der Schalplatte 44 auch an diesen Stützen vorbeigefahren werden kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 sind jeweils zwei Pfeiler 12a und 12b vorhanden, an denen das Lehrgerüst vorbeigefahren werden muss. Hier sind es die inneren Fundamentblöcke 26, auf denen die Laufschienen 32 montiert sind, auf welchen die Hydraulikpressstempel 36 abgestützt sind, oder im eingefahrenen Zustand über den Wälzwagen 38 etc. verfahren werden. Die Hilfsstützen 30 sind auf dem mittleren Fundamentblock 24 abgestützt und liegen im Bereich der Pfeiler 12a bzw. 12b, so dass sowohl an diesen Hilfsstützen als auch an den Pfeilern vorbeigefahren werden kann, wenn die entsprechenden, in diesem Bereich liegenden Teile entfernt sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Querträgerabschnitte 41 bzw. 42 zum Zwecke des Überfahrens der Pfeiler jeweils nach innen verschoben,.um die Schalungsplatten 44 über den Pfeilern 12a und 12b freizugeben, die in der ersichtlichen Weise 45 nach innen geklappt werden können. Die Gerüststützen 34, die beim Verfahren eingezogen werden, sind hierbei auf den äusseren Fundamentblöcken 28 abgestützt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4 sind vom Lehrgerüst bzw. der Schalung jeweils drei Pfeiler 12c, 12d, 12e zu überfahren. Zu diesem Zweck werden zwei Lehrgerüste 16 vorgesehen, die auf je zwei Schienen 32 eines äusseren bzw. mittleren Hilfsfundamentes ablaufen. Auch hier liegen die Hilfsstützen 30 wiederum im Bereich der Pfeiler und können somit durch die gleichen Vorkehrungen umfahren werden, wie die Pfeiler selbst. Wie bei den Ausführungsbeispielen nach Figur 2 und 3 sind auch hier die Querträger 40 abschnittsweise verschiebbar und die entsprechenden Schalungsplatten 46 sind aus dem Querschnittsbereich der Pfeiler bzw. Hilfsstützen herausschwenkbar.
Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen gemäss Figur 2 bis 4 erfolgt der Zusammenhalt des Lehrgerüstes durch Längsträger 48, die über den Querträgern 40 unter der Schalung 17 in einem Querschnittsbereich angeordnet sind, der ausserhalb des Querschnittsbereichs der Pfeiler liegt. Diese Längsträger 48 sind starr mit den Hydraulikstützen verbunden, die ihrerseits miteinander und mit den Längs-und Querträgern in geeigneter Weise versteift sind. Gegenüber diesen Längsträgern 48 sind die Querträger 40 fest u. die Abschnitte 41 und 42 verschiebbar gelagert.
Bei Brücken gemäss Fig. 3, die zwei in Brückenquerrichtung nebeneinander angeordnete Pfeiler aufweisen, besteht das Lehrgerüst, wie ersichtlich, aus einem mittleren Lehrgerüstkörper, der auf Schienen 32 liegt, die auf zwei getrennten Fundamenten angeordnet sind und ausserdem sind zwei äussere Lehrgerüstkörper vorhanden, die durch die abkoppelbaren und nach innen verschiebbaren Querträger im Abstand von 1 m bis 3 m verbunden sind.
Die Aussenlehrgerüste besitzen senkrechte, verstrebte Stützen 34, die auf den Fundamentblöcken 28 ruhen und während des Verschiebevorganges eingezogen werden, wobei die Eigenlastdes Aussenlehrgerüstes nur von den auskragenden Querträgern getragen wird. Stattdessen könnten auswechselbare Strebstützen vorgesehen werden, die am zentralen Gerüstkörper angelenkt sind, wie dies in Fig. 3 durch die strichlierten Stützen 50 angedeutet ist.
Die auf dem zentralen Gerüstkörper und den Aussengerüstkörpern angeordnete Schalung für den Brückenüberbau ist zweckmässigerweise im Bereich der Seitenflächen des oder der Hauptträger leicht geneigt angeordnet, damit beim gemeinsamen Ablassen des Lehrgerüstes auch diese Seitenschalungen leicht vom Beton freikommen können. Falls bei bestimmten Anwendungszwecken eine angenähert vertikale Schalung gefordert wird, ist es zweckmässig, zum einfacheren Absenken der Schalung diese Seitenschalungen einzeln abziehbar oder abklappbar zu gestalten.
Bei Brücken mit drei oder mehreren in Brückenquerrichtung nebeneinander angeordneten Pfeilern sind zwei oder entsprechend mehrere zentrale Lehrgerüstkörper angeordnet, die jeweils auf einem von zwei Schienen 32 gebildeten Gleis ablaufen und seitlich wiederum mit Aussengerüsten verbunden sind, die aber auch abschnittsweise getrennt werden können.

Claims

1. Verfahren zur abschnittsweisen Herstellung von Spannbetonbrücken, bei welchem ausgehend von einem Brückenende die Brückenabschnitte nacheinander unter Verwendung einer von einem vorfahrbaren Lehrgerüst getragenen Schalung hergestellt werden, indem die einzelnen Brückenabschnitte (18, 20) an Ort auf der auf dem Lehrgerüst (16) ruhenden Schalung (17) armiert und betoniert werden und nach Fertigstellung eines Abschnitts das Lehrgerüst samt der auf ihm abgestützten Schalung abgesenkt und um die Länge eines Brückenabschnitts auf einer in Brückenlängsrichtung verlaufenden Verschiebebahn (32) verfahren wird, wobei jeweils die Teile von Lehrgerüst bzw. Schalung, deren Fahrweg den Bereich eines Stützpfeilers (12) durchdringen würde, durch Ausfahren aus diesem Bereich herausgehalten werden und wobei das Lehrgerüst nach Erreichen des jeweils nächsten Brückenabschnitts auf das Niveau des Brückenüberbaus angehoben wird, worauf ein an den zuletzt hergestellten Brückenabschnitt anschliessender Abschnitt armiert und betoniert wird, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils Brückenabschnitte (18, 20) mit einer Länge hergestellt werden, die 1/2, 1/3 oder 1/4 der Stützweite der Brücke zwischen zwei Pfeilern (12) ist, wobei die als Ganzes zwischen zwei Pfeilern liegenden Brückenabschnitte (20) direkt durch Hilfsstützen (30) abgestützt werden, die so lange stehen bleiben, bis die Vorspannung von Pfeiler zu Pfeiler vollendet ist, dass das Lehrgerüst auf einer am Boden aufgebauten Verschiebebahn (32) schrittweise über jeden Abschnitt verschoben wird, und dass die Lehrgerüst- bzw. Schalungsteile, deren Fahrweg den Bereich eines Stützpfeilers (12) oder einer Hilfsstütze (30) durchdringen würde, durch Verschieben und/oder Herausklappen jeweils nur auf der Länge eines Vorfahrschrittes entfernt und nach dem nächsten Vorfahrschritt wieder eingefahren werden, wobei die nicht ausgefahrenen Teile das Lehrgerüst ständig mitsamt seinen seitlich ausladenden Abschnitten als verschiebbare Baueinheit zusammenhalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Brückenlängsrichtung zwischen den Hauptfundamenten (10) der Brückenpfeiler (12) Hilfsfundamente (22) angeordnet werden, auf denen ausserhalb des Bereichs der Pfeiler die beiden Schienen der Verschiebebahn (32) verlegt werden und auf denen innerhalb des Bereiches der Pfeiler die Hilfsstützen (30) für die Brückenabschnitte (20) errichtet werden, die zwischen den pfeilergestützten Brükkenabschnitten (18) liegen.

3. Verschiebbarer Lehrgerüstaufbau zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, getragen von hydraulisch ausfahrbaren Pressstempeln (36), dadurch gekennzeichnet, dass es Längsträger (48) aufweist, die neben dem oder den Brückenhauptträgern unter der Schalung (17) der Fahrbahnplatte und/oder der Gehwegauskragung angeordnet sind, und dass verschiebbare und/oder abklappbare Querträger (40) des Lehrgerüstes hängend unter den Längsträgern (48) derart angeordnet sind, dass sie beim Vorfahren des Lehrgerüstes aus den Pfeiler-und Hilfspfeilerbereichen lokal ausfahrbar sind.

4. Lehrgerüstaufbau nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für Brücken mit zwei in Brükkenquerrichtung nebeneinander angeordneten Pfeilern das Lehrgerüst aus einem inneren Lehrgerüstkörper und zwei Aussengerüstteilen je mit Längsträgern (48) besteht, die in jedem Baustadium - auch beim Vorschub - durch einige der verschiebbaren oder abklappbaren Querträger (40) mit dem zentralen Lehrgerüstkörper verbunden bleiben (Fig. 3).

5. Lehrgerüstaufbau nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Brücken mit drei oder mehreren in Brückenquerrichtung nebeneinander angeordneten Pfeilern zwei oder mehrere innere Lehrgerüstkörper mit jeweils zwei Aussenlehrgerüstteilen angeordnet sind, die in jedem Baustadium - auch beim Vorschub - durch einige der verschiebbaren oder abklappbaren Querträger (40) mit den inneren Lehrgerüstkörpern verbunden bleiben (Fig. 4).

6. Lehrgerüstaufbau nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Brücken mit mittlerem Hauptträger und mittig angeordneten Pfeilern jeweils zwei äussere Lehrgerüstteile mit Längsträgern vorgesehen sind, die in jedem Baustadium - auch beim Vorschub - durch einige der verschiebbaren oder abklappbaren Querträger (40) mit dem zentralen Lehrgerüstkörper verbunden bleiben (Fig. 2).

7. Lehrgerüstaufbau nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussengerüstteile verstrebte Gerüststützen (34) aufweisen, die auf Fundamentblöcken (28) der Hilfsfundamente (22) abstützbar und für den Verschiebevorgang einfahrbar sind.

8. Lehrgerüstaufbau nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Lehrgerüstaufbau mit nur je zwei Laufaggregaten auf je einer der beiden Schienen der Vorschubbahn (32) abgestützt ist, und dass die Aussenlehrgerüstteile über am bzw. an den inneren Gerüstkörper(n) angelenkte Stützen (50) abgestützt sind (Fig. 3).