NO874835L - Fremgangsmaate for bygging av betongbroer, samt anordning til bruk ved fremgangsmaaten. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en ny fremgangsmåte for bygging av betongbroer, samt anordning til bruk ved fremgangsmåtens utførelse. Fremgangsmåten anses særlig gunstig for bygging av broer med store spennvidder.

Broer"med spennvidder i området 100 til 400 meter bygges ofte i betong etter den såkalte fritt-frem-byggemetoden. Det spesielle ved denne metoden er at man benytter en forskalingsvogn som kjøres fremover etter hvert som støpet herder. Derved unngår man behovet for bygging av stillaser, noe som selvsagt er særlig fordelaktig i forbindelse med brobygging. Selve brolegemet utføres vanligvis med kasseformet tverrsnittsform og gis varierende høyde, nemlig størst høyde ved fundamentene og avtagende mot feltmidte. Brokonstruksjonen bygges ut i etapper fra hvert fastpunkt eller fundament, idet forskalingsvognen skyves utover fra fundamentet mot spennets midtpunkt. I

enkelte tilfeller bygges broen opp fra begge landfester samtidig, slik at man møtes på midten. Hvert støpeavsnitt avpasses for eksempel til 5-6 meter. Ved hjelp av denne metoden kan hele brolegemet fra landfeste til feltmidte utstøpes i en enkelt, etappevis operasjon, slik at undergurt eller underplate, sideveggen, samt topp-platen, dvs. selve brobanen, utstøpes samtidig.

En slik fremgangsmåte har vist seg teknisk og økonomisk fordelaktig for mindre spennvidder, for eksempel mindre enn 200 meter. Ved større spennvidder vil konstruksjonen og brolegemet anta forholdsvis store dimensjoner. Således vil profilhøyden ved landfeste eller fundament bli ca. 18 meter høyt for en bro med spennvidde på 400 meter. Dette innebærer at vekten av brolegemet utgjør den alt overveiende delen av belastningen,

og særlig vil vekten av betongen i de høye kasseveggene være betydelig. Det vil derfor væreønskelig å redusere vekten av brolegemet, og dette ville kunne oppnås ved å benytte en fagverkskonstruksjon, fordi et fagverk kan bli tilstrekkelig sterkt og er i seg selv lettere enn en kassekonstruksjon.

A bygge et fagverk på stedet i betong, med de anseelige dimensjoner som det her er snakk om, vil imidlertid bli en meget komplisert sak. Fagverk, i stål og også i betong, bygges gjerne ved at fagverksstaver monteres inne i konstruksjonen mellom en toppdel og en bunndel. Ved mindre spennvidder kan dette anses som helt kurante arbeider, men ved store spennvidder vil vekten av fagverksstavene bli betydelige og måtte medføre bruk av store kraner. I tillegg vil selve knutepunktene bli store og kompliserte. På den annen side vil bruk av fagverk væreønskelig ved slike store broer, både fra et teknisk og økonomisk synspunkt, og dessuten vil en fagverkskonstruksjon danne mindre vindfang og vil utgjøre en meget elegant måte å oppta kreftene på, i tillegg til at man oppnår et attraktivt utseende.

Hovedformålet for foreliggende oppfinnelse har derfor vært

å komme frem til en fremgangsmåte for bygging av betongbroer av fagverkstypen og hvor man kan bruke fritt-frem-byggemetoden med forskalingsvogn eller vogner, og hvor broen utkrages frittstående fra ett eller flere fastpunkter på land.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for fremstilling av betongbro av fagverkstypen som er utkraget frittstående fra ett eller flere faste punkter ved hjelp av fritt-frem-byggemetoden under bruk av forskalingsvogn som fremføres etappevis for utstøping av broen, karakteriseres ved at for oppstøtting og fremføring av forskalingsvogn ved støpens ytterkant utbygges innledningsvis et midlertidig støttefagverk som forankres til forkant av utstøpt overgurt og undergurt, forskalingsvognen eller -vognene kjøres fremover for utstøping av en etappe eller seksjon av overgurt og undergurt, overgurt og undergurt utstøpes til forkant av støttefagverket, støttefagverket forsterkes eller erstattes med prefabrikerte fagverkselementer for broen og forankres permanent til overgurt og undergurt, hvoretter forannevnte operasjon gjentas inntil brospennet er fullført til feltmidte.

Ved en foretrukket utførelsesform for oppfinnelsen

anvendes stålrør hensiktsmessig med isatte armeringskurver som midlertidige fagverksstaver for å holde vekten for støttefag-verket så lav som mulig. Stålrørene utfylles fortrinnsvis med betong når undergurt er utstøpt. Deretter støpes overgurten. Støttefagverket omfatter en, to eller flere skråstaver som forankres ved forkant av utstøpt undergurt og rettes på skrå oppover og fremover i plan med overgurtens fremføringslinje, samt et horisontalt strekkstag som forbindes mellom stavens

øvre ende og forkant av overgurt eller underliggende fagverkselementer, samt videre en vertikalstav, for eksempel et stålrør, eller stag som forankres ved forkant av undergurt opp til forkant av overgurt. Når brolegemet er utstøpt til forkant av støttefagverket, kan vertikalstaven utstøpes.

Selve monteringen kan foregå ved hjelp av en kran som plasseres på overgurt mellom de to delene av forskalingsvognen for overgurten. Det skal nevnes at vektforholdet mellom stålrør med og uten betongfylling er som 10 til 1.

En utførelsesform for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen skal beskrives i tilknytning til vedlagte skjematiske tegninger, hvor: Fig. 1 viser et oppriss av en brokonstruksjon ifølge oppfinnelsen, Fig. 2a viser et tverrsnitt gjennom konstruksjonen lagt langs planet II-II på fig. 1, Fig. 2b og 2c viser tilsvarende tverrsnitt av to alternative utforminger av aktuelle fagverksløsninger ifølge oppfinnelsen. Fig. 3 viser et tilfeldig valgt langsgående utsnitt av konstruksjonen for illustrasjon av fagverket, Fig. 4 illustrerer det første trinnet ved fremgangsmåtens utførelse ved montering av støttefagverket, Fig. 5 illustrerer et neste trinn under fremgangsmåtens utførelse, Fig. 6 viser et grunnriss av opplegget vist på Fig. 5 og som illustrerer utformingen av forskalingsvognene, idet Fig. 7 viser et tverrsnitt langs planet VII-VII på Fig. 5. Fig. 1-3 viser i sideriss et eksempel på en brokonstruksjon som kan utføres under bruk av foreliggende oppfinnelse. Den viste broen består av flere frie spenn hvorav spennet 4 er opplagret på støtter eller pillarer 6 og 8 på fundamenter 9,9. Andre utforminger for fagverksbroer kan utføres under bruk av oppfinnelsen. Således kan brokonstruksjonen bestå av ett enkelt lengre spenn som forankres i landfester. Den på Fig.

1-3 viste fagverksbro omfatter en overgurt 10, en undergurt 12 samt et mellomliggende fagverk 13 som ved den viste utførelse omfatter vertikalstaver 14,14 og skrå, fremoverrettede skråstaver 16,16 mot feltmidte 18. Figurene 2 og 3 er detaljriss,

henholdsvis i tversgående og langsgående snitt, som illustrerer konstruksjonen nærmere. Vertikalstavene 14 og skråstavene 16

er innstøpt henholdsvis opplagret i overgurt og undergurt. Overgurten 10 utformes som vist på Fig. 2 hensiktsmessig forholdsvis bred i forhold til undergurten 12 og vertikalstavene (i sideriss) legges fortrinnsvis i samme plan som skråstavene. Derved oppnås en stiv konstruksjon samtidig som en oppnår en god fordeling av opptredende belastninger. Undergurten 12 utføres fortrinnsvis med et fortykket parti 15

på hver side. Innstøping eller opplagring av skråstaver og vertikalstaver i undergurt anordnes fortrinnsvis av produksjons-tekniske grunner i knutepunkter 20.

Fig. 2b og 2c er riss svarende til fig. 2a som viser to aktuelle alternative utføringer av fagverket hvor vertikal- og skråstavene på hver side er lagt i samme plan, idet på fig. 2b er alle staver sett i tverrsnitt vertikale, mens på fig. 2c er stavene lagt i hvert sitt utoverhellende plan. Fig. 6 viser et grunnriss av opplegget vist på Fig. 5 i en noe større målestokk. Forskalingsvognen 34 for overgurt består av to deler 35a og 35b som hver - som vist best på tverrsnittet vist på Fig. 7 - er utformet med en klaveformet bæredel som griper omkring og som best løper på hjul på gurtens over- og underside. Fremover løper to bærerammer 38 og 40 som foran er forbundet med et tverrstykke 42. Forskalingsvognen for undergurt er stort sett lik vognen for overgurt og trenger ingen nærmere presentasjon. Drifts- og reguleringsutstyr for forskalingsvognene utgjør kjent teknikk. Mellom forskalingsvognen 34 og undergurt 36 er anordnet regulerbare strekkstag 39a og 39b for kontroll og eventuell justering av avstanden mellom overgurt og undergurt. Fig. 4 og 5 illustrerer trinn ved fremgangsmåtens utførelse. Figurene illustrerer et vilkårlig valgt stadium under bygging av broen. Broen bygges trinnvis i etapper med en lengde som tilnærmet svarer til planprojeksjonen av skråstavene. Et byggetrinn avsluttes ved en vertikalstav 14 ved ytterkanten 22 og 24, henholdsvis av overgurt og undergurt. Ved hjelp av en på overgurten plassert kran 26 posisjoneres to parallelle skråstavelementer 28 (kun ett vises) på plass slik at underkant

plasseres i opplegg 30 på hver side i undergurt 12. Deretter anordnes strekkstag 32 mellom overenden av skråstavene 28 og forkant overgurt eller toppen av tilstøtende, allerede montert fagverk slik som vist på Fig. 4. Deretter kjøres forskalingsvogner 34 og 36, henholdsvis for overgurt og undergurt, frem som vist på Fig. 5. Den fremre delen av forskalingsvognen 34 for overgurt får opplegg på toppen av skråstav 28, mens den fremre delen av forskalingsvognen 36 for undergurt opphenges i et strekkstag 37 eller en midlertidig vertikalstolpe 37 hvis overende forankres midlertidig ved toppen av skråstav 28. Når de nødvendige detaljmonteringer og justeringer er utført, utstøpes etappe 10a av overgurt og etappe 12b av undergurt frem til forkant av forskalingsvognene. For utstøping av overgurt og undergurt kan det være hensiktsmessig å anvende forskalingsele-menter i form av pre-støpte, armerte betongplater med bredde lik bredde av henholdsvis overgurt og undergurt, hvilke plasseres etter hverandre til forkant av forskalingsvognene,

som vist med stiplede linjer 29 på Fig. 6. Undergurten utstøpes hersiktsmessig først. Deretter utfylles rørstavene med betong, hvoretter overgurten utstøpes til slutt, eventuelt etter at betongen i undergurt og staver har satt seg, eller størknet. Det utgjør et viktig trekk ved oppfinnelsen at det benyttes midlertidige, lettvektige staver 14 og 28, resp. 37, hvilke fortrinnsvis består av stålrør hvori på forhånd plasseres armeringskurver. Stålrørene forankres provisorisk til overgurt og undergurt inntil disse er utstøpt. Deretter fylles stålrørs-stavene med betong og forankres permanent til overgurt og undergurt. Dersom det er anvendt et midlertidig strekkstav 37 ved forkant av forskalingsvognen for overgurt for bæring av vognen for undergurt, erstattes denne med en permanent stav, henholdsvis et stålrør, som deretter ifylles med betong. Er derimot et stålrør anvendt som strekkstag ved forkant, kan dette etter utstøping og herding av overgurt og undergurt fylles med betong. Derved er en etappe av byggingen fullført og operasjonene gjentas inntil brospennet er fullført til feltmidte. Brohøyden og stavlengden vil som oftest variere, dvs. vil være langt større ved landfestene enn mot feltmidte. Alle staver prefabrikeres og beregnes på forhånd og bringes

frem etter hvert. Avstanden mellom overgurt og undergurt vil reguleres av stavlengden og finregulering kan foregå ved hjelp av regulerbare strekkstager (ikke vist). En vesentlig fordel ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er at man under bygging kan anvende forholdsvis lettvektige staver som danner midlertidig støtte under utstøping av gurtene. Ved kjent teknikk ville det ikke vært ansett økonomisk eller teknisk attraktivt å bygge fagverksbroer i betong for større spennvidder fordi tyngden av stavene krever bruk av meget store kraner og/eller oppbygging av stillaser, noe som i seg selv er meget kostbart. Beregninger har vist at med metoden ifølge foreliggende oppfinnelse kan man bygge fagverksbroer i betong med spennvidder opptil 400 m eller mer. Høyden ved fundamentet for en slik bro bør være ca. 18 m eller mer med tilsvarende lengde på stavene. Ved å benytte midlertidige staver, fortrinnsvis bestående av stålrør som her beskrevet, blir vekten såvidt liten at stavene kan monteres ved hjelp av en mindre kran som plasseres på utstøpt overgurt. Som oppsummering kan fremgangsmåten og konstruksjonen ifølge oppfinnelsen sies å innebære følgende fordeler: Optimal ressursbruk med hensyn til materialforbruk

(betong og armering).

Forskalingsvogner for overgurt og undergurt er uavhengige av hverandre og kan bestå av lette vogner. Avstanden, dvs. byggehøyden, mellom vognene kan reguleres og justeres underveis.

Små vekter på skråstøtter, og eventuelt på vertikal-støtter, da disse utstøpes på stedet.

Kortere byggetid enn ved konvensjonell fritt-frem-bygging av betongbroer, fordi alle staver for fagverket kan prefabrikeres som "halvfabrikata" på forhånd hvis den ferdige utstøping av disse foregår under bygging av broen.

Det vil forstås at fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan gjennomføres på ulike måter. I det beskrevne og viste eksempel anvendes utelukkende på skrå, fremoverrettede skråstaver i tillegg til vertikalstaver. Det er selvsagt intet i veien for isteden å anvende skråstaver som strekker seg ovenfra og på

skrå nedover mot undergurt, idet det fra den nedre enden av

skråstavene anordnes en trykkstav til forkant av undergurt samt en vertikalstav ved fremre ende av skråstaven for oppstøtting av forskalingsvogn for overgurt. En slik alternativ løsning anses imidlertid mindre attraktiv, men kombinasjoner er aktuelle. En lignende alternativ løsning som imidlertid kan være aktuell, er å på forhånd sammenbygge vertikalstav og skråstav som en enhet for å redusere monteringsarbeidet. Men en slik løsning anses bare aktuell i forbindelse med relativt korte stavlengder, f.eks. ved den avsluttende delen av byggingen mot feltmidte.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av betongbro av fagverkstypen som er utkraget frittstående fra ett eller flere faste punkter ved hjelp av fritt-frem-byggemetoden under bruk av forskalingsvogn som fremfø res etappevis for utstøping av broen, karakterisert ved at for oppstøtting og fremfø ring av forskalingsvogn ved støpens ytterkant utbygges innledningsvis et midlertidig stø ttefagverk (28,32,37) som forankres til forkant av utstøpt. overgurt og undergurt (22,24), forskalingsvognen eller -vognene kjøres fremover for utstøping av en ytterligere etappe eller seksjon av overgurt og undergurt, overgurt (10) og undergurt (12) utstøpes til forkant av støttefagverket, stø ttefagverket forsterkes eller erstattes med prefabrikerte fagverkselementer for broen og forankres permanent til overgurt og undergurt, hvoretter forannevnte operasjon gjentas inntil brospennet er fullført til feltmidte.

2. Fremgangsmåte for fremstilling av betongbro av fagverkstypen som angitt i krav 1, karakterisert ved at stø ttefagverket omfatter en eller flere skråstav(er) (28) som forankres ved forkant (24) av utstø pt undergurt og rettes på skrå oppover og fremover, horisontale strekkstag (32) som forbindes med stavens eller stavenes øvre ende og forkant overgurt eller underliggende fagverkselementer, samt vertikal-stag (37) eller midlertidige rørformede vertikalstaver som opphenges ved forkant av skråstavene for bæring av forenden på forskalingsvognen (36) for stø ping av undergurten (12), slik at fremre del av forskalingsvogn for overgurt bæres av skråstaven.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at støttefagverket består av en eller flere skråstaver som forankres til forkant av overgurt og strekker seg på skrå nedover og forover og fastholdes i riktig stilling ved hjelp av et trykkstag som anordnes mellom skråstavens forende og forkant av undergurt, idet en vertikalstav plasseres, ved ytterende av skråstaven for oppstø tting av forskalingsvogn for overgurt.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at underegurten støpes først, deretter fylles de rørformede staver med betong, hvoretter overgurten støpes til slutt.

5. Fremgangsmåte for fremstilling av betongbro av fagverkstypen, karakterisert ved at ved forkant av støpen anordnes en eller flere vertikalstaver i et knutepunkt for skråstaver og vertikalstaver.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at vertikalstaven i forkant av støpen har midlertidig utfø relse bestemt for utskiftning eller forsterkning før neste etappe av fagverket utstøpes.

7. Fremgangsmåte som angitt i ett eller flere av foregående krav, karakterisert ved at det benyttes stålrør som midlertidige staver, hvilke stålrør fylles med betong når angjeldende etappe av overgurt og undergurt er utstø pt og herdet.

8. Fremgangsmåte som angitt i ett eller flere av foregående krav, karakterisert ved at som forskalingsele-menter for overgurt og/eller undergurt på i og for seg kjent måte anvendes armerte betongplater som inngår i stø pen.

9. Fremgangsmåte som angitt i ett eller flere av foregående krav, karakterisert ved at det benyttes uavhengige forskalingsvogner (34,36) henholdsvis for stø ping av overgurt og undergurt, hvilke kan høydereguleres i forhold til hverandre ved hjelp av særskilte stag (39a, 39b).