DE1152436B

DE1152436B - Isotropic support for building bridges or the like.

Info

Publication number: DE1152436B
Application number: DEB62473A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hugo Sedlacek
Original assignee: Beteiligungs und Patentverwaltungs GmbH
Current assignee: Beteiligungs und Patentverwaltungs GmbH
Priority date: 1961-05-13
Filing date: 1961-05-13
Publication date: 1963-08-08

Description

Isotroper Tragkörper für den Brückenbau od. dgl. Die vornehmlich auf Biegung beanspruchten Tragkörper für den Brückenbau od. dgl., die als Haupt-, Quer- und Längsträger verwendet werden, sind in der klassischen Ausführung als Fachwerkträger oder vollwandige Träger, z. B. als torsionssteife Kästen, aus-Clebildet. Sie übernehmen meistens für sich eine Tragfunktion, selten dagegen mehrere Funktionen zugleich. Es ist aber auch bekannt, auf Biegung beanspruchte Tragkörper als sogenannte orthotrope Platten auszubilden, die als Fahrbahntafel einen Bestandteil der Haupt-, Quer- und Längsträger bilden. Ferner verwendet man im Brückenbau Verbundkonstruktionen, bei denen die aus Stahlbeton bestehende Fahrbahnplatte den Gurt der Haupt-, Längs- und Querträger bildet und der Baustoff Beton mit dem Baustoff Metall über Haftmittel (Dübel, Kleber, Schraubenbolzen) zusammenwirkt.Isotropic supporting body for bridge construction or the like. The primarily on Bending stressed support body for bridge construction or the like, which as the main, transverse and longitudinal beams are used, are in the classic design as trusses or full-walled supports, e.g. B. as torsionally rigid boxes, from Cle forms. You take over mostly a supporting function in itself, but rarely several functions at the same time. However, it is also known to support bodies subject to bending stress as so-called orthotropes To train panels that are part of the main, transverse and as a roadway panel Form side members. In addition, composite structures are used in bridge construction where the reinforced concrete deck slab the belt of the main, longitudinal and Cross member forms and the building material concrete with the building material metal via adhesive (Dowels, glue, screw bolts) interacts.

Weiterhin ist es bekannt, für Tragzwecke Hohlplatten zu benutzen. Diese bestehen aus einem oberen und einem unteren Deckblech und einer zwischen diesen angeordneten Verbindungskonstruktion, die z. B. durch zick-zackförmig angeordnete Stegbleche gebildet wird. Derartige Hohlplatten übertragen ohne die Anwendung von Längs- und Querträgem die an irgendwelchen Stellen eingeleiteten Kräfte nach beliebigen Richtungen. Wenn solche Hohlplatten mit größerer Dicke auso"eführt werden - ihr Hauptanwendungsgebiet liegt heute bei einer Dicke von kaum mehr als 10 cm -, so tritt der Nachteil auf, daß das obere Deckblech durch die geneigten Stegbleche nur in verhältnismäßig großen Abständen unterstützt ist, so daß es punktartig angreifende Verkehrslasten nicht aufzunehmen vermag. Hohlplatten sind daher für große Spannweiten, die eine entsprechend große Plattenhöhe erfordern, in vielen Fällen nicht geeignet.It is also known to use hollow sheets for support purposes. These consist of an upper and a lower cover plate and a connecting structure arranged between them, which z. B. is formed by web plates arranged in a zigzag shape. Such hollow slabs transmit the forces introduced at any point in any direction without the use of longitudinal and transverse girders. If such hollow slabs are produced with a greater thickness - their main field of application today is a thickness of barely more than 10 cm - the disadvantage arises that the upper cover sheet is supported by the inclined web sheets only at relatively large intervals, so that it is unable to absorb traffic loads acting at points. Hollow slabs are therefore in many cases not suitable for large spans that require a correspondingly large slab height.

Dieser Nachteil wird bei einem isotropen Trakörper für den Brückenbau od. dgl. mit zwei Gurten, die durch die Schubkräfte und Torsionsmomente nach allen Richtungen hin übertragende Bauelemente verbunden sind, erlindungsgemäß dadurch behoben, daß wenigstens einer der beiden Gurte biegesteif ausa - ermöglicht es vor allem, gebildet ist. Die Erfindun..This disadvantage is solved according to the invention in an isotropic support body for bridge construction or the like with two belts that are connected by the shear forces and torsional moments in all directions transferring components that at least one of the two belts is rigid - makes it possible above all , is formed. The invention

Fahrbahnplatten in Leichtbauweise für große Spannweiten auszuführen. Für den Tragkörper können austausch-bare Teile, insbesondere standardisierte, vorgefertigte Betonplatten, verwendet werden.Carrying out road slabs in lightweight construction for large spans. Exchangeable parts, in particular standardized, prefabricated parts, can be used for the support body Concrete slabs.

Vorzugsweise sind die die Schubkräfte und Torsionsmomente nach allen Richtungen hin übertragenden Bauelemente mit wenigstens einem der beiden Gurte, vorzugsweise mit dem biegesteifen Gurt, punktweise verbunden. Diese Bauelemente können 2 Stiele sein, die, sowohl in der Längsrichtung als auch in der Querrichtung des Tragkörpers betrachtet, gegenüber den Gurtflächen geneigt sind. Es ist aber auch möglich, daß diese Bauelemente aus Vollwand-oder Dreieckscheiben bestehen, die gegenüber den Gurtflächen geneigt sind.Preferably these are the shear forces and torsional moments after all Components that transmit directions with at least one of the two belts, preferably with the rigid belt, connected at points. These components can be 2 stems that, both in the longitudinal direction and in the transverse direction of the support body considered, are inclined with respect to the belt surfaces. But it is also possible that these components consist of solid wall or triangular panels, which are inclined with respect to the belt surfaces.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 5 bis 8. Further features of the invention are the subject matter of claims 5 to 8.

In, der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Tragkörper in Schrägansicht mit teilweise abgebrochener oberer-Deckplatte, Fig. 2 einen Querschnitt, Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Tragkörper gemäß Fig. 1, Fig. 4 und 5 einen Querschnitt bzw. einen Längsschnitt durch einen anderen Tragkörper, Fig. 6 bis 10 Querschnitte durch Tragkörper nach weiteren Ausführungsbeispielen und Fig. 11 einen Querschnitt durch zwei miteinander gekuppelte Betonplatten zweier benachbarter Trag körper.In the drawing embodiments of the invention are shown, namely Fig. 1 shows a supporting body in an oblique view with partly broken upper cover plate, Fig. 2 a cross section, Fig. 3 a longitudinal section through a supporting body according to Fig. 1, Fig. 4 and 5 shows a cross section or a longitudinal section through another support body, FIGS. 6 to 10 show cross sections through support bodies according to further exemplary embodiments, and FIG. 11 shows a cross section through two concrete slabs of two adjacent support bodies which are coupled to one another.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 besteht der Obergurt 1 des Tragkörpers aus einer biec",esteifen Stahlbetonplatte. Diese ist mit einer den Untergart 2 bildenden Stahlbetonplatte von geringerer Dicke durch Stiele 3 verbunden. Diese sind, sowohl im Querschnitt (Fig. 2) als auch iin Längsschnitt (Fig. 3) betrachtet, gegenüber den Gurtflächen geneigt. Die Stiele 3 laufen je zu viert oben in Punkten 4 und unten in Punkten 5 zusammen, in denen sie mit der oberen Gurtplatte bzw. mit der unteren Gurtplatte verbunden sind. Die Stiele 3 vermögen sonach sowohl längsgerichtete als auch quergerichtete Schubkräfte sowie Torsionskräfte zwischen den beiden Gurtplatten zu übertragen, - ohne daß Quer- und Längsträger benötigt werden.# Damit die Gurtplatten punktartig abgestützt werden können und zugleich in der Lage sind, senkrecht zu ihnen wirkende Lasten sowie Axialkräfte aufzunehmen, müssen sie biege- und knicksteif sein.In the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 3 , the upper chord 1 of the supporting body consists of a rigid reinforced concrete slab. This is connected to a reinforced concrete slab of lesser thickness forming the lower part 2 by means of stems 3. These are, both in cross section (FIG ) and (iin longitudinal section of Fig. 3) considered in relation to the belt surfaces inclined. the stems 3 run each four above in points 4 and below in points 5 together, in which they are connected with the upper flange plate and the lower flange plate The stems 3 are therefore able to transfer both longitudinal and transverse shear forces as well as torsional forces between the two belt plates - without the need for transverse and longitudinal beams To accommodate loads and axial forces, they must be rigid and rigid.

Die Gurtplatten werden vorzugsweise mit einheitlichen Abmessungen hergestellt, beispielsweise mit einer Länge von 8 m und eine Breite von 3,25 in Die Abstände zwischen den Stützpunkten 4 und 5 werden dann ebenfalls einheitlich ausgeführt. Die Platten werden in der Werkstatt vorgefertigt. Bei Ausführung in Stahlbeton kann der Beton von höchster Güte sein. Die Platten werden in der Fabrik gegebenenfalls im Schleuderverfahren hergestellt und erleiden bereits dort ihre Schwind- und Kriechverformung. Es stehen daher für die Montage vorgefertigte Beton-platten von gleichmäßiger Beschaffenheit zur Verfügung, die eine besonders hohe Beanspruchung im Bauwerk zulassen. Da die Abstützung der Platten in den Punkten 4 und 5 in verhältnismäßig kleinen Abständen erfolgen lann, sind die örtlichen Biegemomente, die insbesondere von Verkehrslasten herrühren, verhältnismäßig gering. Die vorgefertigten Betonplatten sind vorzugsweise sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung vorgespannt, wofür eine Einheitsbewehrung aus hochfesten Spanndrähten verwendet wird. Die vorgespannten Drähte werden an den Fugen der Spannbetonplatten miteinander verbunden.The belt plates are preferably made with uniform dimensions, for example with a length of 8 m and a width of 3.25 in. The distances between the support points 4 and 5 are then also made uniform. The panels are prefabricated in the workshop. When executed in reinforced concrete, the concrete can be of the highest quality. If necessary, the panels are produced in the factory using the centrifugal process and suffer shrinkage and creep deformation there. For this reason, prefabricated concrete slabs of uniform quality are available for assembly, which allow particularly high loads in the structure. Since the plates are supported at points 4 and 5 at relatively small intervals, the local bending moments, which arise in particular from traffic loads, are relatively low. The prefabricated concrete slabs are preferably prestressed both in the longitudinal direction and in the transverse direction, for which purpose a standard reinforcement made of high-strength tension wires is used. The prestressed wires are connected to one another at the joints of the prestressed concrete slabs.

Die, biegesteifen Gurte können auch als Hohlplatte ausgebildet sein, die gemäß Fig. 4 und, 5 aus einem oberen und einem unteren Deckblech 6 bzw. 7 und einem dazwischenliegenden Faltwerk 8 besteht, das mit dem zugeordneten Deckblechstreifen über die ganze Länge der Platte sich erstreckende Hohlräume von dreieckförmigem Querschnitt bildet. Eine derartige Hohlplatte ist zur Aufnahme von örtlichen Biegebelastungen besonders geeignet.The rigid belts can also be designed as a hollow plate, which, according to FIGS. 4 and 5, consists of an upper and a lower cover plate 6 and 7 and an intermediate folding mechanism 8 which, with the associated cover plate strip, extends over the entire length of the plate Forms cavities of triangular cross-section. Such a hollow plate is particularly suitable for absorbing local bending loads.

Wie Fig. 6 zeigt, kann beispielsweise der Obergart als ausgesteifte Stahlplatte 9 ausgeführt sein, deren mit 10 bezeichnete Aussteifungseleinente beliebige ge# eignete Profile, z. B. Dreieck- oder L-Profile, sein können.As FIG. 6 shows, the upper garden, for example, can be designed as a stiffened steel plate 9 , the stiffening elements denoted by 10 any suitable profiles, e.g. B. triangular or L-profiles can be.

Als Gurte für einen Tragkörper nach der Erfindung können aber auch Kunststoffkörper oder ausgeschäumte Doppelplatten, d. h. Platten aus Blech oder Kunststoff, zwischen denen sich eine durch Ausschäumung gebildete poröse Schicht befindet, verwendet werden.As belts for a support body according to the invention, however, plastic bodies or foamed double panels, d. H. Plates made of sheet metal or plastic, between which there is a porous layer formed by foaming, can be used.

Die Verbindungskonstruktion zwischen dem oberen und dem unteren Gurt kann statt durch Stiele 3 auch durch vollwandige durchgehende Bleche oder Bleche von beispielsweise dreieckiger Form gebildet werden. Diese Bleche, die in Fig. 1 durch Schraffur hervorgehoben sind, sind einerseits mit der Dreieckspitze in einem Punkt 11 oder 12 mit der oberen bzw. unteren Gurtplatte. verbunden, während sie an die andere Gurtplatte in zwei Punkten 13 und 14 oder 15 und 16 oder 17 und 18 angeschlossen sind. Es ist auch möglich, daß die Stiele 3 durch durchlaufende, schrägliegende Vollwand- oder Fachwerkscheiben ersetzt werden, die sich entweder in Querrichtung oder in Längsrichtung Über die ganze Breite bzw. Länge des Tragköipers erstrecken.The connecting structure between the upper and the lower belt can also be formed by solid, continuous sheets or sheets of, for example, triangular shape , instead of stems 3. These sheets, which are highlighted in Fig. 1 by hatching, are on the one hand with the triangle tip at a point 11 or 12 with the upper or lower belt plate. connected, while they are connected to the other belt plate at two points 13 and 14 or 15 and 16 or 17 and 18 . It is also possible that the stems 3 are replaced by continuous, inclined solid wall or half-timbered panels which extend either in the transverse direction or in the longitudinal direction over the entire width or length of the supporting structure.

Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 7 und 8 wird der Untergurt nicht durch eine zusammenhängende Platte, sondern durch einzelne Blechstreifen 19 od. dgL gebildet, die durch Zugglieder 20 nüteinander verbunden sind. Die die Schubkräfte und Torsionsmomente übertragenden Bauelemente können auch hierbei als Stiele in der Anordnung gemäß Fig. 1 bis 3 oder als geneigt angeordnete Fachwerkscheiben ausgebildet sein.In the exemplary embodiments according to FIGS. 7 and 8 , the lower chord is not formed by a cohesive plate, but by individual sheet metal strips 19 or the like, which are connected to one another by tension members 20. The structural elements that transmit the shear forces and torsional moments can also be designed here as stems in the arrangement according to FIGS. 1 to 3 or as truss discs arranged at an incline.

Um die Abstände zwischen den Stützpunkten, z. B. 4, der Stiele 3 od. dgL zu verkleinern, können senkrecht zu der Gurtfläche, beispielsweise der oberen Gurtplatte, Pfosten 21 angeordnet sein, die auf dem Untergurt 2 in je einem Anschlußpunkt 5 der Stiele 3 abgestützt sind (vgl. Fig. 9). Des weiteren kann, wie Fig. 10 zeigt, zwischen je zwei Stielen 3 oder anderen schrägen Bauelementen zwischen dem Obergurt und dem Untergurt eine Fachwerkzwischenkonstruktion 22 angeordnet sein.In order to determine the distances between the support points, e.g. B. 4, the stems 3 od. To reduce the like, may be disposed perpendicular to the belt surface, for example, the upper flange plate, posts 21 on the lower flange 2 in each case one connection point 5 of the stems are supported 3 (see. Fig. 9 ). Furthermore, as FIG. 10 shows, an intermediate framework structure 22 can be arranged between every two posts 3 or other inclined structural elements between the upper chord and the lower chord.

Tragkörper nach der Erfindung in standardisierter Ausführung können in beliebiger Anordnung zur Bildung von größeren Tragwerken aneinandergesetzt werden. Zum übertragen von Zugkräften zwischen aneinander anliegenden vorgespannten Betonplatten kann man, wie Fig. 11 zeigt, Kupplungsglieder 23 verwenden, welche, die Spannköpfe 25 der Spanndrähte 24 der benachbarten Platten miteinander verbinden. Die Fugen zwischen den aneinanderstoßenden Platten sind vorzugsweise mit druckfesten Kunstharzklebern 26 ausgefüllt.Supporting bodies according to the invention in a standardized design can be attached to one another in any desired arrangement to form larger structures. As shown in FIG. 11 , coupling members 23 can be used to transmit tensile forces between adjacent prestressed concrete slabs, which connect the clamping heads 25 of the tensioning wires 24 of the adjacent slabs to one another. The joints between the adjoining panels are preferably filled with pressure-resistant synthetic resin adhesives 26.

Werden Tragkörper mit Fertigbetonplatten verwendet, so können die Vorteile der Verbundbauweise ausgenutzt werden, ohne daß ein Vorspannen sowie Brückensystem, ein Einschalen und Absenken sowie Wartezeiten erforderlich sind.If supporting bodies with precast concrete slabs are used, the Advantages of the composite construction can be exploited without the need for prestressing or a bridge system, shuttering and lowering as well as waiting times are required.

Die Verbindung der biegesteifen Gurte mit den die Schubkräfte und Torsionsmomente übertragenden Bauelementen in den Punkten 4 und 5 erfolgt vorzugsweise ebenfalls über einheitlich ausgebildete Kupplungselemente. Die Erfindung ist vor allem zur Bildung von Tragwerken für Brücken geeignet, deren Fahrbahn naturgemäß auch, in beliebiger Quer- und Längsneigung verlegt werden kann.The connection of the rigid belts with the structural elements transmitting the shear forces and torsional moments in points 4 and 5 is preferably also carried out via uniformly designed coupling elements. The invention is particularly suitable for the formation of supporting structures for bridges, the roadway of which can naturally also be laid in any transverse and longitudinal inclination.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Isotropic supporting body for bridge construction or the like with two belts which are connected by the shear forces and torsional moments transmitting components in all directions, characterized in that at least one of the two belts (1 and 2) is rigid.

2. Support according to claim 1, characterized in that the thrust forces and torsional moments in all directions about structural members, are preferably pointwise connected to the rigid belt, with at least one of the two belts (1 and 2>. 3. Supporting body according to claim 2 , characterized in that the structural elements which transmit the shear forces and torsional moments in all directions are stems (3) which, viewed both in the longitudinal direction and in the transverse direction of the support body, are inclined with respect to the belt surfaces in that the transfer the thrust forces and torsional moments in all directions, pass the components of solid wall or triangular discs which are opposite the Gurtflächengeneigt. 5. supporting body according to any one of claims 1 to 4, characterized in that between the thrust forces and torsional moments the two belts ( 1 and 2) are supported against each other by posts (21). 6. support body according to one of claims 1 to 5, characterized in that two adjacent, the thrust forces and torsional moments in all directions transmitting devices are connected to a belt (1) together by a trelliswork-like intermediate structure (22). i. Supporting body according to one of Claims 1 to 6, the rigid belts of which are prefabricated, pre-tensioned concrete slabs, characterized in that the concrete slabs (1 or 1 ' ) are connected to one another by coupling members (23) which transmit tensile forces from adjacent supporting bodies for the production of supporting structures which are connected to the clamping heads themselves _enden aegenüberlieg C (25). 8. Supporting body according to claim 7, characterized in that the concrete slabs (1 or 1 ') of adjacent supporting bodies are connected to one another by means of compressive force transferring means, e.g. adhesive (26), which fill the joints : C Journal "Die Bautechnik", 1943, p. 176.