DE2156016A1 - Vorgefertigter stahlverbundtraeger - Google Patents

Description

• "Vorgefertigter Stahlverbundtrtiger" Die Erfindung betrifft einen vorgefertigten Stahlverbundträger, bei dem der Stahlträgersteg am oberen Rand in die Querrichtung vorgespannte Betondruckplatte eingebettet ist.
• Die Herstellung von Stahlträgern in Verbindbauweise ist bekannt. Bei Verbundträgern handelt es sich um balkenartige Tragwerke, bei denen der zur Aufnahme der Zugspannungen dienende Untergurt und der Trägersteg atts Stabil bestehen und bei denen zur Aufnahme der Druckspannungen eine Druckplatte aus Beton oder Stahlbeton angeordnet ist. Im allgemeinen besitzen diese Verbundträger einen stählernen Obergurt, auf dessen Flanschen die Druckplatte aufgelegt und mit dem sie durch besondere Verbundmittel schubfest so verbunden ist, daß Stahlträger und Druckplatte gemeinsam tragen. Diese Verbundmittel bestehen meist aus Stahlteilen, die an ar Oberseite des Obergurtes des Stahlträgers angeschweißt sind und in die Betondruckplatte hineinragen (DIN 1078).
• Die Herstellung eines ausreichenden Schubverbundes zwischen Stahlträger und Betondruckplatte erfordert hohes fachliches Können und ist sehr lohnintensiv. Diese Umstände haben bewirkt, daß derartigen Verbundträgern in der Bautechnik trotz ihrer zweifellos vorhandenen, vor allem in ihrem geringen Gewicht begründeten Vorteile eine verbreitete Anwendung versagt blieb.
• Der Vereinfachung der Herstellung und Senkung der Lohnkosten bei Verbundträgern dieser Art dient die sog.
• Durchschweißtechnik, mit der Bolzendübel und Betonanker halbautomatisch mit einer Stahlkonstruktion bei gleichzeitiger Befestigung von Stahlleichtprofilen verschweißt werden können. In diesem Zusammenhang ist es bekanntgeworden, auf den Obergurt eines Stahlträgers ein Stalllleichtprofil als verlorene Schalung aufzulegen und dieses gleichzeitig mit Bolzen zur Verdübelung mit dem Stalllträger zu versehweißen. hierbei bestellt der Nachteil, daß das im Querschnitt trapezförmige Stahlleichtprofil nur in den nach oben geöffneten Bereichen vom Beton der Druckplatte ausgefüllt wird, so daß es sich gegenüber dc Stahlträger verformen kann und eine einwandfreie Übertragung der Schubkräfte nicht gewährleistet ist.
• Um die Einleitung der Schubkräfte in die Betondruckplatte zu verbessern, ist bereits ein an Ort und Stelle hergestellter Verbundträger bekannt, bei dem das Stegblech am oberen Rand in die Betondruckplatte hineinragt und bei dem durch Löcher im oberen Stegblechrand quer zum Träger Stahlstäbe gezogen und im Sinne der Erzielung einer Vorspannung gespannt sind (DT-PS 920 851). Dadurch können die Schubkräfte aus Temperaturunterschieden und Umlagerung durch die Reibung zwischen Stahl und quer vorgespanntem Beton auf dem Trägersteg übertragen werden, während die verdübelndem Querspannglieder an der Übertragung lotrechter Kräfte auf das Stegblech mitwirlien. Nachteilig ist, daß dieses Tragverhalten erst bei der endgültigen Fertigstellung des Trägers, nämlich nach Aufbringen der Quervorspannung, erreicht wird. Es besteht keine Möglichkeit, diese Art von Verbundträgern vorzufertigen, da keine ausreichende Tragfähigkeit für den Transport- und Montagezustand vorhanden ist.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine mit wirtschaftlichen Mitteln erreichbare Möglichkeit zu schaffen, um den Reibungsverbund zwischen Stegblech und Betondruckplatte sehen im Zustand vor Aufbringen der Quervorspannung so zu verbessern, daß im Montagezustand zumindest die aus Eigengewicht entstehenden Beanspruchungen sicher aufgenommen werden können.
• Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einem Stahlverbundträger der eingangs angegebenen Art dadurch, daß in an sich bekannter Weise im wesentlichen gleichförmig und gleichmäßig über die ganze Länge des Trägersteges vorgesehene Mittel zur Verbesserung des Verbundes mit dem Beton beidseitig am oberen Rand des Trägersteges etwa auf den in die Druckplatte eingebetteten Bereich angeordnet sind.
• Der Trägersteg kann an seinem oberen Rand wellenförmig ausgestaltet sein. Es können auch am Trägersteg im Horizontalschnitt etwa wellenförmig ausgebildete Stahlteile angebracht, vorzugsweise angeschweißt sein. Diese Stahlteile sind zweckmäßig im Querschnitt trapezförmig ausgebildete Stahlleichtprofile, die zweckmäßigerweise im Bereich der am Trägersteg anliegenden Wellentäler punktförmig angeschwei@t.
• Zusätzlich zu diesen der Verbung verbessernden Stahlteilen können am oberen Rand des Trägersteges noch senkrecht zu diesem verlaufende Stahlteile zur Aufnahme von Querzu@-spannungen angeordnet sein. Diese Stahlteile bestehen zweckmäßig aus Bolzen, die jeweils in den am Trägersteg anliegenden Wellentälern angeordnet und zugleich mit diesen verschweißt sind. Diese Schweißverbindung ist vorteilhafterweise nach der an sich bekannten Durchschweißtechnik ausgeführt.
• Die Seitenflächen der Druckplatte des Sthalverbundträgers sind zweckmäßig als Kontaktflächen Beton auf Beton ausgebildet. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, die Verbundträger im Bereich der Druckplatte in Querrichtung trocken, d. h. ohne Fugenzwischenlage oder Betonausgleichsstücke miteinander zusammenzuspannen.
• Um einen Verbundträger aus mehreren Teilen bzw. eine Verbindung zweier Verbundträger in Längsrichtung herstellen zu können, kann die Druckplattc an den Trsigerenden bis zum Untergurt zu einem vollen Rechteckquerschnitt verstärkt und können die Seitenflächen und die Stirnfläche als I.ontaktfläche Beton auf Beton ausgebildet sein. Zur stirnscitigen Verbindung zweier Träger können in Längsrichttiiig vcrlaufende Spannglieder zum zentrischen Zusammenspannen der Träger im Bereich der endseitigen Verstärkungen vorgesehen sein.
• Der Vortcil der erfindungsgemäßen Ausbildung eines Stahlverbundträgers besteht zunächst darin, daß durch die Ausbildung des oberen Randes des Trägersteges in dem Bereich, in dem er in die Druckplatte eingebettet ist, ein ausgezeichneter Verbund mit letzterer entsteht, der ftir die Aufnahme der im Transportzustand auftretenden Kräfte ausreicht. Die Mittel, mit welchen dieser Verbund erzielt wird sind dabei so gewählt, daß die nachträgliche Vorspannung in Querrichtung den Verbund noch verbessert. Da Verbundtniger infolge ihres geringen Gewichts sich vor allem als Brückenträger sehr gut eignen, wird durch die nach der Erfindung mögliche Vorfertigung solcher Träger mit wirtschaftlichen Mitteln oin weiteres wichtiges Anwendungsgebiet derartiger Verbundträger erschlossen.
• Besondere Vorteile herstellungstechnischer Art werden dann erzielt, wenn die seitlich an dem Trägersteg anzubringenden Stahlleichtprofile zugleich mit dem Bolzen im Wege der an sich bekannten Druchschweißtechnik in einem Arbeitsgang angeschweißt werden. Die Stahlprofile bewirken einerseits eine gute Übertragung der Druckkomponenten auf den Beton oiiiie nennenswerte Verformungen, da die Profil völlig im Beton eingebettet sind, während die Neigung der der Übertragung auf den Beton dienenden Flächen der Stahlprofile so gewählt werden kann, daß die auftretenden Druckkomponenten an die der zulässigen Belastung der Bolzen entsprechenden Zugkomponenten angepaßt sind. Eine zusätzliche Verbesserung des Schubverbundes wird iiber die Aktivierung des Reibungsverbundes zwischen Stegblech und Beton durch die Querspannglieder erzielt. Dabei wird der mittels Durchscweißtechnik erzielte Schubverbund in erster Linie für den Lastfall "Fertigteilträger", also Eigengewicht, zu bemessen sein, während die Quervorspannung die Schubübertragung für die nachträglich auftretenden Eigengewichtslasten und den Verkehr gewährleisten.
• Die Möglichkeit der Vorfertigung der erfindungsgemäßen Verbundträger gewinnt besondere Bedeutung, wenn die Herstellung der Träger, insbesondere der netondruckplat tell, in der Weise geschieht, daß die Fugenflächen benachbarter Fertigteile, die im endgültigen Zustand einander zugekehrt sein werdeii, bei der Herstellung durch eine planparallele Zwischenlage voneinander getrcnnt sind, so daß sich etwaige Unebenheiten iii ein ander entsprechenden Formen in beiden Fugenflächen abformen.
• Dadurch entsteht die Möglichkeit, die einzelnen Träger mit den Seitenflächen der Betondruckplatten einander flächig beriihrend eiiiie Zwi schenlagen anzuordnen und zusammenzuspannen (deutsches Patent 1 409 930).
• Weitere Merkmale und vorteilhafte Eigenschaften ergeben sich aiis der nachsteiienden Beschreibung der in dcii beigegebenen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele.
• Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch zwei erfindungsgemäß ausgebildete Stahlverbundträger, Fig. 2 einen Ilorizontalschnitt entlang der Linie II - II der Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen stirnseitige Stoß zweier Stahlverbundträger nach der Erfindung und Fig. 4 einen Horizontalschnitt entlang der Liijie IV - IV der Fig. 3.
• Die in Fig. 1 im Querschnitt dargestellten Verbundträger 1 bestehen aiis einem Stegblech 2, dessen Dicke entsprechend dcii auftretenden Beanspruchungen gewählt wird, einem Untergurt 3, der mit dem Stegblech 2 in an sich bekannter Weise verbunden ist und der Betondruckplatte 4. Im Bereich der Betondruckplatte 4 sind in Querrichtung Spannkanäle 5 be-lassen, ie mit entsprechenden Durchbrechungen im oberen Bereich der Stegbleche 2 fluchten, durch die nachträglich Spannglieder 6 fiir die Quervorspannung eingefädelt werden können.
• Im Bereich des oberen Randes des Stegbleches 2, und zwar nahezu auf die volle höhe des in die Betondruckplatte 4 ein gebetteten Bereiches, sind zu beiden Seiten des StegIIleclles 2 Stahlprofile 7 angeschweißt. Die Stahlprofile 7 besitzen im Horizontalschnitt etwa trapezförmige Gestalt und sind jeweils im Bereich der am Stegblech 2 aliegenden Wellentäler mit diesem durch Schweißung verbunden. In den Schweißpunkten sind gleichzeitig Bolzen 8 angeschweißt, die eine zusätzliche Verbesserung des Verbundes zwischen Stegblech 2 und Betondruckplatte 4 bewirken. Die Kraftübertragung erfolgt durch Aufteilung der Schubkräfte in der Plattenebene in Druck- und Zugkräfte, wobei die Druckkräfte über die schrägen Flächen der Stahlprofile 7 und die Zugkräfte über die Bolzen 8 übertragen werden.
• Die lotrechten Seitenflächen 9 der Betondruckplatte 4 sind als Kontaktflächen Beton auf Beton ausgebildet. Sie sind in an sich bekannter Weise so hergestellt, daß die Flächen, die im Endzustand einander zugekehrt sein werden, beim Betonieren durch ein planparalleles Stahlblech voneinander getrennt sind mit der Wirkung, daß sich etwaige Unebenheiten spiegelbildlich an beiden Flächen abformen. Dadurch läßt sich im Endzustand ein einwandfreier Reibungsverbund durch Zusammenspannen erreichen.
• Um auch eine stirnseitige Verbindung der Stahlverbundträger 1 miteinander herstellen zu können, sind diese entsprechend den Fig. 3 und 4 ausgebildet. Sie tragen an den Stirnseiten massive Verstärkungen io auf die Breite der Betondruckplatte 4 mit Spanngliedkanälen 11 und 12. lit diese Spannkanäle können nach dem Zusammensetzen zweier Träger in einem Kontaktstoß 13 Spannglieder eingeführt werden, mittels deren der Stoß in Längs- tind Querrichtung unter eiiioit Reibungsvebund gesetzt werden karni. Auf diese Weise ist es möglich, beispielsweise einen Träger von 60 m Spannweite in drei Teilen zu jeweils 20 m Spannweite iterzustellen und an der Einbaustelle zusammenzusetzen. In gleiciler Weise ist es aber auch möglich, dureh Verbinden zweier Träger über einer Stütze eine Art Durchlaufwirkung herbeizuführen.

Claims (12)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1.) Vorgefertiger Stahlverbundträger, bei dem der Stahlträgersteg am oberen Rand in die in Querrichtung vorgespannte Betondruckplatte eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise im wesentlichen gleichförmig und gleichmäßig über die ganze Länge des Trägersteges (2) vorgesehene Mittel zur Verbesserung des Verbundes mit dem Beton beidseitig am oberen Rand des Trägersteges (2) etwa auf den in die Druckplatte (4) eingebetteten Bcrcicll angeordnet sind.

2.) Stahlverbundträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägersteg (2) am oberen Rand wellenförmig ausgestaltet ist.

3.) Stahlverbundträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Trägersteg (2) im Horizontalschnitt etwa wellenförmig ausgebildete Stalilteile angebracht, vorzugsweise angeschweißt, sind.

4.) Stahlverbundträger nach Anspruch 3, dadurcii gekennzeichnet, daß die Stahlteile im Querschnitt trapezförmig ausgebildete Stahlleichtprofile (7) sind.

5.) Stahlverbundträger nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlteile im Bereich der am Trägersteg (2) anliegenden Wellentäler punktförmig angeschweißt sind.

G.) Stahlverbundträger nach einem der Ansprüche 3 bi'; 5, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Rand des Trägersteges (2) senkrecht zu diesem verlaufende Stahlteile zur Aufnahme voll Querzugspannungen angeordnet sind.

7.) Stahlverbundträger nach Anspruch 6, dadurch gekannzeichnet, daß die Stahlteile aus Bolzen (s) bestehen, die jeweils in den am Trägersteg (2) anliegenden Wellenträlern ajgeordnet und zugleich mit diesem verschweißt sind.

8.) Stahlverbundträger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißverbindung nach der an sich bekannter Durchschweißtechnik ausgeführt ist.

9.) Stahlverbundträger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (9) der Druckplatte (4) als Kontaktflächen Beton aur Beton ausgebildet sind.

10.) Stahlverbundträger noch einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenllzeichnet, daß die Druckplatte (4) aii den Trägerenden bis zum Untergurt zu einem vollen Rechteckquerscllnitt (10) verstärkt und sowohl die Seitenflächen als auch die Stirnfläche (13) als Kontaktfläche Beton auf Beton ausgebildet ist.

11.) Stahlverbundträger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur stirnseitigen Verbindung zweier Träger (1) in Längsrichtung verlaufende Spannglieder (14) zum zentrischen Zusammenspannen der Träger (l) im Bereich der endseitigen Verstärkung (io) vorgesehen sind.

12.) Stahlverbundträger nach Anspruch 10 oder II, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Verstärkungen (io) zusätzliche Querspannglieder (6) angeordnet sind.