DE2752222A1

DE2752222A1 - Vorgespanntes tragwerk

Info

Publication number: DE2752222A1
Application number: DE19772752222
Authority: DE
Inventors: Emil Peter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-10-14
Filing date: 1977-11-23
Publication date: 1979-04-19
Also published as: CH623879A5; US4223495A

Description

Dr.-lng. Reimar König ■ Dipl.-lng. Klaus Bergen Cecilienallee 7β Λ Düsseldorf 3Ο Telefon 452GO8 Patentanwälte

_Vl 22. Nov. 1977

_ J - 31 864 K

Herr Emil Peter, Rosentalstrasse 78, Winterthur (Schweiz)

"Vorgespanntes Tragwerk"

Die Erfindung betrifft ein vorgespanntes Tragwerk mit Auflagern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tragwerk zu schaffen, dessen Stabilität trotz leichter Konstruktionsweise die Stabilität bekannter Tragwerke übertrifft und insbesondere ein kostengünstiges Errichten weitgespannter Tragwerke erlaubt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Tragwerk zumindest ein Zugglied mit mindestens einem Hohlprofil aufweist, welches in Seillinienform zwischen Auflagerstellen verläuft und in welchem mindestens ein Vorspannkabel angeordnet ist, wobei das Hohlprofil mit einem Füllstoff versehen ist und. das Vorspannkabel mittels dieses Füllstoffes einen Verbund mit dem Hohlprofil bildet.

Ein Verfahren zum Errichten des erfindungsgemäßen Tragwerks besteht darin, daß das Vorspannkabel in das Hohlprofil eingezogen und mindestens soweit gespannt wird, bis die Eigengewichts -Durchbiegung des Tragwerks aufgehoben ist, und daß das Hohlprofil anschließend mit dem Füllstoff ausgepreßt und zwischen dem Vorspannkabel und dem Hohlprofil ein Verbund hergestellt wird.

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Vorzugsweise dienen als Hohlprofile Stahlbauprofile und als Füllstoff Spitzbeton.

Im folgenden werden anhand von Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung des näheren erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Ansicht einer Hängebrücke,

Fig? 2 einen Querschnitt durch ein Zugglied längs der Linie H-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Unteransicht eines Gewölbeflächentragwerks nach der Erfindung,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch das Hängeelement entlang der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 3, Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 3, Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 3,

Fig. 8 eine Ansicht eines Verschiebestoßes gemäß der Erfindung,

Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX in Fig. 8, Fig.10 eine Ansicht eines Vollwandträgers nach der Erfindung, Fig.11 einen Schnitt entlang der Linie XI-XI in Fig.10 und Fig.12 eine Ansicht eines Fachwerkträgers nach der Erfindung.

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Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Stahlbau-Tragwerk handelt es sich um eine Hängebrücke 1 mit Auflagern 8. Über auf Pfeilern 6 angeordnete Pylone 5 verlaufen erfindungsgemäße Zugglieder 2, die an den Enden des Fahrbahnträgers 3 mittels KabelVerankerungen 7 befestigt sind. Der Fahrbahnträger 3 ist über Hängepfosten 4 mit den Zuggliedern 2 verbunden. Zugstreben 9 zwischen dem Fahrbahnträger 3 und den Zuggliedern dienen zum Übertragen von Querkräften. Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Zugglied 2 der Hängebrücke 1. Es umfaßt ein in vier Kanäle unterteiltes Stahlbauhohlprofil 10. In jedem Kanal verläuft ein Vorspannkabel handelsüblicher Art. Die Vorspannkabel sind in Spritzbeton eingebettet, so daß zwischen Kabel 11 und Hohlprofil 10 ein Verbund besteht. Mit dem Zugglied 2 sind mittels Befestigungsstücken 13 die Zugstreben 9 und die Hängepfosten 4 verschweißt. Die von den Zugstreben 9 ausgeübten Querkräfte werden so auf einfache Weise auf die Zugglieder 2 bzw.die Vorspannkabel übertragen, ohne daß eine aufwendige Konstruktion erforderlich ist. Die Vorspannkabel 11 sind zudem durch das mit Spritzbeton bzw. Zementmörtel ausgepreßte Stahlprofil geschützt.

Beim Errichten der Hängebrücke werden die in die Hohlprofile 10 eingezogenen Vorspannkabel 11 mindestens soweit gespannt, bis die Eigengewichts-Durchbiegung der Hängebrücke aufgehoben ist. Hernach werden die Hohlprofile mit Spritzbeton ausgepreßt, bis der erwähnte Verbund entsteht. Durch die Vorspannung des Fahrbahnträgers 3 mittels der seillinienförmigen Zugglieder lassen sich die Querkräfte stark reduzieren, so daß die querkraftabhängigen Bauteile wie Streben und Hängepfosten und deren Stabanschlüsse leichter ausgebildet sein können. Die Horizontalkomponenten der Kabelverankerung 7 erzeugt zudem im Betonfahrbahnträger eine willkommene Vorspannung.

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Bei dem in den Fig. 3 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Gewölbeflächentragwerk 14 mit Hängeelement 15 und Gewölbeelement 16, wie es beispielsweise aus der schweizerischen Patentschrift 594 789 bekannt ist. Hänge- und Gewölbeelement sind gegensinnig in einer Richtung seillinienförmig gekrümmt und über Horizontalträger 17 auf Stützen 18 abgestützt. Die Binderrippe 19 zwischen Hänge- und Gewölbeelement ist mit Fensteröffnungen 20 versehen. Im Hängeäement verlaufen Zugglieder 21 aus Stahlbauhohlprofilen 22 (Fig.6), in denen je ein Vorspannkabel 11 angeordnet ist. Zwischen Vorspannkabel und Hohlprofil besteht über den injizierten Zementmörtel 12 ein Verbund. Die Zugglieder verlaufen seillinienförmig im Hängeelement 15 und sind im Gewölbeelement 16 verankert. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, verlaufen die Zugglieder 21 dabei über die Horizontalträger 17 ins Gewölbeelement 16, wo sie mittels einer nur schematisch dargestellten Kabelverankerung 22 verankert sind.

Auf den Zuggliedern 21 liegen mit einer Bewehrung 23a versehene Fertigteile 23 aus Beton. Die in Richtung der Zugglieder 21 verlaufenden Hauptbewehrungsstäbe 23b sind an den Stoßstellen der Fertigteile 23 miteinander verbunden. Die Querstoßfugen 25 weisen U-förmige an den Stahlbauhohlprofilen 22 der Zugglieder 21 befestigte Profile 24 auf (Fig. 6 und 7). Diese U-Profile dienen als Schalungselemente zum Ausbetonieren der Querstoßfugen nach dem Vorspannen des Tragwerkes. Die Fertigteile 23 weisen auf den Unterseiten an ihren den Ü-Profilen 24 zugewandten Enden plattenförmige Elemente 26 auf (Fig.3)» mittels derer sie an den U-Profilen verschweißt sind.

Das Tragwerk ist in der Weise errichtet, daß am Boden der zu überdeckenden Halle die Vorspannkabel in die Hohlprofile 22

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eingezogen und diese mittels der U-Profile 24 verbunden werden. Anschließend werden die Konstruktion angehoben und die Zugglieder 21 verankert. Danach werden die Fertigteile 23 verlegt und die Hauptbewehrungsstäbe 23b miteinander verbunden. Die Kabel werden dabei durch das Eigengewicht des Hängeelementes vorgespannt. Mindestens ein in jedem Zugglied befindlicher Hohlprofil-Verschiebestoß 27 (Fig.8) dient dazu, mögliche Längenänderungen der Hohlprofile auszugleichen. Der Verschiebestoß besteht aus einer Hülse 28, in die mindestens eines der aneinanderstoßenden Hohlprofile 22 gleitend eingreift. Schließlich werden die Hohlprofile, wenn das Hängeelement 15 seine endgültige Form angenommen hat, mit Zementmörtel 12 ausgepreßt. Die Verschiebestöße 27 werden zugfest verschlossen.

Das erfindungsgemäße Tragwerk weist den Vorteil auf, daß zum Errichten keine Hilfskonstruktionen, zum Beispiel eine Schalung der Querstoßfugen zwischen den Fertigteilen 23, erforderlich sind, da sich an den Zuggliedern 21 auf einfache Weise als Schalung dienende U-Profile anbringen lassen. Das Flächentragwerk kann deshalb weitgehend mit vorfabrizierten Fertigteilen und ohne Baugerüste erstellt werden. Die hohe Spannkabelzugfestigkeit ermöglicht auch -bei großen Spannweiten eine verhältnismäßig leichte Konstruktion.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 10 und 11 dargestellt. Ein auf Pfeilern 40 gelagerter Vollwandträger 29 mit Doppel-T-Profil, weist auf beiden Seiten des Steges 31 ein seillinienförmig angebrachtes U-Profil 30 auf, das mit dem Steg je einen Kanal für ein Vorspannkabel 11 bildet. Vorspannkabel und Hohlprofile werden erfindungsgemäß nach dem Vorspannen der Kabel mit Zementmörtel 12 ausgepreßt.

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In Fig. 12 schließlich ist ein auf Pfeilern 35 ruhendes Stahlbau-Tragwerk in Form eines Fachwerkträgers 33 mit einem Kragarm 34 dargestellt. Das Fachwerk weist Pfosten 38 und Streben 39 auf. Erfindungsgemäße Zugglieder 36 verlaufenseillinienförmig zwischen den Auflagerstellen und sind an Gurtstäben bzw. einer Betonplatte 37 befestigt. Wiederum werden die Hohlprofile der Zugglieder nach dem Vorspannen der darin verlaufenden Vorspannkabel mit Zementmörtel ausgepreßt.

Das erfindungsgemäße Tragwerk besitzt den Vorteil, daß sich an das Vorspann- oder Zugkabel über das mit dem Kabel einen Verbund bildende Hohlprofil auf einfache Weise, beispielsweise über Schweiß- oder Schraubverbindungen beliebig gerichtete Stabkräfte anschließen lassen. Dabei können handelsübliche Vorspannkabel verwendet werden. Das innenliegende Vorspannkabel wird zudem von dem Hohlprofil bzw. dem Füllstoff optimal geschützt.

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Claims

Herr Emil Peter, Rosentalstrasse 78, Winterthur, (Schweiz)

Pat entansprü ch e;

Vorgespanntes Tragwerk mit Auflagern,, gekennzeichnet durch mindestens ein Zugglied (2,21,30,36) mit mindestens einem Hohlprofil (10,22,30), das seillinienförmig zwischen Auflagerstellen verläuft und mindestens ein Vorspannkabel (11) enthält und mit einem Füllstoff (12) versehen ist, der einen Verbund zwischen Vorspannkabel und Hohlprofil herstellt.
2. Tragwerk nach Anspruch 1 mit Zug- und Druckgurten, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil am Zuggurt oder einem Teil davon verläuft.
3. Tragwerk nach Anspruch 1 mit Stäben, dadurch gekennzeichnet, daß an Knotenpunkten von Stäben und Zugglied (2) die Stäbe mittels Schweiß- oder Schraubenverbindungen mit dem Hohlprofil verbunden sind.
4. Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil ein Stahlbauhohlprofil ist.
5. Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis h, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff aus Zementmörtel besteht.
6. Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil einen rechteckigen Querschnitt besitzt.

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ORIGINAL INSPECTED

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7. Tragwerk nach einem der Anspr+che 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil einen runden Querschnitt besitzt.
8. Tragwerk nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgurt eine Betonplatte (37) aufweist.
9. Tragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil ein Stahlbauhohlprofil und mindestens an einer Stegseite des Stahlträgers angebracht ist.
10. Tragwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlbauhohlprofil einen U-förmigen Querschnitt aufweist und mit dem Steg des Stahlträgers einen geschlossenen Kanal bildet.
11. Tragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugglieder (21) aus einem in Hängeelement (15) verlaufenden Stahlbauhohlprofile (22) mit innenliegendem Vorspannkabel (11) bestehen und die Vorspannkabel in einem Gewölbeauflager verankert sind.
12. Tragwerk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich in jedem Zugglied mindestens ein zugfest verschließbarer Stahlbauhohlprofil-Verschiebestoß (27) befindet.
13· Tragwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Hängebrücken die Spannkabel mindestens je ein Zugglied aufweisen und die Knotenpunkte durch Zugstreben (9) verbunden sind.

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-s-
14. Verfahren zum Errichten eines vorgespannten Tragwerkes

nach den Ansprüchen 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß das Vorspannkabel (11) in das Hohlprofil (10,22,30) eingezogen und mindestens soweit gespannt wird, bis die Eigengewichts-Durchbiegung des Stahlbau-Tragwerkes aufgehoben ist, und daß das Hohlprofil anschließend mit dem Füllstoff (12) ausgepreßt wird.

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