Stahlbetonverbundträger für eine Brückenkonstruktion

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Stahlbetonverbundträger für eine Brückenkonstruktion, insbesondere für eine Hilfsbrücke für Straßenüberführungen, mit einem U-förmigen Stahlprofil mit zwei Stegen und einem Stahluntergurt auf seiner Unterseite und ein schlaff bewehrtes Betonfertigteil an seiner Oberseite. Das U-förmige Stahlprofil bindet mit Verbunddübeln an freien Enden seiner Stege um eine Einbindetiefe in das Betonfertigteil ein. Damit wird ein schubfester Verbund zwischen dem Betonfertigteil als Obergurt des Stahlverbundträgers einerseits und dem U-förmigen Stahlprofil als Untergurt hergestellt. Die Erfindung betrifft außerdem eine Brückenkonstruktion für Verkehrswege, insbesondere eine Hilfsbrücke für Straßenüberführungen, mit mehreren Stahlbetonverbundträgern, die in Brückenlängsrichtung verlaufend nebeneinander angeordnet sind.

[0002] Es sind zahlreiche Konstruktionen für Stahlbetonverbundträger bekannt. In "Stahlbau 78" (2009), Heft 2, Seiten 86 bis 93 (Ernst & Sohn Verlag für Architektur und Technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin) wird eine Verbundbrücke mit externer Bewehrung beschrieben. Zwei Verbundfertigteile mit halbierten Walzträgern als Untergurt und eine Ortbetonergänzung als Obergurt bilden den Querschnitt. Diese Bauweise ermöglicht eine wirtschaftliche Herstellung, bietet selbst eine wirtschaftliche Bauweise und verspricht eine hohe Dauerhaftigkeit. Diese Stärken kann die Bauweise bei einem temporären Bauwerk, wie es eine Hilfsbrücke darstellt, allerdings nicht vollständig ausspielen. Denn dort spielen Kriterien wie vor allem ein hoher Vorfertigungsgrad der Brückenbestandteile, ihre kostengünstige Herstellung und ein möglichst weitgehendes Gleichteilekonzept eine wichtige Rolle.

[0003] Die EP 2 096 222 A2 zeigt ein Verfahren zur Herstellung von balkenförmigen Stahl-Beton-Verbundträgern aus einem Stahlträger und einem bewehrten Betonbalken als Obergurt, mit den folgenden Schritten: Teilen eines Doppel-T-Trägers in zwei obergurtlose Stahlträger durch einen Trennschnitt, Ausbilden von Stahldübeln an einem stegförmigen Abschnitt des Stahlträgers durch einen Trennschnitt mit Abschnitten mit Hinterschneidungen, wobei der Trennschnitt am Stahlträger Stahldübel ausbildet, deren dem Träger abgewandte und einem Dübelgrund am Träger gegenüberliegende Dübeloberseiten einseitig ausrundungsfrei in eine Dübelstirnfläche übergehen, Montage von Bewehrungsstahl für den Betonbalken unter Einbindung des Stahlträgers, Anbetonieren des bewehrten Betonbalkens an den Stahlträger, wobei Ausrundungen an den Übergängen zwischen den Dübelstirnflächen und dem Dübelgrund ausgebildet werden. Die Erfindung betrifft außerdem einen Stahlträger für einen balkenförmigen Stahl-Beton-Verbundträger nach diesem Verfahren sowie einen fertigen Verbundträger.

[0004] Die DE 199 03 310 A1 offenbart einen Verbundträger als Stahlträger mit werkseitig oder in situ aufbetoniertem Flansch und zeichnet sich dadurch aus, daß für Brückenbauwerke als Deckbrücken der Betonflansch des Verbundfertigteilträgers als vollflächiges Schalungselement ausgebildet ist und (mit einem danebenliegenden Verbundfertigteilträger) die Schaltung für die Ortbetonplatte bildet.

[0005] Die US 2006/265819 A1 zeigt ein Tragsystem mit einem modifizierten umgekehrten Kastenträger-Design für verbesserte Leistung und Einfachheit der Herstellung. Jeder Träger einer Reihe von Trägern ist mit einem oberen Flanschabschnitt, einem Paar von Abschnitten, die sich von gegenüberliegenden Seiten des oberen Flanschabschnitts abwärts erstrecken, und einem Basisabschnitt unterhalb der Stegabschnitte ausgebildet. Der Basisabschnitt weist angeflanschte Fußabschnitte auf, die im Allgemeinen aufeinander zu gerichtet sind. Ein plattenförmiges Deck ist mit der Reihe von Träger gekoppelt, um das Tragsystem zu bilden.

[0006] Die EP 0 369 914 A1 beschreibt eine Vorrichtung, im Wesentlichen bestehend aus einer Betonplatte, deren Armierung mittels Verbindern mit Trägerprofilen verbunden und teilweise in dem Beton versenkt ist, wobei jedes Trägerprofil ein in dem Beton versenktes Verbindungsteil umfasst, das einstückig mit dem Profil ausgebildet ist und Mittel aufweist, die dazu bestimmt sind, mit den Armierungselementen zusammenzuwirken, die quer verlaufend zu den Profilen befestigt und zusammen mit den Verhindernder Profile in dem Beton versenkt sind. Das Verbindungsteil weist einen gleichbleibenden Bereich auf und erstreckt sich geradlinig auf dem Trägerprofil und seinen Mitteln, die dazu bestimmt sind, mit den Armierungselementen zusammenzuwirken, die aus Ausschnitten bestehen und die Triangulation des Profils zwischen dem Gurt des Profils und der Betonplatte sowie eine Übertragung der vertikalen Lasten gewährleisten. Das Trägerprofil ist in Form eines T-Profils ausgebildet, dessen das Verbindungsteil bildender Steg mit gleichmäßig beabstandeten, im wesentlichen schwalbenschwanzförmig angeordneten Ausschnitten versehen ist und das Profil und sein Verbindungsteil entweder erhalten wird durch Ausschnitt im Steg eines T-Profils oder auch durch symmetrischen Ausschnitt eines I- oder H-Profils mit hohem Steg oder eines wiederhergestellten, geschweißten Profils, bestehend aus einem Gurt und einem Steg. Die äußeren, bevorzugt abgerundeten, die schwalbenschwanzförmigen Ausschnitte begrenzenden Eckbereiche sind jeweils mit wenigstens einer Aussparung zur Anbringung eines flachen Armierungselementes oder eines oder mehrerer angebundener Armierungsrundeisen versehen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine wirtschaftliche Brückenkonstruktion für Hilfsbrücken anzugeben.

[0007] Diese Aufgabe wird bei einer Brückenkonstruktion der eingangs genannten Art gelöst durch einen regelmäßigen Rechteckquerschnitt des Betonfertigteils und durch ein weitgehend betonfreies Stahlprofil, das nämlich außerhalb der Einbindetiefe in das Betonfertigteil keinen Kontakt zum Beton des Betonfertigteils mehr aufweist. Die Einbindetiefe stellt das Maß dar, um das die Stege des Stahlprofils in das Betonfertigteil einbinden bzw. eintauchen. Sie definiert eine Kontaktfläche zwischen dem Betonfertigteil und dem Stahlprofil mit. Durch die oben beschriebene Konstruktion entsteht ein Stahlverbundträger mit einem geometrisch äußerst einfachen Aufbau, nämlich aus einer flachen quaderförmigen Betonfertigteilplatte und einem ebenfalls quaderförmigen lang gestreckten und im Querschnitt gedrungenen Stahlprofil. Die Erfindung verfolgt also das Prinzip, den Stahlbetonverbundträger aus möglichst einfachen Grundbestandteilen aus Beton einerseits und aus Stahl andererseits zusammenzusetzen. So hat das Betonfertigteil eine äußerst einfache äußere Kontur, die sich für eine werkseitige Produktion in hohen Stückzahlen und wegen der einfachen und regelmäßigen Raumform mit sehr geringem Schalaufwand bewerkstelligen lässt. Auch das Stahlprofil kann über einen vollkommen regelmäßigen und einfachen Querschnitt verfügen.

[0008] Auch seine Montage am Stahlbetonverbundträger erfordert einen nur geringen Aufwand. Das Stahlprofil kann von einer Oberseite des noch frischen Betons des Betonfertigteils aus eingedrückt bzw. eingerüttelt werden, um zusammen mit dem Betonfertigteil das Stahlbetonverbundträger zu bilden. Da das Stahlprofil im Wesentlichen frei von Beton und unverfüllt ausgebildet ist und lediglich eingedrückt bzw. eingerüttelt wird, stellt die Herstellung des Stahlbetonverbundträgers aus seinem Beton- und seinem Stahlbestandteil keine besondere Herausforderung dar.

[0009] Für einen tragfähigen Verbund zwischen dem Betonfertigteil und dem Stahlprofil können unterschiedliche Technologien zum Einsatz kommen: so können die freien Enden der Stege des U-förmigen Stahlprofils eingeschnitten und abwechselnd nach unterschiedlichen Seiten ausgeklinkt werden. Auch das Anschweißen von Stahldübeln an das Stahlprofil als Elemente, die in die Betonfertigteilplatte einbinden, ist bekannt. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die freien Enden der Stege Verbunddübel auf, die in das Betonfertigteil einbinden und durch Schneiden der Stege des Stahlprofils ausgebildet sind. Dadurch lassen sich einerseits Verbunddübel ausbilden, die zu einer zuverlässigen und belastbaren Verzahnung zwischen dem U-förmigen Stahlprofil und dem Betonfertigteil führen. Andererseits kann durch eine bezüglich der Schnittrichtung symmetrische Schnittführung eine äußerst sparsame Herstellung der Verbunddübel erreicht werden, indem derselbe Schnitt die Verbunddübel für zwei Stahlprofile erzeugt. Damit lässt sich eine verschnittarme Ausbildung der Verbunddübel am Stahlprofil erreichen. Sie bietet einen Beitrag zu einer äußerst wirtschaftlichen Herstellung der Stahlbetonverbundträger. Die Länge der Stahldübel bestimmt weitgehend die Einbindetiefe der Stege in das Betonfertigteil. Sie sind regelmäßig geringfügig kürzer als die Einbindetiefe.

[0010] Sowohl die Dimensionierung des Betonfertigteils als auch diejenige des U-förmigen Stahlprofils bestimmt die Tragfähigkeit des Stahlbetonverbundträgers. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Stahlprofil aus einem gekanteten Blech hergestellt sein. Um aus dem Blech ein U-förmiges Stahlprofil durch Kanten herzustellen, kann das Blech eine Dicke von bis zu ca. 10 mm aufweisen. Diese Dimensionen genügen für Hilfsbrücken mit kurzen Stützweiten und geringen Konstruktionshöhen.

[0011] Für größere Stützweiten und größere Konstruktionshöhen kann nach einer alternativen Ausgestaltungsform der Erfindung das Stahlprofil aus geschweißten Blechen hergestellt sein. Dazu können die Stege als vertikale Schenkel des U-förmigen Stahlprofils auf dem Stahluntergurt als Sohle des U-förmigen Profils, beispielsweise durch Halskehlnähte, aufgeschweißt werden. Die Zusammensetzung des U-förmigen Stahlprofils aus Stegen einerseits und einem Stahluntergurt andererseits ermöglicht zusätzlich auch eine Materialabstufung hinsichtlich ihrer Dimensionierung zwischen dem Stahluntergurt und den Stegblechen. Dadurch kann das Stahlprofil an konkrete Belastungen angepasst und sein Material wirtschaftlich eingesetzt werden.

[0012] Die Stahlverbundbetonträger liegen an ihrem stirnseitigen Ende regelmäßig auf dem Stahlprofil auf. Dadurch sind folglich hohe Querkräfte zu erwarten. Das U-förmige Stahlprofil kann daher zumindest im Bereich der Lasteinleitungsflächen mit Ortbeton ausgefüllt sein. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verfügt das Stahlprofil an seinen stirnseitigen Enden des Stahlverbundträgers Lasteinleitungssteifen, die in einer Richtung quer zur Längserstreckung des Stahlverbundträgers und im U-förmigen Stahlprofil aufrecht stehend angeordnet sind. Sie verhindern ein Einknicken des U-förmigen Stahl profils an seinen Auflageflächen unter Last.

[0013] Mehrere Stahlbetonverbundträger können zur Ausbildung einer Hilfsbrücke in Brückenlängsrichtung nebeneinander liegen. Eine Verbindung der Stahlbetonverbundträger untereinander ist beispielsweise durch Aufbringen einer durchgehenden Ortbetonplatte möglich. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dagegen verfügen die Stahlverbundträger an ihren Längsseiten über freiliegende und mit Ortbeton vergießbare Bewehrungseisen als Anschlussbewehrung, die Schlaufen bilden und die sich im montierten Zustand mit Schlaufen eines benachbarten Stahlverbundträgers oder mit einer separaten Bewehrungsschlaufe überlappen. Damit wird zwischen zwei nebeneinander liegenden Stahlbetonverbundträgern lediglich ein schmaler Bereich mit Ortbetonverfüllung erforderlich, um die Stahlbetonverbundträger untereinander zu verbinden. Die dafür erforderliche Menge an Ortbeton ist jedoch erheblich geringer als eine vollflächige Ortbetonergänzung über die gesamte Brückentafel hinweg. Die einander überlappenden Bewehrungsschlaufen nebeneinander liegender Stahlbetonverbundträger bieten ein gewisses Spiel, um die Brücke in Querrichtung an die Gegebenheiten anzupassen. Sollte es nicht ausreichen, so kann eine zusätzliche bzw. separate Bewehrungsschlaufe in den Schlaufenstoß zwischen zwei Stahlbetonverbundträgern eingesetzt werden, um einen größeren Abstand zwischen den Trägern zu ermöglichen.

[0014] Dem Zweck des kostengünstigen und einfachen Aufbaus der Hilfsbrücke dient es, dass sie keine vollflächige Ortbetonergänzung erfordert. Vielmehr sind die einzelnen Stahlbetonverbundträger derart bemessen und konstruiert, dass sie unmittelbar befahren werden können. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen sie daher eine raue oder profilierte Oberfläche des Betonfertigteils auf. Sie lässt sich bei der Herstellung des Betonfertigteils auf einfache Weise bereits in der Schalung des Betonfertigteils erzielen, weil es vorzugsweise überkopf hergestellt wird. Damit erfordert die Herstellung einer direkt befahrbaren Oberfläche des Stahlbetonverbundfertigteils keinen separaten Herstellungsschritt.

[0015] Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem durch ein Verfahren zur Herstellung einer Brückenkonstruktion für eine Hilfsbrücke gemäß der obigen Beschreibung gelöst, die die folgenden Herstellungsschritte umfasst:

a) Herstellen eines Stahlbetonverbundträgers mit einem Betonfertigteil und mit einem U-förmigen Stahlprofil mit Stegen als Fertigteil,

b) Verlegen der Stahlbetonverbundträger mit ihren Längsachsen in Brückenlängsrichtung nebeneinander auf vorbereiteten Auflagen, und

c) biegesteifes Verbinden nebeneinander liegender Stahlbetonverbundträger an deren einander zugewandten Längsseiten durch Vergießen mit Ortbeton.

[0016] Schon die Herstellung des Stahlbetonverbundträgers hebt sich insofern vom Stand der Technik ab, als er aus äußerst einfachen, nämlich regelmäßigen Querschnitten für das Betonfertigteil und das U-förmige Stahlprofil besteht und daher einen äußerst geringen Herstellungsaufwand erfordert. Da das Betonfertigteil einen regelmäßigen Rechteckquerschnitt und auch entlang seiner Längserstreckung keine Abweichungen vom rechteckigen Grundriss aufweist, kann seine Herstellung mit einfachen Mitteln äußerst rationell und weitgehend mechanisiert bzw. automatisiert erfolgen. Dadurch lässt sich eine wirtschaftliche Herstellungsweise des Stahlbetonverbundträgers sicherstellen. Auch die Herstellung des U-förmigen Stahlprofils durch Kanten relativ dünner Bleche oder alternativ durch Verschwei-ßen von Stegen mit einem Untergurt stellt keine technische Herausforderung dar. Auch die Verbindung der beiden Bestandteile des Stahlbetonverbundträgers durch Eindrücken bzw. Einrütteln des U-förmigen Stahlprofils in das noch frische Betonfertigteil kann mechanisiert und sehr kostengünstig erfolgen.

[0017] Auch das biegesteife Verbinden nebeneinander liegender Stahlverbundträger durch Ortbetonverguss ist bautechnisch problemlos beherrschbar und stellt nur einen geringen Materialaufwand dar. Denn der Ortbetonverguss füllt lediglich die Schlaufenstöße nebeneinander liegender Stahlverbundträger aus, also breite, in Brückenlängsrichtung verlaufende Nuten, die im Wesentlichen durch die Längsseiten der Stahlverbundträger gebildet werden. Die modulare Bauweise der Hilfsbrücke ermöglicht zudem eine Anpassung der Brückentafel bzw. des Brückenverlaufs hinsichtlich ihrer Gradienten an die Gegebenheiten, weil die Schlaufenstöße der nebeneinander liegenden Stahlbetonverbundträger ein erhebliches Spiel zwischen den Trägern bietet.

[0018] Das Prinzip der Erfindung wird anhand einer Zeichnung beispielshalber noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1:

mehrere Ansichten der Stahlbestandteile des Stahlbetonverbundträgers,

Figur 1a:

eine Teilansicht gemäß Figur 1 mit einer perspektivischen und 3 Seitenansichten,

Figur 2:

eine perspektivische Ansicht zweier Stahlverbundträger,

Figur 2a:

eine Detailansicht gemäß Figur 2,

Figur 3:

Detailansichten und eine Schnittansicht des Stahlprofils,

Figur 4:

zwei Ansichten von Lagersteifen,

Figur 5:

zwei Ansichten einer alternativen Lagersteife,

Figur 6:

eine Schnittansicht des Stahlbetonverbundträgers,

Figur 7:

eine schematische Draufsicht auf zwei Stahlbetonverbundträger,

Figur 8:

eine Detailansicht des Längsstoßes und

Figur 9:

eine Detailansicht zur Dübelherstellung.

[0019] Die Brückenkonstruktion besteht aus mehreren längsverlaufenden Stahlverbundträgern 2 (vgl. Figur 2), die bereits vorgefertigt sind und in dieser Form bauseits angeliefert werden. Die Stahlverbundträger 2 bestehen aus einem Stahlprofil 4 und einem Betonfertigteil 6 und werden in Längsrichtung nebeneinander auf einem vorbereiteten Auflager verlegt. Die Lager der Verbundträger 2 können Spundwände, Gummilager oder Stahlplatten sein. Das Betonfertigteil 6 besteht aus einer Betonplatte 24 mit Langseiten 10, Schmalseiten 40, einer Unterseite 18 und einer Oberseite 44. Das Betonfertigteil 6 hat einen regelmäßigen rechteckigen Grundriss und einen ebenso rechteckigen Querschnitt und ist 12 bis 16 cm dick. Seine Breite beträgt zwischen 1,50 und 3,00 m. Sie ist schlaff bewehrt mit einer Längsund Querbewehrung und wird in 180°- bzw. Überkopflage hergestellt. Dafür wird ein Schalboden erstellt, der eine profilierte Oberfläche hat, um später eine ausreichende Griffigkeit der Oberfläche 44 der Stahlverbundträger 2 zu garantieren, weil sie im Einbauzustand ggf. eine Fahrbahnoberfläche der Brücke bildet. Die Betonplatte 24 stellt den einzigen Betonbestandteil der Stahlbetonverbundplatte 2 dar.

[0020] Das Stahlprofil 4 hat einen U-förmigen Querschnitt und etwa dieselbe Länge wie das Betonfertigteil 6. An den Schmalseiten 40, an denen nicht dargestellte Auflagerpunkte 34 (vgl. Figur 2a, eine Detailansicht gemäß Figur 2) liegen, ist das U-förmige Stahlprofil 4 durch senkrecht zur Betonplatte 24 stehende und parallel zueinander angeordnete Lasteinleitungssteifen 36, 38 verstärkt. Sie sind nur an den Schmalseiten 40 der Stahlbetonverbundträger 2 eingeschweißt, um an den Auflagerpunkten 34 des Stahlbetonverbundträgers 2 auf nicht dargestellten Lagern ein Knicken des U-förmigen Stahlprofils 4 infolge der dortigen punktuellen Lasteinleitung zu verhindern.

[0021] Es kommen zwei Typen von Lasteinleitungssteifen zum Einsatz, nämlich kleinere dreiecksförmige Lasteinleitungssteifen 36, die lediglich einen Teil des U-förmigen Querschnitts des Stahlprofils 4 ausfüllen und einander gegenüberliegend symmetrisch angeordnet sind. Die größeren, rechteckigen Lasteinleitungssteifen 38 dagegen füllen den Querschnitt des U-förmigen Stahlprofils 4 nahezu vollständig aus (vgl. Figuren 4, 5). Die Lasteinleitungssteifen 36, 38 werden jeweils abwechselnd in Längsrichtung des U-förmigen Stahlprofils 4 eingesetzt.

[0022] Figur 3 zeigt u. a. eine Schnittansicht durch das U-förmige Stahlprofil 4, das sich aus einem Stahluntergurt 22 und zwei parallelen und rechtwinklig vom Stahluntergurt 22 aufragenden Stegen 20 zusammensetzt. An deren freien Enden, also an den dem Stahluntergurt 22 gegenüberliegenden Enden, tragen die Schenkel 20 Verbunddübel 26, wie sie in Figur 3, links in zwei vergrößerten Darstellungen zu erkennen sind. Die Verbunddübel 26 wechseln sich demnach in Längsrichtung des Stahlprofils 4 mit Zwischenräumen 30 ab, die in der Seitenansicht der Figur 3 eine geringfügig größere Fläche als die Verbunddübel 26 einnehmen.

[0023] Deren Herstellung ist in Figur 9 veranschaulicht. Demnach werden zwei Reihen von Verbunddübeln 26 an den freien Enden 28 zweier Stege 20 in einem einzigen Herstellungsschritt produziert. Durch einen speziellen Trennschnitt 46, der nahezu durchgehend und ununterbrochen geführt werden kann, werden aus einem einzigen Werkstück zwei Stege 20 mit Verbunddübeln 26 hergestellt. Der Trennschnitt 46 wird dabei in einer speziellen Klothoidenform 42 geführt, so dass gleichartige Verbunddübel 26 an beiden Stegen 20 entstehen und am jeweils anderen Steg den Zwischenraum 30 bilden. Die gezeigte Schnittführung für den Trennschnitt 46 in der Klothoidenform 42 verursacht dabei geringstmöglichen Verschnitt.

[0024] Die Stahlbestandteile des Stahlbetonverbundträgers 2 zeigen die Figuren 1 bzw. 1a: Die Betonplatte 24 ist regelmäßig längs- bzw. querbewehrt und hat eine obere und eine untere Bewehrungslage 32 (vgl. auch Figur 6). Im Bereich der Enden, die die Auflagerpunkte 34 bilden, sind die Lasteinleitungssteifen 36 im U-förmigen Stahlprofil 4 eingeschweißt, von denen exemplarisch jeweils nur zwei in den Figuren 1, 1a gezeigt sind. An einem der Längsränder 10 (Figuren 1, 6, 7) ragen Bewehrungsschlaufen 8 in Plattenebene, aber über deren Längsrand 10 hinaus. Im Fertigzustand des Stahlbetonverbundträgers 2 kragen sie über dessen rechteckigen Querschnitt aus. Sie sind mit einer verlorenen Schalung 16 (vgl. Figuren 6, 7) an der Unterseite 18 der Betonplatte 24 kombiniert (vgl. auch Figuren 2, 2a).

[0025] Zur Herstellung des Stahlprofils 4 wird ein Blech mit ca. 8mm Dicke in der oben beschriebenen Weise ausgeschnitten und in Längsrichtung zweifach gekantet, so dass die Stege 20 und der Untergut 22 entstehen. Das Betonfertigteil 6 wird in Überkopf-Lage, also um 180° um die Längsachse gedreht, betoniert. Die zukünftige Oberseite 44 liegt damit auf einem Schalungsboden auf. Er ist profiliert und profiliert damit die zukünftige Oberseite 44. Due zukünftige Unterseite 18 dagegen weist im Herstellungsprozess nach oben, so dass das Stahlprofil 4 vor dem Abbinden des Betons in das Betonfertigteil 6 eingerüttelt werden kann. Das Stahlprofil 4 ragt dann mit seinen Verbunddübeln 20 um eine Einbindetiefe t (vgl. Figur 6) in das Betonfertigteil 6 hinein.

[0026] Figur 8 zeigt die Verbindung zweier nebeneinander liegender Stahlbetonverbundträger entlang ihrer Längsseiten 10: Zwei Bewehrungsschlaufen 8 zweier nebeneinander liegender Stahlbetonverbundträger 2 , die an den einander zugewandten Längsseiten 10 aus den Betonfertigteilen 6 ragen, überlappen jeweils mit einer separaten Bewehrungsschlaufe 12 und werden durch einen Betonverguss 14 biegesteif verbunden. Für die Erstellung des Vergusses 14 kann die verlorene Schalung 16 am der Unterseite 18 des Betonfertigteils 6 angebracht sein.

[0027] Die Brücke wird direkt befahren. Leiteinrichtungen und Absturzsicherungen werden separat eingebaut und sind nicht in den Stahlverbundträgern 2 enthalten.

[0028] Jeder vorgefertigte Stahlverbundträger 2 umfasst ein offenes, U-förmiges Stahlprofil 4 mit zwei parallelen Stegen 20 und einem sie verbindenden Stahluntergurt 22. Bei kurzen Stützweiten mit kleinen Konstruktionshöhen und dünnen Blechen (bis 10mm) wird das Stahlprofil 4 durch Kanten hergestellt. Bei größeren Stützweiten und größeren Materialdicken werden die Stege 20 auf den Stahluntergurt 22 mit Halskehlnähten aufgeschweißt. Dies ermöglicht eine Materialabstufung zwischen dem Untergurt 22 und den Stegblechen 20.

[0029] Die Verbindung zwischen der Betonplatte 24 und dem Stahlprofil 4 erzeugen die Verbunddübel 26 an den freien Enden 28 der Stege 20. Die Verbunddübel 26 sind aus dem U-förmigen Stahlprofil 4 ausgebildet und daher Stahldübel, die in die Betonplatte 24 ragen und in deren Zwischenräume 30 die in der Einbaulage unteren Bewehrungseisen 32 der Fahrbahn- bzw. Betonplatte 24 liegen. Die Verbunddübel 26 werden im Stahlblech der Stege 20 durch Schneiden in einer speziellen Schnittform, der sogenannten Klothoidenform 42 gefertigt. Die Verbunddübel 26 zeichnet eine große Tragfähigkeit bei gleichzeitig großen Verformungsvermögen aus. Die ermüdungsgerechte Konstruktion kann hohen dynamischen Belastungen ausgesetzt werden.

[0030] Die Verbundträger 2 besitzen eine große Biege- und Torsionssteifigkeit. Lediglich an den endseitigen Auflagerpunkten 34 der Träger 2 werden Lasteinleitungssteifen 36, 38 notwendig.

[0031] Die Träger 2 können als Einfeldträgerketten oder als Durchlaufsystem ausgebildet werden. Durchlaufsysteme können durch verschraubte Laschenstöße am Untergurt 22 und einen Ortbetonverguss eines Übergreifungsstoßes im Betonflanschbereich bzw. im Bereich des Betonfertigteils 6 realisiert werden. Im Übergreifungsstoß übergreifen sich in Längsrichtung verlaufende Bewehrungseisen, die aus der endseitigen Schmalseite 40 des Betonfertigteils 6 ragen, um etwa einen Meter.

Bezugszeichenliste

[0032] 

2

Stahlverbundträger

4

Stahlprofil

6

Betonfertigteil

8

Bewehrungsschlaufen

10

Längsseiten

12

separate Bewehrungsschlaufe

14

Verguss

16

verlorene Schalung

18

Unterseite

20

Steg

22

Stahluntergurt

24

Betonplatte

26

Verbunddübel

28

freies Ende

30

Zwischenraum

32

Bewehrungseisen

34

Auflagerpunkt

36, 38

Lasteinleitungssteife

40

Schmalseite

42

Klothoidenform

44

Oberseite

46

Trennschnitt

t

Einbindetiefe

Ansprüche

1. Stahlbetonverbundträger (2) für eine Brückenkonstruktion, insbesondere eine Hilfsbrückenkonstruktion, mit einem U-förmigen Stahlprofil (4) mit zwei Stegen (20) und einem Stahluntergurt (22) auf seiner Unterseite und ein schlaff bewehrtes Betonfertigteil (6) an seiner Oberseite umfassen, wobei das Stahlprofil (4) mit Verbunddübeln (26) an freien Enden (28) der Stege (20) um eine Einbindetiefe (t) in das Betonfertigteil (6) einbindet, gekennzeichnet durch einen regelmäßigen Rechteckquerschnitt des Betonfertigteils (6) und durch ein außerhalb der Einbindetiefe (t) weitgehend betonfreies Stahlprofil (4).

2. Stahlbetonverbundträger (2) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Verbunddübel (26), die durch Schneiden der Stege (20) ausgebildet sind.

3. Stahlbetonverbundträger (2) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Stahlprofil (4) aus einem gekanteten Blech.

4. Stahlbetonverbundträger (2) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Stahlprofil (4) aus geschweißten Blechen.

5. Stahlbetonverbundträger (2) nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch Lasteinleitungssteifen (36; 38) an Enden des Stahlprofils (4).

6. Stahlbetonverbundträger (2) nach Anspruch 1 bis 5 mit freiliegenden und mit Ortbeton vergießbaren Bewehrungseisen an den Längsseiten (10) der Stahlverbundträger (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrungseisen Schlaufen (8) bilden, die sich mit Schlaufen (8) eines benachbarten Stahlverbundträgers (4) oder mit einer separaten Bewehrungsschlaufe (12) überlappen.

7. Stahlbetonverbundträger (2) nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine raue oder profilierte Oberfläche (44) des Betonfertigteils (6).

8. Stahlbetonverbundträger (2) nach Anspruch 1 bis 7 für eine Brückenkonstruktion als Durchlaufsystem, gekennzeichnet durch Laschenstöße am Untergurt (22) und einen Übergreifungsstoß an Schmalseiten (40) der Betonfertigteile (6) mit einem Ortbetonverguss.

9. Brückenkonstruktion mit mehreren Stahlbetonverbundträgern (2) nach einem der obigen Ansprüche und die in Brückenlängsrichtung verlaufend nebeneinander angeordnet sind und ein U-förmiges Stahlprofil (4) mit zwei Stegen (20) und einem Stahluntergurt (22) auf ihrer Unterseite und ein schlaff bewehrtes Betonfertigteil (6) an ihrer Oberseite umfassen, wobei das Stahlprofil (4) mit Verbunddübeln (26) an freien Enden (28) der Stege (20) um eine Einbindetiefe (t) in das Betonfertigteil (6) einbindet, gekennzeichnet durch einen regelmäßigen Rechteckquerschnitt des Betonfertigteils (6) und durch ein außerhalb der Einbindetiefe (t) weitgehend betonfreies Stahlprofil (4).

10. Verfahren zur Herstellung einer Brückenkonstruktion gemäß Anspruch 9, mit den folgenden Herstellungsschritten:

a) Herstellen eines Stahlbetonverbundträgers (2) mit einem Betonfertigteil (6) und mit einem U-förmigen Stahlprofil (4) mit Stegen (20) als Fertigteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8,

b) Verlegen der Stahlbetonverbundträger (2) in Brückenlängsrichtung nebeneinander auf vorbereiteten Auflagern,

c) biegesteifes Verbinden nebeneinander liegender Stahlbetonverbundträger (2) an deren einander zugewandten Längsseiten (10) durch Vergießen mit Beton.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) an den Stegen (20) des Stahlprofils (4) Verbunddübel (26) durch Schneiden der Stege (20) ausgebildet werden.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) der Stahlbetonver-bundträger (2) überkopf hergestellt und dem Betonfertigteil (6) eine raue oder profilierte Oberseite (44) verliehen wird.

Claims

1. Reinforced concrete composite girder (2) for a bridge structure, in particular an auxiliary bridge structure, comprising a U-shaped steel profile (4) with two side walls(20) and a steel bottom chord (22) on the underside and a loosely armoured precast concrete part (6) on the top, wherein the steel profile (4) is embedded to an embedding depth (t) into the precast concrete part (6) with bonded anchors (26) at free ends (28) of the side walls (20), characterized by a regular rectangular cross section of the precast concrete part (6) and by a steel profile (4) which is largely free of concrete outside the embedding depth (t).

2. Reinforced concrete composite girder (2) according to claim 1, characterized by bonded anchors (26), which are implemented by cutting of the side walls (20).

3. Reinforced concrete composite girder (2) according to claim 1 or 2, characterized by a steel profile (4) made from a canted metal sheet.

4. Reinforced concrete composite girder (2) according to claim 1 or 2, characterized by a steel profile (4) from welded metal sheets.

5. Reinforced concrete composite girder (2) according to claims 1 to 4, characterized by load distributing struts (36; 38) at ends of the steel profile (4).

6. Reinforced concrete composite girder (2) according to claims 1 to 5, with exposed reinforcing steel bars which can be cast with in-situ concrete along the longitudinal sides (10) of the steel composite girders (4), characterized in that the reinforcing steel bars form loops (8) which overlap with loops (8) of an adjacent reinforced concrete composite girder (4) or with a separate reinforcement loop (12).

7. Reinforced concrete composite girder (2) according to claims 1 to 6, characterized by a rough or profiled surface (44) of the precast concrete part (6).

8. Reinforced concrete composite girder (2) according to claims 1 to 7 for a bridge structure as a flow-line system, characterized by butt strap joints on the bottom chord (22) and by an overlap joint on the narrow sides (40) of the precast concrete parts (6) with an in-situ concrete casting.

9. Bridge structure with a plurality of reinforced concrete composite girders (2) according to any one of the previous claims, which are arranged next to one another along the direction of construction of the bridge and comprise a U-shaped steel profile (4) with two side walls (20) and a steel bottom chord (22) on the underside and a loosely armoured precast concrete part (6) on the top, wherein the steel profile (4) is embedded to an embedding depth (t) into the precast concrete part (6) with bonded anchors (26) at free ends (28) of the side walls (20), characterized by a regular rectangular cross section of the precast concrete part (6) and by a steel profile (4) which is largely free of concrete outside the embedding depth (t).

10. Method for producing a bridge structure according to claim 9, having the following production steps:

a) production of a reinforced concrete composite girder (2) with a precast concrete part (6) and with a U-shaped steel profile (4) with side walls (20) as a finished part according to any one of claims 1 to 8,

b) laying of the reinforced concrete composite girders (2) next to one another along the direction of construction of the bridge on pre-prepared supports,

c) flexurally rigid connection of reinforced concrete composite girders (2) placed next to one another at their longitudinal sides (10) that face each other by casting with concrete.

11. Method according to claim 10, characterized in that in step a) bonded anchors (26) are formed on the side walls (20) of the steel profile (4) by cutting the side walls (20).

12. Method according to claim 10 or 11, characterized in that in step a) the reinforced concrete composite girders (2) are produced in the face-up position and a rough or profiled top side(44) is applied to the precast concrete part (6).

Revendications

1. Support composite en béton armé (2) pour une construction de type pont, en particulier une construction de type pont auxiliaire, avec un profilé en acier en forme de U (4) avec deux poteaux (20) et une membrure inférieure en acier (22) sur sa face inférieure et une pièce préfabriquée en béton faiblement armé (6) sur sa face supérieure, le profilé en acier (4) s'encastrant avec des chevilles à scellement (26) sur des extrémités libres (28) des poteaux (20) de l'ordre d'une profondeur d'encastrement (t) dans la pièce préfabriquée en béton (6), caractérisé par une section rectangulaire régulière de la pièce préfabriquée en béton (6) et par un profilé en acier (4) essentiellement exempt de béton à l'éxterieur de la profondeur d'encastrement (t).

2. Support composite en béton armé (2) selon la revendication 1, caractérisé par des chevilles à scellement (26) réalisées par découpage des poteaux (20).

3. Support composite en béton armé (2) selon les revendications 1 ou 2, caractérisé par un profilé en acier (4) en une tôle pliée.

4. Support composite en béton armé (2) selon les revendications 1 ou 2, caractérisé par un profilé en acier (4) en tôles soudées.

5. Support composite en béton armé (2) selon les revendications 1 à 4, caractérisé par des raidisseurs d'introduction d'une charge (36 ; 38) à des extrémités du profilé en acier (4).

6. Support composite en béton armé (2) selon les revendications 1 à 5 avec des fers d'armature éxposés et pouvant être coulés avec du béton in situ sur les côtés longitudinaux (10) des supports composites en acier (4), caractérisé en ce que les fers d'armature forment des boucles (8) qui se chevauchent avec des boucles (8) d'un support composite en acier (4) voisin ou avec une boucle d'armature (12) distincte.

7. Support composite en béton armé (2) selon les revendications 1 à 6, caractérisé par une surface (44) rugueuse ou profilée de la pièce préfabriquée en béton (6).

8. Support composite en béton armé (2) selon les revendications 1 à 7 pour une construction de type pont en tant que système continu, caractérisé par des assemblages à couvre-joint sur la membrure inférieure (22) et un assemblage par recouvrement sur des côtés étroits (40) des pièces préfabriquées en béton (6) avec un coulage en béton in situ.

9. Construction de type pont avec plusieurs supports composites en béton armé (2) selon l'une des revendications ci-dessus et qui sont disposés côte à côte de manière à s'étendre en direction longitudinale de pont et qui comprennent un profilé en acier en forme de U (4) avec deux poteaux (20) et une membrure inférieure en acier (22) sur leur face inférieure et une pièce préfabriquée en béton faiblement armé (6) sur leur face supérieure, le profilé en acier (4) s'encastrant avec des chevilles à scellement (26) sur des extrémités libres (28) des poteaux (20) de l'ordre d'une profondeur d'encastrement (t) dans la pièce préfabriquée en béton (6), caractérisée par une section rectangulaire régulière de la pièce préfabriquée en béton (6) et par un profilé en acier (4) essentiellement exempt de béton à l'exception de la profondeur d'encastrement (t).

10. Procédé pour la fabrication d'une construction de type pont selon la revendication 9, avec les étapes de fabrication suivantes :

a) fabrication d'un support composite en béton armé (2) avec une pièce préfabriquée en béton (6) et avec un profilé en acier en forme de U (4) avec des poteaux (20) en tant que pièce préfabriquée selon l'une des revendications 1 à 8,

b) pose des supports composites en béton armé (2) côte à côte en direction longitudinale du pont sur des appuis préparés,

c) raccordement résistant à la flexion de supports composites en béton armé (2) situés les uns à côté des autres au niveau de leurs côtés longitudinaux (10) se faisant face grâce à un coulage avec du béton.

11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que, à l'étape a), on réalise des chevilles à scellement (26) au niveau des poteaux (20) du profilé en acier (4) par découpage des poteaux (20).

12. Procédé selon les revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que, à l'étape a), le support composite en béton armé (2) est fabriqué en hauteur et en ce que l'on confère à la pièce préfabriquée en béton (6) une face supérieure (44) rugueuse ou profilée.

Zeichnung