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Verfahren und Vorrichtung zum Vorschieben eines auf Stützpunkten
aufliegenden Baukonstruktionselerr,ents Die Erfindung bezieht sich auf die Verbesserung
eines Verfahrens zuni Vorschieben eines auf ;3tutzpunkten aufliegenden Bauelementes,
beispielsweise der i'ahrbahntafel oder der iängsträger einer Brücke, durch stetiges
Rollen oder Gleiten des Elements über Pfeiler oder Zwischenhiltsjoche, wobei eine
dauernde Überwachung der an den oberen Enden der Pfeiler oder Zwischenhilfsjoche
auftretenden Kräfte erzielt werden soll.
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Die erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung zur Durchführung
des oben geschilderten Verfahrens, welche die zur Überwachung der Spitzenkräfte
an den Pfeilern oder Hilfsjochen dienenden Elemente enthält.
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Während der Errichtung einer Brücke oder einer brückenähnlichen Konstruktion
kann das Vorschieben eines langgestreckten Baukonstruktionselements, wie etwa einer
Fahrbahntafel, dadurch erfolgen, daß man dieses langgestreckte Bauelement an einem
der Ufer zusammenbaut und dann stetig über die "Köpfe" der aufeinanderfolgenden
Pfeiler oder die oberen Enden von zwischen solchen Pfeilern vorübergehend aufgebauten
Zwischenjochen verschiebt.
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Bei einem bekannten Vorschiebeverfahren wird die gesamte Vorschubkraft
auf die Fahrbahntafel an einer einzigen telle ausgeübt, beispielsweise an einem
der End-Widerlager der herzustellenden Brücke. Jeder Pfeiler oder jedes Zwischenjoch
ist dabei einer in der Vorschubrichtung wirkenden Spitzen-oder Kopfkraft unterworfen,
die gleich der Gegenkraft der Reibung ist, die ihrerseits von der von dem Pfeiler
oder dem Joch aufzunehmenden Druckbelastung des verschiebbaren lLonstruktionselements
abhängt. Diese fteibungs-Gegenkräfte, die nur während des eigentlichen Vorschubvorganges
wirksam sind, führen zu Biegebeanspruchungen und entsprechenden Belastungen der
inneren Konstruktion der Pfeiler bzw. der Joche, sie können auch zu einer örtlich
begrenzten starken Vergrößerung des Druckes an den Fundamenten führen, und so die
Stabilität gefährden.
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Bei einem anderen Vorschiebeverfahren wird die gesamte Vorschubkraft
fur das Verschieben der Fahrbahntafel in mehrere keilkräfte aufgeteilt, die jeweils
an mehreren Pfeilern ausgebot werden; dabei wirkt jede Teilkraft zwischen der Llahrbahntafel
bzw, dem vorzuschiebenden Bauelement und der Roll- oder Gleitbahn, die fest mit
der Stützkonstruktion bzw. dem Pfeiler verbunden ist. enn man dann von jeder Vorschubvorrichtung
eine Kraft ausüben läßt, die gleich der Reibungskraft ist, die durch den auf dem
Stütznunkt lastenden Anteil des Gewichts der Pahrbahntafel oder des Konstruktionselements
bedingt ist, könnte cie resultierende Spitzen oder Kopfkraft an jedem Pfeiler Null
sein.
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tatsächlich sind aber sowohl die %eibungsbeiwerte als auch die unterteilten
Vorschubkräfte von einem Pfeiler zum anderen znterschiedlich, außerdem bleiben sie
auch meist nicht genau gleich ahrend des Vorschiebevorganges. Es bleibt also selbst
bei diesem Vorschiebeverfahren an jedem der Pfeiler oder ZvJischenjoche eine resultierende
oder Differenzkraft bestehen, welche den Pfeiler oder das Joch auf Biegung beansprucht.
Je nach
den jeweiligen jnderungen des ;heibungsbeiwertes und der
Kräfte, welche die Vorschubvorrichtungen liefern, können diese resultierenden Kräfte
sowohl in der Vorschubrichtung der Fahrbahntafel oder des Bauelements als auch in
entgegengesetzter Richtung wirken.
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bs ist infolgedessen sehr wichtig, daß man in jedem Augenblick sowohl
die Richtung als auch die Größe der am Kopf jedes Pfeilers oder jedes Zwischenjoches
vorhandenen resultierenden Krfte kennt, um zu vermeiden, daß diese Kräfte eine Größe
erreichen, die für die Festigkeit der Pfeiler selbst und das einwandfreie Verhalten
ihrer Fundamente gefährlich sein könnte.
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Eine bekannte Sicherheitsmaßnahme besteht darin, Verspannungsseile
zwischen den Pfeilerköpfen und den Jochoberteilen bzw. zu festen Haltepunkten zu
spannen, um eine zu große Verschiebung zu unterbinden; diese LIaßnahme ist jedoch
in der Praxis oft sehr schwer durchzuführen, vor allem dann, wenn es sich um Pfeiler
großer Bauhöhe handelt.
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Bekannte Verfahren des Erfassens der in Prage kommenden Kräfte durch
Beobachten der Auslenkung oder Messen der Pfeilerneigung sind nicht genau genug
und gestatten es nicht oder nur auf sehr schwierige Weise, an einer Stelle eine
jeweils gleichzeitige Ablesung der orte sämtlicher Kräfte zu ermöglichen, die gleichzeitig
an den Köpfen der Pfeiler wirksam sind.
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Die vorliegende Erfindung macht es möglich, das Vorschieben eines
langgestreckten Bauelements unter den günstigsten Sicherheitsbedingungen für die
Stabilität der Unterstützungen durchzuführen, indem man an jeder Unterstützung einen
elastischen, verformbaren Zwischenblock zwischen dem Kopf der- Unterstützung und
die Roll- oder Gleitbahn einfügt, auf der sich das Baukonstruktionselement verschiebt
und daß man die Schubverformung eines auf diese Weise eingeschalteten elastisch
verformbaren Elements mißt oder abfühlt und das Ergebnis als Anzeige für die Steuerung
der Vorschubvorrichtung ausnutzt.
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Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die eine am Kopf
eines Pfeilers oder Hilfsjoches angebrachte Zwischenkonstruktion.mit einer Roll-
oder Gleitbahn für das zu verschiebende Baukonstruktionselement und einer rinde
aufweist, die mit einem Rollen-Stützorgan oder Gleitorgan gekuppelt ist, das sich
auf die Roll- oder Gleitbahn abstützt und seinerseits einen Anteil des Gewichts
des verschiebbaren Baukonstruktionselements trägt, ist dadurch gekennzeichnet, daß
die Zwischenkonstruktion über zumindest einen elastischen Unterstützungsblock auf
dem Pfeiler oder dem Zwischenjoch abgestützt und gehalten ist und die durch in Längsrichtung
des Baukonstruktionselements wirkende Kräfte bedingte elastische Verformung des
Unterstützungsblocks durch ein iyIeßorgan erfaßt wird.
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Die Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Darstellungen
der Zeichnung näher erläutert, in der spezielle Ausführungsbeispiele veranschaulicht
sind. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 und 2 eine schematische Darstellung zweier
Vorschubverfahren für eine Fahrbahntafel einer Brücke mit jeweils symbolisch dargestellten
Vorrichtungen gemäß der Erfindung; Fig. 3 ausführlich und in vergrößerter Darstellung
ein spezielles Ausführungsbeispiel einer im teilweisen Längsschnitt durch die Achse
der Fahrbahntafel gezeichnete Vorrichtung, wobei der Schnitt an der Stelle eines
Unterstützungspfeilers geführt ist.
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Nach der Darstellung in Fig. 1 wirkt die Vorschubkraft auf die Fahrbahntafel
an einem einzigen Punkt, und zwar von dem linksseitigen Widerlager aus; nach Fig.
2 wird jeweils ein Teil der Vorschubkraft an jedem Pfeilerkopf auf die Fahrbahntafel
ausgeübt.
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In der Darstellung nach Fig. 1 hat jeder Brtickenpfeiler 1 an seinem
Knopf eine Rollvorrichtung 2, auf deren Rollen sich die 'ahrbahntafel 3 der herzustellenden
Brücke abstützt, die durch eine den Pfeil 4 veranschaulichte Vorschubkraft in Längsrichtung
vorgeschoben wird. Die I.ollvorrichtung 2 ruht auf dem Kopf des Pfeilers 1 über
einen eingefügten elastisch verformbaren Block 5.
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In der Darstellung nach Fig. 2 ist die Rollbahn der Rollvorrichtung
2 fest oder starr mit einem Konstruktionselement 6 verbunden, das sich in Langsrichtung
der Fahrbahntafel 3 erstreckt und an seinem Ende 7 einen ansatz zur Befestigung
einer doppelseitig wirkenden hydraulischen winde 8 hat. Die Solbenstange der Winde
8 ist mit einer lösbar an der Unterseite der Fahrbahntafel 3 befestigten Halterung
9 gelenkig verbunden.
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Die gesamte Rollvorrichtung 2 mit dem Konstruktionselement 6 ruht
auf dem Kopf des Pfeilers 1 über einen elastisch verformbaren Block 5'.
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In der Darstellung der Fig. 3 hat ein Pfeiler 10 der Brücke an seinem
oberen Ende oder Kopf symmetrisch relativ zur axialen Vertikalebene der 1ahrbahntafel
(durch ihre Unterkante 19 versinnbildlicht) zei Auflagen 11 aus Xetallträ,bern,
die wegen der Einfachheit der Darstellung hier lediglich durch ihre äußeren Konturen
wiedergegeben sind. Auf jeder dieser Auflagen ruht eine Roll- oder Gleitführung
12; diese beiden symmetrisch angeordneten Führungen sind miteinander durch hbstandshaltestreben
oder Traversen 13 verbunden.
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Jede Gleitführung 12 ist auf ihrer Unterlage 11 über drei elastische
Zwischenstützbiöcke 14 festgelegt. Jeder elastische Stützbock 14 besteht aus einem
vorzugsweise durch parallele waagerechte Metallblech-Zwischenlagen bewehrten Block
aus Neopren, der zwischen zwei metallische Verbindungsstücke eingebaut ist. Das
obere metallische Verbindungsstück ist an der Roll- oder Gleitführung, das untere
metallische Stück an der
Auflage 11 festcelegt.
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Auf dem steifen Rahmen, der durch die doll- oder Gleitführungen 12
und ihre Abstandstraversen 13 gebildet ird, ist ein sich in Brückenlängsrichtung
erstreckender Baukonstruktionsteil 15-befestigt, der nach einer Seite herausragt
und an diese freitragenden Ende einen Ansatz 16 aufweist.
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Auf jeder der Roll- oder Gleitlührungen 12 ist ein holl-oder Gleitstützorgan
17 verschiebbar, dessen unterer Teil einen Roll- oder Gleitschuh bildet. Die beiden
verschiebbaren Stützorgane 17 sind durch eine uerträgerverbindung 18 fest miteinander
verbunden. Die Unterkante 19 der Drücken-tahrbahntafel ruht auf den Stützorganen
17.
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Die hydraulische, doppeltwirkende Vorschubwinde 20 ist einerseits
an dem Ansatz 16 angelenkt, der fest oder starr mit den itoll- oder Gleitführungen
12 verbunden ist, und andererseits an einer uerverbindung 18, die fest oder starr
mit den Stützorganen 17 verbunden ist.
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An beiden mnden jeder Auflagenkonstruktion 11 sind ferner je eine
einfachwirkende hydraulische Winde 21 mit vertikaler Achse angeordnet, deren Druckstenpel
22 in der Ruhestellung mit seinem Ende etwas unterhalb der Unterkante der auf den
Stützorganen 17 ruhenden Fahrbahntafel liegen.
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Beim beginn eines Vorschubschrittes befinden sich beispielsweise
die verschiebbaren Stützorgane 17, welche die Fahrbahntafel tragen, an der mit 23
bezeichneten und mit strichpunktierten Linien in der Fig. 3 dargestellten Lage,
enn nun die hydraulische rinde 20 im sinne des Einziehens ihrer Kolbenstange mit
Arbeitsmittel beaufschlagt wird (was bei sämtlichen gleichartigen winden an den
anderen Pfeilerköpfen, an denen solche Winden sitzen, gleichzeitig erfolgt) werden
die die Fahrbahntafel tragenden Stützorgane auf den Roll- oder Gleitführungen 12
längs einer Strecke 24 verschoben, die gleich dem
,ub der Winde
20 ist, welche die Stützorgane in die mit vollen Linien dargestellte Stellung bringt.
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Sodann wird die um einen Schritt vorgeschobene Fahrbahntafel durch
die seitlichen Vertikalwinden 21 etwas angehoben, um die Stützorgane 17 freizumachen.
Mit einer entgegengesetzt gerichteten Arbeitsbewegung der 'flinde 20 werden die
Stützorgane im "Leerlauf" in ihre Ausgangsstellung 23 zurückgeführt.
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Durch Einziehen der vertikalen 'i;inden 21 wird sodann die Fahrbahntafel
wieder auf die Dtützorgane aufgesetzt; sie befindet sich dann in der husgangsstellung
für einen neuen Vorschubschritt.
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Br'ahrend des Vorschiebens der mit der 'ahrbahntafel belasteten Stützorgane
ergibt sich dann keine resultierende Kraft zwischen den Führungen 12 und den Unterlagenkonstruktionen
11, wenn die Kraft der Winde 20 gleich dem aeibungs- oder Vorschubwiderstandes der
gesamten Last auf den Führungen 12 ist. Dann erfährt der Pfeiler 10 keine Biegebeanspruchung.
jenn jedoch diese beiden Kräfte nicht ausgeglichen sind, bewirkt die hestkraft oder
resultierende Kraft eine Scherbeanspruchung in den elastischen Blöcken 14, die sich
verformen und eine Relativverschiebung der Führung 12 gegenüber der Unterlagenkonstruktion
11 gestatten, eine Verschiebung, die proportional der Rest- oder Differenzkraft
ist, welche als Quer- oder Biegungsmomentkraft am oberen Ende des Pfeilers wirkt.
Line bekannte Kraft-£?ernmeßeinrichtung, mit einem Aufnehmer 25, der ein elektrisches
Signal zu einer zentralen Anzeigetafel sendet, das proportional der am Kopfe des
Pfeilers wirkenden Querkraft ist, kann an einem oder jedem der elastischen Blöcke
in einer gegen äußere Einflüsse geschützten Stellung angebaut werden.
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Die gesamten Ånzeigen Rest-Querkräfte, die von den Aufnehmern 25
an jedem Pfeiler oder jedem llilfsjoch aufgenommen werden, faßt man auf einer einzigen
in Felder eingeteilten Überwachungstafel zusammen. Durch gleichzeitiges Beobachten
dieser Anzeigen lassen sich gleichzeitig sämtliche Kräfte an
den
Köpfen oder oberen Enden der Pfeiler bzw. der Rilfsjoche überblicken, so daß es
möglich ist, sofort-in die Stuerung der einzelnen Vorschubvorrichtungen einzugreifen,
um diese angezeigten Differenzkräfte in denjenigen Grenzen zu halten, die für die
Stabilität der gesamten Brückenkonstruktion noch zulässig sind.
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Die Anzeigetafel enthält außerdem eine Sicherheitsvorrichtung, die
eine -tarnsignalvorrichtung einschaltet, wenn zumindest einer der Aufnehmer eine
Kraft feststellt, deren Größe eine vorher festgelegte Schwelle überschreitet; diese
gleiche Vorrichtung kann auch das sofortige Stillsetzen des Vorschubvorganges bewirken
oder auslösen, wenn eine festgestellte Differenzkraft eine weitere Sicherheits-Grenzschwelle
erreicht.
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Es dürfte klar sein, daß Abwandlungen der Ausführungsbeispiele, die
sich nur durch Einzelheiten technischer Art von diesen beschriebenen Beispielen
unterscheiden, im Rahmen der Erfindung bleiben, ebenso Ausführungen bei denen das
Vorschiebeverfahren auf andere Konstruktionselemente als Brücken-Fahrbahntafeln
angewendet wird, beispielsweise auf Träger bei großen Stützweiten oder Druckrohrleitungen
und ähnlichen Elementen.
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Ferner könnte man die elastischen Blöcke aus Neopren (Schwingmetallblöcke)
durch beliebige Stütz-Vorrichtungen mit geeigneter Elastizität ersetzen, wie beispielsweise
durch Vorrichtungen mit Blatt- oder Wendelfedern.
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Schließlich kann der Aufnehmer zum Feststellen der Verformungen der
elastischen Blöcke ein Aufnehmer einer ganz beliebigen Art sein, der eine direkte
oder indirekte Fernübertragung eines Meßwertes gestattet, und die Steuerung der
Vorschuborgane könnte automatisch von den Signalen abhängig gemacht sein, die sich
aus den resultierenden Kräften an den Köpfen der Pfeiler oder Zwischenjoche ableiten.