11. Symposium Brückenbau in Leipzig - zeitschrift-brueckenbau ...

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11. SYMPOSI UM LEI PZIG Klothoide im Taktschiebeverfahren Mit Match Cast über das Fundertal von Holger Hauser, Peter Seitz Mit 724 m ist die Querung des Fundertals die längste bestehende Landbrücke in Dänemark. Die Herstellung der aus zwei einzelligen Stahlbetonhohlkästen bestehenden Überbauten erfolgt im allgemein bekannten Taktschiebeverfahren auf temporären Hilfsstützen. Während bei der üblichen Bauweise aber nur ein konstanter Radius möglich ist, war es hier eine Herausforderung, Lösungen für das Einschieben eines konstanten Radius mit anschließender Klothoide zu fin- den (patentiertes Match-Cast-Verfahren). Zusätzlich mussten innovative Konstruktionen entwickelt werden, wie der sogenannte A-Bock zur Über- querung des naturgeschützen Berei- ches des Funderbaches, in dem keine Hilfsstütze angeordnet werden durfte, und der zweigeteilte Taktkeller zur schnelleren Realisierung der Überbautakte. 1 Einleitung Die Funder-Brücke ist Teil eines 12 km langen Autobahnabschnittes, der die Lücke zwischen der Ost-West-Verbindung zwischen Herning und Århus schließt. Mit einer Länge von 724 m ist sie die längste existierende Landbrücke in Dänemark. Sie wird realisiert durch die Arbeitsgemeinschaft von Dywidag Bau GmbH mit Züblin Scandinavia A/S (Dywidag 90 %, Züblin 10 %). Die Brücke weist zwei getrennte Spannbetonhohlkästen mit konstanten Spannweiten von 85 m sowie bis zu 35 m hohe Pfeiler auf. 2 Taktschieben mittels Match Cast © Dywidag Bau GmbH 64 BRÜCKENBAU | 1 . 2011 1 Funder-Brücke im August 2009 © Züblin Scandinavia A/S Als Herstellungsverfahren wurde das umweltschonende und zudem wirtschaftliche Taktschieben gewählt. Der Verlauf der Brückenachse im Grundriss besteht aus einem konstanten Kreisbogen mit nachfolgender Klothoide, was normalerweise zu einem Ausschluss dieses Verfahrens führt, da in der Regel nur gerade oder aber Überbauten mit über die Brückenlänge konstantem Radius eingeschoben werden können. Die patentierte Match-Cast-Methode macht es jedoch möglich, einen Überbau mit dem beschriebenen Achsverlauf im Grundriss mittels Taktschiebeverfahren zu errichten. 2 Herstellung und Überbau Die einheitlichen Spannweiten von 85 m, geteilt in 42,50-m-Felder durch Verwendung von Hilfsstützen, und die Gesamtlänge von 724 m sind ideale Voraussetzungen für das Taktschiebeverfahren. Durch die Überbauhöhe von 3,50 m liegt der Parameter c = l 2 /h = 516 innerhalb des Bereiches von 500–950, für welchen dieses Verfahren wirtschaftlich ist. Im Endzustand (keine Hilfsstützen) beträgt der Parameter l/h = 85 m/ 3,50 m = 25, es handelt sich somit um ein äußerst schlankes Tragsystem. Da die beiden Überbauten nacheinander eingeschoben werden, ist zudem nur ein Taktkeller nötig, welcher nach Herstellung des ersten Überbaues querverschoben und wiederverwendet wird. Für das Einschieben des Querschnitts wurden als zentrische Vorspannung in der Fahrbahnplatte 12 Spannglieder mit je 15 Litzen und einem Litzenquerschnitt von 15,70 mm gewählt, in der Bodenplatte waren acht Spannglieder mit je 12 Litzen erforderlich. Zur Aufnahme der zusätzlichen Beanspruchung aus dem Entfernen der Hilfsstützen und der Verkehrslasten werden nach dem Ein- schieben weitere Spannglieder, 19 Litzen in Steg und Bodenplatte, eingebracht. Je Steg wurden fünf Spannglieder angeordnet, welche sich im hochbelasteten Stützenbereich überlappen und deren Anzahl sich hier somit verdoppelt. Darüber hinaus sind vier zusätzliche Bodenplattenspannglieder je Feld notwendig, die an Bodenplattenlisenen verankert werden. Um die Überlappung der Stegspannglieder zu gewährleisten und die höheren Schubbeanspruchungen im Stützenbereich abzuleiten, sind die Stege verbreitert; ebenso wurde die Bodenplatte zur Aufnahme der Druckkräfte verstärkt.
3 Längsschnitt © K+S Ingenieurconsult GmbH & Co. KG Es wurden außerdem Möglichkeiten vorgesehen, um spätere, im Hohlkasten geführte externe Spannglieder als Er- gänzung und bzw. oder zur Sanierung einbauen zu können. Dazu sind beim Stützquerträger Aussparungsrohre und im Feld Umlenksättel zum Anspannen und zur Umlenkung der Spannglieder vorhanden. 3 Match Cast und Taktkeller Nord- und Südüberbau wurden in 26 bzw. 27 Takte mit einer Regellänge von ca. 28,40 m eingeteilt. Die ersten 20 Takte der Brücke befinden sich innerhalb des konstanten Achsradius von ca. 2.600 m und werden herkömmlich auf einen Kreisbogen eingeschoben, die nachfolgenden hingegen im Klothoidenbereich. Dies hat zur Folge, dass die Achsen des letzten Pfeilers (Achse 20), eines Hilfspfeilers und des Widerlagers (Achse 10) von der Achse des Verschiebekreisbogens abweichen und somit die ersten 20 Takte beim Einschieben exzentrisch auf Pfeiler und Widerlager auf- liegen. Die größte Abweichung mit 1,66 m tritt am Ende des Überbaues und dementsprechend beim Widerlager Achse 10 auf. Dieses Widerlager ist aber gleichzeitig jenes, auf dem die Verschubanlage installiert ist. Die Verschubanlage mit Hub- und Schubpresse und der Bremsblock wurden deshalb querverschieblich konzipiert, womit die zentrische Krafteinleitung in die Stege gewährleistet ist. Der Bremsblock sitzt dabei auf einem auf PTFE-Platten gelagerten Betonverschubschlitten und die Hub- Schub-Anlage auf einem querverziehbaren Stahlrahmen, beide werden wäh- rend des Taktschiebens mit Hilfe von Zugstangen abwechselnd querverzogen. Beim Pfeiler Achse 20 beträgt die maximale Exzentrizität 42,00 cm, so dass eine temporäre Betonkonsole, welche mit Spanngliedern an den Pfeilern gespannt wird, das Verschiebelager aufnimmt. 4 Regelquerschnitt © K+S Ingenieurconsult GmbH & Co. KG Der Überbau wird auf den endgültigen Pfeilern mit Hilfe von Seitenführungen während des Taktschiebens lagesicher sowie im stationären Zustand querfest gehalten. Im Fall von Achse 20 wurde dazu ein Verschubschlitten mit integrierter Festhaltung entwickelt. Um eine Klothoide einschieben zu kön- nen, ist es von entscheidender Bedeutung, dass sich der Taktkeller nach Aus- fahren eines Taktes querverschieben und verdrehen lässt, den unregelmäßigen Achsverlauf also abzubilden vermag. Eine weitere Besonderheit ist die Ver- wendung eines »geteilten« Taktkellers, der aus zwei hintereinanderliegenden 6 Sektor A des Taktkellers © K+S Ingenieurconsult GmbH & Co. KG 1 1 . SYM P O S I U M L E I PZ I G 5 Pfeiler mit justierbarer Seitenführung © K+S Ingenieurconsult GmbH & Co. KG Sektoren besteht: In Sektor A wird der Trog eines jeden Taktes, in Sektor B die Fahrbahnplatte betoniert. Durch eine solche Anordnung ist es machbar, an beiden Überbauabschnitten (Trog und Fahrbahnplatte) parallel zu arbeiten und die Taktfertigung damit zu beschleunigen. Zudem erlaubt sie, variable Über- bauhöhen bei der Fertigung leichter zu realisieren. Das ist bei diesem Projekt ebenfalls notwendig, da die Gradiente im Bereich der Brücke aus einem konstanten Gefälle mit anschließender Wanne besteht und daher wie im Grund- riss unregelmäßig ist. 7 Sektor B des Taktkellers © K+S Ingenieurconsult GmbH & Co. KG 1 . 2011 | BRÜCKENBAU 65
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