Neues Verfahren zur Erstellung von Fahrbahnplatten

Ein neues Bauverfahren zur Herstellung von Fahrbahnplatten in Ortbeton bei Stahlverbundbrücken kommt von Peri: Die Variokit Kragarmbahn bietet eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Verbundschalwagen. Das Verfahren erhöht nicht nur die Langlebigkeit der Bauwerke, sondern beschleunigt auch den Bauablauf erheblich.

Verbundbrücken: Neues Verfahren zur Erstellung von Fahrbahnplatten aus Beton
Die Variokit Kragarmbahn fährt unterhalb der Fahrbahnplatte und ermöglicht so einen beschleunigten Bauablauf. | Foto: Peri SE
Bei Stahlverbundbrücken, die mit oben laufenden Verbundschalwagen ausgeführt wurden, sind in der Vergangenheit häufig Risse in den Anschlüssen der Querrahmen im Bereich der sogenannten „Schalwagenstühle“ ausgemacht worden, die als Auflagerpunkte für die Schalwagen dienen. Die Risse kommen durch die lokal entstehenden, hohen Belastungen zustande, die über den Stahlbau abgeleitet werden müssen. Der Stahlbau ist hierfür jedoch nicht ausgelegt. In der Folge entstehen über die Jahre hinweg Schäden am Stahlbau. Kritisch gesehen werden auch die erforderlichen Durchdringungen der Fahrbahnplatte. Die Durchdringungen stören während der Herstellung der Fahrbahnplattenoberfläche und sind demnach zu vermeiden.
Beim Bau mit Verbundschalwagen: Kritisch sind die Auflagerpunkte für die Schalwagen und die erforderlichen Durchdringungen während der Herstellung der Fahrbahnplatte. | Foto: Peri SE
Beim Bau mit Verbundschalwagen: Kritisch sind die Auflagerpunkte für die Schalwagen und die erforderlichen Durchdringungen während der Herstellung der Fahrbahnplatte. | Foto: Peri SE

Entsprechend empfiehlt es sich für Bauingenieure, Planer und Behören (RE-Ing. Teil 2 Brücken Abschnitt 2 Konstruktive Anforderungen), für die Herstellung der Fahrbahnplatten einen unten laufenden Schalwagen heranzuziehen, anstelle des klassischen Verbundschalwagens. Die neue Lösung des Schalungsherstellers Peri entspricht dieser Anforderung. Die Variokit Kragarmbahn wird an der Außenkante des Obergurts abgehängt, wodurch die Kragarme geschalt werden können, ohne dass „Schalwagenstühle“ als Auflagerungspunkte erforderlich sind. Abgesehen davon sind keine Durchdringungen durch die Fahrbahnplatte notwendig.

Flexible Aufhängung der Kragarmbahn

Für die Aufhängung der Kragarmbahn am Obergurt des Stahlbaus gibt es zwei Möglichkeiten. Die erste Variante erfolgt mit einer sogenannten Ankerplatte. Die Ankerplatte wird mit einer umlaufenden Schweißnaht auf den Obergurt geschweißt, wodurch ein günstigerer Kerbfall zugeordnet werden kann. Über eine diagonale Aufhängung wird die Variokit Kragarmbahn anschließend montiert. Nach der Betonage kann die Aufhängestelle mit einem Faserzementkonus sauber verschlossen werden.

Flexible Aufhängungsmöglichkeiten: Die Variokit Kragarmbahn kann über eine aufgeschweißte Ankerplatte oder über eine Bohrung im Obergurtüberstand am Stahlbau befestigt werden. | Foto: Peri SE
Flexible Aufhängungsmöglichkeiten: Die Variokit Kragarmbahn kann über eine aufgeschweißte Ankerplatte oder über eine Bohrung im Obergurtüberstand am Stahlbau befestigt werden. | Foto: Peri SE

Bei der zweiten Variante ist eine Bohrung erforderlich, die als Aufhängepunkt für die Schalung an den Obergurtüberständen der Verbundträger dient. Zur Befestigung des Systems wird eine Schraube durch die Bohrung im Obergurt geführt und oben in eine Art Hutmutter eingedreht. Diese Mutter kann vorab mit einer Anschweißhülse verdrehgesichert werden (nähere Beschreibung: RE Ing., Teil 2, Abschnitt 2).

Bei beiden Varianten der Aufhängung ist ein Abstand von 1,0 m bis 1,5 m am Obergurt vorgesehen, wodurch es zu einer gleichmäßigen Lastverteilung auf den Stahlbau kommt. Das Gewicht der unten laufenden Kragarmbahn ist im Vergleich zum klassischen Schalwagen geringer, was ebenfalls zu einer Entlastung des Stahlbaus führt. Die Aufhängepunkte des Systems können flexibel geplant und einfach um Störstellen herum platziert werden. Das Tragsystem der Kragarmbahn benötigt neben dem Zugpunkt am Obergurt auch einen Druckpunt am Steg bzw. am Untergurt des Stahlbaus. Zum Schutz des endbeschichteten Stahlbaus wird ein magnetischer Schutzstreifen zwischen Druckpunkt und Stahlbau montiert.

Freier Zugang von oben beschleunigt Bauabläufe

Vor allem während der Bauarbeiten zeigt sich der große Vorteil der unten laufenden Kragarmbahn. Sowohl für die Bewehrungsarbeiten als auch für die Betonage im Anschluss liegt stets ein freier Zugang von oben ohne Störstellen vor. Die Bewehrungsarbeiten werden beschleunigt, indem die Bewehrungslagen bereits vorgeflochten eingelegt werden können. Für die Betonage können wiederum durchgängige Rüttelbohlen eingesetzt werden, was zu einem hochwertigeren Betonergebnis verhilft. Zur Feststellung des Betonreifegrades und dem damit verbundenen frühestmöglichen Ausschalzeitpunkt verhelfen Betonsensoren von Vemaventuri.

Freier Zugang von oben: Die Variokit Kragarmbahn gewährleistet kontinuierlich einen freien Zugang von oben für Betonage- und Bewehrungsarbeiten. | Foto: Peri SE
Freier Zugang von oben: Die Variokit Kragarmbahn gewährleistet kontinuierlich einen freien Zugang von oben für Betonage- und Bewehrungsarbeiten. | Foto: Peri SE
Im Resultat können dadurch Ressourcen gespart, die Taktzeiten bis hin zum Wochentakt beschleunigt und das Bauwerk insgesamt schneller fertiggestellt werden. Die Variokit Kragarmbahn wird mit einem integrierten hydraulischen Antrieb in den jeweils folgenden Betonierabschnitt gefahren. Die meisten Brücken in Deutschland werden im Pilgerschrittverfahren hergestellt. Das hierfür notwendige Unterfahren bereits betonierter Takte ist mit der Variokit Kragarmbahn problemlos möglich. Für das Mittelfeld zwischen den Stegen können unterschiedliche Lösungen herangezogen werden. Gemäß RE-Ing. (Richtlinien für den Entwurf, die konstruktive Ausbildung und Ausstattung von Ingenieurbauten) sind Konstruktionen vorzusehen, die sich auf den Untergurten der Träger oder auf dem Bodenblech abstützen. Mit den flexiblen Bauteilen aus dem Variokit Ingenieurbaukasten können auch verfahrbare Schubladenlösungen, wie beim Taktschiebeverfahren, realisiert werden. Die Entscheidung für das jeweils wirtschaftlichste System hängt maßgeblich von der Geometrie des Bauwerks und Häufigkeit der Querschotte oder sonstigen Aussteifungen ab.

Vorteile der Kragarmbahn gegenüber Halbfertigteilen

Mit der Variokit Kragarmbahn ist es möglich, Fahrbahnplatten von Verbundbrücken ohne Schalwagenstühle und Durchdringungen in Ortbetonbauweise auszuführen. Im Vergleich zu Halbfertigteillösungen sind keine komplizierten Abdichtungsdetails zu berücksichtigen, und die Bewehrungsführung in der Fahrbahnplatte kann verschlankt werden. Es entstehen keine Probleme in Bezug auf die Ermüdungsfestigkeit der stählernen Kragträger oder Schrägstreben. Abgesehen davon entfällt bei der Ortbetonvariante der hohe Schweißaufwand auf dem Baufeld, der durch das Anschließen der Kragträger entsteht. Bei der Herstellung der Fahrbahnplatte werden die einzelnen Takte durch den stets freien Zugang von oben entscheidend beschleunigt, was die Gesamtbauzeit verkürzt und damit auch Stauzeiten reduziert. In der Gesamtbetrachtung ist jedoch vor allem die Langlebigkeit des Bauwerks entscheidend. Da die Fahrbahnplatte ohne Störstellen hergestellt wird und somit weniger ermüdungsanfällige Stellen aufweist, zahlt dies auf eine hohe Qualität und eine damit verbundene lange Lebensdauer des Bauwerks ein.

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Quelle: Peri SE


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