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Verfahren zur Herstellung von Bögen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Bögen in aufeinanderfolgenden Ringen, wobei der jeweils folgende Ring auf dem vorhergehenden fertiggestellten Ring aufgebaut wird. Unter dem Ausdruck "Bögen" sind hiebei auch Gewölbe oder andere selbsttragende Konstruktionen beliebiger Art zu verstehen. Bei einer solchen Bauweise wird ein Ring, dessen Stärke nur einem Bruchteil der des Bogens entspricht, auf einem Lehrgerüst aufgebaut, worauf dann dieser Ring nach seiner Fertigstellung als tragendes Lehrgerüst für den Aufbau der folgenden Ringe dient. Ein solches Verfahren hat den Vorteil, dass die Stärke des Lehrgerüstes nur entsprechend dem Gewicht des ersten Ringes bemessen werden muss, da ja der folgende Ring bei seinem Aufbau von dem ersten fertiggestellten Ring getragen wird.
Die bekannten Verfahren dieser Art haben nun aber den Nachteil, dass der erste Ring durch die Last des folgenden Ringes Spannungen erhält, während der folgende Ring zunächst spannungsfrei ist. Bringt man nun einen weiteren Ring auf diesen zweiten Ring auf, so erhalten abermals die bereits fertiggestellten Ringe Spannungen durch die Last dieses weiteren Ringes usf. Die Spannungen im fertigen Bogen sind somit nicht über den ganzen Querschnitt gleichmässig verteilt, wie dies bei Bögen der Fall ist, die in einem Zug hergestellt werden, sondern der erste Ring weist auf Grund der oben erwähnten Beanspruchungen beim Aufbau die grössten Spannungen auf, während der letzte aufgebrachte Ring überhaupt keine Spannungen ausser denjenigen Spannungen aufweist, welche von einer Nutzlast herrühren. In den dazwischenliegenden Ringen nehmen die Spannungen nach oben zu ab.
Diese ungleichmässige Spannungsverteilung in den verschiedenen Ringen hat nun zur Folge, dass der gesamte Bogen stärker gehalten werden muss, als ein Bogen, der in einem Zug hergestellt wurde, da ja sonst im ersten Ring die zulässigen Spannungen überschritten werden würden. Dies hat einen Mehrbedarf an Baustoff zur Folge, der so erheblich ist, dass die Ersparnisse, welche bei der Herstellung des Lehrgerüstes erzielt werden können, zum Grossteil wieder ausgeglichen werden. Auch
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alle Teile in ungefähr gleichem Ausmass beansprucht sind, so dass der Querschnitt aller Teile voll für die Belastung ausgenützt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, die Vorteile der Bauweise von Bögen in aufeinanderfolgenden Ringen auszunützen, ohne die Nachteile dieser Bauweise in Kauf zu nehmen.
Es ist ermöglicht, diese Bauweise nun auch für Konstruktionen mit grosser Spannweite, beispielsweise für weitgespannte Brücken, anzuwenden, wobei jedoch auch hohe Querschnitte anderer Art und beispielsweise Gewölbe jeder Art in der erfindunggemässen Weise hergestellt werden können. Ein besonderer Vorteil der Bauweise von Bögen in aufeinanderfolgenden Ringen besteht darin, dass durch den ersten Ring eine Windscheibe geschaffen wird, die nur eine kleine seitliche Windangriffsfläche hat, während bei der Herstellung des Bogens in einem Zuge die volle Bogenstärke eingeschalt und vom Wind getroffen wird, wobei nur das Lehrgerüst zur Aufnahme dieser Windlasten vorhanden ist.
Bei Bögen mit grossen Spannweiten von beispielsweise etwa 300 m, wird der Windangriff so gross, dass mit der üblichen Bauweise die Bauausführung überhaupt nicht gelingt, und gerade die Herstellung von solchen Bögen mit grossen Spannweiten wird nun durch das erfindunggemässe Verfahren in aufeinanderfolgenden Ringen ermöglicht.
Bei einer praktischen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird zweckmässig so vorgegangen, dass die Öffnungsstelle des Ringes am Scheitel vorgesehen wird, von wo aus die Vorspannung der beiden Ringteile erfolgt. Auf diese Weise können am einfachsten die Spannkräfte in den Ringquerschnitt eingeleitet werden. Insbesondere bei kleinem Ringquerschnitt erscheint es zweckmässig, die Vorspannung durch Zugelemente, wie Spannkabel oder Spannstäbe, welche an dem Ring oder an den Ringteilen längsbeweglich und gegen seitliche Verschiebung gesichert geführt sind, zu bewirken, da bei einer solchen Vorspannung mit Zugelementen ein Ausknicken nicht in Betracht kommt. Die Zugelemente können hiebei in ähnlicher Weise wie es bei vorgespannten Bauteilen bekannt ist, in Rillen oder Schlitzen des Ringes oder der Ringteile geführt sein.
Es kann aber auch die Vorspannung des Ringes bzw. der Ringteile durch Aufspreizen der Öffnungsstelle, beispielsweise durch Keile, Pressen usf. erfolgen. Sobald eine Vorspannung erfolgt ist, wird die Öffnungsstelle geschlossen und es werden dann die Spannglieder, also beispielsweise die Zugelemente oder die die Öffnungstelle aufspreizenden Glieder entfernt und können für die Vorspannung der nächsten Ringe oder Ringteile wieder verwendet werden.
Gemäss der Erfindung kann der folgende
Ring auf dem vorhergehend fertiggestellten Ring auch in einzelnen Teilringen von kleinerer Breite und kleinerem Querschnitt als der vorhergehend fertiggestellte Ring aufgebaut werden. Jeder dieser Teilringe kann dann entsprechend vorgespannt, geschlossen entspannt und mit dem vorhergehend fertiggestellten Ring bzw. den vorhergehend fertiggestellten Teilringen in Verbund gebracht werden. Es hat sich als zweckmässig herausgestellt, auf dem vorher fertiggestellten Ring einen Teilring von kleinerer Breite in der Mitte aufzubauen.
Nach Verspannen, Schliessen, Entspannen und Verbinden dieses mittleren Teilringes mit dem vorhergehend fertiggestellten Ring werden dann symmetrisch zu beiden Seiten dieses mittleren Teilringes weitere Teilringe aufgebracht, welche dann nach ihrer Fertigstellung mit dem mittleren Teilring und dem vorhergehend fertiggestellten Ring in Verbund gebracht werden. Dies hat den Vorteil, dass einerseits der Querschnitt der Teilringe leichter vorgespannt werden kann und dass anderseits auch bei geringer Distanz zwischen diesen Teilringen und dem vorhergehend fertiggestellten Ring der Verbund gut hergestellt werden kann.
Der mittlere Teilring ist von beiden Seiten zugänglich, während die symmetrisch zu diesem angeordneten Teilringe nur von einer Seite zugänglich sind und es kann daher unter den gleichen Arbeitsbedingungen der von beiden Seiten zugängliche mittlere Teilring mit dem vorhergehend fertiggestellten Ring in Verbund gebracht werden, wie die nur von einer Seite zugänglichen, dafür aber schmäleren symmetrisch angeordneten Teilringe.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch erläutert.
Fig. 1 zeigt den Aufbau eines Bogens im
Schnitt nach Linie I-I der Fig. 2. Fig. 2 zeigt einen Querschnitt nach Linie II-II der Fig. l in einem Arbeitsstadium, während Fig. 3 einen Querschnitt gleichfalls nach Linie II-II der Fig. l im darauffolgenden Arbeitsstadium zeigt.
Fig. 4,5 und 6 zeigen eine andere Ausführungsform eines Bogens, wobei Fig. 4 einen Längsschnitt nach Linie IV-IV der Fig. 5, Fig. 5 einen Querschnitt nach Linie V-V der Fig. 4 in einem Arbeitsstadium und Fig. 6 einen Quer- schnitt gleichfalls nach Linie V-V im darauf- folgenden Arbeitsstadium darstellt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1-3 werden vorerst die beiden Widerlager 1 des
Bogens bzw. der Brücke hergestellt. Auf diesen
Widerlagern wird nun unter Vermittlung eines nicht dargestellten Lehrgerüstes der erste Ring 2 aufgebaut. Nach Fertigstellung dieses Ringes 2 werden unter Zwischenschaltung von Walzen 3
Fertigelemente 4 zum Aufbau eines Teilringes aufgelegt. Die Fugen 5 zwischen diesen Fertig- elementen 4 werden hierauf ausgefüllt, wobei in der Mitte eine Öffnungs stelle 21 verbleibt, so dass der Teilring in zwei Ringteile 6 und 7 zerfällt. Die Fertigelemente 4 weisen nun
Rillen oder Schlitze 8 auf, in welche Spann- kabel 9 eingelegt werden.
Die beiden Spann- köpfe sind mit 10 und 11 bezeichnet, wobei die Spannköpfe 10 sich an den Widerlagern 1
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und die Spannköpfe 11 sich an der Öffnungstelle 21 befinden. Von der Öffnungsstelle 21 aus erfolgt nun die Vorspannung in solcher Weise, dass die beiden Teilringteile 6 und 7 praktisch selbsttragend werden. Hierauf wird dann der Öffnungsspalt 21 mit schnellabbindendem Mörtel, Beton od. dgl. verschlossen. Sobald die Verfestigung der Öffnungsstelle 21 erfolgt ist, werden die Spannkabel 9 entspannt und entfernt. Nach dem Entspannen werden die Rollen 3 herausgenommen und der Teilring 6, 7 wird durch in den Spalt 12 eingebrachten Mörtel oder Zement 13 mit dem Ring 2 in Verbund gebracht. Zum Zwecke der Verbesserung dieses Verbundes können in an sich bekannter Weise Bügel vorgesehen sein und es können auch die Ringe bzw.
Teilringe gespannt sein, was jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Nach Fertigstellung des Teilringes 6, 7 werden nun in analoger Weise weitere Teilringe 14 symmetrisch zum mittleren Teilring 6, 7. auf dem Ring 2 aufgebaut, wie Fig. 3 zeigt. In gleicher Weise erfolgt dann die Verspannung und Verschliessung dieser weiteren Teilringe 14, wobei die gleichen Spannkabel 9, welche aus dem mittleren Teilring 6, 7 ausgebaut wurden, verwendet werden können. Diese Teilringe 14 werden hierauf mit dem Ring 2 und dem Teilring 6, 7 in Verbund gebracht und es können dann noch weitere Teilringe zu beiden Seiten der Teilringe 14 aufgebaut werden. Auf diesen Teilringen 6, 7, 14 usf. kann dann, sobald der vollständige Ring hergestellt ist, ein weiterer Ring in analoger Weise aufgebaut werden, was jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
Die Rillen oder Schlitze 8 können sofort nach Fertigstellung der Ringe bzw. Teilringe mit Zement od. dgl. verschlossen werden oder sie können auch zur Herstellung eines besseren Verbundes mit dem folgenden Ring ausgenützt werden.
Der Aufbau des aus den Teilringen 6, 7, 14 usf. bestehenden Ringes aus Fertigelementen 4 bietet den Vorteil, dass ein schnelleres Arbeiten er- möglicht wird als bei Aufbau dieses Ringes bzw. der Teilringe aus Beton. In die Fugen 5 können auch Distanzelemente eingebracht werden, um eine Vorspannung zu ermöglichen, bevor der Mörtel in diesen Fugen erhärtet ist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4,5 und 6 wird wieder in analoger Weise unter Vermittlung eines Lehrgerüstes der erste Ring 2 auf den
Brückenwiderlagern 1 aufgebaut. Auf diesen
Ring wird nun ein Gerüst 16 aufgebaut, auf welchem der folgende Ring in zwei Ringteilen 17,
18 aufgebaut wird. Zwischen den beiden Ring- teilen 17 und 18 verbleibt wieder eine Öffnung- stelle 21 im Scheitel, von welcher ausgehend die beiden Ringteile unter Vermittlung von nicht dargestellten'Spannkabeln vorgespannt wer- den. Hierauf wird wieder die Öffnungsstelle 21 verschlossen und es werden die beiden Ring- teile 17, 18 entspannt, worauf dann das zwischen- geschaltete Gerüst 16 entfernt wird.
Der nunmehr verbleibende wesentlich grössere Spalt 19 wird durch seitliche Stege 10 abgeschlossen, die gegebenenfalls, beispielsweise mit Spannkabeln, gespannt werden können, um ihrerseits tragend geschlossen zu werden. Der Verbund zwischen dem Ring 2 und dem Ring 17, 18 wird bei dieser Ausführungsform über die Stege 20 hergestellt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Bögen in aufeinanderfolgenden Ringen, wobei der jeweils folgende Ring auf dem vorhergehend fertiggestellten Ring aufgebaut wird, dadurch gekennzeichnet, dass der folgende Ring vor Herstellung eines Verbundes mit dem vorhergehend fertiggestellten Ring vorgespannt wird.