Fertigspannglieder für die George V. Voinovich Bridge in Cleveland (USA)

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Die Hauptbrücke ist ca. 1.195 m lang und besteht aus zwei Teilen. Der erste Teil – die Vorlandbrücke – ist eine Stahlträgerbrücke mit vier Einzelspannweiten. Der zweite Teil der Hauptbrücke ist eine Stahlträgerbrücke mit fünf Trägern, deren zehn Einzelspannweiten auf dreiecksförmigen Stahlrahmenkonstruktionen aufliegen. Die einzelnen Spannweiten sind zwischen 82,3 m und 110 m lang. Beide Brückendecks haben eine Gesamtbreite von ca. 30,5 m.

Längste je in den USA hergestellte HP-Brückenpfeiler

Die 18 x 204 HP-Brückenpfeiler sind mit ca. 27,4 m die längsten, die je in den USA hergestellt wurden. Die Stahlpfeiler wurden bis zu 61 m tief in das anstehende feste Gestein im Untergrund eingerammt. Die Pfeiler gründen sich auf jeweils zwei 8,5 x 8,5 x 2,6 m große Betonblöcke.

Die Pfeiler wurden in drei Abschnitten hergestellt, von denen jeweils der letzte obere Abschnitt seitlich auskragt. Die Brückenpfeiler wurden hohl ausgeführt, um das Gesamtgewicht der Brückenstrukturen zu verringern. Die beiden Säulen sind am oberen Ende über einen verstärkten Auflagerbalken miteinander verbunden. Auf jedem Auflagerbalken befinden sich fünf Sockel. In jeden dieser Pfeilerköpfe sind fünf Gruppierungen von 20-24 Stabspanngliedern mehrere Meter tief eingebettet. Die Spannglieder führen durch den Sockel und kragen ein Stück weit nach oben aus, sodass auf ihnen die Stahlkonstruktion platziert und die Spannglieder vorgespannt werden konnten.

Nach dem Betonieren der Pfeilerköpfe mussten die Stabspannglieder nach oben hin durch einen Bereich passen, in dem ein Puffer aus Mörtel gegossen werden sollte. Dieser Puffer wurde nach der Platzierung der Träger und vor Fertigstellung der dreiecksförmigen Rahmenkonstruktion verfüllt. Dabei durfte der Mörtel nicht in die Hüllrohre eindringen und die Spannglieder blockieren bzw. ein korrektes Vorspannen der Spannstäbe verhindern. Zudem musste die Übergangsstelle zwischen dem Auflager der dreieckigen Rahmen und dem Mörtelpuffer vor Feuchtigkeit geschützt werden.

DSI entwickelte ein verfüllbares System, das den Anforderungen des Auftraggebers sowohl in Bezug auf eine lange Lebensdauer als auch hinsichtlich der Installation entsprechen musste. Dabei mussten die Spannstabglieder nach der Montage am Boden des Trägerrahmens, aber vor dem Einbau der dreiecksförmigen Rahmenkonstruktion auf etwa 72 % ihrer Bruchfestigkeit gespannt werden.

980 Fertigspannglieder mit 65 t Gesamtgewicht verbaut

Als Alternative für die komplizierten Vorgaben bez. einer Montage der Spannglieder vor Ort schlug DSI ein System mit Fertigspanngliedern vor, die flexibel eingesetzt werden konnten und so dem Auftragnehmer Zeit und Arbeit sparten. Die Stabspannglieder wurden im Werk der DSI Construction USA in Bolingbrook fertig montiert und auf die Baustelle geliefert. Insgesamt wurden 300 Stabspannglieder, Ø 46 mm, mit einem Gewicht von 12 t sowie 680 Stabspannglieder, Ø 66 mm, mit einem Gewicht von 53 t benötigt.

Der Auftragnehmer setzte die Spannglieder in ein Montagegestell ein, mit dessen Hilfe die Spannglieder an ihren jeweiligen Einbauort transportiert werden konnten.