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Verfahren zum Vorspannen und Einbauen stabrostartiger Fugendichtungen für Dehnungsfugen in Strassen und Gehwegen, insbesondere für Fahrbahnübergänge an Strassenbrücken, sowie Fugendichtung zur Durchführung des Verfahrens
Zur Abdichtung der Fugen in Strassen und Gehwegen sowie als Übergang von den Fahrbahnen von
Strassenbrücken auf die der anschliessenden Strassen sind stabrostartige Fugendichtungen bekannt geworden, die aus flachstahlförmigen, auf einer Schmalseite stehenden Roststäben bestehen, zwischen denen elastisches Material in Form von Dichtungspolstern aus Gummi oder Kunststoff angeordnet ist. Die Dichtungspolster sind dabei mit den Roststäben fest verbunden, z.
B. durch Vulkanisieren oder durch Einbringen des elastischen Materials in die Räume zwischen den Roststäben in flüssigem Zustand, so dass Roststäbe und Dichtungspolster zusammen einen Dehnkörper bilden. Diese bekannten Dehnkörper wurden bisher so ausgebildet, dass sie bei grösster Fugenbreite spannungslos sind oder sogar Zugspannungen erhalten.
Die Folge davon ist, dass sie in diesem Zustand nicht dicht sind, so dass Wasser und Schmutz in die Spalte eindringen können, die schliesslich Beschädigungen der Fugendichtung zur Folge haben. Man hat zwar schon durch Verbindung der Dichtungspolster bzw. der an den Fugenwänden anliegenden Roststäbe mit den die Fuge bildenden Bauwerksteilen mittels Schrauben od. dgl. versucht, diesem Nachteil entgegen zu wirken, doch sind die erzielten Erfolge nicht befriedigend.
Nach einem bekannten Vorschlag sollen die genannten Nachteile dadurch vermieden werden, dass die stabrostartige Fugendichtung derart unter Vorspannung gesetzt und gehalten wird, dass bei keiner der zu erwartenden Dehnungsbewegungen die Gummipolster zwischen den Roststäben frei von Vorspannung, d. h. Druckspannung sind. Um dieses zu erreichen, soll die Fugendichtung am Verwendungsort in die abzudichtende Fuge eingesetzt und in dieser vorgespannt werden, u. zw. auf die Weise, dass die Roststäbe und die Gummipolster einzeln in die Fuge eingebracht werden, wobei die Gummipolster entweder einseitig mit den Roststäben oder diese paarweise fest mit dazwischen liegenden Gummipolstern verbunden sein können, und dass die Gummipolster erst nach dem Einbringen der einzelnen Elemente innerhalb der Fuge vorgespannt werden.
Um die Vorspannung in die Fugendichtung einzubringen, wird diese innerhalb der Fuge durch eine Anzahl Schraubwinden zusammengepresst, welche sich gegen einen Horizontalträger abstützen, der zuvor, zusammen mit den Schraubwinden, in einen entsprechend grossen Raum zwischen einer Seite der Dichtungskonstruktion und der anschliessenden Strasse eingelegt wird.
Nach dem Zusammenpressen werden die Schraubwinden entfernt und der diese zuvor aufnehmende Raum zwischen der Dichtungskonstruktion und dem Strassenrand wird mit Strassenmaterial gefüllt.
Obgleich diese bekannte Fugendichtung den Vorteil hat, dass sie auch bei grösster Ausdehnung der Fuge infolge der Vorspannung in den Gummipolstern dicht ist, hat das Verfahren zur ihrer Herstellung insbesondere den Nachteil, dass auf der Baustelle ein grosser Aufwand an Arbeitsgeräten, Arbeitspersonal und Zeit notwendig ist.
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile durch die Lehre, ein Verfahren zum Vorspannen und Einbauen stabrostartiger Fugendichtungen für Dehnungsfugen in Strassen und Gehwegen, insbesondere für Fahrbahnübergänge an Strassenbrücken, die aus Roststäben und zwischen diesen angeordneten Dichtungspolstern bestehen, welche derart vorgespannt sind, dass auch bei grösster auftretender Fugenbreite quer zur Dehnungsfuge ein Druck auf die Fugenwände ausgeübt wird, und das so durchzuführen, dass die Fugendichtung vor dem Einbauen in die Dehnungsfuge ausserhalb derselben mittels an sich bekannter, mit der Fugendichtung verbundener Spannmittel quer zur Dehnungsfuge zu einer Einbaueinheit zusammengefasst, zusammengepresst und in diesem Zustand in die Dehnungsfuge eingesetzt und vergossen wird,
und dass nach dem Erhärten der Vergussmasse zwischen der Fugendichtung und den Fugenrändern die Spannmittel gelöst bzw. entfernt werden.
Es wird also so verfahren, dass die gesamte Fugendichtung als Einbaueinheit im Werk zusammengefasst, mit den Spannmitteln vorgespannt und in diesem Zustand zur Baustelle transportiert und in die Fuge eingesetzt wird. Dabei ergibt sich der erhebliche Fortschritt, dass, da die Dichtung im Werk mit Hilfe der dort ständig vorhandenen Vorrichtungen schnell, genau, sicher und sauber zusammengesetzt und vorgespannt werden kann, ein Gewinn an Genauigkeit und eine Reduktion der aufwendigen Baustellen-
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arbeit auf ein Minimum, nämlich das blosse Einsetzen der Dichtung sowie das Vergiessen und das Lösen der Spannmittel.
Als Spannmittel sind vorzugsweise quer durch die Dehnkörper gesteckte Schraubenbolzen geeignet, die an einem Ende oder an beiden Enden eine Mutter besitzen, durch deren Anziehen die Fugendichtung zusammengedrückt und den Dichtungspolstern die Vorspannung gegeben wird, und die nach dem Einbauen der Fugendichtung gelöst werden, so dass die Dichtungspolster arbeiten können.
An Stelle von Schraubenbolzen können als Spannmittel auch Zugstangen verwendet werden, die entweder an einer Seite einen Anschlag und an der andern Seite eine Öffnung oder an beiden Enden eine Öffnung besitzen, in die zum Anspannen Keile getrieben werden, welche nach dem Einbauen der Fugendichtung in die Fuge wieder entfernt werden.
Die Schraubenbolzen bzw. die Zugstangen können nach dem Einbauen der Fugendichtung und dem Entfernen der Muttern in dieser belassen werden, so dass sie etwa auftretenden Kräften entgegenwirken, die die Fugendichtung aus der Fuge zu heben trachten. Ist mit solchen Kräften nicht zu rechnen oder werden sie auf andere Weise aufgenommen, wird man die Spannmittel nach dem Einbauen der Fugendichtung in die Fuge stets entfernen, um im Bedarfsfalle die Fugendichtung leichter aus der Fuge herausheben zu können.
Um zu vermeiden, dass beim Herausnehmen der Dichtungskonstruktion aus der Fuge, wenn dieses aus irgendeinem Grund einmal notwendig sein sollte, Roststäbe und Dichtungspolster auseinander fallen, ist es vorteilhaft, alle Dichtungspolster beiderseits fest mit den angrenzenden Roststäben zu verbinden.
Ausserdem wird hiedurch erreicht, dass niemals Schmutz od. dgl. zwischen die Roststäbe und Dichtungspolster gelangen und die Dichtungskonstruktion hiedurch undicht wird.
Der Querschnitt der Roststäbe ist an sich für die Brauchbarkeit der erfindungsgemässen Konstruktion ohne Bedeutung, man wird die Roststäbe der Einfachheit der Gesamtkonstruktion wegen deshalb in der Regel aus hochkant stehenden Flacheisen bilden, doch kann es bei manchen Fugendichtungen vorteilhaft sein, an Stelle von vollwandigen Roststäben fachwerkartige oder rahmenartige Gitterträger als Roststäbe anzuordnen, deren Untergurte sich gegen den Unterbau abstützen, und deren Obergurte bis an die Strassenoberfläche reichen. Derart ausgebildete Roststäbe haben den Vorteil, dass sie bedeutend leichter sind
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hergestellt werden, die zwischen den Roststäben liegenden Dichtungspolster praktisch ein zusammenhängendes Ganzes bilden, in dem die Roststäbe eingebettet und gegen Korrosion geschützt liegen.
Sowohl im Strassen- als auch im Strassenbrückenbau gehen die Bestrebungen dahin, möglichst lange Fahrbahnstrecken-Bauwerksteile-ohne Querfuge auszubilden. Die Folge davon ist, dass die Dehnwege in den Fugen zwischen den Bauwerksteilen ebenfalls grösser werden und die Fugendichtungen, die in die betreffenden Fugen eingesetzt werden, nicht nur eine grössere Breite haben, sondern auch in der Lage sein müssen, grosse Dehnwege zuzulassen, ohne dass sie oder die Fugenränder der Bauwerksteile beschädigt werden. Bei derart langen Bauwerksteilen ist die erforderliche Breite der Fugendichtung oftmals grösser als die sogenannte Aufstandslänge eines Rades in Fahrtrichtung, welche z. B. gemäss deutscher Norm DIN 1072 mit 20 cm anzunehmen ist.
Bei einer solchen Breite der Fugendichtung werden die horizontal wirkenden Brems- und Anfahrkräfte von Fahrzeugen nicht mehr von den die Fugenränder bildenden Bauwerksteilen unmittelbar aufgenommen, sondern die Roststäbe der Fugendichtung werden unter Zusammendrücken der elastischen Dichtungspolster verschoben und geben die Horizontalkräfte über die elastischen Dichtungspolster an die entsprechenden Bauwerksteile weiter. Durch dieses Verschieben der Roststäbe könnte unter Umständen die Druckvorspannung in einem Teil der Dichtungspolster aufgehoben werden, so dass unter besonders ungünstigen Bedingungen sogar Zugspannungen in diesen möglich sind, die zum Lösen der elastischen Dichtungspolster von den Roststäben oder den die Fuge bildenden Bauwerksteilen führen können.
Dabei könnten einzelne Roststäbe, trotz in der Fugendichtung verbliebener gelöster Spannmittel, die als Führungen dienen, unter Verbiegen derselben kippen und die Fugendichtung beschädigen.
Um dieses zu vermeiden, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, die Roststäbe mit den Dichtungspolstern zu Dehnkörpern zusammenzufassen, die mindestens einseitig gegen vorzugsweise als Hohlkasten ausgebildete Zwischenträger anliegen, die derart geführt sind, dass die gleiche Dehnungs- oder Kompressionsbewegung jedes Dehnkörpers ständig gewährleistet ist. Vorzugsweise werden bei dieser Ausführung der Dichtungskonstruktion die Dehnkörper so ausgebildet, dass jeder von ihnen bei grösstmöglicher Ausdehnung nicht grösser als die Aufstandslänge einer Radlast in Fahrtrichtung ist. Die Dehnkörper und die Zwischenträger ruhen auf einer in Dehnungsrichtung der Fugendichtung beweglichen Unterlage.
Durch diese Ausbildung der Fugendichtung wird erreicht, dass auch bei grossen Fugenbreiten die einzelnen Roststäbe niemals soweit horizontal verschoben werden oder kippen können, dass die Vorspannung der elastischen Dichtungspolster aufgehoben wird oder gar Zugspannungen in diesen auftreten können. Mithin ist es mit Hilfe der Erfindung möglich, die Fuge in einer Breite auszubilden, die dem Mehrfachen der Aufstandslänge einer Radlast entspricht. Gegebenenfalls werden dann mehr als zwei von Roststäben und Dichtungspolstern gebildete Dehnkörper nebeneinander angeordnet, die durch zwischen ihnen liegende Zwischenträger zugleich getrennt und verbunden sind.
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grössert. Fig. 21 stellt die Fugendichtung nach Fig. 16 im Grundriss dar.
Fig. 22 ist ein Querschnitt durch eine Dehnungsfuge in einer Strassendecke ähnlich Fig. 10, jedoch sind die der Dehnungsfuge zuge- kehrten Teile der Abschlusskonstruktionen zur Dehnungsfuge hin geknickt, so dass diese oben schmaler als unten ist. Ausserdem ist der Zwischenträger oben breiter als unten, so dass die eingesetzten Dehnkörper der Fugendichtung keilförmig gehalten werden. Fig. 23 stellt einen ähnlichen Querschnitt durch eine
Dehnungsfuge wie Fig. 21 dar, jedoch sind die Anschlusskonstruktionen und der Zwischenträger wie in
Fig. 1 mit vertikalen Kanten ausgeführt ; sie tragen lediglich an ihren oberen Rändern in Längsrichtung der Dehnungsfuge durchlaufende Leisten, so dass auch bei diesem Ausführungsbeispiel die eingesetzten
Dehnkörper keilförmig gehalten sind. Fig. 24 zeigt Ausschnitt,, D" in Fig. 23 vergrössert.
In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Fig. 1 besteht die Fugendichtung aus zwei elastischen
Dichtungspolstern 1, zwischen denen ein I-förmiger Roststab 2 angeordnet ist, sowie aus den beiden
Randeisen 3. Der Fugendichtung ist durch quer hindurch geführte Schrauben 4 eine Vorspannung gegeben, die die Randeisen 3 gegen die die Fuge bildenden Bauwerksteile 5 und 15 presst, sobald die durch eine
Aussparung 6 im Bauwerksteil 5 lösbare Mutter 14 gelöst wird. Die Aussparung 16 im Bauwerksteil15 erlaubt es, die Schraube 4 nach dem Lösen der Mutter 14 zu entfernen ; danach werden die Aussparungen 6 und 16 mit Beton oder einer andern geeigneten Füllmasse vergossen.
Unter der Fuge ist eine Betonplatte 8 als Unterstützung angeordnet, auf der, unter Zwischenschaltung einer Gleitschicht 9 aus Asphalt, Metall oder Kunststoff, die Bauwerksteile 5 und 15 sowie die Randeisen 3 und der Roststab 2 bei Temperatur- änderungen gleiten.
Im Beispiel der Fig. 2 und 3 sind die Bauwerksteile 5 und 15 sowie die Fugendichtung in gleicher Weise auf einer Betonplatte 8 gelagert wie in Fig. 1. Während die Randeisen 18 der Fugendichtung aus Flacheisen bestehen, sind die Roststäbe 10 aus gitterartigen Rahmenträgern gebildet, deren Obergurte 11 mit ihrer Oberkante auf gleicher Höhe liegen wie die Oberflächen der Bauwerksteile 5 und 15.
Die Untergurte 12 der Roststäbe liegen dabei auf der Gleitschicht 9. Die Räume zwischen den Roststäben 10 sind durch elastische Dichtungspolstsr 13 ausgefüllt, die aus Kunststoff bestehen, der vor dem Einbringen der Fugendichtung in die Fuge aufgeschäumt und beim Einbauen zusammengepresst wurde.
In Fig. 4 ist der Einbau einer Fugendichtung im Prinzip dargestellt, die der in den Fig. 3 und 4 ähnlich ist und sich von dieser nur dadurch unterscheidet, dass die als gitterartige Rahmenträger ausgebildeten Roststäbe 17 nicht ganz bis zur Oberfläche der Bauwerksteile 5 und 15 reichen und die Randeisen 23 U-förmig zu den elastischen Dichtungspolstern 13 hin umgebogen sind. Vor dem Einsetzen in die Fuge hat diese Fugendichtung die gleiche Breite 19 wie die Fuge. Sodann werden als Spannmittel an sich bekannte, hier nur schematisch dargestellte Spindelpressen 20 in besondere Aussparungen 21 des Bauwerksteiles 15 eingesetzt und mit ihrer Hilfe die Fugendichung auf die dargestellte Breite zusammengepresst, den elastischen Dichtungspolstern 13 also die gewünschte Vorspannung gegeben.
Anschliessend wird der Zwischenraum 22 zwischen dem Bauwerksteil15 und dem Randeisen 23 mit Beton ausgegossen ; nach dem Abbinden dieses Betons werden die Spindelpressen 22 entfernt und die Aussparungen 21 ebenfalls mit Beton vergossen.
Die aus Flachstählen 22 und elastischen Dichtungspolstern 24 gebildeten Fugendichtungen der Fig. 5 und 6 sind an sich gleich, lediglich die zum Vorspannen verwendeten Spannmittel sind verschieden. In Fig. 5 bestehen die Spannmittel in gleicher Weise aus Schrauben 4 mit Muttern 14 wie im Beispiel der Fig. 1, mit denen die Fugendichtung vor dem Einbauen in die Fuge auf die Breite der letzteren vorgespannt wurde. Nach dem Einbauen werden die Muttern 14 entfernt und die Aussparungen 6 mit Vergussmasse gefüllt. Die Schrauben 4 verbleiben als Führungen und Sicherung gegen Herausheben der Fugendichtung aus der Fuge in der Konstruktion.
In Fig. 6 sind als Spannmittel Zugstangen 25 mit in Schlitzen derselben liegenden Keilen 26 verwendet.
Nach dem Einbauen der Fugendichtung in die Fuge werden die Keile 26 herausgezogen und die Aussparungen 6 vergossen.
Die erfindungsgemässe Fugendichtung der Fig. 7 besteht aus den gleichen Bauelementen wie diejenige der Fig. 5, ist jedoch in einem Querschnitt dargestellt, in dem sich Schrauben 4 nicht befinden. In der Mitte der Fugendichtung ist eine über die Länge derselben durchlaufende Spannschraube 27 angeordnet, die in gleicher Weise wie die im Beispiel der Fig. 8 dargestellte Spannschraube 27, die in ihrer Längsrichtung entsprechend Fig. 9 durch Querfugen 28 in drei Teile 29 und 30 geteilte Fugendichtung zusammenhält und in an sich bekannter Weise vorspannt. Dabei ist die in den Fig. 8 und 9 dargestellte Fugendichtung in gleicher Weise ausgebildet wie die in Fig. 4 dargestellte.
In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 10-14 tragen die die Fuge bildenden Bauwerksteile 5 und 15 an den Fugenrändern je eine Abschlusskonstruktion 31, zwischen denen die aus Dehnkörpern 32 und Zwischenträgern 33 bestehende Fugendichtung angeordnet ist. Die Dehnkörper 32 bestehen aus von Flachstählen gebildeten Roststäben 34 und zwischen diesen angeordneten gummi-elastischen Dichtungspolstern 35, die mit den Roststäben 34 durch Kleben oder Vulkanisieren verbunden sind, so dass jeder Dehnkörper 32 eine Baueinheit bildet. Die Breite eines Dehnkörpers 32 entspricht bei mittlerer Breite der Dehnungsfuge etwa der Aufstandslänge eines Rades 36. An jeder Abschlusskonstruktion 31 sind in Längsrichtung der Fuge 37 in gewissen Abständen Auflager 38 für Auflagerbalken 39 angeordnet, auf denen die Zwischenträger 33 abgestützt sind.
Die Auflager 38 werden durch Seitenbleche 40 gehalten, mit denen sie verschweisst sind, und die mit der Oberkante der Auflagerbalken 39 bündig liegen und
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ebenfalls als Auflager für die Roststäbe 34 dienen, wenn die Fuge 37 grösser ist (Fig. 10,12, 13) als ihre geringste Ausdehnung (Fig. 11). Der Zwischenträger 33 ist mittels angeschweisster Schraube 41 an jedem
Auflagerbalken 39 befestigt.
Die Schraube 41 bildet zugleich das Gelenk 41 a für ein Gestänge 42, das über Gelenke 42 a und Zugstangen 43 an den Seitenblechen 40 gehalten ist und bei Dehnungsbewegungen der Bauwerksteile 5 und 15 die Bewegungen der Auflagerbalken 39 so steuert, dass das Gelenk 41 a, und mit ihm der Zwischenträger 33, stets in der Mitte der Fuge 37 liegt, so dass die elastischen Dichtungs- polster 35 stets in gleichem Masse gedehnt bzw. zusammengedrückt werden.
Wie Fig. 14 erkennen lässt, ist der an der Abschlusskonstruktion 31 anliegende Roststab 34 mit jener durch eine leichte Schweissnaht 44 verbunden. Diese dient zur Abdichtung der Materialfuge 45 und kann mit einer Schleifscheibe leicht entfernt werden, wenn die Fugendichtung aus irgendeinem Grunde einmal aus der Fuge 37 herausgenommen werden muss.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 15 ist der Nachteil in Kauf genommen, dass die Mittellage des Zwi- schenträgers nicht durch besondere Führungsmittel sichergestellt ist. Der Auflagerbalken kann sich daher unter der Einwirkung von Radlasten parallel zum Dehnungsweg der Fuge derart verschieben, dass die
Dehnkörper (Fig. 10) verschiedene Breite einnehmen. Anschläge 56 begrenzen die Bewegungen des
Auflagerbalkens 39 in seiner Längsrichtung. Da jedoch die Dehhnkörper 32 (Fig. 10) gemäss der Er- findung so breit sind, dass sie nur nach Zusammenpressen der elastischen Dichtungspolster 35 (Fig. 10) in die Dehnungsfuge eingebaut werden können, steht die Fugendichtung insgesamt unter Vorspannung, so dass Zugspannungen in den Dichtungspolstern 35 (Fig. 10) nicht auftreten können.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 16-21 ist die Dehnungsfuge 37 zwischen den Bauwerksteilen 5 und
15 so breit, dass sie durch drei, in vorgespanntem Zustand eingebaute Dehnkörper 32 ausgefüllt wird, die durch zwei Zwischenträger 33 voneinander getrennt sind. Der Aufbau dieser Fugendichtung stimmt im wesentlichen mit derjenigen der Fig. 10-14 überein. Lediglich am Längsstoss 46 (Fig. 21) der Rost- stäbe 34 und der Zwischenträger 33 sind zwei Auflagerbalken 39 dicht nebeneinander liegend angeordnet.
Dabei sind beide Auflagerbalken über Gelenke 41 b, die bei engster Fugenstellung etwas versetzt zueinander liegen (Fig. 17), und ein Gestänge 42 b miteinander verbunden, das über Gelenke 42 a und Zugstangen 43 an der Abschlusskonstruktion 31 gehalten ist.
Das Gestänge 42 b steuert, im Zusammenwirken mit den
Zugstangen 43, bei Fugenbewegungen die Bewegungen der Auflagerbalken 39 einander gegenläufig parallel zum Dehnungsweg der Fugendichtung, so dass die Abstände der Zwischenträger 33 untereinander und von den Bauwerksteilen 5 und 15 in ihrer Grösse zwar veränderlich, aber untereinander stets gleich bzw. in einem stets gleich bleibenden Verhältnis sind. Dieses wird zudem noch dadurch erreicht, dass die Zwischenträger 33 nur an einem der beiden nebeneinander liegenden Auflagerträger 39 durch Schweissnähte 49 (Fig. 20) befestigt sind. Schrauben 47 in den Auflagerträgern 39 bilden die Gelenke 41 b.
Die aus Fig. 21 erkennbare Versetzung der Querstösse 46 der Roststäbe 34 gegenüber den Querstössen 48 der Zwischenträger 33 hat den Vorteil, dass die die Fugendichtung belastenden Horizontalkräfte über die verhältnismässig steifen Zwischenträger 33 auf die elastische Fugendichtung in ihrer Länge verteilt werden (um die Stösse dem Betrachter deutlicher werden zu lassen, sind sie durch Schraffur angelegt).
Die Dehnkörper 32 in den Fig. 10,16 und 21 weisen in gewissen Abständen jeweils zwei nebeneinander liegende, die Roststäbe 34 quer durchstossende, in den Zwischenträgern 33 geführte Führungsstäbe 50 auf, die sowohl Längsverschiebungen der Dehnkörper 32 gegenüber den Zwischenträgern 33 vermeiden, als auch ein Herausheben der Dehnkörper 32 aus der Dehnungsfuge 37 verhindern. Ausserdem verteilen sie anteilsmässig die die Roststäbe 34 belastenden Vertikalkräfte aus Verkehrsbelastungen auf die Roststäbe und die Zwischenträger 33.
In den Ausführungsbeispielen der Fig. 22-24 ist auf besondere, die Roststäbe 34 quer durchstossende Führungsstäbe verzichtet. Die Zwischenräume zwischen den Abschlusskonstruktionen 51 und 52 einerseits und den Zwischenträgern 33 bzw. 53 anderseits, in denen die Dehnkörper 32 liegen, sind oben schmaler als unten ausgebildet, so dass die eingebauten Dehnkörper keilförmig in der Dehnungsfuge 37 gehalten werden. Im Beispiel der Fig. 22 sind zu diesem Zwecke die Abschlusskonstruktionen 51 zur Fugenmitte hin geknickt ausgebildet. Ausserdem ist der Zwischenträger 53 trapezförmig oben breiter als unten.
Die den Dehnkörpern 32 vor dem Einbauen in die Dehnungsfuge 37 durch Zusammenpressen der gummielastischen Dichtungspolster 35 gegebene Vorspannung drückt die Roststäbe 34 auseinander und presst diese dichtend und mit vertikaler Kraftkomponente nach unten haltend gegen die Abschlusskonstruktion 51 und den Zwischenträger 53.
Im Beispiel der Fig. 23, von der Fig. 24 den Ausschnitt "D" vergrössert zeigt, liegen die Dehnkörper 32 ebenso keilförmig in der Dehnungsfuge 37 wie in Fig. 22, jedoch sind die Abschlusskonstruktionen 52 und der Zwischenträger 33 mit vertikalen Seitenflächen ausgeführt. Die Zwischenräume zwischen den Abschlusskonstruktionen 52 einerseits und dem Zwischenträger 33 anderseits, in denen die Dehnkörper 32 liegen, sind nur durch an den Oberkanten der Abschlusskonstruktionen 52 und des Zwischenträgers 33 durch Schweissnähte 54 befestigte, in der Länge der Dehnungsfuge 37 durchlaufende Anschlagleisten 55 oben schmaler als unten ausgebildet. Die Zwischenträger 33 bzw. 53 sind mit den Auflagerbalken 39 mittels Schrauben 57 verbunden.
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Method for prestressing and installing rod-like joint seals for expansion joints in streets and sidewalks, in particular for road crossings on road bridges, as well as joint sealing for carrying out the method
For sealing the joints in streets and sidewalks and as a transition from the carriageways of
Road bridges on the adjoining roads have become known rod-like joint seals, which consist of flat steel-shaped grate bars standing on a narrow side, between which elastic material in the form of sealing pads made of rubber or plastic is arranged. The sealing pads are firmly connected to the grate bars, for.
B. by vulcanization or by introducing the elastic material into the spaces between the grate bars in the liquid state, so that grate bars and sealing pads together form an elastic body. These known expansion bodies have hitherto been designed in such a way that they are stress-free or even receive tensile stresses with the greatest joint width.
The consequence of this is that they are not tight in this state, so that water and dirt can penetrate into the gaps, which ultimately damage the joint seal. Attempts have been made to counteract this disadvantage by connecting the sealing padding or the grate bars resting on the joint walls with the structural parts forming the joint by means of screws or the like, but the successes achieved are not satisfactory.
According to a known proposal, the disadvantages mentioned are to be avoided in that the bar grate-like joint seal is placed and held under pretension in such a way that the rubber cushions between the grate bars are free of pretension during none of the expected expansion movements, i.e. H. Are compressive stress. To achieve this, the joint seal should be inserted into the joint to be sealed at the point of use and pretensioned in this, u. betw. in such a way that the grate bars and the rubber cushions are individually inserted into the joint, whereby the rubber cushions can be connected either on one side with the grate bars or in pairs with rubber cushions in between, and that the rubber cushions only after the individual elements have been introduced be prestressed within the joint.
In order to introduce the pretension into the joint seal, it is pressed together within the joint by a number of screw jacks, which are supported against a horizontal girder which, together with the screw jacks, is placed in a correspondingly large space between one side of the seal construction and the adjoining road .
After pressing together, the screw jacks are removed and the space between the sealing structure and the roadside that previously accommodated them is filled with road material.
Although this known joint seal has the advantage that it is tight even with the greatest expansion of the joint as a result of the prestress in the rubber cushions, the method for producing it has the particular disadvantage that a great deal of work equipment, labor and time is necessary on the construction site .
The invention avoids these disadvantages through the teaching of a method for prestressing and installing rod-like joint seals for expansion joints in streets and sidewalks, in particular for road crossings on road bridges, which consist of grate rods and sealing cushions arranged between them, which are prestressed in such a way that even when the largest occurs Joint width transversely to the expansion joint a pressure is exerted on the joint walls, and this is to be carried out in such a way that the joint seal is combined into an installation unit, pressed together and in this by means of tensioning means known per se and connected to the joint seal, transversely to the expansion joint, before installation in the expansion joint Condition is inserted into the expansion joint and cast,
and that after the potting compound has hardened between the joint seal and the joint edges, the clamping means are released or removed.
The procedure is that the entire joint seal is combined as a built-in unit in the factory, pre-tensioned with the clamping devices and, in this state, transported to the construction site and inserted into the joint. This results in the considerable progress that, since the seal can be assembled and pre-tensioned quickly, precisely, safely and cleanly in the factory with the help of the devices that are always available there, a gain in accuracy and a reduction in the time-consuming construction site
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work to a minimum, namely the simple insertion of the seal as well as the casting and loosening of the clamping devices.
Screw bolts inserted transversely through the expansion body are suitable as tensioning means, which have a nut at one end or at both ends, the tightening of which compresses the joint seal and gives the sealing pads the pretensioning, and which are released after the joint seal has been installed so that the sealing pads can work.
Instead of screw bolts, tension rods can also be used as tensioning means, which either have a stop on one side and an opening on the other side or an opening at both ends into which wedges are driven for tensioning, which after the joint seal has been installed in the Joint can be removed again.
The screw bolts or the tie rods can be left in the joint seal after the joint seal has been installed and the nuts removed, so that they counteract any forces that tend to lift the joint seal out of the joint. If such forces are not to be expected or if they are absorbed in some other way, the clamping devices will always be removed after the joint seal has been installed in the joint so that the joint seal can be lifted out of the joint more easily if necessary.
In order to prevent the grate bars and the sealing pad from falling apart when the sealing structure is removed from the joint, if this should be necessary for any reason, it is advantageous to firmly connect all the sealing pads on both sides to the adjacent grate bars.
In addition, this ensures that dirt or the like never get between the grate bars and the sealing pad and the sealing construction becomes leaky as a result.
The cross-section of the grate bars is in itself irrelevant for the usability of the construction according to the invention; for the sake of simplicity of the overall construction, the grate bars are therefore usually formed from upright flat iron, but with some joint seals it can be advantageous to use lattice-like bars instead of solid grate bars or to arrange frame-like lattice girders as grate bars, whose lower chords are supported against the substructure and whose upper chords extend to the road surface. Grate bars designed in this way have the advantage that they are significantly lighter
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are produced, the sealing cushions lying between the grate bars practically form a coherent whole in which the grate bars are embedded and protected against corrosion.
In both road and road bridge construction, efforts are being made to create the longest possible carriageway sections - structural parts - without transverse joints. The consequence of this is that the expansion paths in the joints between the building parts also become larger and the joint seals that are used in the joints concerned not only have a greater width, but must also be able to allow large expansion paths without this they or the joint edges of the structural components are damaged. With such long structural parts, the required width of the joint seal is often greater than the so-called contact length of a wheel in the direction of travel, which z. B. according to the German standard DIN 1072 is to be assumed with 20 cm.
With such a width of the joint seal, the horizontally acting braking and starting forces of vehicles are no longer directly absorbed by the structural parts forming the joint edges, but the grate bars of the joint seal are shifted by compressing the elastic sealing pads and transfer the horizontal forces to the corresponding ones via the elastic sealing pads Structural parts continue. This shifting of the grate bars could, under certain circumstances, release the pressure pre-tension in some of the sealing cushions, so that under particularly unfavorable conditions even tensile stresses are possible in these, which can lead to the loosening of the elastic sealing cushions from the grate bars or the structural parts forming the joint.
In this case, individual grate bars, despite the loosened tensioning means remaining in the joint seal, which serve as guides, tilt while bending them and damage the joint seal.
In order to avoid this, it is proposed in a further embodiment of the invention to combine the grate bars with the sealing pads to form expansion bodies, which at least on one side rest against intermediate beams, preferably designed as hollow boxes, which are guided in such a way that the same expansion or compression movement of each expansion body is constantly guaranteed . In this embodiment of the sealing construction, the expansion bodies are preferably designed in such a way that each of them is not greater than the contact length of a wheel load in the direction of travel when it is as large as possible. The expansion bodies and the intermediate carriers rest on a base that is movable in the direction of expansion of the joint seal.
This design of the joint seal ensures that, even with large joint widths, the individual grate bars can never be horizontally displaced or tilted to such an extent that the pretensioning of the elastic sealing cushions is canceled or even tensile stresses can occur in them. It is therefore possible with the aid of the invention to form the joint in a width which corresponds to a multiple of the contact length of a wheel load. If necessary, more than two expansion bodies formed by grate bars and sealing pads are then arranged next to one another, which are at the same time separated and connected by intermediate carriers between them.
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increases. Fig. 21 shows the joint seal according to Fig. 16 in plan.
22 is a cross-section through an expansion joint in a road surface similar to FIG. 10, but the parts of the closure structures that are assigned to the expansion joint are bent towards the expansion joint so that it is narrower at the top than at the bottom. In addition, the intermediate support is wider at the top than at the bottom, so that the expansion bodies used in the joint seal are held in a wedge-shaped manner. Fig. 23 shows a similar cross section through a
Expansion joint as in FIG. 21, but the connecting structures and the intermediate carrier are as in FIG
Fig. 1 executed with vertical edges; they only have strips running through their upper edges in the longitudinal direction of the expansion joint, so that in this exemplary embodiment the used
Expansion bodies are held in a wedge shape. FIG. 24 shows section “D” in FIG. 23 enlarged.
In the embodiment of the invention according to FIG. 1, the joint seal consists of two elastic ones
Sealing pads 1, between which an I-shaped grate bar 2 is arranged, and from the two
Edge iron 3. The joint seal is given a preload by transversely guided screws 4, which presses the edge iron 3 against the structural parts 5 and 15 forming the joint as soon as the through a
Recess 6 in the building part 5 releasable nut 14 is released. The recess 16 in the building part 15 allows the screw 4 to be removed after loosening the nut 14; then the recesses 6 and 16 are cast with concrete or another suitable filling compound.
A concrete slab 8 is arranged as support under the joint, on which, with the interposition of a sliding layer 9 made of asphalt, metal or plastic, the structural parts 5 and 15 as well as the edge irons 3 and the grate bar 2 slide when the temperature changes.
In the example of FIGS. 2 and 3, the structural parts 5 and 15 and the joint seal are mounted in the same way on a concrete slab 8 as in FIG. 1. While the edge irons 18 of the joint seal consist of flat iron, the grate bars 10 are formed from lattice-like frame girders, the upper chords 11 of which lie with their upper edge at the same height as the surfaces of the structural parts 5 and 15.
The bottom chords 12 of the grate bars lie on the sliding layer 9. The spaces between the grate bars 10 are filled with elastic sealing pads 13 made of plastic that was foamed into the joint before the joint seal was introduced and pressed together during installation.
In Fig. 4 the installation of a joint seal is shown in principle, which is similar to that in Figs. 3 and 4 and differs from this only in that the grate bars 17, which are designed as lattice-like frame girders, do not extend all the way to the surface of the structural parts 5 and 15 range and the iron edges 23 are bent in a U-shape towards the elastic sealing pads 13. Before it is inserted into the joint, this joint seal has the same width 19 as the joint. Screw presses 20, which are known per se and are only shown schematically here, are then used as clamping means in special recesses 21 of the structural part 15 and, with their help, the joint seal is pressed together to the width shown, giving the elastic sealing pads 13 the desired pretension.
Subsequently, the space 22 between the structural part 15 and the edge iron 23 is filled with concrete; After this concrete has set, the screw presses 22 are removed and the recesses 21 are also cast with concrete.
The joint seals of FIGS. 5 and 6 formed from flat steels 22 and elastic sealing pads 24 are basically the same, only the tensioning means used for prestressing are different. In Fig. 5, the tensioning means consist in the same way of screws 4 with nuts 14 as in the example of Fig. 1, with which the joint seal was pretensioned to the width of the latter prior to installation in the joint. After installation, the nuts 14 are removed and the recesses 6 are filled with potting compound. The screws 4 remain in the construction as guides and to prevent the joint seal from being lifted out of the joint.
In FIG. 6, tie rods 25 with wedges 26 located in slots thereof are used as tensioning means.
After installing the joint seal in the joint, the wedges 26 are pulled out and the recesses 6 are cast.
The joint seal according to the invention of FIG. 7 consists of the same structural elements as that of FIG. 5, but is shown in a cross section in which screws 4 are not located. In the middle of the joint seal there is arranged a tensioning screw 27 which runs the length of the same and which, in the same way as the tensioning screw 27 shown in the example in FIG. 8, is divided into three parts 29 and 30 in its longitudinal direction according to FIG Joint seal holds together and prestresses in a manner known per se. The joint seal shown in FIGS. 8 and 9 is designed in the same way as that shown in FIG.
In the embodiment of FIGS. 10-14, the structural parts 5 and 15 forming the joint each have a closing structure 31 at the joint edges, between which the joint seal consisting of expansion bodies 32 and intermediate carriers 33 is arranged. The expansion bodies 32 consist of grate bars 34 formed from flat steel and rubber-elastic sealing pads 35 arranged between them, which are connected to the grate bars 34 by gluing or vulcanization, so that each expansion element 32 forms a structural unit. The width of an expansion body 32 corresponds approximately to the contact length of a wheel 36 with the middle width of the expansion joint. On each end structure 31 in the longitudinal direction of the joint 37 supports 38 for support beams 39 are arranged at certain intervals, on which the intermediate beams 33 are supported.
The supports 38 are held by side plates 40 to which they are welded and which are flush with the upper edge of the support beams 39 and
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also serve as a support for the grate bars 34 when the joint 37 is larger (Fig. 10, 12, 13) than its smallest dimension (Fig. 11). The intermediate carrier 33 is by means of welded screw 41 on each
Support beam 39 attached.
The screw 41 at the same time forms the joint 41 a for a linkage 42, which is held on the side plates 40 via joints 42 a and tie rods 43 and controls the movements of the support beams 39 when the structural parts 5 and 15 expand so that the joint 41 a, and with it the intermediate carrier 33 always lies in the center of the joint 37, so that the elastic sealing pads 35 are always stretched or compressed to the same extent.
As can be seen from FIG. 14, the grate bar 34 resting on the end structure 31 is connected to the latter by a light weld seam 44. This serves to seal the material joint 45 and can easily be removed with a grinding wheel if the joint seal has to be removed from the joint 37 for whatever reason.
In the exemplary embodiment in FIG. 15, the disadvantage is accepted that the central position of the intermediate support is not ensured by special guide means. The support beam can therefore move under the action of wheel loads parallel to the expansion path of the joint in such a way that the
Stretch bodies (Fig. 10) take different widths. Stops 56 limit the movements of the
Support beam 39 in its longitudinal direction. However, since the expansion bodies 32 (FIG. 10) according to the invention are so wide that they can only be installed in the expansion joint after the elastic sealing pads 35 (FIG. 10) have been pressed together, the joint seal is under overall tension, so that tensile stresses in the sealing pads 35 (Fig. 10) cannot occur.
In the embodiment of FIGS. 16-21, the expansion joint 37 is between the structural parts 5 and
15 so wide that it is filled by three stretch bodies 32 built in in a prestressed state, which are separated from one another by two intermediate supports 33. The structure of this joint seal essentially corresponds to that of FIGS. 10-14. Only on the longitudinal joint 46 (FIG. 21) of the grate bars 34 and the intermediate carrier 33 are two support bars 39 arranged close to one another.
Both support beams are connected to one another via joints 41 b, which are slightly offset from one another in the narrowest joint position (FIG. 17), and a linkage 42 b, which is held on the closing structure 31 via joints 42 a and tie rods 43.
The linkage 42 b controls, in cooperation with the
Tie rods 43, with joint movements, the movements of the support beams 39 in opposite directions parallel to the expansion path of the joint seal, so that the distances between the intermediate supports 33 and from the structural parts 5 and 15 are variable in size, but always the same or always the same Ratio are. This is also achieved in that the intermediate supports 33 are only attached to one of the two adjacent support supports 39 by weld seams 49 (FIG. 20). Screws 47 in the support beams 39 form the joints 41 b.
The offset of the transverse joints 46 of the grate bars 34 in relation to the transverse joints 48 of the intermediate supports 33, which can be seen in FIG. 21, has the advantage that the horizontal forces that burden the joint seal are distributed over the length of the elastic joint seal via the relatively stiff intermediate supports 33 (around the joints To make the viewer clearer, they are created by hatching).
The expansion bodies 32 in FIGS. 10, 16 and 21 each have two adjacent guide rods 50, which are located next to one another, cross the grate bars 34 and are guided in the intermediate carriers 33, and which prevent longitudinal displacements of the expansion bodies 32 relative to the intermediate carriers 33 as well prevent the expansion bodies 32 from being lifted out of the expansion joint 37. In addition, they proportionally distribute the vertical forces loading the grate bars 34 from traffic loads to the grate bars and the intermediate carriers 33.
In the exemplary embodiments in FIGS. 22-24, special guide rods penetrating transversely through the grate rods 34 are dispensed with. The spaces between the end structures 51 and 52 on the one hand and the intermediate beams 33 and 53 on the other hand, in which the expansion bodies 32 are located, are narrower at the top than at the bottom, so that the built-in expansion bodies are held in a wedge shape in the expansion joint 37. For this purpose, in the example in FIG. 22, the closing structures 51 are designed to be bent towards the center of the joint. In addition, the intermediate carrier 53 is trapezoidally wider at the top than at the bottom.
The pretension given to the expansion bodies 32 prior to installation in the expansion joint 37 by compressing the rubber-elastic sealing pad 35 pushes the grate bars 34 apart and presses them sealingly and with a vertical force component downwards against the closure structure 51 and the intermediate carrier 53.
In the example of FIG. 23, of which FIG. 24 shows the detail "D" enlarged, the expansion bodies 32 are also wedge-shaped in the expansion joint 37 as in FIG. 22, but the end constructions 52 and the intermediate carrier 33 are designed with vertical side surfaces. The gaps between the end constructions 52 on the one hand and the intermediate support 33 on the other hand, in which the expansion bodies 32 are located, are only narrower than the upper edges of the end constructions 52 and the intermediate support 33 through welded seams 54 along the length of the expansion joint 37 trained below. The intermediate supports 33 and 53 are connected to the support beams 39 by means of screws 57.
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