AT394591B - Verstaerkungskonstruktion fuer die verbindung zwischen dem mittelprofil und der traverse bei einer einen fahrbahnuebergang bildenden traegerrostfuge - Google Patents

Description

AT 394 591 B

Die Erfindung betrifft eine Verstärkungskonstruktion für die biegesteife Verbindung zwischen dem Mittelprofil und der quer zu diesem verlaufenden Traverse bei einer einen Fahrbahnübergang bildenden Trägerrostfuge zum nachträglichen Anbringen im Falle einer Fahrbahnaufstockung.

Es ist bekannt, Fahrbahnübergangskonstruktionen, wie sie sich beispielsweise aus der Notwendigkeit von Ausdehnungsfugen bei Brücken ergeben, als Trägerrostfuge auszubilden. Hierbei wird die quer zur Fahrbahnrichtung verlaufende Fuge durch zwei im Fugenäbstand zueinander angeordnete Randprofile begrenzt, zwischen denen gleichfalls quer zur Fahrbahnrichtung verlaufende Mittelprofile angeordnet sind. Die Randprofile und die Mittelprofile sind von Stahlträgern gebildet, deren Oberseite im wesentlichen in Höhe der Oberfläche der Fahrbahn liegt. Die Mittelprofile sind jeweils über eigene Traversen, die von hohlen Stahlträgern gebildet sind, sich in Fahrbahnlängsrichtung erstrecken und mit denen sie fest verbunden sind, in Fahrbahnlängsrichtung verschieblich abgestützt. Dies ist beispielsweise bekannt aus der AT-PS 326 720 oder der DE-OS 33 07 648, wo diese Verbindung durch Schweißen hergestellt ist, oder der AT-PS 333 831, wo Schrauben verwendet werden, sowie der EP-A-00 39 454. Dazu sind die Traversen an ihren Enden in Traversenkästen auf gegenüberliegenden Seiten der Fuge entsprechend gelagert. Durch eine Federanordnung ist gewährleistet, daß · unabhängig von der sich temperaturabhängig ändernden Breite der Fuge - die Mittelprofile mit gleichen Zwischenabständen zueinander und zu den beiden Randprofilen angeordnet sind, die Fuge also durch die Mittelprofile nach Art eines Rostes in schmalere Spalten unterteilt ist.

Im Straßenbau (Autobahnbau) wird verschiedentlich zunächst eine provisorische Fahrbahn erstellt und erst nach dem Abklingen von Setzungserscheinungen, beispielsweise nach einem Zeitraum von sieben Jahren, die endgültige Fahrbahnplatte aufgebracht. Eine solche Fahrbahnaufstockung erfordert auch die nachträgliche Aufstockung der Übergangskonstruktionen im Bereich der Brücken. Dementsprechend müssen dann auch die Randprofile und Mittelprofile erhöht werden, indem eine neue Lage von Rand- und Mittelprofilen aufgesetzt wird. Im übrigen kann die alte Fahrbahnübergangskonstruktion beibehalten werden.

Das Anbringen der neuen Lage von Profilen zur Höhenanpassung ist an sich unproblematisch. Kritisch sind jedoch die sich dadurch ergebenden Belastungsveränderungen. Von den die Übergangskonstruktion passierenden Fahrzeugen werden Brems- und Anfahrkräfte auf die Mittelprofile übertragen, so daß Biegemomente und Torsionsmomente auf die Verbindung zwischen dem Mittelprofil und der Traverse einwirken. Daher ist diese Verbindung biegesteif ausgeführt. Durch das Aufsetzen eines neuen Profils vergrößert sich der Momentenarm, so daß die Biegemomentbelastung sich beispielsweise verdoppelt. Aus diesem Grunde sind im allgemeinen Maßnahmen zur zusätzlichen und insbesondere nachträglichen Verstärkung der Verbindung zwischen Mittelprofil und Traverse erforderlich.

Die Schwierigkeit einer solchen nachträglichen Verstärkung ergibt sich daraus, daß sie im Normalfall auf der Baustelle durchgeführt werden muß. Die Traversen sind ja in den Traversenkästen eingebaut und praktisch nicht demontierbar. Außerdem muß die Verstärkung von der Oberseite der Fahrbahn her durch den schmalen Spalt zwischen benachbarten Mittelprofilen eingebaut bzw. eingeschweißt werden. Die meisten Trägerrostfugen sind nämlich nicht von unten her zugänglich. Maßnahmen zum nachträglichen Aufbau der Übergangskonstruktion oder zur nachträglichen Verstärkung derselben sind aus dem Stand der Technik nicht bekannt.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verstärkungskonstruktion für die Verbindung zwischen Mittelprofil und Traverse zu schaffen, die vergleichsweise einfach nachträglich von oben durch den Spalt zwischen benachbarten Profilen anzubringen ist und zu einer wesentlichen Erhöhung der Biege-und Torsionsfestigkeit führt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch zwei Rippen, die mit Erstreckung in Längsrichtung der Traverse auf gegenüberliegenden Seiten des Mittelprofils auf den oberen Gurt der Taverse aufgeschweißt sind, und aus zwei Stützplatten, die jeweils mit Neigung in Traversenlängsrichtung und mit einer Quererstreckung in Längsrichtung des Mittelprofils an ihrem unteren Ende mit der einen bzw. der anderen Rippe und an ihrem oberen Ende mit dem Mittelprofil verschweißt sind.

Diese Verstärkung durch zwei Rippen und zwei Stützplatten ist vergleichsweise einfach sowie wirkungsvoll und läßt sich insbesondere von oben her anbringen. Die am tiefsten im Spalt zwischen benachbarten Profilen durchzuführenden Schweißarbeiten am oberen Gurt der Traverse kann etwa in der Spaltmitte erfolgen, und entsprechendes gilt für die Schweißverbindung am unteren Ende der Stützplatten. Die Schweißverbindung am oberen Ende der Stützplatten kann durch die Wahl der Plattenabmessungen ohnehin in einen gut zugänglichen Bereich gelegt werden. Es verwundert daher nicht, daß diese Verstärkung auch unter Baustellenbedingungen eine Schweißqualität erreicht, welche die erforderliche Dauerfestigkeit gewährleistet, wie die Dauerschwingversuche gezeigt haben. Dabei ergibt sich durch das schräge Ansetzen der beiden Stützplatten eine wesentliche Verbreiterung der Auflageibasis des Mittelprofils auf der Traverse. Dort werden die Biege- und Torsionsmomente als Kräftepaar über die beiden aufgeschweißten Rippen aufgenommen und abgeleitet, wodurch eine wesentlich höhere Belastbarkeit erreicht und den größeren Anforderungen im Falle einer Fahrbahnaufstockung entsprochen wird.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform sind die Rippen nur an ihren beiden unteren Längskanten mit dem oberen Gurt der Traverse verschweißt. Hierdurch vereinfachen sich die Schweißarbeiten und werden für die Dauerfestigkeit der Traverse nachteilige Quemähte vermieden, die quer zur Zugspannungsrichtung im Obergurt der Traverse verlaufen würden. Ersichtlich kann eine ausreichend belastbare Schweißverbindung zwischen den -2-

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Rippen und der Traverse durch eine entsprechende Länge der Rippen sichergestellt werden.

Ferner ist vorgesehen, daß die unteren Enden der Stützplatte einen Einschnitt aufweisen, mit dem sie sattelartig auf die betreffende Rippe aufgesetzt sind. Durch diese Maßnahme wird nicht nur eine gegenseitige Ausrichtung zwischen Rippe und Stützplatte, sondern auch eine im Interesse der Festigkeit liegende vergleichsweise lange Schweißnaht zwischen den beiden Teilen erreicht, die unter Berücksichtigung der Neigungsstellung der Stützplatte vergleichsweise gut von oben her zugänglich ist.

Ferner ist vorgesehen, daß die Rippen ein Rechteckprofil aufweisen. Dieses Profil führt zu stabilen Rippen, bringt keine Behinderungen beim Aufschweißen auf die Traverse und führt zu einer geeigneten langen Schweißnaht zwischen Rippe und Stützplatte.

Es ist vorteilhaft, wenn bei einer biegesteifen Verbindung mit einem zwischen der Traverse und dem Mittelprofil eingeschweißten Rohrstück die Rippen eine geringere Höhe als das Rohrstück aufweisen. In diesem Fall behindern die Rippen selbst bei weitem Vorspringen gegenüber dem Mittelprofil nicht das Zusammenschieben der Mittelprofile im Falle einer starken Verengung der Fuge, weil das benachbarte Profil sich dabei über die Rippe hinwegbewegt. Insoweit besteht also eine größere Freiheit im Hinblick auf die Bemessung und Anordnung der Verstärkungsteile.

Ferner ist es sinnvoll, die Rippen und Stützplatten jeweils gleich auszübilden und.symmetrisch zur vertikalen Mittelebene des Mittelprofils anzuordnen. Neben Vorteilen bei der Herstellung und Anbringung, führt die Symmetrie auch zu gleichmäßiger Belastung und damit größtmöglicher Festigkeit

Ferner ist es vorteilhaft wenn die Stützplatten gegenüber der Vertikalen um einen Winkel zwischen 20° und 30° geneigt sind. Ebenso wird es als zweckmäßig angesehen, wenn die Stützplatten oberhalb der Höhenmitte des Mittelprofils an dieses angeschlossen sind. Außerdem können die Stützplatten eine die Qnoabmessung der Traverse übersteigende Breite aufweisen, was eine entsprechend lange Verbindungsnaht mit dem Mittelprofil ermöglicht und auch auf diese Weise zu einer Erhöhung der Festigkeit beiträgt.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfragend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert Es zeigt*

Fig. 1 die eingeschweißte Verstärkung in einem quer zur Fuge verlaufenden Vertikalschnitt, wobei die beiden benachbarten Profile teilweise dargestellt sind und eine aufgesetzte neue Lage von Profilen strichpunktiert angedeutet ist;

Fig. 2 einen Horizontalschnitt längs Linie (II) in Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht der in Fig. 1 und 2 dargestellten Verstärkung;

In Fig. 1 ist die Fuge (1) einer Fahrbahnübergangskonstruktion zu erkennen. Die Fuge (1) ist zwischen zwei Randprofilen ausgebildet, von denen nur das eine Randprofil (2) aus Fig. 1 zu ersehen ist Diesem liegt das andere Randprofil spiegelsymmetrisch im Fugenabstand gegenüber. In da Fuge (1) sind parallel zum Randprofil (2) Mittelprofile angeordnet, von denen nur das Mittelprofil (3) dargestellt und in Fig. 1 noch ein in gleicher Weise ausgebildetes weiteres Mittelprofil teilweise eingezeichnet ist Wie dargestellt sind die Mittelprofile (3), (4) als Hochkant angeordnete Hohlträger mit T-förmig vertagenden Profilklauen (5) sowie ebener Oberseite (6) und Unterseite (7) ausgebildet. Die Mittelprofile (3), (4) sind höhengleich angeordnet, so daß ihre Oberseiten (6) ebenso wie die Oberseite (8) der Randprofile (2) in einer Ebene liegen, in der auch die Oberflächen der auf gegenüberliegenden Seiten der Fuge (1) benachbarten (alten) Fahrbahn verlaufen.

Die Mittelprofile (3), (4) sind quer zu ihrer Erstreckungsrichtung und damit auch zur Fuge (1) verschiebbar gelagert, wobei sie mittels nicht dargestellter Federanordnungen in gleichmäßigen Abständen zu den benachbarten Profilen (2), (3), (4) gehalten werden, so daß sie sich bei einer ausdehnungsbedingten Änderung der Fugenbreite verstellen und stets gleichmäßig über die Fuge (1) verteilt sind.

Alle Mittelprofile (3), (4) sind in gleicher Weise über eigene Traversen abgestützt, von denen nur eine dem Mittelprofil (3) zugeordnete Traverse (9) dargestellt ist. Die Traverse (9) ist ein gemäß Fig. 3 hochkant angeordneter Stahlträger mit rechteckigem Hohlquerschnitt. Seine Enden sind an gegenüberliegenden Seiten der Fuge (1) in nicht dargestellten Traversenkästen so gelagert, daß sie sich entsprechend den Einstellbewegungen des Mittelprofils (3) verschieben können. Diese Verschiebebewegung ist erforderlich, weil das Mittelprofil (3) unter Zwischenfügung eines Rohrstücks (10) fest mit der Traverse (9) verschweißt ist. Dazu ist das Rohrstück (10) an seiner einen Stirnseite mit dem oberen Gurt (11) da Traverse (9) und an seina andaen Stirnseite mit der Unterseite (7) des Mittelprofils (3) verschweißt. Die Traversenkästen und Auflagerfür die Traverse (9) sind nicht dargestellt.

Die bisher beschriebene Fahibahnübagangskonstruktion in der Bauart einer Trägenostfiige ist bekannt. Dabei ist die Verbindung zwischen Mittelprofil (3) und Traverse (9) ausreichend biegesteif und torsionssteif, um die an der Oberseite (6) des Mittelprofils (3) wirksam wadenden horizontal in Längsrichtung da Fahrbahn und damit der Traverse (9) angreifenden Kräfte aufzunehmen und über die Enden der Taverse (9) in das Bauwerk (Pfeüetkopf oder dergleichen Unterstützung) einzuleiten.

Eine Verstärkung der Verbindung zwischen dem Mittelprofil (3) und der Traverse (9) wird jedoch erforderlich, warn die Fahrbahn aufgestockt wird und dementsprechend auch die Rand- und Mittelprofile (2), (3), (4) erhöht werden müssen, wie es in Fig. 1 angedeutet ist. Danach wird auf die Oberseite (6) der Mittelprofile (3) , (4) über ein Zwischenstück (12) ein Aufstockungsmittelprofil (13) und auf die Oberseite (8) der Randprofile (2) über ein Zwischenstück (14) ein Aufstockungsrandprofil (15) aufgesetzt. Diese der Erhöhung dienenden Teile (12 -15) werden durch Schweißen angebracht. Wie dagestellt liegen die Oberseiten (16) der -3-

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Aufstockungsmittelprofile (13) und die Oberseiten (17) der Aufstockungsrandprofile (15) wiederum in einer horizontalen Ebene, die der Höhenlage der aufgestockten Fahrbahnoberfläche entspricht Ferner ist dargestellt daß die Aufstockungsmittelprofile (13) und Aufstockungsrandprofile (15) in geringem Abstand unterhalb ihrer oberen Enden Profilnuten (18) bzw. (19) aufweisen, die sich paarweise zugewandt sind. Diese Profilnuten (18), (19) dienen der Aufnahme des Randwulstes von nicht dargestellten Dichtungsbändem, die sich in Fugenlängsrichtung zwischen benachbarten Profilen (13), (15) erstrecken und eine Abdichtung gegen Eindringen von Wasser und Schmutz bilden.

Nach erfolgter Aufstockung greifen die Brems- und Anfahrkräfte nicht mehr an der Oberseite (6) des Mittelprofils (3), sondern an der Oberseite (16) des Aufstockungsmittelprofils (13) an, so daß sie mit einem vergrößerten - entsprechend der Zeichnung etwa verdoppelten - Hebelarm auf die Verbindung zwischen dem Mittelprofil (3) und der Traverse (9) einwirken. Wegen der stärkeren Belastung wurde jede Verbindungsstelle mit einer zusätzlichen Verstärkungskonstruktion (20) versehen. Diese weist zwei Rippen (21) und (22) von rechteckigem Querschnitt und zwei ebene Stützplatten (23) und (24) auf. Die beiden Rippen und die beiden Stützplatten sind gleich ausgebildet und wie aus Fig. 1 zu ersehen, auf gegenüberliegenden Seiten der vertikalen Längsmittelebene (25) des Mittelprofils (3) in zueinander symmetrischer Anordnung mit dem oberen Gurt (11) der Traverse, bzw. mit dem Mittelprofil (3) sowie miteinander verschweißt.

Die Rippen (21), (22) weisen eine etwas geringere Höhe als das Rohrstück (10) auf, sind im Abstand zu diesem angeordnet und erstrecken sich in Längsrichtung der Traverse (9) bis über die Mitte zwischen dem Mittelprofil (3) und den benachbarten Profilen (2), (4) hinaus. Die an ihren äußeren Enden abgeschrägten Rippen (21), (22) sind nur an ihren beiden unteren Längskanten (26) und (27) mittels zweier Kehlnähte (28), (29) mit der Traverse (9) verschweißt, wodurch sie in der vertikalen Längsmittelebene (30) der Traverse (9) befestigt sind. Die Kehlnähte (28),(29) verlaufen in Richtung der Zugspannung im oberen Gurt (11) der Traverse (9), was für deren Dauerfestigkeit von Vorteil ist.

Jede Stützplatte, (23), (24) weist an ihrem unteren Ende abgeschrägte Ecken sowie einen rechteckigen Einschnitt (31) auf, mit dem sie sattelartig und mittig auf die Längsmittelebene (30) der Traverse (9) ausgerichtet auf die Rippe (21) bzw. (22) aufgesetzt ist. Dabei ist die Stützplatte unter dem Winkel (a) gegenüber der Vertikalen in Längsrichtung der Traverse (9) geneigt, so daß sie mit ihrem oberen Ende und über ihre ganze Breite am Mittelprofil (3) anliegt. Der Winkel (a) beträgt im dargestellten Ausführungsbeispiel 24° und kann je nach den Gegebenheiten des Einzelfalles variieren, beispielsweise innerhalb eines Bereichs von 20° bis 30°. Die Verbindung des geraden oberen Endes der Stützplatte (23) bzw. (24) mit dem Mittelprofil (3) erfolgt wie dargestellt, mittels einer einzigen horizontal verlaufenden Schweißnaht (32). Aus der Darstellung in Fig. 1 wird deutlich, daß die Verstärkungskonstruktion (20) nachträglich eingebaut werden kann, bevor die Aufstockungsteile (12 -15) angebracht werden. Hierfür ist es entscheidend, daß alle drei Nähte (28), (29) und (32) gerade und horizontal verlaufen sowie insbesondere vergleichsweise von oben durch den Spalt zwischen benachbarten Profilen (2), (3) und (3), (4) zugänglich sind. Dieses wird bei den Nähten (28) und (29) durch deren Verlagerung in den Bereich der Spaltmitte erreicht, während die Schweißnaht (32) aufgrund der Höhenlage einwandfrei zugänglich ist Die vorgesehene Verschweißung zwischen der Rippe (21), (22) und der Stützplatte (23) bzw. (24) ist zwar weniger günstig, kann jedoch vor dem Einsetzen in den Spalt durchgeführt werden. Daher kann wie dargestellt, nicht nur auf der Außenseite der Stützplatte eine Schweißnaht (33), sondern auch auf der Innenseite der Stützplatte eine Schweißnaht (34) vorgesehen sein, die entlang dem Rand des Einschnitts (31) der Stützplatte verläuft.

Obwohl die Rippen (21), (22) sich über die Spaltmitte hinaus zum benachbarten Profil (2) bzw. (4) erstrecken, wird die Verstärkungskonstruktion (20) der weiteren Mittelprofile (4) dadurch nicht behindert, weü sie auf anderen Traversen und damit in Erstreckungsrichung der Fuge (1) versetzt angeordnet sind. Die Verstärkungskonstruktion (20) darf natürlich auch nicht verhindern, daß die Profile (2), (3), (4) sich beim Verengen der Fuge (1) in der vorgesehenen Weise unter mehr oder minder starkem Schließen der Zwischenspalte einander nähern. Bei diesem Schließvorgang können, wie aus Fig. 1 ersichtlich, die Profile (2) und (4) sich über die Rippen (21) bzw. (22) hinwegbewegen. Natürlich darf es aber auch nicht zu einem Auftreffen auf die geneigten Stützplatten (23) bzw. (24) kommen. Aus diesem Grunde kann es erforderlich werden, wie in Fig. 1 angedeutet, mit Trennschnitten (35) und (36) die unteren Klauen an den Profilen (2), (3), (4) zu entfernen. Dadurch wird die Festigkeit nicht entscheidend verändert. Im übrigen reicht es aus, die Klauen nur im Bereich der jeweils den benachbarten Mittelprofilen (3), (4) zugeordneten Traversen (9) zu entfernen. -4-

Claims (9)

1. AT 394 591 B Bezugszeichenliste (1) Fuge (2) Randprofil (3) Mittelprofil (4) weiteres Mittelprofil (5) Profilklauen (6) Oberseite (7) Unterseite (8) Oberseite (9) Traverse (10) Rohrstück (11) oberer Gurt (12) Zwischenstück (13) Aufstockungsmittelprofil (14) Zwischenstück (15) Aufstockungsrandprofil (16) Oberseite (17) Oberseite (18) Profilnut (19) Profilnut (20) Verstärkungskonstruktion (21) Rippe (22) Rippe (23) Stützplatte (24) Stützplatte (25) Längsmittelebene (26) Längskante (27) Längskante (28) Kehlnaht (29) Kehlnaht (30) Längsmittelebene (31) Einschnitt (32) Schweißnaht (33) Schweißnaht (34) Schweißnaht (35) Trennschnitt (36) Trennschnitt PATENTANSPRÜCHE 1. Verstärkungskonstruktion für die biegesteife Verbindung zwischen dem Mittelprofil und der quer zu diesem verlaufenden Traverse bei einer einen Falubahnübergang bildenden Trägerrostfuge zum nachträglichen Anbringen im Falle einer Fahrbahnaufstockung, gekennzeichnet durch zwei Rippen (21,22), die mit Erstreckung in Längsrichtung der Traverse (9) auf gegenüberliegenden Seiten des Mittelprofils (3) auf den oberen Gurt (11) der Traverse (9) aufgeschweißt sind, und durch zwei Stützplatten (23, 24), die jeweils mit Neigung zur Vertikalen und mit einer Quererstreckung in Längsrichtung des Mittelprofils (3) an ihrem unteren Ende mit der einen bzw. der anderen Rippe (21 bzw. 22) und an ihrem oberen Ende mit dem Mittelprofil (3) verschweißt sind.
2. 2. Verstärkungskonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (21, 22) nur an ihren beiden unteren Längskanten (26,27) mit dem oberen Gurt (11) der Traverse (9) verschweißt sind.
3. 3. Verstärkungskonstruktion nach Anbruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Enden der Stützplatten (23, 24) einen Einschnitt (31) aufweisen, mit dem sie sattelartig auf die betreffende Rippe (21 bzw. 22) aufgesetzt sind. -5- AT 394 591 B
4. 4. Verstärkungskonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (21, 22) ein Rechteckprofil (10) aufweisen.
5. 5. Verstärkungskonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 4 bei einer biegesteifen Verbindung mit einem 5 zwischen der Traverse (9) und dem Miuelprofil (3) eingeschweißten Rohrstück, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (21, 22) eine geringere Höhe als das Rohrstück (10) aufweisen.
6. 6. Verstärkungskonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (21, 22) und Stützplatten (23, 24) jeweils gleich ausgebildet und symmetrisch zur vertikalen Mittelebene 10 (25) des Mittelprofils (3) angeordnet sind.
7. 7. Verstärkungskonstruktion nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützplatten (23, 24) gegenüber der Vertikalen um einen Winkel (a) zwischen 20° und 30° geneigt sind.
8. 8. Verstärkungskonstruktion nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützplatten (23, 24) oberhalb der Höhenmitte des Mittelprofils (3) an dieses angeschlossen sind.
9. 9. Verstärkungskonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützplatten (23,24) eine die Querabmessung der Traverse (9) übersteigende Breite aufweisen. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen -6-