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Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Abstützung von Strassenleitschienen auf Betonbauwerken wie z. B. Strassenbrücken."Strassenieitschienen"oder einfach nur "Leitschienen" im Sinne der vorliegenden Anmeldung, sind Schienen, welche in einer gewissen Höhe über dem Boden parallel zu Strassen an Strassenrändern verlaufen und von der Strasse abkommende Fahrzeuge mit möglichst geringen Schaden für Fahrzeuginsassen oder sonstige Personen auffangen sollen.
Die Leitschienen sind über Dämpfungselemente an Stützen befestigt. Bei einem nicht allzu heftigen Anprall eines Fahrzeuges wird die Stossenergie durch die Verformung der Leitschiene und der Dämpfungselemente zwischen Leitschiene und Stützen absorbiert. Bei heftigeren Stössen werden auch die Stützen und deren Verankerung verformt. Bis zu einer festgelegten maximalen Stossenergie (üblicherweise 40 kNm), wobei die Stossrichtung horizontal quer zur Strassenrichtung von der Strasse weg liegt, darf weder die Leitschiene, noch eine Stütze, noch eine Stützenverankerung reissen
Die Verankerung von Leitschienenstützen in Betonbauwerken ist nicht einfach. Grundsätzlich soll die Stütze beim Anprall möglichst viel Stossenergie ohne Bruch wesentlicher Teile durch elastische und plastische Verformung aufnehmen.
Die Aufnahme dieser Stossenergie soll möglichst in den in der Stütze dafür vorgesehenen Bauteilen der Stütze und im Dämpfungselement erfolgen. Die Befestigung am Betonkörper soll im Anprallfall möglichst wenig Schäden am Betonkörper selbst verursachen und eine kostensparende Reparatur ermöglichen. Die bisher verwendete Befestigungsart zeigt Fig. 5. Die Stütze steht in einen Stahltopf, welcher eine deutlich grössere Querschnittsfläche als die Stütze hat und schon bei der Errichtung des Bauwerkes so in den Beton eingesetzt wurde, dass er mit seiner Öffnung bündig mit der Betonoberfläche abschliesst. Der die Stütze umgebende Raum des Stahltopfes ist mit verdichtetem Waschsand oder einem ähnlichen Material ausgefüllt.
Nach oben hin wird der Stahltopf um die Stütze herum mit einem festeren Material, beispielsweise einem Mörtel und mit einer Dichtschicht verschlossen. Das Innere der Stütze ist mit PU-Schaum ausgefüllt, um Wasseransammlung und damit verbundene Korrosion zu vermeiden.
Bei einem starken Stoss wird die Stütze vor allem im Bereich des Verschlusses des Topfes gebogen und im Topf etwas in ihrer Lage verschoben, wodurch Stossenergie verzehrt wird.
Der Beton des Bauwerkes wird wegen der Spannungsverteilung, die der eingesetzte Stahltopf bewirkt, nur mit einer geringen Flächenpressung belastet und bricht daher im Regelfall nicht aus.
Nachteilig bei dieser Verankerungsform ist, dass die Ausnehmung für den Stahltopf schon bei der Errichtung des Bauwerkes berücksichtigt werden muss, dass zur Verankerung einer Stütze und zu deren Austausch viel Arbeitsaufwand erforderlich ist, dass die Stütze ausgeschäumt werden muss und dass sich die Stütze auch unter die Oberfläche des Betons erstrecken muss.
Trotz aller Vorkehrungen an den Trennflächen zwischen Stütze und Verguss oder Verguss und Stahltopf oder Stahltopf und Beton eindringendes Wasser führt immer wieder zu Schäden und zu erhöhtem Erhaltungsaufwand.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, diese Nachteile zu beseitigen.
Schon seit Jahrzehnten wird überlegt und versucht, Leitschienenstützen mittels Dübeln oder insbesondere mittels Klebeankern, anstatt mittels Stahltopf an Betonbauwerken zu befestigen. Ein Klebeanker ist eine Stahistange, welche in ein Sackloch im Beton hineingesteckt und dort mittels eines Klebemörtels verklebt wird. An seinem herausragenden Ende hat der Klebeanker ein Schraubengewinde. Bei fast allen derartigen Versuchen wurde eine Platte an der Oberfläche des Betons mittels mehrerer Klebeanker festgeschraubt. An der Platte war die Leitschienenstütze beispielsweise direkt angeschweisst, oder es wurde eine Hülse an die Platte angeschraubt, in welche eine Stütze eingesteckt und dort z. B. mittels Schrauben fixiert wurde.
Die eindeutigen Vorteile dabei sind, dass die Stütze nicht länger als jenes Mass zu sein braucht, um welches sie von der Betonoberfläche emporragt und dass die Sacklöcher im Beton für die Klebeanker unmittelbar vor der Montage der Stütze gebohrt werden können und damit bei der Herstellung des Betonbauwerkes keinen zusätzlichen Aufwand verursachen.
Leider konnte damit bis auf die Konstruktionsart gemäss der vorliegenden Erfindung keine Konstruktionen mit passendem Festigkeitsverhalten gefunden werden. Entweder es riss die Stütze nahe an der Verbindungsstelle zur Grundplatte, oder es riss die Verbindungsstelle Stütze-Grundplatte bzw. HülseGrundplatte, oder die Klebeanker versagten, oder der Beton um die Klebeanker brach auf. Es entstand bei den damit Befassten der Eindruck, dass so eine Konstruktion, wenn überhaupt, nur funktionieren könne, wenn sie mit sehr massiven Metallteilen und mit vielen Klebeankern ausgeführt sei.
Bei Leitschienenstützen aus Aluminiumlegierungen erschien diese Konstruktionsart gegenüber Stützen aus Stahl noch schwieriger, da Aluminium im allgemeinen beim Schweissen im Bereich der Wärmeeinflusszone an Festigkeit verliert-wenn keine besonderen Massnahmen angewendet werden.
Leitschienenstützen aus Aluminium werden aber vor allem dann gewünscht, wenn auch die Leitschienen aus Aluminium gefertigt sind.
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Entsprechend der Erfindung hat eine am Beton aufliegende Grundplatte, welche sich quer zur Stossnchtung (also parallel zur Fahrbahnrichtung) mindestens um das dreifache der Stützenbreite erstreckt, entweder an der In Stossrichtung vorderen und hinteren Seite aufgebogene Schenkel, oder es ist an ihr eine U-förmige Lasche befestigt, deren Schenkel an der in Stossrichtung vorderen und hinteren Seite hochragen. An den Schenkeln ist das Stützenprofil, welches ein rechteckförmiges Hohlprofil Ist, befestigt. Die Schenkel sind etwa so hoch, wie das Stützenprofil quer zur Stossrichtung breit ist.
Die Grundplatte ist durch zwei Klebeanker am Beton fixiert. Zwischen Grundplatte und Betonoberfläche kann noch eine Gummiartige Zwischenlage angebracht sein. Die Klebeanker befinden sich quer zur Stossrichtung in einem Abstand zum Stützenprofil, welcher mindestens etwa gleich gross ist wie 80% der Breite des Stützenprofiles In der gleichen Richtung. In der Richtung parallel zur Stossrichtung befinden sich die Klebeanker zwischen der Vorderwand des Stützenprofiles und der Mitte der Stütze, vorzugsweise näher an der Profilmitte.
Fig. 1 zeigt eine teilweise aufgeschnittene Ansicht einer Ausführungsform mit Blickrichtung parallel zur
Fahrbahnrichtung. Das Stützenprofil (1) ist mit der Grundplatte (2), welche aufgebogene Schenkel (5) hat, verschweisst. Stossrichtung ist von links nach rechts. Die Klebeanker liegen Im vorderen Bereich des
Stützenprofiles, so, dass in dieser Ansicht der Abstand V zwischen der vorderen Wand des Stützenprofi- les und der Achse des Klebeankers grösser ist als der Abstand W der Achse des Klebeankers zur fahrtrichtungsparallelen, vertikalen Mittelebene des Stützenprofiles. Die Wandstärke der Grundplatte ist deutlich grösser als die Wandstärke des Stützenprofiles.
Fig. 2 zeigt eine Ansicht des Stützenprofiles und der Grundplatte von Flg. 1 von oben und von der In
Stossrichtung vorderen Seite. Für die Ansicht von oben ist die Stossnchtung durch einen Pfeil symbolisiert.
Der Abstand U zwischen den Bohrungen (4) in der Grundplatte für die Klebeanker und der nächstliegen- den Wand des Stützenprofiles ist mindestens etwa gleich der Breite B des Stützenprofiles normal auf die
Stossrichtung. Die Bohrung (6) bewirkt, dass Wasser aus dem Hohlraum des Stützenprofiles abfliessen und der Hohlraum austrocknen kann. Sie durchdnngt einen Schenkel (5), und eine Wand des Stützenprofiles (1) und liegt gerade so hoch, dass sie in der Oberseite des waagrechten Teiles der Grundplatte eine
Mulde bildet. Wenn, wie in diesem Beispiel, die Schenkel (5) Teil der Grundplatte sind, so sind sie trapezförmig ausgebildet, wobei die untere Seite des Trapezes länger ist als die obere.
Bevorzugt ist die
Länge der oberen Seite des Trapezes gleich der Breite B des Stützenprofiies und die Länge der untere
Seite gleich der Länge der Grundplatte normal auf die Stossrichtung. Die Schweissnaht (7) verläuft an der gesamten von aussen zugänglichen Randlinie der Berührungsfläche zwischen Grundplatte bzw. Laschen und Stützenprofil.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei der eine ebene Grundplatte (12) verwendet wird und die
Verbindung zwischen Stützenprofil und Grundplatte über eine U-förmige Lasche (11), weiche sich im
Hohlraum des Stützenprofiles (1) befindet, hergestellt wird. Die Blickrichtung Ist parallel zur Fahrbahn- richtung. Die Anordnung der Klebeanker ist in dieser Darstellung nicht dargestellt. Bezüglich des Stützenprofiles ist sie gleich wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 und Fig. 2. Die Basisfläche der Lasche (11) ist mit der Grundplatte (12) durch Senkkopfschrauben (18) verbunden. Die Schenkel (15) der Lasche (11) sind mit den in Stossrichtung vorne und hinten liegenden Wänden des Stützenprofiles (1) durch die Schraube (17) verbunden.
Die Wandstärke der Grundplatte und die Wandstärke der Lasche (11) sind deutlich grösser als die Wandstärke des Stützenprofiles.
Fig. 4 zeigt eine Ansicht des Stützenprofiles von Fig. 3 von oben und von der in Stossrichtung vorderen
Seite (teilweise entlang der Linie B-B aufgeschnitten). Die Stossrichtung ist in der Ansicht von oben durch einen Pfeil gekennzeichnet. Beim Zusammenbau wird erst die Lasche (11) mittels der Schrauben (18) an der Grundplatte (12) befestigt. Dann wird das Stützenprofil darübergesteckt und mit der Schraube (17) fixiert. Die Abmessungen der Lasche (11), welche bevorzugt aus einem rechteckigen Blechstreifen gebogen wird, sind so, dass es so an der Innenkontur des Stützen profiles anliegt, dass das Stützenprofil (1) in der Ebene der Grundplatte nicht mehr beweglich ist, wenn es über die Lasche gesteckt wurde. Die
Lasche (11) ist an der dem Stoss zugewandten Seite der Basisfläche mit zwei Senkkopfschrauben (18) an der Grundplatte (12) befestigt.
An der stossabgewandten Seite ist die Lasche nur mit einer Senkkopf- schraube an der Grundplatte befestigt.
Senkkopfschrauben im Gegensatz zu anderen Schrauben sind deshalb erforderlich, weil die Grundplatte auf der ebenen Betonunterlage direkt aufliegt und somit kein Platz für vorstehende Schraubenköpfe vorhanden ist. Es empfiehlt sich zumindest für die beiden Schrauben (18), welche an der dem Stoss zugewandten Seite liegen, Senkkopfschrauben mit Innensechskant anstelle von Senkkopfschrauben mit
Schlitz zu verwenden. Diese beiden Schrauben werden nämlich bei einem Stoss so stark auf Zug belastet, dass bei Schlitzschrauben die Gefahr besteht, dass der Schraubenkopf zusammengedrückt und durch die Schraubendurchgangsbohrung durchgezogen wird.
Eine Bohrung zum Wasserablass wie die
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Bohrung (6) bei der Konstruktion gemäss Fig. 1 und Fig. 2 erübrigt sich, da die Berührungsfläche zwischen Grundplatte (12) und Stützenprofil (1) genügend durchlässig 1St, dass der Hohlraum des Stützenprofiles austrocknen kann.
Bei einem Stoss bewirken die beiden Massnahmen "Befestigung des Stützenprofiles an von der Grundplatte hochgezogen Schenkeln mit gegenüber der Wandstärke des Stützen profiles grosser Dicke" und "Fixierung der Grundplatte am Beton mittels zweier Klebeanker, weiche quer zur Stossrichtung in einem Abstand zum Stützenprofil und parallel zur Stossrichtung bezüglich des Stützenprofiles zwischen dessen Mitte und Vorderwand angeordnet sind" : - Der der Grundplatte nahe Teil des Stützenprofiles wird von Zug-Druck-u. Scherspannungen entlastet. da die diesbezüglichen Kräfte grossteils in die Schenkel (5) bzw. (15) übergeleitet werden.
- Die Schenkel (5) bzw. (15) werden aus der Senkrechten in Stossrichtung gebogen.
- Die Grundplatte (2), bzw. die Lasche (11) und die Grundplatte (12) werden bei einem Stoss an der dem
Stoss zugewandten Seite hochgebogen.
Bei Dimensionierung entsprechend den o. g. Regeln (Dicke der Grundplatte und der Laschen, Höhe der Laschen, Lage der Klebeanker bezüglich des Stützenprofiles) können Stützenprofil, Grundplatte und gegebenenfalls Lasche (11) nicht nur aus Stahl, sondern auch aus üblichen Aluminiumlegierungen mit guter Dehnbarkeit bestehen. Auch ein nicht sehr massiv ausgeführtes Stützenprofil wird im gefährdeten unteren Bereich genügend entlastet und es wird ausreichend viel Verformungsweg bei passend hoher Verformungskraft zur Verfügung gestellt. Dadurch kann ausreichend viel Stossenergie in Verformungsenergie umgewandelt werden, ohne dass so hohe Kräfte auftreten, dass Teile bzw. Verbindungen reissen. Auch die Klebeanker werden dabei nicht so stark belastet, dass der Beton beschädigt wird.
Die Stützenverankerung ist somit bezüglich Arbeit und Material wesentlich weniger aufwendig als die bisher verwendete Verankerung gemäss Fig. 5. Der Stützenhohlraum braucht nicht ausgeschäumt zu werden, da Wasser abfliessen und der Hohlraum austrocknen kann. Das Stützenprofil braucht sich nicht unter die Oberfläche des Betons zu erstrecken. Es brauchen nur einfache Metallteile und nur zwei Klebeanker verwendet zu werden. Beschädigte Stützen sind leicht austauschbar.