DD260300A1 - Fugenschwert zum einsenken von fugeneinlagen in frischbeton - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fugenschwert zum Einsenken von Fugeneinlagen in frisch verlegte Betondeckschichten. Sie ermoeglicht die rationelle Herstellung von abgewinkelten Schraegfugen mit konstantem Randwinkel und variabler Fertigungsbreite. Das Wesen besteht darin, dass die in den Frischbeton eindringenden Teile des Fugenschwertes aus drei gelenkig miteinander verbundenen, asymmetrisch angeordneten Schenkeln bestehen, wobei die Spreizung des Schwertes durch Verdrehen des mittleren Schenkels erfolgt, waehrend die Winkel zwischen dem aeusseren Schenkel und dem Fahrbahnrand sowie zwischen dem inneren Schenkel und der Mittellaengsfuge unveraendert bleiben und dem zulaessigen Fugenwinkel entsprechen. Bei Anwendung wird bewirkt, dass die mit diesem Winkelfugenschwert hergestellten Fugen seitliche Verschiebungen benachbarter Platten formschluessig verhindern und Stossbelastungen der Betondeckschicht beim Ueberfahren der Fugen sowie Schaeden an Fugenkanten und Plattendecken verringern. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet

Betonfahrbahnen und andere Flächenbefestigungen aus Beton

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zur Herstellung von Fugen in Frischbeton werden Fugenschwerterin den unterschiedlichsten Ausführungsformen verwendet.

So sind nach WP 157968,2400716 oder 2651411 Fugenschwerter bekannt, mit denen Fugeneinlagen in Quer- oder Längsrichtung in den Beton eingerüttelt werden.

Für das Eindrücken von dünnen Folien finden beispielsweise Fugenschwerter nach WP 2489971,2598542 oder 2783094 Verwendung.

Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung von Fugen in Frischbeton besteht nach WP 2696753 darin, daß mit Hilfe einer Schneidkufe, die gleichzeitig Kanülen aufweist, Trennmittel eingespritzt werden, die die gewünschte Querschnittsschwächung der Betonschicht hervorrufen.

Es wurde auch nach WP 84192 eine Vorrichtung zum Einvibrieren von Fugenbrettern in Fahrbahndecken aus Beton vorgeschlagen.

Allen diesen Vorrichtungen ist gemeinsam, daß nur Querfugen hergestellt werden können, die nahezu geradlinig und rechtwinklig zur Fahrtrichtung verlaufen. Es ist jedoch bekannt, daß die beim Überfahren der Querfuge auftretende Stoßbeanspruchung der Deckschicht reduziert und der Fahrkomfort erhöht werden können, wenn die Querfugen schräg zur Fahrtrichtung ausgeführt werden. Derartige Schrägfugen sind vor allem dann von Vorteil, wenn die Betondeckschicht durch Kettenfahrzeuge befahren wird. Bei ausreichend großem Winkel zwischen Schrägfuge und Fahrtrichtung wird der Fugenspalt durch das Kettenfahrwerk überbrückt, so daß die Fugenkanten weniger beansprucht werden als bei rechtwinklig angeordneten Querfugen.

In DD-OS 1409805 wird ein Betonfugenfertiger beschrieben, der die Herstellung von solchen Schrägfugen erlaubt. In diesem Fall wird ein Fugenschwert verwendet, das auf einem kreisförmigen Untergestell drehbar gelagert ist. Auf diese Weise kann jeder beliebige Fugenwinkel eingestellt werden.

Durchgehende Schrägfugen weisen jedoch den Nachteil auf, daß sich infolge fehlender Fugenverzahnung beim Auftreten von witterungsbedingten Längsdruckspannungen unter dynamischer Verkehrsbelastung benachbarte Platten gegeneinander seitlich verschieben und dadurch die Fugenöffnung der Längs- und Schrägfugen progressiv zunimmt. Dies hat eine Verkürzung der Nutzungsdauer der Betonfahrbahn zur Folge.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Fugenschwerter besteht darin, daß ihre Breite konstant ist und der jeweiligen Fertigungsbreite entsprechen müß.

Bei unterschiedlichen Fertigungsbreiten sind daher für die Fugenherstellung Schwerter mit verschiedenen Breiten zu verwenden. Besondere Probleme treten auf, wenn sich die Fertigungsbreite kontinuierlich ändert, wie z.B. bei Straßenverbreiterungen, Aus-und Einfädelungsspuren, Parkspuren usw.

In diesem Fall ist der Einsatz des Schrägfugenschwertes nach DD-OS 1409805 möglich, wobei sich unterschiedliche Fertigungsbreiten durch Veränderung der Schrägeinstellung des Schwertes einstellen lassen.

Bei größeren Breitendifferenzen besteht hierbei allerdings die Gefahr, daß der Randwinkel zwischen der Schrägfuge und dem Betonplattenrand zu spitz wird und dadurch die Plattenecken unter Verkehrsbelastung abbrechen können.

Ziel der Erfindung

Bei Anwendung der Erfindung ergibt sich der Vorteil einer rationellen, wirtschaftlich günstigen Herstellung von Schrägfugen in Frischbeton ohne die aufgezeigten Mangel der bekannten technischen Lösungen, wodurch die Nutzungsdauer der Betonfahrbahn und der Fahrkomfort erhöht werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fugenschwert zu entwickeln, mit dem bei variabler Fertigungsbreite in den Frischbeton schräg zur Fahrtrichtung Fugeneinlagen derart eingesenkt werden können, daß der Winkel zwischen der Schrägfuge und dem Plattenrand unabhängig von der Fertigungsbreite ist. Das Fugenschwert muß ferner so gestaltet sein, daß die damit hergestellte Schrägfuge von den auf einer Achse befindlichen Fahrzeugrädern nicht gleichzeitig passiert wird und die auftretenden witterungsbedingten Längsdruckspannungen ohne gegenseitige Verschiebungen benachbarter Platten überträgt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die in den Frischbeton eindringenden Teile des Fugenschwertes aus drei gelenkig miteinander verbundenen Schenkeln bestehen, die asymmetrisch angeordnet, schwenkbar gelagert und zueinander abgewinkelt sind, wobei die Spreizung des Schwertes durch Verdrehen des mittleren Schenkels erfolgt, der Winkel zwischen dem äußeren Schenkel und dem Fahrbahnrand konstant bleibt und dem zulässigen Fugenwinkel entspricht, die Richtung des inneren Schenkels parallel zur Richtung des äußeren Schenkels verläuft, der äußere und der mittlere Schenkel einen stumfen Winkel einschließen, der Maximalabstand zwischen zwei Schenkeln quer zur Fahrtrichtung kleiner als die Spurbreite der Fahrzeuge ist und die Knickstellen des Schwertes abgerundet sind.

Die Länge des inneren, zur Mittellängsfuge gerichteten Schenkels beträgt vorzugsweise V3 bis Vs der gewünschten maximalen Fahrspurbreite, die Länge des mittleren Schenkels das 2 bis 3fache der Länge des inneren Schenkels und die Länge des äußeren, zum Fahrbahnrand gerichteten Schenkels das 1 bis 1,5fache der Länge des inneren Schenkels.

Die Schenkel sind zweckmäßigerweise durch Federgelenke miteinander verbunden.

Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt die Herstellung von Schrägfugen für unterschiedliche Fertigungsbreiten mit konstantem Randwinkel. Gleichzeitig wird durch das abgewinkelte Fugenschwert in der Betonfahrbahn eine formschlüssige Schrägfuge erzeugt, so daß sich bei Einwirkung von Längsdruckspannungen benachbarte Platten nicht seitlich verschieben.

Da der Maximalabstand zwischen zwei Schenkeln kleiner als die Spurbreite der Fahrzeuge ist und die Schwertschenkel asymmetrisch angeordnet sind, wird erreicht, daß die Fahrzeugräder die mit diesem Schwert hergestellte Fuge nicht gleichzeitig passieren und die Fugenabwinkelung im wenig befahrenen Bereich der Fahrspur liegt, der erfahrungsgemäß auf Grund der statisch ermittelten Querverteilung der Radspuren in Richtung Mittellängsfuge verschoben ist.

Ferner wird sowohl durch den stumpfen Winkel zwischen dem mittleren und äußeren Schenkel sowie dem mittleren und inneren Schenkel als auch durch die Abrundung der Knickstellen des Schwertes gewährleistet, daß die Fuge im Beton keine Keilwirkung hervorruft und kein unkontrolliertes Durchschlagen des Fugenrisses zum Plattenrand auftritt.

Durch die Verwendung des beschriebenen Fugenschwertes ergibt sich zusätzlich der Effekt, daß unabhängig von der Fahrspurbreite Fugeneinlagen mit stets der gleichen Länge verwendet werden können. Dies ist für die Vorfertigung der Fugeneinlagen von Vorteil.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll am Beispiel eines Fugenschwertes für eine variable Fahrspurbreite von 2,50m bis 3,50 m erläutert werden. Figur 1 zeigt den Grundriß der in den Frischbeton eindringenden Teile des Fugenschwertes.

Der innere Schenkel 1 weist eine Länge von 0,85 m auf. Diese Länge beträgt ca. ¹A der maximalen Fahrspurbreite 7 von 3,50m.

Der innere Schenkel 1 schließt mit der Mittellängsfuge 11 den Winkel 5 ein, der nach den gültigen Standards dem kleinsten zulässigen Fugenwinkel von 72° entspricht.

Die Länge des mittleren Schenkels 2 wird mit 2,05 m und die des äußeren Schenkels 3 mit 1,05m festgelegt. Dies entspricht der 2,4fachen bzw. der 1,24fachen Länge des inneren Schenkels 1. Auf Grund der unterschiedlichen Schenkellängen ergibt sich eine asymmetrisch abgewinkelte Schrägfuge. Hierdurch wird derTatsache Rechnung getragen, daß die Fahrzeuge in der Regel nicht mittig, sondern in Richtung Mittellängsfuge versetzt fahren.

Der Winkel 6 zwischen dem äußeren Schenkel 3 und dem Fahrbahnrand 13 ist wie der Winkel 5 gleich dem zulässigen Fugenwinkel von 72°. Es ist nicht zu empfehlen, diesen Randwinkel zu vergrößern, da der gewünschte Effekt der Schrägfuge verloren gehen würde.

Zwischen dem inneren Schenkel 1 und mittleren Schenkel 2 sowie dem äußeren Schenkel 3 und mittleren Schenkel 2 wird jeweils ein stumpfer Winkel 9 eingeschlossen. Die Schenkelverbindungen sind als Knickstellen 15, hier Federgelenke, ausgebildet.

Durch Schwenkendes mittleren Schenkels 2 um den Drehpunkt 4 in Drehrichtung 16 kann die Spreizung des Schwertes bis auf die Mindestfahrspurbreite 8 von 2,50m verringert werden. Die Breitendifferenz von 1,00 m genügt den häufigsten praktischen Anwendungsfällen.

Soll das Fugenschwert für andere Fahrspurbreiten verwendet werden, sind die Schenkelabmessungen zu verändern.

Der stumpfe Winkel 10 ist auch bei der Mindestfahrspurbreite 8 noch deutlich größer, als der zulässige Fugenwinkel von 72°. Der Winkel 5 an der Mittellängsfuge 12 sowie der Winkel 6 am Fahrbahnrand 14 bleiben bei Veränderungen der Fahrspurbreite erfindungsgemäß konstant.

Gleichzeitig wird durch die angegebene Geometrie des Schwertes die Forderung erfüllt, daß der Maximalabstand 17 zwischen dem inneren und mittleren Schenkel kleiner als die Spurbreite der Regelfahrzeuge ist.

Claims (3)

1. Fugenschwert zum Einsenken von Fugeneinlagen in Frischbeton, dadurch gekennzeichnet, daß die

in den Frischbeton eindringenden Teile des Fugenschwertes aus drei gelenkig miteinander verbundenen Schenkeln (1,2,3) bestehen, die asymmetrisch angeordnet, schwenkbar gelagert und zueinander abgewinkelt sind, wobei die Spreizung des Schwertes durch Verdrehen des mittleren Schenkels (2) erfolgt, der Winkel (6) zwischen dem äußeren Schenkel (3) und dem Fahrbahnrand (13) konstant bleibt und dem zulässigen Fugenwinkel entspricht, die Richtung des inneren - Schenkels (1) parallel zur Richtung des äußeren Schenkels (3) verläuft, der äußere (3) und der mittlere Schenkel (2) einen stumpfen Winkel (9) einschließen, der Maximalabstand (17) zwischen zwei Schenkeln quer zur Fahrtrichtung kleiner als die Spurbreite der Fahrzeuge ist und die Knickstellen (15) des Schwertes angerundet sind.

2. Fugenschwert nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des inneren Schenkels (1) ¹/3 bis Vs der maximalen Fahrspurbreite (7), die Länge des mittleren Schenkels (2) das 2 bis 3fache der Länge des inneren Schenkels (1) und die Länge des äußeren Schenkels (3) das 1 bis 1,5fache der Länge des inneren Schenkels (1) betragen.

3. Fugenschwert nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel durch Knickstellen (15) miteinander verbunden sind.