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Die
Erfindung betrifft einen Fahrbahnübergang gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1.
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Ein
derartiger Fahrbahnübergang
ist seit langem bekannt, z. B. aus der DE-A-28 45 582. Bei einem
solchen Fahrbahnübergang
ist eine Hilfskonstruktion vorgesehen, die als Ablaufkanal für in eine tiefliegende
Fuge einlaufendes Wasser dient. Das Wasser wird aufgrund einer leichten
Neigung des Ablaufkanals seitlich abgeführt.
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Derartige
Fahrbahnübergänge eignen
sich für
Eisenbahnbrücken,
die – im
Gegensatz zu Straßenbrücken – keine
durchgehende Oberfläche
aufweisen müssen.
Vielmehr reicht es aus, die Gleise im Übergangsbereich in einer geeigneten
und an sich bekannten Weise abzustützen und das Schotterbett oder
gegebenenfalls die Betonfahrbahn von dem eigentlichen Fahrbahn übergang
beabstandet verlaufen zu lassen.
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Derartige
Fahrbahnübergänge haben
sich bei recht kurzen Brücken
bewährt.
Bei längeren
Brücken
wird jedoch der Dehnweg so groß,
dass eine Realisierung mit einem Fahrbahnübergang in der bekannten Weise
nicht möglich
ist. Bei einer Brücke
von beispielsweise 700 m Länge
ist ein Dehnweg von nahezu einem Meter erforderlich. Hier hat man
sich bislang damit beholfen, über
den Verlauf der Brücke
beispielsweise fünf
Fahrbahnübergänge mit
Dehnwegen mit je 20 cm einzubauen. Dieses Verfahren ist jedoch recht
aufwändig
und auch vergleichsweise wartungsaufwendig, nachdem dann alle Fahrbahnübergänge separat
montiert und gewartet, also insbesondere auf etwaige Beschädigungen
kontrolliert werden müssen.
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In
der
EP 1 033 442 wird
darüberhinaus
eine Vorrichtung zur Überbrückung von
Dehnfugen in Fahrbahnen oder Brücken
beschrie ben, die u.a. aus mindestens zwei spiegelbildlich angeordneten
Fingerplatten besteht, die quer zur Fingerlängsrichtung versetzt angeordnet
sind, wobei zusätzlich
ein Überbrückungselement
in einer von der Oberseite der Finger abgewandten Richtung zwischen
den Fingerplatten geführt
wird. Jedoch ist auch diese Lösung
vergleichsweise aufwändig
und nur für
eine relativ geringe Fugenbreite geeignet.
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Es
ist auch bekannt geworden, bei Fahrbahnübergängen für Straßen Scherenkonstruktionen zu
verwenden, die eine geschlossene Oberfläche nachbilden sollen und recht
hohe Dehnwege aufweisen. Diese Lösungen
sind jedoch relativ teuer und insbesondere auch ausgesprochen wartungsaufwendig.
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Bei
Schnellfahrstrecken mit Geschwindigkeiten von knapp 300 Stundenkilomentern
entstehen durch den Zug, beispielsweise den ICE, erhebliche Druck-
und Unterdruckwellen in kurzer Folge. Dies führt dazu, dass auch der Fahrbahnübergang
stark belastet wird. Bei einer Brückenbreite von beispielsweise
12 m kann die von dem ICE mitgeführte
Luftwalze auch nicht seitlich nach unten ausweichen, so dass der Überdruck
und entsprechend auch der folgende Unterdruck erhebliche Kräfte auf
den Fahrbahnübergang
ausübt.
Dies ist umso gravierender, als aufgrund der hohen Geschwindigkeit
der Druckwechsel im Bereich von einigen Millisekunden stattfindet.
Allein, um die zu befürchtenden
Materialermüdungen
aufgrund des Druckwechsels nicht zu relevant werden zu lassen, hat
man bislang bevorzugt eine Mehrzahl kleinerer Fahrbahnübergänge eingebaut.
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Demgegenüber liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Fahrbahnübergang
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 zu schaffen, der auch für besonders lange Brücken geeignet
ist, die als Teile von Schnellfahrstrecken aufgebaut sind, wobei
die Herstell- und Wartungskosten dennoch nicht zu hoch sein sollen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch
1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Besonders
günstig
ist es, dass der Bereich der größten Belastung,
nämlich
der von der Druckwalze betroffene Bereich, von einer Hilfskonstruktion, beispielsweise
aus Metall abgedeckt ist und die hier erläuterungshalber erwähnt wird,
die zum einen deutlich stabiler als ein unverstärktes Fugenband ist. Zum anderen
kann eine derartige Metallkonstruktion ohne weiteres von den Bauwerksteilen
unter Bildung entsprechend großzügig dimensionierter
Spalte beabstandet sein, so dass die eintretende und austretende
Luft dort relativ ungestört
fließen
kann.
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Dies
gilt überraschend
auch, wenn biegeschlaffe Schürzen
zur Ableitung von Tropfwasser von den Bauwerksteilen in die wannenförmige Hilfskonstruktion
hineinhängen,
und zwar sogar, wenn sie diese berühren. Durch den erheblichen Überdruck
und dem hierauf folgenden Unterdruck werden die unteren Enden der
Schürzen
zunächst
seitlich nach außen
weggeblasen, so dass sie die Spalten zur Ventilation freigeben.
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Ein
weiterer erfindungsgemäß besonders günstiger
Gesichtspunkt in diesem Zusammenhang ist die Absenkung der Dichtungsebene
auf einen Bereich von etwa 80 cm unterhalb der Bauwerksteile. Zusammen
mit dem Überbau
entsteht hierdurch ein Luftpuffer von deutlich mehr als einem Meter
zwischen der ICE-Chassis-Unterkante und dem einen Luftwiderstand
bildenden Teil für
die Abdichtung, also der Hilfskonstruktion und partiell auch dem
Fugenband. Überraschend
lässt sich
dieser Raum – und zwar
auch dann, wenn der Brückenspalt
minimal ist – als
Druckpuffer ausnutzen. Hierbei lässt
sich erfindungsgemäß eine Art
Selbstkompensation in Abhängigkeit
von der Spaltbreite ausnutzen: bei einem breiteren Spalt steht ein
entsprechend größeres Luftvolumen
zur Verfügung.
Bei einem schmaleren Spalt ist zwar das Luftvolumen geringer, jedoch
ist der Durchströmwiderstand
größer, so
dass das eher empfindliche Fugenband insofern auch weniger stark
belastet wird.
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Erfindungsgemäß ist das
Fugenband mit einer Verstärkung
ausgestattet. Diese wirkt aussteifend und wirkt insbesondere dem
gefürchteten Schlagen
des Fugenbandes entgegen, das dieses einer starken Belastung unterwirft,
so dass es leicht reißen
kann. Hiervon abgesehen ist das Fugen band erfindungsgemäß günstigerweise
ohnehin nur in den weniger stark belasteten Randbereichen der Brücke vorgesehen,
nicht hingegen unterhalb des ICEs. Dort kommt viel mehr die Hilfskonstruktion
zum Einsatz.
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Die
Hilfskonstruktion erlaubt eine sichere Ableitung des anfallenden
Traufwassers sowohl bei minimalem als auch bei maximalem Dichtungsspalt.
Die biegeschlaffen Schürzen
können
auch von den schrägen
Seitenwänden
der Hilfskonstruktion mit ihrem unteren Ende mitgenommen werden,
so dass die Hilfskonstruktion auch eine geringere Breite haben mag,
als es der maximalen Spaltbreite entspricht, aber dennoch eine sichere
Ableitung der Regenwassers gewährleistet
ist.
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Erfindungsgemäß besonders
günstig
ist es, dass eine gewisse Überlappung
zwischen Hilfskonstruktion und Fugenband gewährleistet, dass eine tropfwassersichere
Abdichtung besteht, die wirklich ein einziges, gemeinsames Abwasserrohr
erfordert, aber dennoch die Notwendigkeit enthält, die Hilfskonstruktion mit
der Scherenführung über die
gesamte Brückenbreite
vorzusehen. Damit kann in weiten Bereichen das recht preisgünstige Fugenband
eingesetzt werden, und die Anpassung der Stabilität der Dichteinrichtungen
kann in Abhängigkeit
der anfallenden Belastung gewählt
werden.
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Vorzugsweise
ist es vorgesehen, mittig, also im gleisüberführten Bereich, die Hilfskonstruktion vorzusehen.
In diese mündet
eine Fugenbandschlaufe, die durch seitlich angebrachte Verstärkungselemente
verstärkt
ist. Hieran anschließend
ist ein weiteres Stück
Fugenband vorgesehen, das erfindungsgemäß mittig/unten eine Aussteifung
aufweist. Dieses Stück
Fugenband reicht bis zum Schotterbalken, während außerhalb des Schotterbalkens,
also im Bereich des Fußwegs,
regelmäßig kein
Fugenband erforderlich ist, nachdem dort die Dichtung aufgrund der
geringen Belastung durch vereinzelte Fußgänger auch unmittelbar oberbaunah
geführt
werden kann.
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Mit
dieser Ausgestaltung kann der auftretende Luftschwall auch gut seitlich
ausgeblasen werden, aber auch über
die oben beschriebenen Spalte an der Hilfskonstruktion abgebaut
werden.
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Der
Scherenantrieb für
die Hilfskonstruktion erlaubt es, die Hilfskonstruktion symmetrisch
mit den sich verlagernden Bauwerksteilen dergestalt zu bewegen,
dass ihre Achse stets mit der Fugenmitte zusammenfällt. Hierdurch
ist gewährleistet,
dass wirklich der minimal erforderliche Bauraum bereitgestellt werden
muss.
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Weitere
Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachstehenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
anhand der Zeichnung.
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Es
zeigen:
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1A, 1B und 1C einen
ersten Schnitt je im Einbauzustand und in geschlossenen sowie geöffneten
Zustand der Fuge; und
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2A, 2B und 2C einen
zweiten Schnitt je im Einbauzustand und in geschlossenen sowie geöffneten
Zustand der Fuge.
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Ein
erfindungsgemäßer Fahrbahnübergang weist
eine Hilfkonstruktion auf, die sich mittig erstreckt. An beide Enden
der Hilfskonstruktion anschließend
sind Fugenbänder 14 vorgesehen,
die die Hilfskonstruktion etwas überlappen.
Die Fugenbänder 14 und
die Hilfskonstruktion zusammengenommen decken den gesamten Raum
der Fuge zwischen Schotterbalken ab. Außerhalb der Schotterbalken sind
in an sich bekannter Weise Gehsteige vorgesehen, die wenig belastet
sind und oben liegende Dichtungen aufweisen können.
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Die
Hilfskonstruktion erstreckt sich quer über die Fahrbahn.
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An
den Enden der Hilfskonstruktion sind Abwasser-Sammelbehälter vorgesehen,
die das dort austretende Regenwasser auffangen und über ein Abwasserrohr
ableiten. Auch das Fugenband mündet
in dem Sammelbehälter.
Hierzu ist das Fugenband geneigt, so dass sein tiefes Ende je in
der Hilfskonstruktion mündet
und das andere, das nicht abgesenkte Ende, je den Schotterbalken
deutlich überlappt.
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Die
Hilfskonstruktion ist beweglich dergestalt gelagert, dass sie sich
mit der Änderung
der Breite der Fuge verlagert. Die Verlagerung erfolgt so, dass sie
stets mittig zur Fuge ausgerichtet ist. Hierzu ist ein Scherenantrieb
mit Scheren vorgesehen.
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Ein
Fugenspalt 34 ist zwischen Bauwerksteilen 36 und 38 ausgebildet,
wobei ein Bauwerksteil Teil der Brücke und ein anderer Bauwerkteil
Teil des Auflagers ist. Die Hilfskonstruktion erstreckt sich über eine
deutlich größere Breite
als der Fugenspalt.
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Aus 1A ist
ersichtlich, in welcher Weise ein Fugenband 14 ausgebildet
sein kann. Das Fugenband ist in gleicher Weise wie die Schürzen an Halteprofilen 44 aufgehängt. Erfindungsgemäß ist es mit
Aussteifungselementen 52, 54 versehen, die an dem
Halteprofil 44 angebracht sind und sich nach unten erstrecken.
Die Aussteifungselemente 52, 54 sind unten nach
innen rund umgebogen, um keine Kerbwirkung gegen ein gespanntes
Fugenband zu entfalten. Aufgrund ihrer Steifigkeit verhindern sie, dass
das Fugenband durch den ICE erfolgten Unter druck nach oben schlägt. Jetzt
versteht sich, dass die genaue Ausgestaltung in weiten Bereichen
an die Erfordernisse anpassbar sein kann. Erfindungsgemäß besonders
günstig
ist es, wenn ein Fugenband aus Elastomer in einer Stärke von
5 mm mit einem Versteifungselement aus Federstahlblech mit einer
Stärke
von 1 mm ausgesteift ist.
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Aus 1B ist
ersichtlich, in welcher Weise sich das Fugenband 14 verformt,
wenn der Fugenspalt 34 seine minimale Nennbreite annimmt.
Das Fugenband 14 hängt
dann nach unten noch weiter durch.
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Aus 1C ist
ersichtlich, welche Position das Fugenband 14 annimmt,
wenn der Fugenspalt 34 seine maximale Arbeitsbreite annimmt.
In diesem Zustand werden auch die Aussteifungselemente 52, 54 von
dem gespannten Fugenband nach innen gezogen. Auch in diesem Zustand
wirken sie jedoch jedenfalls aussteifend und drücken das Fugenband nach unten.
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Während die 1A bis 1C das
Fugenband an der Stelle entsprechend einem ersten Schnitt zeigen,
zeigen die 2A bis 2C das Fugenband
an der Stelle gemäß einem
zweiten Schnitt. Dort ist das Fugenband mit einem andersartigen
Aussteifungselement 52 versehen, dem eine Doppelfunktion
zukommt. An dieser Stelle mündet das
Abwasser des Gehwegs außerhalb
des Schotterbalkens. Es ist möglich,
dass dort befindliche Steine herunterfallen. Das Aussteifungselement 52 steift das
Fugenband 14 aus und schützt es beim Aufprall etwaiger
Steine an dieser Stelle. Zu dem wirkt auch das Aussteifungselement 52 einem
Schlagen des Fugenbands entgegen, nachdem es ein entsprechendes
Eigengewicht hat. Andererseits ist aber der Druck und der Unterdruck
an dieser Stelle aufgrund des beträchtlichen Abstands von der
Fahrbahn ohnehin recht groß,
so dass die Aussteifungswirkung nur noch bedingt relevant ist.
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In 2B ist
die Position des Fugenbandes 14 bei geschlos sener Fuge
dargestellt. Das Aussteifungselement 52 wird in dieser
Position etwas gekrümmt.
Nachdem es ebenfalls aus Federstahl, also einem elastischem Material
besteht, stellt es sich zurück,
sobald die Fuge wieder geöffnet
wird.
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Dies
ist in 2C dargestellt, wobei auch bei maximal
geöffneter
Fuge der Abstand zwischen dem Fugenband (14) und an seiner
unteren Mitte und der Fahrbahn beträchtlich ist, beispielsweise
etwas über einem
Meter betragen kann.