DE10109001A1 - Verschieblicher Telleranker zur Verankerung von Betonkappen am Überbau Von Brückenbauwerken - Google Patents

Abstract

Bei einer Vorrichtung zur Verankerung von Betonkappen (12) oder dergleichen am Überbau (10) von Brückenbauwerken oder dergleichen mittels Telleranker (22), bestehend jeweils aus einem im Überbaumaterial (10) bündig einbaubaren Festflansch (102) mit Rückverankerung, einer auf das Überbaumaterial (10) samt Festflansch (102) aufgelegten Dichtschicht (110) und einem Losflansch (112) mit Ankerbügel (114) zur Durchführung von Moniermaterial (18), wobei der Losflansch (112) in das Kappenmaterial (12) eingebettet und mit dem Festflansch (102) verbunden ist, welche auch bei etwa auftretenden seitlichen Scherbewegungen zwischen Kappe (12) und Überbau (10) ein zeitlich möglichst unveränderliches Anzugsmoment zwischen Losflansch (112) und Festflansch (102) bereitstellen soll, ist vorgesehen, dass der Ankerbügel (114) am Losflansch (112) befestigt und der Losflansch (112) mit dem Ankerbügel (114) verschieblich gegenüber dem Festflansch (102) gehaltert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verankerung von Betonkappen oder dergleichen am Überbau von Brüc­ kenbauwerken oder dergleichen mittels Telleranker gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die technischen Anforderungen an Verankerungen von Be­ tonkappen mit Tellerankern sind in einer vom Bund/Länder-Hauptausschuss für Brücken- und Ingenieur­ bau herausgegebenen Vorschrift mit der Bezeichnung 'Kap 14' festgelegt (Ausgabe Mai 1997 sowie Änderung Juli 2000). Entsprechend sind die genannten Anforderungen auch in einer DIN 18 195 geregelt. Solche Verankerungen werden im Brückenbau vorwiegend zur Herstellung einer sogenannten "Kappenbewehrung" verwendet. Die Kappen dienen bevorzugt zur Halterung von Lärmschutzwänden oder zur Einrichtung von Fußgängerwegen, wobei die ge­ nannten Verankerungen in regelmäßigen Abständen ange­ ordnet werden, um die enormen Zugkräfte zu tragen. Dar­ über hinaus finden solche Telleranker Einsatz generell bei Bauwerken, bei denen eine Kappen- oder Schalenbe­ wehrung an einem Überbau zu verankern ist, die durch eine Dichtschicht voneinander getrennt sind.

Nach der erwähnten Vorschrift weist eine solche Veran­ kerung einen aus einem nichtrostenden Stahl gefertigten Festflansch mit einem Außendurchmesser von 200 mm auf. Der Festflansch wird mittels einer tellerförmigen Rück­ verankerung bündig in den Überbau einbetoniert.

Die Festflansche weisen bereits ein im Bereich der Rückverankerung angeordnetes Innengewinde auf, das in dem genannten Arbeitsschritt zunächst mit einem Pla­ stikstopfen abgedichtet wird. Dieses Innengewinde dient zur Aufnahme einer Klemmschraube, mittels der ein Los­ flansch auf den Festflansch unter Zwischenanordnung ei­ ner Dichtungsschicht aufgeschraubt wird. Der ebenfalls aus nichtrostendem Stahl gefertigte Losflansch dient zur Übertragung der in der Klemmschraube auftretenden Zugkräfte und weist ebenfalls einen Außendurchmesser von 200 mm auf.

Die Anbringung des Losflansches erfolgt dabei vor der Verlegung der Kappenbewehrung. Zur Fixierung der Kap­ penbewehrung weist der Losflansch einen Ankerbügel zur Durchführung von Moniermaterial, z. B. Moniereisen oder dergleichen, auf. Zu den Ankerbügeln alternativ sieht die Vorschrift im Übrigen auch eine Verankerung mittels Kopfbolzen vor. Nach der Befestigung des Losflansches an dem Festflansch wird der Losflansch zusammen mit dem Moniereisen in die Kappe einbetoniert. Im Ergebnis ist dann die Kappe mit dem Überbau über den Telleranker fest verbunden.

Nun treten bereits bei der Herstellung der genannten Brückenbauelemente hohe seitliche Schub- bzw. Scher­ kräfte zwischen dem Überbau und der Kappe auf, da der Überbaubeton und der Kappenbeton zu unterschiedlichen Zeiten betoniert werden und somit aufgrund der mit dem Abbinden einhergehenden Volumenänderung, meist eines Schwindens, des jeweiligen Betons an der Grenzfläche zwischen Überbau und Kappe entsprechende Relativdehnun­ gen bzw. -bewegungen auftreten.

Darüber hinaus treten solche Relativdehnungen bzw. -be­ wegungen auch im Betrieb der Brücke auf, beispielsweise bedingt durch die bei Sonneneinstrahlung unterschiedli­ che Wärmeabsorption der Kappe und des darunter liegenden Überbaus und die demzufolge unterschiedliche Wär­ meausdehnung.

Da in der Praxis die Wärmeausdehnung oder das Schwinden der Kappen langer Brückenbauwerke in der Nähe der Wi­ derlager mehrere Zentimeter betragen können, tritt der Effekt auf, dass die bisher starren Telleranker die ge­ nannten horizontalen Kräfte behindern, was zur ver­ stärkten Rißbildung in den Kappen sowie zum Ausreißen oder sogar zum Abscheren der Telleranker führen kann. Dies führt zu erheblichen Schädigungen des Gesamtbau­ werkes, insbesondere aber der Kappen, so dass aufwendi­ ge Reparaturarbeiten erforderlich sind.

Zur Lösung der vorgenannten Problematik geht eine ein­ gangs beschriebene Vorrichtung zur Verankerung von Be­ tonkappen am Überbau von Bauwerken bereits aus dem Ge­ brauchsmuster DE 298 11 975 U1 hervor. Um die genannten Zugkräfte - bei gleichzeitig sicherer Abdichtung gegen ein Eindringen von Feuchtigkeit - sicher aufnehmen zu können, ohne jedoch die genannte, in den Bauteilen auf­ tretende Scherbewegung zu behindern, wird dort vorge­ schlagen, den Losflansch zwischen zwei Gleitebenen zu lagern. Diese Vorrichtung sieht dabei insbesondere so­ wohl eine zwischen einer Unterlegscheibe des Kopfes der genannten Klemmschraube und dem Losflanschteller einer­ seits als auch eine zwischen dem Losflanschteller und der Abdichtung andererseits angeordnete Gleitebene mit je einer Polyethylen(PE-)folie und einer daran abgleitenden Metallscheibe geringer Oberflächenrauhigkeit vor. Zur Verbesserung der Gleitfähigkeit der Metall­ scheibe an der PE-Folie wird die Metallscheibe zusätz­ lich eingefettet.

Aufgrund der genannten Ausbildung wird eine feste Pres­ sung des Dichtungsmaterials zwischen Losflansch und Festflansch ermöglicht, wobei der Losflansch in einer Gleitebene mittels einer Metallplatte verschieblich ge­ haltert ist. Diese Anordnung lässt daher eine Relativ­ verschiebung des Kappenmaterials zum Zwecke des Abbaus der genannten Scherkräfte in der Schraube zu und trägt damit zum Abbau dieser Kräfte bei.

Die bekannten Vorrichtungen haben allerdings den Nach­ teil, dass die Abdichtung zwischen dem Losflansch- und dem Festflanschteller die auftretende Relativverschie­ bung zwischen dem Überbau und der Kappe aufgrund der genannten starren Pressung der Metallscheibe nicht aus­ reichend ausführen kann.

Zudem wird die Abdichtung am Tellerrand des Losflan­ sches gegenüber dem Festflansch parallel zur Bewegungs­ richtung abgeschert und senkrecht zur Bewegungsrichtung entweder am Tellerrand gestaucht oder gezogen.

Darüber hinaus ist die in der Gebrauchsmusterschrift genannte, dort erforderliche Verwendung von Fett im Falle einer meist verwendeten bituminösen Abdichtung völlig ungeeignet, da Fett generell Bitumen anlöst und daher die Abdichteigenschaften des Bitumens sowie des­ sen Standfestigkeit erheblich verschlechtert.

Die Abdichtung wird bei Einsatz der bekannten Telleran­ ker aus den genannten Gründen bereits nach kurzer Be­ triebszeit der Brücke zerstört bzw. nicht mehr funkti­ onstauglich sein. Auch wird dadurch das Anzugsmoment der Klemmschraube deutlich verringert. Im Ergebnis ist die Funktion des gesamten Tellerankers nicht mehr ge­ währleistet.

Ferner werden in Folge einer etwa zerstörten Abdichtung Undichtigkeiten zu der Klemmschraube und der Rückveran­ kerung hin gebildet, wodurch Feuchtigkeit und Schmutz in das Innere des Tellerankers eintreten können, was wiederum ein erhöhtes Korrosionsrisiko mit sich führt.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine eingangs genannte Vorrichtung dahingehend zu verbes­ sern, dass die vorgenannten Nachteile der bekannten Vorrichtungen vermieden werden.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhän­ gigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Besonderheit der vorliegenden Erfindung liegt dar­ in, dass eine erste Gleitebene des Losflansches durch die Unterlegscheibe sowie die der Unterlegscheibe zuge­ wandte Seite des Losflansches und eine wenigstens zwei­ te Gleitebene durch die der Unterlegscheibe abgewandte Seite des Losflansches sowie die Dichtschicht gebildet werden. Aufgrund der dadurch erreichten großflächigen Kontaktfläche zwischen Losflansch und Dichtschicht wird die Dichtschicht nur äußerst gering in Mitleidenschaft gezogen. Damit ist gewährleistet, dass das Anzugsmoment im Betrieb des Tellerankers nahezu unverändert ist und keinerlei Feuchtigkeit oder andere Medien in das Innere des Tellerankers gelangen können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht demnach, dass sich die Abdichtung bei einer Relativverschiebung von Kappe und Überbau an allen Punkten gleichmäßig ver­ schieben kann, ohne die Abdichtung, wie bei den im Stand der Technik bekannten Verankerungen, irgendwel­ chen Scher-, Zug- oder Druckkräften bzw. -bewegungen auszusetzen. Es treten nur diejenigen Kräfte und Bewe­ gungen auf, die zwischen Kappe und Überbau ohnehin un­ vermeidlich sind.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass wenigstens der Schraubenkopf der Klemmschraube und die Unterlegscheibe in eine aus Vollmaterial herge­ stellte, deformierbare Ummantelung eingebettet sind. Die Ummantelung sorgt einerseits dafür, dass im Bereich der Ummantelung während der Herstellung der Kappe kein Beton in den Umgebungsbereich des Schraubenkopfes und der Unterlegscheibe einfließen können und andererseits im Betrieb die Ummantelung nachgeben und so die genann­ te Relativbewegung zwischen Losflansch und Festflansch ermöglichen kann. Die deformierbare Ummantelung ist be­ vorzugt aus Polyethylen-(PE)Schaum hergestellt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausfüh­ rungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnung eingehend beschrieben. Im Einzelnen zeigen dabei:

Fig. 1 einen seitlichen Schnitt durch ein Brüc­ kenelement aufweisend einen erfindungsgemä­ ßen, in Seitenansicht dargestellten Telleran­ ker und

Fig. 2 einen vergrößert dargestellten erfindungsge­ mäßen Telleranker in Stirnansicht.

Die Fig. 1 zeigt einen seitlichen Schnitt durch einen Teil eines aus Stahlbeton hergestellten Brückenüberbaus 10, auf dem bereits eine ebenfalls aus Stahlbeton her­ gestellte Kappenbewehrung 12 montiert ist. An der Au­ ßenseite 14 des gezeigten Brückenüberbaus 10 ist die Kappenbewehrung 12 mittels einer üblichen, durch in den Beton eingebrachte Monierstangen 16 gebildeten Stahlar­ mierung mit dem Brückenüberbau 10 kraftschlüssig ver­ bunden. Die Kappenbewehrung 12 weist zur sicheren Ver­ bindung mit dem Überbau 10 ebenfalls im Außenbereich Monierstangen 18 auf, die teilweise in die Monierstan­ gen 16 des Überbaus 10 eingreifen.

Die Monierstangen 18 der Kappenbewehrung 12 werden an der Oberseite 20 der Kappenbewehrung fortgeführt bis hin zu einem erfindungsgemäßen, in Seitenansicht darge­ stellten Telleranker 22. Mittels einer Vielzahl senk­ recht zur Papierebene in Reihe angeordneter (nicht ge­ zeigter) Telleranker wird die Kappenbewehrung 12 in dem gezeigten Brückenüberbauabschnitt an dem Überbau 10 verankert. Auf Seiten der Kappenbewehrung 12 weist der Telleranker 22 einen Ankerbügel 24 auf, durch den die gezeigte Monierstange 18 hindurchgeführt ist. Zur Er­ reichung eines maximalen Halts ist jede der Monierstan­ gen unmittelbar an der Oberkante des jeweils zugeordne­ ten Ankerbügels 24 in diesen eingeführt und an der Un­ terseite des Ankerbügels 24 entsprechend wieder zurück­ geführt.

Eine Detailansicht des in der Fig. 1 dargestellten er­ findungsgemäßen Tellerankers zeigt nun Fig. 2. Dieser weist einen in einen Überbaubeton 100 bündig einge­ brachten Festflansch 102 mit den Abmessungen Dicke = 12 mm und Außendurchmesser = 200 mm auf, der im Überbaube­ ton 100 mittels einer kopfseitig 104 an einer Gewinde­ hülse 106 angeordneten Ronde bzw. Scheibe 108 mit den Abmessungen Außendurchmesser = 200 mm und Dicke = 10 mm, oder alternativ mittels einer kopfseitig angeordneten Mutter, beispielsweise der Größe M24, im Beton 100 rückverankert ist.

Auf den Überbaubeton 100 sowie dem bündig angeordneten Festflansch 102 ist eine Abdichtung bzw. Dichtschicht 110 aufgebracht, welche zur Trennung des Überbaubetons 100 von dem (nicht gezeigten) Kappenbeton dient und im vorliegenden Fall zudem als Gleitmedium für einen seit­ lich verschieblichen Losflansch 112 dient. Ein Ankerbü­ gel 114, hier in Stirnansicht zu ersehen, ist aus einer U-förmig gebogenen Rundstange mit einem Durchmesser von 8 mm gebildet und ist an der Oberseite 114 des Losflan­ sches 112 angeschweißt. Die lichte Höhe des Ankerbügels 114 beträgt 100 mm. In den Ankerbügel 114 greift der in dem gezeigten Montageabschnitt noch herzustellende und damit noch nicht zu ersehende Kappenbeton samt Monier­ stangen 116, wie in Fig. 1 gezeigt, ein.

Der Losflansch 112 mit den Abmessungen Dicke = 12 mm und Außendurchmesser = 200 mm weist insbesondere eine mittig angeordnete Durchgangsöffnung 118 (Durchgangs­ bohrung) mit einem Innendurchmesser von 50 mm auf. Zur kraftschlüssigen Befestigung des Losflansches 112 an dem Festflansch 102 dient eine Klemmschraube 120 der Größe M24, die in ein an der Innenseite 122 einer Ge­ windehülse 124 angebrachtes Innengewinde 126 (ebenfalls M24) eingedreht ist. Da die kreisförmige Durchgangsöff­ nung 118 im Durchmesser größer ist als der Schrauben­ kopf 128 der Klemmschraube 120, ist zusätzlich eine Unterlegscheibe 130 vorgesehen, die mittels einer aus Te­ flon gefertigten Gleitscheibe 132 an der Oberseite 114 des Losflansches 112 nach dem Anziehen der Klemmschrau­ be 120 kraftschlüssig aufliegt.

In dem freien Durchgangsöffnungsbereich 118 des Los­ flansches 112 ist ferner ein bevorzugt aus Polyethylen- (PE)Schaum hergestellter Distanzring 134 untergebracht, der den Losflansch 112 im seitlich unbelasteten Zustand in der gezeigten mittigen Position der Klemmschraube 120 fixiert. Der Schraubenkopf 128 und die Unterleg­ scheibe 130 sind zudem von einer elastisch verformbaren Abdeckung 136 bzw. Ummantelung, ebenfalls bevorzugt aus PE-Schaum, umgeben. Diese Abdeckung 136 definiert den für die genannte Relativbewegung zur Verfügung stehen­ den seitlichen Raum und verhindert zudem, dass bei der Herstellung der Kappe Beton in den Umgebungsbereich des Schraubenkopfes 128 und der Unterlegscheibe 130 gelan­ gen kann, wodurch die genannte seitliche Relativver­ schiebung völlig unterdrückt würde. Der Verschiebeweg der genannten Relativverschiebung beträgt allseitig oder nur längs (d. h. in der gezeigten Darstellung in der Zeichnungsebene) etwa 12 mm.

Bei einer erfindungsgemäß angenommenen seitlichen Rela­ tivverschiebung des Losflansches 112 gegenüber dem Festflansch 102 bewegt sich der Schraubenschaft 138 in­ nerhalb der Durchgangsöffnung 118 seitlich und führt zu einer Pressung des Distanzringes 134. Entsprechend bewegt sich der Schraubenkopf 128, zusammen mit der Un­ terlegscheibe 130, und führt zu einer identischen seit­ lichen Anpressung der Abdeckung 136. Dabei gleitet die Unterlegscheibe 130 auf der Teflon-Gleitscheibe 132.

Es versteht sich, dass die in dem vorbeschriebenen Aus­ führungsbeispiel genannten Abmessungen nur beispielhaft sind und keinesfalls den Schutzbereich beschränkend verstanden werden. Zudem können an Stelle des Ankerbü­ gels alternativ zwei oder mehrere Kopfbolzen vorgesehen sein.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Verankerung von Betonkappen (12) oder dergleichen am Überbau (10) von Brückenbau­ werken oder dergleichen mittels Telleranker (22) bestehend jeweils aus einem im Überbaumaterial bündig einbaubaren Festflansch (102) mit Rückver­ ankerung, einer auf das Überbaumaterial (10) samt Festflansch (102) auflegbaren Dichtschicht (110) und einem Losflansch (112) mit Ankerbügel (114) zur Durchführung von Moniermaterial (18), wobei der Losflansch (112) in das Kappenmaterial (12) eingebettet und mit dem Festflansch (102) mittels einer durch eine Durchgangsöffnung (118) des Fest­ flansches (102) lose durchgeführten Klemmschraube (120) und einer die Durchgangsöffnung (118) über­ deckenden Unterlegscheibe (130) verbunden wird und wobei der Ankerbügel (114) am Losflansch (112) be­ festigt und der Losflansch (112) mit dem Ankerbü­ gel (114) verschieblich gegenüber dem Festflansch (102) halterbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Gleitebene des Losflansches (112) durch die Unterlegscheibe (130) sowie die der Unterleg­ scheibe (130) zugewandte Seite des Losflansches (112) und eine wenigstens zweite Gleitebene durch die der Unterlegscheibe (130) abgewandte Seite des Losflansches (112) sowie die Dichtschicht (110) gebildet werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass wenigstens der Schraubenkopf (128) der Klemmschraube (120) und die Unterlegscheibe (130) in eine aus einem Vollmaterial gebildete, defor­ mierbare Ummantelung (136) eingebettet werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, dass die deformierbare Ummantelung (136) aus PE-Schaum oder dergleichen hergestellt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der radiale Außendurchmesser der deformierbaren Ummantelung (136) in wenigstens einer Raumrichtung im Bereich von 10-15 mm, be­ vorzugt 12 mm, größer ist als der radiale Außen­ durchmesser der Unterlegscheibe (130).

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass eine wenigstens im Bereich zwischen der Unterlegscheibe (130) und dem Losflansch (112) angeordnete Gleitscheibe (132) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, dass die Gleitscheibe (132) aus Kunststoff, bevorzugt aus Teflon, hergestellt ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Durchgangsöffnung (118) in dem zwischen dem Schaft der Klemmschraube (120) und dem Losflansch (112) gebildeten Zwischenraum ein deformierbarer Di­ stanzring (134) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, dass der Distanzring (134) aus PE-Schaum oder dergleichen hergestellt ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmschrau­ be (120) eine metrische Größe im Bereich von M22 bis M26, bevorzugt M24, oder eine entsprechende Zollgröße, und die Durchgangsöffnung (118) einen Durchmesser im Bereich von 40-60 mm, bevorzugt 50 mm, aufweisen.