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Die Erfindung betrifft eine Abdeckvorrichtung zur Überbrückung einer Fuge zwischen zwei Bauwerksteilen einer Brücke gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Längere Eisenbahnbrücken weisen erhebliche Längungs- und Schrumpfungsmaße auf, die entsprechend breite Trennfugen benötigen. Durch Längenänderung der Brücke werden die Schienen in Längsrichtung Kräften ausgesetzt, die aufgefangen und gegebenenfalls verteilt werden sollen. Es sind daher verschiedene Vorrichtungen entwickelt worden, die sicherstellen sollen, dass stets eine ausreichende Lagesicherheit des Gleises gewährleistet wird.
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Eine bekannte Vorrichtung sieht vor, eine oder mehrere Ausgleichsplatten im Bereich der Trennfuge anzubringen, die bei Eisenbahnbrücken das Gleis tragen. Die Ausgleichsplatte überdeckt als biegesteife Tragkonstruktion in Spannbeton-, Stahlbeton-, Stahl- oder Verbundbauweise die Trennfuge an den Überbauten der Brücke unter den Gleisen. Die Ausgleichsplatte ist drehbeweglich und verschieblich gelagert, so dass die Gesamtbewegung der Fuge sich in Verschiebungen und Verdrehungen an den Enden der Abdeckvorrichtung aufteilt.
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Diese Vorrichtung ist jedoch sowohl hinsichtlich der Wartung als auch hinsichtlich der Erstbeschaffung ausgesprochen teuer. Die Ausgleichsplatte ist ziemlich schwer und wird lediglich im Bereich der Gleise unter diesen angebracht und mittels elastisch dehnbaren Elementen an den Überbauten verankert. Zwischen der Ausgleichsplatte und den Überbauten der Brücke verbleibt je ein offener Spalt und die von der Ausgleichsplatte überbrückte Querfuge ist nicht gegen Wassereintritt geschützt. Solche Trennfugen werden als sogenannte ”offene Fugen” bezeichnet, d. h., dass sie keine vollständige Abdeckung aufweisen. Die Fugen müssen auch Rinnenvorrichtungen zum Abführen des anfallenden Regenwassers aufweisen. Diese Rinnenvorrichtungen befinden sich innerhalb der Fuge und sind mit den Bauwerksteilen fest verbunden. Die Rinnenvorrichtungen haben auch den Nachteil, dass sie von oben schwer zugänglich sind, falls Reparatur- oder Reinigungsarbeiten durchgeführt werden müssen.
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Durch die offenen Trennfugen werden darüber hinaus Stolperfallen geschaffen, die im Bereich der Fluchtwege der Brücke besonders gefährlich sein können.
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Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Abdeckvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, durch die einerseits die Höhenverschiebungen der Brückenenden ausgeglichen werden und andererseits auf einer einfachen Weise einen sicheren Wasserablauf aus der Fahrbahnoberfläche gewährleistet wird, wobei der Kostenaufwand für die Herstellung und Wartung möglichst gering bleibt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die erfindungsgemäße Abdeckvorrichtung weist ein Abdeckelement auf, welches sich entlang der Trennfuge zwischen zwei Bauwerksteilen einer Brücke erstreckt und diese vollständig abdeckt, so dass die Trennfuge, welche als Querfuge ausgebildet ist, wasserdicht ist. Die Abdeckvorrichtung weist dabei mindestens ein Federelement und mindestens ein Führungselement zur Abstützung des Federelements auf, wobei das Federelement zur Erzeugung einer gleichmäßigen Spannung dient. Sowohl das Federelement als auch das Führungselement sind im Wesentlichen im Inneren der Fuge und unterhalb des Abdeckelements angeordnet, so dass diese korrosionsgeschützt und von oben nicht zugänglich sind. Das Federelement und das Führungselement brauchen somit keine zusätzlichen korrosionsschützenden Beschichtungen, die die Konstruktion wesentlich verteuern würden.
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Das Abdeckelement der erfindungsgemäßen Abdeckvorrichtung ist mit dem mindestens einen Federelement und dem mindestens einen Führungselement derart verbunden, dass bei Relativbewegungen der Bauwerksteile der Brücke zueinander sich der Abstand zwischen den Enden des Abdeckelements und den jeweiligen Enden von benachbarten in den Bauwerksteilen gebildeten Ausnehmungen spiegelsymmetrisch ändert. Zwischen den Enden des Abdeckelements und den Enden der Bauweksteile im Bereich der Ausnehmungen werden somit Entwässerungskanäle gebildet, die sich entlang der Fuge erstrecken und das anfallende Regenwasser sicher entlang der Fuge abführen, ohne dass das Wasser in die Fuge gelangt.
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Die symmetrische Veränderung der Breite der beiden gegenübereinander liegenden Kanäle wird dadurch gewährleistet, dass das Führungselement an einem Mittelpunkt festgehalten wird, und mit dem Abdeckelement mittig verbunden ist. Somit reduziert sich die Bewegungsfreiheit des Führungselements auf Rotationsbewegungen um diesen Punkt. Bei einer Veränderung des Fugenabstands wird das Führungselement einer größeren oder kleineren Drehbewegung ausgesetzt, jedoch bleibt der Abstand zwischen dem Abdeckelement und dem jeweiligen Ende des Bauwerksteils durch die symmetrische Anordnung des Führungselements innerhalb der Fuge und gegenüber des damit verbundenen Abdeckelements immer gleich. Das Abdeckelement weist keine zusätzlichen Vorrichtungen zum Verbinden mit den Bauwerksteilen auf, was die erfindungsgemäße Konstruktion wesentlich vereinfacht und die Herstellungs- und Montagekosten verringert.
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Die zwischen den Enden des Abdeckelements und den gegenüberliegenden jeweiligen Enden der Bauwerksteile im Bereich der Ausnehmungen gebildeten Entwässerungskanäle weisen eine maximale Breite auf, die es erlaubt, eine große Wassermenge sicher abzuführen, ohne dass das von oben anfallende Wasser in die Fuge im Bereich der Abdeckvorrichtung gelangt und damit die innerhalb der Fuge angeordneten Teile der Abdeckvorrichtung benetzt, so dass sie korrodieren können.
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Die Breite des Abdeckelements ist vorzugsweise derart gewählt, dass auch bei einer maximalen Breite der Trennfuge diese vollständig abgedeckt ist, wobei die Bauwerksteile an ihren Fronten im Bereich der Ausnehmungen sich nach oben in Richtung des Abdeckelements erstreckenden Stossstangen, welche als Flachstahlstäbe ausgebildet werden können, aufweisen, die einerseits als seitliche Wände der Entwässerungskanäle dienen und andererseits es nicht erlauben, dass das Abdeckelement bei einer Beschädigung der innerhalb der Fuge befindlichen Teile der Abdeckvorrichtung in die Fuge gelangt.
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Die Verbindung zwischen dem Abdeckelement und dem Führungselement mit dem damit verbundenen zumindest einen Federelement ist eine lösbare Verbindung, so dass die unterhalb des Abdeckelements liegenden Teilen der Abdeckvorrichtung auf eine einfache Weise bei Wartungsarbeiten ausgewechselt werden können.
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Das Führungselement ist im Normalbetrieb unter Federdruck vorgespannt gelagert. Durch die Verbindung des Führungselements mit dem Federelement wird eine starre Einheit geschaffen, durch welche Druckkräfte beliebiger Größe übertragen werden können, so dass das Abdeckelement bezüglich der Verschiebung der Bauwerksteile zueinander stehts in einer Mittelstellung gehalten wird. Es ist auch möglich, durch die Abdeckvorrichtung kleine Höhenverschiebungen der beiden Bauwerksteile zueinander auszugleichen, so dass im Bereich der Fuge eine im Wesentlichen ebene Oberfläche gewährleistet wird.
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Die erfindungsgemäße Abdeckvorrichtung ist vorzugsweise an beiden Enden der Brücke im Bereich der Fuge angeordnet, wobei das Abdeckelement die ganze Fuge überbrückt.
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Die Abdeckvorrichtung ist derart elastisch verschieblich gelagert, dass die Gesamtbewegungen der beiden Bauwerksteile zueinander aufgefangen werden. Das mindestens eine Federelement und das mindestens eine Führungseinheit sind vorzugsweise symmetrisch innerhalb der Fuge angeordnet, so dass die Verschiebungen oder Verdrehungen der beiden Bauwerksteilen im Bereich der Brückenenden aufgefangen werden können.
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Das Führungselement der Abdeckvorrichtung ist vorzugsweise als Drehplatte oder als Drehteller ausgebildet, welcher einerseits mit dem Abdeckelement drehbar verbunden ist und andererseits mittels Spreizelementen mit den jeweiligen Bauwerksteilen. Das Federelement ist seinerseits mit der Drehplatte oder mit dem Drehteller mittels eines Drehbolzens verbunden, sowie mit dem Abdeckelement. Das Federelement ist dabei besonders stark gewählt, so dass die Drehplatte oder der Drehteller bei einer Änderung der Rotationsbewegung, welche, bei einer Änderung des Abstandes zwischen den beiden Bauwerksteile zueinander, durch die auf der Drehplatte oder dem Drehteller einwirkenden Kräfte der Spreizelementen verursacht wird, in einer festen Position gehalten wird, ohne dass durch Reibungskräfte eine mechanische Hysterese entsteht. Die Spreizelemente weisen dabei gleiche Abmessungen auf und sind an einandergegenüber liegenden Enden der Drehplatte oder des Drehtellers befestigt, so dass es gewährleistet wird, dass sie auf dem Drehteller mit dengleichen und entgegengesetzten Kräften wirken. Damit ist zwar die auf den Drehteller resultierende Kraft gleich null. Trotzdem bewirkt das Kräftepaar ein Drehmoment auf dem Drehteller und dadurch eine Veränderung der Drehbewegung. Da das Abdeckelement fest mit der Drehplatte oder dem Drehteller verbunden ist, bleibt das Abdeckelement bei einer Veränderung der Fugenbreite immer in einer Mittelstellung gegenüber der Fugenlängsachse. Die Breite der zwischen den Enden des Abdeckelements und den benachbarten Enden der jeweiligen Bauwerksteilen gebildeten Kanäle ändert sich somit gleichmäßig.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestalltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, als Spreizelementen Druckfedern vorzusehen, die einerseits mit den jeweiligen einandergegenüber liegenden Ecken des Drehtellers und andererseits mit den jeweiligen Bauwerksteilen verbunden sind. Der Drehteller kann auch eine andere geometrische Form als die quadratische aufweisen. Es ist aber auch möglich, als Führungselement lediglich ein Drehbolzen vorzusehen.
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Besonders vorteilhaft ist es, dass an den Fronten der Bauwerksteile Führungen vorgesehen sind, die von oben mit Abhebesicherungen versehen sind, sodass ein ungewolltes Herausnehmen der Spreizelemente aus den Führungen nicht möglich ist. Die Abhebesicherungen sind an einer sich den Fronten der Bauwerksteilen befestigten Platte, die vorzugsweise als Flachstahlstab ausgebildet ist, befestigt und befinden sich dabei unterhalb des Abdeckelements.
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Es ist vorzugsweise eine Entriegelungsstange vorgesehen, die bei der Montage der Abdeckvorrichtung sowie bei Wartungsarbeiten eingesetzt wird, und gegen den Zug der Feder arretiert, so dass die Abdeckvorrichtung abgesenkt und auf der Brücke im Bereich der Fuge befestigt werden kann. Die Entriegelungsstange erstreckt sich entlang der Fuge und wird für die an beiden Enden der Fugevorgesehenen Führungselementen, die vorzugsweise als Drehteller ausgebildet sind, verwendet.
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Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung.
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Es zeigen:
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1 eineschematische Draufsicht auf eine Abdeckvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
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2 eine Abdeckvorrichtung im Querschnitt gemäß 1 nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, und
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3a–3c eineschematische Draufsicht auf eine Abdeckvorrichtung gemäß 1 bei einer Mittel-, Minimal- und Maximal-Stellung der Fuge.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Abdeckvorrichtung 10 zur Überbrückung einer Fuge 12 zwischen zwei Bauwerksteilen 14 und 16 einer Brücke, wobei die Fuge 12 eine Querfuge ist.
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Wie aus der 1 ersichtlich, ist die erfindungsgemäße Abdeckvorrichtung 10 jeweils an beiden Enden der Fuge 12 angeordnet und weist jeweils ein Federelement 18 auf, welches als eine Zugfeder zur Erzeugung einer gleichmäßigen Spannung ausgebildet ist. Die Abdeckvorrichtung 10 weist weiterhin jeweils ein Führungselement auf, welches in diesem Ausführungsbeispiel als eine Drehplatte 20 ausgebildet ist. Die Drehplatte 20 ist quadratisch ausgebildet und aus Blech hergestellt, wobei es sich versteht, dass die Drehplatte durchaus eine beliebige geometrische Form aufweisen kann.
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Des Weiteren weist die erfindungsgemäße Abdeckvorrichtung 10 zwei Spreizelemente 22 und 24 auf, welche einerseits mit den gegenüberliegenden Ecken der quadratischen Drehplatte 20 in Verbindung stehen und andererseits jeweils mit einem Bauwerksteil 14, 16 der Eisenbahnbrücke verbunden sind. Dabei weisen die Bauwerksteile 14, 16 an ihren Fronten 28, 30 Führungen 26 auf, in denen die Spreizelemente 22, 24 bei Änderung der Fugenbreite gleitbeweglich geführt werden.
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Wie der 2, welche die erfindungsgemäße Abdeckvorrichtung 10 gemäß 1 im Querschnitt entlang der Linie A-A zeigt, entnehmbar ist, sind die Führungen 26 am oberen Teil der Fuge 12 und an den Fronten 28, 30 der Bauwerksteile 14, 16 befestigt, wobei sie in die Fuge hineinragen. Am oberen Teil der Führungen 26 sind Abhebesicherungen vorgesehen, welche in Form eines Arretierungsstabes 32 ausgebildet sind. Somit wird auf eine einfache Weise erreicht, dass die Spreizelemente in die Führungen 26 entlang der Fuge 12 gleitbeweglich geführt werden, ohne dass sie aus den Führungen heraussrutschen.
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Das Federelement 18 ist, wie aus 1 zu sehen ist, mit einem seiner Enden mittels eines Drehbolzens 34 mit der Drehplatte 20 drehbeweglich verbunden und mit seinem anderen Ende – mit einer Tragkonstruktion, die in diesem Ausführungsbeispiel als Tragblech 36 ausgebildet ist.
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Wie der 2 entnehmbar ist, weisen die Bauwerksteile 14, 16 symmetrische Ausnehmungen 40 auf, welche der Fuge 12 benachbart sind und welche sich im Bereich des Tragblechs 36 entlang der Fuge 12 erstrecken. Das Tragblech 36 überdeckt die Fuge 12 im Bereich des Federelements 18 und ist mittels Gleitnocken 38 auf beiden Bauwerksteilen 14, 16 im Bereich der Ausnehmungen 40 abgestützt.
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In diesem Ausführungsbeispiel sind vier Gleitnocken 38 vorgesehen, die in 1 schematisch dargestellt sind. Sie sind vorzugsweise aus Edelstahl hergestellt und geeignet, auf eine auf dem Boden der Ausnehmungen 40 der Bauwerksteile 14, 16 befestigte Kunsttoffplatte 42 zu gleiten. Die Kunststoffplatte 42 kann aus Polyamid oder aus einem anderen, synthetisch hergestellten und technisch verwendbaren Kunststoff hergestellt werden.
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Die Kunststoffplatten 42 sind, wie in 2 gezeigt, auf jeweils einem Flachstahlstab 50, welcher auf den parallel zur Fahrbahnoberfläche liegenden Boden der Ausnehmung 40 des jeweiligen Bauwerksteils 14, 16 angebracht sind, befestigt.
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Die Ausnehmungen 40 weisen an ihren Seitenwänden 46 weitere Flachstahlstäbe 52 und 54 auf, die in 2 gezeigt sind. Die Spreizelemente 22, 24 können mit Chloroprenelementen für eine verringerte Reibung an den angrenzenden Flachstahlstäbe 54, welche entlang der angrenzenden Fronten 28, 30 der Bauwerksteile im Bereich der Führungen 26 befestigt sind, versehen sein.
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Die Drehplatte 20 ist mit dem Tragblech 36 mittels eines Drehbolzens 34 drehbar verbunden, wobei der Drehbolzen 34 in der Mitte der Drehplatte 20 vorgesehen ist. Die Drehplatte 20 wird bei Relativbewegungen der beiden Bauwerksteile 14, 16 zueinander, durch die Verbindung mit den Spreizelementen 22, 24 gleiche und entgegengesetzte Kräfte ausgesetzt, so dass das Kräftepaar ein Drehmoment auf der Drehplatte 20 bewirkt.
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Auf das Tragblech 36 ist ein Abdeckelement angebracht, welches als Tränenblech 44 ausgebildet und vorzugsweise verzinkt ist. Das Tränenblech 44 erstreckt sich entlang der Fuge 14, so dass das Tränenblech 44 die ganze Querfuge überbrückt. Das Tränenblech 44 bietet eine hohe Beständigkeit gegen aggressive Medien, wobei eine hohe Rutschhemmung gegeben und ein optimaler Flüssigkeitsablauf gewährleistet wird.
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Wie aus 2 zu sehen ist, ist das Tränenblech 44 auf das Tragblech 36 angeordnet, wobei zwischen den beiden eine dünne elastische Zwischenlage 58 vorgesehen ist. Das Tränenblech 44 ist an seinen Enden nach unten abgewinkelt, um einen besseren Flüssigkeitsablauf zu gewährleisten. Zwischen dem nach unten abgewinkelten Ende des Tränenblechs 44 und der gegenüberliegenden Wand 46 der Ausnehmung 40 des jeweiligen Bauwerksteils 14, 16, welche mit dem Flachstahlstab 52 versehen ist, wird ein Kanal 48 gebildet, der zur Abführung des anfallenden Wassers entlang der Fuge 12 dient.
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Somit wird gewährleistet, dass das Wasser sicher entlang der Fuge 12 abgeführt wird und nicht in die Fuge 12 zumindest im Bereich des Federelements 18 und der Drehplatte 20 gelangt, so dass sie vor Korrosion geschützt sind. Eine zusätzliche Wasserablaufrinne zum Auffangen von Regenwasser im Inneren der Fuge erübrigt sich daher.
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In einem hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Abdeckvorrichtung ist es vorgesehen, dass anstatt einer Drehplatte ein Mittelbolzen, der in ähnlicher Weise wie die Drehplatte mit der Tragkonstruktion und somit mit dem Abdeckelement verbunden ist, verwendet werden kann, um die erfindungsgemäße Funktion der Abdeckvorrichtung zu erfüllen. Dabei kann der Mittelbolzen mit den Bauwerksteilen mittels Zugfedern verbunden sein, die diegleiche Vorspannung und Länge aufweisen und jeweils mit ihren freien Enden mit den jeweiligen Bauwerksteilen verbunden sind.
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Die weiteren 3a–3c zeigen die erfindungsgemäße Abdeckvorrichtung 10 in einer Mittel-, Minimal- und Maximal-Stellung der Fuge 12 in Draufsicht, jedoch ohne das Abdeckelement. Aus diesen Figuren ist es ersichtlich, dass bei einer Minimal-Stellung der Fuge 12 die Drehplatte 20, welche in diesem Ausführungsbeispiel quadratisch ausgebildet ist, mit ihren gegenüberliegenden Seiten an den Fronten 28, 30 der Bauwerksteile 14, 16 anliegt. Dabei befinden sich die Spreizelemente 22, 24 im oberen Teil der Führungen 26.
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Bei einer Ausdehnung der Fuge 12, wie in 3a gezeigt ist, dreht sich die Drehplatte 20, welche mit dem Tragblech 36 verbunden ist, in einem Winkel von ca. 30° gegenüber den Fronten 28, 30 der Bauwerksteile 14, 16. Dabei verschieben sich die gleitbeweglichen Spreizelemente 22, 24 innerhalb der Führungen 26. Durch die Zugkraft des Federelements 18 wird die Drehplatte 20 auf eine Mittelstellung gehalten.
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Die Spreizelemente 22, 24 sind, wie oben erwähnt, auf den gegenüberliegenden Seiten der Bauwerksteile 14, 16 angeordnet und an den gegenüberliegenden Ecken der quadratischen Drehplatte 20 befestigt. Die Spreizelemente 22, 24 sind symmetrisch zueinander ausgebildet, so dass bei einer Verschiebung der Bauwerksteile 14, 16 zueinander, das mit der Drehplatte 20 verbundene Tragblech 36 und die darauf angeordnete Abdeckplatte 32 spiegelsymmetrisch verschiebbar sind, so dass die auf dem oberen, der Fuge angrenzenden Bereich der Bauwerksteile 14, 16 gebildeten Kanäle 48 dieselbe Breite aufweisen.
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Das Abdeckelement 44 ist derart dimensioniert, dass es auch bei einer maximalen Stellung der Fuge, wie sie in 3c gezeigt ist, die Fuge 12 vollständig abgedeckt ist, wobei an den Fronten 28, 30 der Bauwerksteilen 14, 16 seitliche Anschläge vorgesehen werden können, die es nicht erlauben, dass bei Beschädigung der innerhalb der Füge 12 angebrachten Teile der Abdeckvorrichtung 10, das Abdeckelement 44 herausrutscht und in die Fuge gelangt.
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Durch die erfindungsgemäße Abdeckvorrichtung 10 werden die seitlichen Spalte entlang der Fuge bis auf die Hälfte reduziert und dienen als Kanäle zum seitlichen Abführen des Wassers, wobei die ganze Konstruktion wasserdicht ausgebildet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Abdeckvorrichtung
- 12
- Fuge
- 14, 16
- Bauwerksteile
- 18
- Federelement
- 20
- Deckplatte
- 22, 24
- Spreizelemente
- 26
- Führung
- 28, 30
- Fronten der Bauwerksteile
- 32
- Arretierungsstab
- 34
- Drehbolzen
- 36
- Tragblech
- 38
- Gleitnocke
- 40
- Ausnehmung des Bauwerksteils
- 42
- Kunststoff-Platte
- 44
- Tränenblech (Abdeckelement)
- 46
- Seitenwand der Ausnehmung
- 48
- Kanal
- 50, 52, 54
- Flachstahlstab
- 56
- Entriegelungs-Stange
- 58
- elastische Zwischenlage
