DE102020201076B3

DE102020201076B3 - Übergangskonstruktion zur Überbrückung einer Bauwerksfuge

Info

Publication number: DE102020201076B3
Application number: DE102020201076.5A
Authority: DE
Inventors: Christian Braun
Original assignee: Maurer Engineering GmbH
Current assignee: Maurer Engineering GmbH
Priority date: 2020-01-29
Filing date: 2020-01-29
Publication date: 2021-05-20
Anticipated expiration: 2040-01-30
Also published as: CN115023521A; AU2021215022B2; CL2022002042A1; JP7462767B2; JP2023512197A; WO2021152072A1; AU2021215022A1; CA3168701A1; PE20221695A1; US20230046504A1; EP4087977A1; KR20220120685A; MX2022009282A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Übergangskonstruktion 10B zur Überbrückung einer Bauwerksfuge 14 zwischen zwei Bauwerksteilen 12a und 12b eines Bauwerks 12. Die Übergangskonstruktion 10B weist wenigstens zwei an den Bauwerksrändern gelagerte Traversen 16 und wenigstens eine darauf verschiebbar gelagerte Lamelle 20 auf, wobei zwischen wenigstens einer Traverse 16 und wenigsten einer Lamelle 20 eine Hauptgleitfläche 22 angeordnet ist. Die Hauptgleitfläche 22 weist wenigstens zwei Teilgleitflächen 22a und 22b auf, die jeweils in zueinander angewinkelten Gleitebenen 34a und 34b angeordnet sind, wobei sich die Gleitebenen 34a und 34b in einer gemeinsamen Schnittlinie S treffen, die eine Bewegungsachse A bildet, entlang der sich die Lamelle 20 relativ zur Traverse 16 bewegen kann. Dabei ist wenigstens eine Gleitebene 34a, 34b schiefwinklig zu einer Bewegungsebene B der Übergangskonstruktion 10B angeordnet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Übergangskonstruktion zur Überbrückung einer Bauwerksfuge zwischen zwei Bauwerksteilen eines Bauwerks.
Gattungsgemäße Übergangskonstruktionen, wie z.B. aus der DE 10 2013 224 460 A1 bekannt, weisen üblicherweise wenigstens zwei an den Bauwerksrändern gelagerte Traversen und wenigstens eine darauf verschiebbar gelagerte Lamelle auf, wobei zwischen wenigstens einer Traverse und wenigstens einer Lamelle eine Hauptgleitfläche angeordnet ist.
Solche Übergangskonstruktionen zur Überbrückung einer Bauwerksfuge sind prinzipiell hinreichend aus dem Stand der Technik bekannt.
So kommen derartige Übergangskonstruktionen vorwiegend bei Fahrbahnübergängen wie insbesondere im Straßen- und Eisenbahnbrückenbau zum Einsatz, wenn neben der benötigten Kraftabtragung relative Verschiebungen der Bauwerksteile ermöglicht werden sollen. Das grundlegende Prinzip sieht vor, dass die Traversen quer zur Bauwerksfuge angeordnet sind und somit diese überbrücken. Dabei können die Traversen an wenigstens einem Bauwerksteil verschiebbar aufgenommen oder in sich teleskopartig verschiebbar ausgebildet sein, sodass entsprechende Bewegungen beider Bauwerksteile relativ zueinander ohne Spannungen in den Traversen kompensiert werden. Quer zu den Traversen sind darauf eine oder mehrere Lamellen gelagert, die den Spalt zwischen den beiden Bauwerksteilen soweit schließen, dass ein sicheres Überbrücken der Bauwerksfuge für Fahrzeuge und Personen möglich ist. Die Lamellen sind horizontal zueinander durch ein Steuerungssystem in etwa gleichmäßig beabstandet und verschiebbar gegenüber den darunterliegenden Traversen angebracht. Dadurch kann sich die Übergangskonstruktion flexibel an variierende Dimensionen der Bauwerksfuge anpassen. Somit ist eine sichere Überbrückung der Bauwerksfuge zu jeder Zeit sichergestellt. Gleichzeitig können Schäden am Bauwerk und an der Übergangskonstruktion aufgrund übermäßiger Spannungen und Belastungen vermieden werden.
Um eine präzise Führung der Lamellen entlang der Längsachse der Traversen zu erreichen, werden bisher in deren Kreuzungspunkten führende Gleitlager eingesetzt. Dabei ist das Gleitlager vorzugsweise an der Lamelle befestigt, sodass sich zwischen dem Gleitlager und der Traverse eine Hauptgleitfläche beider Komponenten befindet. Diese Hauptgleitfläche ist horizontal ausgerichtet, um vertikale Lasten von der Lamelle über das Gleitlager auf die Traverse zu übertragen und gleichzeitig eine Verschiebung der Lamelle gegenüber der Traverse zuzulassen. Vorzugsweise umgreift das Gleitlager von oben beidseitig die Traverse oder liegt in einer entsprechend geformten Nut, sodass neben der horizontalen Hauptgleitfläche zwei vertikale Führungsflächen zwischen dem Gleitlager und der Traverse ausgebildet sind. Bei einer horizontalen Krafteinwirkung parallel zur Längsachse der Traverse kann sich somit die Lamelle relativ zur Traverse entlang dieser bewegen. Etwaige quer zur Längsachse der Traverse einwirkende Horizontalkräfte werden hingegen im Bereich der vertikalen Führungsflächen zwischen der Lamelle und der Traverse übertragen.
Auch wenn hier der Einfachheit halber jegliche Ausrichtungen von Flächen, Achsen und Kräften als horizontal oder vertikal beschrieben werden, so sind diese nicht in Bezug auf eine horizontale oder vertikale Ebene bzw. Richtung im engeren Sinne beschränkt. In der vorliegenden Offenbarung beziehen sich derartige Ausrichtungsangaben lediglich auf die Bewegungsebene der Übergangkonstruktion bzw. Brücke. Die Bewegungsebene wird an einem Kreuzungspunkt der Traverse mit der Lamelle beispielsweise durch die Bewegungsachse der Lamelle entlang der Traverse und die Längsachse der Lamelle bzw. eine entsprechende Parallele aufgespannt. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Übergangskonstruktion schräg verbaut ist. So kann sich in diesem Fall die Ausrichtung der horizontalen Hauptgleitfläche von einer horizontalen Ebene im engeren Sinne unterscheiden und entsprechend ebenso schräg gestellt sein. Dasselbe gilt für die dazu senkrecht angeordneten vertikalen Führungsflächen und entsprechend beschriebenen Krafteinwirkungen.
Die Lamellen können zusätzlich drehbar gegenüber den Traversen im jeweiligen Kreuzungspunkt gelagert sein. Eine möglichst widerstandsfreie Verdrehbarkeit um die vertikale Achse ermöglicht ein kinematisches Steuerungsprinzip. Solche kinematischen Steuerungsprinzipien werden beispielsweise bei der „Maurer Schwenktraverse“ für Fahrbahnübergänge für Straßenbrücken oder auch der „Maurer Wanderschwelle“ für den Eisenbahnbrückenbau angewendet. Eine vorzugsweise elastische Verdrehbarkeit um die beiden horizontalen Achsen ermöglicht die Anpassung an Toleranzen und Ausdehnungsunterschiede sowie die Austauschbarkeit der Verschleißteile bei gleichzeitiger Übertragung der Verkehrslasten.
Die Übertragung der Drehmomente, beispielsweise aus den an der Fahrbahnoberfläche eingeleiteten Horizontalkräfte aus Bremsen und Anfahren, erfolgt in der Regel durch den vorgenannten Verdrehwiderstand der Gleitlager um die horizontalen Achsen, durch zusätzliche, geführte Gleitelemente unterhalb der Traverse oder durch davon unabhängige Stützelemente.
Bei den bekannten Übergangskonstruktionen liegt also im Kreuzungspunkt einer Lamelle mit einer Traverse eine Funktionstrennung zwischen vertikaler und horizontaler Kraftabtragung vor. Während die vertikalen Lasten durch die Traverse über die horizontale Hauptgleitfläche aufgenommen werden, so werden quer zur Längsachse der Traverse einwirkende Horizontalkräfte im Bereich der vertikalen Führungsflächen zwischen der Lamelle und der Traverse übertragen. Die Norm DIN EN 1337-2:2004 für Lager im Bauwesen regelt unter Punkt 6.8, dass die Hauptgleitfläche derart zu bemessen ist, dass in dessen Gebrauchszustand keine klaffende Fuge entsteht. Bei Übergangskonstruktionen sind im Unterschied zu Brückenlagern die Einwirkungen nahezu ausschließlich veränderlich. Dadurch fehlt die Grundbelastung aus Eigengewicht und der Nachweis der nicht klaffenden Fuge kann trotz Vorspannung der Gleitelemente in der Regel nicht erfüllt werden. Deshalb werden auch für die Hauptgleitfläche Gleitwerkstoffe eingesetzt, die normalerweise nur für Führungen gedacht sind und ein erhöhtes Verschleißverhalten sowie erhöhte Gleitwiderstände aufweisen.
Gemäß der Norm DIN EN 1990:2010-12 für Grundlagen der Tragwerksplanung reicht der Gebrauchszustand bis einschließlich zum Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit. Bei dessen Überschreitung sind die festgelegten Bedingungen für die Gebrauchstauglichkeit eines Tragwerks oder eines Bauteils nicht mehr erfüllt. So sind auch Grenzzustände, die die Funktion des Tragwerks oder einen seiner Teile unter normalen Gebrauchsbedingungen oder das Wohlbefinden der Nutzer oder das Erscheinungsbild des Bauwerks betreffen, als Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit einzustufen.
Bei speziellen Übergangskonstruktionen, die für Extremfälle wie etwa ein Erdbeben ausgelegt sind, kann bei Eintritt des Extremfalls daher immer noch der Gebrauchszustand vorliegen. Dies gilt insbesondere auch für den Zustand nach dem Auslösen von etwaigen Not- und Pufferfunktionen, die nur im Extremfall Anwendung finden. Hier ist beispielsweise während des Gebrauchszustands ein gezieltes Abheben der Gleitplatte vom Lagerzwischenteil vorgesehen.
Trotz diesem bewährtem Prinzip der Kraftabtragung hat sich herausgestellt, dass sich gerade bei langanhaltender Benutzung solcher Übergangskonstruktionen größere Mengen an Staub, Schmutz oder anderen Fremdkörpern im Bereich der Gleitflächen ansammeln können. Wenn somit regelmäßige Wartungen der Übergangskonstruktionen nicht durchgeführt werden, kann es zu erhöhtem Verschleiß des Gleitwerkstoffs bzw. zu Beeinträchtigungen im Gleitverhalten der Übergangskonstruktionen kommen. Dies ist primär dem Umstand geschuldet, dass bei derartigen Funktionstrennungen zwischen vertikaler und horizontaler Kraftabtragung zwischen den jeweiligen Komponenten der Führung ein gewisses Spiel besteht, das grundsätzlich nicht zu vermeiden ist. Somit ist im Bereich der vertikalen Führungsflächen eine klaffende Fuge im Gebrauchszustand der Übergangskonstruktion vorliegend. Durch dieses Spiel bzw. diese klaffende Fuge kommt es auch zu Kantenpressungen im Bereich der Führungsflächen. Die Folge ist eine ungleichmäßige Kraftübertragung innerhalb der Übergangskonstruktionen, was zu einem erhöhten und ungleichmäßigen Verschleiß des Gleitwerkstoffs führen kann. Darüber hinaus können die Führungsflächen aufgrund des Spiels nur initial geschmiert werden, eine dauerhafte Schmierstoffbevorratung ist nicht gewährleistet. Zudem muss ein Gleitwerkstoff verwendet werden, der hohe lokale Pressungen aufnehmen kann. So kommen hier letztendlich Gleitwerkstoffe zum Einsatz, die ein verhältnismäßig schlechtes Gleitverhalten aufgrund relativ hoher Reibbeiwerte aufweisen. Dies bewirkt ein nicht ganz optimales Steuerverhalten der entsprechenden Übergangskonstruktion.
Obwohl die horizontale Hauptgleitfläche spielfrei ausgebildet wird, gelten vorgenannte Nachteile aufgrund der klaffenden Fuge aus Lastkombination und dem dafür geeigneten, bestenfalls initial geschmierten Gleitwerkstoff auch hierfür.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Übergangskonstruktion bereitzustellen, die zum einen möglichst einfach aufgebaut ist und zum anderen möglichst lange wartungsfrei und zuverlässig auch bei erhöhter Krafteinwirkung arbeitet, sodass Kosten und Aufwand bei der Herstellung und während des Betriebs verringert werden können.
Die Lösung der genannten Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einer Übergangskonstruktion nach Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen 2 bis 31.
Die erfindungsgemäße Übergangskonstruktion ist somit dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptgleitfläche wenigstens zwei Teilgleitflächen aufweist, die jeweils in zueinander angewinkelten Gleitebenen angeordnet sind, wobei sich die Gleitebenen in einer gemeinsamen Schnittlinie treffen, die eine Bewegungsachse bildet, entlang der sich die Lamelle relativ zur Traverse bewegen kann. Dabei ist wenigstens eine Gleitebene schiefwinklig zu einer Bewegungsebene der Übergangskonstruktion angeordnet. In der vorliegenden Offenbarung wird unter einer zueinander schiefwinkligen Anordnung eine zueinander nicht parallele und nicht orthogonale Anordnung der entsprechenden Elemente verstanden.
Durch die zwei zueinander angewinkelten Teilgleitflächen der Hauptgleitfläche wird eine Funktionsvereinigung von vertikaler und horizontaler Kraftabtragung zwischen Lamelle und Traverse erreicht. So können jegliche vertikale als auch quer zur Bewegungsachse einwirkende horizontale Kräfte durch die Hauptgleitfläche der Übergangskonstruktion aufgenommen werden. Die zuvor verwendeten vertikalen Führungsflächen sind somit nicht mehr erforderlich, da ihre Funktionen von der Hauptgleitfläche vollends erfüllt werden. Dadurch wird der Aufbau der Übergangskonstruktion erheblich vereinfacht. Die Herstellungskosten können entsprechend gesenkt werden. Auch der zum Teil nur begrenzt verfügbare Bauraum kann deutlich reduziert werden. Zudem entfällt mit dem Weglassen der seitlichen vertikalen Führungsflächen die Notwendigkeit, ein Führungsspiel vorzuhalten. Somit ist der Schmutz- und Fremdkörpereintrag in die Gleitfläche stark reduziert. Durch diese Bauweise können in den Hauptgleitflächen für Brückenlager übliche Gleitwerkstoffe eingesetzt werden.
Mit der andauernden und vergleichmäßigten Pressung im Bereich der Hauptgleitfläche eignen sich nun auch für die Führung insbesondere dauerhaft geschmierte Gleitwerkstoffe, wie sie beispielsweise aus der Norm DIN EN 1337-2:2004 für Lager im Bauwesen bekannt sind. Diese weisen einen geringen Reibbeiwert auf und sind dabei besonders verschleißarm. Bei Versuchen der Anmelderin konnte bereits mit entsprechenden Gleitwerkstoffen die Beständigkeit bei einem bis zu 25 Mal höheren aufaddierten Gleitweg in der jetzigen führenden Hauptgleitfläche als in den bisher separaten Führungsflächen festgestellt werden.
Darüber hinaus gelingt durch die zwei zueinander geneigten Teilgleitflächen eine fortlaufende Selbstzentrierung der Lamelle auf der Traverse in Bezug zur Bewegungsachse. Die Lamelle ist somit zu jeder Zeit optimal gegenüber der Traverse positioniert und mögliche Kantenpressungen entlang der Bewegungsachse können vermieden werden. Ein Lagerspiel aufgrund etwaig vertikal ausgerichteter Führungsflächen ist nicht mehr vorhanden.
Vorteilhafterweise schließen die beiden Gleitebenen einen ersten Winkel ein, der so gewählt ist, dass im Gebrauchszustand der Übergangskonstruktion keine klaffende Fuge im Bereich der Hauptgleitfläche entsteht. Mit anderen Worten wird eine Übergangskonstruktion ohne eine klaffende Fuge in sämtlichen Gleitflächen zwischen Traverse und Lamelle im Bereich des Kreuzungspunkts während des Gebrauchszustands bereitgestellt.
Über die Neigung der beiden Teilgleitflächen zueinander bzw. die Wahl des ersten Winkels, kann das Verhältnis zwischen der maximal möglich aufnehmbaren Vertikalkraft und Horizontalkraft in diesem Bereich der Übergangskonstruktion optimal eingestellt werden. Mit der geeigneten Wahl der Neigung der beiden Teilgleitflächen zueinander kann somit auch bei maximaler Horizontalkraft in Kombination mit der entsprechend minimalen Vertikalkraft eine klaffende Fuge im Bereich der Hauptgleitfläche im Gebrauchszustand der Übergangskonstruktion vermieden werden. Gleichzeitig kann im Bereich der Hauptgleitfläche ein Gleitwerkstoff mit möglichst niedriger Reibung verwendet werden.
Bevorzugt weist die Hauptgleitfläche genau zwei, höchstbevorzugt nur zwei Teilgleitflächen auf. Dadurch ist die erfindungsgemäße Übergangskonstruktion möglichst einfach aufgebaut. Die beiden Teilgleitflächen können beispielsweise eine zusammenhängende Hauptgleitfläche bilden, die lediglich im Bereich der Bewegungsachse entsprechend einmal geknickt ist. Hier schneiden sich somit neben den beiden zueinander angewinkelten Gleitebenen auch die zwei Teilgleitflächen entlang der Bewegungsachse. Alternativ können die beiden Teilgleitflächen auch getrennt voneinander in den jeweiligen Gleitebenen ausgebildet sein.
Vorzugsweise sind die beiden Gleitebenen so angeordnet, dass die Schnittlinie parallel zu einer Längsachse einer Traverse verläuft. Somit verläuft auch die Bewegungsachse parallel zu einer Längsachse einer Traverse. Mit dieser Konfiguration wird die gesamte Übergangskonstruktion in Bezug auf die Kraftabtragung möglichst gleichmäßig belastet. Ferner kann sich die Lamelle gleichmäßig mit identischem Widerstand in beide Richtungen der Bewegungsachse fortbewegen.
Vorteilhafterweise sind mehrere Hauptgleitflächen entlang einer Traverse angeordnet und bilden eine gemeinsame Bewegungsachse. Durch die gemeinsame Bewegungsachse aller Hauptgleitflächen kann sich die Lamelle möglichst widerstandsfrei entlang der Traverse bewegen. Darüber hinaus ist die Traverse möglichst einfach aufgebaut, wodurch der Aufwand und die Kosten bei der Herstellung verringert werden können. Vorzugsweise weisen die mehreren Hauptgleitflächen auch gemeinsame Gleitebenen auf. So kann die Traverse gleichmäßig entlang ihrer Längsachse ausgebildet werden. Der Aufbau der Traverse wird weiter vereinfacht und die Herstellungskosten werden reduziert.
Weiterbildendend ist der erste Winkel derart gewählt, dass im Grenzzustand der Tragfähigkeit der Übergangskonstruktion keine klaffende Fuge im Bereich der Hauptgleitfläche entsteht. Werden ausgehend vom Gebrauchszustand die Belastungen auf die Übergangskonstruktion weiter erhöht, so tritt der Grenzzustand der Tragfähigkeit ein. Nach der Norm DIN EN 1990:2010-12 für Grundlagen der Tragwerksplanung steht dieser Zustand im Zusammenhang mit Einsturz oder anderen Formen des Tragwerksversagens. So sind auch diejenigen Grenzzustände, die die Sicherheit von Personen und/ oder die Sicherheit des Tragwerks betreffen, als Grenzzustand der Tragfähigkeit einzustufen. Dies hat den Vorteil, dass selbst in diesem Zustand noch sichergestellt ist, dass im Bereich der Hauptgleitfläche keine klaffende Fuge entsteht.
Bevorzugt weist die Traverse im Bereich der Hauptgleitfläche wenigstens ein Gleitblech auf. Das Gleitblech ist vorzugsweise aus Metall wie beispielsweise Kupfer, Stahl, Aluminium oder rostfreien Edelstahl ausgebildet. Durch Anbringen des Gleitblechs im Bereich der Hauptgleitfläche kann die Reibung zwischen der Traverse und der Lamelle verringert werden. Ebenso wird ein Materialverschleiß in diesem Bereich der Traverse verhindert. Das Gleitblech kann hingegen nach entsprechender Abnutzung einfach gegen ein neues ausgetauscht werden.
Vorteilhafterweise ist die Traverse selbst als Gegenfläche aus einem, vorzugsweise metallischen, Gleitwerkstoff hergestellt. Etwaige Gleitbleche oder Ähnliches können somit an der Traverse im Bereich der Hauptgleitfläche auch weggelassen werden.
Vorzugsweise weist die Hauptgleitfläche einen dauerhaft geschmierten Gleitwerkstoff, vorzugsweise mit PTFE, UHMWPE, POM und/ oder PA, auf. In einer Ausführungsform wird der Gleitwerkstoff beispielsweise in Form einer geschmierten Gleitscheibe bereitgestellt, die vorzugsweise wenigstens eine Schmiertasche aufweist, in der der Schmierstoff gespeichert und gleichmäßig abgegeben werden kann. Somit kann ein Gleitwerkstoff mit besonders niedrigem Reibbeiwert bereitgestellt werden. Auch kann der Verschleiß des Gleitwerkstoffs deutlich reduziert werden. Denkbar wäre auch ein Gleitwerkstoff in Form von Gleitpads, die an der Lamelle angebracht sind.
Weiterbildend sind wenigstens zwei zueinander angewinkelte Teilgleitflächen derart angeordnet, dass die entsprechenden Gleitebenen die Form eines Satteldachs bilden. Das Satteldach ist derart ausgeführt, dass die Schnittlinie bzw. die Bewegungsachse den Dachfirst des Satteldachs bildet. Die Form eines Satteldachs hat insbesondere den Vorteil, dass jegliche Schmutz- und Fremdkörperansammlung im Bereich der wenigstens zwei zueinander angewinkelten Teilgleitflächen weitestgehend vermieden werden kann. Dies gilt insbesondere im Bereich der Schnittlinie bzw. der Bewegungsachse, da diese als Dachfirst den obersten Punkt des Satteldachs darstellt.
Vorzugsweise sind wenigstens zwei zueinander angewinkelte Teilgleitflächen derart angeordnet, dass die entsprechenden Gleitebenen die Form eines auf dem Kopf stehenden Satteldachs bilden. Auch hier ist das Satteldach derart ausgeführt, dass die Schnittlinie bzw. die Bewegungsachse den Dachfirst des Satteldachs bildet. Aufgrund der auf dem Kopf stehenden Dachform ist es möglich, die Lamelle oder entsprechende Verbindungskomponenten an der höchstbelasteten Stelle nahe der Bewegungsachse stärker auszugestalten, ohne dabei weiteren Bauraum in vertikaler Richtung zu benötigen. Somit kann trotz erhöhter Belastungen erneut Bauraum eingespart werden.
Bevorzugt sind wenigstens zwei zueinander angewinkelte Teilgleitflächen bezogen auf eine durch die Schnittlinie in vertikaler Richtung zur Bewegungsebene verlaufende Symmetrieebene symmetrisch zueinander ausgebildet. Durch die symmetrische Anordnung der wenigstens zwei Teilgleitflächen wird eine verbesserte Selbstzentrierung der Lamelle auf der Traverse entlang der Bewegungsachse erreicht. Darüber hinaus ist es gerade bei ausgeglichener Krafteinwirkung bzw. Kraftabtragung von allen Seiten vorteilhaft, wenn die Bedingungen zur Verschiebung der Lamelle relativ zur Traverse in beide Richtungen entlang der Bewegungsachse möglichst gleich sind. Zudem ist die Übergangskonstruktion einfach aufgebaut und somit kosteneffektiv herzustellen. Alternativ könnten die Querschnittsflächen der beiden Teilgleitflächen auch unterschiedlich groß ausgebildet sein, so dass sich in Abhängigkeit des ersten Winkels und der erwarteten Kräfteverhältnisse eine für Reibung und Haltbarkeit optimale Flächenpressung einstellt.
Weiterbildend ist wenigstens eine Gleitebene gegenüber der Bewegungsebene um einen zweiten Winkel zwischen 10 Grad und 60 Grad, vorzugsweise mit 45 Grad geneigt. Gerade mit einem steileren zweiten Winkel, können durch die jeweilige angewinkelte Teilgleitfläche entsprechend hohe Horizontalkräfte quer zur Bewegungsachse aufgenommen werden. Gleichzeitig ist es dennoch möglich, einen Gleitwerkstoff mit einem niedrigen Reibewert im Bereich der Hauptgleitfläche zu verwenden. Somit wird zum einen eine klaffende Fuge im Bereich der Hauptgleitfläche verhindert. Zum anderen wird eine möglichst widerstandsfreie Bewegung der Lamelle relativ zur Traverse entlang der Bewegungsachse sichergestellt. Die verschiedenen Gleitebenen können einen identischen zweiten Winkel aufweisen. Möglich wäre auch, unterschiedliche zweite Winkel zu verwenden, um die Übergangskonstruktion an unterschiedliche Krafteinwirkungen anzupassen.
Bevorzugt liegt der erste Winkel zwischen 60 Grad und 160 Grad, vorzugsweise bei 90 Grad. Gerade mit einem spitzeren ersten Winkel können durch die jeweilig angewinkelten Teilgleitflächen entsprechend hohe Horizontalkräfte quer zur Bewegungsachse aufgenommen werden. Gleichzeitig ist es dennoch möglich, einen Gleitwerkstoff mit einem niedrigen Reibewert im Bereich der Hauptgleitfläche zu verwenden. Somit wird zum einen eine klaffende Fuge im Bereich der Hauptgleitfläche verhindert. Zum anderen wird eine möglichst widerstandsfreie Bewegung der Lamelle relative zur Traverse entlang der Bewegungsachse sichergestellt.
Vorzugsweise weist die Übergangskonstruktion wenigstens einen Kreuzungspunkt an einer Lamelle mit einer Traverse auf, an dem ein, vorzugsweise um eine zur Bewegungsebene vertikale Achse drehbares, Gleitlager mit einer Trägerplatte zwischen der Traverse und der Lamelle angeordnet ist, wobei sich die Hauptgleitfläche zwischen der Traverse und der Trägerplatte erstreckt. Durch das Gleitlager zwischen der Lamelle und der Traverse können gezielt vertikale und horizontale Kräfte über die Trägerplatte übertragen werden. Sollte das Gleitlager ein drehbares Gleitlager sein, so kann die Lamelle sowohl Verdrehungen als auch Gleitbewegungen gegenüber der Traverse im Kreuzungspunkt ausführen. Dabei ermöglicht eine möglichst widerstandsfreie Verdrehbarkeit um die vertikale Achse ein kinematisches Steuerungsprinzip.
Bevorzugt ist die Trägerplatte verformbar ausgestaltet, sodass die Hauptgleitfläche in Abhängigkeit der Höhe der Krafteinwirkung wenigstens eine zur Bewegungsebene horizontale Teilgleitfläche aufweist. Wenn die Gleitebenen die Form eines Satteldachs bilden, entstehen hohe Biegespannungen in der Trägerplatte. Durch das Hinzufügen einer weiteren, horizontalen Teilgleitfläche, die nur bei entsprechender Verformung der Trägerplatte aufliegt bzw. entsteht, kann die Tragfähigkeit des Systems gesteigert werden.
Weiterbildend weist das Lager eine Grundplatte auf, über die das Gleitlager an der Lamelle befestigt ist. Vorzugsweise weist die Lamelle oder die Grundplatte einen ersten Drehzapfen auf, über den das Gleitlager drehbar an der Lamelle befestigt ist. Mittels der Grundplatte kann das Gleitlager möglichst stabil ausgebildet werden. Der erste Drehzapfen ermöglicht hingegen eine entsprechende Rotation des Gleitlagers um dessen vertikale Achse.
Vorteilhafterweise weist das Gleitlager ferner eine Elastomerschicht auf, die zwischen der Trägerplatte und der Grundplatte angeordnet ist. Die Elastomerschicht stellt eine nachgiebige Pufferfunktion zwischen der Grundplatte und der Trägerplatte dar. Somit ermöglicht die Elastomerschicht beispielsweise ein Verschieben, Verkippen und/ oder auch Verdrehen der Grundplatte gegenüber der Trägerplatte. Dadurch können kleinere Bewegungen zwischen der Traverse und der Lamelle kompensiert werden. Zudem weist die Elastomerschicht Dämpfungseigenschaften auf.
Vorzugsweise weist das Gleitlager wenigstens eine Schubfläche auf, die in einer Ebene zwischen der Trägerplatte und der Grundplatte angeordnet ist, wobei die Ebene schiefwinklig zu den Gleitebenen der zueinander angewinkelten Teilgleitflächen angeordnet ist. Bevorzugt weist das Gleitlager dieselbe Anzahl an Schubflächen auf wie die Anzahl der zueinander angewinkelte Teilgleitflächen im Kreuzungspunkt. Sollte eine Elastomerschicht verbaut sein, so ist diese wenigstens im Bereich der Schubfläche angeordnet. Die unterschiedlichen Neigungen der Teilgleitflächen und Schubflächen ermöglichen eine optimale Einstellung des Anpassungsverhaltens. Dies insbesondere in Verbindung mit der Elastomerschicht und einer Anordnung der Gleitebenen der zueinander angewinkelten Teilgleitflächen in Form eines auf dem Kopf stehenden Satteldachs.
Weiterbildend weist die Übergangskonstruktion im Bereich wenigstens eines Kreuzungspunkts einen an der Lamelle angeordneten Bügel mit einer Vorspanneinheit mit einem Gleitwerkstoff, vorzugsweise eine Gleitfeder, auf. Der Bügel und die Vorspanneinheit sind derart ausgebildet, dass die Lamelle am Kreuzungspunkt gegenüber der Traverse vorgespannt und verschiebbar und/ oder um die zur Bewegungsebene vertikale Achse drehbar gelagert ist. Primär stellt die Vorspanneinheit sicher, dass ausreichend Vertikalkraft aufgebaut werden kann, um die Horizontalkräfte aufzunehmen, ohne dass es zu einem Abheben im Bereich der Gleitflächen kommt. Ferner kann durch die Vorspanneinheit die Bewegungsmöglichkeit der Lamelle gegenüber der Traverse eingestellt werden. Schließlich kann die Lamelle durch einen weiteren Verbindungspunkt zwischen der Lamelle und der Traverse noch präziser gegenüber der Traverse positioniert werden.
Bevorzugt ist die Vorspanneinheit führungsneutral für Bewegungen der Lamelle relativ zur Traverse entlang der Hauptgleitfläche ausgebildet. So weist die Vorspanneinheit vorzugsweise keine vertikalen Führungsflächen auf. In diesem Fall wirken also auch keine horizontalen Kräfte auf die Vorspanneinheit, die quer zur Traversenlängsachse orientiert sind. Hier wird die Lamelle auf der Traverse lediglich durch die zueinander angewinkelten Teilgleitflächen der Hauptgleitfläche entlang der Bewegungsachse geführt. Mit dem Wegfall der Führungsflächen werden Drehbewegungen der Traverse um die vertikale Achse über die Gleitfläche der Vorspanneinheit ermöglicht. Durch die geeignete Wahl der Vorspannkraft und des ersten Winkels zwischen den beiden zueinander angewinkelten Teilgleitflächen am Gleitlager kann auch hier ein Klaffen der Gleitfuge im Gebrauchszustand vermieden werden. Dadurch wird der Gleitwiderstand reduziert und die Vorspanneinheit kann kostengünstig hergestellt werden.
Weiterbildend weist der Bügel einen zweiten Drehzapfen auf, über den die Vorspanneinheit drehbar am Bügel befestigt ist. Der erste Drehzapfen und der zweite Drehzapfen bilden eine gemeinsame Drehachse, sodass die Lamelle gegenüber der Traverse am Kreuzungspunkt um die Drehachse drehbar gelagert ist. Durch das Zusammenspiel des ersten und zweiten Drehzapfens ist die Lamelle präzise im Kreuzungspunkt gegenüber der Lamelle drehbar gelagert. Der zweite Drehzapfen kommt insbesondere dann zum Einsatz, wenn die Vorspanneinheit etwaige Führungsflächen aufweist.
Bevorzugt weist der Gleitwerkstoff der Vorspanneinheit einen dauerhaft geschmierten Gleitwerkstoff, vorzugsweise mit PTFE, UHMWPE, POM und/ oder PA, auf. In einer Ausführungsform wird der Gleitwerkstoff beispielsweise in Form einer geschmierten Gleitscheibe bereitgestellt, die vorzugsweise wenigstens eine Schmiertasche aufweist, in der der Schmierstoff gespeichert und gleichmäßig abgegeben werden kann. Somit wird ein Gleitwerkstoff mit besonders niedrigem Reibbeiwert bereitgestellt. Auch kann der Verschleiß des Gleitwerkstoffs deutlich reduziert werden.
Vorzugsweise weist die Vorspanneinheit eine Schraube zum Vorspannen der Vorspanneinheit in einem verbauten Zustand auf. Beispielsweise kommt die Schraube hierzu mit dem Bügel in Eingriff. Alternativ ist die Vorspanneinheit derart ausgebildet, dass sie vorgespannt verbaut und in einem verbauten Zustand auf ein vorbestimmtes Vorspannmaß entlastet werden kann. Dadurch kann das gewünschte Vorspannmaß möglichst einfach und flexibel eingestellt werden.
Vorteilhafterweise weist die Übergangskonstruktion wenigstens einen Traversenkasten auf, in dem ein Ende der Traverse verschiebbar und/ oder drehbar gelagert ist. Derartige Traversenkästen sind prinzipiell an den jeweiligen Aufnahmepunkten der Traverse im Bereich der Bauwerksteile angeordnet und bieten insbesondere Pufferraum für jegliche Art von Bewegungen der Traverse. Somit können etwaige Bewegungen beider Bauwerksteile zueinander kompensiert werden.
Vorzugsweise weist das Ende der Traverse wenigstens eine Bohrung und der Traversenkasten wenigstens einen Zapfen auf, über den das Ende der Traverse im Traversenkasten drehbar gelagert ist. Möglich wäre auch, dass der Traversenkasten wenigstens eine Bohrung und das Ende der Traverse wenigstens einen Zapfen aufweist, um die Traverse entsprechend zu lagern. In beiden Fällen wird die Traverse möglichst einfach und effizient im Traversenkasten gelagert.
Bevorzugt weist der Traversenkasten ein oberhalb der Traverse angeordnetes oberes Gleitlager auf, wobei zwischen dem oberen Gleitlager und der Traverse eine wie oben beschrieben gestaltete Hauptgleitfläche angeordnet ist. Mit Hilfe des oberen Gleitlagers können die Bewegungen der Traverse innerhalb des Traversenkastens präzise geführt werden. Vorteilhafterweise ist das obere Gleitlager eine Gleitfeder. Die Gleitfeder dient als Vorspanneinheit, um die Traverse gegenüber einem darunter liegenden unteren Gleitlager vorzuspannen und somit die Bewegungsfreiheit der Traverse innerhalb des Traversenkastens einzustellen. Das untere Gleitlager übernimmt dabei keine Führungsfunktionen. Durch die Gleitfeder wird ein Abheben der Traverse innerhalb des Traversenkastens unterbunden. Die Vorteile der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Hauptgleitfläche gelten entsprechend.
Weiterbildend ist das obere Gleitlager drehbar am Traversenkasten befestigt. Hierzu weist das oberer Gleitlager bzw. die entsprechende Gleitfeder vorzugsweise einen Drehzapfen auf, der im Traversenkasten befestigt ist. Somit können im Auflagerpunkt der Traverse sowohl Verschiebungen als auch Verdrehungen der Traverse ermöglicht werden. Denkbar wäre auch, dass die Traverse derart gegenüber dem darunter liegenden Bauwerkslager vorgespannt wird, dass lediglich eine Drehbewegung ermöglicht und eine Gleitbewegung hingegen verhindert wird.
Vorteilhafterweise ist die Übergangskonstruktion eine Schwenktraversenkonstruktion für allgemeine Fahrbahnübergänge. Hier werden die Lamellen auf zum Teil schräg angeordneten, schwenkbaren Fahrbahntraversen verschiebbar und drehbar gelagert. Dadurch entsteht ein vorteilhaftes kinematisches Steuerungsprinzip, sodass sich die Übergangskonstruktion besonders flexible an verschiedene Dimensionen der Bauwerksfuge und variierenden Lasteinwirken anpassen kann.
Alternativ kann die Übergangskonstruktion auch als Wanderschwellenkonstruktion im Eisenbahnbrückenbau ausgestaltet sein. Die Wanderschwellenkonstruktion baut im Wesentlichen auf dem kinematischen Steuerungsprinzip der Schwenktraversenkonstruktion auf. Zudem ist diese dazu ausgebildet, eine Schienentrasse über die Bauwerksfuge zu führen. So können hier die Lamellen als verschiebbare Bahnschwellen ausgebildet sein. Alternativ wäre auch denkbar, dass die Bahnschwellen auf den Lamellen angeordnet sind.
Im Folgenden werden nun vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand von Figuren schematisch beschrieben, wobei

1 eine Seitenansicht einer Übergangskonstruktion gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine perspektivische Ansicht einer Teils einer Übergangskonstruktion gemäß einer zweiten Ausführungsform ist;
3 eine schematische Untersicht der in 2 gezeigten Übergangskonstruktion ist;
4 eine Seitenansicht und Explosionszeichnung eines Kreuzungspunkts einer Lamelle mit einer Traverse der in den 1 und 2 gezeigten Übergangskonstruktionen ist;
5 ein Ausschnitt der in 4 gezeigten Explosionszeichnung ist;
6 eine Seitenansicht und Explosionszeichnung eines Kreuzungspunkts einer Lamelle mit einer Traverse einer Übergangskonstruktion gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
7 ein Ausschnitt der in 6 gezeigten Explosionszeichnung ist; und
8 ein Ausschnitt eines Kreuzungspunktes K einer Übergangskonstruktion gemäß einer vierten Ausführungsform ist.

Identische Komponenten in den verschiedenen Ausführungsformen werden mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
In der 1 wird der schematische Aufbau einer Übergangskonstruktion 10A entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform gezeigt. Die Übergangskonstruktion 10A weist drei Traversen 16 auf, die zwischen zwei Bauwerksteilen 12a und 12b des Bauwerks 12 angeordnet sind und somit die Bauwerksfuge 14 zwischen den beiden Bauwerksteilen 12a und 12b überbrücken. Dabei sind die Traversen 16 jeweils an ihren Enden in einem Traversenkasten 18 der Übergangskonstruktion 10A gelagert. Somit weist die Übergangskonstruktion 10A insgesamt sechs solcher Traversenkästen 18 auf, die an den Bauwerksrändern der entsprechenden Bauwerksteile 12a und 12b des Bauwerks 12 ausgebildet sind. Die gezeigte Übergangskonstruktion 10A ist als Schwenktraversenkonstruktion ausgebildet. So sind die Traversen 16 hier allesamt drehbar und in ihrer Längsrichtung verschiebbar in den jeweiligen Traversenkästen 18 gehalten. Ein solcher Auflagerpunkt kann beispielweise durch ein unterhalb der Traverse 16 angeordnetes unteres Gleitlager 52 und ein oberhalb der Traverse 16 angeordnetes oberes Gleitlager 50 realisiert werden. Das obere Gleitlager 50 ist dabei als um seine vertikale Achse drehbare Gleitfeder ausgebildet. Die Traversen 16 sind in den Traversenkästen 18 am Bauwerksteil 12a mit einem nur kleinen Spiel in ihrer Längsrichtung verschiebbar gelagert. Dadurch können Rotationsbewegungen der Traverse 16 ausgeglichen werden. Auch wäre es möglich, dass ein Ende einer Traverse 16 fest und dabei lediglich drehbar im Traversenkasten 18 gehalten wird. Beispielsweise könnte die Traverse 16 eine Bohrung und der Traversenkasten 18 einen Drehzapfen aufweisen, um das Ende der Traverse 16 entsprechend zu lagern (nicht gezeigt).
Ferner weist die Übergangskonstruktion 10A neun Lamellen 20 und zwei Randlamellen 20a auf, wobei die beiden Randlamellen 20a mit den entsprechenden Traversenkästen 18 fest verbunden sind. Die Lamellen 20 und Randlamellen 20a sind zueinander beabstandet und verschiebbar auf den Traversen 16 gelagert. Somit befindet sich an jedem Kreuzungspunkt K einer Lamelle 20 mit einer Traverse 16 zwischen beiden Komponenten eine Hauptgleitfläche 22. In dieser Ausführungsform ist die Hauptgleitfläche 22 derart ausgebildet, dass sich die Lamelle 20 im Kreuzungspunkt K entlang der Längsachse der Traverse 16 gegenüber dieser bewegen kann. Darüber hinaus ist die Lamelle 20 im Kreuzungspunkt K gegenüber der Traverse 16 um die vertikale Achse V drehbar gelagert. Zu diesem Zweck ist an den jeweiligen Kreuzungspunkten K ein drehbares Gleitlager 24 zwischen der Lamelle 20 und der Traverse 16 angeordnet. Das Gleitlager 24 ist oberseitig drehbar an der Lamelle 20 befestigt und liegt unterseitig auf der Traverse 16 auf. Somit erstreckt sich die Hauptgleitfläche 22 hier zwischen dem Gleitlager 24 und der Traverse 16.
Die 2 und 3 zeigen eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Übergangskonstruktion 10B gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die Übergangskonstruktion 10B entspricht im Wesentlichen der Übergangskonstruktion 10A der ersten Ausführungsform. Auf die identischen Komponenten wird im Folgenden nicht weiter eingegangen.
Die Übergangskonstruktion 10B unterscheidet sich lediglich dadurch, dass diese nur drei Lamellen 20 und zwei Randlamellen 20a aufweist. Wie man insbesondere der Untersicht der 3 entnehmen kann, ist bei dieser Ausführungsform die mittlere Traverse 16 rechtwinklig zur Bauwerksfugenachse und somit auch rechtwinklig zu den Lamellen 20 und Randlamellen 20a gelagert. Die beiden äußeren Traversen 16 sind hingegen schräg zu den Lamellen 20 und Randlamellen 20a ausgerichtet.
In den 4 und 5 wird exemplarisch ein Kreuzungspunkt K einer Lamelle 20 mit einer Traverse 16 näher dargestellt. Wie man insbesondere der 5 entnehmen kann, weist das Gleitlager 24 eine Grundplatte 26, eine Trägerplatte 28 und eine dazwischenliegende Elastomerschicht 30 auf. Die Grundplatte 26 beinhaltet einen ersten Drehzapfen 32, über den das Gleitlager 24 um die vertikale Drehachse V drehbar an der Lamelle 20 befestigt ist. Alternativ kann auch die Lamelle 20 den Drehzapfen 32 beinhalten (nicht gezeigt). Die Trägerplatte 28 liegt hingegen auf der Traverse 16 auf, sodass sich zwischen der Trägerplatte 28 und der Traverse 16 die eigentliche Hauptgleitfläche 22 befindet.
Die Hauptgleitfläche 22 beinhaltet zwei Teilgleitflächen 22a und 22b, die jeweils in zueinander angewinkelten Gleitebenen 34a und 34b angeordnet sind. Dabei treffen sich die beiden Gleitebenen 34a und 34b in einer gemeinsamen Schnittlinie S, die eine Bewegungsachse A bildet, entlang der sich die Lamelle 20 relativ zur Traverse 16 bewegen kann. Die beiden Gleitebenen 34a und 34b sind schiefwinklig zu einer Bewegungsebene B der Übergangskonstruktion 10A, 10B angeordnet. Im Kreuzungspunkt K wird die Bewegungsebene B durch die Bewegungsachse A und einer Parallelen zur Längsachse L der Lamelle 20 aufgespannt. In dieser Ausführungsform entspricht die Bewegungsebene B der Horizontalen. Alle hier beschriebenen horizontalen und vertikalen Ausrichtungen von Komponenten und Krafteinwirkungen beziehen sich daher auch auf die Bewegungsebene B. Die beiden Gleitebenen 34a und 34b sind so angeordnet, dass die Schnittlinie S parallel zur Längsachse der Traverse 16 verläuft. Dadurch kann sich die Lamelle 20 gleichmäßig relativ zur Traverse 16 entlang beider Richtungen der Bewegungsachse A fortbewegen.
Die beiden Teilgleitflächen 22a und 22b sind derart angeordnet, dass die entsprechenden Gleitebenen 34a und 34b die Form eines Satteldachs bilden. Dabei ist die Bewegungsachse A als Dachfirst des Satteldachs zu verstehen. Ferner sind die beiden Teilgleitflächen 22a und 22b gleich groß und bezogen auf eine durch die Schnittlinie S in vertikaler Richtung verlaufenden Symmetrieebene E symmetrisch zueinander ausgebildet. Denkbar wäre auch eine unterschiedliche Dimensionierung der beiden Teilgleitflächen 22a und 22b (nicht gezeigt), um diese für jeweils unterschiedliche Krafteinwirkungen auszulegen.
Zudem beinhaltet die Hauptgleitfläche 22 einen Gleitwerkstoff 36, um die Reibung zwischen der Lamelle 20 und der Traverse 16 zu reduzieren. Im vorliegenden Fall weist die Trägerplatte 28 dazu im Bereich beider Teilgleitflächen 22a und 22b jeweils ein Gleitpad 36a und 36b auf. Beide Gleitpads 36a und 36b beinhalten einen dauerhaft geschmierten Gleitwerkstoff wie beispielsweise PTFE. Möglich wäre hier auch die Verwendung von UHMWPE, POM und/ oder PA. Darüber hinaus beinhaltet die Traverse 16 im Bereich beider Teilgleitflächen 22a und 22b jeweils ein Gleitblech 38a und 38b aus rostfreien Edelstahl. Die beiden Gleitpads 36a und 36b liegen somit auf den Gleitblechen 38a und 38b auf, um auf diesen entlangzugleiten. Dadurch kann die Reibung zwischen der Trägerplatte 28 und der Traverse 16 sowie der Verschleiß des Gleitwerkstoffs 36 reduziert werden. Alternativ könnten hier auch geschmierte Polymergleitscheiben mit vorgefertigten Schmiertaschen eingesetzt werden. Beispielsweise könnte die Traverse 16 auch aus einem metallischen Gleitwerkstoff hergestellt sein. In diesem Fall können die beiden Gleitbleche 38a und 38b auch weggelassen werden.
Durch die besondere Anordnung der Hauptgleitfläche 22 bzw. den zwei Teilgleitflächen 22a und 22b gelingt eine Funktionsvereinigung der vertikalen sowie horizontalen Kraftabtragung. So können zum einen vertikale Kräfte über die zwei Teilgleitflächen 22a und 22b aufgenommen und von der Lamelle 20 auf die Traverse 16 übertragen werden. Selbiges gilt für quer zur Bewegungsachse A gerichtete Horizontalkräfte. Somit können zum anderen auch diese durch die zwei Teilgleitflächen 22a und 22b aufgenommen und entsprechend zwischen der Lamelle 20 und der Traverse 16 übertragen werden.
Das Verhältnis von aufnehmbaren Vertikallasten und Horizontalkräften quer zur Bewegungsachse A kann durch die Neigung der beiden Teilgleitflächen 22a und 22b bzw. der entsprechenden beiden Gleitebenen 34a und 34b eingestellt werden. Somit schließen beide Gleitebenen 34a und 34b einen ersten Winkel α ein, der so gewählt ist, dass im Gebrauchszustand der Übergangskonstruktion 10A, 10B keine klaffende Fuge im Bereich der Hauptgleitfläche 22 entsteht. Der erste Winkel α ist sogar derart gewählt, dass auch im Grenzzustand der Tragfähigkeit der Übergangskonstruktion 10A, 10B keine klaffende Fuge im Bereich der Hauptgleitfläche 22 auftritt. In dieser Ausführungsform liegt der erste Winkel α bei 90 Grad. Soll die Übergangskonstruktion 10A, 10B jedoch für weniger hohe Horizontalkräfte ausgelegt sein, so kann auch ein stumpferer erster Winkel α verwendet werden.
Alternativ oder ergänzend kann die Neigung der beiden Gleitebenen 34a und 34b auch über deren Schnittwinkel gegenüber der Bewegungsebene B der Übergangskonstruktion 10A, 10B angegeben werden. Somit sind beide Gleitebenen 34a und 34b gegenüber der Bewegungsebene B um einen zweiten Winkel β angewinkelt bzw. nach unten geneigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform weisen beide Gleitebenen 34a und 34b denselben zweiten Winkel β auf, der hier bei 45 Grad liegt. Bei einer weniger hohen horizontalen Krafteinwirkung kann jedoch auch ein etwas flacherer zweiter Winkel β gewählt werden.
Ferner weist die Übergangskonstruktion 10A, 10B im Bereich des Kreuzungspunkts K einen Bügel 40 mit einer Vorspanneinheit 42 auf. Der Bügel 40 ist an der Lamelle 20 befestigt. Darüber hinaus sind der Bügel 40 und die Vorspanneinheit 42 derart ausgebildet, dass die Lamelle 20 am Kreuzungspunkt K gegenüber der Traverse 16 mittels der Vorspanneinheit 42 vorgespannt, verschiebbar und um die vertikale Achse V drehbar gelagert ist. In dieser Ausführungsform ist die Vorspanneinheit 42 als Gleitfeder ausgebildet. Die Gleitfeder ist dabei unterseitig der Traverse 16 angebracht, sodass sich zwischen der Gleitfeder und der Traverse 16 eine horizontale Gleitfläche 44 befindet. Etwaige Führungsflächen weist die Gleitfeder hingegen nicht auf. Dadurch werden die Drehbewegungen um die vertikale Achse V ermöglicht.
Die Gleitfeder beinhaltet im Bereich der horizontalen Gleitfläche 44 einen Gleitwerkstoff 46 in Form einer geschmierten Gleitscheibe mit PTFE. Denkbar wäre aber auch der Einsatz von UHMWPE, POM und/ oder PA. Ferner weist die Gleitscheibe mehrere vorgefertigte Schmiertaschen auf, in denen das Schmiermittel gespeichert und gleichmäßig im Bereich der horizontalen Gleitfläche 44 verteilt werden kann.
Darüber hinaus beinhaltet der Bügel 40 ein starres Verbindungselement 48A. Das Verbindungselement 48A kann alternativ auch als zweiter Drehzapfen 48B ausgebildet sein, über den die Gleitfeder drehbar am Bügel 40 befestigt ist. Dies ist beispielsweise vorteilhaft, wenn die Vorspanneinheit 42 etwaige Führungsflächen neben der horizontalen Gleitfläche 44 aufweist. Dabei bilden der erste Drehzapfen 32 des Gleitlagers 24 und der zweite Drehzapfen 48B des Bügels 40 eine gemeinsame Drehachse D. Dadurch ist die Lamelle 20 gegenüber der Traverse 16 am Kreuzungspunkt K um die Drehachse D und somit um die vertikale Achse V drehbar gelagert. Trotz Vorspannung werden somit die durch das Gleitlager 24 vorgegebenen Freiheitsgrade zwischen der Lamelle 20 und der Traverse 16 nicht weiter eingeschränkt.
In der vorliegenden Ausführungsform bilden die Hauptgleitflächen 22 in allen Kreuzungspunkten K entlang einer Traverse 16 eine gemeinsame Bewegungsachse A. Zudem liegen die entsprechenden Teilgleitflächen 22a und 22b in denselben Gleitebenen 34a und 34b. Die Traverse 16 weist somit entlang ihrer Längsachse im Gleitbereich einen gleichbleibenden Querschnitt auf. Dadurch kann der Aufbau der Übergangskonstruktion 10A, 10B vereinfacht und Kosten bei der Herstellung verringert werden.
Für den Fall hoher Krafteinwirkungen ist die Trägerplatte 28 verformbar ausgebildet. Wirken somit genügend hohe Kräfte auf die Trägerplatte 28 ein, so kommt diese mit ihrem horizontalen Abschnitt mit einem horizontalen Abschnitt der Traverse 16 in Kontakt. Dadurch weist die Hauptgleitfläche 22 eine weitere horizontale Teilgleitfläche 22c zwischen der Trägerplatte 28 und der Traverse 16 auf.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Hauptgleitfläche 22 können auch bei der Lagerung der Traversen 16 in den Traversenkästen 18 angewendet werden. Wie weiter oben bereits erwähnt, werden die Traversen 16 über ein oberes Gleitlager 50 bzw. eine entsprechende Gleitfeder und ein unteres Gleitlager 52 im jeweiligen Traversenkasten 18 aufgenommen. Somit kann die Traverse 16 mittels der Gleitfeder gegenüber dem unteren Gleitlager vorgespannt werden. Die Gleitfeder kann drehbar über einen Drehzapfen an der Decke des Traversenkastens 18 befestigt sein. In dieser Ausführungsform ist der Drehzapfen hingegen an der Unterseite der Randlamelle 20a angebracht, welche an der Decke des Traversenkastens 18 anschließt. Außerdem liegt die Gleitfeder auf der Traverse 16 auf. Somit befindet sich zwischen der Gleitfeder und der Traverse 16 eine weitere Hauptgleitfläche, wie sie zuvor beschrieben wurde.
In den 6 und 7 wird ein Kreuzungspunkt K einer Lamelle 120 und einer Traverse 116 einer Übergangskonstruktion 110 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Übergangskonstruktion 110 entspricht im Wesentlichen der Übergangskonstruktion 10B der zweiten Ausführungsform. Auf die identischen Komponenten wird im Folgenden nicht weiter eingegangen.
Die Übergangskonstruktion 110 unterscheidet sich jedoch von der Übergangskonstruktion 10B der zweiten Ausführungsform dadurch, dass die Hauptgleitfläche 122 zwischen der Lamelle 120 bzw. dem Gleitlager 124 und der Traverse 116 anderweitig ausgestaltet ist. Hier sind die zwei zueinander angewinkelten Teilgleitflächen 122a und 122b derart angeordnet, dass die entsprechenden Gleitebenen 134a und 134b die Form eines auf den Kopf stehenden Satteldachs bilden. Dabei bildet auch hier die Bewegungsachse A den Dachfirst des Satteldachs. Die Ausgestaltung der im Bereich der Hauptgleitfläche 122 angeordneten Komponenten, wie die Gleitbleche 138a und 138b sowie die Gleitpads 136a und 136b, wurde entsprechend angepasst. Selbiges gilt für die Komponenten des Gleitlagers 124, wie die Grundplatte 126, die Elastomerschicht 130 und die Trägerplatte 128. Deren grundlegende Funktionen bleiben jedoch wie oben beschrieben erhalten.
Die Vorteile dieser Ausführungsform entsprechen im Wesentlichen denjenigen der zweiten Ausführungsform. Darüber hinaus kann das Gleitlager 124 an der höchst beanspruchtesten Mitte im Bereich der Drehachse D stärker als im Randbereich ausgestaltet werden, ohne weiteren Bauraum in vertikaler Richtung zu benötigen. Ferner wird bei dieser Ausführungsform der Momentennullpunkt, das heißt der Schnittpunkt der drei Kräfte rechtwinklig zur Gleitfläche in der Vorspanneinheit 42 bzw. Gleitfeder und dem Gleitlager 124, nach oben in die Höhe der Lamelle 120 verlagert. Dadurch wird die Verdrehsteifigkeit im Kreuzungspunkt K verbessert.
In der 8 wird ein Ausschnitt eines Kreuzungspunktes K einer Lamelle 120 und einer Traverse 116 einer Übergangskonstruktion 210 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Übergangskonstruktion 210 entspricht im Wesentlichen der Übergangskonstruktion 110 der dritten Ausführungsform. Auf die identischen Komponenten wird im Folgenden nicht weiter eingegangen.
Die Übergangskonstruktion 210 unterscheidet sich jedoch durch ein abweichendes Gleitlager 224. Hier ist die Trägerplatte 228 zweistückig ausgebildet. Zudem weist das Gleitlager 224 zwei Schubflächen 254 und 256 auf, die jeweils in einer Ebene 258 und 260 zwischen der Trägerplatte 228 und der Grundplatte 226 angeordnet sind. Dabei sind die beiden Ebenen 258 und 260 schiefwinklig zu den Gleitebenen 134a und 134b der zueinander angewinkelten Teilgleitflächen 122a und 122b angeordnet.
Die erfindungsgemäße Übergangskonstruktion kann alternativ als Wanderschwellenkonstruktion für den Eisenbahnbrückenbau ausgebildet sein. Auch hier wird das grundlegende Prinzip der beschriebenen Schwenktraversenkonstruktion angewendet.
Bezugszeichenliste

10A: Übergangskonstruktion
10B: Übergangskonstruktion
12: Bauwerk
12a: Erstes Bauwerksteil
12b: Zweites Bauwerksteil
14: Bauwerksfuge
16: Traverse
18: Traversenkasten
20: Lamelle
20a: Randlamelle
22: Hauptgleitfläche
22a: Teilgleitfläche
22b: Teilgleitfläche
22c: Teilgleitfläche
24: Gleitlager
26: Grundplatte
28: Trägerplatte
30: Elastomerschicht
32: Erster Drehzapfen
34a: Gleitebene
34b: Gleitebene
36: Gleitwerkstoff
36a: Gleitpad
36b: Gleitpad
38a: Gleitblech
38b: Gleitblech
40: Bügel
42: Vorspanneinheit
44: Horizontale Gleitfläche
46: Gleitwerkstoff
48A: Verbindungselement
48B: Zweiter Drehzapfen
50: Oberes Gleitlager
52: Unteres Gleitlager
110: Übergangskonstruktion
116: Traverse
120: Lamelle
122: Hauptgleitfläche
122a: Teilgleitfläche
122b: Teilgleitfläche
124: Gleitlager
126: Grundplatte
128: Trägerplatte
130: Elastomerschicht
134a: Gleitebene
134b: Gleitebene
136a: Gleitpad
136b: Gleitpad
138a: Gleitblech
138b: Gleitblech
210: Übergangskonstruktion
224: Gleitlager
226: Grundplatte
228: Trägerplatte
254: Schubfläche
256: Schubfläche
258: Ebene
260: Ebene
A: Bewegungsachse
B: Bewegungsebene
D: Drehachse
E: Symmetrieebene
S: Schnittlinie
K: Kreuzungspunkt
L: Längsachse
V: Vertikale Achse
α: Erster Winkel
β: Zweiter Winkel

Claims

Übergangskonstruktion (10B) zur Überbrückung einer Bauwerksfuge (14) zwischen zwei Bauwerksteilen (12a, 12b) eines Bauwerks (12) mit wenigstens zwei an den Bauwerksrändern gelagerten Traversen (16) und wenigstens einer darauf verschiebbar gelagerten Lamelle (20), wobei zwischen wenigstens einer Traverse (16) und wenigsten einer Lamelle (20) eine Hauptgleitfläche (22) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptgleitfläche (22) wenigstens zwei Teilgleitflächen (22a, 22b) aufweist, die jeweils in zueinander angewinkelten Gleitebenen (34a, 34b) angeordnet sind, wobei sich die Gleitebenen (34a, 34b) in einer gemeinsamen Schnittlinie (S) treffen, die eine Bewegungsachse (A) bildet, entlang der sich die Lamelle (20) relativ zur Traverse (16) bewegen kann, und wenigstens eine Gleitebene (34a, 34b) schiefwinklig zu einer Bewegungsebene (B) der Übergangskonstruktion (10B) angeordnet ist.
Übergangskonstruktion (10B) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gleitebenen (34a, 34b) einen ersten Winkel (α) einschließen, der so gewählt ist, dass im Gebrauchszustand der Übergangskonstruktion (10B) keine klaffende Fuge im Bereich der Hauptgleitfläche (22) entsteht.
Übergangskonstruktion (10B) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Winkel (α) derart gewählt ist, dass im Grenzzustand der Tragfähigkeit der Übergangskonstruktion (10) keine klaffende Fuge im Bereich der Hauptgleitfläche (22) entsteht.
Übergangskonstruktion (10B) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Winkel (α) zwischen 60 Grad und 160 Grad, vorzugsweise bei 90 Grad, liegt.
Übergangskonstruktion (10B) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gleitebenen (34a, 34b) so angeordnet sind, dass die Schnittlinie (S) parallel zu einer Längsachse einer Traverse (16) verläuft.
Übergangskonstruktion (10B) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Hauptgleitflächen (22) entlang einer Traverse (16) angeordnet sind und eine gemeinsame Bewegungsachse (A) bilden.
Übergangskonstruktion (10B) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Traverse (16) im Bereich der Hauptgleitfläche (22) wenigstens ein Gleitblech (38a, 38b) aufweist.
Übergangskonstruktion (10B) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Traverse (16) aus einem, vorzugsweise metallischen, Gleitwerkstoff hergestellt ist.
Übergangskonstruktion (10B) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptgleitfläche (22) einen dauerhaft geschmierten Gleitwerkstoff (36), vorzugsweise mit PTFE, UHMWPE, POM und/ oder PA, aufweist.
Übergangskonstruktion (10B) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei zueinander angewinkelte Teilgleitflächen (22a, 22b) derart angeordnet sind, dass die entsprechenden Gleitebenen (34a, 34b) die Form eines Satteldachs bilden.
Übergangskonstruktion (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei zueinander angewinkelte Teilgleitflächen (122a, 122b) derart angeordnet sind, dass die entsprechenden Gleitebenen (134a, 134b) die Form eines auf den Kopf stehenden Satteldachs bilden.
Übergangskonstruktion (10B) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei zueinander angewinkelte Teilgleitflächen (22a, 22b) bezogen auf eine durch die Schnittlinie (S) in vertikaler Richtung zur Bewegungsebene (B) verlaufende Symmetrieebene (E) symmetrisch zueinander ausgebildet sind.
Übergangskonstruktion (10B) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Gleitebene (34a, 34b) gegenüber der Bewegungsebene (B) um einen zweiten Winkel (β) zwischen 10 Grad und 60 Grad, vorzugsweise mit 45 Grad, geneigt ist.
Übergangskonstruktion (10B) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangskonstruktion (10B) wenigstens einen Kreuzungspunkt (K) einer Lamelle (20) mit einer Traverse (16) aufweist, an dem ein, vorzugsweise um eine zur Bewegungsebene (B) vertikale Achse (V) drehbares, Gleitlager (24) mit einer Trägerplatte (28) zwischen der Traverse (16) und der Lamelle (20) angeordnet ist, wobei sich die Hauptgleitfläche (22) zwischen der Traverse (16) und der Trägerplatte (28) erstreckt.
Übergangskonstruktion (10B) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (28) verformbar ausgestaltet ist, sodass die Hauptgleitfläche (22) in Abhängigkeit der Höhe der Krafteinwirkung wenigstens eine zur Bewegungsebene (B) horizontale Teilgleitfläche (22c) aufweist.
Übergangskonstruktion (10B) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitlager (24) ferner eine Grundplatte (26) aufweist, über die das Gleitlager (24) an der Lamelle (20) befestigt ist, und die Lamelle (20) oder die Grundplatte (26) vorzugsweise einen ersten Drehzapfen (32) aufweist, über den das Gleitlager (24) drehbar an der Lamelle (20) befestigt ist.
Übergangskonstruktion (10B) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitlager (24) ferner eine Elastomerschicht (30) aufweist, die zwischen der Trägerplatte (28) und der Grundplatte (26) angeordnet ist.
Übergangskonstruktion (10B) nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitlager (224) wenigstens eine Schubfläche (254) aufweist, die in einer Ebene (258) zwischen der Trägerplatte (228) und der Grundplatte (226) angeordnet ist, wobei die Ebene (258) schiefwinklig zu den Gleitebenen (134a, 134b) der zueinander angewinkelten Teilgleitflächen (122a, 122b) angeordnet ist.
Übergangskonstruktion (10B) nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangskonstruktion (10B) im Bereich wenigstens eines Kreuzungspunkts (K) einen an der Lamelle (20) angeordneten Bügel (40) mit einer Vorspanneinheit (42) mit einem Gleitwerkstoff (46), vorzugsweise eine Gleitfeder, aufweist und der Bügel (40) und die Vorspanneinheit (42) derart ausgebildet sind, dass die Lamelle (20) am Kreuzungspunkt (K) gegenüber der Traverse (16) vorgespannt und verschiebbar und/ oder um die zur Bewegungsebene (B) vertikale Achse (V) drehbar gelagert ist.
Übergangskonstruktion (10B) nach Anspruch 19 und zumindest nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (40) einen zweiten Drehzapfen (48B) aufweist, über den die Vorspanneinheit (42) drehbar am Bügel (40) befestigt ist, wobei der erste Drehzapfen (32) und der zweite Drehzapfen (48B) eine gemeinsame Drehachse (D) bilden und die Lamelle (20) gegenüber der Traverse (16) am Kreuzungspunkt (K) um die Drehachse (D) drehbar gelagert ist.
Übergangskonstruktion (10B) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinheit (42) führungsneutral für Bewegungen der Lamelle (20) relativ zur Traverse (16) entlang der Hauptgleitfläche (22) ausgebildet ist.
Übergangskonstruktion (10B) nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitwerkstoff (46) der Vorspanneinheit (42) einen dauerhaft geschmierten Gleitwerkstoff, vorzugsweise mit PTFE, UHMWPE, POM und/ oder PA, aufweist.
Übergangskonstruktion (10B) nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinheit (42) eine Schraube zum Vorspannen der Vorspanneinheit (42) in einem verbauten Zustand aufweist.
Übergangskonstruktion (10B) nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinheit (42) derart ausgebildet ist, dass sie vorgespannt verbaut und in einem verbauten Zustand auf ein vorbestimmtes Vorspannmaß entlastet werden kann.
Übergangskonstruktion (10B) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangskonstruktion (10B) wenigstens einen Traversenkasten (18) aufweist, in dem ein Ende der Traverse (16) verschiebbar und/ oder drehbar gelagert ist.
Übergangskonstruktion (10B) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der Traverse (16) wenigstens eine Bohrung und der Traversenkasten (18) wenigstens einen Zapfen aufweist, über den das Ende der Traverse (16) im Traversenkasten (18) gelagert ist.
Übergangskonstruktion (10B) nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Traversenkasten (18) ein oberhalb der Traverse (16) angeordnetes oberes Gleitlager (50) aufweist, wobei zwischen dem oberen Gleitlager (50) und der Traverse (16) eine nach den vorherigen Ansprüchen gestaltete Hauptgleitfläche (22) angeordnet ist.
Übergangskonstruktion (10B) nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Gleitlager (50) drehbar am Traversenkasten (18) befestigt ist.
Übergangskonstruktion (10B) nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Gleitlager (50) eine Gleitfeder ist.
Übergangskonstruktion (10B) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangskonstruktion (10B) eine Schwenktraversenkonstruktion ist.
Übergangskonstruktion (10B) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangskonstruktion (10B) eine Wanderschwellenkonstruktion für den Eisenbahnbrückenbau ist.