DE19739573C2 - Betonbauteil und Schachtsystem - Google Patents
Betonbauteil und SchachtsystemInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Betonbauteil, insbesondere ein Schachtbauteil zum Bau von
Schächten für erdverlegte Abwasserkanäle und -leitungen gemäß dem Oberbegriff von
Anspruch 1, sowie ein Schachtsystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 17.
Schachtbauteile aus Beton oder Stahlbeton, wie Schachtringe, -rohre, -unterteile, -hälse
o. dgl. werden mit ihren meist muffenförmigen Enden aufeinandergesetzt und mittels
geeigneter Dichtelemente gegeneinander abgedichtet. Hierzu verwendet man gemäß
DIN 4060 elastomere Gleit- oder Rollringdichtungen, die im vertikalen Bereich der
Muffenverbindungen angeordnet und beim Zusammenfügen der Schachtteile zwischen
den schräg oder abgestuft ausgebildeten Innenflächen der Muffen verpreßt werden.
Die dabei entstehenden, radialen Kräfte üben jedoch auf die unbewehrten
Betonbauteile eine permanente, horizontale Zugbelastung aus, so daß unter zusätz
licher Einwirkung von vertikalen Lasten Risse oder Abplatzungen an den dünnwandi
gen Muffen entstehen können. Die Standsicherheit ist gefährdet; Undichtigkeiten sind
die Folge.
Die Dichtwirkung der Elastomerringe hängt ferner in hohem Maße von den Maßge
nauigkeiten sowohl der Dichtelemente selbst als auch der Muffen ab. Bei zu engen
Muffenspaltweiten entstehen beim Zusammenbau der Schachtringe hohe Rückstell
kräfte. Dadurch erhöht sich die Bruchgefahr bei den Schachtbauteilen. Zu große
Spaltweiten und/oder zu kleine Dichtungsquerschnitte können die Ursache für zahl
reiche Lecks sein, weil die Rückstellkräfte der Dichtung zu gering sind und Lunker in
der meist porösen Oberfläche der Betonschachtteile von den relativ kleinen Dicht
flächen der Gleit- bzw. Rollringe nicht mehr ausreichend abgedeckt werden.
DIN 4034, Teil 1, fordert, daß zwischen den einzelnen Beton- oder Stahlbetonteilen stets
eine gleichmäßige, nicht federnde Lastübertragung gewährleistet ist. Ferner sind
Planunebenheiten in den Auflagerbereichen auszugleichen, damit keine durch Punkt-
oder Linienlasten bedingte Beschädigungen an den Schachtbauteilen entstehen
können.
Dementsprechend hat man unterschiedliche Ausgleichskörper entwickelt, die auf den
Stoßflächen der Schachtelemente aufgebracht und zusätzlich zu den elastomeren
Dichtungselementen eingesetzt werden. Bekannt sind beispielsweise einfache Flach
bänder aus plastischem Kunststoffmaterial oder Kreissegmente aus Polystyrol (siehe
z. B. DE 92 09 027 U1 oder DE 44 36 532 A1). Diese werden vor dem Aufsetzen eines
Folgeteils auf die Oberkante des bereits gesetzten Teils aufgelegt oder aufgeklebt, was
jedoch äußerst Zeit- und arbeitsaufwendig ist. Darüber hinaus haben die Ausgleichs
elemente keine oder eine nur geringe Dichtwirkung, so daß auf die Elastomerdich
tungen nicht verzichtet werden kann.
Bei einem in DE 43 23 734 A1 offenbarten Schachtbauteil ist das Ausgleichselement
fest in der Muffe integriert. Es handelt sich hierbei um einen durch Kompression
verformbaren Schlauch mit einer elastischen Hülle und einer Füllung aus Quarzsand.
Ein Teil der Schlauchhülle bildet den Auflagerbereich für ein darunter angeordnetes
Schachtteil, wobei sich der Quarzsand unter leichtem äußeren Druck an die Konturen
bzw. an die Unebenheiten der Stoßflächen anpaßt. Bei erhöhtem äußerem Druck
verfestigt sich die Sandfüllung zunehmend und bildet bei hohem Druck einen starren,
unverformbaren Kern. Als Dichtmittel fungiert die Schlauchhülle sowie eine zusätzliche
Kompressionsdichtung im Bereich der Muffenverbindung, die auch einstückig mit der
Schlauchhülle ausgebildet sein kann. Setzt man zwei Schachtbauteile ineinander wird
durch den einbetonierten Sandschlauch automatisch ein Lastausgleich erzielt, ohne
daß zusätzliche Arbeitsschritte notwendig sind. Nachteilig ist allerdings der insgesamt
aufwendige Aufbau von Sandschlauch und Dichtungselement sowie deren Einbindung
in das Betonbauteil.
Eine aus DE 34 14 180 A1 bekannte, ringförmige Dichtungseinrichtung verwendet als
Druckverteilungsmedium in einer Hülle aus elastischem Material anstelle von Sand ein
Gas, eine Flüssigkeit, eine plastische Masse oder einen den Hohlraum ausfüllenden
Ring aus Vollmaterial und wird nachträglich in den Stoßbereich eingesetzt. Eine derart
aufwendige Ausführungsform bedingt jedoch hohe Kosten. Zudem wird die Gummi
hülle eine Gas- oder Wasserfüllung kaum dauerhaft halten können.
Ein wichtiges Ziel der Erfindung besteht darin, die Bruchsicherheit von Betonbauteilen,
insbesondere von Schachtbauteilen unter statischen und dynamischen Belastungen
deutlich zu erhöhen. Ferner wird die Schaffung eines Dicht- und Ausgleichskörpers
angestrebt, der mit einfachen Mitteln eine dauerhafte Dichtwirkung gewährleistet und
gleichzeitig Abweichungen in der Stirnflächenparallelität der Betonbauteile zuverlässig
ausgleicht. Sowohl der Dicht- bzw. Ausgleichskörper als auch die Betonfertigteile
sollen kostengünstig herstellbar und leicht zu handhaben sein.
Wichtige Merkmale der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 und
Anspruch 17 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 16
sowie 18 bis 26.
Bei einem Betonbauteil, insbesondere Schachtbauteil mit einer runden oder eckigen
Schachtwand, die an einem oberen Ende mit einem Spitzende und an einem unteren
Ende mit einer Muffe versehen ist, deren Auflagerflächen parallel zueinander ausgebil
det sind, sowie mit im Stoßbereich des Betonbauteils angeordneten, durch Kompres
sion verformbaren Ausgleichs- und Dichtmitteln, wobei das Ausgleichsmittel und das
Dichtmittel einen Verbundkörper bilden, der wenigstens eine der Auflagerflächen des
Spitzendes bzw. der Muffe flach aufliegend überdeckt, sieht die Erfindung laut
Anspruch 1 vor, daß das Ausgleichsmittel und das Dichtmittel Profilkörper sind, die
einen mehrschichtigen Verbundkörper bilden, wobei das Ausgleichsmittel ein Flach
profil und das Dichtmittel ein Flach-, Rund- oder Eckprofil ist.
Sämtliche auf den Schachtkörper einwirkenden Kräfte, nämlich die Gewichtskräfte der
einzelnen, übereinander angeordneten Betonbauteile sowie alle statischen und dyna
mischen Verkehrslasten, werden vertikal über den Verbundkörper abgeleitet, ohne daß
horizontal oder schräg angreifende Druck- bzw. Zugkräfte entstehen. Die Bruchgefahr
ist selbst bei extremen Belastungen erheblich reduziert, denn das Ausgleichsmittel
innerhalb des Verbundkörpers sorgt für eine gleichmäßige, nicht federnde Lastübertra
gung zwischen den Schachtbauteilen, indem es Unebenheiten in den Auflagerberei
chen ausgleicht. Gleichzeitig deckt das Dichtmittel die Auflagerflächen ab, so daß eine
gute Dichtwirkung gegeben ist. Zusätzliche Gleitring- oder Rollringdichtungen sind
nicht erforderlich. Vielmehr werden sämtliche DIN-Anforderungen mit einem einzigen
kompakten und leicht zu handhabenden Ausgleichs- und Dichtelement zuverlässig und
dauerhaft erfüllt. Letzteres läßt sich zudem aufgrund seiner kompakten Bauweise
einfach und kostengünstig herstellen.
Gemäß Anspruch 2 weist der Verbundkörper einen im wesentlichen rechteckigen
Querschnitt auf. Weder die Spitzenden und Muffen der einzelnen Betonbauteile noch
die Verbundkörper bedürfen einer besonderen Formgebung. Beide lassen sich einfach
und kostengünstig realisieren. Ferner kommt es nicht mehr auf die Einhaltung
bestimmter Muffenspaltweiten an. Es eignen sich einfach gestaltete Stufen, auf denen
der Verbundkörper flach aufliegen kann. Vertikal einwirkende Kräfte werden über die
ebenen Auflagerflächen exakt in vertikaler Richtung übertragen. Zugkräfte infolge
verpreßter Keilgleitringdichtung können in den Schachtbauteilen gar nicht erst entste
hen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß beim Zusammenbau der Teile keine
Reibungskräfte mehr zu überwinden sind. Vielmehr lassen sich die Bauteile ohne den
Einsatz von Gleitmitteln rasch montieren und jederzeit zerstörungsfrei auseinander
nehmen.
Vorteilhaft bildet das Ausgleichsmittel gemäß Anspruch 3 eine mittlere Schicht und das
Dichtmittel wenigstens eine äußere Schicht des mehrschichtigen Verbundkörpers. Die
außen liegenden Dichtmittel stehen somit in direktem Kontakt mit den Auflagerflächen
und können sich optimal dichtend an den Stoßflächen der Schachtbauteile anschmie
gen. Sie nehmen Unebenheiten in den Stirnflächen der gegenüberliegenden Schacht
bauteile auf und geben diese an die mittlere Schicht weiter. Letztere gleicht die
vorhandenen Druckstellen aus, so daß vertikal einwirkende Kräfte sicher und zuver
lässig übertragen werden. Bruchgefährdende Punkt- oder Linienlasten können gar
nicht erst entstehen. Dichtmittel und Ausgleichsmittel bilden einen mehrschichtigen
Körper der leicht herzustellen und einfach zu handhaben ist.
Bei gleicher Funktionsweise kann das Ausgleichsprofil nach Anspruch 4 wenigstens
eine Ausnehmung aufweisen, in die das Dichtprofil einsetzbar ist. Letzteres ist laut
Anspruch 5 ein Voll- oder Hohlprofil.
Von besonderem Vorteil ist die Ausgestaltung von Anspruch 6. Danach bestehen das
Ausgleichsmittel des Verbundkörpers aus einem plastisch steifem Material und das
bzw. die Dichtmittel des Verbundkörpers aus einem plastisch weichem Material, die
fest miteinander verbunden sind. Das plastisch weiche Material gleicht in direktem
Kontakt mit den Auflagerflächen grobe Planunebenheiten aus und dichtet die Fuge
gegen inneren bzw. äußeren Wasserdruck vollständig ab. Das plastisch steife Material
nimmt die von den Dichtmitteln übertragenen Unebenheiten auf und sorgt für eine
Begrenzung der Verformungswege. Da der Verbundkörper bevorzugt die gesamte
Stirnfläche eines Spitzendes bzw. einer Muffe überdeckt, werden Lunkerstellen zuver
lässig erfaßt und abgedichtet.
Eine günstige Ausführungsform der Erfindung sieht laut Anspruch 7 vor, daß das
plastisch steife Material ein Hartgummi oder ein Hart-Integralschaum aus Polyurethan
ist. Polyurethane sind extrem alterungsbeständig, wurzelfest sowie gegenüber den
meisten auf dem Bau und im Straßenverkehr vorkommenden, chemischen Stoffen
und/oder Lösungen beständig.
Der Hart-Integralschaum besteht gemäß Anspruch 8 aus Polyetherpolyole und Diphe
nylmethan-Diisocyanat (MDI) vorzugsweise mit einem Mischungsverhältnis von 1 : 1.
Die dadurch erzielten, mechanischen Eigenschaften gewährleisten eine sichere und
zuverlässige Lastübertragung, insbesondere unter extrem hohen, dynamischen
Verkehrslasten.
Anspruch 9 sieht vor, daß das plastisch weiche Material ein Gießelastomer aus Poly
urethan oder ein Elastomer nach DIN 4060 ist, wobei im Einklang mit Anspruch 10 als
Komponenten Polyetherpolyole und Diphenylmethan-Diisocyanat (MDI) vorgesehen
sind, vorzugsweise mit einem Mischungsverhältnis zwischen 100 : 9,5 und 100 : 11, je
nach erforderlicher Shore-Härte. Hierdurch erzielt man ein optimales Dichtverhalten
der äußeren Schichten. Maßtoleranzen innerhalb der Verbundkörper werden problem
los ausgeglichen; sie sind daher unerheblich. Alternativ besteht das plastisch weiche
Material laut Anspruch 11 aus Zellpolyethylen.
Um die Querdehnungen der einzelnen Schichten des Verbundkörpers aufzunehmen,
sieht Anspruch 12 vor, daß das Ausgleichsmittel und/oder das Dichtmittel einseitig oder
beidseitig mit einer zugfesten Schicht, z. B. einer Metallschicht, einer Matte, einem
Geflecht o. dgl., versehen ist. Diese Bewehrung bietet eine hohe Zugfestigkeit und
verhindert das Auftreten von Spaltzugkräften in den Muffenverbindungen, da Quer
dehnungen des Ausgleichsmittels bzw. der Dichtmittel nicht auf den Schachtring über
tragen werden. Vorteilhaft sind das Ausgleichsmittel und das Dichtmittel gemäß
Anspruch 13 über die zugfeste Schicht miteinander verbunden.
Eine wichtige Maßnahme besteht gemäß Anspruch 14 darin, daß der Verbundkörper
als loses Element auf der Baustelle einlegbar ist, so daß unmittelbar vor Ort für opti
male Dichtheit und gleichmäßigen Sitz gesorgt werden kann.
Die Ausgestaltung von Anspruch 15 besteht darin, daß der Verbundkörper auf wenig
stens einer der Auflagerflächen des Spitzendes oder auf wenigstens einer der Aufla
gerflächen der Muffe befestigt ist, z. B. durch Verkleben oder Verschweißen. Dies
erleichtert die Montage der einzelnen Schachtbauteile, die nach Anlieferung auf der
Baustelle nur noch aufeinander gesetzt werden müssen. Aufgrund der guten Material-
und Formbeständigkeit des Verbundkörpers lassen sich die Betonbauteile jederzeit
zerlegen, um sie an anderer Stelle wiederzuverwenden. Bei Bedarf kann der
Verbundkörper laut Anspruch 16 in einer der Auflagerflächen des Spitzendes oder der
Muffe eingelassen sein.
Die Erfindung sieht ferner ein Schachtsystem nach Anspruch 17 vor, bei dem das
Betonbauteil mit einem benachbarten, beispielsweise oberhalb und/oder unterhalb
angeordneten Betonbauteil verspannt ist. Dadurch lassen sich sämtliche Schacht
bauteile unter gleichmäßiger Spannung fest miteinander verbinden. Innerhalb des
Schachtes wird auf jeden Verbundkörper der gleiche Preßdruck ausgeübt, wodurch
eine überaus gleichmäßige und konstante Abdichtung der einzelnen Schachtbauteile
erzielt wird. Darüber hinaus ermöglicht die zugfeste Verbindung der Schachtbauteile
erstmals die Durchführung einer baustellengerechten Prüfung des gesamten Schacht
bauwerks auf Wasserdichtheit. DIN 4034, Teil 1, schreibt vor, daß alle Teile eines
Schachtes gegen inneren und äußeren Wasserdruck von 0 bar bis 0,5 bar unter den
zwischen ihnen und ihrer Umgebung möglichen Wechselwirkungen dauernd wasser
dicht sein müssen. Um dies überprüfen zu können, ist es erforderlich, den gesamten
Schacht mit Wasser aufzufüllen und unter Druck zu setzen. Die herkömmlichen
Schachtbauteile werden hierbei in vertikaler Richtung auseinandergedrückt, so daß
eine Dichtheitsprüfung bislang nicht korrekt ausgeführt werden konnte. Die miteinander
verspannten Betonbauteile halten hingegen sowohl dem Wasserdruck als auch
anderen Einflüssen von außen stand, so daß nun die Dichtheitsprüfung rasch und
problemlos durchgeführt werden kann.
Gemäß Anspruch 18 sind die Schachtwände der Betonbauteile mittels einer Spannvor
richtung gegeneinander verspannt, wobei es sich laut Anspruch 19 um Spannanker,
Spannflansche, Spannhebel o. dgl. handelt, die in einer Ausnehmung oder an einem
Vorsprung der Schachtwand angreifen. Die Spannvorrichtungen gewährleisten in
Verbindung mit den Verbundkörpern eine zugfeste und druckweiche, vertikale Verbin
dung der Schachtbauteile untereinander, so daß die horizontale Kompressionsdichtung
zuverlässig und dauerhaft gewährleistet ist.
Bevorzugt ist die Spannvorrichtung nach Anspruch 20 in der Schachtwand einge
lassen, um einen bündigen Abschluß zu erzielen. Sie kann aber auch gemäß Anspruch
21 auf der Schachtwand aufliegen. Anspruch 22 sieht vor, daß die Spannvorrichtung
Bolzen aufweist, die mittels einer Spannmutter oder einem Spannhebel gegeneinander
verspannbar sind, wobei die Bolzen nach Anspruch 23 mit Köpfen an einer Unterlage
aus Hartgummi angreifen. Diese einfache und vorteilhafte Ausgestaltung der Spann
vorrichtung gewährleistet eine einfache und sichere Handhabung, wobei man die
erforderliche Spannung zwischen den Bolzen mit Hilfe der Spannmutter oder dem
Spannhebel exakt dosieren kann. Die Hartgummi-Unterlage vermeidet den direkten
Kontakt der Bolzen mit dem Beton; um die Kopfenden der Bolzen herum ist jeweils ein
Freiraum vorgesehen. Sollten sich die Betonbauteile im Laufe der Zeit nachträglich
setzen, so wird dadurch verhindert, daß die Bolzen innerhalb der Ausnehmungen an
den Schachtwänden anstoßen; es können keine nachträglichen Punktlasten entstehen.
Damit die Spannvorrichtungen beim nachträglichen Setzen der Betonbauteile nicht her
abfallen können, sind laut Anspruch 24 Klemm- und/oder Haltemittel vorgesehen,
welche die Spannvorrichtungen an der Schachtwand haltern.
Zweckmäßig sind gemäß Anspruch 25 mehrere Spannvorrichtungen gleichmäßig über
den Umfang der Schachtwand verteilt, um einen gleichmäßigen Preßdruck auf die
Verbundkörper auszuüben, wobei man nach Anspruch 26 zweckmäßig wenigstens drei
Spannvorrichtungen vorsieht.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem
Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungs
beispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht eines Betonbauteils,
Fig. 2 eine Druntersicht unter das Betonbauteil von Fig. 1,
Fig. 3 eine Schnittansicht eines Verbundkörpers,
Fig. 4a bis 4d Schnittansichten weiterer Ausführungsformen eines
Verbundkörpers,
Fig. 5 der Verbundkörper von Fig. 4a in eingesetztem Zustand,
Fig. 6 eine Seitenansicht einer Spannvorrichtung in zwei gegeneinander
verspannten Betonbauteilen,
Fig. 7 eine weitere Ansicht der Spannvorrichtung von Fig. 6 und
Fig. 8 einen aus Betonbauteilen zusammengesetzten Schacht.
Das in Fig. 1 und 2 dargestellte, allgemein mit 10 bezeichnete Betonbauteil ist als
Schachtring S ausgebildet. Dieser besitzt eine Schachtwand 12, die an ihrem
oberen Ende 14 mit einem Spitzende 16 und an ihrem unteren Ende 24 mit einer
Muffe 26 versehen ist. Das Spitzende 16 und die Muffe 26 sind derart ausgebildet,
daß weitere Betonbauteile 40, 42 mit gleichen Abmessungen angefügt werden
können. Dabei greift das Spitzende 16 eines unteren Bauteils 42 in einem Stoß
bereich B in die Muffe 26 des Bauteils 10 ein, während sich das Spitzende 16 des
Schachtrings 10 von unten in die Muffe 26 eines darüber angeordneten Bauteils
40 einfügt. Auf diese Weise lassen sich beliebig viele Schachtringe S übereinan
der anordnen und zusammen mit einem Schachtunterteil U und einem Schacht
hals H zu einem Kanalisationsschacht K verbinden (siehe Fig. 8).
Das Spitzende 16 und die Muffe 26 sind einfache Stufen mit geraden Flanken und
parallel zueinander ausgerichteten, ebenen Stirnflächen 17, 18 bzw. 27, 28. Die
untere Stirnfläche 28 der Muffe 26 dient als Auflagerfläche für ein benachbartes
Betonbauteil 42 und trägt einen plastischen Verbundkörper 30. Dieser ist fest mit
der Fläche 28 verbunden, vorzugsweise verklebt und kommt beim Zusammen
fügen der Betonbauteile 10, 42 auf der Auflagerfläche 18 des Bauteils 42 zum
Aufliegen.
Der Verbundkörper 30 ist ein mehrschichtiger, geschlossener Ring mit rechtecki
gem Querschnitt (siehe Fig. 2 und 3). Er besitzt als Ausgleichsmittel eine mittlere
Schicht 32 aus einem plastisch steifen Material sowie als Dichtmittel zwei äußere
Schichten 34 aus einem plastisch weichen Material, die jeweils über eine zugfeste
Schicht 38 mit der mittleren Ausgleichsschicht 32 verbunden sind.
Das plastisch weiche Material der beiden äußeren Schichten 34 ist ein Gieß
elastomer mit zwei Komponenten aus Polyurethan. Dieses Kompakt-Gieß-
System schmiegt sich aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften exakt an die
Oberflächenstruktur der Auflagerflächen 18, 28 an und dichtet diese gegenein
ander ab. Je nach Mischungsverhältnis der beiden Komponenten, das bevorzugt
zwischen 100 : 9,5 und 100 : 11 liegt, läßt sich die Shore-Härte der Dichtschichten
34 in einem Bereich zwischen 20 bis 40 einstellen und damit optimal an die
Planunebenheiten der Betonbauteile anpassen. Neben den guten Dichtungs
eigenschaften besitzen die Dichtmittel 34 eine hohe Druckfestigkeit, die hohen
vertikalen Lasten standhalten.
Das plastisch steife Material der mittleren Schicht 32 ist ein Hart-Integralschaum
mit zwei Polyurethankomponenten im Mischungsverhältnis 1 : 1. Aufgrund der
dadurch erzielten, mechanischen Eigenschaften ist die Mittelschicht 32 in der
Lage, die von den äußeren Schichten 34 aufgenommenen Unebenheiten in den
Auflagerflächen 18, 28 vollständig auszugleichen und sämtliche vertikal auf den
Kanalisationsschacht einwirkenden Kräfte gemäß DIN 4034, Teil 1, nicht federnd zu
übertragen. Punkt- oder Linienlasten zwischen den Betonbauteilen treten nicht
auf.
Die zugfeste Schicht 38 zwischen der Mittelschicht 32 und den äußeren Schichten
34 ist bevorzugt eine dünne Metallschicht. Diese verhindert, daß sich die Quer
dehnung der Verbundkörperschichten 32, 34 beim Setzen der Betonbauteile 10,
40, 42 bzw. S, U, H auf die Muffenverbindungen 16, 26 bzw. deren Betonquer
schnitte überträgt.
Die Dicken der einzelnen Schichten 32, 34 sind derart aufeinander abgestimmt,
daß die Höhe einer sich ergebenden Fuge F zwischen den Betonbauteilen 10, 40,
42 im Innenbereich 15 mm nicht übersteigt (DIN 4034). Gleichzeitig ist sicherge
stellt, daß sich die freiliegenden Auflagerflächen 17, 27 der Betonbauteile 10, 40,
42 selbst unter maximaler Belastung des Schachtes K nicht berühren. Die
Metallschichten 38 sind relativ dünn gewählt, um die Funktion der einzelnen
Verbundkörperschichten 32, 34 nicht zu beeinträchtigen.
Durch die verwendeten Polyurethane ist der Verbundkörper 30 gegen die am Bau
üblicherweise verwendeten, chemischen Stoffe und Lösungen resistent; er besitzt
eine gute chemische Beständigkeit. Ferner ist er ausreichend alterungsbeständig
und biologisch nicht abbaubar, was insbesondere für die Verwendung im Bereich
von Kanalisationsschächten von Vorteil ist, die über sehr lange Zeiträume
wasserdicht und wartungsfrei sein müssen.
Andere Bauformen eines Verbundkörpers 30 zeigen die Fig. 4a bis 4d. Das
Ausgleichsmittel 32 besitzt die Form eines Flachprofils, während das Dichtmittel
34 als Rund- bzw. Eckprofil von unten in das Ausgleichsprofil 32 eingesetzt ist.
Letzteres weist hierfür eine Ausnehmung 33 auf, die zudem seitlich erweitert sein
kann, um das sich unter der Belastung ausdehnende Material des Dichtprofils 34
aufnehmen zu können (vergl. Fig. 5). Der Verbundkörper 30 ist auf der Auflager
fläche 27 der Muffe 26 durch Verkleben befestigt, so daß die gesamte Anordnung
mit nur einem Dichtprofil auskommt.
Das Ausgleichsprofil 32 besteht hierbei bevorzugt aus einem Hart-Integralschaum
mit zwei Polyurethankomponenten im Mischungsverhältnis 1 : 1. Wie bereits oben
beschrieben, gleicht es Unebenheiten in den Auflagerflächen 18, 28 aus und über
trägt nicht federnd vertikal auf den Kanalisationsschacht einwirkende Kräfte. Es ist
ferner beidseitig mit einer zugfesten Schicht 38 versehen, die eine Übertragung
der Querdehnung des Ausgleichsprofils 32 auf das Betonbauteil 10 bzw. den
Schachtring S verhindert.
Das Dichtprofil 34 besteht aus einem Elastomer nach DIN 4060 oder einem Zell
polyethylen. Es hat, wie Fig. 4a und 4b zeigen, einen Vollquerschnitt, kann aber
auch gemäß Fig. 4c und 4d als Hohlprofil ausgebildet sein, was sich günstig auf
die Dichtungseigenschaften auswirkt.
Die Gewichtskräfte der einzelnen Schachtbauteile S, U, H sowie die auf den
Schacht K einwirkenden, statischen und dynamischen Verkehrslasten werden von
den als Dicht- und Ausgleichskörper fungierenden Verbundkörpern 30 über die
stufenförmigen Muffenverbindungen 16, 26 in vertikaler Richtung zuverlässig
abgeleitet. Querbelastungen in den Muffenverbindungen 16, 26 treten nicht auf, so
daß eine außerordentlich hohe und dauerhafte Bruchsicherheit gewährleistet ist.
Um einen gleichmäßigen, von den Gewichtskräften der Betonbauteile S, U, H und
den Vertikallasten unabhängigen Preßdruck auf die Verbundkörper 30 auszuüben,
läßt sich der Schachtring 10 mit einem benachbarten Betonschachtteil 42
verspannen. Die erforderlichen Spannkräfte werden von Spannvorrichtungen 50
erzeugt, die in den Innenflächen der einander gegenüberliegenden Seitenwände
12 der Betonbauteile 10, 42 eingelassen sind.
Hierzu weist jede Stirnfläche 17, 27 des Betonbauteils 10 in gleichmäßigen
Abständen drei Ausnehmungen 60 auf, die paarweise fluchtend übereinander
angeordnet und zu den Innenflächen der Schachtwände 12 hin offen sind (Fig. 1,
2). An ihren einander zugewandten Enden sind die Ausnehmungen 60 T-förmig
ausgebildet mit einer breiten Aufnahme 62 und einem schmalen Hals 64. Letzte
rer mündet mit einer Verbreiterung 66 in den Stirnflächen 17, 27. Beim Zusam
mensetzen der Schachtbauteile S, U, H werden die Ausnehmungen 60 in den
gegenüberliegenden Stirnflächen 17, 27 jedes Bauteils 10, 40, 42 fluchtend über
einander ausgerichtet, so daß jeweils zwei Verbreiterungen 66 eine gemeinsame
Kammer 67 bilden.
Die Spannvorrichtung 50 besteht aus zwei T-förmigen Bolzen 52 mit einem
verbreiterten Kopf 53 sowie einem daran anschließenden Schaft 55, der an
seinem freien Ende mit einem Gewinde 56 versehen ist. Die Bolzen 52 sitzen in
den T-förmigen Enden der Ausnehmungen 60, wobei sich die Bolzenköpfe 53 an
den Stufen 63 der Aufnahmen 62 abstützen. Die Schaftenden mit den Gewinden
56 liegen in der von den Verbreiterungen 66 gebildeten Kammer 67 und werden
dort von einer Spannmutter 58 erfaßt. Hartgummiunterlagen 59 auf den Stufen 63
der Aufnahmen 62 verhindern einen direkten Kontakt der Bolzenköpfe 53 mit dem
Beton. Zieht man die Spannmuttern 58 an, werden die Schachtbauteile 10, 42
durch die Bolzen 52 gegeneinander verspannt. Drei über den Umfang des
Schachtrings 10 verteilte Spannvorrichtungen 50 sorgen für eine gleichmäßige
Druckverteilung.
Die Verspannung der Betonschachtteile 10, 40, 42 ermöglicht auf einfache und
korrekte Weise, den vollständigen Kanalisationsschacht K auf Wasserdichtheit zu
überprüfen. Hierfür ist innerhalb des Schachtes K ein Wasserdruck in Höhe von
bis zu 0,5 bar aufzubauen. Die Spannvorrichtungen 50 verhindern auf vorteilhafte
Weise, daß die Schachtbauteile S, U, H durch den Prüfdruck auseinandergedrückt
werden.
Oberhalb der Bolzenköpfe 53 ist jeweils ein Freiraum 68 vorgesehen. In diesen
können die Bolzen 52 mit ihren Köpfen 53 ausweichen, falls sich die verspannten
Betonbauteile 10, 42 durch eine weitere Stauchung der Verbundkörper 30 setzen.
Die Bolzen 52 verlieren ihre Spannung, werden aber von Haltegummis 57, die in
die Hälse 64 der Ausnehmungen 60 eingesetzt sind, gehalten. Ein Herunterfallen
der Spannvorrichtungen 50 in den Kanalisationsschacht K ist daher nicht möglich.
Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen
beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. Die Muffenverbindungen
16, 26 können beliebig ausgestaltet sein, soferne eine ebene Auflagerfläche 18,
28 für den Verbundkörper 30 vorhanden ist. Dieser kann als Band ausgebildet
sein, das nach Bedarf auf die erforderliche Länge zugeschnitten und verlegt wird.
Als zugfeste Verbindungsschicht 38 kann man ein Metallgitter oder Geflecht
verwenden, mit dem die Querdehnungen innerhalb der Schichten 32, 34 begrenzt
werden. Die Dichtprofile 34 der Verbundkörper 30 in den Fig. 4a bis 4d können
auch beidseitig in das Ausgleichsprofil 32 eingesetzt sein, wobei eine spiegel
symmetrische Anordnung zu bevorzugen wäre. Die Spannbolzen 50 können auf
den Innenflächen der Seitenwände 12 aufliegen und z. B. in (nicht dargestellte)
ringförmig umlaufende Ausnehmungen eingreifen; dabei kann der Verbundkörper
30 auf der inneren Stirnfläche 27 des Spitzendes 16 befestigt sein.
Man erkennt, daß ein Betonbauteil 10, insbesondere ein Schachtbauteil, erfin
dungsgemäß mit durch Kompression verformbaren Ausgleichs- und Dichtmitteln
32, 34 versehen ist, die in Form von Profilkörpern zusammen mit zugfesten
Zwischen- oder Außenschichten 38 einen Verbundkörper 30 bilden. Das
Ausgleichsprofil 32 ist bevorzugt eine mittlere Schicht aus plastisch steifem
Material; mit ihr ist ein Dichtprofil 34 aus plastisch weichem Material über eine
zugfeste Metallschicht 38 verbunden. Der Verbundkörper 30 hat einen im wesent
lichen rechteckigen Querschnitt; er liegt flach auf einem Spitzende 16 oder einer
Muffe 26 auf. Das Betonteil 10 ist ferner mit einem benachbarten angeordneten
Betonbauteil 40, 42 verspannbar. Geeignete Spannvorrichtungen 50 wie
Spannanker, Spannflansche, Spannhebel o. dgl. können in gleichmäßigen
Abständen in den Schachtwänden 12 der benachbarten Betonbauteile 10, 42
eingelassen sein, wobei z. B. Bolzen 52 mit einem Freiraum 68 um die Kopfenden
53 an einer Hartgummi-Unterlage 59 angreifen.
B Stoßbereich
F Fuge
H Schachthals
K Kanalisationsschacht
S Schachtring
U Schachtunterteil
F Fuge
H Schachthals
K Kanalisationsschacht
S Schachtring
U Schachtunterteil
10
Betonbauteil
12
Schachtwand
14
oberes Ende
16
Spitzende
17
,
18
Auflagerfläche
24
unteres Ende
26
Muffe
27
,
28
Auflagerfläche
30
Verbundkörper
32
Ausgleichsmittel
33
Ausnehmung
34
Dichtmittel
38
Zugfeste Schicht
40
,
42
Betonbauteil
50
Spannvorrichtung
52
Bolzen
53
Kopf
54
Unterlage
55
Schaft
56
Gewinde
57
Haltemittel/-gummi
58
Spannmutter
59
Unterlage
60
Ausnehmung
62
Hals
63
Stufe
64
Hals
66
Verbreiterung
67
Kammer
68
Freiraum
Claims (26)
1. Betonbauteil (10), insbesondere Schachtbauteil mit einer runden oder eckigen
Schachtwand (12), die an einem oberen Ende (14) mit einem Spitzende (16) und
an einem unteren Ende (24) mit einer Muffe (26) versehen ist, deren Auflager
flächen (17, 18 bzw. 27, 28) parallel zueinander ausgebildet sind, sowie mit im
Stoßbereich (B) des Betonbauteils (10) angeordneten, durch Kompression
verformbaren Ausgleichs- und Dichtmitteln (32, 34), wobei das Ausgleichsmittel
(32) und das Dichtmittel (34) einen Verbundkörper (30) bilden, der wenigstens
eine der Auflagerflächen (17, 18, 27, 28) des Spitzendes (16) bzw. der Muffe (26)
flach aufliegend überdeckt, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ausgleichsmittel (32) und das Dichtmittel (34) Profilkörper sind, die einen mehr
schichtigen Verbundkörper (30) bilden, wobei das Ausgleichsmittel (32) ein
Flachprofil und das Dichtmittel (34) ein Flach-, Rund- oder Eckprofil ist.
2. Betonbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Verbundkörper (30) einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist.
3. Betonbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ausgleichsmittel (32) eine mittlere Schicht und das Dichtmittel (34) wenigstens
eine äußere Schicht des mehrschichtigen Verbundkörpers (30) bildet.
4. Betonbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ausgleichsprofil (32) wenigstens eine Ausnehmung (33) aufweist, in die
das Dichtprofil (34) einsetzbar ist.
5. Betonbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Dichtmittel (34) ein Voll- oder Hohlprofil ist.
6. Betonbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ausgleichsmittel (32) des Verbundkörpers (30) aus einem plastisch
steifen Material und das Dichtmittel (34) des Verbundkörpers (30) aus einem
plastisch weichen Material besteht, die fest miteinander verbunden sind.
7. Betonbauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das
plastisch steife Material ein Hartgummi oder ein Hart-Integralschaum aus Poly
urethan ist.
8. Betonbauteil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das
plastisch steife Material aus Polyetherpolyole und Diphenylmethan-Diisocyanat
(MDI) besteht, vorzugsweise mit einem Mischungsverhältnis von 1 : 1.
9. Betonbauteil nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das plastisch weiche Material ein Gießelastomer aus Polyurethan oder ein
Elastomer nach DIN 4060 ist.
10. Betonbauteil nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das plastisch weiche Material aus Polyetherpolyole und Diphenylmethan-
Diisocyanat (MDI) besteht, vorzugsweise mit einem Mischungsverhältnis
zwischen 100 : 9,5 und 100 : 11.
11. Betonbauteil nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeich
net, daß das plastisch weiche Material aus Zellpolyethylen besteht.
12. Betonbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeich
net, daß das Ausgleichsmittel (32) und/oder das Dichtmittel (34) einseitig oder
beidseitig mit einer zugfesten Schicht (38), z. B. einer Metallschicht, einer Matte,
einem Geflecht o. dgl., versehen ist.
13. Betonbauteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ausgleichsmittel (32) und das Dichtmittel (34) über die zugfeste Schicht (38)
miteinander verbunden sind.
14. Betonbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeich
net, daß der Verbundkörper (30) als loses Element auf der Baustelle einlegbar
ist.
15. Betonbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeich
net, daß der Verbundkörper (30) auf wenigstens einer der Auflagerflächen (17,
18) des Spitzendes (16) oder auf wenigstens einer der Auflagerflächen (27, 28)
der Muffe (26) befestigt ist, z. B. durch Verkleben oder Verschweißen.
16. Betonbauteile nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeich
net, daß der Verbundkörper (30) in einer der Auflagerflächen (17, 18, 27, 28)
des Spitzendes (16) oder der Muffe (26) eingelassen ist.
17. Schachtsystem mit Betonbauteilen nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß das Betonbauteil (10) mit einem benach
barten, beispielsweise oberhalb und/oder unterhalb angeordneten Betonbauteil
(40, 42) verspannt ist.
18. Schachtsystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schachtwände (12) der Betonbauteile (10, 40, 42) mittels einer Spannvorrichtung
(50) gegeneinander verspannt sind.
19. Schachtsystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die
Spannvorrichtung (50) ein Spannanker, Spannflansch, Spannhebel o. dgl. ist, der
in einer Ausnehmung (60) oder an einem Vorsprung der Schachtwand (12)
angreift.
20. Schachtsystem nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß
die Spannvorrichtung (50) in der Schachtwand (12) eingelassen ist.
21. Schachtsystem nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Spannvorrichtung (50) auf der Schachtwand (12) aufliegt.
22. Schachtsystem nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Spannvorrichtung (50) Bolzen (52) aufweist, die mittels einer
Spannmutter (58) oder einem Spannhebel gegeneinander verspannbar sind.
23. Schachtsystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die
Bolzen (52) mit Köpfen (53) an einer Unterlage (59) aus Hartgummi angreifen,
wobei um die Kopfenden (53) der Bolzen (52) herum ein Freiraum (68) vorhan
den ist.
24. Schachtsystem nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Spannvorrichtung (50) mittels Klemm- und/oder Haltemitteln
(57) an der Schachtwand (12) gehaltert ist.
25. Schachtsystem nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekenn
zeichnet, daß mehrere Spannvorrichtungen (50) gleichmäßig über den
Umfang der Schachtwand (12) verteilt sind.
26. Schachtsystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß wenig
stens drei Spannvorrichtungen (50) vorgesehen sind.
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- 1996-09-17 DE DE29616149U patent/DE29616149U1/de not_active Expired - Lifetime
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Non-Patent Citations (2)
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DIN 4034 Teil 1 * |
DIN 4060 * |
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