DE2004164A1 - Fugendichtung - Google Patents

Description

W. R. Grace & Co₄

Cambridge, Mass«, V₀St.A. 14933 - 67ii

Hamburg, 19· Januar 1970

Fugendichtung

Die Erfindung betrifft Fugendichtüngen und ein Verfahren zum Ausbilden von Fugen zwischen zwei benachbarten Bauteilen unter Verwendung dieser Dichtungen,

Derartige Dichtungen können bei der Fertigung von Straßen- % oder Brtickenfahrbahnen verwendet werden und bestehen aus einen federnden, elastischen, kompressiblen Dichtungselement aus einem massiven Material wie beispielsweise Neoprengummi, welches in einer nach unten offenen Fuge gehalten wird und großen und/oder unerwarteten Weiteschwankungen der Fuge durch Kontraktion oder Expansion der die Fuge bildenden benachbarten Bauteile nachgeben kann. Insbesondere werden derartige Dichtungen im Brückenbau verwendet, wo der Schwankungsbereich der Fugenweite nicht sehr genau berechnet werden kann.

Überlicherweise haben die elastischen Fugendichtungselemente glatte senkrechte Seiten» die an ebene senkrechte Stahl- ä flächen anliegen, welche gewöhnlich von in der angrenzenden Brückendecke verankerten Stahlwinkeln gebildet werden» Die Fugendichtung wird dadurch in ihrer Lage gehalten, daß sie anfänglich mit dem auf etwa die Hälfte eeiner unkomprimierten Breite zusammengepressten Dichtungselement eingebaut wird* Hierzu werden an der für die F ige gewünschten Stelle Ankerelemente errichtet und die Fugendichtung elemente zwischen diese Ankerelemente gestopft, worauf die Decke bis an die Ankerelemente fertiggestellt wird. Wenn die Decke aus Beton gebildet wird, läßt man den Beton zunächst abbinden

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und entfernt dann die Ankerelemente aus ihrem Hilfe-Überbau·

Einer dee Nachteile dieeee Verfahrene besteht darin, daß der Beton eich bei im Sommer durchgeführten bauarbeiten nach dem Härten ausdehnt und die Fuge soweit verschließt, da8 das Fugendichtungselement aus der Fuge herausgedrückt oder beschädigt oder anderweitig unwirksam gemacht wird. Es ist zwar bekannt, daß Beton im allgemeinen beim Härten schrumpft, jedoch bewirken hohe Sommertemperaturen häufig Ausdehnungen, welche zu einer Ausdehnung der Gesamtstruktur fuhren.

Eine andere, den Vorgang weiter komplizierende Schwierigkeit liegt darin, daß man die endgültige Fugenweite nicht berechnen oder vorhersagen kann, da viele Variablen wie Pfeiler- und Trägerbiegungen die Figenweite auf einer Brücke dauernd beeinflussen und diese Variablen, selbst wenn sie bekannt sind, meist schwer genau vorhersagbar sind.

So kann sich die Fuge so weit öffnen, daß das Fugendichtungselement aus der Fuge herausfällt. Um dieser Schwierigkeit au begegnen, befestigt man häufig unter dem Dichtungselement an jedem Anker ein Brett« Diese Bretter müssen so breit sein, daß sie das Fugendichtungselement im weitesten Zustand der Fuge tragen, aber so schmal, daß sie sich im engsten Z istand der Fuge nicht berühren. Wenn das Fugendichtungselement nur lose in der Fuge gehalten wird, kann es jedoch durch Über die F ige fahrende Fahrzeuge nach oben herausgesaugt werden.

Der Hauptnachteil besteht jedoch darin, daß der Dichtungseffekt des Fugendichtungselements beim Öffnen der Fuge über die unkomprimierte Breite des Dichtungselementes hinaus verloren geht, so daß Wasser oder Schmutz eindringen kann,

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wodurch der Zweck der Dichtung nicht mehr erfüllt wird, ohwohl die Dichtung selbst in der F ige verbleibt. Das Einstopfen des Dichtungselementes in die Fuge ist schwierig und ftthrt oftmals *u einem unbefriedigenden Sit?.' des Dichtungaelementes in der Fuge und auf den Brettern, so daB sine extreme Vorkomprimierung, selbst wenn keine Wärmeauadehnung vorliegt, praktisch nicht möglich ist.

Kit der vorliegenden Erfindung wird nun einerseits eine Fugendichtung, insbesondere zum Dichten von Fugen in Straöen- oder Brückendecken, vorgeschlagen, welche ein federndes, elastisches, kompressibles Dichtungselement umfaSt, das »wischen zwei an den Deckenteilen befestigbaren Ankerelementen und anliegend an diese angeordnet ist, wobei die einander »ugekehrten Flächen der Ankerelemente jeweils mit mindestens einem Hohlraum versehen sind, in welche von den Seitenwänden des Dichtungselemente ausgehende entsprechende VorSprünge eingreifen·

Mit der vorliegenden Erfindung wird selbst beim Öffnen der Fuge über die unkomprimierte Breite des Fugendichtungselementes hinaus eine vollkommene Dichtigkeit dadurch gewährleistet, daS die Seiten des F lgenöichtungselementes gegen die Fugenwände gedrückt werden.

Weiterhin wird mit der Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von dichten Fugen in Bauwerken mit voneinander getrennten Deckenteilen vorgeschlagen, bei welchem man eine erfindungsgemäie Fugendichtung an der Stelle der gewünschten Fuge anordnet und die Deckenteile bis zu den die Fige begrenzenden Ankerelementen fertigstellt.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden einige AuefUhrungsformen derselben anhand der beigefügten

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Zeichnungen beschrieben; ea zeigen

Figur 1 - eine AuefUhrungaform der erfindungsgemäßen Fugendichtung zwischen Betonplatten im Querschnitt,

Figur 2 - eine entsprechende Darstellung einer aweiten Aueführungeform der erfindungsgemäßen Dichtung zwischen Betonplatten,

Figur 3 - eine entsprechende Darstellung einer dritten Aus fUhrungeform und

Figur 4 - eine perspektivische Darstellung von einem Ende der Fuge her gesehen, aus welcher das Verfahren zum Einbringen der Dichtung nach Figur 2 hervorgeht.

Fahrbahnplatten von Straßenbrücken oder ähnlichen Bauwerken werden zur Ausbildung von Fugen unterbrochen, in welche Fugendichtungen eingesetzt werden. Eine solche Fuge läuft normalerweise quer über die Breite der Platte, jedoch kann sie diese häufig auch in einem anderen Winkel als senkrecht durchschneiden. Außerdem ist die Fuge nicht immer gerade, sondern kann auch verschiedene Schenkel in verschiedenen Winkeln haben. Ebenso können sich beim Kreuzen verschiedener Fahrbahnen die zur Abgrenzung der einzelnen Bahnen dienenden Fugen in verschiedenen Winkeln schneiden. Die hier beschriebenen Fugendichtungen können für alle diese Arten von Brückenoder StraBenkonstruktionen verwendet werden. Insbesondere eignen sie sich für Fugen, bei welchen Zusammenziehung und Ausdehnung der Fahrbahnplatten zu großen Schwankungen der Fugenweite führen. Veränderungen der ??igenweite können durch eine Vielzahl anderer Faktoren ' .<* Bewegungen von Brückenträgern bewirkt werden und ihre genaue Berechnung ist daher häufig unmöglich.

Die in Figur 1 dargestellte Fugendichtung ist in den Platten 1 durch Stäbe 2 verankert, welche von Ankerelementen 4

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ausgehen, die wie alle Elemente der erfindungsgemäßen Dichtung in Längsrichtung der Page verlaufen. In den Stirnseiten 5 der Ankerelemente 4 sind Hohlräume 6 ausgebildet. Diese Stirnseiten sind eben und in senkrechter Richtung parallel zueinander dargestellt, jedoch können sie auch anders beschaffen und ausgerichtet sein. Zwischen den Stirnseiten 5 und an diese anliegend ist ein Fugendichtungselement 7 angeordnet« welches die Fugenöffnung tiberspannt und an jeder Seite mit einem Vorsprung 8 versehen ist, die in die Hohlräume 6 hineinragen; die Seiten 9 des Dichtungselementes 7 sind gleichlaufend mit den Stirnseiten 5 der Ankerelemente 4. Die Vorsprünge 8 und die Hohlräume 6 haben vorzugsweise eine solche Form und/oder relative Größe, daß sie einer Herauslösung der Vorsprungβ aus den Hohlräumen widerstehen. Befriedigende Ergebnisse werden mit den verschiedensten Formen erzielt, bei denen die Hohlräume 6 sich nach innen erweitern und die Vorsprünge 8 sich entsprechend nach außen vom Dichtungselement 7 weg verbreitern, wobei die dargestellte Schwalbenschwanzform bevorzugt wird. Kreisoder Krümmerformen können als weitere Beispiele genannt werden.

Das Dichtungselement 7 ist ein hohler Streifen mit netzartigem Querschnitt, welcher von einer Anzahl allgemein parallel verlaufender, sparrenartig orientierter Querwände gebildet wird, die bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform eine Deckwand 18·, eine Innenwand 19' und eine Bodenwand 20' umfass*su; &ux'&rutiä «Ueaer Form läßt sich das Dichtungselement in weitem Bereich dehnen oder zusammendrücken, ohne daß sich die Seiten 9 verzerren oder von der angrenzenden Ankerwand gelöst werden.

Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform bestehen die Ankerelemente aus Winkeleisen 4' oder dergleichen,

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welch· durch Stäbe 2 In den Platten 1 verankert sind. Die Winkeleiβen 4* haben jeweils einen in die Fuge reichenden Plansch, an welchem, z.B. durch Verschweißung oder Verbolzung, Spannelemente 10 mit allgemein rechteckigem Querschnitt befestigt sind. Die Stirnseiten 11 der Elemente 10 sind jeweils mit einem oberen Hohlraum 12 und einem unteren Hohlraum 13 versehen.

Das Dichtungselement 14 ist an jeder Seitenwand 15 mit einem oberen Vorsprung 16 und einem unteren Vorsprung 17 versehen, weloho in die Hohlräume 12 und 13 eingreifen· Das ebenfalls aus einem Streifen mit netzartigem Querschnitt bestehende Dichtungselement weist eine doppelsparrenfOrmige Konfiguration Ib Vergleich zu der in Figur 1 gezeigten einfachen Sparrenform auf. Entsprechend umfaßt dieses Dichtungselement eine doppelsparrenfOrmige Deckwand 18, eine doppelsparrenförmige Innenwand 19 und eine doppeleparrenförmige Bodenwand 20, welche alle drei generell parallel verlaufen. Die Innenwand 19 und die Bodenwand 20 verbinden die Seiten 15 an den Stellen, von denen die Vorsprung β 16 und 17 ausgehen. Jede Wand besteht aus Sparreneegmenten 24, 25 und 26, welche eich im Winkel zu einem Scheitel treffen; die Scheitel sind durch senkrechte Wände 21 miteinander verbunden. Von den äußersten unteren Sparreneegmenten 26 gehen Schenkel 22 und 23 aus.

Die Wirkungsweise der Figendichtung kann anhand von Figur 2 erläutert werden. In der dargestellten Weise ist das Dichtungselement in entspanntem Zustand, d.h. es ist weder komprimiert noch gedehnt. Wenn sich die Platten 1 nun auseinander bewegen, halten die VorsprUnge 16 und 17 die Selten ' 15 in dichtem Kontakt mit den Ankerwänden 11. Zunächst setzen die Wände 18, 19 und 20 der Einhaltung dieses dichten Kontaktes nur wenig Widerstand entgegen, da die Sparrensegmente sich nur gerade richten und noch nicht dehne.*

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Der Bereich dieser ersten freien Expansion des Dichtungaelementee 14 ist durch den Winkel bestimmt, in «eichen eich •1· Sparrensegmente treffen· Wenn die Wände 18, 19 und 20 eine praktisch gerade Ausrichtung erreicht haben,'beginnen •ie sioh BU dehnen und Üben dabei gleichseitig eine Biegungekraft auf die Selten 15 aus und versuchen, sie aus dem Kontakt Bit den Ankerwänden 11 au sieben. Ba die Innenwände 19 und 20 Jedooh direkt an den Ansät«stellen der Vorsprungβ 16 und 17 angreifen, wird die Kraft über die Selten 15 direkt auf die Voraprünge 16 und 17 übertragen und die Selten 15 bleiben relativ unbeansprucht. Die Kraft der YorsprUnge 16 und 17 wird von den Wänden der Hohlräume 12 ä und 13 aufgenommen.

In Figur 2 1st an der Deokwand 18 kein Vorsprung gezeigt. Die Seiten 15 können demnach hierbei unter den oben beschriebenen Bedingungen in dem der Deokwand 10 benachbarten Bereich von den Ankerwänden abgesogen werden, lien könnte dadurch verhindert werden, daft man an der Angriff««ttelle der Deckwand 18 weitere in die Spannelemente 10 eingreifende Vor-Sprünge anbringt· Ein weiteres Mittel, dieses zu verhüten, besteht darin, dafl man die gesamte Querabmessung der Deckwand 18 größer wählt als die der Innenwände 19 und 20, so daß die letzteren gespannt und gedehnt werden, während die Deckwand noch über eine der Differ«ηa der (resamtabmeeeungen ent- * sprechende Strecke entspannt bleibt. "Bei dieser Variation sind dann die Segmente der Deckwand 18 nicht mehr ganz parallel au denen der Innenwände 19 und 20 orientiert, obwohl die Wände im Hinblick darauf, daß sie die Seiten 15 in gleichen Abständen voneinander schneiden, generell weiterhin parallel sind. Diese in gewisser Hinsicht nicht parallele Anordnung stört die Fähigkeiten der Sparrenkonfiguration jedoch nicht wesentlich, so lange sie nicht Übertrieben wird, sondern ergibt ein Verhältnis zwischen den an VorsprUnge

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angrenzenden und den nicht an Vorsprünge angrenzenden Wänden, nit den wesentliche Vorteile ersielt werden können.

In extremen Situationen können sich die Seiten 15 trotz der Haltewirlcung der Vor sprung θ 16 und 17 von den Ankerwinden 11 lösen. Obwohl in diesen Fall Schinutzteile zwischen die Seiten und die Ankerwände in den Bereich oberhalb der oberen VorsprUnge 16 fallen können, verhindern die Vorsprünge 16 das Eindringen von Wasser in die Fuge.

Da als Material für das erfindungsgemäße Dichtungselement relativ steife elastomere Stoffe bevorzugt werden, verhindert der Halteeffekt der Vorsprünge, unabhängig ron der Konfiguration des Dichtungselementes selbst, normalerweise eine Trennung der Seiten 15 von den Ankerwänden 11.

Die doppelsperrenförmige Konfiguration der in Figur 2 gezeigten Wände erhöht auch die Fähigkeit der Fuge, eich zu schließen, ohne daß die Dichtung beschädigt oder in ihrer Wirksamkeit beeinträchtigt wird. Wie weiter oben beschrieben wurde, verlaufen die verschiedenen Sperrensegmente der einzelnen Wände jeweils parallel oder fast parallel zu den entsprechenden Segmenten der anderen Wände. So können die Segmente beim Schließen der Fuge zu einer vertikalen, parallel orientierten Stellung zusammenfallen. Die senkrechten Wände 21 steuern das Zusammenfallen der Sparrensegmente insofern, als sie die Parallelität wahren und gleichzeitig dafür sorgen, daß die Segmente nicht gebogen werden, ausgenommen an den Stellen, an denen sie mit einem benachbarten Segment zusammentreffen. Wenn das Dichtungselement bis auf eine massive Struktur zusammengedruckt wird, liegen alle Segmente generell vertikal parallel.

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Die Schenkel 22 und 23 ergeben einen zusätzlichen Vorteil, indem eie den direkt über ihnen liegenden Teil des Dichtungeelementes 14 abstützen, so daß die inneren Sparrensegmente 24 und 25 beim ersten Zusammendrücken wesentlich früher zusammenfallen als die äußeren Segmente 26, wodurch die Seiten 15 äußerst wenig in ihrem Dichtungskontakt mit den Ankerwänden 11 gestört werden.

Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungeform, bei welcher die 3pannelemente in Teilelemente 30, 31 und 32 unterteilt sind, welche in bestimmten Abständen voneinanderauf geeignete Weise, wie bereits erläutert, an den Winkeleisen 4'befestigt werden können, so daß sie zwischen sich Hohlräume für den oberen Vorsprung 16 und den unteren Vorsprung 17 bildene Auf diese Weise ist eine wirtschaftlichere Herstellung möglich, da keine Hohlräume der in Figur 1 und 2 gezeigten Art durch teure maschinelle Bearbeitung eingebracht werden müssen. In dieser Hinsicht sind auch andere Hohlraumformen wie Kreissegmente oder Krüramerformen, was die Leichtigkeit der Herstellung anbelangt, weniger vorteilhaft.

Figur 4 aeigt die mit den Spannelementen 10 zusammengesetzten Winkel eisen, welche als erstes an der Baustelle errichtet werden, worauf die Betondecke 1 bis zu Höhe der Winkeleisen gegossen wird. Nachdem der Beton abgebunden ist oder auch bevor er gegossen wird, setzt man dae Fugendichtungselement 14 ein, indem man es von einem Ende der Fuge zwischen die Spannelemente 10 schiebt« Zur Erleichterung des Einschiebens kann man ein Gleitmittel verwenden. Die Spannelemente 10 können so angeordnet werden, daß sie einenRaum frei lassen, welcher enger als die unkomprimierte Breite dee Dichtungselementes 14 ist, wobei eine Weite von 50 bis 75$ der unkomprimierten Breite bevorzugt wird. Es wurde gefunden,

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daß die FigenOffnung nach dem Härten der Betondecke kleiner sein kann ale bei der ursprünglichen Erstellung der Fuge, insbesondere heim Bauen im Sommer, wo der Beton sich durch die Wärme eher ausdehnt als duroh das Aushärten zusammenzieht. Aus diesem Grunde kann es schwierig sein, die Fugendichtung nach dem Gießen und Härten des Betons einzusetzen. Ein anderes Verfahren zum Einbau der Fuge besteht darin, dad man alle Elemente außerhalb der Baustelle zusammensetzt und die Dichtung im entspannten Zustand läßt oder, beispielsweise durch eine an den Winkeleisen befestigte Zwinge, in dem gewünschten vorkomprimierten Zustand hält, die gesamte zusammengesetzte Dichtung an der Baustelle in der gewünschten Lage anordnet und dann den Beton gießt. Nachdem der Beton abgebunden ist, entfernt man die Zwinge, so daß die Fuge sich entsprechend der Expansion oder Kontraktion des Betons ausdehnen oder zusammenziehen kann· Diese Verfahren können natürlich auch unter Verwendung der in Figur 1 gezeigten Ankerelemente 4 oder der in Figur 3 gezeigten Teilelemente 30, 3t und 32 anstelle der in Figur dargestellten Spannelemente 10 durchgeführt werden.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   fugendichtung, Insbesondere sum Dichten von Fugen In Strafen- oder Brttokendecken, welche ein federndes, elastlsohest komprsssibles Dichtungselement umfaßt, das «wischeη sswei an den Deckenteilen befestigteren Ankereleaenten angeordnet ist und an diese anliegt, daduroh gekennsei ob net, da· die einander zugekehrten Flächen (5,11) der Ankerelemente (4, 4', 10) jeweils alt eines Hohlraum (6,12,13) Terpenen sind und das Dichtungselement (7,14) in diese Hohlräume eingreifende entspreohende Vorsprttnge (8,16,17) aufweist.

   2. Fugendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Hohlräume (6,12,13) und die in diese eingreifenden Vorsprünge (8,16,17) sich auf einander entsprechende Weise nach innen verbreitern.

   3* Fugendichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dafi die Hohlräume (6,12,13) und die indieee eingreifenden TorsprUnge (8,16,17) einen schwalbenschwanzförmigen |

   Querschnitt haben.

   4· Fugendichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daB an den Ankerelementen (4¹) getrennte Teilelemente (30,31,32) in solchen Abständen voneinander befestigt sind, daß sie zwischen sich die genannten Hohlräume (12,13) bilden.

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   ORIGINAL INSPECTED

   5_β ^ugenglchtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennaelohnet, daß die Ankerelemente mit jeweils Hehreren Hohlräumen versehen sind und das Dichtungselement eine entsprechende Anzahl von Vorsprüngen aufweist.

   6. Fugendichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, bei welcher das Dichtungselement eine hohle Struktur mit netzartigem Querschnitt aufweist, die eine Mehrzahl von ihre gegenüberliegenden Seitenwände miteinander verbindenden, untereinander im wesentlichen parallel verlaufenden, sparrenartig orientierten Querwänden aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die VoreprUnge (6,16,17) im wesentlichen angrenzend an mindestens eine der sparrenartig orientierten Querwände (19¹,26) von den Seitenwänden (9,15) der Struktur nach außen verlaufen.

   7· Fugendichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtquerabmessung der an VorsprUnge grenzenden sparrenartig orientierten Wände (19*,26) im entspannten Zustand des Dichtungselementes geringer ist als die Gesamt

   querabmessung der nicht an VorsprUnge grenzenden sparrenartig orientierten Wände (18,18',20).

   8. Verfahren zum Herstellen einer dichten Fuge in einem Bauwerk mit voneinander abgesetzten Deckenteilen, bei welchem man ein Paar Ankerelemente zwischen den Deckenteilen befestigt und ein federndes, elastisches, kompressibles Dichtungselement so zwischen die Ankerelemente einsetzt, daß es an deren einander zugekehrten Flächen anliegt, dad uroh gekenn ze i chnet, daß man eine Fugendichtung gemäß Anspruch 1 bis 7 an der Stelle der gewünschten Fuge anordnet, die Ankerelemente zum

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   Komprimieren des Dichtungselementes aufeinander zu bewegt und in dieser Lage hält, bis die Deckenteile fest geworden sind«

   9.. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das Fugendichtungselement um 50 bis 75$ seines Kompressionsbereiches zusammendrückt.

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