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Die Erfindung betrifft eine Überbrückung von Dehnfugen bei befahrbaren Bauwerken, die sich in Abhängigkeit von der Temperatur zwischen zwei Bauwerksteilen unterschiedlich weit öffnen. An jedem Bauwerksteil wird wenigstens ein Fugenprofil verankert; zwischen den Fugenprofilen ist ein Dichtband aufgespannt, das die Dehnfugen nach unten abdichtet.
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Im Stand der Technik sind derartige Überbrückungskonstruktionen in vielfacher Ausgestaltung bekannt.
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Es kommen sowohl Ein- wie auch Mehrprofil-Konstruktionen zum Einsatz.
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Welche Art von Fugenprofil jeweils verwendet wird, hängt unter anderem von den örtlichen Bedingungen und Gegebenheiten ab.
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Bei umfangreichen Bauwerken, die aus einzelnen Bauwerksteilen zusammengesetzt sind, müssen zwischen diesen Dehnfugen vorgesehen werden, um temperaturbedingte Längenänderungen der Bauwerksteile konstruktiv auffangen zu können.
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Bei befahrbaren Bauwerken, wie zum Beispiel Brücken, müssen Vorrichtungen zur Überbrückung derartiger Dehnfugen, in Form von Fahrbahnübergangskonstruktionen vorgesehen werden. An diese werden dabei vielfältige Anforderungen gestellt, sollen sie doch einfach und schnell und damit kostengünstig hergestellt und montiert werden können. Auch sollen diese einmal montiert einfach zu kontrollieren und leicht zu warten sein. Dazu gehört auch, dass die Fugenüberbrückung als solche weitgehend selbstreinigend ausgebildet ist.
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Ein weiteres wichtiges Merkmal einer Fahrbahnübergangskonstruktion für Dehnfugen ist die Forderung nach einem möglichst kontinuirlichen Übergang von einem zum anderen, durch eine Dehnfuge getrennten Bauwerksteil, sodass beim Überfahren der selben durch Fahrzeug, ins besondere LKWs keine Stöße in die Konstruktion mit entsprechender Geräuschentwicklung eingeleitet werden.
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Zudem sollen Fahrbahnübergangskonstruktionen von Räumgeräten ohne Komplikationen überfahren werden können, ohne dass der Räumschild sich zum Beispiel an der Überbrückungskonstruktion verhakt, was bei winterlichen Verhältnissen und den dann niedrigen Temperaturen kritisch werden kann, weil die Weite der Dehnfugen bei tiefen Temperaturen besonders groß ist.
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Im Stand der Technik sind deshalb neue Fugenprofile entwickelt worden, die finger- oder klauenartig ineinander greifen, und so den Fugenspalt überdecken.
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Aus der Druckschrift
DE 101 089 08 B4 geht zu diesem Zweck eine geräuschreduzierende Zahnplattenanordnung zur Überbrückung von Dehnfugen bei Brücken oder dergleichen Bauwerke hervor, mit einer Fuge zwischen der Brücke und dem Fundament, wobei die Zahnplattenanordnung mehrere auf der Oberfläche jeweils einer Lamelle der Überbrückungsvorrichtung im Abstand zueinander befestigte Plattenkörper aufweist, die mit der Lamelle verbindbar sind, und wobei die Zähne der Zahnplattenanordnung beim horizontalen Verschieben der Lammelen quer zu ihrer Erstreckung mehr oder weniger weit ineinander greifen.
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Damit soll dem zunehmenden Straßenverkehr, dichterer Bebauung, die bis an Brücken heranreichen kann, größeren Brücken in Wohn- und Erholungsgebieten und erhöhter Sensibilität der Bevölkerung gegen Lärm Rechnung getragen werden, indem geräuschärmere Dehnfugenkonstruktionen entwickelt werden.
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Es hat sich gezeigt, dass die Schlaggeräusche überwiegend dann entstehen, wenn Fahrzeugreifen auf die Kannten der quer zur Fahrtrichtung liegenden Stahlträger oder Lamellen von Fugenprofilen auftreffen. Am lautesten sind die Schlaggeräusche, wenn der Winkel zwischen Fugenprofil und Fahrtrichtung 90° beträgt. Je größer die Abweichung von 90° ist, umso geringer sind die Geräusche.
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Eine Geräuschminderung kann auch dadurch erreicht werden, dass der Dehnspalt in mehrere kleine Spalten aufgeteilt wird mit Zwischenträgern für die zusätzlichen Fugenprofile.
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Eine derartige Konstruktion ist aufwendig sowohl hinsichtlich eines einfachen und leichten Einbaus derartiger Fugenprofile als auch hinsichtlich deren Kontrolle und Wartung. Derartige Fugenprofile sind nicht selbstreinigend, weil sie den Fugenspalt überdecken.
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Bei einer andersartigen Konstruktion wie sie aus der
DE 10 2009 052 751 A1 hervorgeht, wird versucht, die beim Überfahren von Dehnfugen entstehenden Schlaggeräusche, wenn Fahrzeugreifen auf quer zur Fahrtrichtung liegenden Kannten von Stahlträgern oder Fugenprofilen schlangen oder auftreffen, dadurch zu vermeiden, dass derartige Stahlträger oder Fugenprofile wellenförmig ausgebildet sind, so dass die Fugenprofile abschnittsweise einen mehr oder weniger stumpfen Winkel zu der Fahrbahnrichtung bilden. Nachteilig bei einer gleichförmigen und schlangen- oder wellenförmigen Ausgestaltung eines Fugenprofils ist, dass beim Überfahren eines solchen Fugenprofils in dieses eingeleitete Stöße sich neben Transversalwellen auch als Longitudinalwellen in dem Fugenprofil ausbreiten. Durch die Gleichförmigkeit der Ausgestaltung des Fugenprofils kann es leicht zu Resonanzerscheinungen in den Fugenprofilen kommen, die dann oft mit einer Schallverstärkung einhergehen. In diesem Fall besteht die Gefahr, dass Körperschall sich entlang des regelmäßigen Fugenprofils weitgehend ungedämpft in diesem ausbreitet, insbesondere, wenn es dabei zu geräuschverstärkenden Interferenzen zwischen unterschiedlicher Schallquellen kommt, wie es z. B. bei einer Überbrückungskonstruktion nach der Druckschrift
DE 10 20009 052 751 A1 der Fall sein kann.
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Aus dieser Druckschrift geht eine Vorrichtung zur Überbrückung einer Dehnfuge zwischen zwei Bauwerksteilen mit wenigstens zwei Fugenprofilen zur Halterung eines in Dehnfugen zumindest teilweise abdichtenden Dichtbandes hervor, wobei die Fugenprofile jeweils mit einer Ankerkonstruktion an dem betreffenden Bauwerksteil befestigbar sind, und wobei die bevorzugt an der Fahrbahnoberfläche liegenden Fugenprofile in Fugenlängsrichtungen wellenförmig und in ihrem Verlauf einander angepasst ausgeführt sind.
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Durch die wellenförmige Ausführung der Fugenprofile kann eine Abdeckung der Fuge in Form von Fingerplattenanordnungen oder Lamellen eingespart werden, weil die Fugenprofile selbst einen wellenförmigen Abschluss darstellen. Sie ersetzen damit im Stand der Technik die Funktion von Fingerplatten im Hinblick auf eine Geräuschentwicklung.
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Als nachteilig bei einer aus der Druckschrift
DE 10 2009 052 751 A1 bekannten Überbrückungskonstruktion mit gleichmäßig, wellenförmiger Ausgestaltung der Fugenprofile hat sich gezeigt, dass durch diese überfahrende Fahrzeuge hohe Schlagkräfte in die Konstruktion eingeleitet werden, die zu Störgeräusche führen in Form von sowohl transversalen als auch longitudinalen Schwingungen in dem Bauwerk.
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Die transversalen Schwingungen machen sich unter anderem in Form von Luftschall bemerkbar, während longitudinal in das Bauwerk eingeleitete Schwingungen zu Körperschall führen. Körperschallschwingungen können ebenfalls in die Umgebung als indirekte Geräuscherzeugung abgestrahlt werden.
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Körperschall setzt sich in den Fugenprofilen bei gleichmäßig wellenförmiger Ausgestaltung der selben nahezu ungehindert fort und führt zu beträchtlichen Störgeräuschen.
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Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher nicht nur die Schallentstehung zu unterdrücken oder herabzusetzen sondern auch die ungehinderte Ausbreitung der Schallfortpflanzung nach Möglichkeiten auszuschließen oder zu verringern.
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Erstere Aufgabe wird bei Überbrückungen von Dehnfugen an befahrbaren Bauwerken mit jeweils einem an jedem Bauwerksteil verankerten Fugenprofil sowie einem zwischen diesen angeordneten und an diesen befestigbaren Dichtband, das die Dehnfugen nach unten abdichtet, durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
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Die Lösung der weiteren Aufgabe erfolgt mittels der besonderen Ausgestaltung und Geometrie der verwendeten Fugenprofile, die abschnittsweise in ihrer Längserstreckung Unstetigkeitsstellen aufweisen, an denen eine Phasenverschiebung der eingeleiteten Schallwellen stattfindet, was im Mittel zu einer Herabsetzung des Geräuschniveaus durch Überlagerung von Schall gleicher Wellenlänge aber unterschiedlicher Phasenlage führt.
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Eine optimale destruktive Schallinterferenz ergibt sich für den Fall, dass zwei Schallwellen gleicher Wellenlänge und gleicher Amplitude mit einer Differenz von einer halben Wellenlänge oder einem ungeraden Vielfachen davon sich überlagern, d. h. gegenphasig schwingend. Es findet dann eine destruktive Schalinterferenz statt, die Todschall zur Folge hat.
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Dieser Idealfall wird in der Realität zwar nicht zu erreichen sein, aber eine Teilauslöschung von destruktiv interferierenden Schallwellen lässt eine deutliche Reduzierung des Schallpegels erwarten.
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Unstetigkeitsstellen für eine Schallwellenfortpflanzung entstehen beispielsweise durch abrupte Richtungsänderungen des Verlaufs eines Fugenprofils.
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Ebenso stellt eine Änderung des Fugenprofilsquerschnitts für die Schallausbreitung eine Unstetigkeitsstelle dar.
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Eine Veränderung des Fugenprofilquerschnitts kann beispielsweise durch eine Ausnehmung in Form eines Einschnitts in das Fugenprofil oder durch eine Auffütterung des Fugenprofils mit einer sogenannten Sperrmasse erfolgen.
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An derartigen durch Querschnitssprünge verursachten Unstetigkeitsstellen im Verlauf der Schallausbreitung treten zumindest teilweise Reflexionen der Körperschallenergie einer Schallwelle auf.
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Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen nachstehend näher erläutert.
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Von den Zeichnungen zeigt 1 einen Querschnitt einer Überbrückungskonstruktion einer Dehnfuge,
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2 eine Seitenansicht einer derartigen Überbrückung und
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3 eine Draufsicht auf eine Überbrückungskonstruktion nach vorliegender Erfindung.
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In 1 ist die Überbrückungskonstruktion einer Dehnfuge allgemein mit 1 bezeichnet. Die beiden, im Profil spiegelbildlich zueinander ausgebildeten Dehnfugenprofile 2a und 2b sind jeweils an einem Bauwerksteil 3a bzw. 3b verankert.
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Zwischen den spiegelbildlich zueinander ausgebildeten Dehnfugenprofilen 2a bzw. 2b ist ein Dichtband 14 befestigt, das die Dehnfuge 4 nach unten abdichtet.
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Die Dehnfugenprofile 2a bzw. 2b sind mittels Befestigungsvorrichtungen 5a bzw. 5b mit den Bauwerksteilen 3a bzw. 3b verbunden und in diesem fest verankert.
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Der Asphaltanschluss der Farbahn 3 an den Rücken der Fugenprofile 2a und 2b erfolgt derart, dass eine Verzahnung zwischen dem Asphaltanschluss und dem Rücken der Profile erfolgt, was die Gefahr einer Spurrillenbildung verhindert, so dass auf aufwändige Stützrippen verzichtet werden kann. Da keine anderweitigen mechanischen Verbindungsmittel verwendet werden, ist auch kein weiterer Wartungsaufwand erforderlich. Aufgrund der „offenen” Fugenkonstruktion erfolgt ein weitgehender Selbstreinigungseffekt beim Überfahren derselben durch Fahrzeuge und den dabei entstehenden Druckveränderungen.
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Durch die offene Konstruktion der Dehnfugenüberbrückung kann das Dichtband im einfacher Weise sowohl von oben als auch von unten bedarfsweise gewechselt werden. Wie aus 3 hervorgeht, sind die Fugenprofile 2a und 2b über ihre Längserstreckung in unterschiedliche Abschnitte L1 bis L4 unterteilt.
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In den ungerade Abschnitten L1 und L3 weisen die Fugenprofile eine konvexe Krümmung in Bezug auf den Fahrbahnverlauf F auf, während in den geraden Abschnitten L2 und L4 die Krümmung der Fugenprofile konkarv in Bezug auf den Fahrbahnverlauf F ausgebildet ist. Die spiegelbildlich zueinander ausgebildeten Dehnfugenprofile 2a bzw. 2b (vgl. 1) verlaufen in der Horizontalen komplementär und parallel zueinander. Die einzelnen Fugenprofilabschnitte L1 bis L4 sind ihrerseits wiederum in Unterabschnitte aufgeteilt, die sich in ihrer Winkelstellung zur Fahrrichtung F voneinander unterscheiden. In dem ersten konvexen Abschnitt L1 des Fugenprofilverlaufs bilden die Unterabschnitte 8a und 8b mit der Fahrbahn F einen stumpfen Winkel, während der Unterabschnitt 8c im Wesentlichen rechtwinklig zu dem Fahrbahnverlauf F angeordnet ist.
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Der konkarve Abschnitt L2 ist ebenfalls in drei Unterabschnitte 10a, 10b, 10c unterteilt, wobei die Abschnitte 10a und 10b wiederum bezogen auf den Fahrbahnverlauf F mit dieser einen überstumpfen Winkel bildet, während der Abschnitt 10c wiederum im Wesentlichen senkrecht zu dem Fahrbahnverlauf F ausgerichtet ist. Zwischen den Abschnitten L1 und L2 ist ein weiterer Abschnitt 7a bzw. 7b geschaltet, der seinerseits die Abschnitte L1 und L2 verbindet und im Wesentlichen senkrecht zu dem Fahrbahnverlauf sich erstreckt. Bei den weiteren Fahrbahnabschnitten L3 und L4 wiederholt sich die Unterteilung in Unterabschnitte in gleicher Weise wie bei den vorbeschriebenen Abschnitten L1 und L2.
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Die Abschnitte L1, L2, L3 und L4 sind mittels Zwischenabschnitte 7a, 7b bzw. 9a, 9b bzw. 11a und 11b miteinander verbunden. Sind mehrere Fahrbahnen in gleicher Fahrrichtung nebeneinander angeordnet, sind bei diesen in gleicherweise die Fugenprofilabschnitte L1 bis L4 verwirklicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10108908 B4 [0010]
- DE 102009052751 A1 [0015, 0018]
- DE 1020009052751 A1 [0015]
