DE4105360A1 - Fugendraenung in trogartigen bauwerken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Trogbauwerk bzw. die Rampen eines Tunnelbauwerks, insbesondere aus Beton (Ortbeton oder Betonfertigteile), oder mit stählernen Wandkonstruktionen für Verkehrswege, bestehend aus der die Fahrbahn tragenden Sohlplatte, aus der auf der Sohlplatte verlegten Abdichtung, aus seitlich am Fahrbahnrand angeordneten Kappen, der zwischen den Kappen angeordneten Fahrbahn, insbesondere aus bitumengebundenen Schichten oder speziell hergestellten Betonschichten bzw. Pflasterschichten. Dabei kann das Bauwerk in regelmäßigen Abständen mit Dehnungsfugen, in denen einbetonierte Fugenbänder angeordnet sind, oder fugenlos hergestellt sein. Andererseits kann es auch mit oder ohne Dehnfugen mit einer außen angeordneten Abdichtung sowie in Teilbereichen mit seitlich angeordneten Böschungsflächen unterschiedlicher Konstruktion ausgebildet sein.

Derartige trogartige Bauwerke finden häufig Anwendung. Die Lebensdauer solcher Bauwerke ist weitgehend von der sorgfältigen Ausführung und den verwendeten Materialien abhängig. Besonders wichtig ist der Schutz gegen eindringendes Wasser. Das Wasser gefriert und führt dadurch zu Abplatzungen und Aufwerfungen, d. h. zur Blase- und Beulenbildung im Fahrbahnbereich. Auch ohne Frost stellt das eingedrungene Wasser eine Gefahr dar. Das Verdampfen des Wassers kann zu einer starken Blasenbildung im Abdichtungsbereich, insbesondere auch zwischen und unterhalb der bitumengebundenen oder sonstigen Fahrbahnschichten führen.

Wasser dringt vorzugsweise in und über die Fugen der Wandflächen und hiervor ausgehend von allen in die oben beschriebenen Dehnungsfugen der Sohle von oben her ein. Dem sollen die erwähnten Fugenbänder im Wandbereich z. B. auch sog. Fugenabschlußbänder entgegenwirken. Die Fugenabschlußbänder haben die Aufgabe, die Dehnungsfugen an der Bauteiloberfläche zu verschließen. Üblicherweise bestehen die Fugenabschlußbänder aus Kunststoff- oder Elastomermaterial, mit dem die Dehnungfuge überspannt wird. Dazu besitzen die Fugenbänder zwei Flansche, von denen jeweils einer mit dem korrespondierenden Bauwerksteil verbunden ist. Die Verbindung erfolgt mittels Stegen, die einbetoniert werden. Aus Gründen der Betontechnik können die Stege nicht unmittelbar an der Bauwerkskante einbetoniert werden. Das hat bei einer Kontraktion des Bauwerkes und einer damit verbundenen Vergrößerung der Dehnungsfugen zur Folge, daß das Dehnungsfugenband sich zwischen den beiden einbetonierten und der Bauwerkskante nächsten Stegen spannt. Infolge der Spannung verliert das Dehnungsfugenband seine Form. Es schnürt sich ein und hebt von den Anschlußdichtflächen ab. In die entstehenden Öffnungen kann dann Regenwasser eindringen und unter die Kappe bzw. den Fahrbahnbelag gelangen. Dies hat sich in der Praxis in vielen Fällen als Schadensursache erwiesen. Gleichwohl ist bislang keine dauerhaft zuverlässige Abhilfe dagegen geschaffen worden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein trogartiges Bauwerk der oben beschriebenen Art zu schaffen, das weniger von Wasserschäden gefährdet ist. Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß in und/oder unter den Kappen zumindest im Bereich der Fugenbänder eine Dränung vorgesehen ist. Eine geeignete Dränung wird z. B. durch ein oder mehrere parallel angeordnete Spiralrohre geschaffen. Die Spiralrohre können aus gewickelten Drähten bestehen. Zwischen den einzelnen Spiralwindungen ist so viel Raum vorgesehen, daß das anfallende Wasser problemlos abgeführt wird. Andererseits müssen die Öffnungen beim Einbetonieren in Beton so gestaltet sein, daß kein Beton bzw. keine Betonschlämme eindringt, was die Dränwirkung gefährden könnte. Nach der Erfindung wird das beispielsweise mit Hilfe eines Gewebes oder eines Papiers erreicht, das aufgrund entsprechenden Durchtrittswiderstandes zwar Betonschlämme zurückhält, nicht aber das abzuführende Wasser. Während das bei dem Gewebe im Falle eines unverrottbaren Gewebes über die Maschenweite eingestellt wird, kann bei der Verwendung von Papier oder verrottbaren Geweben aus organischen Fasern mit der Auflösung gerechnet werden. D. h. Papier und vergängliche Gewebe lösen sich bei Wasseranfall bald nach Abbinden des Betons auf, so daß das Wasser leicht in die Spiralrohre treten kann. Die Spiralrohre haben einen freien Durchtrittsquerschnitt von vorzugsweise 10 mm im Minimum. Die Dicke des Drahtes der Spiralrohre wird durch die beim Einbetonieren auftretende Belastung des Spiralrohres bestimmt. Sofern die Spiralrohre nicht in Beton, sondern in anderes Material gelegt werden, ist die dabei auftretende Belastung im Bau- und Endzustand (statisch bzw. thermisch) maßgebend. In der Regel ist eine Drahtdicke von 1 mm ausreichend. Desgleichen ist in der Regel eine Ganghöhe (Mittelabstand der Drahtwindungen) ausreichend, der gleich der Drahtdicke ist. Als Draht ist ein nichtrostender Metalldraht von besonderem Vorteil. Es eignen sich auch Kunststoffdrähte bzw. Kunststoffdränrohre.

Die erfindungsgemäße Dränung läßt sich auch mit anderem Material als den Dränspiralen bzw. -rohren darstellen, z. B. mit Dränschichten. Voraussetzung ist allerdings, daß die Dränschichten der auf sie wirkenden Belastung standhalten. Eine geeignete Dränschicht entsteht beispielsweise durch ein Material bestimmter Körnung, das durch einen "Kleber" zusammengehalten wird. Der "Kleber" kann Bitumen sein. Auch Zement oder Kunstharz lassen sich verwenden. Der erfindungsgemäße Körnungsaufbau wird so gewählt, daß ein zur Dränung notwendiger Hohlraum in dem Haufwerk gewährleistet ist. Dies ist z. B. bei einem Einkorn-Haufwerk der Fall. Ein Einkorn- Haufwerk hat nur eine bestimmte Körnung, die durch Absieben entsteht. Geeignete Körnungen sind z. B. 10-30 mm im Durchmesser.

Im übrigen wird der "Kleber" in seiner Menge so eingestellt, daß gerade eine Umhüllung der einzelnen Körner entsteht, nicht jedoch ein Verschluß bzw. ein Verfüllen der Hohlräume zwischen den Körnern.

Die Dränschicht erstreckt sich vorzugsweise im Querfugenbereich und parallel zur fahrbahnseitigen Kappenstirnfläche, und zwar entweder unterhalb der Kappe (Hochbord) oder im Fahrbahnbereich einschl. Wasserlauf (Rinne) oder sowohl als auch. Sie hat eine Mindestbreite von 3 cm und eine Mindesthöhe von 1 cm. Wahlweise erstreckt sich die Dränschicht auch über die gesamte Kappenbreite.

Die Dränschicht erstreckt sich vorzugsweise in Gefällerichtung bis zum nächsten Wasserablauf. Bei Verwendung eines Wasserablaufes mit einem umlaufenden Dränkörper unterhalb des Einlaufgitters ist die Dränschicht an den Dränkörper anzuschließen. Als nächster Wasserablauf ist derjenige Wasserablauf bezeichnet, zu dem hin ein Gefälle besteht. Das Gefälle ist notwendige Voraussetzung für das Abfließen des Wassers.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, ferner eine Darstellung der Fugenabschlußband- Verformung bei einer Kontraktion des Bauwerkes.

Fig. 1 zeigt an einem Trogbauwerk bzw. an einer Tunnelrampe ein Fugenabschlußband 4 zwischen zwei Betonabschnitten 1 und 2. Das Fugenabschlußband 4 ist mit Stegen 5 in die Abschnitte 1 und 2 einbetoniert und verschließt in der dargestellten Einbausituation die Dehungsfuge a. Dabei schließt es dicht an eine Vergußmasse 3 an, die den Längsspalt zwischen Kappe und Trogseitenwänden bzw. Trogstützwänden verschließt.

Im Falle einer Längenänderung, hier Kontraktion, der Abschnitte 1 und 2 ergibt sich ein Spalt s+a. Dem folgt das Fugenband durch eine dargestellte Verformung unter Öffnung von Sickerwegen. Diese Sickerwege führen tief in den Spalt zwischen Kappe und Trogseitenwänden. Dort bildet sich stehendes Wasser, das auch unter die Kappe drückt.

Wie zwischen Trogseitenwänden und Kappe besteht diese Situation auch zwischen Kappe und Fahrbahn, denn die Dehnungsfugen sind durchgängig vorgesehen, so daß gleiche Dehnungsfugen sich querlaufend auch in den Kappen finden. Dort ist zumindest bei Betonkappen auch eine Fugendichtung vorgesehen, vorzugsweise in Form eines Fugenbandes. Das sich in diesem Bereich sammelnde Wasser drückt in vielen Fällen unter den Fahrbahnbelag. Dabei besteht in der Regel auch eine Verbindung zu dem im Spalt zwischen Kappe und Trogseitenwänden stehenden Wasser, d. h. das gesamte Wasser drückt unter die Fahrbahn.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch ein Trogbauwerk bzw. ein Rampenbauwerk für einen Tunnel quer zur Fahrtrichtung. Der Schnitt liegt vor einer Dehnungsfuge. Die in der Dehnungsfuge angeordneten Fugenbänder sind gestrichelt dargestellt und mit 13 und 18 bezeichnet. Ferner ist ersichtlich, daß die Trogseitenwand 10 über die Kappe 12 überkragt. Damit kann das aus den entstehenden Sickerwegen in der Trogseitenwand anfallende Wasser oben auf die Kappe 12 tropfen, ohne im bisherigen Umfang den Spalt 16a zwischen Kappe 12 und Trogseitenwand 10 zu belasten.

Fig. 2 zeigt den Aufbau des Trogbauwerkes mit Sohlplatte 11, darauf verlegter Abdichtung 14, Kappe 12 und Fahrbahnbelag 17 aus bitumengebundenen Schichten. Die Abdichtung 14 ist mehrteilig, sie ist im Beispiel beiderseits an einen einbetonierten stählernen Doppelklebeflansch 20 angeschlossen. Ziel dieser Maßnahme ist, den Kappenbereich und den eigentlichen Fahrbahnbereich zu trennen, abzuschotten. Der Abschottung bzw. Verfüllung dient auch eine Vergußmasse 19 in dem Spalt zwischen Kappe und Fahrbahn.

Im Spalt zwischen Kappe 12 und Trogseitenwand 10 ist die Abdichtung 14 mit einer Klemmschiene 15 gehalten. Auch dort ist zur Verfüllung eine Vergußmasse vorgesehen. Diese Vergußmasse ist mit 16 bezeichnet.

Trotz der oben beschriebenen Abdichtungsmaßnahmen ist mit eindringendem Wasser zu rechnen. Das eindringende Wasser wird im Ausführungsbeispiel mit einer Dränschicht 22 zum nächstliegenden Wasserablauf geleitet. Die Dränschicht 22 besitzt eine Höhe von 4 cm und besteht aus Dränasphalt. Sie erstreckt sich unter der gesamten Kappe, auch in Kappenlängsrichtung.

Anstelle der Dränschicht 22 oder zusammen mit der Dränschicht 22 kann nach Fig. 2 auch ein Spiralrohr 21 vorgesehen sein. Das Spiralrohr 21 ist gestrichelt dargestellt und besteht aus nichtrostendem Draht von 1 mm Dicke, der mit einer Ganghöhe von 2 mm gewickelt ist. Der Durchmesser des Spiralrohres ist 20 mm. Das Spiralrohr 21 liegt unmittelbar an der Fuge zwischen Kappe 12 und Fahrbahnbelag 17, wahlweise auch in der Fuge.

Das Spiralrohr 21 führt das zur Fuge sickernde Wasser zum nächsten Wasserablauf. Aufgrund geringeren Strömungswiderstandes leitet das Spiralrohr 21 das Wasser schneller ab als eine Dränschicht gleichen Volumens. Der Wasserablauf ist üblicherweise in Gefällerichtung 30a unmittelbar vor der nächsten Dehnungsfuge angeordnet. Diese Situation ist in Fig. 3 mit einem Wasserablauf 30 dargestellt.

Zugleich zeigt Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Nach Fig. 3 kann die Dränschicht auch in Form eines Streifens 29 entlang dem Spalt zwischen Kappe und Fahrbahn und entlang der Dehnungsfuge zwischen den Abschnitten 1 und 2 des Bauwerkes verlaufen.

Fig. 4 zeigt einen üblichen Wasserablauf mit einer Anschlußfuge 33, einem Oberteil 34, einem Unterteil 31, einem Spannring 32 und einem umgebenden Dränkörper 35. Zugleich ist der Fahrbahnaufbau mit einer Schutzschicht 36 und einer Verschleißschicht 37 dargestellt.

Claims (7)

1. Trogbauwerk bzw. Rampenbauwerk für einen Tunnel, insbesondere aus Beton oder mit Spundwand-Stützwänden, für Verkehrswege, bestehend aus der die Fahrbahn tragenden Sohlplatte, auf die Platte verlegter Abdichtung, seitlich am Fahrbahnrand angeordneten Kappen, der zwischen den Kappen angeordneten Fahrbahn, insbesondere aus bitumengebundenen Schichten oder speziell hergestellten Betonschichten bzw. Pflasterschichten, wobei in regelmäßigen Abständen Dehnungsfugen vorgesehen sein können, in denen Fugenbänder angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß unter und in den Kappen im Bereich der Fugenbänder (18) eine Dränung vorgesehen ist.

2. Trogartiges Bauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Dränung in Gefällerichtung bis zum nächsten Wasserablauf erstreckt.

3. Trogartiges Bauwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dränung durch eine oder mehrere Spiralrohre (21) gebildet wird.

4. Trogartiges Bauwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralrohre mindestens einen Durchmesser von 10 mm besitzen.

5. Trogartiges Bauwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dränung aus einer Schicht vollflächig oder in Streifen gebildet wird.

6. Trogartiges Bauwerk nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Einkornschicht (22) bzw. Dränschicht oder entsprechende Streifen.

7. Trogartiges Bauwerk nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht eine Mindesthöhe von 10 mm und eine Mindestbreite von 30 mm besitzt.