-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Deck, insbesondere ein Deck,
das sich für
eine Brücke
oder dergleichen eignet.
-
Decks,
die für
Brücken
und andere Anwendungen benutzt werden, wo Lücken, Spalten oder instabile
Untergründe
durch eine lasttragende Konstruktion überspannt oder überdeckt
werden sollen, werden üblicherweise
zwischen ihren Enden von oben und/oder von unten in regelmäßigen Abständen durch
Hängeelemente,
Pfeiler oder Pfosten getragen, die dem Deck eine hohe Tragfähigkeit
verleihen. Die Decks können
dagegen auch so konstruiert sein, dass sie zwischen ihren Enden
oder zwischen Stützpfeilern
in einem höheren
Maße selbsttragend
sind, wodurch die Kosten oder die Komplexität der Gesamtkonstruktion beträchtlich
verringert werden können
oder wodurch auf sonstige Weise Probleme in Verbindung mit dem Aufstellen
von Stützelementen beseitigt
werden können.
Solche selbsttragenden Decks müssen
potenziell deformierenden oder gar zerstörerischen Lasten sowohl in
Längsrichtung,
d. h. in Richtung der Spannweite, als auch in Querrichtung widerstehen.
Die Erfüllung
dieser Anforderung führt häufig zu
massiven Konstruktionen mit Profilträgern, Brückentafelelementen aus Stahlbeton
oder Metall-Aluminiumplatten und verschiedenen Verbindungsstücken und
Befestigungsmitteln, die zusammen eine primäre Tragkonstruktion bilden,
die eine sekundäre
Belagkonstruktion trägt.
Das Ergebnis ist in der Regel eine stabile, aber schwere Einheit,
die teuer in Bezug auf den Materialaufwand ist und deren Montage
und Endbearbeitung, beispielsweise zur Herstellung eines Wetterschutzes
oder einer Korrosionsversiegelung, einen hohen Zeitaufwand erfordert. Langfristig
sind häufig
Wartungs- und Neuversiegelungsarbeiten nötig.
-
Eine
Brückenplatfform,
die in der belgischen Patentschrift Nr. 511.972 offenbart ist, besteht
aus länglichen
Gliedern mit einem geschlossenen rechtwinkligen Kastenprofil, die
dergestalt nebeneinander angeordnet sind, dass ein zeilenförmiger Körper mit einer
inneren Verstrebung entsteht, die durch Stege, insbesondere die
vertikalen Seiten, der Glieder gebildet wird. Die Glieder sind als
Ganzes durch transversale Zugstangen zusammengeklemmt und sind durch
ineinandergreifende Vorsprünge
und Ausnehmungen an den vertikalen Seiten der Glieder miteinander
verbunden. Folglich hat jedes Glied eine Nut in einer dieser Seiten
und einen Vorsprung auf der gegenüberliegenden Seite, wobei der
Vorsprung eine leicht kegelstumpfförmige Gestalt hat, um das Herstellen
der Verbindung in der Nut eines benachbarten Gliedes zu unterstützen. Eine
solche Plattform führt zu
einem hinreichend starren Körper,
ist aber mit der Verwendung von Kastenprofilgliedern verbunden,
die eine relativ massive und teure Konstruktion aufweisen und -infolge
des rechteckigen Kastenprofils – Verstrebungen
benötigen,
die im Wesentlichen senkrecht verlaufen. GB 804,271 A offenbart
eine Brückentafelkonstruktion,
die aus nach unten offenen Gliedern zusammengesetzt ist, die in
einer Ausführungsform
integral ausgebildete Schwalbenschwanzkupplungen in vertikalen Stegen
aufweisen. Diese Kupplungen verbinden die Stege untereinander, tragen
aber nicht ausdrücklich
zur Verstrebung bei und können
sogar die vertikale Belastbarkeit der Stege verringern.
-
Es
ist daher die primäre
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Deck bereitzustellen, das
eine steife lasttragende Konstruktion aufweist, aber ohne das gleiche
Ausmaß an
Nachteilen hinsichtlich Gewicht und des Aufwandes an Material und
Montagezeit. Sekundäre
Aufgaben sind die Bereitstellung eines Decks, das als eine fertige
Einheit aus primären Tragelementen
ausgebildet ist, d. h. das keine Oberflächenbehandlung und keine Verkleidung
mit Sekundärelementen
erfordert, und das Verringern oder Überflüssigmachen einer Oberflächenbehandlung und
späterer
Wartungsarbeiten.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Deck mit mehreren länglichen Gliedern bereitgestellt, die
in Längsrichtung
nebeneinander in aneinander anstoßender Beziehung angeordnet
und durch Verbindungsmittel so miteinander verbunden sind, dass sie
einen zellenförmigen
Körper
mit einer durch Flansche der Glieder gebildeten Oberseite und einer durch
Stege der Glieder gebildeten inneren Verstrebung bilden, und mehreren
Zugelementen, die sich quer zu den Gliedern erstrecken und die Glieder
zusammenklemmen, so dass der Körper
eine im wesentlichen starre Konstruktion ist, die sowohl in Längs- als
auch in Querrichtung der Glieder belastet wird, wobei die Glieder
an durch die Stege definierten Stoßflächen aneinander anstoßen und
sich die Verstrebung in dem Bereich zwischen den Stoßflächen zumindest
teilweise in einer Neigung zur Oberseite des zellenförmigen Körpers erstreckt,
dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Glieder einen offenen Abschnitt
bildet und die Bereiche der Verstrebung mit der Neigung Zellen des
Körpers
bilden.
-
Ein
solches Deck stellt eine fertige Einheit dar, die beispielsweise
als lasttragendes Brückendeck
verwendet werden kann, das ausschließlich an seinen Enden abgestützt ist.
Der zellenförmige
Körper,
der gemäß den Konstruktionsprinzipien
für innen verstrebte
hohle Körper
seine Steifigkeit ohne die Gewichts- und Materialnachteile massiver
oder schwer verstärkter
Konstruktionen erreicht, fungiert als Fachwerk, das Lasten sowohl
in Längs-
als auch in Querrichtung der Glieder tragen kann, so dass das Deck,
wenn es an seinem Platz installiert ist, im Wesentlichen keine Tendenz
aufweist, sich unter normaler Belastung federnd zu verbiegen oder
gar dauerhaft zu verformen. Das Deck kann mittels eines relativ
einfachen Verfahrens zusammengebaut werden: Man setzt die Glieder
so nebeneinander, dass sie aneinander anstoßen, dann verbindet man die
Glieder durch Ineinandergreifen integraler Teile oder durch Einsetzen
separater Verbindungskomponenten, und dann klemmt man die Glieder
mittels der transversalen Zugelemente zusammen. Der resultierende
Verbund kann eine geschlossene, innen verstrebte Konstruktion bilden,
die eine sofort nutzbare Oberseite, beispielsweise als Fußweg, aufweist
und die sowohl relativ belastbar als auch relativ leicht ist. Auf
die Oberseite kann gewünschtenfalls
immer noch eine Decke aufgebracht werden, die zur Tragfähigkeit nichts
beizutragen braucht.
-
Die
Glieder sind vorzugsweise im Wesentlichen identisch, wodurch die
Produktionskosten gesenkt werden können und das Montageverfahren vereinfacht
werden kann. Bei bestimmten Anwendungen kann es aber zweckmäßig sein,
unterschiedliche Formen einzubauen, beispielsweise an den Grenzen
eines Decks, um den Zugang zu den Zugelementen oder das Anbringen
weiteren Zubehörs
zu ermöglichen.
-
Jedes
der Glieder weist vorzugsweise einen integralen Querschnittsaufbau
auf und ist vorzugsweise ein Extrudat. Eine integrale Konstruktion – im Gegensatz
zu einer zusammengebauten Konstruktion – hilft auch, die Produktionskosten
niedrig zu halten, und führt
in der Regel zu einer inhärent
stärker belastbaren
Komponente, die keine potenziellen Bruchstellen an Schweiß- oder
Befestigungsmittelpunkten aufweist. Geringes Gewicht und Materialersparnis
sind ebenfalls Vorteile der integralen Konstruktion. Die Glieder
können
außer
dem Extrusionsverfahren auch mittels Verfahren wie beispielsweise Falzen
oder Walzen hergestellt werden. Im Hinblick auf Festigkeit, Gewicht,
Kosten und Korrosionsbeständigkeit
eignet sich Aluminium besonders als Material für die Glieder.
-
Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst jedes der Glieder einen der die Oberseite bildenden Flansche,
einen der die Verstrebung bildenden Stege und einen weiteren Flansch,
der durch den jeweiligen Steg mit dem einen Flansch verbunden ist, wobei
die weiteren Flansche der Glieder eine Unterseite des Körpers bilden.
Somit kann jedes Glied einen oberen Flansch, einen unteren Flansch
und einen Steg, der die Flansche miteinander verbindet, umfassen,
wodurch eine geschlossene Form des zellenförmigen Körpers durch Glieder bereitgestellt
werden kann, die relativ einfach und wirtschaftlich hergestellt
werden können
und auf einfache Weise zu einem Verbund arrangiert werden können. In
dieser Form hat jedes Glied einen einzelnen Steg, der die Flansche
der Glieder verbindet, wodurch der höhere Materialaufwand vermieden
wird, der mit einem geschlossenen, aber hohlen Körper einhergeht. Die Gestalt
des Steges ergibt sich aus den konkreten Anforderungen an die Verstrebungs-
und Verbindungsfunktionen.
-
Im
Fall einer Gestalt der Glieder mit einem oberen und einem unteren
Flansch kann es von Vorteil sein, wenn jedes Glied im Wesentlichen
symmetrisch zu einer mittleren Querebene zwischen diesen Flanschen
ist. Dank einer solchen Symmetrie können die Glieder, während sie
zu dem Gitterkörper
zusammengefügt
werden, seitenverkehrt oder sogar auf den Kopf gestellt werden,
so dass man der Ausrichtung der einzelnen Glieder keine besondere
Aufmerksamkeit schenken muss oder dass beispielsweise benachbarte
Glieder bewusst unterschiedliche Ausrichtungen haben können.
-
Die
Glieder werden vorzugsweise an Stellen miteinander verbunden, die
im Wesentlichen auf derselben Ebene, insbesondere einer mittleren
Querebene des Körpers,
liegen, die parallel zu seiner Oberseite verläuft. Durch ein derartiges Verbinden
entsteht eine durchgehende Belastungszone in Scherrichtung über das
Deck hinweg und insbesondere an einer Stelle zwischen dem oberen
und dem unteren Flansch, sofern solche vorhanden sind. Die Glieder können mittels
integral ausgebildeter, zur gegenseitigen Eingriffnahme befähigter Abschnitte
miteinander verbunden werden, insbesondere wenigstens in dem Sinne,
dass sich die Glieder nicht senkrecht zur Oberseite des Körpers verschieben.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
jedoch werden die Verbindungsmittel durch Kanäle bereitgestellt, die durch
die Stege definiert werden und dahingehend zusammenwirken können, dass
sie Aufnahmen für
nebeneinanderliegende Glieder verbindende Stäbe bilden. Die zusammenwirkenden
Kanäle
können
so konfiguriert sein, dass sie schwankende Toleranzen bei den Abmessungen
und den relativen Positionen benachbarter Glieder kompensieren,
und die Verwendung von separaten Stäben gestattet die Auswahl einer
bevorzugten Form oder eines bevorzugten Gewichts eines Materials
für praktisch
eine in Scherrichtung beanspruchte Verbindungsstelle. Die Herstellung
der Glieder kann ebenfalls vereinfacht werden, beispielsweise durch
Verwendung eines einfacheren Extrudierwerkzeugs, wenn die Verbindungsfunktion
teilweise einem separaten Element übertragen wird.
-
Die
Glieder können
gewünschtenfalls
im Wechsel entgegengesetzt entlang dem Körper ausgerichtet sein, was
zusätzlichen
Spielraum bietet, um beispielsweise die Stege so zu formen, dass
sie zu gewünschten
Verstrebungsformen kombiniert werden können. Beispielsweise können die
Stege so zusammenwirken, dass x-förmige Verstrebungszonen entstehen.
-
Die
Stege können
mit flachen Abschnitten versehen sein, welche die Stoßflächen definieren und
ihnen eine Fläche
verleihen, die einen festen neigungsfreien Kontakt benachbarter
Glieder ermöglicht.
Des Weiteren können
die Glieder an Rändern der
Flansche aneinanderstoßen.
Es ist ebenfalls vorteilhaft, wenn Positionierungsstreifen in den
Flanschen der Glieder in Eingriff genommen sind, um eine Positionierung
von Flanschen benachbarter Glieder in derselben Ebene zu gewährleisten.
Die Positionierungsstreifen können
beispielsweise in Nuten aufgenommen sein, die in einander zugewandten Oberflächen benachbarter
Flansche ausgebildet sind.
-
Es
sind verschiedene Arrangements der Zugelemente möglich, aber in einer bevorzugten
Ausführungsform
sind die Elemente in zwei Reihen übereinander in dem Körper angeordnet.
In diesem Fall kann jedes Element in der oberen Reihe über einem entsprechenden
Element in der unteren Reihe angeordnet sein. Die Elemente selbst
können
in unterschiedlicher Weise konstruiert sein und können beispielsweise
jeweils die Form eines Stabes aufweisen, der an beiden Enden mit
einem Gewinde versehen ist, auf das Muttern aufgeschraubt sind.
Solche Stäbe
erstrecken sich vorzugsweise durch Öffnungen in den Stegen der
Glieder hindurch, und die Muttern werden auf den Stäben festgezogen,
um die Glieder an den Stegen zusammenzuklemmen. Zugelemente dieser
Form stellen ein einfaches und bequemes Mittel dar, die Glieder
zu der belasteten Konstruktion zusammenzufügen, wobei die Muttern beispielsweise
durch Öffnungen
in Endgliedern an den Rändern
des Decks zugänglich
sind.
-
Als
zusätzliches
Merkmal können
die die Oberseite des Körpers
bildenden Flansche profiliert sein, um ein Profilmuster auf dieser
Oberseite bereitzustellen. Ein solches Muster kann beispielsweise die
Form von Rippen, die sich in Längsrichtung
der Glieder erstrecken, die Form eines erhabenen Gittermusters oder
die Form von Höckern
haben oder eine sonstige gewünschte
Konturierung oder Texturierung aufweisen, welche die Haftung erhöht oder
Rutschen vermindert.
-
Die
Glieder können
gewünschtenfalls
in ihrer Längsrichtung
einzeln nicht-geradlinig sein, und der durch die Glieder gebildete
Körper
kann eine nicht-geradlinige Form in Drauf- und/oder Seitenansicht
aufweisen. Auf diese Weise kann durch entsprechendes Vorformen der
Glieder ein kurvig gekrümmtes
oder winklig gebogenes Deck hergestellt werden, wobei die Länge und
das Querschnittsprofil der Glieder ein gewisses Maß an Verformung
gestatten kann, bevor sie zu dem Gitterkörper zusammengesetzt werden.
Das Deck kann in Drauf- und/oder in Seitenansicht kurvig gekrümmt oder
winklig gebogen sein, was bei Decks nach dem Stand der Technik nur mittels – unter
anderem – entsprechend
geformter tragender und verkleidender Elemente möglich ist, die für jede Form
von Anfang an unterschiedlich hergestellt werden müssen.
-
Im
Fall eines Decks von größerer Länge kann
jedes der Glieder mehrere einzelne Längenabschnitte umfassen. In
diesem Fall ist/sind die Verbindungsstelle(n) zwischen den Längenabschnitten
jedes Gliedes vorzugsweise bezüglich
der oder denen des oder jedes benachbarten Gliedes versetzt. Bei dem
resultierenden Deck sind somit die Längenabschnitte in Querrichtung
des Decks versetzt.
-
Das
Deck kann für
verschiedene Zwecke verwendet werden, es eignet sich aber besonders
als Brücke
oder Brückenteil.
Im letzteren Fall kann die Brücke
sich nach oben erstreckende seitliche Schutzelemente enthalten,
die an den Rändern
des Decks in Längsrichtung
der Glieder befestigt sind.
-
Es
wird nun eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden
Zeichnung eingehender beschrieben. Die Figur der Zeichnung stellt
einen teilweisen Querschnitt eines die Erfindung verkörpernden
Decks dar.
-
Wenden
wir uns der Zeichnung zu. Zu sehen ist hier ein Deck 10 für eine Fußgängerbrücke, die
an ihren Enden abgestützt
werden soll, oder für
einen Abschnitt einer Fußgängerbrücke, die
an ihren Enden und an einem oder mehreren Zwischenpunkten abgestützt werden
soll. Das Deck kann auch für
eine Fahrzeugbrücke
oder für
andere Zwecke verwendet werden.
-
Das
Deck 10 umfasst mehrere identisch geformte, längliche
Schienenglieder 11 mit jeweils integraler Querschnittskonstruktion
(vorzugsweise ein Aluminiumextrudat), von denen jedes einen oberen Flansch 12,
einen unteren Flansch 13, der zu dem oberen Flansch im
Wesentlichen parallel verläuft, und
einen Steg 14, der die Flansche miteinander verbindet,
umfasst. In Rändern
des oberen und des unteren Flansches befinden sich Schlitze neben
Verbindungsstellen mit dem Steg, und der obere Flansch hat zusätzlich einen
Schlitz in seinem anderen Rand. Der obere Flansch weist des Weiteren
auf seiner Fläche,
die von dem unteren Flansch entfernt liegt, eine Reihe paralleler
Rippen 12a auf.
-
Der
Steg 14 jedes Gliedes 11 umfasst zwei aufeinander
ausgerichtete Abschnitte 14a, die mit dem Flansch 12 bzw.
dem Flansch 13 dieses Gliedes verbunden sind, zwei relativ
abgewinkelte Abschnitte 14b, die jeweils mit den aufeinander
ausgerichteten Abschnitten verbunden sind, und einen U-förmigen Abschnitt 14c,
der mit den abgewinkelten Abschnitten in einem Konvergenzbereich
dieser Abschnitte verbunden ist und einen Aufnahmekanal definiert. Die
Schenkel des U-förmigen
Abschnitts 14c enden kurz vor dem unteren und oberen Flansch
in einem zuvor festgelegten Abstand, so dass eine gewünschte Toleranz
entsteht. Die Außenseiten
der aufeinander ausgerichtete Abschnitte 14a – und somit
die Seiten, die von dem U-förmigen
Abschnitt entfernt liegen – sind
koplanar und dienen als Stoßflächen in
dem zusammengebauten Deck. Jeder der aufeinander ausgerichteten
Abschnitte 14a ist in regelmäßigen Intervallen entlang der
Länge des
Gliedes 11 mit Bohrungen versehenen. Die Bohrungen sind
somit in übereinander
liegenden Reihen angeordnet, und jede Bohrung in einer oberen Reihe
befindet sich über
einer entsprechenden Bohrung in der unteren Reihe.
-
Um
das Deck zusammenzubauen, wird zuerst ein länglicher geschlossener zellenförmiger oder Gitterkörper hergestellt,
indem die Glieder 11 dergestalt in aneinander anstoßender Beziehung
nebeneinander angeordnet werden, dass jedes Glied – außer denen
an den Längsrändern des
Körpers – an eines der
benachbarten Glieder an den Stoßflächen der aufeinander
ausgerichteten Abschnitte 14a des Steges 14 anstößt und an
das andere benachbarte Glied an den freien Rändern des oberen und unteren
Flansches 12 bzw. 13 – d. h. den Rändern, die
von dem jeweiligen Steg entfernt liegen – anstößt. Die Glieder sind somit
entlang des Körpers
im Wechsel seitenverkehrt.
-
Die
aneinander anstoßenden
Glieder 11 sind in vertikaler Richtung relativ zueinander
durch Positionierungsstreifen 15, die in die Schlitze in
den Rändern
des oberen und unteren Flansches eingreifen, positioniert und sind
in demselben Sinn durch Stäbe 16,
die in den Aufnahmekanälen
des U-förmigen
Abschnitts 14c der Stege 14 in Eingriff genommen
sind, miteinander verbunden. Benachbarte Abschnitte 14c befinden
sich in einem geringen Abstand voneinander, wenn die Glieder 11 aneinanderstoßen, um
toleranzbedingte Abmessungsdifferenzen zwischen den Gliedern zu
kompensieren. Der auf diese Weise hergestellte zellenförmige Körper hat
geschlossene Ober- und Unterseiten, die durch die aneinander anstoßenden oberen
Flansche 12 bzw. die aneinander anstoßenden unteren Flansche 13 definiert
werden, und eine innere X-Verstrebung, die sich über den Körper hinweg erstreckt und durch
die Stege 14 – ergänzt um die
Stangen 16 – gebildet
wird.
-
Die
Glieder 11 werden nun mit Zugstangen 17, die an
beiden Enden mit einem Gewinde versehen sind und durch die Bohrungen
in den aufeinander ausgerichteten Abschnitten 14a der Stege 14 eingeführt werden,
und mit Muttern 18, die an den mit einem Gewinde versehenen
Enden der Stangen festgezogen werden und über Distanzstücke 19 an
den äußersten
Stegen 14 – insbesondere
an deren Abschnitten 14a – anliegen, zusammengeklemmt.
Der zeilenförmige
Körper
wird auf diese Weise zu einer starren Konstruktion geformt, die
sowohl in Längs- als
auch in Querrichtung belastet wird und in der Art und Weise eines
Verbundes funktioniert, um Biege- und Scherkräften zu widerstehen, die auf
das Deck einwirken, während
es als Brücke
oder Brückenabschnitt
verwendet wird. Ungeachtet der Tragfähigkeit des Decks ist die Basiskonstruktion
deutlich leichter als Konstruktionen, die aus massiven Elementen
hergestellt werden, wie beispielsweise Stahlträger und separat angebrachte
Brückentafeln,
und sie lässt sich
in Herstellung und Montage an unterschiedliche Breiten anpassen,
indem eine entsprechende Anzahl Glieder 11 und eine entsprechende
Länge der
Zugstangen 17 ausgewählt
wird.
-
Das
Deck kann zu einer Brücke
ergänzt
werden, indem Eckpfosten, Geländer
und Seitenpaneele hinzugefügt
werden, wie in der Zeichnung durch die Strichlinie 20 schematisch
angedeutet.
-
Das
Deck kann mit geraden Gliedern 11 oder mit Gliedern, die
in Draufsicht und/oder Seitenansicht gekrümmt oder gebogen sind, gebaut
werden. Wenn das Deck beispielsweise in Draufsicht gekrümmt sein soll,
so können
die einzelnen Glieder mit entsprechenden einzelnen Kurvenkrümmungen
hergestellt werden und können
beim Zusammenbau mit Zugstangen zusammengeklemmt werden, die sich
radial oder parallel erstrecken. Obgleich die starre Konstruktion,
aus der das Deck besteht, biegefest ist, können die einzelnen Glieder,
wie beispielsweise Aluminiumextrudate, ein gewisses Maß an Biegekräften dauerhaft
aufnehmen und können
daher geformt werden, bevor sie zu dem zellenförmigen Körper zusammengesetzt werden.