DE69000623T2 - Drainagekanal. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf Drainagekanäle, die ein Kanalteil aus einem faserverstärkten Material aufweisen. Beispiele für solche faserverstärkten Materialien sind glasfaserverstärkter Beton oder glasfaserverstärkter Gips, oder Gips, oder Beton, mit rostfreien Stahlfasern verstärkt.
• Die Verwendung solcher faserverstärkter Materialien ist vorteilhaft, weil die Festigkeit und Verschleißfestigkeit solcher Materialien hervorragend gegenüber unverstärkten Materialien sind. Dieses erlaubt, daß die Dimensionierung der Bauelemente, die aus einem solchen Material gebildet sind, dünner und leichter als gleichartige Elemente sind, die aus unverstärkten Materialien hergestellt sind. Außerdem gestattet es Elemente aus solchen Materialien aufzubauen, die sonst aus Gewichts- und Abmessungsgründen nicht aus unverstärkten Materialien aufgebaut werden könnten.
• Wasserdrainagekanäle wurden herkömmlicherweise aus unverstärktem Beton hergestellt und wurden aus Abschnitten gebildet, deren Enden aneinanderlagen und die in einer Betoneinfassung umhüllt waren. Unverstärkte Betonkanalabschnitte waren notwendigerweise dick und schwer und erforderten ein mechanisches Hebezeug, um sie zu handhaben. Im Prinzip könnten Kanalabschnitte aus z.B. glasverstärktem Beton genügend dünn und leicht hergestellt werden, um sie ohne mechanisches Hebezeug zu handhaben. Wenn jedoch faserverstärkte Materialien, wie z.B. glasfaserverstärkter Beton mit einer Betoneinfassung verwendet wird, kann dieses den Nachteil haben, daß diese sich biegen und krümmen, und dieses ist einfach unakzeptabel. Um dieses Problem zu lösen, wurde vorgeschlagen, solche Bauteile mit zwei voneinander beabstandeten Schichten aus glasfaserverstärktem Material mit einem Hohlraum zwischen den Schichten herzustellen, der mit einem Schaumkunststoffmaterial, z.B. Schaumpolystyrol, gefüllt ist. Es wurde jedoch herausgefunden, daß solche Verbundelemente leicht zu Bruch gehen, und aus diesem Grund wurde in einigen Anwendungsfällen die Verwendung gesperrt.
• Die GB-A-20 85 502 offenbart eine Baueinheit, die eine dünnwandige Betonunterlage und eine oder mehrere Verstärkungsteile enthält, von denen jedes ein Unterteil aufweist, das mit der Unterlage befestigt ist und sich über der Unterlage erstreckt. Auf die Unterlage wird Beton gegossen, um ein Bauteil zu bilden.
• Entsprechend der Erfindung wird ein Drainagekanal geschaffen, der ein Kanalelement, das einen im allgemeinen U-förmigen Querschnitt hat und aus faserverstärktem Material geformt ist, umfaßt, wobei an einer Außenfläche des Kanalelementes, jedoch mit Abstand dazu, ein oder mehrere Verstärkungsstäbe zur Verankerung in Beton und zum starren Halten des Kanalelementes in einer derartigen Verankerung angebracht sind.
• Somit erlaubt die Verwendung des beabstandeten Verstärkungsstabes oder der Verstärkungsstäbe des Kanals, daß diese dünn und leicht sind, aber gleichzeitig wird dessen Durchbiegung verhindert, wenn sie in Beton eingesetzt werden. Im wesentlichen bildet der Metallstab einen starren Verbundaufbau mit dem Teil vor dem Einsetzen in Beton, und nach dem Einsetzen verstärkt der Stab den Beton.
• Entsprechend einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Drainagekanals geschaffen, das das Formen eines länglichen Elementes mit dem allgemeinen U-förmigen Querschnitt aus faserverstärktem Beton umfaßt, das eine Innenfläche, die einen Durchlauf für den Ablauf von Flüssigkeit bildet, und eine Außenfläche hat, sowie die Anbringung einer Vielzahl von Verstärkungsstäben an der Außenfläche an von der Außenfläche beabstandeten Position umfaßt.
• Nachfolgend erfolgt eine detaillierte Beschreibung einer Ausfuhrungsform der Erfindung, welche auf dem Beispielswege Bezug nimmt auf die beigefügten Zeichnungen, wobei:
• Fig. 1 ein Schnitt durch eine erste Form eines U-förmigen Kanalabschnittes aus glasfaserverstärktem Betonist,
• Fig. 2 eine Seitenansicht des Kanalabschnittes von Fig. 1 ist,
• Fig. 3 eine Einzelheit ist, die die Verbindung eines Zugstabes mit glasfaserverstärktem Beton des Kanalabschnittes zeigt,
• Fig. 4 eine Ansicht ähnlich zu Fig. 1 ist, die Zugstäbe zeigt, die mit dem glasfaserverstärkten Betonteil in einer anderen Ausrichtung verbunden sind,
• Fig. 5 eine Seitenansicht einer zweiten Form eines U-förmigen Kanalabschnittes aus glasfaserverstärktem Beton ist,
• Fig. 6 eine Draufsicht des Kanalabschnittes von Fig. 5 ist,
• Fig. 7 eine Seitenansicht des Kanalabschnittes von den Fig. 5 und 6 ist, und
• Fig. 8 ein Schnitt entlang der Linie VIII-VIII von Fig. 7 ist.
• Der Kanalabschnitt, der in den Zeichnungen gezeigt ist, ist einer einer Anzahl solcher Abschnitte, die aneinandergelegt werden, um einen Drainagekanal zu bilden. Das offene obere Ende des Kanals wird von einer Reihe aneinanderliegender gelochter Abdeckungen abgedeckt, die eine tragfähige Oberfläche bilden, während Wasser durch die Löcher in den Kanal abfließen kann.
• Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird eine erste Form eines Kanalabschnittes in zwei Hauptteilen gebildet, einem Teil 10 aus glasfaserverstärktem Beton und einem Stabwerk aus Verstärkungsstäben 11, die mit dem Betonteil 10 verbunden sind.
• Das glasfaserverstärkte Teil hat einen im allgemeinen U-förmigen Querschnitt mit einem flachen Boden 12, von dem sich auseinanderlaufende untere Seitenwände 13 erstrecken. Von den unteren Seitenwänden 13 erstrecken sich parallele obere Seitenwände 14. Nach außen sich erstreckende abgestufte Ränder 15 schaffen obere freie Enden der oberen Seitenwände 14. Die Stufen 16 in den Rändern 15 sind zur Aufnahme von Kanten einer Abdeckung (nicht gezeigt) vorgesehen.
• Da das Teil 10 aus einem glasfaserverstärkten Beton hergestellt ist, ist es vom Gewicht her leicht und von den Abmessungen her dünn, verglichen mit einem Teil aus unverstärktem Beton.
• Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 umfaßt das verstärkte Stabwerk 11 vier U-förmige Verstärkungsstäbe 17, Zugstäbe 18 und Abstandsstäbe 19. Alle Stäbe können aus einem Stahl mit einem kreisförmigen Querschnitt hergestellt sein. Der Stahl kann galvanisiert sein, um einer Korrosion zu widerstehen. Alternativ dazu können die Stäbe aus einem anderen geeigneten Material einschließlich Phosphorbronze oder anderen Legierungen hergestellt sein.
• Jeder Verstärkungsstab 17 ist von gleicher Form, wie der Querschnitt des verstärkten Betonteiles 10, hat aber eine größere Abmessung. Wie am besten in Fig. 2 zu sehen ist, sind die freien Enden jedes Verstärkungsstabes 17 mit Abschnitten 20 versehen, die sich parallel entlang der Länge des Kanalabschnittes erstrecken. An jedem Verstärkungsstab liegen sich diese Endabschnitte 20 in entgegengesetzten Richtungen gegenüber und sind mit jeweiligen Rändern 15 zu den Außenkanten der Ränder 15 hin verbunden.
• Die Zugstäbe 18 haben eine im wesentlichen V-Form (siehe Fig. 3) ohne nach außen gekrümmte Enden 21. Sechs derartige Zugstäbe 18 werden verwendet, um jede der vier Verstärkungsstäbe 17 mit dem Betonteil 10 zu verbinden. Wenn erforderlich, kann natürlich eine größere oder kleinere Anzahl verwendet werden.
• Jeder Verstärkungsstab 17 ist im Winkel zwischen den Schenkeln der sechs Zugstäbe 18, die um den Verstärkungsstab 17 herum angeordnet sind, wie in Fig. 1 gezeigt ist, verschweißt. Die Endabschnitte 17 der Zugstäbe 18 sind mit dem Betonteil 10, wie in Fig. 3 gezeigt ist, verbunden.
• Auf diese Weise sind die Verstärkungsstäbe 17 starr mit dem Betonteil verbunden und bilden mit dem Betonteil ein Verbundbauelement.
• Die vier Verstärkungsstäbe 17 sind über Abstandsstäbe 19 miteinander verbunden. Wie in den Fig. 1 und 2 zu sehen ist, werden insgesamt sechs derartiger Abstandsstäbe mit beabstandeten Zwischenräumen um die Verstärkungsstäbe herum verwendet. Die Abstandsstäbe 19 erstrecken sich parallel zur Länge des Kanalabschnittes und sind mit den Verstärkungsstäben 17 verschweißt.
• Wie in Fig. 1 zu sehen ist, liegen die Zugstäbe 18 in Ebenen, die im wesentlichen senkrecht zum Querschnitt des Kanalteiles 10 verlaufen. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, können zumindest einige der Zugstäbe 18 jedoch um 90º gedreht werden, so daß sie in Ebenen liegen, die die Ebene des Betonteiles 19 einschließen. Dieses kann den Vorteil haben, daß ein starrer Aufbau geschaffen wird, da, wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, der Aufbau sich einem Fachwerk annähert.
• Beim Gebrauch wird ein Graben ausgehoben, wo ein Kanal erforderlich ist. Eine Mehrzahl von Kanalabschnitten derart, wie sie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen vorstehend beschrieben wurden, werden aneinandergelegt und sind ausgerichtet, um einen kontinuierlichen Kanal zu bilden. Zum Zwecke der Ausrichtung können die Kanalabschnitte mit Verriegelungs- oder Verbindungsteilen (nicht gezeigt) versehen werden.
• Alternativ dazu können, wenn die Kanalabschnitte aneinanderliegen, um einen Kanal zu bilden, diese unter Verwendung von Stäben miteinander verbunden werden, die sich zwischen den angrenzenden Verstärkungsstäben 17 auf den beiden Abschnitten erstrechen. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, sind die äußeren Verstärkungsstäbe 17 mit einem gewissen Abstand von den Enden eines Kanalabschnittes beabstandet. Es würde jedoch möglich sein, diese äußeren Verstärkungsstäbe 17 nahe an die Enden des zugehörigen Kanalabschnittes anzuordnen. Mit einer solchen Anordnung würden aneinanderstoßende Kanalabschnitte nahe angrenzende Verstärkungsstäbe 17 aufweisen, die unter Verwendung von Draht miteinander verbunden werden könnten.
• Die unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zuvor beschriebenen Kanalabschnitte sind vergleichsweise vom Gewicht her leicht und können ohne die Verwendung eines mechanischen Hebezeuges abgeladen und positioniert werden. Ihr niedriges Gewicht erleichtert auch deren Transport.
• Der Boden der Abschnitte wird dann in Beton gesetzt und wenn dieser Beton fest geworden ist, wird der Rest des Grabens mit Beton ausgefüllt. Der Abstand der Verstärkungsstäbe 17 von dem verstärkten Betonteil 10 ist so groß, daß abgesichert wird, daß dieser Beton vollständig die Zwischenräume zwischen den Verstärkungsstäben 17 und der Außenfläche des Betonteiles 10 füllt. Die Kräfte, die durch den flüssigen Beton hervorgerufen werden und die dazu neigen, die Seitenwände des Betonteiles zusammenzudrücken, werden durch das Stabwerk 10 aufgenommen, das damit das Betonteil starr hält, während der Verfüllbeton eingebracht wird.
• Einmal eingesetzt, schafft das Stabwerk 11 eine Verstärkung für den Verfüllbeton womit dessen Festigkeit erhöht wird. Zusätzlich schafft es eine Art Verdübelung, die eine feste Verbindung zwischen dem Betonteil 10 und dem Beton sicherstellt.
• Die Kanalabschnitte können in folgender Weise hergestellt werden.
• Zuerst wird eine Anzahl von Verstärkungsstäben 17, Zugstäben 18 und Abstandsstäben 19 zur Formgebung aus Stahlstabstangenmaterial gebildet. Vier Verstärkungsstäbe 17 werden dann mit beabstandeten Zwischenräumen entlang einer Form angeordnet, und die vier Zugstäbe 18 und die Abstandsstäbe 19 werden verschweißt, um das Stabwerk 11 zu bilden.
• Dann wird glasfaserverstärkter Beton auf die Außenfläche einer geeigneterweise geformten Gußform gespritzt, um das verstärkte Betonteil 10 zu bilden. Während der Beton noch nicht abgebunden ist, wird die Form zur Gießform gebracht, und die Enden der Verstärkungsstäbe 17 und der Zugstäbe 18 werden auf dem Beton positioniert. Wie in Fig. 3 zu sehen ist, wird dann außerdem faserverstärkter Beton über die Enden der Zugstäbe 18 und über die Enden der Verstärkungsstäbe 17 aufgebracht, und den Aufbau läßt man abtrocknen. Die Nachbehandlung kann natürlich sein, oder die Nachbehandlung kann die Verwendung einer Wärmebeaufschlagung einschließen. Ist die Nachbehandlung abgeschlossen, werden die Gießform und die Form entnommen, um einen vollständigen Kanalabschnitt zu hinterlassen.
• Bei einem alternativen Verfahren der Herstellung kann das Verstärkungsstabwerk 11, wie zuvor beschrieben, aufgebaut sein, aber die verstärkten Betonteile 10 sind, wie nachfolgend beschrieben, ausgebildet.
• Zuerst wird glasfaserverstärkter Beton über eine flache poröse Folie aufgebracht. Dem faserverstärkten Beton wird dann Wasser entzogen und durch Umwickeln um eine Gießform herum ausgeformt. Die Herstellung wird, wie zuvor beschrieben, fortgesetzt.
• Dieses alternative Verfahren der Herstellung hat den Vorteil einer besseren Einstellung der Dicke des faserverstärkten Betonteiles 10.
• Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 8 hat die zweite Form eines Kanalabschnittes einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt, ähnlich dem des zuvor beschriebenen Kanalabschnittes unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4, und weist einen ebenen Boden 20 auf, auseinanderlaufende untere Seitenwände 21 auf, parallele obere Seitenwände 22 und Ränder 23 auf, die mit Stufen 24 versehen sind zur Aufnahme von Kanten einer Abdeckung (nicht gezeigt). Der Kanalabschnitt besteht aus einem glasfaserverstärkten Beton.
• Die Außenfläche dieses Kanals ist mit drei U-förmigen Rippen 25 versehen. Jede Rippe 25 liegt in einer Ebene, die senkrecht zur Länge des Kanals verläuft und sich von der oberen Kante eines Randes 23 der oberen Kante des anderen Randes 23 erstreckt und die zwischen den oberen Seitenwänden 22, den unteren Seitenwänden 21 und dem Boden verlaufen. An jedem Ende des Kanalabschnittes ist eine Rippe 25 vorhanden und eine Rippe 25 ist an einer Position zwischen den Enden des Abschnittes vorhanden. Natürlich können nur zwei Rippen 25 oder es können auch vier oder mehr Rippen vorhanden sein.
• Wie am besten aus Fig. 8 zu sehen ist, ist jede Rippe 25 mit einem entsprechend geformten Verstärkungsstab 26 verstärkt. Wie ebenfalls in dieser Figur und in Fig. 5 zu sehen ist, ist jede Rippe 25 mit fünf beabstandeten Bohrungen 27 versehen, die sich durch die Rippe 25 in einer Richtung parallel zur Länge des Kanals erstreckt und die um die Rippe 25 beabstandet sind.
• Die Bohrungen 27 sind deckungsgleich. Die Verwendung der Bohrungen 27 wird nachstehend beschrieben.
• Die zweite Form des Drainagekanals wird durch Anordnung der Verstärkungsstäbe 26 in einer geeignet geformten Gießform (nicht gezeigt) hergestellt. Glasfaserverstärkter Beton wird dann aufgespritzt und/oder eingegossen und in der Form gerüttelt, um den Kanalabschnitt der Gießform zu bilden. Die Bohrungen 27 werden dann beispielsweise durch Bohren ausgebildet.
• Bei der Verwendung wird ein Graben ausgehoben, wo ein Kanal erforderlich ist. Eine Mehrzahl von Kanalabschnitten der zuvor unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 8 beschriebenen Art werden aneinandergelegt und ausgerichtet, um einen kontinuierlichen Kanal zu bilden. Zur Unterstützung der Ausrichtung können die Kanalabschnitte mit Verriegelungsoder Verbindungsteilen (wie gezeigt) versehen werden.
• Danach werden Verstärkungsstäbe 29 (siehe Fig. 8) durch die ausgerichteten Bohrungen 27 eingeschoben und werden mit Draht miteinander verbunden, um kontinuierliche Stäbe zu bilden, die sich im wesentlichen parallel zur Länge des Kanals und parallel, aber beanstandet voneinander, erstrecken. Das Verdrahten trägt außerdem dazu bei, die Kanalabschnitte aneinanderzuziehen. Die Kanalabschnitte werden dann in Beton eingesetzt, wie unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 zuvor beschrieben wurde.
• Natürlich brauchen die Stäbe 28 nicht an der Montagestelle eingebracht werden, sondern sie könnten in die Kanalabschnitte eingeschoben sein und dann an der Montagestelle miteinander drahtverbunden werden. Obwohl vier solcher Stäbe 28 beschrieben sind, könnten es mehr oder weniger Stäbe je nach Erfordernis sein.
• Es ist ersichtlich, daß irgendein verstärktes Material verwendet werden kann. Zum Beispiel kann das Material Gips sein und die Verstärkung braucht nicht aus Glasfasern zu sein, sondern es könnten auch rostfreie Stahlfasern oder andere Fasern sein.

Claims (9)

1. Drainagekanal, der ein Kanalelement (13), das im allgemeinen U-förmigem Querschnitt hat und aus faserverstärktem Material geformt ist, umfaßt, wobei an einer Außenfläche des Kanalelementes, jedoch mit Abstand dazu, ein oder mehrere Verstärkungsstäbe (17, 28) aus Metall zur Verankerung in Beton und zum starren Halten des Kanalelementes (13) in einer derartigen Verankerung angebracht sind.

2. Drainagekanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Verstärkungsstab (17) im allgemeinen U-förmig ist und in der Ebene des U-förmigen Querschnitts des Kanalelementes (13) liegt, wobei der oder jeder Verstärkungsstab (17) mittels Zug-stäben (18) mit der Außenfläche des Kanals verbunden ist.

3. Drainagekanal nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei U-förmige Verstärkungsstäbe (17) vorhanden sind, die mittels eines oder mehrerer Abstandsstäbe (19) miteinander verbunden sind, die parallel zur Länge des Kanals verlaufen.

4. Drainagekanal nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (13) sich von äußeren freien Enden das Kanals nach außen erstreckende Ränder (16) hat, wobei die Ränder mit den jeweiligen Enden des oder jedes U-förmigen Verstärkungsstabes (17) verbunden sind.

5. Drainagekanal nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zugstab (18) V-förmig ist, wobei der dazugehörige Verstärkungsstab (17) am Winkel des V angebracht ist und die beiden freien Enden (21) der Schenkel des V mit dem Kanalelement (13) verbunden sind.

6. Drainagekanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Verstärkungsstäben (28) vorhanden ist, wobei jeder Verstärkungsstab im allgemeinen parallel zur Länge des Kanals (21) und parallel, jedoch mit Abstand, zum anderen verläuft.

7. Drainagekanal nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Kanals (21) mit wenigstens zwei Rippen (25) versehen ist, die in Ebenen liegen, die jeweils senkrecht zur Länge des Kanals verlaufen, wobei die Verstärkungsstäbe (28) zwischen den Rippen (25) verlaufen und von ihnen gehalten werden.

8. Verfahren zur Herstellung eines Drainagekanals, das das Formen eines länglichen Elementes mit im allgemeinen U-förmigen Querschnitt aus faserverstärktem Beton umfaßt, das eine Innenfläche, die einen Durchlauf für den Ablauf von Flüssigkeit bildet, und eine Außenfläche hat, sowie die Anbringung einer Vielzahl von Verstärkungsstäben (17, 28) an der Außenfläche an von der Außenfläche beabstandeten Positionen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, das das Formen eines länglichen Abschnittes durch Aufspritzen des faserverstärkten Materials auf eine Form oder durch Spritzen des faserverstärkten Materials auf eine flache Folie und anschließendes Formen des Materials vor dem Trocknen umfaßt.