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Diese Erfindung betrifft eine Schutzplanke
in einer Ausführung,
die sich zur Verwendung entlang einer Fahrbahn eignet, und im Besonderen
eine verbesserte Bodenverankerung für eine solche Schutzplanke.
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Schutzplanken werden üblicherweise
entlang einer Fahrbahn platziert, um ein Fahrzeug, das die Fahrbahn
verlassen hat, zurückzuleiten.
Insbesondere wenn ein Fahrzeug in einem schiefen Winkel (wie 20
Grad) auf eine Schutzplanke trifft, ist die Schutzplanke dazu konstruiert,
ein Durchstoßen
der Schutzplanke durch das Fahrzeug zu verhindern und das Fahrzeug
entlang einer eher fast parallelen Linie zur Fahrbahn zurückzuleiten.
Zur Erfüllung
dieser Funktion benötigt
die Schutzplanke erhebliche Zugfestigkeit. Insbesondere ist es wichtig,
dass das Ende der Schutzplanke sicher befestigt an der richtigen Stelle
bleibt, damit das Ende eine entsprechende Gegenwirkung gegen die
mit einem schiefwinkeligen Auftreffen verbundenen Zugkräfte bieten
kann.
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Wenn ein Fahrzeug axial auf die Nase
der Schutzplanke trifft, ist es wichtig, dass die Schutzplanke einknickt,
ohne zu hohe Verzögerungs-
oder Durchstoßkräfte auf
das Fahrzeug auszuüben.
Aus diesem Grund verfügen
konventionelle Schutzplanken oftmals über Mechanismen, um die Schutzplanke
von mehreren vorwärts
gerichteten Pfeilern zu lösen,
damit der Endteil geschwächt
wird. Auf Grund dieser Mechanismen trägt die vordere Verankerung einen
größeren Anteil
der bei einem schrägen
Auftreffen ausgeübten
Lasten.
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Eine wirksame Lösung für dieses Problem wird im US-Patent
5.022.782 beschrieben, das auf den Erwerber dieser Endung übertragen
wurde. In dem offenbarten System wird ein Verankerungskabel (122)
sicher an einem Gussbetonfundament an der Nase der Schutzplankeneinheit
befestigt, wie dies beispielsweise in 2A gezeigt
wird.
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Ein anderer Ansatz nach dem Stand
der Technik sieht vor, ein Schutzplankenverankerungskabel sicher
am vorderen Ende der Schutzplanke an einem Losreißholzpfeiler
zu befestigen, der im Gegenzug in ein Verankerungsrohr eingesetzt
wird, das in den Boden getrieben wird. 9 zeigt ein System nach dem Stand der
Technik, bei dem das Ver ankerungsrohr (T1), das am Kabel (C) befestigt
ist, über ein
Joch (Y) mit einem rückwärtigen Verankerungsrohr
(T2) verbunden ist. Bei 9 wird
das vordere Ende der Schutzplanke (G) auf der linken Seite gezeigt
und die angenommene Auftreffrichtung durch den Pfeil dargestellt.
Bei diesem Ansatz nach dem Stand der Technik wird versucht, die
mit dem Auftreffen verbundenen Zugkräfte gleichmäßiger in den Boden zu verteilen,
indem Verankerungsrohr (T1) mit Hilfe des Jochs (Y) mit Rohr (T2)
verbunden wird. Ein ähnliches
System wird auch in US-A-5.391.016 offenbart.
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Ein Problem, das bei dem System nach
dem Stand der Technik aus 9 erkannt
wurde, wird schematisch in 10 dargestellt.
Sind die Erdreichbedingungen schlechter als ideal, beispielsweise,
wenn das Erdreich locker oder durchnässt ist, kann durch zu hohe
Zugkraft am Kabel (C) das vordere Rohr (T1) aus dem Boden gezogen
werden, ohne dass das rückwärtige Rohr
(T2) wesentlich bewegt wird. Das Joch (Y) operiert unter Druck und
hat typischerweise eine relativ große Querschnittsabmessung, um
ein vorzeitiges Knicken zu verhindern.
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Ein Ziel dieser Erfindung ist es,
eine verbesserte Bodenverankerungseinheit zu liefern, die in geringerem
Maße dem
unbeabsichtigten Herausreißen aus
lockerem oder durchnässtem
Erdreich unterliegt.
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Die Erfindung selbst wird durch die
folgenden Ansprüche
definiert. Ohne in irgendeiner Form den Umfang dieser Ansprüche begrenzen
zu wollen, kann gesagt werden, dass die nachfolgend beschriebenen
bevorzugten Ausführungen
eine verbesserte Geometrie für
eine Bodenverankerungseinheit liefern, die in geringerem Maße dem unbeabsichtigten Herausreißen unterliegt
und ein besonders niedriges Profil bei der bevorzugten Ausführung bietet.
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1 ist
eine schematische Ansicht einer Bodenverankerungseinheit, die eine
bevorzugte Ausführung
dieser Erfindung beinhaltet.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht einer Schutzplankeneinheit, die eine
bevorzugte Ausführung
dieser Erfindung beinhaltet.
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3 ist
eine Längsansicht
im Schnitt entlang der Linie 3-3 von 2.
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4 ist
eine perspektivische Explosionsansicht der Bodenverankerungseinheit
der Ausführung
aus Abb. und 3.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht einer anderen Schutzplankeneinheit,
die eine bevorzugte Ausführung
dieser Erfindung beinhaltet.
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6 ist
ein Querschnitt entlang der Linie 6-6 von 5.
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7 ist
eine Teilseitenansicht entlang der Linie 7-7 von 6.
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8 ist
eine perspektivische Ansicht einer dritten Schutzplankeneinheit,
die eine derzeit bevorzugte Ausführung
dieser Erfindung beinhaltet.
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9 und 10 sind schematische Darstellungen
von Bodenverankerungseinheiten nach dem Stand der Technik.
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Wendet man sich nun den Zeichnungen
zu, so zeigt 1 eine
schematische Ansicht einer Bodenverankerungseinheit (10),
welche die vorliegende Erfindung beinhaltet. Die Bodenverankerungseinheit (10)
umfasst eine erste Bodenverankerung (12), eine zweite Bodenverankerung
(14) und ein dazwischen gekoppeltes Verbindungselement
(16). Das Verbindungselement (16) ist ein dünner Streifen,
der dazu konstruiert ist, Zugkräfte
von der Verankerung (12) auf die Verankerung (14)
zu übertragen.
An der ersten Bodenverankerung (12) ist ein Verankerungskabel
(18) sicher befestigt, und das hintere Ende des Verankerungskabels
(18) ist, wie nachfolgend genauer beschrieben, sicher an
einer Schutzplankeneinheit befestigt.
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Wie in 1 gezeigt,
können
die Bodenverankerungen (12 und 14) die Form von
länglichen
Zylindern wie Rohre annehmen, die so in das Erdreich (S) getrieben
werden, dass sie kaum über
das Niveau (L) des Bodens hinausragen. Hier ist es wichtig, zu erkennen,
dass die erwartete Bewegungsrichtung eines auftreffenden Fahrzeugs
in Richtung des Pfeils von 1 liegt
und dass die erste Bodenverankerung (12), an der das Kabel
(18) sicher befestigt ist, hinter der zweiten Bodenverankerung
(14) positioniert ist. Das heißt, ein auftreffendes Fahrzeug
passiert die zweite Bodenverankerung (14), bevor es die erste
Bodenverankerung (12) passiert. Im Hinblick auf die Schutzplankeneinheit
(nicht in 1 dargestellt)
befindet sich die erste Bodenverankerung (12) näher an einem
Zentralteil der Schutzplankeneinheit als die zweite Bodenverankerung
(14).
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Es wurde festgestellt, dass die in 1 dargestellte Geometrie
den wichtigen Vorteil bietet, dass im Falle von hohen Zugkräften am
Kabel (18) das Verbindungselement (16) einen Teil
dieser Zugkräfte auf
die zweite Bodenverankerung (14) überträgt, wodurch die Zuglast auf
die Bodenverankerungen (12 und 14) verteilt wird.
Jegliche Tendenz der ersten Bodenverankerung (12), sich
an dem Joch (16) zu drehen und das Herausreißen der
Verankerung (12) ohne Herausreißen der Verankerung (14)
zu ermöglichen,
wird im Wesentlichen beseitigt, und der Ausreißwiderstand der Bodenverankerungseinheit
(10) wird erhöht.
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2 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Schutzplankeneinheit (20),
die eine bevorzugte Ausführung
(28) der Bodenverankerungseinheit dieser Endung beinhaltet.
Wie in 2 gezeigt, beinhaltet
die Schutzplankeneinheit (20) eine Anordnung paralleler
Schutzplanken (22), und die Einheit (20) umfasst
ein Zentralteil (24) und ein Endteil (26). Fahrzeuge,
die auf angrenzenden Fahrbahnen fahren, bewegen sich in Richtung
der Pfeile.
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3 liefert
genauere Informationen zu der Ausrichtung der Bodenverankerungseinheit
(28). Wie in 3 gezeigt,
umfasst die Bodenverankerungseinheit (28) ein erstes Rohr
(30) und ein zweites Rohr (32), die mit einem
Verbindungselement (36) miteinander verbunden sind. Wie
am besten in 4 dargestellt,
definiert das Verbindungselement (36) einen axialreichenden
Spalt (38) und auf jeder Seite des Spalts eine Anordnung
von Öffnungen
(40), die sich in der Nähe
eines Endes befinden.
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Mit weiterem Bezug auf 4 enthält die Bodenverankerungseinheit
(28) ein Verankerungskabelbefestigungselement (42),
das einen Stecker (44) umfasst, der so konstruiert ist,
dass er in das obere Ende des ersten Rohres (30) passt
und mit einem Querbolzen (46) sicher zu befestigen ist.
Das Verankerungskabelbefestigungselement (42) umfasst ein Mittelrohr
(48), das so konstruiert ist, dass das vordere Ende eines
Verankerungskabels dort aufgenommen und befestigt werden kann, sowie
zwei parallele Seitenrohre (50).
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Die Bodenverankerungseinheit (28)
umfasst außerdem
ein vorderes Befestigungselement (56), das aus einer Kopfplatte
(58) und einem vertikal ausgerichteten Stecker (60)
besteht. Der Stecker (60) ist so konstruiert, dass er in
das obere Ende des zweiten Rohres (32) passt und mit einem
Querbolzen (62) sicher zu befestigen ist. Die Bolzen (64)
halten die Kopfplatte mit Hilfe ausgewählter Öffnungen der Öffnungen
(40) sicher an ihrem Platz an dem Verbindungselement (36).
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Geht man zurück zu 3, so enthält die Schutzplankeneinheit
(20) einen Hebelarm (66), an dessen unterem Ende
ein Rohrpaar (68) befestigt ist (in 3 wird nur eines dargestellt). Jedes
der Rohre (68) befindet sich in der Flucht mit einem jeweiligen
Rohr der Seitenrohre (50) und einem Bolzenpaar (70)
(in 3 wird nur einer
dargestellt), mit dem der vordere Pfosten (72) der Schutzplankeneinheit (20),
die Seitenrohre (50) und die Rohre (68) miteinander
verbunden werden. Das obere Ende des Hebelarms (66) ist
an einer Bugplatte (76) angrenzend positioniert, die sich
am vordersten Teil der Schutzplankeneinheit (20) befindet.
Das Verankerungskabel (74) ist an seinem vordersten Ende
mit Hilfe des Mittelrohres (48) fest an dem Verankerungskabelbefestigungselement
(42) befestigt.
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Die Bodenverankerungseinheit (28)
aus 3 kann installiert
werden, indem die Rohre (30, 32) so weit in das
Erdreich (S) getrieben werden, bis sich der obere Teil der Rohre
(30, 32) im Wesentlichen auf Bodenniveau (L) befinden.
Dann wird das Verbindungselement (36) um die oberen Enden
der Rohre (30, 32) positioniert und das Verankerungskabelbefestigungselement
(42) an seinem Platz im ersten Rohr (30) installiert.
Danach wird das vordere Befestigungselement (56) im zweiten
Rohr (32) installiert und das Verbindungselement (36)
eng am ersten Rohr (30) anliegend positioniert. Dann werden
die Bolzen (64) durch ausgerichtete Öffnungen der Öffnungen
(40) geführt
und an der kompletten Einheit festgezogen. Sobald die Schutzplankeneinheit
(20) und die Bodenverankerungseinheit (28) an
ihrem Platz angebracht wurden, kann das Verankerungskabel (74)
an seinem Platz im Mittelrohr (48) sicher befestigt und
justiert werden, und der Hebelarm (66) und die Bolzen (70)
können
installiert werden.
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Wie in 3 dargestellt,
befinden sich das Verbindungselement (36) und das zweite
Rohr (32) jenseits des Endteils (26) der Schutzplankeneinheit (20)
und vor dem Verankerungskabel (74). Das Verbindungselement
(36) befindet sich auf einer horizontalen Linie, die in
einer Flucht mit einer vertikalen Ebene liegt, die das Verankerungskabel
(74) umfasst. Kein Teil des Verbindungselements (36)
oder des zweiten Rohres (32) oder des vorderen Befestigungselements
(56) reicht mehr als einen Inch über das Bodenniveau (L) hinaus.
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Ein Vorteil der Ausführung aus 3 besteht darin, dass sie,
wie oben erklärt,
in Verbindung mit 1 funktioniert,
um einen ausgezeichneten Widerstand gegen unbeab sichtigtes Herausreißen zu bieten,
und zwar selbst dann, wenn die Bodenverankerungseinheit (28)
in lockerem oder durchnässtem
Erdreich verwendet wird. Wenn die erste Bodenverankerung als Reaktion
auf die vertikale Komponente der ausgeübten Zugspannung im Verankerungskabel
vertikal zu übertragen
beginnt, wird das Verbindungselement unter Spannung gesetzt und verteilt
so einen Teil der vertikalen Komponente der ausgeübten Zuglast
auf die zweite Bodenverankerung. Auf diese Weise wird die Wahrscheinlichkeit
reduziert, dass die erste Bodenverankerung aus dem Erdreich herausgerissen
wird und dadurch ein Versagen der Schutzplanke verursacht. Darüber hinaus reichen
das zweite Rohr (32) und das Verbindungselement (36)
nicht wesentlich über
das Bodenniveau (L) hinaus und bieten einem auftreffenden Fahrzeug im
Wesentlichen keine störenden
vorstehenden Flächen.
Da das Verbindungselement (36) eher unter Zugspannung operiert
als unter Druckbelastung, kann eine Konstruktion mit einem dünnen, niedrigen Profil
verwendet werden.
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Um die Bodenverankerungseinheit (28)
noch weiter gegen Ausziehkräfte
zu stärken,
wird das Verankerungskabel (74) im Hinblick auf die horizontale Ebene
vorzugsweise in einem kleinen Winkel ausgerichtet. Bei dieser bevorzugten
Ausführung
beträgt der
zugehörige
Winkel zwischen dem Verankerungskabel (74) und dem Verbindungselement
(36) vorzugsweise mehr als 150 Grad und noch besser mehr als
165 Grad, und am besten sollte er im Wesentlichen 170 Grad
entsprechen. Dies entspricht einem Winkel von etwa 10 Grad zwischen
dem Verankerungskabel (74) und einer horizontalen Ebene.
Verbleibende Teile der Schutzplankeneinheit (20) hinter der
Bodenverankerungseinheit (28) können so angelegt werden, wie
dies in dem oben genannten US-Patent 5.022.782 beschrieben wird,
das auf den Erwerber der vorliegenden Erfindung übertragen wurde. In diesem
Patent wird die Funktionsweise des Hebelarms (66) in eindeutiger
Form beschrieben.
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5 bis 7 betreffen eine Schutzplankeneinheit
(100), die die oben beschriebene bevorzugte Ausführung der
Bodenverankerungseinheit enthält. Wie
in 5 dargestellt, umfasst
die Schutzplankeneinheit (100) eine Schutzplanke (102),
die einen Zentralteil (104) und einen Endteil (106)
besitzt. Es wird eine Bodenverankerungseinheit (108) bereitgestellt,
die im Allgemeinen der oben beschriebenen Bodenverankerungseinheit
(28) ähnlich
ist, außer, dass
das Verankerungskabelbefestigungselement (42) einfach das
vordere Ende des Verankerungskabels (108) aufnimmt, ohne
die oben beschriebene Hebelarmanordnung zu verwenden. In diesem
Fall stützt
die hintere Bodenverankerung der Bodenverankerungseinheit (28)
sowohl das vordere Ende des Verankerungskabels (108) als
auch den vorderen Pfosten (110) der Schutzplankeneinheit
(100).
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Wie in 6 und 7 dargestellt, wird das hintere
Ende des Verankerungskabels (108) mit Hilfe eines Gehäuses (104),
das an der Schutzplanke (102) verschraubt ist, sicher an
einer Schutzplanke (102) befestigt. Das Gehäuse (104)
definiert einen zentralen Bereich, der eine Schraube (116)
aufnimmt, die sicher am hinteren Ende des Kabels (108)
befestigt ist. Eine Mutter (118) greift in die Schraube
(116) und drückt
auf das Gehäuse
(114), um das Kabel (108) zu spannen. Das hintere
Anbauteil des Verankerungskabels (108) und auch sämtliche
Elemente der Schutzplankeneinheit (100), die hinter der
Bodenverankerungseinheit (108) angeordnet sind, sind konventioneller
Ausführung
und dem auf diesem Gebiet erfahrenen Personenkreis wohlbekannt.
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8 zeigt
eine andere Schutzplankeneinheit (140), die ein Verankerungskabel
(142) und eine Bodenverankerungseinheit (144)
umfasst. Die Bodenverankerungseinheit (144) ist im Wesentlichen mit
der oben beschriebenen Bodenverankerungseinheit (108) identisch. 8 legt einen anderen Typ einer
Schutzplankeneinheit (140) nach dem Stand der Technik offen,
der sich für
den Einsatz mit der verbesserten Bodenverankerungseinheit dieser
Erfindung eignet.
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Mit der vorangegangenen Beschreibung dürfte deutlich
geworden sein, dass die Bodenverankerungseinheit aus dieser Erfindung
zur Verwendung an einer breiten Palette von Schutzplanken angepasst
werden kann. Bei den oben dargestellten Ausführungen erstreckt sich die
Bodenverankerungseinheit vor der Schutzplankeneinheit. Dies ist
nicht bei allen Anwendungen erforderlich, und beide Bodenverankerungen
der Bodenverankerungseinheit können,
wenn dies gewünscht
wird, innerhalb des Bereichs angebracht werden, der von der Schutzplanke eingenommen
wird. Darüber
hinaus ist diese Erfindung nicht auf die Verwendung am vorderen
Ende einer Schutzplankeneinheit beschränkt, sondern kann auch am hinteren
Ende der Einheit oder an dazwischenliegenden Teilen verwendet werden.
Falls dies gewünscht
wird, können
auch mehr als zwei Bodenverankerungen verwendet werden.
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Es kann eine breite Palette von Werkstoffen zum
Einsatz bei dieser Erfindung angepasst werden. Bei einer bevorzugten
Form können
die Bodenverankerungen die Form von Konstruktionsrohren aus Flussstahl
annehmen und das Verbindungselement aus linearen Flussstahlelementen
geschweißt
sein. In ähnlicher
Weise können
die vorderen und hinteren Befestigungselemente aus Flussstahlelementen
geschweißt
sein. Die Abmessungen sind je nach beabsichtigter Verwendung unterschiedlich,
jedoch wurden bei einer bevorzugten Ausführung die folgenden Abmessungen
als geeignet erkannt. Die Bodenverankerungen können aus Rohren bestehen, die
eine Länge
von 78 Inch (200 cm), eine Wandstärke von 3/16 Inch (0,5 cm)
sowie eine Breite und Höhe
von 6 Inch × 8
Inch (15 cm × 20
cm) aufweisen. Das Verbindungselement kann aus Flussstahlstreifen
mit einer Stärke
von 3/8 Inch (1 cm), einer Breite von 3 Inch (8 cm) und einer Gesamtlänge von
90 Inch (230 cm) geformt sein. Die Befestigungselemente können aus Flussstahl
geschweißt
sein und im Bereich der Stecker (44, 60) eine
Stärke
von ¼ Inch
(0,6 cm) sowie bei den übrigen
Komponenten eine geringere Stärke bis
hinunter zu 1/8 Inch (0,3 cm) aufweisen.
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Natürlich kann an den oben beschriebenen bevorzugten
Ausführungen
eine Vielzahl von Veränderungen
und Modifizierungen vorgenommen werden. So können beispielsweise die ersten
und zweiten Bodenverankerungen als Holzpfosten, Doppel-T-Pfosten,
Pfosten oder Verankerungen aus Verbundwerkstoffen (darunter auch
Fiberglas oder Kohlefaserverbundstoffe, jedoch nicht darauf beschränkt) oder
als Betonpfeiler implementiert werden, die um ein Anbauteil herum
geformt sind, an dem das Verbindungselement befestigt werden kann. Darüber hinaus
muss das Verbindungselement nicht, wie gezeigt, die Form eines Rahmens
aufweisen, sondern kann stattdessen auch jede passende Strukturform
annehmen, die sich zur Übertragung
des gewünschten
Zuglastniveaus eignet. Das Verankerungskabel kann die Form einer
Kette, eines Bandes oder eines anderen Zuggliedes aufweisen, wobei
die Bezeichnung „Zugglied" im breitesten Sinne
für all diese
Vorrichtungen verwendet wird.
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Bei einem anderen Beispiel lässt sich
diese Erfindung ohne weiteres zur Verwendung an Zweirichtungsschutzplanken
eines Typs anpassen, der sich zum Einsatz zwischen zwei Fahrspuren
für Verkehr
in gegenläufige
Richtungen eignet.
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In der vorangegangenen detaillierten
Beschreibung wurden nur ein paar der vielfältigen Formen beschrieben,
welche die vorliegende Erfindung annehmen kann. Aus diesem Grund
ist es Absicht, dass die vorangegangene detaillierte Beschreibung als
verdeutlichend und nicht als beschränkend erachtet wird.