DE8701398U1 - Device for bridging expansion joints in bridges or similar. - Google Patents
Device for bridging expansion joints in bridges or similar.Info
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- E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
- E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
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- E01D19/062—Joints having intermediate beams
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Description
Kober AG Bankstr. 7 CH-8750 GiargsKober AG Bankstrasse 7 CH-8750 Giargs
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gem. dem Gattungsbegriff von-£*teoi$nsprucn 1.The invention relates to a device according to the generic term of claim 1.
Eine derartige Vorrichtung ist in der deutschen Patentschrift 33 33 880 beschrieben. Die dort zur Steuerung der Lamellenabstände verwendeten Elastomerblöcke werden rein auf Schub beansprucht. Diese Art der Elastomerverformung ermöglicht zwar ausreichend große Dehnwege; jedoch werden aus einer reinen Schubverformung der Elastomerblöcke nur verhältnismäßig geringe Steuerkräfte entwickelt. Um ausreichend große Steuerkräfte zu erzielen muß daher die gattungsgemäße Vorrichtung mit einer größeren Anzahl von Steuerketten aus derartigen Elastomerblöcken versehen werden.Such a device is described in the German patent specification 33 33 880. The elastomer blocks used there to control the spacing between the slats are subjected to shear stress only. This type of elastomer deformation allows for sufficiently large expansion paths; however, only relatively small control forces are developed from pure shear deformation of the elastomer blocks. In order to achieve sufficiently large control forces, the generic device must therefore be provided with a large number of control chains made of such elastomer blocks.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung derart zu verbessern, daß sie größere Steuerkräfte entwickelt, so daß die Anzahl der Steuerketten reduziert werden kann j wobei die bekannte einfache Konstruktion einer Steuervorrichtung aus mit biegesteifen Laschen verbunden Elastomerblöcken erhalten bleiben soll.In contrast, the present invention is based on the object of improving the known device in such a way that it develops greater control forces so that the number of control chains can be reduced, while retaining the known simple construction of a control device made of elastomer blocks connected to rigid tabs.
Die erfindungsgemäße Lösung geht von der Überlegung aus, daß die bislang nur schubverformten Elastomerblöcke durch eine zusätzliche Verformung größere Steuerkräfte entwickeln können und daß die Einfachheit der Konstruktion dadurch erhalten bleiben kann, daß die zusätzliche Verformung ebenfalls durch die Änderung der Lamellenabstände erzeugt wird.The solution according to the invention is based on the consideration that the elastomer blocks, which have so far only been deformed by shear, can develop greater control forces through additional deformation and that the simplicity of the construction can be maintained by also generating the additional deformation by changing the lamella spacing.
Diese Überlegung hat zu der Lösung gem. dem Kennzeichen von Patentanspruch 1 geführt. Nach den Unteransprüchen können derartige Verbindungsglieder entweder Seile oder Zugstäbe sein, wobei letztere jeweils gelenkig bzw. schwenkbar einerseits an der zugeordneten Lamelle andererseits an der zugeordneten Lasche - entweder direkt oder über schubfest mit den Elastomerblöcken verbundene Kopfplatten - befestigt sind.This consideration has led to the solution according to the characterizing part of claim 1. According to the subclaims, such connecting elements can be either cables or tension rods, the latter being attached in an articulated or pivotable manner on the one hand to the associated lamella and on the other hand to the associated tab - either directly or via head plates connected to the elastomer blocks in a shear-resistant manner.
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In Folge einer Veränderung der Lamelienabstände, bezogen auf einen Lamellenabstahd, bei welchem die Elastomerblöcke urivef formt sind - diese Ausgangsstellung entspricht entweder der vollständig geschlossenen oder der maximal offenen Fuge - bewirken die auf Zug beanspruchten Verbindungsglieder eine zusätzliche Druck-Verformung der Elastomerblöcke, dergestalt, daß die Höhe der Elastomerblöcke vor der Verformung auf eine geringere Hohe im druckverformten Zustand reduziert wird. Dabei können sich Steuerketten abwechseln, bei «eichen die Verbindungsglieder eine zunehmende Druckverformung entweder mit zunehmendem oder abnehmendem Lamellenabstand erzeugen, je nachdem ob die Elastomerblöcke bei geschlossener oder offener Fuge spannungsfrei sind.As a result of a change in the lamella spacing, based on a lamella spacing at which the elastomer blocks are formed - this initial position corresponds to either the completely closed or the maximally open joint - the connecting links subjected to tension cause an additional compression deformation of the elastomer blocks, such that the height of the elastomer blocks before deformation is reduced to a lower height in the compression-deformed state. Timing chains can alternate in this case, with the connecting links producing an increasing compression deformation either with increasing or decreasing lamella spacing, depending on whether the elastomer blocks are stress-free with a closed or open joint.
Ein besonderer Vorteil der zusätzlichen Druckverfordiung, durch welche die Schubverformung überlagert wird, besteht darin, daß den Elastomerblöcken ein innerer Spannungszustand aufgezwungen wird, der eine besonders günstige Beanspruchung der Elastomerblöcke zur Folge hat.A particular advantage of the additional compressive stress, which superimposes the shear deformation, is that an internal stress state is imposed on the elastomer blocks, which results in a particularly favorable loading of the elastomer blocks.
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Die bei einer Schubverformung eines Elastomerblocks im Bereich der Befestigungsstellen stets auftretenden Zugspannungen werden durch die überlagerte Druckverformung wirkungsvoll abgebaut, so daß im Ergebnis ein optimierter Spannungszustand vorliegt, der eine erhöhte Festigkeit und Lebensdauer zur Folge hat. Gleichzeitig werden wie beabsichtigt die Steuerkräfte wesentlich vergrößert. Zur Steuerkraft aus der Schubverformung der Elastomerblöcke addiert sich nämlich die horizontale Kraftkomponente der Zugkraft aus den zur vertikalen Richtung schräg verlaufenden Verbindungsgliedern, deren vertikale Kraftkomponente als Druckkraft in den Elastomerblöcksn zur Auswirkung kommt.The tensile stresses that always occur in the area of the fastening points when an elastomer block is subjected to shear deformation are effectively reduced by the superimposed compressive deformation, resulting in an optimized stress state that results in increased strength and service life. At the same time, the control forces are significantly increased, as intended. The horizontal force component of the tensile force from the connecting links that run at an angle to the vertical direction is added to the control force from the shear deformation of the elastomer blocks, the vertical force component of which has an effect as a compressive force in the elastomer blocks.
Bezüglich zweckmäßiger Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche und die zugehörigen Erläuterungen in der Figurenbeschreibung verwiesen. Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.With regard to expedient embodiments of the invention, reference is made to the subclaims and the associated explanations in the description of the figures. In the following, some embodiments of the invention are explained using the drawing.
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Es zeigtIt shows
Fig. 1 einen Schnitt durch die Überbrückungsvorrichtung längs einer vertikalen Ebene,Fig. 1 a section through the bridging device along a vertical plane,
Fig. 2 eine Ansicht der Vorrichtung gem. Fig. 1 von unten,Fig. 2 is a view of the device according to Fig. 1 from below,
Fig. 3 u. 4 ein Steuerelement der Steuerkette ohne Verformung seiner Elastomerblöcke bei geschlossener Fuge und das Steuerelement mit Schub-/Druckverformung bei geöffneter Fuge,Fig. 3 and 4 a control element of the timing chain without deformation of its elastomer blocks with the joint closed and the control element with shear/compression deformation with the joint open,
Fig* 5 u. 6 einen Elastomerblock im unverformten und im verformten Zustand ,Fig* 5 and 6 an elastomer block in the undeformed and in the deformed state,
einen Elastomerblock mit Kopfplatten für den Anschluß an die Konstruktion und Seilen als Verbindungsglied, undan elastomer block with head plates for connection to the structure and ropes as connecting links, and
Fig. 1 zeigt eine Fugenüberbrückungsvorrichtung mit zwei Randlamellen (1,2) und zwei dazwischen angeordneten Lamellen (3,4), jeweils im Querschnitt. Die Randlamellen (1,2) sind jeweils fest in den anschließenden Fugenrändern (5,6) eingespannt, z.B. durch nicht dargestellte Verankerungsteile im Betonkörper der Fugenränder (5,6) verankert. Jedes Steuerelement verbindet zwei benachbarte Lamellen miteinander. Es umfaßt jeweils zwei Elastomerblöcke (7). Diese sind einerseits an den Unterseiten der Lamellen über Kopfplatten (10), ii"idererseits an eine gemeinsame biegesteife Lasche (8) entweder direkt oder ebenfalls über Kopfplatten (10) angeschli« sen. An jeder Lasche (8) sind demnach zwei Elastomerblöcke (7), welche entweder mit benachbarten Lamellen (3,4) oder einer Randlamelle (1,2) und einer Lamelle (3,4) verbunden sind, befestigt. In der gem. Fig. 1 gezeigten geöffneten Stellung der Fuge, in welcher der Abstand zwischen den Lamellen maximal ist, sind seitlich an den Kopfplatten (10) bzw. Laschen (8) angelenkte Zugstäbe (9) entsprechend schräg gestellt. Dadurch wird der Abstand zwischen den Kopfplatten (10) und den Laschen (8) gegenüber dem Zustand bei geschlossener Fuge reduziert, so daß sich die einfachheitshalber geradlinig gezeichneten Flanken der Elastomerblöcke unter Druck verformen, wobei deren qualitativer Verlauf den beim linkenFig. 1 shows a joint bridging device with two edge slats (1, 2) and two slats (3, 4) arranged between them, each in cross section. The edge slats (1, 2) are each firmly clamped into the adjoining joint edges (5, 6), e.g. anchored by anchoring parts (not shown) in the concrete body of the joint edges (5, 6). Each control element connects two adjacent slats to one another. It comprises two elastomer blocks (7) each. These are connected on the one hand to the undersides of the slats via head plates (10), on the other hand to a common rigid tab (8) either directly or also via head plates (10). Two elastomer blocks (7) are therefore attached to each tab (8), which are connected either to adjacent slats (3,4) or to an edge slat (1,2) and a slat (3,4). In the open position of the joint shown in Fig. 1, in which the distance between the slats is maximum, tension rods (9) hinged to the side of the head plates (10) or tabs (8) are positioned at an appropriate angle. This reduces the distance between the head plates (10) and the tabs (8) compared to the state when the joint is closed, so that the flanks of the elastomer blocks, which are drawn straight for the sake of simplicity, deform under pressure, whereby whose qualitative course is similar to that of the left
In der geöffneten Fugenstellung gem. Fig. 1 sind die Elastomerblöcke (7) maximal verformt, d.h. die der Öffnungsrichtung entgegen wirkenden Steuerkräfte sind am größten. Deren Wert setzt sich zusammen aus einer Schubkraftkomponente und einer horizontalen Kraftkomponente entsprechend der Zugkraft in den Zugstäben (9). Die Laschen (8) verhindern zudem ein Verdrehen der Elastomerblöcke (7). Die jeweils zwei Elastomerblöcke umfassenden Steuerelemente sind an der Unterseite der Lamellen gestaffelt angeordnet, wie Fig. 2 zeigt, so daß eine durchgehende Steuerkette zwischen den heiden Fugenrändern (5,6) entsteht. Jedem Elastomerblock (7) sind in gegenüberliegender Anordnung zwei Zugstäbe (9) zugeordnet.In the open joint position as shown in Fig. 1, the elastomer blocks (7) are maximally deformed, i.e. the control forces acting against the opening direction are at their greatest. Their value is made up of a thrust component and a horizontal force component corresponding to the tensile force in the tension rods (9). The tabs (8) also prevent the elastomer blocks (7) from twisting. The control elements, each comprising two elastomer blocks, are arranged in staggered fashion on the underside of the slats, as shown in Fig. 2, so that a continuous control chain is created between the two joint edges (5, 6). Each elastomer block (7) is assigned two tension rods (9) in an opposite arrangement.
Gem. den Fig. 3 und 4 sind lediglich zwei Lamellen (3,4) herausgegriffen, welche mit einem Steuerelement verbunden sind. Das Steuerelement entspricht der Ausführung in den Fig. 1 und 2. Gem. Fig. 3 verlaufen die Zugstäbe (9) bei geschlossener Fuge etwa vertikal und die Elastomerblöcke sind im wesentlichen spannungslos. Deren Höhe beträgt dabei h . Demgegenüber ist die Höhe der Elastomerblöcke bei geöffneter Fuge gem. Fig* 4 auf den Wert h, reduziert, bedingt durch die Schrägstellung der Zugstäbe (9). Die Zugstäbe (9)According to Figs. 3 and 4, only two lamellas (3, 4) are selected, which are connected to a control element. The control element corresponds to the design in Figs. 1 and 2. According to Fig. 3, the tension rods (9) run approximately vertically when the joint is closed and the elastomer blocks are essentially stress-free. Their height is h . In contrast, the height of the elastomer blocks when the joint is open is reduced to the value h according to Fig. 4, due to the inclination of the tension rods (9). The tension rods (9)
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bewirken somit eine Erhöhung der Steuerkraft über die bloße Schubkraft hinaus, und zwar um den Betrag, der der horizontalen Kraftkomponente der Zugkraft in den Zugstäben (9) entspricht. Das bedeutet, daß die Steuerkraft , d.h. jene Kraft weicher der Öffnung der Lamellen (3,4) entgegen wirkt, mit zunehmender Öffnung anwächst. thus cause an increase in the control force beyond the mere thrust force, namely by the amount that corresponds to the horizontal force component of the tensile force in the tension rods (9). This means that the control force, i.e. the force that counteracts the opening of the slats (3,4), increases with increasing opening.
Umgekehrt könnte man die Elastomerbl&ike (7) bei entsprechend vertikaler Stellung der Zugstäbe (9) auf einer entsprechend verlängerten Lasche (8) auch mit einem gegenseitigen Abstand (nicht gezeichnet) anbringen, welcher dem Abstand bei geöffneter Fuge entspricht, d.h. in diesem Falle wären die Elastomerblöcke (7) bei geöffneter Füge spannungslos. Bei dieser Ausführungsform würden der Fugenverengurig entgegenwirkende Steuerkräfte erzeugt, welche mit zunehmender Fugenverengung entsprechend anwachsen. In der Praxis kann es wünschenswert sein, daß jeder Fugenveränderung (Öffnen oder Schließen) entgegenwirkende Steuerkräfte vorhanden sind; in diesem Fall erscheint es zweckmäßig, das zeichnerisch dargestellte und das vorstehend beschriebene alternative Steuerelement für den Aufbau entsprechender Steuerketten zu verwenden und diese nebeneinander in dieselbe Überbrückungsvorrichtung einzubauen.Conversely, the elastomer blocks (7) could also be attached to a suitably extended tab (8) with a corresponding vertical position of the tension rods (9) at a mutual distance (not shown) that corresponds to the distance when the joint is open, i.e. in this case the elastomer blocks (7) would be stress-free when the joint is open. In this embodiment, control forces counteracting the narrowing of the joint would be generated, which increase accordingly as the joint narrows. In practice, it may be desirable for control forces counteracting every change in the joint (opening or closing) to be present; in this case, it seems expedient to use the alternative control element shown in the drawing and the one described above to construct corresponding control chains and to install these next to one another in the same bridging device.
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Die Figuren 5 und 6 zeigen jeweils in einem Vertikalschnitt einen Elastomerblock (7) mit einer zentralen Bohrung (12). In dieser Bohrung verläuft ein Zugstab (13} mit öeienksköpfen (14; an seinen gegenüberliegenden Enden, wobei die Gelenksköpfe (H) in einer kugel kaiottenförmigen Lagerschale (15) der Kopfplatte (10) bzw. der Lasche (8) schwenkbar gelagert ist. Der Zugstab (13) erzwingt auch hier bei einer Auslenkung der Lamellen gem. Fig. 6 eine Verkürzung des Elastomerblocks (7) in vertikaler Richtung von der Höhe h auf die Höhe h,,Figures 5 and 6 each show a vertical section of an elastomer block (7) with a central bore (12). A tension rod (13) with joint heads (14) at its opposite ends runs through this bore, with the joint heads (H) being pivotably mounted in a spherical castellated bearing shell (15) of the head plate (10) or the bracket (8). Here too, the tension rod (13) forces the elastomer block (7) to shorten in the vertical direction from the height h to the height h when the slats are deflected as shown in Fig. 6.
Fig. 7 zeigt die obere Hälfte eines symmetrischen Elastomerblocks (7) , bei welchem das Verbindungsglied zwischen oberer und (nicht dargestellter) unterer Kopfplatte (10) aus mehreren, bevorzugt sechs sternförmig angeordneten Seilen (16) besteht, welche zusammen ein zentrales Zugglied bilden. Die umgelenkten oberen Enden (17) der Seile (16) werden mittels einer eingeschraubten Klemmplatte (18) verankert. Dank der Flexibilität der Seile (16) kann auf eine besondere Schwenklagerung des Zugglieds verzichtet werden.Fig. 7 shows the upper half of a symmetrical elastomer block (7), in which the connecting link between the upper and (not shown) lower head plate (10) consists of several, preferably six, star-shaped cables (16), which together form a central tension member. The deflected upper ends (17) of the cables (16) are anchored by means of a screwed-in clamping plate (18). Thanks to the flexibility of the cables (16), a special pivot bearing for the tension member can be dispensed with.
Alternativ können die Seile auch jeweils in gesonderten außermittig, z. B. auf einem Kreis verteilt angeordneten Bohrungen geführt sein.Alternatively, the cables can also be guided in separate off-center holes, e.g. distributed in a circle.
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Fig. 8 zeigt eine der Fig. 7 ähnliche Losung jedoch mit dem Unterschied, daß die Seilenden (17) in der jeweiligen Kopfplatte (TO) eingegossen sind. Die Kopfplatten können hier aus Aluminiumguß oder aushärtendem Kunststoff bestehen.Fig. 8 shows a solution similar to Fig. 7, but with the difference that the rope ends (17) are cast in the respective head plate (TO). The head plates can be made of cast aluminum or hardening plastic.
Die Kopfplatten (10) sind mit den Elastomerblöcken (7) zweckmäßig durch Vulkanisieren verbunden; ihre Verbindung mit Lamellen oder Laschen ist in der Zeichnung nicht näher dargestellt; beispielsweise kommt eine Schraubenverbindung mittels seitlich von den Kopfplatten abstehender Ohren, welche Ösen aufweisen, i nfrage.The head plates (10) are connected to the elastomer blocks (7) by vulcanization; their connection with lamellae or tabs is not shown in detail in the drawing; for example, a screw connection using ears protruding from the sides of the head plates, which have eyelets, is possible.
Die biegesteifen Laschen (8) bestehen bevorzugt aus Metall oder einem steifen Kunststoff. Ein geeigneter Werkstoff für die Elastomerblöcke ist Gummi oder Polyurethan. The rigid tabs (8) are preferably made of metal or a rigid plastic. A suitable material for the elastomer blocks is rubber or polyurethane.
Claims (10)
dadurch gekennzeichnet,8. Device according to claim 7,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,9* Device according to claim 7,
characterized,
Priority Applications (1)
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DE8701398U DE8701398U1 (en) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | Device for bridging expansion joints in bridges or similar. |
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DE8701398U DE8701398U1 (en) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | Device for bridging expansion joints in bridges or similar. |
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DE8701398U1 true DE8701398U1 (en) | 1988-05-19 |
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DE8701398U Expired DE8701398U1 (en) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | Device for bridging expansion joints in bridges or similar. |
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DE (1) | DE8701398U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0692574A1 (en) * | 1994-07-15 | 1996-01-17 | Glacier Gmbh - Sollinger Hütte | Road joint |
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1987
- 1987-01-23 DE DE8701398U patent/DE8701398U1/en not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0692574A1 (en) * | 1994-07-15 | 1996-01-17 | Glacier Gmbh - Sollinger Hütte | Road joint |
DE4425037C2 (en) * | 1994-07-15 | 2000-03-16 | Glacier Gmbh | Road crossing |
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