EP0648916B1 - Profilstreifen aus flexiblem Abdichtmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Profilstreifen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 2 und eine Verwendung des Profilstreifens nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.

Es ist üblich, Bahn- und Strassentunnels mit einer Auskleidung aus Eisenbeton zu versehen. Damit diese röhrenförmige Auskleidung etwaigen Bewegungen des Berges nachgeben und die durch Temperaturschwankungen und Bewegungen im Berg verursachten Längenänderungen der Auskleidung ausgleichen kann, wird diese stets in einzelne Abschnitte unterteilt. Die Abschnitte von beispielsweise durchschnittlich 15 cm Länge werden entweder nach üblichen Verfahren an Ort oder auch als Fertigelemente in das vorbereitete Tunnelprofil eingebracht. Zwischen den einzelnen Bau- bzw. Auskleidungselementen wird eine Dilatationsfuge offen gelassen, deren Breite je nach herrschenden Temperaturen bzw. zu erwartenden Temperaturdifferenzen etwa zwischen 1 mm und 15 mm schwanken kann.

Während das Innere des Tunnels im Bereich der Auskleidungselemente vor eindringendem Sickerwasser vollkommen geschützt ist, verbleibt im Bereich der Fugen zwischen den Auskleidungselementen jeweils eine offenen Stelle, an welcher im Berg stets vorhandenes Sickerwasser ungehindert eindringen kann und aus der Fuge senkrecht nach unten tropft.

Dies kann zum Beispiel durch Einbringen einer Dichtungsmasse in die Fugen verhindert werden. Diese Art von Abdichtung besitzt jedoch verschiedene Nachteile. So ist es zum Beispiel schwierig oder gar unmöglich, eine Dichtungsmasse zu finden, welche den Änderungen der Fugenbreite infolge der Temperaturschwankungen standhält, ohne zu zerreissen oder sich vom Material der Auskleidungselemente zu lösen. Mit einer solchen Fugenauskleidung ist es auch nicht möglich, einen gegen das Innere des Tunnels abgedichteten Kanal zu erzeugen, welcher dem sich ansammelnden Sickerwasser dazu dienen sollte, längs der Tunnelwand abzufliessen.

Abhilfe für die genannten Probleme sucht man zu erzielen, indem man die Fuge zwischen zwei Auskleidungselementen mittels eines flexiblen Abdichtbandes in Form eines Profilstreifens überbrückt. Dadurch sucht man sowohl das direkte Eindringen von Sickerwasser ins Tunnelinnere verhindern als auch dem Sickerwasser einen Ablauf in die seitlich des Tunnelbodens verlaufenden Längskanäle ermöglichen. Die zu diesem Zwecke verwendeten vorbekannten Profilstreifen sind aus einem flexiblen Dichtungsmaterial geformt und werden an den dem Tunnelinneren zugewandten Flächen zweier benachbarter Auskleidungselemente befestigt, derart, dass der im Profilstreifen vorgeformte Kanal entlang der gesamten Fuge von einem seitlichen Längskanals zum anderen seitlichen Längskanal im Tunnelboden verläuft. Das Sickerwasser soll somit im Kanal des Profilstreifens an beiden Tunnelflanken ungehindert bis zu den tiefsten Punkten der Fuge ablaufen und dort vollständig von den seitlichen Längskanälen aufgenommen werden.

Aus dem in der Zeitschrift 'Bauen mit Kunststoffen' (März 1975, Seiten 128-130) erschienen Artikel 'Fugenbänder, Fugenprofile' sind Profilstreifen bekannt, die zu solchen Zwecken verwendet werden. Diese Profilstreifen werden an den Auskleidungselementen aus Beton befestigt, indem sie mit ihren Seitenteilen voll und satt in den Beton eingebettet werden. Eine solche Art der Befestigung ist sehr aufwendig und eignet sich nur für Betonelemente, und zwar nur für solche, die vor Ort hergestellt werden. Ein weiterer Nachteil dieser in den Beton einzubettenden Profilstreifen ist darin zu sehen, dass sie nicht ausgetauscht werden können, was wünschenswert wäre, da die Lebensdauer der Profilstreifen in vielen Fällen geringer sein dürfte als die Lebensdauer der Auskleidungselmente.

Demgegenüber beschreibt die US-A-4,189,877 einen Profilstreifen, der bei seiner Montage nicht in Beton eingebettet werden muss sondern an seinen Seitenteilen mittels Schrauben an den Auskleidungselementen befestigbar ist. Dieser Profilstreifen ist ein Verbundmaterial und umfasst mehrere Schichten. Eine Grundschicht aus Vinyl erstreckt sich über die ganze Streifenbreite und weist im Bereich der beiden Seitenteile je einen Verstärkungsstreifen auf, um diejenigen Stellen zu verstärken, die von Befestigungselementen wie Nägeln oder Schrauben durchdrungen werden, mit welchen der Profilstreifen an den Auskleidungselementen befestigt wird. Eine Isolationsschicht, die bedeutend dicker ist als die Grundschicht, erstreckt sich nur über den Mittelteil des Profilstreifens. Zwischen der Grundschicht und der Isolationsschicht kann zusätzlich eine verstärkende Einlage, beispielsweise ein textiles oder metallisches Gewebe oder Netz, angeordnet sein. Dieser Profilstreifen weist verschiedene Nachteile auf; so ist er in der Herstellung ausserordentlich aufwendig und im Gebrauch nicht dauerhaft, da die verschiedenen Schichten die Neigung haben, sich voneinander zu lösen.

Ein in der Herstellung einfacherer Profilstreifen ist aus dem in der Zeitschrift 'Baumaschinen und Baugewerbe' (Bd. 26, Nr. 11, November 1979, Seiten 579 - 681) publizierten Artikal 'Untersuchungen zur Druckspannungsrelaxation der Dichtungen der Absenkstrecke des Hamburger Elbtunnels' bekannt. Dieser Profilstreifen ist zweischichtig und besteht aus Elastomeren, nämlich auf der dem Tunnelinneren zugewandten Seite aus CR-Vulkanisat und auf der der Fuge und den Auskleidungselementen zugewandten Seite aus NR-Vulkanisat mit einer verstärkenden Polyamid-Gewebeeinlage. Der Profilstreifen ist auch unter der Bezeichnung Omega-Profil bekannt, da er einen annähernd omega-förmigen Querschnitt ausweist. Das Omega-Profil wird gebildet durch zwei Seitenteile, die in einer Ebene liegen, und durch einen diese Seitenteile verbindenden Mittelteil, der sich aus der Ebene der Seitenteile herauswölbt und dadurch einen Kanal für Sickerwasser bildet. Die Seitenteile weisen an ihren äusseren Rändern je eine Verdickung auf. Mit Ausnahme der Verdickungen längs der äusseren Ränder des Profilstreifens weist der Profilstreifen eine konstante Dicke auf. Dies hat zur Folge, dass die Übergänge zwischen den Seitenteilen und dem Mittelteil stark gerundet sind. Um dennoch eine dichtende Auflage der Seitenteile an den Auskleidungselementen zu erhalten, werden innerhalb der Verdikkung Halteleisten auf den Seitenteilen angeordnet, welche zusammen mit den Verdickungen mittels Schrauben auf die Auskleidungselemente gepresst werden. Die Auskleidungselemente weisen in ihren Randbereichen eine verminderte Wandstärke auf, wodurch an der Tunnelinnenseite eine Art flacher Rinne gebildet wird, aus welcher der Profilstreifen nur wenig herausragt. Diese Anordnung weist zahlreiche Nachteile auf. Erstens besteht der Profilstreifen aus zwei Schichten, von denen eine ausserdem einer verstärkenden Einlage bedarf, so dass er in der Herstellung aufwendig ist und die Gefahr besteht, dass sich, insbesondere bei Verschiebungen, die Schichten voneinander lösen. Zweitens ist die Herstellung der Auskleidungselemente wegen der in der Wandstärke verminderten Randbereiche erschwert. Drittens ist ein dichtes Anliegen der Seitenteile an den Auskleidungselementen nur mit Hilfe der Montageleisten möglich, die nicht nur beschafft werden müssen sondern auch den Montagevorgang erschweren. Viertens besteht bei einer Verkleinerung der Fuge bzw. einem dadurch bedingten Zusammenrücken der Seitenteile die Gefahr, dass die Halteleisten mit ihren dem Mittelteil zugewandten Kanten das elastomere Material des Profilstreifens beschädigen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen solchen Profilstreifen in der Art des eben beschriebenen Omega-Profils so zu verbessern, dass er die genannten Nachteile der mehrschichtigen Profilteile nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemässen Profilstreifen sind durch die Patentansprüche 2 bis 5 definiert.

Die Aufgabe der Erfindung betrifft ferner die Verwendung des neuen Profilstreifens. Diese dritte Aufgabe besteht darin, Massnahmen vorzuschlagen, welche eine Befestigung der Profilstreifen erlauben, die einfacher ist als die herkömmliche Befestigung mit Schrauben.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 6 gelöst.

Es wird somit ein erster Profilstreifen vorgeschlagen, der aus einem Abdichtungsmaterial von genügender Flexibilität hergestellt ist, das ohne Belastung formbeständig ist, das unter den im Tunnelbau herrschenden Verhältnissen seine Undurchlässigkeit gegen Wasser über längere Zeiträume bewahrt und eine bei etwaigen Verschiebungen genügende Festigkeit aufweist. Geeignet ist Gummi in einer gegen Oyxdation und Alterung geschützten Qualität. Weiter kommen wasserbeständige flexible Kunststoffe wie zum Beispiel weichmacherhaltiges Polyvinylchlorid, in Frage.

Es ist ferner eine zweiter Profilstreifen vorgesehen mit im wesentlichen gleichbleibender Wandstärke, der aber in den Übergangsbereichen zwischen den Seitenteilen und dem Mittelteile auf der den Bauelementen abgewandten Seite je eine Verringerung der Wandstärke aufweist, die sich in Längsrichtung des Profilstreifens erstreckt, und die beispielsweise hohlkehlenartig ausgebildet sein kann. Diese Ausnehmung ermöglicht, dass bei den Übergängen vom Mittelteil zu den Seitenteilen keine grossen Abrundungen notwendig sind, sondern dass, beispielsweise bei einem U-förmigen oder rechteckigen Kanalquerschnitt, ein Winkel von 90° zwischen dem vertikalen Kanalwandungsteil und dem Seitenteil eingehalten werden kann, so dass sich die Seitenteile über ihre gesamte Breite problemlos und ohne die Verwendung zusätzlicher Hilfselemente an die Bauelemente anlegen und befestigen lassen. Die hohlkehlenartige Ausnehmung vermindert aus-serdem den Biegewiderstand des Profilstreifens gegen die Beanspruchung, die beim Zusammenrücken der beiden vom Profilstreifen verbundenen Bauelemente auf den Profilstreifen ausgeübt werden.

Der Kanal, der durch den neuen Profilstreifen gebildet wird, kann im Querschnitt U-förmig sein.

Andere Kanäle können einen polygonalen, insbesondere einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.

Die vorbekannten Profilstreifen werden, wie weiter oben erwähnt, entweder in den Beton, aus dem die Bauelemente bestehen, eingebettet oder mittels geeigneter Befestigungselemente wie beispielsweise Schrauben an den Bauelementen befestigt. Eine wesentliche Vereinfachung der Montage und gleichzeitig eine Verbesserung der Abdichtung erhält man bei den neuen Profilstreifen dadurch, dass sie zur Verklebung an den Bauelementen geeignet sind. Die für die Klebeverbindung vorgesehenen Flächen der Seitenteile werden vorzugsweise mit einer Aufrauhung, beispielsweise feinen Rippen, versehen, die ein besseres Haften bewirken. Als Klebemittel verwendet man mit Vorteil Kontaktkleber. Diese bestehen aus einer Lösung von natürlichem oder synthetischem Gummi in einem leichtflüchtigen, organischen Lösungsmittel. Der Kontaktkleber wird auf die beiden zur gegenseitigen Anlage bestimmten Flächen gestrichen ; nach dem Verdunsten des Lösungsmittels werden die beiden Flächen aneinander gelegt und dadurch die entsprechenden Teile miteinander verbunden.

Obwohl im allgemeinen homogene Profilstreifen alle erforderlichen Eigenschaften aufweisen, können für höchste Ansprüche auch Profilstreifen mit verstärkenden Fasern oder Gewebeeinlagen verwendet werden.

Die Seitenteile und das röhrenförmige Mittelteil des flexiblen Profilstreifens bestehen aus einem Stück und sind daher nahtlos miteinander verbunden. Wie aus den Figuren 1 bis 6 ersichtlich, ist der im wesentlichen rechtwinklige Uebergang (4) zwischen Seiten- und Mittelteil in seiner Dicke etwas vermindert und erleichtert dadurch die beim Verengen und Erweitern der Fuge resultierende Veränderung des Winkels zwischen Mittel- und Seitenteilen.

Das Wesen der Erfindung und ihre Anwendung ist aus den Figuren No. 1 bis 6 ersichtlich, wobei jedoch die möglichen Ausführungsformen durch die Figuren in keiner Weise eingeschränkt sein sollen.

Figur 1 zeigt ein Stück eines erfindungsgemässen Profils in perspektivischer Ansicht mit den beiden Seitenteilen (1) und dem zylindrisch geformten Mittelteil (3), welcher im fertig verlegten Profil als Ablaufkanal für das Sickerwasser dient. Mit (2) sind die Rippen angedeutet, die ein besseres Haften der Verklebung mit der Betonauskleidung bewirkt.

Figur 2 zeigt einen Schnitt durch das gleiche Profil wie in Figur 1, wobei für die einzelnen Teile die gleichen Bezugsnummern verwendet werden.

Figur 3 zeigt den selben Schnitt wie Figur 2, jedoch in einem Zustand wie er sich einstellt, wenn die Fuge durch Ausdehnung der Verkleidungselemente enger geworden ist, wie dies durch die beiden Pfeile angedeutet ist.

Figur 4 zeigt einen Schnitt durch ein Profil, bei welchem der Mittelkanal (5) rechteckig geformt ist.

Figur 5 zeigt einen Schitt durch ein fertig verlegtes Profil (6), welches zwei benachbarte Wandelemente (7) aus Beton miteinander verbindet.

Figur 6 zeigt den Blick ins Innere eines Tunnels mit einem flexiblen Profilstreifen (8), welcher die beiden benachbarten Auskleidungselemente (9) und (10) miteinander verbindet. Es ist deutlich sichtbar, wie der Mittelkanal des Profils an seinem untern Ende in die beiden seitlichen Ablaufkanäle (11) mündet.

Claims (6)

1. Profilstreifen aus flexiblem Abdichtmaterial zum Abdichten von Fugen zwischen zwei benachbarten Bauelementen und zum gleichzeitigen Ableiten von die Fugen durchdringendem Wasser, welcher aus zwei flachen, in einer Ebene angeordneten Seitenteilen (1) und Mittelteil (3) besteht, der zwischen den Seitenteilen (1) angeordnet ist und einen aus der genannten Ebene ausgewölbten offenen Kanal (5) bildet, wobei der Mittelteil (3) beidseitig durchgehend mit je einem Seitenteil (1) nahtlos verbunden ist,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass der Profilstreifen im Übergangsbereich zwischen den Seitenteilen (1) und dem Mittelteil (3) je eine von seiner das Äussere des Kanals (5) bildenden Fläche ausgehende, die Wandstärke des Profilstreifens vermindernde, sich in Längsrichtung erstreckende Ausnehmung (4) aufweist.
2. Profilstreifen nach Patentanspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass der Kanal (5) einen U-förmigen Querschnitt aufweist.
3. Profilstreifen nach Patentanspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass der Kanal (5) einen polygonalen, vorzugsweise rechteckigen, Querschnitt aufweist.
4. Profilstreifen nach mindestens einem der vorangehenden Patentansprüche,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass seine zur Klebbefestigung an den Bauteilen bestimmten Flächen mit Rippen (2) versehen sind.
5. Profilstreifen nach mindestens einem der vorangehenden Patentansprüche,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass er mit Fasern oder Gewebeeinlagen verstärkt ist.
6. Verwendung des Profilstreifens nach einem der vorangehenden Patentansprüche im Tunnelbau zum Verbinden von benachbarten, als Auskleidungselemente dienenden Bauteilen,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass die Seitenteile (1) mit ihren ans Innere des Kanals (5) anschliessenden Flächen mit Randbereichen von dem Inneren des Tunnels zugewandten Flächen zweier benachbarter, durch eine Fuge getrennter Bauelemente verklebt werden, wobei der zur Fuge offene Kanal (5) zur Aufnahme des die Fuge durchdringenden Sickerwassers und zu dessen Ableitung in unter Bodenhöhe liegende Abwasserkanäle vorgesehen ist.

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