EP2017387B1

EP2017387B1 - Schutzplankenanordnung

Info

Publication number: EP2017387B1
Application number: EP08009861A
Authority: EP
Inventors: Volker Dipl.-Ing. Goergen
Original assignee: Studiengesellschaft fur Stahlschutzplanken Ev
Current assignee: Studiengesellschaft fur Stahlschutzplanken Ev
Priority date: 2007-06-12
Filing date: 2008-05-29
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2028-05-29
Also published as: DE102007026919A1; PL2017387T3; DE202007017491U1; ES2337627T3; EP2017387A1; DE502008000221D1; DK2017387T3; ATE450660T1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzplankenanordnung für Fahrbahnen, insbesondere für den Einsatz am Fahrbahnrand, am Mittelstreifen oder zur Absicherung von Gefahrenstellen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Derartige Schutzplankenanordnungen werden seit vielen Jahren sehr erfolgreich als zuverlässige Rückhalteeinrichtungen eingesetzt, um z. B ein Überschreiten des Fahrbahnrandes durch ein vom Wege abgekommenes Fahrzeug zu unterbinden. Damit soll eine weitergehende Gefährdung von sich im Fahrzeug befindenden Personen bspw. an Böschungen oder auf Brücken vermieden werden. Zudem dienen derartige Schutzplankenanordnungen auch als Schutzeinrichtung für benachbarte Einrichtungen wie bspw. einsturzgefährdete Tragwerke oder dergleichen. Sie sind zumeist aus Stahl ausgebildet.
Solche Schutzplankenanordnungen sind dabei aus gezielt aufeinander abgestimmten und in bestimmter Weise miteinander verbundenen Einzelelementen aufgebaut. Diese lassen in gewissen, berechenbaren Grenzen eine plastische Verformung zu, um die beim Aufprall auftretenden Kräfte absorbieren zu können. Hierzu wirkt die Leitplanke mit den einzelnen Ständern zusammen, wobei sie Aufpralllasten auf mehrere Ständer verteilt und so zuverlässige Rückhalteeigenschaften bereitstellt. Hierbei haben bereits relativ einfach aufgebaute und kostengünstig bereitstellbare Schutzplankenanordnungen mit einer Leitplanke, welche an einer Mehrzahl von bodenseitig festgelegten Ständern befestigt ist und diese miteinander verbindet, eine hinreichende Stabilität, um den Anforderungen in der Regel gerecht werden zu können.
Dennoch ist es häufig gewünscht, Schutzplankenanordnungen so weiter zu bilden, dass sie höhere Aufhaltestufen nach EN 1317 erreichen können, um so die Verkehrssicherheit weiter zu erhöhen. Da derartige Schutzplankenanordnungen andererseits über viele Kilometer hinweg an Fahrbahnrändern etc. zu finden sind, spielt die Komplexität und somit der Kostenaufwand für die Bereitstellung dieser Anordnung eine erhebliche Rolle bei der Realisierbarkeit derartiger Vorhaben. Insbesondere aus Kostengründen kommt es daher durchaus auch darauf an, für jede mögliche Gefahrenstelle eine hierfür geeignete Schutzplankenanordnung bereit zu stellen, ohne dass die Kosten durch übertriebene konstruktive Ausgestaltungen in ungerechtfertigt hohe Bereiche getrieben werden.
Aus der DE 201 06 675 U1 ist eine Schutzplankenanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs das Anspruches 1 bekannt geworden. Die vorliegende Erfindung geht von diesem Stand der Technik aus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Schutzplankenanordnung derart weiterzubilden, dass deren Rückhalteeigenschaften mit geringem konstruktiven Aufwand verbessert werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Schutzplankenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Es ist somit erfindungsgemäß vorgesehen, die Leitplanke auf der Rückseite mit einer Art Verstärkungselement zu kombinieren, welches gezielt mit seinen freien Schenkeln abstützend auf die Leitplanke einwirkt. Da diese Stützeinrichtung zugleich ebenso wie die Leitplanke die Ständer miteinander verbindet, ergibt sich insgesamt eine konstruktiv aufeinander abgestimmte Anordnung mit einer insbesondere entgegen einem zu erwarteten Aufprall besonders wirksamen Versteifung. Da dieser Versteifungseffekt nicht lokal auf eine Stelle beschränkt ist, sondern über benachbarte Ständer hinweg zum Tragen kommt, ergibt sich hiermit eine überraschend große Verbesserung der Rückhalteeigenschaften.
Dabei hat es sich ferner gezeigt, dass eine derartige Stützeinrichtung nach Art eines Profilholms mit geringem Aufwand und kostengünstig bereitstellbar ist. Ferner ist auch der Aufwand zur Montage dieser Stützeinrichtung in einer Schutzplankenanordnung gering.
Überdies ist es somit auch problemlos möglich, bestehende Schutzplankenanordnungen mit geringem Aufwand mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Stützeinrichtung nachzurüsten und so die Verkehrssicherheit an den gewünschten Stellen zu verbessern, sowie eventuell zwischenzeitlich verschärften Vorschriften gerecht werden zu können.
Die Erfindung stellt somit eine sehr kostengünstige, leicht zu realisierende und zudem sehr effektive Verbesserung einer Schutzplankenanordnung bereit.
Hierbei ist zwar bereits aus der DE 10 2005 020 917 A1 ein auf den ersten Blick vergleichbares Stützelement bekannt geworden, welches rückseitig an der Leitplanke angeordnet ist. Dieses Stützelement ist jedoch lokal nur im Bereich der Ständer vorgesehen und läuft nicht entlang der Leitplanke durch. Die Stützelemente verbinden in diesem Stand der Technik daher nicht die Ständer. Darüber hinaus werden diese bügelförmigen Stützelemente nur im Rahmen der sehr komplexen Schutzplankenanordnung dieser bekannten Bauweise beschrieben und ausschließlich in Verbindung mit den rohrförmigen Deformationselementen eingesetzt, welche zwischen der Leitplanke und einer Trägerschiene an Ständer angeordnet sind. Die Stützelemente gemäß diesem Stand der Technik verbessern somit die Übertragung einer Aufprallenergie gerade dann, wenn der Aufprall im Bereich eines Ständers erfolgt und die Energie direkt in die Deformationselemente eingeleitet werden soll. Eine Verbesserung der Rückhalteeigenschaften ist durch die Stützelemente gemäß der DE 10 2005 020 917 A1 somit nicht erzielbar, da diese nur lokal den Ständern zugeordnet sind und nicht miteinander in Verbindung stehen. Eine Kräfteübertragung von einem Ständer auf einen benachbarten ist damit nicht möglich. Darüber hinaus verhält sich die Leitplanke in diesem Stand der Technik im Falle eines Aufpralls zwischen den Ständern völlig unbeeinträchtigt von den Stützelementen am Deformationselement. Dieser Stand der Technik konnte daher keinen Beitrag dazu leisten, zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung zu gelangen.
Ferner ist es für die vorliegende Erfindung von besonderem Vorteil, dass die beiden freien Schenkel an ihren auf die Leitplanke hinweisenden Kantenabschnitten in vorbestimmten Abständen eine Aussparung aufweisen. Diese auf den ersten Blick als Schwächung erscheinende Maßnahme hat den wesentlichen Vorteil, dass das Maß einer eventuellen Biegedeformation im Zuge eines Aufpralls etc. präziser kontrollierbar und berechenbar ist. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass eine gewisse Schwächung der Stützeinrichtung im Bereich eines Bauteilstoßes systembedingt nicht vermeidbar ist, da hier Löcher, in der Regel drei Löcher, an der Stützeinrichtung vorliegen, welche im montierten Zustand von Schrauben zur Befestigung von benachbarten Stützeinrichtung durchgriffen werden. Durch die Ausgestaltung der Aussparungen an den freien Schenkeln der Leitplanke wird dabei erreicht, dass das Biegeverhalten der Stützeinrichtung über deren gesamte Länge sowie auch über mehrere aneinander gereihte Stützeinrichtungen hinweg im Wesentlichen gleich ist. Insbesondere wird hierdurch eine planbare Biegeweichheit der Stützeinrichtung erzielt und damit eine kontrollierte Biegedeformation ermöglicht. Dabei ist die Zugtragfähigkeit bzw. die Zugbandwirkung gegenüber einer Stützeinrichtung ohne derartige Aussparungen nicht beschränkt, da das hierdurch lokal reduzierte plastische Widerstandsmoment Wpl lediglich der eigentlichen Schwachstelle an der Stoßstelle der Stützeinrichtungen angenähert ist. Durch diese Maßnahme zeigt die Stützeinrichtung somit im Wesentlichen über die gesamte Länge hinweg gleiche Verformungseigenschaften und erleichtert daher die Berechenbarkeit der Anordnung, was sich wiederum auf den Aufwand für eine Dimensionierung einer derartigen Schutzplankenanordnung vorteilhaft auswirkt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schutzplankenanordnung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
So ist es von Vorteil, wenn die Aussparung als Dreieckskerbe ausgebildet ist, da sich eine derartige Konfiguration mit geringem Aufwand herstellen lässt und das System einfach kalkulierbar ist.
Von weiterem Vorteil ist es, wenn die Stützeinrichtung einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt mit den beiden freien Schenkeln und einem Verbindungssteg derart aufweist, dass ein Innenwinkel zwischen den beiden freien Schenkeln und dem Verbindungssteg der Stützeinrichtung jeweils zwischen 90° und 110° beträgt. Hier hat sich gezeigt, dass mit einer derartigen Ausrichtung der freien Schenkel gegenüber dem Verbindungssteg eine besonders zuverlässige Abstützung der Leitplanke erzielt wird. Darüber hinaus lässt sich eine derart ausgestaltete Stützeinrichtung problemlos und ohne weiteren Bearbeitungsaufwand an unterschiedlichen Arten von Leitplanken einsetzen, wie am so genannte SP-Holm Profil A oder SP-Holm Profil B. Durch diese vielfältigen Einsatzmöglichkeiten, lässt sich die erfindungsgemäß vorgesehene Stützeinrichtung zudem in großer Stückzahl und daher besonders kostengünstig bereitstellen.
Hierbei ist es insbesondere auch möglich, dass der Innenwinkel zwischen den beiden freien Schenkeln und dem Verbindungssteg der Stützeinrichtung jeweils zwischen 95° und 100° beträgt. In praktischen Versuchen hat sich hier eine derartige Konfiguration als besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Rückhalteeigenschaften erwiesen. Besonders bevorzugt ist dabei ein Winkel von 96°, bei dem sowohl eine einfache Montage der Anordnung ohne störende Relation zu anderen Elementen an der Schutzplankenanordnung als auch eine vielseitige Verwendbarkeit möglich ist.
Ferner kann der jeweilige Innenwinkel zwischen den freien Schenkeln und dem Verbindungssteg der Stützeinrichtung gleich groß sein. Durch eine derartige symmetrische Ausgestaltung lässt sich die Stützeinrichtung besonders einfach bereitstellen und zuverlässig fehlerfrei montieren.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1: eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schutzplankenanordnung in einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2: eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schutzplankenanordnung in einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 3: eine perspektivische Ansicht einer Stützeinrichtung;
Fig. 4: ein Detail der Stützeinrichtung gemäß Fig. 3;
Fig. 5: eine Seitenansicht der Stützeinrichtung;
Fig. 6: einen Querschnitt durch die Stützeinrichtung;
Fig. 7: einen für eine Vergleichsberechnung schematisierten Querschnitt einer Stützeinrichtung in einem Bereich ohne Aussparungen an den Kantenabschnitten der Schenkel; und
Fig. 8: einen für eine Vergleichsberechnung schematisierten Querschnitt einer Stützeinrichtung in einem Bereich mit Dreieckskerben.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 weist eine Schutzplankenanordnung 1 in einer ersten Ausführungsform Ständer 2 auf, wobei eine Mehrzahl derartiger Ständer in der Praxis nebeneinander aufgereiht ist. Die Ständer 2 tragen eine Leitplanke 3, welche mittels einer Halteeinrichtung 4 am jeweiligen Ständer 2 befestigt ist. Zwischen der Halteeinrichtung 4 und der Leitplanke 3 ist ferner eine Stützeinrichtung 5 angeordnet. Die Stützeinrichtung 5 sowie die Leitplanke 3 sind mittels einer Schraubverbindung 6 an der Halteeinrichtung 4 befestigt. Die Leitplanke 3 gemäß Fig. 1 weist eine im Wesentlichen M-förmige Gestalt auf, welche als so genanntes A-Profil bezeichnet wird.
In Fig. 2 ist eine abgewandelte Ausführungsform einer Schutzplankenanordnung 1' gezeigt, welche sich von der Schutzplankenanordnung 1 gemäß Fig. 1 lediglich in der Gestalt der Leitplanke unterscheidet. Die in Fig. 2 gezeigte Leitplanke 3' weist eine etwas andere Querschnittsgestalt als die Leitplanke 3 auf und wird in der Praxis als so genanntes B-Profil bezeichnet.
In der Praxis wird die für den jeweiligen Einsatzort geeignete Profilart der Leitplanke aus den bekannten Variationsmöglichkeiten gewählt.
In den Fig. 3 bis 6 ist die Stützeinrichtung 5 in näherem Detail gezeigt. Wie insbesondere aus Fig. 3 erkennbar ist, ist die Stützeinrichtung 5 nach Art eines Profilholms ausgebildet und weist einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf. Dementsprechend hat die Stützeinrichtung 5 zwei freie Schenkel 51 und 52, welche über einen Verbindungssteg 53 miteinander verbunden sind.
Im Verbindungssteg 53 sind ferner Langlöcher 54 in einem vorbestimmten Abstand zueinander ausgebildet, wie insbesondere aus den Figuren 3 bis 5 ersichtlich ist. Der Abstand dieser Langlöcher 54 entspricht dem Abstand der Ständer 2. Die Schraubverbindung 6 zur Befestigung der Stützeinrichtung 5 zusammen mit der Leitplanke 3 bzw. 3' an der Halteeinrichtung 4 erfolgt durch diese Langlöcher 54 hindurch.
Wie insbesondere aus Fig. 4 in näherem Detail erkennbar ist, weisen die beiden freien Schenkel 51 und 52 an ihren freien Kantenabschnitten, welche im montierten Zustand auf die Leitplanke 3 bzw. 3' hinweisen, in vorbestimmten Abständen eine Aussparung bzw. Ausklinkung in Gestalt einer Dreieckskerbe 55 auf. Mittels dieser Dreieckskerben 55 wird das plastische Widerstandsmoment in diesem Bereich reduziert, wodurch das Verformungsverhalten der Stützeinrichtung 5 im Falle eines Aufpralls verbessert wird und die Ableitung der Aufprallenergie noch besser gesteuert werden kann. Somit ist eine kontrollierte Biegedeformation möglich.
Wie aus den Figuren ferner erkennbar ist, sind die Dreieckskerben 55 dabei jeweils im Querschnitt benachbart zu einem Langloch 54 angeordnet.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, weist die Stützeinrichtung 5 an ihren Enden jeweils eine Mehrzahl von Befestigungslöchern 56 auf, mittels denen mehrere Stützeinrichtungen 5 entlang der Schutzplankenanordnung 1 bzw. 1' aneinander gekoppelt werden können. Die Befestigungslöcher 56 sind dabei versetzt zu den Langlöchern 54 angeordnet, um ein störendes Ineinandergreifen von Elementen und insbesondere der Schraubverbindungselemente zu vermeiden.
In Fig. 6 ist ein Querschnitt durch die Stützeinrichtung 5 gezeigt. Wie hieraus insbesondere ersichtlich ist, weisen die beiden Schenkel 51 und 52 gegenüber dem Verbindungssteg 53 jeweils einen Innenwinkel α bzw. β auf, welcher im gezeigten Ausführungsbeispiel gleich groß ist und etwa 96° beträgt. Dieser Winkel hat sich als besonders günstig erwiesen, um eine zuverlässige Aufnahme von Aufprallenergien zu erzielen und gleichzeitig verschiedene Formen von Leitplanken 3 bzw. 3' mit einer einzigen Stützeinrichtung 5 kombinieren zu können.
Durch die in regelmäßigen Abständen von beispielsweise 666,7 mm bei einer Gesamtlänge von 4300 mm einer Stützeinrichtung vorliegenden Aussparungen in Gestalt der Dreieckskerben 55 wird eine planmäßige Biegeweichheit der Stützeinrichtung erzeugt und damit eine kontrollierte Biegedeformation bei einem Anprall ermöglicht, ohne dass dabei die Zugtragfähigkeit bzw. die Zugbandwirkung nennenswert eingeschränkt werden würde, da der verbleibende Nettoquerschnitt hier im Vergleich zum Nettoquerschnitt im Bereich des Holmstoßes nahezu unverändert ist.
In der nachfolgenden Tabelle ist in Verbindung mit den Figuren 7 und 8 ein Vergleichsbeispiel zwischen dem Querschnitt einer Stützeinrichtung in einem Bereich ohne Aussparungen an den Kantenabschnitten der Schenkel (Fig. 7) und in einem Bereich der Stützeinrichtung mit Dreieckskerben 55 (Fig. 8) angegeben.
In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Stützeinrichtung aus Stahl S235 mit einer Materialstärke von 3 mm eingesetzt. Der Verbindungssteg 53 weist hier ein Außenmaß von ca. 153 mm auf und die beiden Schenkel 51 bzw. 52 stehen außenseitig etwa 78 mm hiervon vor. Der Innenradius zwischen dem Verbindungssteg 53 und den beiden Schenkeln 51 bzw. 52 beträgt ca. 5 mm. Die Dreieckskerben 55 sind in diesem Beispiel ca. 20 mm breit und ebenso tief.
In der Tabelle sind die maßgebenden plastischen Grenztragfähigkeiten angegeben. Wesentlich für die Wirkungsweise sind dabei die Biegung um die schwache Achse (Mpl,z), d.h. das theoretische Bruchmoment unter Biegebeanspruchung, und die Normalkraft im Nettoquerschnitt (Npl,n), d.h. die theoretische Bruchlast unter Zugbeanspruchung.

Der Nettoquerschnitt ergibt sich beim ungeschwächten Querschnitt (Fig. 7) durch die Querschnittsfläche abzüglich der Lochung am Holmstoß (3 * Durchmesser 18 mm), sowie beim geschwächten Querschnitt (Fig. 8) durch die aufgrund der Dreieckskerben 55 geschwächte Querschnittsfläche abzüglich der Lochung für das Langloch (1 * Breite 18 mm).

	Ungeschwächter Querschnitt gemäß Fig. 7	Geschwächter Querschnitt gemäß Fig. 8
DZ	16,74	16,30
DY	7,72	5,72
Querschnittsfläche A [cm²]	9,00	7,79
Plastisches Moment Mpl,y [kNm]	18,7	15,2
Plastisches Moment Mpl,z [kNm]	6,2	3,4
Plastische Querkraft Vpl,y [kN]	58,1	37,0
Plastische Querkraft Vpl,z [kN]	82,6	85,4
Plastische Normalkraft Npl [kN]	323,9	280,4
Infolge Lochung bzw. Aussparung reduzierte maßgebliche Querschnittsfläche	9,00 - 3 * 0,3 * 1,8 = 7,38	7,79 - 1 * 0,3 * 1,8 = 7,25
Npl im Nettoquerschnitt Npl,n [kN]	265,6	261,0
Plastisches Wölbmoment Mwpl [kNm²]	0,77	0,47

Aus der Tabelle ist zu entnehmen, dass sich durch die Aussparung die plastische Momententragfähigkeit von 6,2 kNm auf 3,4 kNm reduziert, während die plastische Normalkraft im Nettoquerschnitt dagegen nur von 265,6 kN auf 261 kN abnimmt, also in etwa unverändert ist.
Die Erfindung lässt neben den erläuterten Ausführungsformen weitere Gestaltungsansätze zu.
So lässt sich die Stützeinrichtung 5 auch mit anderen Arten von Leitplanken als den in den Figuren 1 und 2 gezeigten kombinieren.
Ferner ist auch die Querschnittsgestalt der Stützeinrichtung 5 nicht auf die im Wesentlichen U-förmige Ausführungsform beschränkt. Vielmehr ist es bspw. auch möglich, an den Schenkeln 51 und 52 abgewinkelte Fortsätze anzuordnen, mittels denen Abstützflächen an der Rückseite der Leitplanke bereit gestellt werden.
Der Innenwinkel α bzw. β der Schenkel 51 und 52 gegenüber dem Verbindungssteg 53 ist nicht auf die hier erläuterten 96° beschränkt und kann je nach Einsatzfall und Gestalt der verwendeten Leitplanke variieren. Bevorzugt liegt der Innenwinkel in einem Bereich zwischen 90° und 110°, wobei auch hiervon abweichende Winkel möglich sind.
Ferner ist es auch nicht zwingend erforderlich, dass die beiden Innenwinkel α und β identisch ausgebildet sind.
Anstelle der Dreieckskerben 55 können zudem auch andere geometrische Gestalten für eine Aussparung treten, wie bspw. halbrunde Aussparungen oder rechteckige. Insbesondere ist es auch möglich, in einer vereinfachten Ausführungsform auf eine derartige Aussparung, d.h. auf die Dreieckskerben 55 gänzlich zu verzichten.

Claims

Schutzplankenanordnung (1; 1') für Fahrbahnen, insbesondere für den Einsatz am Fahrbahnrand, am Mittelstreifen oder zur Absicherung von Gefahrenstellen, mit:
einer Mehrzahl von bodenseitig festgelegten Ständern (2), und

einer Leitplanke (3; 3'), welche an den Ständern (2) befestigt ist und mittels welcher die Ständer (2) miteinander verbunden sind,
wobei die Schutzplankenanordnung (1; 1') ferner eine Stützeinrichtung (5) zur Abstützung der Leitplanke (3; 3') auf der einer Gefahrenstelle abgewandten Seite aufweist,
wobei die Stützeinrichtung (5) als Profilholm ausgebildet ist und die Ständer (2) miteinander verbindet, und
wobei die Stützeinrichtung (5) zwei freie Schenkel (51, 52) aufweist, welche in Richtung zur Leitplanke (3; 3') hin ausgerichtet sind und diese rückseitig abstützen,
dadurch gekennzeichnet, dass die beiden freien Schenkel (51, 52) an ihren auf die Leitplanke (3; 3') hinweisenden Kantenabschnitten in vorbestimmten Abständen eine Aussparung aufweisen.
Schutzplankenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung als eine Dreieckskerbe (55) ausgebildet ist.
Schutzplankenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtung (5) einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt mit den beiden freien Schenkeln (51, 52) und einem Verbindungssteg (53) derart aufweist, dass ein Innenwinkel (α, β) zwischen den beiden freien Schenkeln (51, 52) und dem Verbindungssteg (53) der Stützeinrichtung (5) jeweils zwischen 90° und 110° beträgt.
Schutzplankenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenwinkel (α, β) zwischen den beiden freien Schenkeln (51, 52) und dem Verbindungssteg (53) der Stützeinrichtung (5) jeweils zwischen 95° und 100° beträgt und vorzugsweise bei ca. 96° liegt.
Schutzplankenanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Innenwinkel (α, β) zwischen den freien Schenkeln (51, 52) und dem Verbindungssteg (53) der Stützeinrichtung (5) gleich groß ist.