NL1000770C2

NL1000770C2 - Constructiedeel voor bruggen en vloeren.

Info

Publication number: NL1000770C2
Application number: NL1000770A
Authority: NL
Inventors: Lambertus Gerrit Pete Dalmolen; Walther Hendrik Zwart; Alphonsus Joannes Rob
Original assignee: Akzo Nobel Nv; Grontmij Advies & Techniek Bv; Polymarin Bv
Priority date: 1995-07-11
Filing date: 1995-07-11
Publication date: 1997-01-14
Also published as: EP0837970B1; ATE179475T1; AU693037B2; DE69602266D1; EP0837970A1; DE69602266T2; CA2226861A1; AU6615996A; WO1997003249A1

Description

AFP 2469 PDNL

Construct!edeel voor bruggen en vloeren

De uitvinding heeft betrekking op een construct!edeel voor bruggen, vloeren en dergelijke, welk constructiedeel tenminste één langsligger 5 waarop een plaat is aangebracht omvat.

Een dergelijk constructiedeel is bekend uit het Duitse octrooischrift DE-PS-23 36 411. Hierin wordt een brug beschreven die verschillende, dicht tegen elkaar geplaatste, betonnen langsliggers met een V-vormige doorsnede omvat. De open zijde van de langsliggers wordt voorzien van een afdekplaat en vervolgens wordt over de volle breedte van de brug een betonnen plaat bevestigd.

De langsliggers in de bovenstaande constructie zijn zeer zwaar, hetgeen transport en plaatsen bemoeilijkt. Ook bij het ontwerp van landhoofden en peilers die de brug ondersteunen, zal rekening gehouden moeten worden met het hoge gewicht van de langsliggers. Bovendien moet op de bouwplaats een groot aantal handelingen worden verricht alvorens de constructie gereed is.

20

De uitvinding beoogt deze nadelen op te heffen en bereikt dit doordat bij het constructiedeel genoemd in de eerste alinea de langsligger van kunststof is gemaakt, een trapezium-, V-, of U-vormige of een rechthoekige doorsnede heeft en doordat de zijde evenwijdig aan de 25 plaat is versterkt met paral Iele vezels met een ingebedde elasticiteitsmodulus groter dan 50 GPa.

De vezels hebben bij voorkeur een ingebedde elasticiteitsmodulus groter dan 75 GPa, of zelfs groter dan 100 GPa. Verder verdient het de 2q voorkeur dat een groot deel van de vezels in de zijde evenwijdig aan de plaat (bij voorkeur meer dan 60 of zelfs meer dan 80 gewichtsprocent) zich in de langsrichting en over de gehele of een belangrijk deel van de lengte van de langsligger uitstrekt.

1000770 2

AFP 2469 PDNL

Naast vezels in de langsrichting kunnen ook vezels in andere richtingen, zoals de dwarsrichting, in de matrix worden ingebed om bijvoorbeeld de torsiestijfheid of de dwarsstijfheid van de ^ langsligger te verhogen. Verder kunnen zwaarder belaste plaatsen, zoals het midden van de langsligger, met extra vezels versterkt worden.

Overigens wordt opgemerkt dat de term 'vezels' in het kader van deze jq uitvinding onder meer filamenten en bundels van filamenten omvat.

Het constructiedeel volgens de uitvinding is van kunststof gemaakt waardoor het een relatief laag gewicht heeft en dus eenvoudig hanteerbaar is. De plaats van de vezels (in de zijde van de 1C langsligger die evenwijdig is aan de plaat, dit is tevens de zijde die het verst van de plaat verwijderd is) maakt dat de hoge stijfheid en de hoge treksterkte van deze vezels optimaal worden benut.

Opgemerkt zij dat bij langsliggers met een V- of U-vormige (met een 2o ronde onderkant) doorsnede de vezels zich in de onderkant van de doorsnede, dus in en om de punt (van de V) of ronding, bevinden. Zoals uit de vorige alinea blijkt is het wezenlijk dat de vezels zich ver van de plaat bevinden.

25 Als gebruik wordt gemaakt van meer dan één langsligger kan een plaat gekozen worden die over de totale breedte van de langsliggers uitstrekt. Vanzelfsprekend is het ook mogelijk elke langsliggers van een aparte plaat te voorzien.

2Q De plaat kan van beton vervaardigd zijn, maar het verdient de voorkeur dat de plaat van kunststof is vervaardigd en later, op de bouwplaats, wordt voorzien van een laag of een plaat beton.

Zoals bekend, is beton in het bijzonder geschikt voor het opnemen van drukkrachten. Als het constructiedeel volgens de uitvinding wordt 1000770

AFP 2469 PDNL

3 toegepast in een brug of vloer ontstaat een nagenoeg ideale constructie waarin zich op plaatsen waar drukkrachten optreden een materiaal bevindt dat in het bijzonder geschikt is voor het opnemen van drukkrachten, terwijl zich op plaatsen waar trekkrachten optreden 5 een materiaal bevindt dat in het bijzonder geschikt is voor het opnemen van trekkrachten.

De plaat kan ook vervaardigd worden van, danwel bedekt worden met, andere drukbestendige materialen, zoals bijvoorbeeld drukbestendige kunststoffen.

10

Als de plaat die met de langsliggers is verbonden ook van kunststof is gemaakt wordt het gewicht van het constructiedeel niet onnodig verhoogd en bovendien kunnen voor de verbinding tussen de plaat en de langsligger of langsliggers zeer eenvoudige en goedkope technieken worden gebruikt. Een zeer geschikte verbindingstechniek voor de

ID

langsligger en de plaat is bijvoorbeeld lijmen.

Overigens wordt het lijmen van de plaat aan de langsligger of langsliggers verder vereenvoudigd als deze beide onderdelen van 20 dezelfde of van een vergelijkbare kunststof zijn gemaakt.

Als de plaat rondom van een opstaande rand wordt voorzien, kan de 'bak' die aldus ontstaat, nadat het constructiedeel op de bouwplaats is aangebracht, vol gepompt worden met beton. In dat geval hoeft de 25 betonnen plaat niet afzonderlijk vervaardigd en/of getransporteerd en getakeld te worden. Hierdoor wordt het aantal handelingen teruggebracht, zodat ook de kosten en de kans op fouten of beschadigingen navenant afnemen.

2Q Door het gebruik van vezel versterkte kunststof ontstaat een grote vrijheid voor zowel de ontwerper als de aannemer. Immers, kunststof laat zich goed vormen en bewerken. Van de langsliggers, de plaat en eventueel nog andere elementen kunnen meer of minder gecompliceerde 1000770

AFP 2469 PDNL

4 modules (op maat) worden vervaardigd en dankzij het lage gewicht met een normale oplegger op het gewenste tijdsstip naar de bouwplaats worden gebracht. Ook het takelen van de module wordt dankzij het lage gewicht eenvoudiger en veiliger. Dit alles vereenvoudigt de bouw van 5 bijvoorbeeld een brug of gebouw aanzienlijk.

Een ander voordeel van het constructiedeel volgens de uitvinding is dat het kan worden ingezet voor lichtere objecten zoals loop- en fietsbruggen. Voor dergelijke bruggen wordt veelal gebruik gemaakt van jq tropisch hardhout. Gebruik van deze houtsoort wordt gezien als een zware belasting van het milieu en dit gebruik kan vermeden worden als het constructiedeel volgens de uitvinding wordt gebruikts

De overige zijden van de langsligger of langsliggers worden bij 1C voorkeur versterkt met een weefsel of een legsel van vezels. Als zowel lb de inslag- als de kettingdraden een hoek tussen 30° en 60° met de lengte-as van de langsligger maken, worden de schuifspanningen die optreden in de overige zijden goed opgenomen.

2Q Zeer geschikt voor toepassing in het constructiedeel volgens de uitvinding zijn vezels die geheel of grotendeels uit poly(p-fenyleen tereftaalamide), glas of koolstof bestaan. Dergelijke vezels bezitten de vereiste hoge elasticiteitsmodulus en sterkte en lenen zich uitstekend voor gebruik in composieten.

25

Het constructiedeel volgens de uitvinding kan bijvoorbeeld gebruikt worden in een brug zoals een voetgangers- of fietsbrug, met andere woorden in een object waarin het constructiedeel voor een belangrijk deel zichtbaar is. In dat geval kan om de langsligger of langsliggers 2Q een doos worden aangebracht. Een dergelijk doos kan bijvoorbeeld van kunststof vervaardigd worden en evenals de langsligger of langsliggers aan de plaat gelijmd worden. Verder kan de doos versterkt worden met vezels, bijvoorbeeld in de zijde die zich het verst van de plaat 1000770

AFP 2469 PDNL

5 bevindt. De doos heeft dan niet alleen een 'cosmetisch' effect, maar draagt ook bij aan de sterkte en (torsie)sti jfheid van de uiteindelijke constructie.

5 De uitvinding heeft verder betrekking op een brug en een gebouw voorzien van een constructiedeel volgens de uitvinding. In dergelijke objecten kan met voordeel gebruik worden gemaakt van de hanteerbaarheid, het lage gewicht en de vrijheid met betrekking tot de vormgeving.

10

Voorts heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een brug of vloer, waarbij de uiteinden van een constructiedeel volgens de uitvinding elk op een ondersteuning worden gelegd of bevestigd, zodanig dat de plaat zich aan de bovenzijde 1C bevindt, en waarbij en een laag beton op de plaat wordt gepompt.

Omdat het beton aanvankelijk niet bijdraagt aan de draagkracht van de constructie, kan het, afhankelijk van de (verwachte) doorbuiging van het constructiedeel onder het gewicht van het natte beton, de voorkeur verdienen het constructiedeel tijdelijk te ondersteunen.

20

Om een goede verbinding tussen het beton en het constructiedeel te waarborgen worden bij voorkeur deuvels of ankers op het constructiedeel aangebracht. Er ontstaat dan, na het storten en verharden van het beton, een goede samenwerking tussen het 25 constructiedeel en de betonplaat. Eventueel kan het beton van een wapening voorzien worden.

De werkwijze illustreert hoe eenvoudig de bouw van bijvoorbeeld een brug, met behulp van het constructiedeel volgens de uitvinding, wordt. 30 Als de ondersteuningen, zoals bijvoorbeeld landhoofden en/of peilers, eenmaal geplaatst zijn kan een module bestaande uit een aantal langsliggers en een afdekplaat worden geplaatst. Na verankering van de module wordt op de afdekplaat een laag beton gepompt en daarmee is de 1 c 0 0 1 ? o 6

AFP 2469 PDNL

brug in feite klaar. Indien gewenst kunnen nog een leuning (waarvoor al voorzieningen aan de module kunnen worden gemaakt) en een laag asfalt worden aangebracht.

5 Opgemerkt wordt nog dat uit US 4,079,476 een loopbrug bekend is, die is vervaardigd uit kunststof en die is versterkt met glasvezels. De doorsnede van de loopbrug heeft een U-vormige profiel, waarvan de beide zijkanten onder meer met een weefsel van glasvezels zijn versterkt. De vloer is in de buurt van de zijkanten versterkt met jq paralelle glasvezels. Ook de leuning die deel uit maakt van de zijkanten is voorzien van paralelle glasvezels. Op bepaalde afstanden langs de lengte van de loopbrug zijn middelen aangebracht voor extra ondersteuning. Verder is er een zogenaamde 'torque-box' onder de vloer aangebracht om de torsie-stijfheid van de loopbrug te verhogen. De 15 loopbrug uit US 4,079,476 is ongeschikt voor het dragen van hogere belastingen, zoals bijvoorbeeld een ziekenauto, en verenigt niet de goede eigenschappen van trekbestendige vezels enerzijds en een drukbestendig materiaal anderzijds in één constructie.

2o De uitvinding zal hieronder aan de hand van een, in de tekeningen weergegeven, voorbeeld worden toegelicht.

Fig. 1 toont een zijaanzicht van een gedeelte van een fietsbrug volgens de uitvinding.

25

Fig. 2 toont een dwarsdoorsnede van een fietsbrug volgens de uitvinding.

30 10 0 0 7 7 0

AFP 2469 PDNL

7

VOORBEELD

Op een landhoofd 1 en een peiler 2 is een constructiedeel bevestigd. Het constructiedeel bestaat uit een tweetal langsliggers 3 (lengte 10 5 m) die middels lijm aan een plaat 4 (oppervlak 10 x 2.5 m) zijn bevestigd. De langsliggers 3 zijn vervaardigd van onverzadigd polyester hars op basis van isoftaalzuur en versterkt met vezels van Twaron® type 1055 1610f1000 (poly(para-fenyleen tereftaalamide) met een elasticiteitsmodulus van 120 GPa (gemeten volgens DIN 65356/ DIN 65382). In de zijde evenwijdig aan de plaat 4, de bodemzijde, zijn de vezels unidirectioneel in de langsrichting (90% van het totale gewicht aan vezels in de bodemzijde) en in de dwarsrichting (10% van het totale gewicht aan vezels in de bodemzijde) van de langsligger 3 in de kunststofmatrix ingebed. In de beide andere zijden, de zijkanten, van 1C de langsligger 3 is een weefsel van dezelfde vezels ingebed, zodanig lb dat zowel de inslag- als de kettingdraden een hoek van 45° met de lengte as van de langsligger 3 maken. De weefsels lopen door tot 5 centimeter in de bodemzijde.

2Q De bodemzijde van elk van de langsliggers 3 heeft een breedte van 40 cm, de beide zijkanten hebben een hoogte van 60 cm. De zijkanten maken een hoek (a) met de bodemzijde van 95°.

Op de plaat 4 zijn deuvels (niet afgebeeld) aangebracht. De plaat 4 is 25 voorzien van opstaande randen 5 en de zo ontstane bak is vol gepompt met beton 6. Na het uitharden van het beton 6 zijn de langsliggers 3 en de plaat 4 middels de deuvels met het beton 6 verbonden. Verder is in het beton 6 een verankering 7 aangebracht om een verbinding met de peiler 2 tot stand te brengen.

30

Om de langsliggers 3 is een doos 8 aangebracht, die de langsliggers 3 aan het oog onttrekt. Tussen de doos 8 en de peiler 2 zijn oplegblokken 9 bevestigd. De doos 8 is eveneens vervaardigd van de genoemde, met vezels versterkte, polyester hars.

1 0 U ü 7 7 0

Claims

1. Construct! edeel voor bruggen, vloeren en dergelijke, welk 5 constructiedeel tenminste één langsligger waarop een plaat is aangebracht omvat, met het kenmerk, dat de langsligger van kunststof is gemaakt en een trapezium, V- of U-vormige of rechthoekige doorsnede heeft en dat tenminste de zijde evenwijdig aan de plaat is versterkt met paral Iele vezels met een ingebedde elasticiteitsmodulus groter dan 50 GPa.

2. Constructiedeel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat meer dan 60 gewichtsprocent van de vezels in de zijde evenwijdig aan de plaat zich in de langsrichting van de langsligger uitstrekken. 15

3. Constructiedeel volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de plaat van kunststof is gemaakt.

4. Constructiedeel volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de plaat 2Q rondom van een opstaande rand is voorzien.

5. Constructiedeel volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de overige zijden zijn versterkt met een weefsel of 25 legsel van vezels.

6. Constructiedeel volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat zowel de inslag- als de kettingdraden een hoek tussen 30° en 60° met de lengte-as van de langsligger maken. 30

7. Constructiedeel volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de vezels geheel of grotendeels uit poly(p-fenyleen tereftaalamide), glas of koolstof bestaan. 1000770 AFP 2469 PDNL

8. Constructiedeel volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de langsligger en de plaat op elkaar gelijmd zijn.

9. Constructiedeel volgens één der voorgaande conclusies, met het 5 kenmerk, dat om de langsligger of langsliggers een doos wordt aangebracht.

10. Constructiedeel volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de doos aan de plaat is bevestigd. 10

11. Brug voorzien van een constructiedeel volgens één der voorgaande conclusies.

12. Gebouw voorzien van een constructiedeel volgens één der conclusies

15 M0·

13. Werkwijze voor het vervaardigen van een brug of vloer, waarbij de uiteinden van een constructiedeel volgens één der conclusies 1-10 elk op een ondersteuning worden gelegd of bevestigd, zodanig dat 2Q de plaat zich aan de bovenzijde bevindt, en waarbij een laag beton op de plaat wordt gepompt.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, waarbij, voor het storten van het beton, deuvels of ankers op het constructiedeel worden 25 aangebracht. 30 1 0 0 £: 7 7 ;