NL2014337B1

NL2014337B1 - Composietbrugdek en brugconstructie.

Info

Publication number: NL2014337B1
Application number: NL2014337A
Authority: NL
Inventors: Hendricus Alphonsus Peeters Johannes
Original assignee: Fibercore Ip Bv
Priority date: 2015-02-23
Filing date: 2015-02-23
Publication date: 2016-10-13
Also published as: CA2975980A1; AU2016224085A1; PT3262238T; ES2735420T3; EP3262238B1; US20180016759A1; TR201910368T4; WO2016137318A1; EP3262238A1; DK3262238T3; AU2016224085B2; US10208438B2; PL3262238T3

Abstract

Een brugconstructie omvat een brugondersteuning of landhoofd (2) en een daarop ondersteund brugdek (1) bestaande uit een composietpaneel (5) met een bovenste kunststofhuid (6), een onderste kunststofhuid (8) en een kern (7) tussen, en bevestigd aan, de kunststofhuiden. Tevens heeft het brugdek, aan tenminste een rand van het composietpaneel, een randbalk (9) die rust op de brugondersteuning. De randbalk (9) overlapt de kern (7) van het composietpaneel (5) in hoogterichting, terwijl de bovenste kunststofhuid (6) een uitstekend gedeelte (28) bezit dat uitsteekt ten opzichte van de kern (7). Het uitstekende gedeelte (14) van de bovenste kunststofhuid (6) strekt zich uit over en is bevestigd aan de randbalk (9).

Description

Composietbrugdek en brugconstructie

De uitvinding betreft een brugdek, omvattende een composietpaneel met een bovenste kunststofhuid, een onderste kunststofhuid en een kern tussen, en bevestigd aan, de kunststofhuiden, en aan tenminste een rand van het composietpaneel een randbalk.

Een dergelijk brugdek is bekend. Het composietpaneel daarvan is veelal aan de randen voorzien van stalen randbalken. Deze stalen randbalken kunnen zich dwars op de langsrichting van het brugdek uitstrekken, en leiden de krachten door die voortvloeien uit het gewicht van het brugdek en het gewicht van het wegverkeer dat over het brugdek rijdt. De geconcentreerde oplegkrachten die ter plaatse van de oplegging van de randbalk op de brugondersteuning optreden, kunnen aldus regelmatig worden verspreid over het composietpaneel. Ook kunnen aan de langsranden van het composietpaneel kunnen dergelijke randbalken zijn voorzien.

Hoewel een aldus uitgevoerd brugdek uitstekend geschikt is voor zwaar verkeer, blijkt dat in de praktijk toch op den duur problemen kunnen optreden ter plaatse van de overgang van de stalen randbalk en het composietmateriaal van het brugdek. Deze problemen worden voor een deel veroorzaakt dor de omstandigheid dat de stalen randbalk een hogere stijfheid heeft dan het composietmateriaal. De door de wielbelasting van het wegverkeer op de brugconstructie uitgeoefende krachten leiden er daardoor toe dat op de overgang tussen de stalen randbalk en het composietmateriaal ongelijke vervormingen optreden. De stalen randbalk vervormt in mindere mate dan het composietmateriaal, zodanig dat de aanhechting tussen die onderdelen voortdurend en op wisselende wijze wordt belast. Uiteindelijk kan de aanhechting dan bezwijken.

De daaruit voortvloeiende scheurvorming in het oppervlak van het brugdek leidt ertoe dat vocht kan insijpelen, zodanig dat corrosie en verdere scheurvorming bij vorst kan optreden.

Een doel van de uitvinding is daarom een verbeterd brugdek te verschaffen. Een verder doel is een brugdek te verschaffen date minder gevoelig is voor de verschillen in vervorming die optreden tussen de stalen delen en de composietdelen daarvan. Weer een ander doel is een brugdek te verschaffen waarbij scheurvorming onder invloed van wisselende belastingen wordt tegengegaan. Deze en ander doelen worden bereikt doordat de randbalk de kern van het composietpaneel in hoogterichting overlapt, dat de bovenste kunststofhuid een uitstekend gedeelte bezit dat uitsteekt ten opzichte van de kern en dat het uitstekende gedeelte van de bovenste kunststofhuid zich uitstrekt over en is bevestigd aan de randbalk.

Bij het brugdek volgens de uitvinding is de bovenlaag van het composietpaneel zodanig uitgevoerd dat deze uitsteekt ten opzichte van de kern van het composietpaneel. Deze bovenlaag ligt dus, anders dan de kern, niet stomp aan tegen de stalen randbalk maar sterkt zich daarover heen uit. De stalen randbalk vormt dus een onderdeel van het brugdek dat volledig verborgen is onder de bovenlaag van het composietpaneel. De bovenlaag van het composietmateriaal, met andere woorden het uitstekende gedeelte van de bovenste kunststofhuid, bedekt de randbalk volledig. Gevolg daarvan is dat het wielcontact slechts optreedt op het oppervlak van die bovenlaag, zodat een gelijkmatig belastingsverloop, gaande van het brugdek naar het aanpalende landhoofd en omgekeerd wordt verkregen.

Anders dan bij de bekende brugdekken treden geen grote verschillen in vervorming op, waardoor de integriteit van het brugdek behouden kan blijven. Daaruit vloeit voort dat er nauwelijks of geen aanleiding is tot scheurvorming, en insijpelen van vocht en lokale bevriezing worden vermeden.

Zoals reeds genoemd kan de kern stomp aanliggen tegen de randbalk of tegen een vullinglaag, zoals een lijmlaag, waarmee de randbalk tenminste gedeeltelijk is bekleed of bedekt. In het bijzonder kan daarbij het composietpaneel een kopschot omvatten dat de kern en eventueel de kunststofhuiden begrenst, welk kopschot dan aanligt tegen de randbalk of tegen een vullinglaag, zoals een lijmlaag, waarmee de randbalk tenminste gedeeltelijk is bekleed of bedekt. Noodzakelijk is een dergelijk kopschot echter niet.

Bij afwezigheid van een kopschot liggen de onderste kunststofhuid en de kern direct stomp aan tegen de randbalk of tegen de vullinglaag.

Door middel van de lijmlaag kan het composietpaneel betrouwbaar en afdichtend aan de stalen randbalk worden bevestigd. In aanvulling daarop kunnen zich in het uitstekende gedeelte van de bovenste kunststofhuid en de randbalk onderling uitgelijnde openingen bevinden. Door elk paar uit een opening in de bovenste kunststofhuid en een opening in de randbalk die ten opzichte van elkaar zijn uitgelijnd kan zich een pen of bout uitstrekken. Indien de randbalk een bovenste steunvlak heeft waarop de bovenste kunststofhuid is ondersteund, kunnen de openingen zich daarin bevinden. Dat steunvlak kan zich bij voorkeur tenminste bevinden in een bovenste flens heeft en het steunvlak, in welke flens zich de openingen bevinden.

Verder kan de randbalk een onderste flens hebben waarop de onderste huid is ondersteund. Ook in deze onderste kunststofhuid en de onderste flens kunnen zich onderling uitgelijnde openingen bevinden; door elk paar uit een opening in de onderste kunststofhuid en een opening in de onderste flens kan zich een pen uitstrekken.

Op deze wijze wordt een positieve mechanische verbinding tussen de randbalk en het composietpaneel verzekerd. In een voorkeursuitvoeringsvorm kunnen de openingen een reeks uit paren openingen vormen. Deze reeks strekt zich uit in de langsrichting van de randbalk uit. Van deze reeks werkt tenminste één paar openingen en de bijbehorende pen nauwsluitend met elkaar samen zodanig dat een vaste positie van de randbalk en het composietpaneel ten opzichte van elkaar is verzekerd. De andere paren openingen echter hebben de vorm van een slobgat waarvan de grootste afmeting is gericht in de langsrichting van de randbalk ter compensatie van uitzettingsverschillen tussen de randbalk en het composietpaneel.

Aan de vrije rand van het uitstekende gedeelte van de bovenste kunststofhuid en de randbalk kan een hoekprofiel zijn voorzien waarvan een been het bovenoppervlak van het uitstekende gedeelte of en zich op dat uitstekende gedeelte bevindende deklaag bedekt en waarvan het andere been zich langs de begrenzing van het uitstekende gedeelte van de bovenste kunststofhuid, de randbalk en de eventueel zich op het uitstekende gedeelte bevindende deklaag uitstrekt. Een dergelijk hoekprofiel biedt een verdere bescherming van het laminaat uit deklaag, bovenste kunststofhuid en de flens van de randbalk.

De randbalk kan met verschillende dwarsdoorsnede zijn uitgevoerd. Als voorbeeld wordt genoemd een randbalk met een koker ten opzichte van waarvan de bovenste flens en de onderste flens uitsteken. De openingen voor de bout of pen kunnen zich vinden in de bovenste flens, maar ook uitmonden in de koker. Andere vormen zonder koker, zoals een Z-vormige randbalk, zijn echter ook mogelijk.

De uitvinding betreft verder een randbalk voor de hiervoor beschreven brugconstructie, omvattende een bovenzijde en een onderzijde, een naar het composietpaneel te keren voorzijde en een tegenoverliggende achterzijde, waarbij de bovenzijde een zich in de langsrichting uitstrekkende reeks openingen heeft in elk waarvan een pen opneembaar is, waarbij de voorzijde is voorzien van een onderste flens die is afgekeerd van de achterzijde, in welke onderste flens zich een reeks openingen bevindt in elk waarvan een pen opneembaar is.

De onderste flens bevindt zich bij voorkeur op afstand van de bovenzijde en van de onderzijde van de randbalk, gezien in hoogterichting daarvan. Verder kan de bovenzijde van de randbalk een bovenste flens omvatten die uitsteekt ten opzichte van de voorzijde van de randbalk en die is afgekeerd van de voorzijde van de randbalk, in welke bovenste flens zich de reeks openingen bevindt. Bij voorkeur heeft de randbalk een kokervorm, ten opzichte waarvan de bovenste en onderste flens uitsteken.

Daarnaast betreft de uitvinding een composietpaneel voor de hiervoor beschreven brugconstructie, omvattende een bovenste kunststofhuid, een onderste kunststofhuid en een kern tussen, en bevestigd aan, de kunststofhuiden, waarbij de bovenste kunststofhuid een uitstekend gedeelte bezit dat uitsteekt ten opzichte van de kern.

In het uitstekende gedeelte van de bovenste kunststofhuid kan zich een reeks openingen bevinden waarin een pen opneembaar is. Ook in de onderste kunststofhuid kan zich een reeks openingen bevinden die evenwijdig is aan de reeks openingen in het uitstekende gedeelte van de bovenste kunststofhuid, waarbij de afstand tussen die reeks openingen en de rand van de kern die zich bevindt aangrenzend aan het uitstekende gedeelte van de bovenste kunststofhuid van dezelfde ordegrootte is als de breedte van dat uitstekende gedeelte.

Vervolgens zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van het in de figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeeld.

Figuur 1 toont een verticale doorsnede door de brugconstructie volgens de uitvinding, met brugdek en landhoofd.

Figuur 2 toont het bovenaanzicht volgens II van figuur 1.

Figuur 3 toont het vooraanzicht op de randbalk waarbij het composietpaneel is weggedacht.

Figuur 1 toont in verticale doorsnede een brugdek 1 alsmede een landhoofd 2 dat in het weergegeven voorbeeld een wegdek 3 alsmede een zich op een lager niveau bevindende, oplegging 4 voor het brugdek 1 heeft. Het brugdek 1 zelf bestaat uit een composietpaneel 5 dat op zich bekend is, alsmede de stalen randbalk 9. Dit composietpaneel bestaat schematisch uit de bovenste kunststofhuid 6, een onderste kunststofhuid 8 en zich daartussen bevindende kern 7. Rondom is een kopschot 29 voorzien. Dit kopschot 29 en de onderste kunststofhuid 8 van het composietpaneel 5 liggen stomp aan tegen de voorzijde 10 van de randbalk 9. De bovenste kunststofhuid 6 strekt zich echter, met het uitstekende gedeelte 28, voorbij de kern 7 uit tot over de bovenzijde 11 van de randbalk 9.

De randbalk 9 heeft aan de voorzijde 10 daarvan een onderste flens 24. Ten opzichte van de tegenoverliggende achterzijde 12 van de randbalk 9 bevindt zich een bovenste flens 14, die aansluit op de bovenzijde 11 van de randbalk 9. De onderzijde 13 van de randbalk 9 heeft oplegnokken 15 waarmee het brugdek 1 is ondersteund op het een landhoofd 2. Genoemde bovenzijde, onderzijde, voorzijde en achterzijde bepalen in het weergegeven voorbeeld de in zijn geheel met 26 aangeduide koker met rechthoekige doorsnede. Ook andere doorsneden zijn echter mogelijk voor deze koker. Verder zijn dwarsdoorsneden mogelijk zonder koker, zoals een Z-vormige randbalk.

De bovenste flens 14 bezit een reeks gaten 16 zoals ook weergegeven is in het bovenaanzicht van figuur 2. Ook de onderste flens 24 bezit een reeks gaten 17 zoals te zien is in figuur 2. In de gaten 17 van de onderste flens 24 zijn pennen 18 opgenomen, die steken in gaten 19 in de onderste kunststofhuid 8 van het composietpaneel 5. In de gaten 16 van de bovenste flens 14 en in de openingen 27 van het uitstekende gedeelte 28 van de bovenste kunststofhuid 6 zijn bouten 20 gestoken waarvan de kop is verzonken in uitsparingen 21. Deze bouten strekken zich uit door het wegdek 22 dat is aangebracht op de bovenste kunststofhuid 6, door het uitstekende gedeelte 28 van deze bovenste kunststofhuid 6 en door de bovenste flens 14. Over de kopse kant gevormd door de bovenste steunflens 14, het uitstekende gedeelte 28 van de bovenste kunststofhuid 6 en het wegdek 22 is een hoekijzer 23 aangebracht, dat de kop van de bouten 20 ook gedeeltelijk bedekt.

De bovenste kunststofhuid 6 en het wegdek 22 strekken zich dus vanaf de kem7 van het composietpaneel 5 continu uit tot bij de overgang naar het wegdek 3 op het landhoofd 2. Er is dus geen wielcontact met de randbalk 9, zodat een gelijkmatige overgang van de wielbelasting vanuit het composietpaneel 5 naar het landhoofd 2 wordt verkregen. Er ontstaan geen vervorming verschillen tussen de randbalk 9 die gewoonlijk uit staal bestaan, en het uit kunststof bestaande composietpaneel 5 waardoor de brugconstructie goed bestand is tegen vermoeiing.

Tussen het aldus gevormde composietpaneel 5 en de aangrenzende vlakken van de randbalk 9 kan ook een lijmlaag 25 zijn voorzien. Hoewel in het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld de randbalk zich bevindt aan de rand van het composietpaneel die is gekeerd naar het landhoofd, kunnen dergelijke randbalken zich als alternatief of aanvullend ook aan de andere randen van het composietpaneel bevinden.

Lijst van verwijzingstekens 1. Brugdek 2. Landhoofd 3. W egdek landhoofd 4. Oplegging landhoofd 5. Composietpaneel 6. Bovenste kunststofhuid 7. Kern 8. Onderste kunststofhuid 9. Randbalk 10. Voorzijde randbalk 11. Bovenzij de randbalk 12. Achterzijde randbalk 13. Onderzij de randbalk 14. Bovenste flens 15. Steunnok 16. Opening in bovenste flens 17. Opening een onderste flens 18. Pen 19. Gat in onderste kunststofhuid 20. Bout 21. Opening houtkop 22. Wegdek 23. Hoekijzer 24. Onderste flens 25. Lijmlaag 26. Koker 27. Opening bovenste kunststofhuid 28. Uitstekend gedeelte bovenste kunststofhuid 29. Kopschot

Claims

1. Brugdek (1), omvattende een composietpaneel (5) met een bovenste kunststofhuid (6), een onderste kunststofhuid (8) en een kern (7) tussen, en bevestigd aan, de kunststofhuiden, en aan tenminste een rand van het composietpaneel een randbalk (9), met het kenmerk dat de randbalk (9) de kern (7) van het composietpaneel (5) in hoogterichting overlapt, dat de bovenste kunststofhuid (6) een uitstekend gedeelte (28) bezit dat uitsteekt ten opzichte van de kern (7) en dat het uitstekende gedeelte (14) van de bovenste kunststofhuid (6) zich uitstrekt over en is bevestigd aan de randbalk (9).

2. Brugdek volgens conclusie 1, waarbij het composietpaneel (5) een kopschot (29) omvat dat de kern (7) en eventueel de kunststofhuiden (6, 8) begrenst, welk kopschot (29) aanligt tegen de randbalk (9) of tegen een vullinglaag, zoals een lijmlaag (25), waarmee de randbalk tenminste gedeeltelijk is bekleed of bedekt.

3. Brugdek volgens conclusie 2, waarbij de kern en de onderste kunststofhuid (8) stomp aanliggen tegen de randbalk (9) of tegen een vullinglaag, zoals een lijmlaag (25), waarmee de randbalk tenminste gedeeltelijk is bekleed of bedekt.

4. Brugdek volgens een der voorgaande conclusies, waarbij zich in het uitstekende gedeelte (28) van de bovenste kunststofhuid (6) en de randbalk (9) onderling uitgelijnde openingen (16) bevinden, en door elk paar uit een opening in de bovenste kunststofhuid en een opening in de randbalk die ten opzichte van elkaar zijn uitgelijnd zich een pen of bout (20) uitstrekt.

5. Brugdek volgens conclusie 4, waarbij de randbalk (9) een bovenste steunvlak heeft waarop het uitstekende gedeelte (28) van de bovenste kunststofhuid (6) is ondersteund, in welk steunvlak zich de openingen (16) van de randbalk bevinden.

6. Brugdek volgens conclusie 5, waarbij de randbalk (9) een bovenste flens (14) heeft en het steunvlak (11) tenminste gedeeltelijk is bepaald door de flens, in welke flens zich de openingen bevinden.

7. Brugdek volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de randbalk (9) een onderste flens (25) heeft waarop de onderste kunststofhuid (8) is ondersteund.

8. Brugdek volgens conclusie 7, waarbij zich in de onderste kunststofhuid (8) en de onderste flens (25) onderling uitgelijnde openingen (17) bevinden, en door elk paar uit een opening in de onderste kunststofhuid en een opening in de onderste steunflens zich een pen (18) uitstrekt.

9. Brugdek volgens conclusie 5, 6 of 8, waarbij een reeks paren openingen (16, 17) is voorzien die zich uitstrekt in de langsrichting van de randbalk (9), van welke reeks een paar openingen en de bijbehorende pen (18, 20) nauwsluitend met elkaar samenwerken en andere paren openingen tenminste een opening hebben in de vorm van een slobgat waarvan de grootste afmeting is gericht in de langsrichting van de steunbalk ter compensatie van uitzettingsverschillen tussen de randbalk (9) en het composietpaneel (5).

10. Brugdek volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het uitstekende gedeelte (28) van de bovenste kunststofhuid (6) de randbalk (9) aan de bovenzijde daarvan volledig bedekt.

11. Brugdek volgens een der voorgaande conclusies, waarbij aan de vrije rand van het uitstekende gedeelte (28) van de bovenste kunststofhuid (6) en de randbalk (9) een hoekprofiel (23) is voorzien waarvan een been het bovenoppervlak van het uitstekende gedeelte (28) of en zich op dat uitstekende gedeelte (28) bevindende deklaag (22) bedekt en waarvan het andere been zich langs de begrenzing van het uitstekende gedeelte (28) van de bovenste kunststofhuid (6), de randbalk (9) en de eventueel zich op het uitstekende gedeelte (28) bevindende deklaag (22) uitstrekt.

12. Brugconstructie, omvattende een brugondersteuning of landhoofd (2) en een daarop ondersteund brugdek volgens een der conclusies 1-11, omvattende een composietpaneel (5) met een bovenste kunststofhuid (6), een onderste kunststofhuid (8) en een kern (7) tussen, en bevestigd aan, de kunststofhuiden, en aan tenminste een rand van het composietpaneel een randbalk (9) die rust op de brugondersteuning, met het kenmerk dat de randbalk (9) de kern (7) van het composietpaneel (5) in hoogterichting overlapt, dat de bovenste kunststofhuid (6) een uitstekend gedeelte (28) bezit dat uitsteekt ten opzichte van de kern (7) en dat het uitstekende gedeelte (14) van de bovenste kunststofhuid (6) zich uitstrekt over en is bevestigd aan de randbalk (9).

13. Randbalk (9) voor een brugdek volgens een der conclusies 1-11, met een bovenzijde (11) en een onderzijde (13), een naar het composietpaneel (5) te keren voorzijde (10) en een tegenoverliggende achterzijde (12), waarbij de bovenzijde een zich in de langsrichting uitstrekkende reeks openingen (16) heeft in elk waarvan een pen of bout (20) opneembaar is, waarbij de voorzijde is voorzien van een onderste flens (25) die is afgekeerd van de achterzijde (12), in welke onderste flens zich een reeks openingen (17) bevindt in elk waarvan een pen (18) opneembaar is.

14. Randbalk (9) volgens conclusie 13, waarbij de onderste flens (25) zich bevindt op afstand van de bovenzijde (11) en van de onderzijde (13), gezien in hoogterichting daarvan.

15. Randbalk (9) volgens conclusie 14, waarbij de bovenzijde (11) een bovenste flens (14) omvat die uitsteekt ten opzichte van de achterzijde (12) en die is afgekeerd van de voorzijde, in welke bovenste flens zich de reeks openingen (16) bevindt.

16. Randbalk volgens een der conclusies 13-15, omvattende een koker (26) ten opzichte waarvan de flens/flenzen (14, 25) uitsteken.

17. Composietpaneel (5) voor een brugconstructie volgens een der conclusies 1-11, omvattende een bovenste kunststofhuid (6), een onderste kunststofhuid (8) en een kern (7) tussen, en bevestigd aan, de kunststofhuiden, waarbij de bovenste kunststofhuid een uitstekend gedeelte (28) bezit dat uitsteekt ten opzichte van de kern (7).

18. Composietpaneel (5) volgens conclusie 17, waarbij zich in het uitstekende gedeelte (28) van de bovenste kunststofhuid (6) een reeks openingen (16) bevindt waarin een pen of bout (20) opneembaar is.

19. Composietpaneel (5) volgens conclusie 17 of 18, waarbij zich in de onderste kunststofhuid (8) een reeks gaten (19) bevindt die evenwijdig is aan de reeks openingen (27) in het uitstekende gedeelte (28) van de bovenste kunststofhuid (6), waarbij de afstand tussen de reeks openingen en de rand van de kern (7) die zich bevindt aangrenzend aan en onder het uitstekende gedeelte (28) van de bovenste kunststofhuid (6) van dezelfde ordegrootte is als de breedte van dat uitstekende gedeelte (28).