NL9301608A - Betonnen voertuigkering. - Google Patents

Description

Betonnen voertuigkering.

De uitvinding heeft betrekking op een betonnen voertuigkering bestaande uit aan elkaar gekoppelde prefab-elementen, die los op het wegdek staan.

Met de uitvinding wordt beoogd een voertuigkering te verschaffen die aan de volgende voorwaarden kan voldoen: 1. De voertuigkering is eenvoudig montabel en demontabel; 2. De voertuigkering is uitgevoerd als een niet volledig starre, in horizontale richting elastische ligger, die in het algemeen volgens een rechte lijn loopt doch ook een bocht met een relatief grote straal kan maken.

3. De voertuigkering moet voldoen aan bepaalde eisen ten aanzien van het opnemen van botsenergie, bijvoorbeeld moet de kering bestand zijn tegen een aanrijding door een voertuig met een bepaald massa (bijv. 1000 kg), met een bepaalde snelheid (bijv. 100 km per uur) en een bepaalde aanrijdhoek (bijv.

20°), waarbij aan de verplaatsing van de kering zekere beperkingen worden gesteld.

Een in de aanhef aangeduide betonnen voertuigkering is volgens de uitvinding gekenmerkt doordat elk element een uitsparing aan beide einden heeft, dat de uitsparingen van elkaar opvolgende aan elkaar gekoppelde elementen beurtelings aan de onder- en bovenzijde zijn gelegen resp. boven en onder een uitstekend deel, dat elke uitsparing van een element is gevuld met een uitstekend deel van een aan dat element gekoppeld volgend element, en dat ter plaatse van elke koppeling één van de uitstekende delen ten minste twee in hoofdzaak verticale stalen profielen heeft, die in stalen kokers van het andere uitstekende deel steken.

De koppelingen tussen de elementen moeten een buigend moment kunnen opnemen. Het grootste op te nemen moment is het zgn. breukmoment van de koppelingsdelen. Om te bereiken dat de ligger over de gehele lengte ongeveer dezelfde sterkte heeft, dient het breukmoment van de betondoorsnede in hoofdzaak gelijk te zijn aan het breukmoment van de koppeling.

Een stelmogelijkheid in lengterichting van de voertuigkering, een vereenvoudiging van de montage en een middel om lengteveranderingen ten gevolge van temperatuurwisselingen op te nemen, worden verkregen indien de stalen kokers, waarin de verticale stalen profielen steken, de vorm van een slobgat hebben met een relatief grote afmeting in de lengterichting van de elementen en een relatief kleine afmeting in de richting dwars op de lengterichting.

In de uitstekende delen van het element zijn bij voorkeur horizontaal geplaatste stalen profielen ingebetonneerd waaraan de genoemde verticale stalen profielen resp. de stalen kokers zijn bevestigd.

De duurzaamheid van de elementen wordt verbeterd indien in de lengterichting de elementen worden voorgespannen met behulp van ingebetonneerde voorspandraden. Een verdere verbetering van de kwaliteit wordt verkregen door het in het beton aanbrengen van horizontale en verticale wapeningsconstructies.

Elk element heeft bij voorkeur in dwarsdoorsnede in hoofdzaak de vorm van twee op elkaar gestapelde gelijkbenige trapezia met een brede basis aan de onderzijde, waarbij de lengte van de smalle bovenzijde van het onderste trapezium gelijk is aan de lengte van de brede basis van het bovenste trapezium en de schuine zijden van het onderste trapezium een scherpere hoek ten opzichte van de basis maken dan de schuine zijden van het bovenste trapezium. Wezenlijk voor de constructie van de voertuigkering volgens de uitvinding is, dat kinetische botsenergie kan worden omgezet in verplaatsing en buiging. De elementen van de voertuigkering worden in de fabriek gemaakt en kunnen uiterst eenvoudig worden gemonteerd en gedemonteerd.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van de figuren.

Fig. 1 toont een perspectivisch aanzicht van een deel van de voertuigkering.

Fig. 2 toont een zijaanzicht van een deel van de voertuigkering, gedeeltelijk in doorsnede.

Fig. 3 toont een doorsnede volgens de lijn III-III.

Fig. 4 toont een doorsnede volgens de lijn IV-IV.

De weergegeven voertuigkering bestaat uit twee types betonnen prefab-elementen 1 resp. 2, die los op het wegdek staan en aan elkaar zijn gekoppeld.

In dwarsdoorsnede heeft elk van de elementen 1 en 2 de vorm van twee op elkaar gestapelde gelijkbenige trapezia 5 en 6 waarvan de brede basis aan de onderzijde is gelegen. Een dergelijk profiel wordt wel "New Jersey-profiel" genoemd. De lengte van de smalle bovenzijde van het onderste trapezium is gelijk aan de lengte van de brede basis van het bovenste trapezium en de schuine zijden van het onderste trapezium maken een scherpere hoek met de basis dan de schuine zijden van het bovenste trapezium.

De elementen 1 van het eerste type hebben aan beide uiteinden uitsparingen aan de onderzijde (het onderste trapezium 5 ontbreekt), terwijl de elementen 2 van het tweede type aan beide uiteinden uitsparingen aan de bovenzijde bezit (het bovenste trapezium 6 ontbreekt).

In het uitstekende deel 3 boven de uitsparingen van het element 1 van het eerste type is in het bovenste trapezium een H-balk 7 ingebetonneerd, waaraan twee buizen 8 met onderlinge afstand zijn vastgelast.

In het uitstekende deel 4 onder de uitsparingen van de elementen 2 van het tweede type is in het onderste trapezium een H-balk 9 ingebetonneerd waaraan twee kokers 10 zijn vastgelast, die dezelfde onderlinge afstand als de buizen 8 bezitten.

De kokers 10 hebben, gezien in de langsrichting van de elementen 2, relatief lange rechte zijden en gezien in de dwarsrichting relatief korte gebogen of rechte zijden. De kokers kunnen als slobgaten worden opgevat.

Zoals uit fig. 1 blijkt, zijn ter koppeling van de elementen 1 en 2 steeds twee buizen 8 in twee kokers 10 gestoken. Omdat de kokers 10 in langsrichting van de elementen relatief lang zijn, is er in langsrichting een stelmogelijkheid gegeven en kunnen lengteveranderingen ten gevolge van temperatuurwisselingen worden opgenomen.

In de lengterichting van de elementen zijn voorspandraden 11 ingebetonneerd, terwijl voorts niet-voorgespannen dwarswapening 12 en langswapening 13 zijn aangebracht. De duurzaamheid wordt door deze combinatie sterk vergroot.

Het breukmoment van de uit buizen 8 en kokers 10 bestaande koppeling tussen de elementen dient ongeveer overeen te komen met het breukmoment van de betondoorsnede. Daardoor heeft de voertuigkering over de gehele lengte ongeveer dezelfde buigsterkte.

De werkende lengte van elk element 1,2 bedraagt bijvoorbeeld 12 meter hoewel lengtes van 6 en 3 meter ook mogelijk zijn, in het bijzonder indien bochten moeten worden gevolgd.

De getoonde voertuigkering is een niet volledig starre, in horizontale richting elastische ligger waarvan de koppelingen een buigend moment kunnen opnemen.

De reactiekrachten bij botsing worden geleverd door de wrijving tussen de los op het wegdek staande kering en het wegdek, de vertragingskrachten van de aangeslagen massa en de opgewekte deformatiekrachten. Een deel van de kinetische energie van het voertuig, ingeval van een botsing, wordt opgenomen door de wrijvingsenergie, verplaatsingsarbeid en vervormingsenergie in de vorm van buiging en eventuele verbrijzeling van de voertuigkering. Het andere deel van de energie van het voertuig blijft in het botsende voertuig, in de vorm van beweging en/of vervorming (kreukelzone), of komt terug uit de kering. Het uiteindelijke resultaat, na bijvoorbeeld een krachtige botsing, laat in de omgeving van de botsing permanente verplaatsingen over de weg van een gedeelte van de kering zien en een gebogen staat van enige van de afzonderlijke elementen. Na een krachtige botsing en bij afwezigheid van schade aan de kering worden de betrokken elementen eenvoudig en snel, met bijvoorbeeld hefmiddelen, in hun oorspronkelijke positie teruggezet. Beschadigde elementen kunnen op gelijke snelle en eenvoudige wijze door nieuwe of onbeschadigde her te gebruiken elementen worden vervangen.

Werkzaamheden voor vervanging en verplaatsing van elementen vergen weinig tijdig, zodat het verkeer zo min mogelijk in zijn beweging wordt belemmerd, bijvoorbeeld door plaatselijke en/of gedeeltelijke wegafzettingen.

Bij kleine botsingen treden geen permanente verplaatsingen op, waardoor de kering na zo een botsing in zijn oorspronkelijke staat terugkeert en schadevrij is.

De onderhavige kering behoeft in zo een geval niet hersteld te worden.

Vertragingen van een voertuig zullen van dezelfde orde van grootte zijn als het geval is bij verstijfde stalen geleiderails en twee tot vier maal kleiner zijn dan bij een starre constructie, zoals een ter plaatse gestorte voertuigkering.

Resumerend kunnen als belangrijkste voordelen worden genoemd: 1: Veiligheid

De kans, dat een vrachtauto door de kering heen breekt is klein.

De voertuigkering is flexibel. Bij een zware aanrijding buigt de voertuigkering uit en verplaatst voor een deel over het wegdek. Daardoor worden de vertragingen van het voertuig en de inzittenden tot een aanvaardbaar niveau beperkt.

- In het geval, dat de voertuigkeringen worden geprefabriceerd is de oppervlakteruwheid van het gedeelte van het New Yersey profiel laag. Dit heeft het gevolg, dat bij een botsing met de voertuigkering een lagere opvoerhoogte van de wielen van het voertuig op de voertuigkering optreedt en een betere geleiding van het voertuig plaatsvindt. De kleinere opvoerhoogte van de wielen verkleint de kans op het over de kop slaan.

- Bij reconstructies van wegen kan de voertuigkering als tijdelijke afscherming van de wegvakken worden gebruikt, waardoor de werklieden degelijk beschermd kunnen worden tegen bijvoorbeeld rijdende voertuigen, welke per ongeluk in het werkgebied zouden kunnen komen.

2: Montage, demontage

Montage en demontage gaan eenvoudig en snel. Eventueel beschadigde voertuigkeringen kunnen snel vervangen worden.

Tijdens montage en demontage treden geen beschadigingen op.

3: Ruimtegebruik

Doordat de uitbuiging na een botsing kleiner is in vergelijking met de stalen geleiderail, kan met een geringere breedte tussen te scheiden rijbanen worden volstaan.

4: Kosten van aanleg, hergebruik - Alhoewel de kosten van aanschaf en plaatsing hoger zijn dan die van de stalen geleiderail en die van de ter plaatse gestorte betonnen voertuigkering, worden de meerkosten grotendeels gecompenseerd door de grotere levensduur (meer dan 40 jaar) en de hoge restwaarde, vanwege het eenvoudige hergebruik.

Bij reconstructies van wegen kan de voertuigkering op twee verschillende wijzen worden gebruikt, nl. eerst als tijdelijke degelijke afscherming van de werkvlakken van de weg en daarna als voertuigkering voor de definitieve situatie.

Dit tweevoudige gebruik levert aanzienlijke besparingen op.

- Indien de voertuigkering niet meer nodig is, kunnen de elementen zonder schade gedemonteerd en elders hergebruikt worden.

5: Beheer en onderhoud

Het onderhoud ten gevolge van aanrijdingen is gering.

De kans op schade blijkt gering te zijn, evenals de omvang van de schade. Ook de reparatietijd kan kort zijn ten gevolge van de goede mogelijkheid tot eenvoudige vervanging van de beschadigde elementen, zondat schade aan te brengen aan de niet beschadigde elementen.

Reconstructies van wegen, zoals bijvoorbeeld herprofilering en het aanbrengen van nieuwe lagen voor het wegdek, blijken zeer goed uit te voeren door bijvoorbeeld het tijdelijk verplaatsen van de voertuigkering en herplaatsing na reconstructie.

Bij calamiteiten kunnen snel en eenvoudig doorsteekopeningen in de voertuigkering gemaakt worden.

- Bij wegen met een hoge verkeersintensiteit is een eenvoudig beheer en een gering en snel onderhoud van zeer groot belang voor wegbeheerders, waarbij de economische belangen van weggebruikers een grote rol kunnen spelen.

Voor wegen met eem krap dwarsprofiel zijn de belangen op het gebied van economie en tijd nog groter.

Het aantal en de omvang van de reparaties dienen dan ook zo veel mogelijk te worden beperkt.

Deze voertuigkering voldoet zeer goed aan al deze eisen.

Binnen het kader van de uitvinding zijn verschillende wijzigingen mogelijk. De H-profielen 7 en 9 kunnen worden vervangen door kokers. De buizen 8 zouden in de uitstekende delen 4 van de elementen 2 en de kokers 10 zouden in de uitstekende delen 3 van de elementen 1 kunnen zijn opgenomen.

Het is ook mogelijk, dat deel 1 of deel 2 aan de ene zijde een uitstekend deel 3 heeft en aan de andere zijde een uitstekend deel 4.

Om onvlakheden in het wegdek op te vangen kunnen de elementen* voorzien van tenminste een voetstuk 15. In geval van de aanwezigheid van voetstukken wordt de afwatering onder de voertuigkering zo weinig mogelijk belemmerd.

Door het aanbrengen van dwarsgroeven aan de onderzijde van een element van de voertuigkering wordt bovendien de doorgang van klein wild zo min mogelijk beperkt. Bij de meeste autowegen kan worden volstaan met een radius voor de voertuigkering van 500 - 800 meter.

Hierbij kunnen bijvoorbeeld elementen van een lengte van circa 12 meter worden gebruikt.

Door meerdere kleinere elementen, met een lengte van bijvoorbeeld 6 meter te nemen, en/of de tolerantie in de koppelingen te vergroten zijn kleinere radii voor de voertuigkering te bereiken.

Kleinere radii zijn ook te bereiken, zonder vergroting van de toleranties in de koppelingen en/of verkleining van de lengte van het element, door geknikte elementen toe te passen.

Claims (10)

1. Betonnen voertuigkering bestaande uit aan elkaar gekoppelde prefab-elementen, die los op het wegdek staan, met het kenmerk, dat elk element (1 resp. 2) een uitsparing aan beide einden heeft, dat de uitsparingen van elkaar opvolgende aan elkaar gekoppelde elementen beurtelings aan de onder- en bovenzijde zijn gelegen resp. boven en onder een uitstekend deel (3 resp. 4), dat elke uitsparing van een element is gevuld met een uitstekend deel van een aan dat element gekoppeld volgend element, en dat ter plaatse van elke koppeling één van de uitstekende delen (3) ten minste twee in hoofdzaak verticale stalen profielen (8) heeft, die in stalen kokers (10) van het andere uitstekende deel (4) steken.

2. Voertuigkering volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de stalen kokers (10) waarin de verticale stalen profielen (8) steken slobgaten vormen met een relatief grote afmeting in de lengterichting van de elementen en met een relatief kleine afmeting dwars op de lengterichting.

3. Voertuigkering volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat in de uitstekende delen van de elementen (1 en 2) horizontale stalen profielen (7 resp. 9) zijn ingebetonneerd, waaraan genoemde verticale stalen profielen (8 ) respectievelijk de stalen kokers (10) zijn bevestigd.

4. Voertuigkering volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk. dat het breukmoment van de betondoorsnede in hoofdzaak gelijk is aan het breukmoment van de uit verticale stalen profielen (8) en stalen kokers (10) bestaande koppeling.

5. Voertuigkering volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in de lengterichting de elementen (1,2) worden voorgespannen met behulp van ingebetonneerde voorspandraden (11).

6. Voertuigkering volgens conclusie 5. met het kenmerk, dat voorts in dwars- en in langsrichting wapeningsconstructies (12) en (13) zijn ingebetonneerd.

7. Voertuigkering volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat elk element in dwarsdoorsnede in hoofdzaak de vorm heeft van twee op elkaar gestapelde gelijkbenige trapezia (5.6) met de brede basis aan de onderzijde, dat de lengte van de smalle bovenzijde van het onderste trapezium gelijk is aan de lengte van de brede basis van het bovenste trapezium en dat de schuine zijden van het onderste trapezium een scherpere hoek ten opzichte van de basis maken dan de schuine zijden van het bovenste trapezium.

8. Voertuigkering volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat elk element voorzien is van tenminste één voetstuk (15).

9· Voertuigkering volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat elk element aan de onderzijde in dwarsrichting tenminste één groef bevat en wel van zodanige afmetingen, dat doorgang aan klein wild verleend kan worden.

10. Voertuigkering volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat, voor het vervaardigen van een bocht met een bekende radius of meerdere bekende radii, elk van de elementen in de lengterichting van het element voorzien is van tenminste één knik, waarbij de knikhoek inligt tussen 0 en 10 graden.