SE501583C2 - Brokonstruktion - Google Patents

Description

1"? 50 'bf '63 47 58 49 diverse intryckningar eller utbuktningar i plåten anses gripa tag i betongens undersida. Denna metod och används ej i vägbroar. farbaneplattan med armering som momentstyvt homogena betongbalkar. Ett annat vanligt sätt är att använda sig av stålbalkar, t ex I-balkar, där överflänsen ansluter till en underliggande flexibel livplåt. Den förra konstruktionen är gppfinningens andamal och viktigaste kännetecken Ändamålet med uppfinningen är att Uppfinningen utgor ett nytt satt att balk och farbaneplatta säkerställs i denna skjuvarmering utan Samverkan mellan konstruktion ej med studs, spjälkarmering och med en speciell typ av skruvförband, som först överför skjuvkrafterna från balkarna till de på dessa utlagda stälkassetterna, som sträcker sig från balk till balk och dessutom kragar ut utanför dessa. Kassetterna kan sedan p g a stor egen styvhet i farbaneplattans plan fördela skjuvkrafterna på en större bredd av farbaneplattan. Till skjuvförbandet mellan kassett och balk används en grov gängpressande specialskruv med härdad spets. Tillsammans med en distansplåt, som samtidigt utgör kvarsittande mall för skruvgruppen, alternativt andra distanselement, uppnås en extremt hög utmattningshållfasthet i förbandet, vertikalt uppåt sig sträckande kantflänsar, därefter snett inåt, uppåt och företrädesvis symmetriskt, sig sträckande överflänsar, som avslutas med vertikalt sig uppåtsträckande delar med uppåt öppna urtag för armeringsjärn. De snett inåt och uppåt riktade flänsarna utgör mothåll för den gigg som används för borrning genom såväl kassett somm balkfläns. Den plana underflänsen betongen. Spalten mellan kassettens undersida och balken kan tätas med lim eller fogmassa, ytbeläggning.

IQ ZO Zl ll ZÖ s 501 sas Kraftöverföringen inom farbaneplattan förbättras med uppfinningen på följande sätt. Betongens bristfälliga förmåga- att uppta tvärkrafter ersätts av den sammantagna bärförmågan hos kassettens kantflänsar, snett uppåt sig sträckande överflänsar och uppåt sig sträckande avslutande delar. Farbaneplattan kan därigenom göras tunnare än normalt. Samverkanskrafter mellan stål och betong överförs effektivt genom mekanisk anliggning mellan urtagens vertikala kanter och armeringsjärnen.

Kassettens utsträckta form i höjdled gör att krafterna överförs nära den nivå i farbaneplattan där betongtryckresultanten ligger.

Kassettens godstjocklek är sä stor att all dragarmering i plattans underkänt i brons tvärriktning ersätts med kassettens underfläns. Genom att kassettens underfläns kan ta upp hela dragkraften i tvärsnittet uppnås maximal inre hävarm och maximal momentupptagande förmåga. Även vid moment med omvänt tecken uppnås maximal momentupptagande förmåga, eftersom kassettens underfläns ensam kan ta upp tryckkraften av momentet. Kassettens snett inåt och uppåt riktade flänsar tillsammans med den reducerade armeringsmängden möjliggör en säkrare betonggjutning och ger en farbaneplatta med högre kvalitet. Farbaneplattan får alltså en mycket god förmåga att uppta höga koncentrerade punktlaster genom den extremt goda förmågan att vid en given plattjocklek uppta såväl moment som tvärkraft.

Kantbalkens form samt det förhållandet att betong och skruvar i farbaneplattan skyddas av den täta undersidan och det isolerande tätskiktet på ovansidan gör att betong, skruvar och armering får ett på alla sidor gott skydd mot tösalter, urlakning och karbonatisering.

Används betongfyllda balkar med tvá närliggande livplåtar uppnås betongbalkbrons fördelar ur temperaturutjämningssynpunkt, vilket ofta ger enklare och billigare landfästen, lager och övergàngsanordningar. Samtidigt fås, med eller utan betongfyllnad, en konstruktion med god vridstyvhet och stabilitet samt stälbalkbrons fördelar med låg vikt och hög förtillverkningsgrad. Enligt uppfinningen ger det speciella skruvförbandet tillsammans med kassettens dimensioner och form full samverkan mellan balk och farbaneplatta i brons längsled samtidigt som infästningen kan utformas så flexibel att den kan uppta horisontalkrafter och moment från balkarna utan att skadliga tvångskrafter uppträder i kassetter och skruvar.

Figurförteckning Figur l visar ett brodäck och dess uppbyggnad. visar ett skruvförband inklusive distansplåt mellan kassetterna och bärbalkarna samt ett monterat armeringsjärn i kassetternas urtag.

Figur 2 Figur 3 visar den pressgängande skruven med härdad spets samt ett exempel på distansbricka.

Figur 4 visar ett specialverktyg som används att pressa kassetterna mot varandra vid montaget.

Figur 5 visar en bärbalk av stål med I-sektion. I övre flânsen finns bottenhål. 501 583 Figur 6 visar en bärbalk av stål med dubbla liv. I övre flänsen finns genomgående hål.

Figur 7 visar hur skjuvkrafterna från skruvarna överförs med lokala betongtryckspänningar till farbaneplattan.

Figur 8 visar hur kantbalken är infäst i kassetterna med självgängande skruv.

Figur 9 visar hur skjuvspänningarna i kassettlivet utan vidhâftning via armeringsjärnen kan bygga upp nödvändiga böjtryckspänningar i betongplattan Figur 10 visar hur horisontalkrafter verkar på betongfarbanan vid samverkan med huvudbalkarna.

Figur 11 visar hur inre hävarmen i farbaneplattan är större än i en konventionell armerad betongplatta med dragspänningar i underkant.

Figur 12 visar hur inre hävarmen i farbaneplattan är större än i en konventionell armerad betongplatta med tryckspänningar i underkänt.

Figur 13 visar att däcket genom bestämd skruvplacering år kontrollerat elastiskt inspänt i bärbalkarna, då kassetttvärsnittet kan deformeras elastiskt.

Figur 14 visar exempel pá tätning mellan kassett och bärbalkar.

Beskrivning av utföringsexempel barbalkar(3) gjuts en brofarbana(1) av betong. Betongen(l7) gjuts på tvärs balkarna(3) skruvade stàlkassetter(2). De från balkarna utkragande kassetterna(2) avslutas med en kantbalk (fig 8). Pâ farbaneplattans ovansida finns ett isolerande symmetriskt, sig sträckande överflänsar(10), som avslutas med vertikalt sig uppàtsträckande delar(11) med uppåt öppna urtag(l2) för armeringsjärn(13).

När ett antal kassetter(2) har lagts ut pâ bärbalkarna(3) skruvas dessa fast med skruvförbandet enligt figur 2. För att flänsar(9) under montaget används ett specialverktyg figur 4(14). Skruvhál borras samtidigt genom kassetternas(2) underf1äns(8) och bärbalkarnas(3) överfläns enligt figur 5, 6, och 7. Därefter skruvas grova gängpressande skruvar(4) med härdad spets(5) med hjälp av luftdrivna eller elektriska skruvdragare genom kassett och överfläns. Mellan skruvskallen 5 501 sas och kassettens underf1äns(8) monteras ett distanselement, på bilden visat som en plåtma1l(6) som har till uppgift att exakt placera skruvarna(4) så att rätt flexibilitet uppnås.

Kassetten(2) fördelar ut krafterna på brons bredd och överför med anliggningstryck(fig 7) krafterna till farbaneplattan(fig 10). Alternativa distanselement(7) kan användas. Kassettens undersida och bärbalkens översida kan tätas med lim eller fogmassa(fig 14).

När kassetterna(2) är monterade på bärbalkarna(3) och kantbalkarna är monterade på kassetterna med självgängande skruv(fig 8) monteras armeringen i kassetternas(2) urstansade hack(12). Armeringens(13) uppgift är att enligt figur 9 dels säkerställa samverkan mellan betongen(17) och stàlkassetterna(2), dels utgöra armering(13) i brons längsled.

När kassetterna(2) är monterade och armeringen(13) är utförd gjuts brofarbanan med betong(17). Slutligen pàförs ett isolerande tätskikt(19) som kan vara slitbetong eller asfalt.

Några icke begränsande förslag vad gäller material och dimensioner skall även här nämnas. Kassetten(2) utförs i stålplàt med en godstjocklek på 4-7 mm. Kassettens(2) totala höjd kan vara 110-130 mm, höjden från underflänsen till den symmetriskt inåtgående flänsen(10) är 80-100 mm och kassettens totala bredd uppgår till 400-450 mm. De urstansade hacken(12) på kassettens övre avslutande fläns har ett inbördes avstånd på 50 mm. De urstansade hackens kanter är vertikala och horisontella. Skruven i hàllfasthetsklass 10.9 utföres med M- gänga 12-16 mm.

Samverkanstekniken med det beskrivna skruvförbandet och stàkassetter monterade på bärbalkar kan även användas till liknande konstruktioner, exempelvis parkeringsdäck och bjâlklag där tunga truckar och lastfordon används.

Claims (8)

501 583 9 PATENTKRAV

1. Brokonstruktion eller liknande konstruktion bestående av stålbalkar (3) upplagda på två eller flera stöd med däck av ovanpåliggande stålkassetter (2) och betong (17) som i- och pågjutes kassettema (2) så att en betongplatta ( 1) bildas, utformad så att samverkan uppnås mellan stålbalkar (3) och betongplatta ( 1), varvid med samverkan avses att betongplattan på hela sin bredd i ett tvärsnitt kan ta upp en sammanlagd tryckkraft lika stor som den dragkraft stålbalkarna kan ta upp och att denna kraft kan överföras med skjuvförbindare mellan stålbalkarna och betongplattan, samtidigt som samverkan uppnås mellan kassetterna (2) och själva betongplattan ( 1) i andra riktningen, och betongplattan ( 1) förmår bära stora koncentrerade laster, utan att kassetternas (2) bärförmåga för gjutlast blir otillräcklig, varvid varje kassett (2) i profil uppvisar en horisontell underfläns (8), från underflänsen (8) på ömse sidor om denna i nära rät vinkel mot denna uppåt sig sträckar-dc l-zzintfiiànsai' (9), från kantflänsarna (9) snett inåt och uppåt sig sträckande överflänsar (10) samt från överflänsarna (10) uppåt sig sträckande delar (11) försedda med uppåt öppna urtag (12) för armeringsjärn (13), kännetecknad av att kassetterna (2) som är utförda i stålplåt med en minsta tjocklek om 4 mm för att få så stor lokal styvhet att de kan överföra krafterna (fig 7) vidare till betongen (17) och genom mekanisk anliggning (fig 9) kunna överföra samverkanskrafter till armeringsjärnen (13), har en minsta totalhöjd om 110 mm, varvid avståndet mellan underflänsama (8) och de inåt och uppåt sig sträckande överflänsarna (10) är minst 80 mm, för åstadkommande av samverkanskrafter nära nivån för tryckkrafternas resultant i farbaneplattan, och att kassetterna (2) är minst 400 mm breda så att de kan sprida skjuvkrafierna från balken på en stor bredd (fig 10). 7 501 ses

2. Konstruktion enligt krav 1, kännetecknad av att stålbalkarnas (3) överyta är huvudsakligen i kontakt med stålkassetternas (2) huvudsakligen plana underfläns (8) som är infäst till stålbalkarna (3) med skruvar (4) av minst dimension M12 och hållfasthetsklass 10.9, så att skruvförbandet förmår överföra samverkanskrafterna mellan stålbalkarna och betongplattan.

3. Konstruktion enligt krav 2, kännetecknad av att skruvarna (4) år försedda med distanselement (6,7) och är gängpressande i noggrant bestämda hål, så att förbandet får goda utmattningsegenskaper.

4. Konstruktion enligt krav 3, kännetecknad av att distanselementen utgörs av plåtmallar (6) som exakt bestämmer skruvarnas (4) placering.

5. Konstruktion enligt något av krav 2 - 4, kännetecknad av att skruvhålen mynnar i ett slutet utrymme (tig S), skyddat för atmosfärisk påverkan.

6. Konstruktion enligt krav 5, kännetecknad av att det slutna utrymmet (fig 6) är fyllt med betong.

7. Konstruktion enligt något av krav 2 - 4, kännetecknad av att skruvhàlen utgörs av bottenhål (fig 5).

8. Konstruktion enligt något av ovanstående krav, kännetecknad av att kassetterna (2) är pressade mot varandra med ett särskilt verktyg (14) så att tryckkrafter kan överföras i betongplattan i nivå med kassettens underfläns (8).