WO1991008345A1 - Vorrichtung zum überbrücken und abdichten von dehnungsfugen, insbesondere in fahrbahnen - Google Patents

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Reinhold Huber
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/06—Arrangement, construction or bridging of expansion joints

Definitions

  • the invention relates to a device for bridging expansion joints, in particular in carriageways, as a waterproof joint cover that runs lengthways along the joint, with individual support plates that are spaced apart in the longitudinal direction of the joint and that bridge the joint and that have elastomeric intermediate layers that are continuous in the longitudinal direction of the joint are connected in a shear-resistant manner to edge profiles anchored in the joint edges, movement joints open at the top running on both sides of the joint between the intermediate layers and the edge profiles, the edge profiles each consisting of an edge plate and a floor plate adjoining it on the substructure of the joint edge.
  • the present invention has for its object to provide a particularly durable joint cover of the generic type, which also allows a largely shock and noise-free driving over.
  • the joint cover is composed of individual elements, each of which contains a support plate, the life of the screw anchors is significantly extended.
  • the elastomeric butt joint between the elements largely avoids force bridges which have a mutual influence on the armature loads.
  • By dissolving the joint cover into individual elements these can be produced in stock in order to be connected to one another in a corresponding number for a specific application by means of the elastomeric connection profiles by vulcanizing or gluing.
  • the elastomeric connection profiles enable the joint cover to be rolled up, which is advantageous for transport. This can also easily adapt to a curved road surface, similar to an articulated chain.
  • An embodiment which is advantageous for the dissolution into individual elements consists in that troughs and crests of the corrugated components of the joint cover lie on both sides of the joint in the same vertical plane running transversely to the joint. In other words, measured from the center of the joint, there are always two wave crests or two wave troughs opposite each other, the wave troughs corresponding to constriction areas. It is particularly expedient that the vertical planes through the troughs are the parting planes. This has the advantage that the connection profiles are located in the constriction areas, where they are only slightly stressed in the case of joint expansion by folding in more or less. The elastomeric connection profiles lie outside the area of the actual thrust bearing embodied by the wave crests of the elastic webs.
  • TPE thermoplastic elastomers
  • Both the edge profiles and the support plates are made of steel or sheet steel, so that they can withstand the high wheel loads. All metal components of the joint cover can be coated with elastomer on their top. Material be coated.
  • Figure 1 is a schematic plan view of the joint cover with two elements, with the lower half of the drawing shows a lower horizontal section according to II of FIG. 4,
  • FIG. 2 shows the two edge profiles of an element of the joint cover, in a top view
  • FIG. 3 shows the top view of a support plate
  • FIG. 4 shows a vertical joint cross section according to IV-IV of FIG. 1,
  • FIG. 5 shows a cross section through the connection profile of two support plates according to V-V in FIG. 1,
  • Figures 6 and 7 each have a cross section through the
  • Figure 8 shows a vulcanization connection using the example of the connection profile shown in Figure 5 and 9 shows an adhesive connection using the example of a connection profile shown in FIG. 5.
  • FIGS. 1 to 3 of the drawing show different components of a preferred embodiment, each in a top view, while FIG. 4 shows a vertical cross section according to IV-IV of FIG. 1 for this embodiment.
  • the edge profile 3 usually consists of a shell-like molded part made of sheet steel. As indicated in FIG. 6, it can be covered with an elastomer layer 8 on the upper side.
  • the vertical parting planes T are located in the narrow points of the joint cover. There, the individual elements of the joint cover are connected to one another by means of elastomeric connecting profiles.
  • the elastomeric connection profiles of the vertical components are arched toward the joint. This applies both to the edge connection part 9 of the edge plate 2 and to the web connection part 10 of a shear-resistant part on the one hand with the underside of the support plates 1 and on the other hand with the elastic web 11 connected to the top of the base plates 5 Elaststeg 11 formed thinner than in its other sections, where it has to absorb thrust and traffic loads.
  • the thinner wall thickness of the web connecting part 10 reduces the stresses on the elastic web due to the deformations occurring in the division plane T.
  • connection part 12 is in FIG. 5 in cross section according to VV of FIG. 1st shown. It is arched downwards in order to ensure a perfect folding when the support plates 1 approach.
  • the base plates 5 of the edge profiles 3 are each sealed together in the region of the division plane T by means of an elastomeric base connection part 13.
  • a bottom connection part 13 is shown in Fig. 6 in cross section according to VI-VI of Fig.l. It is arched downwards so that it lies smoothly and sealingly on the substructure 7 in the region of the joint edge after the assembly of the floor plates 5, as shown in FIG. 7. 6 and 7, the base plates 5 are coated with an elastomeric layer 8, which is molded onto the base connection parts 13.

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Abstract

Eine Fugenabdeckung für Dehnungsfugen in Fahrbahnen besteht aus einzelnen, jeweils eine Tragplatte (1) enthaltenden, vorfertigbaren Elementen, welche mittels elastomerer Anschlussprofile in quer zur Fuge verlaufenden Teilungsebenen dichtend miteinander verbunden sind. Jedes einzelne Element umfasst neben einer Tragplatte (1) zwei zu beiden Seiten der Fuge (14) im Fugenunterbau (7) verankerte Randprofile sowie eine elastomere Schubverbindung zwischen diesen und der Tragplatte. Zu diesem Zweck dient ein in der Draufsicht gewellter Elaststeg (11), dessen Wellenform angpasst ist an jene der Randbleche (2) der Randprofile (3).

Description

Vorrichtung zum Überbrücken und Abdichten von Dehnungs- fu gen, insbesondere in Fahrbahnen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überbrücken von Dehnungsfugen, insbesondere in Fahrbahnen, als längs zur Fuge durchgehende wasserdichte Fugenabdeckung, mit einzelnen, in Längsrichtung der Fuge nebeneinander mit Abstand angeordneten, die Fuge überbrückenden Tragplatten, welche über in Längsrichtung der Fuge durchgehende elasto- mere Zwischenlagen schubfest mit in den Fugenrändern verankerten Randprofilen verbunden sind, wobei nach oben offene Bewegungsfugen jeweils beidseitig der Fuge zwischen den Zwischenlagen und den Randprofilen verlaufen, wobei die Randprofile jeweils aus einem Randblech und einem fugenseitig daran anschließenden, auf dem Unterbau des Fugenrandes aufliegenden Bodenblech bestehen.
Eine derartige Fugenabdeckung ist in der Britischen Patentschrift 1 353 709 beschrieben. Bei dieser Lösung ist der Fahrkomfort trotz der elastischen Lagerung der Tragplatten unbefriedigend, da die geradlinigen, quer zur Fahrbahn verlaufenden Randprofile beim Überfahren unerwünschte Stöße und Geräusche verursachen; gleiches gilt für die parallel zu den Randprofilen verlaufenden nach oben offenen Bewegungsfugen.
Während hierbei die Tragplatten in Einzelelemente aufgelöst sind, werden starre Randprofile von etwa zwei Meter Länge verwendet, welche durch Vulkanisieren mit der elastischen Zwischenlage verbunden und mittels Schraubankern auf den Fugenrändern befestigt sind.
Da die Schraubanker der starren Randprofile hohen Wechsel- beanspruchungen ausgesetzt sind, besteht die Gefahr, daß die Schrauben ausbrechen.
Besondere Schwierigkeiten bereitet außerdem die Herstellung einer dauerhaften, wasserdichten Stoßverbindung in Quer¬ richtung zur Fuge. Wegen der hohen Verformungskräfte besteht die Gefahr des Einreißens, also des Undichtwerdens im Verbindungsbereich.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine besonders dauerhafte Fugenabdeckung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, welche zudem ein weitgehend stoß- und geräuschfreies Überfahren ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Dieser Lösungsvorschlag bedeutet, daß alle an die Fahrbahn¬ oberfläche angrenzenden Teile der Fugenabdeckung wellen¬ förmig geformt sind; dies gilt sowohl für die Randbleche der Randprofile als auch für die Form der Tragplatten. Um einen ungehinderten Dehnungsausgleich zu ermöglichen, ist die elastomere Zwischenlage reduziert auf einen ebenfalls wellenförmig verlaufenden Elaststeg, welcher einerseits mit der Unterseite der Tragplatten, andererseits mit den Bodenblechen der Randprofile schubfest verbunden ist. Der Elaststeg muß einerseits Verkehrslasten abtragen, und andererseits die Fugenbewegungen durch Schubverformung ausgleichen, wobei es gilt, die auftretenden Horizontal- kräfte zu begrenzen. Man wird daher den Elaststeg nur so stark dimensionieren, daß er die Vertikalkräfte aufgrund der Verkehrsbelastung sicher aufnehmen kann.
Dadurch, daß die Fugenabdeckung aus einzelnen Elementen zusammengesetzt ist, welche jeweils eine Tragplatte enthalten, wird die Lebensdauer der Schraubanker deutlich verlängert. Durch die elastomere Stoßverbindung zwischen den Elementen werden Kraftbrücken, die zu einer gegensei¬ tigen Beeinflussung der Ankerbelastungen führen, weitgehend vermieden. Durch die Auflösung der Fugenabdeckung in Einzelelemente können diese auf Vorrat hergestellt werden, um für einen bestimmten Anwendungsfall in einer entsprechenden Anzahl mittels der elastomeren Anschlußprofile durch Vulkanisieren oder Kleben miteinander verbunden zu werden. Die elasto¬ meren Anschlußprofile ermöglichen ein für den Transport vorteilhaftes Aufrollen der Fugenabdeckung. Diese kann sich überdies ähnlich einer Gelenkkette leicht an eine gekrümmte Fahrbahnoberfläche anpassen.
Eine für die Auflösung in Einzelelemente vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß Wellentäler und Wellen¬ berge der wellenförmig ausgebildeten Bauteile der Fugen¬ abdeckung auf beiden Seiten der Fuge jeweils in derselben, quer zur Fuge verlaufenden Vertikalebene liegen. Mit anderen Worten, von der Fugenmitte aus gemessen liegen sich stets zwei Wellenberge bzw. zwei Wellentäler gegen¬ über, wobei die Wellentäler Einschnürungsbereichen ent¬ sprechen. Dabei ist es besonders zweckmäßig, daß die Vertikalebenen durch die Wellentäler die Teilungsebenen sind. Dies hat den Vorteil, daß die Anschlußprofile in den Einschnürungsbereichen liegen, wo sie bei Fugen¬ dehnungen nur gering beansprucht werden, indem sie mehr oder weniger einfalten. Die elastomeren Anschlußprofile liegen dabei außerhalb des Bereichs der eigentlichen, durch die Wellenberge der Elaststege verkörperten Schub- 1ager.
Einfach zu verwirklichende Stoßverbindungen sind Vulkanisie¬ rungsverbindungen oder Klebestöße. Bei Verwendung von thermoplastischen Elastomeren (TPE) als Werkstoff für alle Anschlußprofile kann die Verbindung durch die an sich bekannte Spiegelschweißung mit geringem Aufwand verwirklicht werden.
Sowohl die Randprofile als auch die Tragplatten bestehen aus Stahl bzw. Stahlblech, so daß sie den hohen Radlasten widerstehen können. Alle Metallbauteile der Fugenabdec¬ kung können auf ihre Oberseite mit elastomeren. Material beschichtet sein.
Bezüglich weiterer Einzelheiten und Merkmale wird auf die Unteransprüche 4 bis 6 und die folgende Zeichnungs¬ beschreibung verwiesen.
Es zeigt
Figur 1 eine schematische Draufsicht auf die Fugen¬ abdeckung mit zwei Elementen, wobei auf der rechten Zeichnungshälfte ein tieferge¬ legter Horizontalschnitt gemäß I-I der Fig. 4 dargestellt ist,
Figur 2 die beiden Randprofile eines Elements der Fugenabdeckung, in der Draufsicht,
Figur 3 die Draufsicht einer Tragplatte,
Figur 4 einen vertikalen Fugenquerschnitt gemäß IV-IV der Fig. 1,
Figur 5 einen Querschnitt durch das Anschlußprofil zweier Tragplatten gemäß V-V in Fig. 1,
Figuren 6 und 7 je einen Querschnitt durch das
Anschlußprofil zweier Bodenbleche gemäß VI-VI der Fig. 1, und zwar in Fig. 6 vor der Montage und in Fig. 7 nach der Montage der Boden¬ bleche,
Figur 8 eine Vulkanisationsverbindung am Beispiel des in Figur 5 dargestellten Anschlußprofils und Figur 9 eine Klebeverbindung am Beispiel eines in Fig. 5 dargestellten Anschlußprofils.
Die Figuren 1 bis 3 der Zeichnung zeigen verschiedene Bauteile einer bevorzugten Ausführungsform, jeweils in der Draufsicht, während Fig. 4 zu dieser Ausführungs¬ form einen vertikalen Querschnitt gemäß IV-IV der Fig. 1 darstellt.
In der Fig. 1 ist ein Abschnitt der Fugenabdeckung mit zwei Tragplatten 1 dargestellt, und zwar in der linken Hälfte eine Draufsicht auf die komplett eingebaute Fugen¬ abdeckung und in der rechten Hälfte ein Schnitt gemäß I-I der Fig. 4. Zwischen den Tragplatten 1 und dem Rand¬ blech 2 des Randprofils 3 ist eine nach oben offene Bewegungsfuge 4 ausgebildet. Das Bodenblech 5 des in Fig. 2 isoliert in der Draufsicht dargestellten Randpro¬ fils 3 ist mit Ankerschrauben 6 mit dem Unterbau 7 im Bereich des Fugenrands verankert. Durch die Anordnung der Verankerung im Bereich der Bewegungsfuge 4 ist diese von oben zugänglich, was sowohl für die Montage als auch für Reparaturarbeiten vorteilhaft ist. Das Randprofil 3 besteht üblicherweise aus einem schalenartigen Formteil aus Stahlblech. Es kann an der Oberseite, wie in Fig. 6 angedeutet, mit einer Elastomerschicht 8 überzogen sein.
In den Engstellen der Fugenabdeckung befinden sich die vertikalen Teilungsebenen T. Dort sind die einzelnen Elemente der Fugenabdeckung mittels elastomerer Anschlu߬ profile miteinander verbunden. Dabei sind die elastomeren Anschlußprofile der vertikalen Bauteile zur Fuge hin gelenkartig vorgewölbt. Dies gilt sowohl für den Rand¬ anschlußteil 9 des Randblechs 2 als auch für den Steg¬ anschlußteil 10 eines schubfest einerseits mit der Unter¬ seite der Tragplatten 1, andererseits mit der Oberseite der Bodenbleche 5 verbundenen Elaststegs 11. Im Bereich des Steganschlußteils 10 ist der Elaststeg 11 dünner ausgebildet als in seinen übrigen Abschnitten, wo er Schubkräfte und Verkehrslasten aufzunehmen hat. Die dünnere Wandstärke des Steganschlußteils 10 reduziert die Beanspruchungen des Elaststegs durch die in der Teilungsebene T auftretenden Deformationen.
Die Tragplatten 1 sind mittels elastomerer Deckenanschluß- teile 12 miteinander verbunden. Ein solches Anschlußteil 12 ist in Fig. 5 im Querschnitt gemäß V-V der Fig. 1 dargestellt. Es ist nach unten vorgewölbt, um ein einwand¬ freies Einfalten bei Annäherung der Tragplatten 1 zu gewährleisten.
Schließlich sind die Bodenbleche 5 der Randprofile 3 im Bereich der Teilungsebene T jeweils mittels eines elastomeren Bodenanschlußteils 13 dichtend miteinander verbunden. Ein derartiges Bodenanschlußteil 13 ist in Fig. 6 im Querschnitt gemäß VI-VI der Fig.l dargestellt. Es ist nach unten vorgewölbt, so daß es nach der Montage der Bodenbleche 5 auf dem Unterbau 7 im Bereich des Fugenrands glatt und dichtend anliegt, wie in Fig. 7 dargestellt. In den Fig. 6 und 7 sind die Bodenbleche 5 mit einer elastomeren Schicht 8 beschichtet, welche an die Bodenanschluß- teile 13 angeformt ist.
In der Teilungsebene T sind alle elastomeren Anschlußprofile dichtend miteinander verbunden. Da in der Teilungsebene T die Deformationen infolge der Einschnürung der Fugenab¬ deckung am geringsten sind, ergibt sich eine entsprechend geringe Beanspruchung der elastomeren Stoßverbindung zwischen den einzelnen Elementen der Fugenabdeckung. Ein derartiges Element umfaßt demnach eine in Fig. 3 in der Draufsicht isoliert dargestellte Tragplatte 1, zwei Randprofile 3, welche beidseits an die Fuge 14 angrenzend verankert sind sowie den Elaststeg 11, welcher die Tragplatte 1 schubfest mit den beiden Randprofüen 3 verbindet. Ein derartiges Element der Fugenabdeckung ist in der Fig. 4 in einem vertikalen Schnitt gemäß IV-IV der Fig. 1 dargestellt. Dort sind auch mit gestri¬ chelten Linien die Verformungsumrisse 15 des Elaststegs 11 in der engsten Fugenstellung angedeutet.
Grundsätzlich ist es möglich, mehrere Elemente der Fugen¬ abdeckung in einer entsprechenden Form mit dem elastomeren Werkstoff zusammen zu vulkanisieren. Dabei ergibt sich aber ein erheblicher Formenaufwand. Einfacher ist die Herstellung aus einzelnen Elementen, aus welchen die elastomeren Anschlußprofile jeweils hälftig anvul anisiert sind. Dies ist am Beispiel des Deckenanschlußteils 12 zum Verbinden zweier Tragplatten 1 in den Fig. 8 und 9 gezeigt. In Fig. 8 werden die beiden Hälften des Decken¬ anschlußteils 12 durch eine Vulkanisationsnaht 16 mit¬ einander verbunden. Bei der Verarbeitung thermoplastischer Elastomere bietet sich zu diesem Zweck das bekannte Spiegelschweißverfahren an. Nach Fig. 9 erfolgt die Verbindung der beiden Deckenanschlußteilhälften mittels eines elastomeren Verbindungsprofils 17, welches eingeklebt wird.

Claims

Patentansprüche
Vorrichtung zum Überbrücken von Dehnungsfugen, insbeson¬ dere in Fahrbahnen, als längs zur Fuge (14) durchgehende wasserdichte Fugenabdeckung, mit einzelnen in Längsrich¬ tung der Fuge (14) nebeneinander mit Abstand angeord¬ neten, die Fuge (14) überbrückenden Tragplatten (1), welche über in Längsrichtung der Fuge (14) durchgehende elastomere Zwischenlagen schubfest mit in den Fugen¬ rändern verankerten Randprofilen (3) verbunden sind, wobei nach oben offene Bewegungsfugen (4) jeweils beidseits der Fuge (14) zwischen den Zwischenlagen und den Randprofilen (3) verlaufen, wobei die Randpro¬ file (3) jeweils aus einem Randblech (2) und einem fugenseitig daran anschließenden, auf dem Unterbau (7) des Fugenrandes aufliegenden Bodenblech (5) bestehen, dadurch gekennzeichnet,
- daß jeweils die elastomere Zwischenlage, welche jede Bewegungsfuge (4) fugenseitig begrenzt, als wellenförmiger Elaststeg (11) ausgebildet ist,
- daß ein jede Bewegungsfuge (4) fahrbahnseitig begren¬ zendes mit der Fahrbahnebene abschließendes Rand¬ blech (2) des jeweiligen Randprofils (3) entsprechend dem wellenförmigen Verlauf des Elaststegs (11) wellenförmig ausgebildet ist, - daß die Tragplatten (1) im wesentlichen den Raum zwischen den beidseits der Fuge (14) verlaufenden Elaststegen (11) abdecken,
- daß die Randprofile (3) entsprechend den Tragplat¬ ten (1) quer zur Fuge (14) geteilt sind und
- daß als Stoßverbindung in jeder vertikalen, quer zur Fuge verlaufenden Teilungsebene T sowohl der Elaststege (11) als auch der Randprofile (3) und der Tragplatten (1) elastomere Anschlußprofile vorgesehen sind, die dichtend mit dem jeweiligen Elaststeg
(11 ) verbunden sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Wellentäler und Wellenberge der wellenförmig ausgebildeten Bauteile der Fugenabdeckung auf beiden Seiten der Fuge (14) jeweils in derselben quer zur Fuge (14) verlaufenden Vertikalebene liegen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalebenen durch die Wellentäler die Teilungsebenen (T) sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellentäler der Elaststege (11) jeweils mit ihrem inneren Scheitelbereich in die Fuge (14) hinein¬ ragen und dort nach unten mit einem die Bodenbleche (5) verbindenden elastomeren Bodenanschlußteil (13) und nach oben mit einem die Tragplatten (1) verbindenden elastomeren Deckenanschlußteil (12) dichtend verbunden sind und daß das Bodenanschlußteil (13) mit seinem anderen Ende in ein elastomeres Randanschlußteil (9) übergeht, welches die Randbleche (2) miteinander verbindet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der innere Scheitelbereich der Elaststege (11) durch ein elastomeres Steganschlußteil (10) gebildet ist, welches wie das Randanschlußteil (9) zur Fuge (14) hin faltgelenkartig ausgewölbt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elaststege (11) in ihren inneren Scheitelbe¬ reichen dünner ausgebildet sind als über ihre restliche Länge.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckenanschlußteile (12) und/oder die Boden¬ anschlußteile (13) jeweils über die angrenzenden Bodenbleche (5) bzw. Tragplatten (1) hinaus nach unten ausgewölbt sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenbleche (5) und/oder Tragplatten auf ihrer Oberseite ganzflächig mit einer elastomeren Schicht (8) überzogen sind, an welche die Anschlußprofile und der Elaststeg (11) angeformt sind.
PCT/EP1989/001456 1988-10-19 1989-12-02 Vorrichtung zum überbrücken und abdichten von dehnungsfugen, insbesondere in fahrbahnen WO1991008345A1 (de)

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EP90900119A EP0456639B1 (de) 1989-12-02 1990-06-28 Vorrichtung zum überbrücken und abdichten von dehnungsfugen, insbesondere in fahrbahnen

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