[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine wasserdichte Dehnfugenkonstruktion für Bauwerke, mit zwei eine Bauwerksfuge seitlich begrenzenden Bauwerksteilen, einer darin verankerten metallischen Unterkonstruktion mit einer Auflagefläche für eine fixierbare Dehnungsmatte aus elastischem Material zur Überbrückung der Bauwerksfuge, welche Dehnungsmatte mit der Verschleissschicht einer Fahrbahn des Bauwerks oberflächenbündig ist.
Weiter betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung und die Verwendung einer Dehnfugenkonstruktion.
[0002] Die wesentliche Aufgabe einer Dehnfugenkonstruktion für Bauwerke bzw. deren Fahrbahn besteht im Ausgleich physikalisch bedingter Bewegungen, beispielsweise eines Brückenüberbaus.
[0003] Temperaturschwankungen, Kriechen und Schwinden bei Spann- und Stahlbetonüberbauten sowie Verkehrslasten sind die hauptsächlichen Ursachen für regelmässig auftretende, jedoch berechenbare Verschiebungen an Brückenbauwerken.
Die auftretenden Längenänderungen müssen von der Dehnfugenkonstruktion zuverlässig aufgenommen und ausgeglichen werden.
[0004] Eine Dehnfugenkonstruktion muss in der Lage sein, ausser der Hauptbewegung in Längsrichtung auch noch auftretende Querverschiebungen und Verdrehungen bezüglich aller drei Raumachsen aufnehmen zu können.
[0005] Weitere wesentliche Anforderungen an eine Dehnfugenkonstruktion sind die Dichtheit gegen Wasser und Schmutz, die Dämpfung von Geräuschen, die einfache Zugänglichkeit bei Wartungsarbeiten und eine lange Lebensdauer aller Einzelkomponenten.
[0006] Die Dehnungsmatten bilden mit der Verschleissschicht des Belages eine praktisch ebene, fugenfreie Fläche. Dadurch ist auch mit schweren Fahrzeugen ein stossfreies und nahezu geräuschloses Überfahren der Dehnfugenkonstruktion gewährleistet.
Die üblichen Dehnfugenkonstruktionen sind ausserdem wasserdicht und dank der Fugenlosigkeit schmutzabweisend. Sie bilden nicht nur für Fahrzeuge, sondern auch für Fussgänger und Radfahrer eine hohe Verkehrssicherheit.
[0007] Die Dehnungsmatten sind als massive Profile aus vulkanisiertem Gummi oder einem entsprechenden Kunststoff mit vergleichbaren Eigenschaften ausgebildet. Die Anforderungen an Dehnungsmatten sind in verschiedenster Hinsicht sehr hoch, sie müssen beispielsweise zugfest sein, einen geringen Abrieb haben, insbesondere gegen Salzwasser und Öl chemisch resistent und bruchresistent sein.
[0008] In der DE 4 104 401 C1 wird eine Dehnfugenkonstruktion beschrieben, welche beidseits einer Bauwerksfuge, ein metallisches Tragprofil und ein elastisches Brückenprofil umfasst.
Das elastische Brückenprofil, wie hier die Dehnungsmatte genannt wird, ist an den Tragprofilen anklemmbar. Zu diesem Zweck ist jedem Tragprofil ein L-förmiger Längssteg und ein rechteckförmiger Längssteg mit Fixierleisten zugeordnet. Das System von Fixierleisten dient insbesondere der Wasserabdichtung.
Dies ist zweifelsohne von Vorteil, die Adaptionsfähigkeit der Dehnfugenkonstruktion bezüglich des Fahrbahnniveaus bleibt jedoch gering.
[0009] Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, eine Dehnfugenkonstruktion der eingangs genannten Art und ein Verfahren zu deren Herstellung zu schaffen, die bei einer Fahrbahnsanierung mit möglichst geringem Material- und Arbeitsaufwand adaptiert werden können.
[0010] Bezüglich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Dehnfugenkonstruktion beidseits der Bauwerksfuge eine jederzeit höhenverstellbare Trägerplatte für die Dehnungsmatte umfasst.
Spezielle und weiterführende Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen.
[0011] Eine höhenverstellbare Trägerplatte gemäss der vorliegenden Erfindung hat zwei wesentlichen Vorteile:
Das Niveau der Dehnungsmatte und deren Klemmleisten kann exakt auf das Niveau der Verschleissschicht eines Bauwerkes einjustiert werden.
Bei einer späteren Belagssanierung kann das Niveau der Dehnungsmatte und deren Klemmleisten jederzeit, auch nach Jahrzehnten, auf das Niveau der neuen Verschleissschicht angepasst werden, ohne dass die Dehnfugenkonstruktion herausgespitzt und ersetzt werden muss.
[0012] Das Einjustieren der Dehnungsmatte und deren Klemmleisten beschränkt sich nicht auf die Längsrichtung der Fahrbahn, dies kann nach einer bevorzugten Ausführungsform auch in Querrichtung, also allseitig, erfolgen.
Weiter kann das Niveau der Dehnungsmatte und deren Klemmleisten angepasst werden, wenn das Niveau der Verschleissschicht beidseits der Bauwerksfuge nicht exakt gleich ist. Die Höhe der Trägerplatte kann grundsätzlich mit allen bekannten Mitteln eingestellt werden, am zweckmässigsten hat sich jedoch der Einsatz von Hubspindeln erwiesen, wobei im Minimum drei, vorzugsweise in Form eines gleichseitigen oder gleichschenkligen Dreiecks platzierte Hubspindeln erforderlich sind.
Je nach statischen Erfordernissen oder örtlichen Gegebenheiten wird die Anzahl der eingesetzten Hubspindeln objektbezogen festgelegt.
[0013] Sowohl die Unterkonstruktion als auch die Trägerplatten und die Klemmleisten bestehen vorzugsweise aus handelsüblichen Baustählen.
[0014] Die Dehnungsmatte besteht ebenfalls aus an sich bekanntem Material und ist als Flachprofil mit längslaufenden Hohlräumen ausgebildet.
Vulkanisierter Kautschuk und Elastomere mit den eingangs erwähnten Eigenschaften werden auch erfindungsgemäss eingesetzt.
[0015] Bezüglich des Verfahrens zum Herstellen einer Dehnfugenkonstruktion der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass beidseits der Bauwerksfuge
im Bauwerk eine entlang des obersten Bereichs der Bauwerksfuge verlaufende Aussparung vorgesehen oder ausgebrochen, die Kopfbolzen der Unterkonstruktion mit der in diese Aussparung hineinragenden Bauwerksarmierung verschweisst und die Unterkonstruktion einbetoniert wird,
die Kontermuttern positioniert werden und die Trägerplatte aufgelegt wird,
die Bauwerksfuge mit einem Überfahrblech abgedeckt, eine Isolation eingebracht und der Fahrbahnbelag auf die definitive Höhe eingebaut wird,
der Fahrbahnbelag im Bereich der Dehnfugenkonstruktion ausgeschnitten und samt Überfahrblech entfernt wird,
die Trägerplatte durch Drehen der Kontermuttern einjustiert und die Kopfschrauben zur satten Auflage der Trägerplatte auf den Kontermuttern angezogen werden,
der Vergussmörtel durch die Injektionsöffnung eingebracht und die U-förmige Wasserrinne montiert wird,
die Kopfschrauben nach dem Aushärten des Mörtels vorgespannt werden,
die Dehnungsmatte und die Klemmleiste durch drehmomentkontrolliertes Vorspannen von versenkten Kopfschrauben montiert werden und der Bitumenverguss eingebracht wird.
[0016] Spezielle und weiterführende Ausführungsformen des Verfahrens sind Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen.
[0017] Mit dem erfindungsgemässen Verfahren wird der Fahrbahnbelag vorerst auf die definitive Höhe eingebracht und dann im Bereich der Dehnfugenkonstruktion wieder ausgeschnitten. So können die Vorteile der höhenverstellbaren Trägerplatte voll ausgenützt werden, das Niveau der Dehnungsmatte mit den Klemmleisten kann höhenmässig angepasst werden.
Durch individuelle Bedienung der Kontermuttern in der Trägerplatte kann die Dehnungsmatte mit den Klemmleisten auch individuell auf ein nicht horizontales Niveau einjustiert und allseitig angepasst werden.
[0018] Die Verschleissschicht von Fahrbahnen muss erfahrungsgemäss periodisch saniert bzw. ersetzt werden, wobei um eine neue Verschleissschicht aufgestockt wird. Danach liegt die Dehnungsmatte mit den Klemmleisten auf einem zu tiefen Niveau. Nach dem bekannten Stand der Technik muss die ganze Dehnfugenkonstruktion herausgespitzt und durch eine neue ersetzt werden. Nach einer Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung werden die Kopfschrauben in der Klemmleiste entfernt und diese zusammen mit der Dehnungsmatte demontiert.
Dabei werden die Kopfschrauben der Trägerplatte freigelegt und können ebenfalls entfernt oder so weit gelockert werden, dass die Trägerplatte im erforderlichen Mass angehoben bzw. abgesenkt werden kann. Nach dem Positionieren der Trägerplatte auf das Niveau der neuen Verschleissschicht des Fahrbahnbelages wird Vergussmörtel unter die Trägerplatte injiziert und nach dem Aushärten des Vergussmörtels die Kopfschrauben der Trägerplatte vorgespannt. Dann werden die mit der Verschleissschicht der Fahrbahn oberflächenbündigen Dehnungsmatte und Klemmleisten montiert, indem die Kopfschrauben der Klemmleiste vorgespannt werden. Abschliessend wird der Bitumenverguss ausgeführt.
[0019] Zweckmässig wird die angehobene Trägerplatte auf vorgefertigte, justierte Distanzhalter abgesenkt und dann der Vergussmörtel injiziert.
Die Distanzhalter können standfeste Stützen, Kalibrierplättchen und/oder um die Schrauben gelegte Unterlagsscheiben, auch mit einem Einlegeschlitz, sein. Nach dem Aushärten des Verbundmörtels sitzen die Distanzhalter fest und sind verloren.
[0020] Nach einer weiteren bevorzugten Verfahrensvariante werden die Kopfschrauben der Klemmleisten und der Trägerplatte vollständig entfernt, die Trägerplatte vollständig abgehoben und auf jeder Hubspindel eine neue Kontermutter positioniert und nach den entsprechenden, vorstehend beschriebenen Verfahrensschritten justiert. Das Injizieren des Vergussmörtels und die weiteren Verfahrensschritte erfolgen ebenfalls wie vorstehend beschrieben.
[0021] Wie aus der Beschreibungseinleitung hervorgeht, wird eine erfindungsgemässe Dehnfugenkonstruktion in erster Linie für Strassenbrücken aus Beton verwendet.
Sie findet jedoch auch in anderen Bauwerken Anwendung, insbesondere bei Bodenelementen von grossen Parkdecks und dgl. Weiter kann die Dehnfugenkonstruktion auch für Brücken aus Holz oder Stahl eingesetzt werden.
[0022] Die Erfindung wird anhand von der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen, welche auch Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen sind, näher erläutert. Es zeigen schematisch in teilweisem Längsschnitt:
<tb>Fig. 1<sep>Bauphase 1, Einbau Unterkonstruktion,
<tb>Fig. 2<sep>Bauphase 2, Belagseinbau,
<tb>Fig. 3<sep>Bauphase 3, Ausschneiden Belag,
<tb>Fig. 4<sep>Bauphase 4, Einjustieren Trägerplatte
<tb>Fig. 5<sep>Bauphase 5, Stabilisieren und Abdichten
<tb>Fig. 6<sep>Bauphase 6, Einbau Dehnungsmatte, und
<tb>Fig. 7<sep>spätere Belagsanpassung.
[0023] Fig. 1 zeigt ein durch eine Bauwerksfuge 10 getrenntes Bauwerk 12, vorliegend eine Strassenbrücke. Die Bauwerksfugen 10 verlaufen rechtwinklig zur Fahrbahn in Querrichtung. Bedingt durch Temperaturänderungen des Baukörpers vergrössert sich die Bauwerksfuge 10 bei Kälte und verkleinert sich bei Hitze. Die Bauwerksfuge 10 liegt beispielsweise bei etwa 1 der Bauwerkslänge und gewährt dadurch den dazu notwendigen Spielraum.
[0024] Bei einem neuen Bauwerk 12 wird in einer ersten Bauphase im obersten Bereich der Bauwerksfuge 10 eine im Querschnitt rechtwinklige Aussparung für eine stählerne Unterkonstruktion 14 beidseits der Bauwerksfuge 10 ausgeformt, in der beim Betonieren die fliessfähige Masse entsprechend zurückgehalten wird.
Die Armierungseisen 16 werden für eine kraftschlüssige Verankerung zwischen Bauwerk 12 und Unterkonstruktion 14 eingesetzt.
[0025] Die Unterkonstruktion 14, welche im Wesentlichen aus einer Grundplatte 18, Seitenwänden 20, einer mit der fugenfernen, verstärkten Seitenwand 20 verschweissten Stützplatte 22, Gewindebolzen 30 und der Verankerung dienenden Kopfbolzen 24 besteht, mit den ebenfalls aus Baustahl bestehenden Armierungseisen 16 verschweisst. Die Stützplatte 22 der Unterkonstruktionen 14 verläuft im Wesentlichen oberflächenbündig mit dem Bauwerk 12.
[0026] In Richtung der Bauwerksfuge 10 ist die Grundplatte 18 derart mit einem Winkelprofil 26 verschweisst, dass dieses innenseitig an der durch das Bauwerk 12 gebildeten Bauwerksfuge 10 anliegt.
Nach dem Verschweissen der Kopfbolzen 24 mit den Armierungseisen 16 wird die Aussparung mit Beton 28 gefüllt, nach dem Aushärten sind die Kopfbolzen 24 und damit die ganze Unterkonstruktion 14 fest im Bauwerk 12 verankert.
[0027] Die mit der Grundplatte 18 verschweissten Gewindebolzen 30 haben zweckmässig ein sich über die ganze Länge erstreckendes Innen- und Aussengewinde. Jeder Gewindebolzen 30 hat eine aufgeschraubte Kontermutter 32, welche der Auflage einer Trägerplatte 34 mit einer Auflagefläche 36 für eine in Fig. 1 nicht dargestellte Dehnmatte aufweist.
Die Kontermuttern 32 sind so positioniert, dass die später aufgesetzte Dehnungsmatte auf der Trägerplatte 34 oberflächenbündig mit der Verschleissschicht des Belags ist.
[0028] In der Trägerplatte 34 sind Bohrungen für die Gewindebolzen 30 stufenförmig zu einer Aussparung 38 für eine sich tief in die Gewindebolzen 30 hineinerstreckende Kopfschraube 40 mit einem vorliegend sechskantförmigen Kopfteil 42 mit Unterlagsscheibe 44 erweitert. Die Kopfschrauben 40 sind leicht angezogen, die Trägerplatte 34 liegt satt auf allen Kontermuttern 32.
[0029] Fugenseitig ist die Trägerplatte 34 mit einem vertikalen Abschalblech 46 verschweisst, beim Heben oder Senken der Trägerplatte 34 gleitet dieses entlang der Grundplatte 18 und dem Winkelprofil 26.
Weiter ist aus der Trägerplatte 34 eine Injektionsöffnung 48 ausgespart, durch welche in einer späteren Bauphase Vergussmörtel eingefüllt wird.
[0030] Nach einer Variante wird die Unterkonstruktion erst nach der Montage der Trägerplatte 34 einbetoniert.
[0031] In Fig. 1 und allen weiteren Figuren ist die Längsaxe E der Bauwerksfuge 10 vorzugsweise Symmetrieebene für die beidseits angeordnete Unterkonstruktion 14.
[0032] In der folgenden, in Fig. 2 dargestellten zweiten Bauphase wird die Bauwerksfuge 10 mit einem sich über einen Teil der Trägerplatte 34 erstreckenden Überfahrblech 50 abgedeckt, welches durch ein rechteckiges Rohrprofil 52 verstärkt ist und mit wenigstens einem Zentrierzapfen 64 in Position gehalten wird.
Auf der Betonoberfläche des Bauwerks 12 wird eine sich über die betonierte Aussparung für die Unterkonstruktion und die Stützplatte 22 erstreckende Isolation 54 aufgebracht. Diese Feuchtigkeitssperre ist etwa 3 bis 6 mm dick und wird in der Regel als Folie aufgebracht. In ebenfalls an sich bekannter Weise wird dann eine Tragschicht von in der Regel 40 bis 50 mm Dicke aufgebracht, welche mit der Auflagefläche 36 der Trägerplatte 34 etwa oberflächenbündig ist. Eine weitere Belagsschicht überdeckt die Tragschicht 56 und den nicht vom Überfahrblech 50 bedeckten Bereich der Trägerplatte 34, wodurch auch die freien Aussparungen 38 und die Injektionsöffnung 48 abgedeckt sind. Schliesslich wird die Verschleissschicht 60, in der Regel aus Bitumen, auf das definitive Niveau eingebracht.
Diese Verschleissschicht 60 erstreckt sich auch über den ganzen Bereich der Dehnfugenkonstruktion 62, welcher durch die Aussparungen im Bauwerk 12 begrenzt ist. Auch die Verschleissschicht 60 weist in der Regel eine Dicke von 40 bis 50 mm auf.
[0033] In der anschliessenden Bauphase 3 gemäss Fig. 3 wird der Belag, d. h. die Tragschicht 56 und die Verschleissschicht 60, ausgeschnitten und zusammen mit dem Überfahrblech 50 (Fig. 2) entfernt. Die Bauwerksfuge 10 und die Trägerplatten 34 beidseits der Bauwerksfuge 10 liegen nun wieder frei, die Kopfteile 42 der Kopfschrauben 40 können betätigt, die Injektionsöffnung 48 benutzt werden.
[0034] In der weiteren Bauphase 4 gemäss Fig. 4 wird die Trägerplatte 34 gegenüber Fig. 3 deutlich abgesenkt, mit anderen Worten liegt sie auf einem tieferen Niveau auf den Kontermuttern 32 als in Fig. 3 gezeigt.
Die Kontermuttern 32 sind so justiert, dass die vorgesehene Dehnungsmatte 72 und deren Klemmleisten 76 oberflächenbündig mit der Verschleissschicht 60 des Fahrbahnbelags werden (Fig. 6). Nach dem Justieren der Kontermuttern 32 werden die in die Gewindebolzen 30 eingeführten Kopfschrauben 40 leicht angezogen, damit die Trägerplatte 34 satt auf den Kontermuttern 32 aufliegt. Der Hohlraum zwischen der Trägerplatte 34 und der Grundplatte 18 ist fugennah durch das Abschalblech 46, fugenfern durch die Seitenwand 20 verschlossen.
Die beiden bisher zur Betätigung der Kontermuttern 32 offenen Seiten des Hohlraums werden verschalt.
[0035] Nun kann im nächsten Arbeitsschritt, gemäss Fig. 5 für Bauphase 5 dargestellt, mit einem nicht gezeigten Pumpaggregat zementöser Vergussmörtel 68 über die Injektionsöffnungen 48 in den Zwischenraum von Trägerplatte 34 und Grundplatte 18 gefüllt werden, was mit einem Pfeil 66 angedeutet ist. Der formfüllende zementöse Vergussmörtel 68 härtet aus und stabilisiert damit die Trägerplatte 34 für volle Tragkraft in der später aufgebrachten Fahrbahn.
[0036] Weiter wird im unteren Bereich der Bauwerksfuge 10 eine Wasserrinne 70, vorliegend eine Hipalonfolie, U-förmig umgebogen und beidseits der Bauwerksfuge 10 an den Winkelprofilen 26 befestigt. Über den derart gebildeten Kanal wird allenfalls durchtretende Flüssigkeit seitlich der Fahrbahn abgeleitet.
Die Wasserrinne 70 wird deshalb in Fugenlängsrichtung bevorzugt mit etwas Gefälle montiert. Das Montieren der flexiblen, wasserdichten Kunststofffolie 70 kann beispielsweise durch Kleben erfolgen.
[0037] Nach dem Aushärten des Vergussmörtels 68 wird in einer sechsten und letzten Bauphase gemäss Fig. 6 eine profilierte Dehnungsmatte 72 mit längslaufenden, im Querschnitt kreis- oder halbkreisförmigen Kanälen, auf die Auflagefläche 36 der Trägerplatten 34 gelegt, bezüglich der Längsaxe E der Bauwerksfuge 10 spiegelsymmetrisch. Anschliessend werden die die Trägerplatte 34 durchgreifenden Kopfschrauben 40 mit einem Drehmomentschlüssel vorgespannt. Zwei seitliche, parallel zur Dehnungsmatte 72 verlaufende Klemmleisten 76 haben je eine die Matte übergreifende Klemmnase 78.
Die Klemmleisten 76 werden mit diese durchgreifenden Kopfschrauben 80 mit einem Sechskantkopf 82, welcher in einer Aussparung 84 versenkt ist, befestigt. In der Trägerplatte 34 sind entsprechende Bohrungen oder Sacklöcher mit Innengewinde ausgespart. In Längsrichtung der Bauwerksfuge 10 betrachtet sind die Kopfschrauben 40 der Trägerplatte 34 und die Kopfschrauben 80 der Klemmleisten 76 gegeneinander versetzt, vorzugsweise mit gleichem Abstand alternierend.
[0038] Beim Anziehen der Kopfschrauben 80 der Klemmleisten 76 wird die Dehnungsmatte 72 durch die Klemmnasen 78 zusammengedrückt und fixiert.
Unterhalb einer Klemmnase 78 ist jeweils ein mit dieser zusammenwirkender, parallel längslaufender Rund- oder Halbrundeisenstab 86 befestigt, was ein optimales Abdichten gegen eindringende Feuchtigkeit gewährleistet.
[0039] Nach dem Vorspannen der Kopfschrauben 80 der Klemmleisten 76 wird die verbleibende Nut zwischen den Klemmleisten und dem Belag der Fahrbahn bzw. der Seitenwand 20 mit Bitumen 88 oberflächenbündig vergossen.
[0040] In der Ausführungsform gemäss Fig. 7 ist eine Belagsanpassung vorgenommen worden. Die Dicke der Verschleissschicht 60 der Fahrbahn ist um delta d, beispielsweise von 40 auf 50 mm, erhöht.
Damit die Bauwerksfugenkonstruktion 62 als Ganzes oberflächenbündig bleibt, muss die Dehnungsmatte 72 mit den Klemmleisten 76 um denselben Betrag delta d höher gelegt werden.
[0041] Nach dem Stand der Technik würde das bedeuten, dass die ganze Dehnfugenkonstruktion 62 herausgespitzt und neu verlegt werden müsste. Erfindungsgemäss müssen lediglich die Kopfschrauben 80 der Klemmleisten 76 gelöst, die Bitumeneinlage 88 wenigstens teilweise entfernt und die Dehnungsmatte 72 mit den Klemmleisten 76 demontiert werden. Nun liegen auch die Kopfschrauben 40 der Trägerplatte 34 frei, nach dem Lösen oder Entfernen dieser Schrauben kann auch die Trägerplatte 34 mit einem geeigneten Hebezeug angehoben werden. Nach dem Einlegen von geeigneten Distanzhaltern 90, beispielsweise in Form von Kalibrierplättchen und/oder Unterlagsscheiben, wird die Trägerplatte 34 auf diese abgesenkt.
Die Trägerplatte 34 ist nun so einjustiert, dass die Dehnungsmatte 72 mit den Klemmleisten 76 nach dem Einlegen und Befestigen mit der Verschleissschicht 60 des Fahrbahnbelages oberflächenbündig ist.
[0042] Alle übrigen Verfahrensschritte erfolgen wie in den vorhergehenden Fig. 1 bis 6 beschrieben, insbesondere wird der Zwischenraum 92 zwischen positionierter Trägerplatte 34 und ausgehärteter zementöser Vergussmörtelschicht 68 durch Einfüllen von flüssigem Verguss- oder Injektionsmörtel durch die Injektionsöffnung 48 gefüllt.
[0043] Aus der Figurenbeschreibung, insbesondere aus Fig. 7, geht deutlich hervor, wie drastisch Belagsanpassungen im Bereich von Dehnfugenkonstruktionen 62 erfindungsgemäss vereinfacht werden können.
Statt dass die ganze Dehnfugenkonstruktion 62 aufwendig und mühsam herausgespitzt und ersetzt werden muss, kann mit extrem niedrigem Aufwand und ohne Herausbrechen relevanter Teile eine perfekte Anpassung erreicht werden.
The invention relates to a waterproof expansion joint construction for buildings, with two building joints laterally delimiting structural parts, an anchored therein metallic substructure with a support surface for a fixable expansion mat made of elastic material for bridging the building gap, which expansion mat with the wear layer of a road surface Building is flush with the surface.
Further, the present invention relates to a method of making and using a dilatation joint construction.
The essential task of a Dehnfugenkonstruktion for buildings or their carriageway consists in the compensation of physical movements, such as a bridge superstructure.
Temperature fluctuations, creep and shrinkage in prestressed and reinforced concrete superstructures and traffic loads are the main causes of regularly occurring, but calculable shifts in bridge structures.
The occurring length changes must be reliably absorbed and compensated by the expansion joint construction.
A Dehnfugenkonstruktion must be able to record in addition to the main movement in the longitudinal direction also occurring transverse displacements and rotations with respect to all three spatial axes.
Other essential requirements of a Dehnfugenkonstruktion are tightness against water and dirt, the attenuation of noise, easy accessibility for maintenance and a long life of all individual components.
The expansion mats form with the wear layer of the covering a practically flat, joint-free surface. As a result, a shock-free and almost noiseless driving over the expansion joint construction is ensured even with heavy vehicles.
The usual Dehnfugenkonstruktionen are also waterproof and thanks to the jointless dirt-repellent. They not only provide a high degree of traffic safety for vehicles, but also for pedestrians and cyclists.
The expansion mats are formed as solid profiles of vulcanized rubber or a corresponding plastic with comparable properties. The requirements for expansion mats are very high in many respects, they must for example be resistant to tension, have a low abrasion, especially against salt water and oil to be chemically resistant and resistant to breakage.
In DE 4 104 401 C1 an expansion joint construction is described which comprises on both sides of a building joint, a metallic support profile and an elastic bridge profile.
The elastic bridge profile, as here called the expansion mat, can be clamped to the support profiles. For this purpose, each support profile is associated with an L-shaped longitudinal web and a rectangular longitudinal web with fixing strips. The system of fixing strips is used in particular for waterproofing.
This is undoubtedly an advantage, but the adaptability of the expansion joint construction with respect to the roadway level remains low.
The inventor has set itself the task of creating a Dehnfugenkonstruktion of the aforementioned type and a method for their preparation, which can be adapted in a roadway rehabilitation with the least possible material and labor.
With regard to the device, the object is achieved in that the expansion joint construction on both sides of the building joint includes a height-adjustable support plate for the expansion mat at any time.
Specific and further embodiments of the invention are the subject of dependent claims.
A height-adjustable support plate according to the present invention has two main advantages:
The level of the expansion mat and its terminal strips can be adjusted exactly to the level of the wear layer of a building.
In a later deck renovation, the level of the expansion mat and its terminal strips can be adapted at any time, even after decades, to the level of the new wear layer without the expansion joint construction must be pointed out and replaced.
The Einjustieren the expansion mat and the terminal strips is not limited to the longitudinal direction of the road, this can be done according to a preferred embodiment in the transverse direction, ie on all sides.
Furthermore, the level of the expansion mat and its terminal strips can be adjusted if the level of the wear layer on both sides of the building joint is not exactly the same. The height of the support plate can in principle be adjusted by all known means, most conveniently, however, the use of lifting spindles has proven, with at least three, preferably in the form of an equilateral or isosceles triangle placed lifting spindles are required.
Depending on the static requirements or local conditions, the number of lifting spindles used is determined object-related.
Both the substructure and the carrier plates and the terminal strips are preferably made of commercially available structural steels.
The expansion mat also consists of known material and is designed as a flat profile with longitudinal cavities.
Vulcanized rubber and elastomers having the properties mentioned in the beginning are also used according to the invention.
With regard to the method for producing a Dehnfugenkonstruktion of the aforementioned type, the object is achieved according to the invention that both sides of the building joint
provided in the building a recess extending along the uppermost region of the building joint or broken out, the head bolts of the substructure are welded to the structural reinforcement projecting into this recess and the substructure is embedded in concrete,
the locknuts are positioned and the carrier plate is placed,
the building joint is covered with a transfer plate, an insulation is introduced and the road surface is built in to the final height,
the road surface in the area of the expansion joint construction is cut out and removed, together with the overflow plate,
the carrier plate is adjusted by turning the locknuts and the capscrews are tightened on the locknuts for full support of the carrier plate,
the grout is introduced through the injection port and the U-shaped gutter is mounted,
the head screws are pretensioned after the mortar has hardened,
the expansion mat and the terminal strip are mounted by torque-controlled preloading of countersunk capscrews and the bitumen grout is introduced.
Special and further embodiments of the method are the subject of dependent claims.
With the inventive method, the road surface is initially introduced to the final height and then cut out again in the Dehnfugenkonstruktion. Thus, the advantages of the height-adjustable support plate can be fully utilized, the level of the expansion mat with the terminal strips can be adjusted in terms of height.
By individual operation of the lock nuts in the support plate, the expansion mat with the terminal strips can also be individually adjusted to a non-horizontal level and adapted on all sides.
The wear layer of roadways must be rehabilitated periodically rehabilitated or replaced, which is increased by a new layer of wear. Thereafter, the expansion mat with the terminal strips is at a too low level. According to the known state of the art, the entire expansion joint construction must be pointed out and replaced by a new one. According to a further development of the present invention, the cap screws are removed in the terminal block and this disassembled together with the expansion mat.
The cap screws of the carrier plate are exposed and can also be removed or loosened so far that the carrier plate can be raised or lowered to the required extent. After positioning the carrier plate to the level of the new wear layer of the road surface paving mortar is injected under the support plate and pre-tensioned after curing of the grout, the cap screws of the support plate. Then the expansion layer and clamping strips flush with the wear layer of the roadway are mounted by pre-tensioning the cap screws of the terminal strip. Finally, the bitumen grouting is carried out.
Conveniently, the raised support plate is lowered to prefabricated, adjusted spacers and then injected the grout.
The spacers can be stable supports, calibration plates and / or washers placed around the screws, even with an insertion slot. After curing of the composite mortar, the spacers are stuck and lost.
According to another preferred variant of the method, the cap screws of the terminal strips and the carrier plate are completely removed, the carrier plate completely lifted and positioned on each lifting spindle a new lock nut and adjusted according to the corresponding process steps described above. The injection of the grout and the further process steps are also carried out as described above.
As is apparent from the introduction, an inventive expansion joint construction is used primarily for road bridges made of concrete.
However, it is also used in other structures, especially in floor elements of large parking decks and the like. Furthermore, the expansion joint construction can also be used for bridges made of wood or steel.
The invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the drawings, which are also the subject of dependent claims. It show schematically in partial longitudinal section:
<Tb> FIG. 1 <sep> Construction phase 1, installation substructure,
<Tb> FIG. 2 <sep> construction phase 2, covering installation,
<Tb> FIG. 3 <sep> construction phase 3, cut out lining,
<Tb> FIG. 4 <sep> construction phase 4, adjust carrier plate
<Tb> FIG. 5 <sep> Stage 5, stabilization and sealing
<Tb> FIG. 6 <sep> Stage 6, installation of expansion mat, and
<Tb> FIG. 7 <sep> later surface adaptation.
Fig. 1 shows a separated by a building joint 10 structure 12, in this case a road bridge. The building joints 10 extend at right angles to the carriageway in the transverse direction. Due to temperature changes of the building, the building joint 10 increases in the cold and shrinks in the heat. The building gap 10 is for example at about 1 of the length of the building and thus granted the necessary scope.
In a new structure 12 a rectangular cross-section recess for a steel substructure 14 on both sides of the building joint 10 is formed in a first stage of construction in the building joint 10 in which the flowable mass is retained accordingly during concreting.
The reinforcing bars 16 are used for a non-positive anchoring between structure 12 and substructure 14.
The substructure 14, which consists essentially of a base plate 18, side walls 20, one with the fug remotely reinforced side wall 20 welded support plate 22, threaded bolt 30 and the anchoring head bolt 24, welded to the also consisting of structural steel reinforcing bars 16. The support plate 22 of the substructures 14 extends substantially flush with the surface of the building 12th
In the direction of the building joint 10, the base plate 18 is welded to such an angle section 26 that this rests on the inside of the structure formed by the structure 12 10 construction.
After welding the head bolt 24 with the reinforcing bars 16, the recess is filled with concrete 28, after curing, the head bolts 24 and thus the entire substructure 14 are firmly anchored in the structure 12.
The welded to the base plate 18 threaded bolts 30 have expediently extending over the entire length inner and outer threads. Each threaded bolt 30 has a screwed-on lock nut 32, which has the support of a support plate 34 with a support surface 36 for a stretching mat, not shown in FIG.
The lock nuts 32 are positioned so that the later-applied expansion mat on the support plate 34 is flush with the wear layer of the covering.
In the support plate 34 bores for the threaded bolt 30 are stepped to a recess 38 for a deep into the threaded bolt 30 hineinzerstreckende cap screw 40 with a present hexagonal head portion 42 with washer 44 extended. The cap screws 40 are slightly tightened, the support plate 34 is fed on all lock nuts 32nd
Fugenseitig the support plate 34 is welded to a vertical Abschalblech 46, when lifting or lowering the support plate 34 slides this along the base plate 18 and the angle section 26th
Next, an injection opening 48 is recessed from the support plate 34 through which grout is poured in a later stage of construction.
According to a variant, the substructure is embedded in concrete only after installation of the support plate 34.
In Fig. 1 and all other figures, the longitudinal axis E of the building gap 10 is preferably symmetry plane for the both sides arranged substructure fourteenth
In the following, shown in Fig. 2 second phase of construction, the building joint 10 is covered with a over part of the support plate 34 extending transition plate 50, which is reinforced by a rectangular tube profile 52 and is held with at least one centering pin 64 in position ,
On the concrete surface of the structure 12, an insulation 54 extending over the concrete recess for the substructure and the support plate 22 is applied. This moisture barrier is about 3 to 6 mm thick and is usually applied as a foil. In a manner known per se, a support layer of usually 40 to 50 mm thickness is then applied, which is approximately flush with the surface 36 of the support plate 34. Another covering layer covers the supporting layer 56 and the region of the carrier plate 34 which is not covered by the transition plate 50, whereby the free recesses 38 and the injection opening 48 are also covered. Finally, the wear layer 60, usually made of bitumen, is brought to the definitive level.
This wear layer 60 also extends over the entire region of the expansion joint construction 62, which is bounded by the recesses in the structure 12. The wear layer 60 usually has a thickness of 40 to 50 mm.
In the subsequent construction phase 3 according to FIG. 3, the covering, d. H. the support layer 56 and the wear layer 60, cut out and removed together with the transfer plate 50 (Figure 2). The building joint 10 and the support plates 34 on both sides of the building joint 10 are now free again, the head parts 42 of the cap screws 40 can be actuated, the injection port 48 are used.
In the further construction phase 4 according to FIG. 4, the support plate 34 is significantly lowered compared with FIG. 3, in other words it is at a lower level on the lock nuts 32 than in FIG. 3.
The lock nuts 32 are adjusted so that the proposed expansion mat 72 and the terminal strips 76 are flush with the wear layer 60 of the road surface (FIG. 6). After adjusting the lock nuts 32 introduced into the threaded bolts 30 cap screws 40 are lightly tightened so that the support plate 34 rests snugly on the lock nuts 32. The cavity between the support plate 34 and the base plate 18 is close to the joints through the Abschalblech 46, far away from the side wall 20 closed.
The two previously open to actuate the lock nuts 32 sides of the cavity are boarded.
Now, in the next step, as shown in FIG. 5 for construction phase 5, are filled with a pump unit not shown cementitious Vergussmörtel 68 via the injection ports 48 in the space between the support plate 34 and base plate 18, which is indicated by an arrow 66. The mold-filling cementitious grout 68 hardens and thus stabilizes the support plate 34 for full load in the later applied roadway.
Further, in the lower part of the building joint 10, a gutter 70, in this case a Hipalonfolie, U-shaped bent and attached on both sides of the building joint 10 to the angle sections 26. By way of the channel formed in this way, at most passing liquid is discharged laterally of the roadway.
The gutter 70 is therefore preferably mounted in the longitudinal direction of the joint with a slight incline. The mounting of the flexible, waterproof plastic film 70 can be done for example by gluing.
After curing of the grout 68 is a profiled expansion mat 72 with longitudinal, in cross-section circular or semicircular channels, placed on the support surface 36 of the support plates 34 in a sixth and final construction phase shown in FIG. 6, with respect to the longitudinal axis E of the building joint 10 mirror-symmetrical. Subsequently, the carrier plate 34 by cross-head screws 40 are biased with a torque wrench. Two lateral, parallel to the expansion mat 72 extending terminal strips 76 each have a mat cross-clamping nose 78th
The clamping bars 76 are fixed with these cross-head screws 80 with a hexagonal head 82, which is recessed in a recess 84. In the support plate 34 corresponding holes or blind holes are recessed with internal thread. Viewed in the longitudinal direction of the building joint 10, the cap screws 40 of the support plate 34 and the cap screws 80 of the terminal strips 76 offset from each other, preferably alternately with the same distance.
When tightening the cap screws 80 of the terminal strips 76, the expansion mat 72 is compressed by the clamping lugs 78 and fixed.
Below a clamping lug 78 each one cooperating with this, parallel longitudinal round or semi-circular bar 86 is attached, which ensures optimum sealing against moisture ingress.
After biasing the cap screws 80 of the terminal strips 76, the remaining groove between the terminal blocks and the pavement of the roadway or the side wall 20 with bitumen 88 shed flush with the surface.
In the embodiment according to FIG. 7, a lining adaptation has been carried out. The thickness of the wear layer 60 of the roadway is increased by delta d, for example from 40 to 50 mm.
So that the structural joint construction 62 as a whole remains flush with the surface, the expansion mat 72 with the clamping strips 76 must be set higher by the same amount delta d.
In the prior art, this would mean that the entire expansion joint construction 62 would have to be pointed out and relocated. According to the invention, only the cap screws 80 of the clamping strips 76 need to be loosened, the bitumen insert 88 at least partially removed and the expansion mat 72 removed with the clamping strips 76. Now, the cap screws 40 of the support plate 34 are exposed, after loosening or removing these screws and the support plate 34 can be lifted with a suitable hoist. After inserting suitable spacers 90, for example in the form of Kalibrierplättchen and / or washers, the support plate 34 is lowered to this.
The support plate 34 is now adjusted so that the expansion mat 72 is flush with the terminal strips 76 after insertion and fastening with the wear layer 60 of the road surface.
All other process steps are carried out as described in the preceding Figs. 1 to 6, in particular, the gap 92 between the positioned support plate 34 and cured cementitious Vergussmörtelschicht 68 is filled by filling liquid grout or injection mortar through the injection port 48.
From the description of the figures, in particular from Fig. 7, it is clear how drastically pad adjustments in the region of expansion joint constructions 62 according to the invention can be simplified.
Instead of the entire expansion joint construction 62 having to be pointed out and replaced in a laborious and laborious manner, perfect adaptation can be achieved with extremely low outlay and without breaking out relevant parts.