DE2542912C3

DE2542912C3 - Fugenband, insbesondere zur Abdichtung von Stahlbetontübbings

Info

Publication number: DE2542912C3
Application number: DE2542912A
Authority: DE
Inventors: Kurt Ing.(grad.) 4330 Mühlheim Jansen
Original assignee: Ruhrkohle AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 1975-09-26
Filing date: 1975-09-26
Publication date: 1982-08-19
Also published as: ATA700376A; CH610971A5; GB1559102A; ZA763214B; AT356168B; DE2542912B2; DE2542912A1

Description

% erwähnten Schrauben der Tübbings aufgebracht werden müssen, um die erforderlichen Rückstellkräfte im Fugen- ^. band zu erzeugen. Tatsächlich wird hierbei mit Linien-' drücken von 50 bis 100 kN/m gearbeitet um die erforderliche langfristige Sicherheit zu gewährleisten. Das Aufbringen solcher Kräfte ist schwierig und kostspielig. Außerdem erweist es sich als nachteilig, daß ν der Druck auf die Seitenflächen der Fuge besonders "- groß ist Schließlich kommt es vor, daß Beton oder Zementmilch beim Verpressen der Tübbings zwischen .':■ die Zähnungen des Fugenbandprofils gerät und dessen ■ Funktion dadurch nicht gewährleistet ist
% Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß / diese Nachteile, aach die der besonders hohen ^;; Liniendrücke, hauptsächlich eine Frage falscher Form- -' gebung des Fugenbandes und nur zum Teil eine solche . ungeeigneter Werkstoffe ist Demgemäß liegt der y Erfindung die Aufgabe zugrunde, durch eine neuartige ; Form des Fugenbandes eine Herabsetzung der Liniendrücke und in weiterer Ausbildung eine Verminderung der Belastung der Seiten wände der Nut zu erzielen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die der Bodenfläche der Nut zugeordnete Unterseite des Fugenbandes gewölbt verläuft und die Dicke des Fugenbandes, ausgehend von seiner Mitte zu seinen Rändern hin, zunimmt, und daß die Wölbung in der Mitte des Fugenbandes etwa dem Oberstand des Fugenbandes über den Rand der Nut hinaus entspricht.

Bei dieser Gestaltung bildet das Fugenband einen Biegungsfederkörper. Die Unterseite des Fugenbandes ist im Querschnitt mathematisch eine Zylinderfläche und liegt vor dem Zusammendrücken des Fugenbandes hohL Dabei liegt das Fugenband nur an seinen Kanten linienhaft auf. Am günstigsten erweist es sich, wenn die Unterseite des Fugenbandes im Querschnitt einer Parabel 4. Ordnung entspricht und die Dicke des Fugenbandes, ausgehend von der Mitte bis zu seinen Rändern, stetig zunimmt Der Abstand zwischen der Unterseite des Fugenbandes und der Bodenfläche der Nut beträgt dann in der Mitte des Bandes gerade das Maß des Oberstandes, so daß an dieser Stelle die Profildicke der Nuttiefe entspricht.

Wenn ein solches Fugenband in die Nut eingelegt ist, haben die aufgebrachten Pressungen, d. h. z. B. die Schraubenanzugskräfte, zunächst die Aufgabe, das Fugenbandprofil durch Biegung auf den Boden der Nut zu drücken. Erst nachdem das erfolgt ist, führt weiteres Aufbringen der Kräfte durch Kontaktdruck zum Zusammenpressen des Fugenbandes. Es erweist sich nun, daß bei der gewählten Form des erfindungsgemäßen Fugenbandes diese Zusammenpreßkraft (Erzeugung der Oj-Spannungen) nur etwa das 2,8fache der λ Kraft ausmacht, welche zum Andrücken des Fugenban- ; des erforderlich ist Aus der Summe beider Kräfte setzt sich die von den Schrauben aufzubringende Gesamtkraft zusammen. Sie liegt bei einem praktischen ';■ Ausführungsbeispiel der Erfindung bei ca. 0,064 kN/m, wobei der Anteil der Zusammenpreßkraft ca. 0,047 kN/m ausmacht

Vorzugsweise und gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Form des Fugenbandes dadurch weiter verbessert, daR die den Seitenflächen der Nut zugeordneten Seitenflächen des Fugenbandes je eine Ausnehmung aufweisen, deren Begrenzungen, ausgehend von den Kanten der Bodenfläche, parallel zu den verbleibenden Seitenflächen des Fugenbandes über dessen untere beiden Dritte! verlaufen. Dabei ist vorzugsweise der Übergang der jeweiligen Begrenzungen der Ausnehmungen in dus obere Drittel der betreffenden Seitenflächen abgerundet

Wenn das Fugenband in die Nut eingelegt ist klafft zunächst infolge der beschriebenen Ausnehmungen in S den unteren beiden Dritteln zwischen dem Fugenband und den Seitenflächen der Nut ein Spalt Die Breite der beiden Spalte entspricht der Tiefe der Ausnehmungen. Diese ist so gewählt daß der Spalt die Übertragung von Kräften ausschließt und groß genug ist, um die ίο Dehnungen aus der Querkontraktion des Fugenbandes aufzunehmen. Andererseits besteht im oberen Bereich der Seitenflächen der Nut zwischen dem Fugenband und der Nut ein satter Kontakt, in welchem die Pressungen auch ausreichen, um eine Abdichtung gegen auftretende Wasserdrücke zu gewährleisten. Der

Vorteil dieser Fugenbandgestaltung liegt darin, daß die

festigkeitsmäßig schwachen Randbereiche der Nut entlastet werden.

Es besteht jedoch die Möglichkeit die Gesamtpres-

sung, ζ. B. die Schraubenzugkraft, noch weiter zu vermindern, ohne daß der Elastizitätsmodul des Fugenbandwerkstoffes verkleinert werden müßte. Da man den zum Zusammendrücken des Biegungsfederkörpers erforderlichen Kraftanteil nicht vermindern kann, besteht das Problem darin, den Anteil der Zusammenpreßkraft an der Gesamtkraft herabzusetzen. Dieses Problem läßt sich dadurch lösen, daß man die Belastungsflächen verkleinert
Zu diesem Zweck ist gemäß einer weiteren Ausführungsforni der Erfindung vorgesehen, die Oberseite des Fugenbandes mit einem zu seiner Mitte verlaufenden Mittelsteg mit ebener und orthogonal zu den Seitenflächen des Fugenbandes verlaufender Oberfläche sowie mit beiderseits des Mittelsteges angeordneten Randstegen zu versehen, die vom Mittelsteg durch eine Vertiefung getrennt sind und die jeweils eine orthogonal zur Seitenfläche und mit der Oberfläche des Mittelsteges fluchtende Oberfläche aufweisen. Vorzugsweise weist diese Vertiefung eine zum Mittelsteg schräg ansteigende Begrenzungsfläche auf.

Es erweist sich, daß in dem oben angegebenen Zahlenbeispiel die Zusammenpreßkraft noch einmal um ca. 0,025 kN/m herabgesetzt werden kann.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; und zwar zeigt

F i g. 1 im Querschnitt ein Fugenband gemäß der Erfindung in einer 1. Ausführungsform, nachdem es in die Nut eingelegt worden ist,

F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende Darstellung des Fugenbandes nach Zusammenpressen des Biegungsfederkörpers und
F i g. 3 eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung.

In der Stirnfläche 1 eines Stahlbetontübbings 2 befindet sich eine Nut Die Nut hat ebene Seitenflächen 3 bzw. 4 und eine ebenfalls ebene Bodenfläche 5. Die Stirnfläche t ist eine von vier Stirnflächen des Tübbings, die sämtlich mit der wiedergegebenen Nut versehen sind und denen entsprechend gestaltete Stirnflächen benachbarter Tübbings gegenüberliegen. Gemäß dem Ausführungsbeispiel werden diese Tübbings miteinander verschraubt Die Schrauben sind jedoch nicht wiedergegeben. Die in den Schrauben aufgebrachten Zugkräfte werden zu einer über die Längeneinheit addierten Gesamtkraft zusammengesetzt.
In der Nut befindet sich ein Fugenband 6. Es besitzt

einen Vollquerschnitt, wie sich aus den Darstellungen der F i g. 1 bis 3 ergibt

Das Fugenband besteht aus dem eingangs beschriebenen, viskoelastischen Werkstoff, dessen Druckelastizitätsmodul Ed=1.2kN/cm² und dessen Querkontraktionszahl μ—0,47 betragen. Ein solcher Werkstoff ist für die praktische Verwirklichung der Erfindung als besonders günstig anzusehen.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 und 2 hat das Fugenband eine ebene Oberseite 7. Sie ragt an der Stirnfläche um den Überstand t vor. Die Unterseite 8 des Fugenbandes ist der Bodenfläche 5 der Nut zugeordnet

Ausgehend von der Mitte 9 ist die Unterseite 8 konvexzylindrisch gekrümmt. Dadurch nimmt, wie die F i g. 1 und 3 erkennen lassen, die Dicke des Fugenbandes, ausgehend von der Mitte bis zu den Rändern bzw. Seitenflächen, zu. Im Ausgangszustand liegt daher das Fugenband 6 mit seinen Kanten 10 bzw. 11 auf der Bodenfläche 5 der Nut auf. In den beiden Seitenflächen des Fugenbandes 6 befinden sich Ausnehmungen 12 bzw. 13, die identisch sind. Jede dieser Ausnehmungen hat eine durch das Maß Λ gegebene Höhe. Diese beträgt ca. zwei Drittel der Gesamthöhe H.

Infolgedessen verbleibt im unteren Drittel der Seitenfläche 3 der Nut zwischen dieser und dem tiefsten Bereich 15 der Ausnehmung 12 ein Spalt s.

Der Obergang 16 der Ausnehmung 12 in das obere Drittel der Seitenfläche 17 des Fugenbandes ist abgerundet Nur die Seitenfläche 17 liegt der Seitenfläehe 3 der Nut an.

Nach dem Zusammenpressen verbleibt ein Spalt s' zwischen dem tiefsten Bereich 15 der Ausnehmungen 12 bzw. 13 und der dazugehörigen Teilfläche der Seitenfläche 3 der Nut Infolgedessen werden hier keine Kräfte übertragen. Andererseits ist die der Bodenfläche 5 der Nut zugeordnete Unterseite 8 auf diese aufgepreßt Der Abstand a, den die Unterseite 8 im nicht gespannten Zustand des Fugenbandes 6 zur Bodenfläche 5 der Nut einhält, entspricht dem Oberstand fund ist in F i g. 2 aufgezehrt

Die Erzeugende der Unterseite 8 ist eine Parabel 4. Ordnung, so daß sich die Dicke des Fugenbandes, ausgehend von der durch die Profilachse 9 gegebenen Mitte, bis zu den Rändern kontinuierlich vergrößert

Im folgenden wird ein Zahlenbeispiel angegeben, das die Größe der Kräfte bei Verwendung des eingangs bezeichneten Fugenbandwerkstoffes erkennen läßt

Um die Anpreßdrücke nicht zu groß werden zu lassen und doch noch ein vernünftiges Überstandsmaß zu erhalten, beträgt in diesem Ausführungsbeispiel der Überstand bei einer Nuttiefe von Ii cm ein Fünftel dieses Wertes, d.h. f—0,24cm. Dann ist auch a -0,24 cm. An den Seitenflächen 3, 4 der Nut, längs derer es darum geht die auf sie insgesamt entfallenden Pressungen klein zu halten, beträgt der Spalt s-0,2 cm an jeder Seitenfläche 3,4 der Nut Dieser Spalt ist groß genug, um die Übertragung von Kräften auszuschließen, wie Fig.2 zeigt und um die Dehnungen aus der Querkontraktion aufzunehmen.

Die Breite b beträgt 5,2 cm.

Für diese Werte errechnen sich die oben angegebenen Schraubenzugkräfte.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig.3 werden für übereinstimmende Teile gleiche Bezugszeichen verwendet Das dort wiedergegebene Fugenband 6 unterscheidet sich lediglich dadurch, daß seine Oberseite »gezahnt« ist Vorgesehen ist ein Mittelsteg 20 mit einer ebenen Oberseite 21. Die Oberfläche 21 verläuft orthogonal zu den Seitenflächen 22 bzw. 23 des Fugenbandes 6. An jeder Seite des Mittelsteges 20 ist ein Randsteg 24 bzw. 25 angeordnet Jeder der beiden Randstege hat eine orthogonal zur Seitenfläche 22 bzw. 23 verlaufende Oberseite 26 bzw. 27, die ihrerseits eben ist und mit der Oberseite 21 des Mittelsteges 20 fluchtet Jeder Randsteg 24 bzw. 25 ist im übrigen vom Mittelsteg 20 durch eine Vertiefung 28 bzw. 29 getrennt weiche eine zum Mittelsteg schräg ansteigende Bodenfläche 30 bzw. 31 aufweist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 ihren einander zugekehrten Stirnflächen jeweils min- Patentansprüche: destens eine das Fugenband aufnehmende Nut aufwei sen, die von insbesondere ebenen Seitenflächen und

1. Fugenband, insbesondere zur Abdichtung von einer ebenen Bodenfläche begrenzt ist, wobei das Stahlbetontübbings, welche an ihren einander s Fugenband einen Oberstand Ober die obere Begrenzung zugekehrten Stirnflächen jeweils mindestens eine der Nut hinaus aufweist, auf 'iem sich vorzugsweise das das Fugenband aufnehmende Nut aufweisen, die von benachbarte Fugenband abstützt

insbesondere ebenen Seitenflächen und einer ebe- Vorzugsweise werden Fugenbänder verwendet, die nen Bodenfläche begrenzt ist, wobei das Fugenband aus einem Thermoplast mit teilweise elastomeren einen Überstand Ober die obere Begrenzung der Nut io Eigenschaften bestehen, d.h. spätestens nach Ablauf

hinaus aufweist, auf dem sich vorzugsweise das von einigen Tagen nach einer Zusammenpressung auf

benachbarte Fugenband abstützt, dadurch ge- z.B. 10% ihrer Ausgangsdicke bis auf wenige Prozent kennzeichnet, daß die der Bodenfläche (5) der dieser Dicke wieder zurückfedern. Ein solches Werk-Nut zugeordnete Unterseite (8) des Fugenbandes (6) stoffverhalten wird auch als Viskoelastizität bezeichnet

gewölbt verläuft und die Dicke des Fugenbandes (6), 15 und steht im Gegensatz zu Kunststoffen mit kaltem

ausgehend von seiner Mitte (9) zu seinen Rändern Fluß, welche nach derart weitgehenden Verformungen

hin, zunimmt und daß dje Wölbung (a) in der Mitte nicht mehr in ihren Ausgangszustand zurückfedern. Ein

(9) des lrugenbandes etwa einem Überstand (t) des viskoelastisches Verhalten dieser Art hat insbesondere

Fugenbandes (6) über den Rand der Nut hinaus ein äthylencopolymerhaltiger, bituminöser Dichtungs-

entspricht 20 werkstoff, der zu etwa 45—50 Gew.-% aus einem eine

2. Fugenband nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Spannungsrißkorrosion von etwa 6000 h aufweisenden zeichnet, daß die Unterseite (8) des Fugenbandes (6) Gemisch aus einem Äthylencopolymer und einem im Querschnitt einer Parabel 4. Ordnung entspricht kleinen Anteil Bitumen, zu etwa 40 Gew.-Ψο aus und die Dicke des Fugenbandes (6), ausgehend von gegebenenfalls 30 Gew.-% Asche (bezogen auf den der Mitte (9) bis zu seinen Rändern, stetig zunimmt , 25 Anthrazitstaubanteil) und gegebenenfalls eine Korngrö-

3. Fugenband nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ße von 30 μ aufweisenden Anthrazitstaub und restligekennzeichnet, daß der Überstand (t) und die ihm chem Hochdruckpolyäthylen besteht (DE-OS 2! 56 782). entsprechende Wölbung (a) etwa ein Fünftel der Das vorzugsweise Anwendungsgebiet der Erfindung Nuttiefe betragen. sind Stahlbetontübbings, welche miteinander ver-

4. Fugenband nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 3° schraubt werden. Sind solche Tübbings mit einem dadurch gekennzeichnet, daß die den Seitenflächen viskoelastischen Werkstoff etwa der vorstehenden (4) der Nut zugeordneten Seitenflächen (17) des Zusammensetzung abgedichtet, so ist das Fugenband Fugenbandes (6) je eine Ausnehmung (12, 13) bei Gebirgsbewegungen infolge seines starken Rückaufweisen, deren Begrenzungen, ausgehend von den Stellungsvermögens bestrebt zu folgen und die Fuge Kanten (10, U) der Bodenfläche, parallel zu den 35 erneut abzudichten. Dabei muß jedoch darauf geachtet verbleibenden Seitenflächen (17) des Fugenbandes werden, daß einerseits nach Abschluß des Kriechvor-(6) über dessen untere beiden Drittel verlaufen. ganges die im zusammengedrückten Zustand des

5. Fugenband nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Fugenbandes auftretenden Pressungen an den Nuträndadurch gekennzeichnet, Jaß der Übergang der dem so groß bleiben, daß sie gegen einen vorausberechjeweiligen Begrenzungen der Ausnehmungen (12, 40 neten Wasserdruck auf die Tübbings mit noch 13) in das obere Drittel der betreffenden Seitenflä- hinreichender Sicherheit abdichten, daß aber andererchen (17) abgerundet ist seits die Kanten der Nut wegen ihrer geringeren

6. Fugenband nach einem der Ansprüche 1 bis 5, Festigkeit nicht so hoch bei der Aktivierung der dadurch gekennzeichnet, daß seine Oberseite (7) Rückstellkräfte belastet werden. Die Anpreßdrücke eben ausgebildet ist 45 werden von den Schrauben der Tübbings geliefert

7. Fugenband nach einem der Ansprüche 1 bis 5, Diese Kräfte müssen so stark sein, daß sie die dadurch gekennzeichnet daß seine Oberseite (7) notwendigen Rückstellkräfte unter Einbeziehung ihrer einen zu seiner Mitte (9) symmetrisch verlaufenden Abminderung durch das Kriechen des Fugenbandwerk-Mittelsteg (20) mit ebener und orthogonal zu den stoffes liefern können.

Seitenflächen (22, 23) des Fugenbandes (6) verlau- 50 Zur Abdichtung von Stahlbetontübbings sind

fender Oberfläche (21) sowie beiderseits des Fugenbänder der eingangs beschriebenen allgemeinen

Mittelsteges (20) angeordnete Randstege (24, 25) Form bekannt Die der ebenen Bodenfläche der Nut

aufweist, die vom Mittelsteg (20) durch eine zugeordnete Unterseite des Fugenbandes weist paralle-

Vertiefung (28,29) getrennt sind und die jeweils eine Ie, rinnenförmige Vertiefungen auf, so daß im Bereich

orthogonal zur Seitenfläche (22, 23) und mit der 55 dieser Fläche des Fugenbandes die Umrißlinie des

Oberfläche (21) des Mittelsteges (20) fluchtende Fugenbandquerschnittes gezahnt erscheint Diese Zah-

Oberfläche (26,27) aufweisen. nung soll die Rückstellkräfte des Fugenbandes vergrö-

8. Fugenband nach Anspruch 7, dadurch gekenn- Bern. Außerdem besteht das Fugenband aus elastomezeichnet daß die Vertiefungen (28, 29) eine zum rem Werkstoff.' Die Seitenflächen des bekannten Mittelsteg (20) schräg ansteigende Begrenzungsflä- 60 Fugenbandes verlaufen parallel zu den Seitenflächen ehe (30,31) aufweisen. , der Fuge. Die Oberseite des Fugenbandes weist

abgeschrägte Randbereiche auf, so daß die Dicke des Fugenbandes zu den Rändern hin abnimmt Das

Fugenband besitzt schließlich einen Überstand, so daß

65 sich das benachbarte Fugenband des anschließenden Tübbings auf der Oberseite des Fugenbandes abstützen Die Erfindung betrifft ein Fugenband, insbesondere kann,
zur Abdichtung von Stahlbetontübbings, welche an Es hat sich gezeigt, daß »ehr erhebliche Kräfte mit den