DE8508033U1

DE8508033U1 - Fugenabdeckung

Info

Publication number: DE8508033U1
Application number: DE19858508033
Authority: DE
Original assignee: Kober AG Glarus
Current assignee: Kober AG Glarus
Priority date: 1986-05-06
Filing date: 1985-03-18
Publication date: 1987-07-02
Also published as: EP0244495A1

Description

Fugenabdeckung

Die Erfindung betrifft eine an die Fahrbahnoberfläche angrenzende Fugenabdeckung für Dehnungsfugen in Verkehrswegen, insbesondere Brücken, mit einer die Fuge überbrückenden elastomeren Platte, deren zur Fuge parallele Längsränder jeweils fest mit dem zugeordneten Fugenrand verbunden sind und unten an ein*> Randkerbe der Platte angrenzen.

Eine derartige bekannte Fugenabdeckung (Belgische Patentschrift 665 015) besitzt eine vorgefertigte elastomere Platte, die an ihren Längsrändern mit in den Fugenrändern verankerten Blechen verschraubt ist; die Platte ist mit weiteren Verschraubungen an ihrer Unterseite mit einer steifen, den Fugenspalt überbrückenden Unterlage verbunden, welche in den Fugenrändern verschieb!ich aufgenommen ist. Durch diese Verschraubungen, unterstützt durch Randkerben an der Unterseite der Platte im Bereicht ihrer Längsränder gelingt es, ein Aufwölben der Platte unter der Wirkung horizontaler Druckkräfte zu vermeiden. Da die Platte mit Ausnahme der Verschraubungsstellen von ihrer Unterlage abgehoben ist, wird sie demzufolge unter Einwirkung von Verkehrslasten durchgedrückt und unterliegt daher einem raschen Verschleiß.

Bei einer anderen bekannten Fugenabdeckung (US-PS 3 527 009) wird das Aufwölben einer eiastomeren die Fuge überbrückenden Platte infolge Druck- oder Zugwirkung auf die Fugenabdeckung dadurch verhindert, daß in die Platte Versteifungseinlagen eingeossen sind; diese Einlagen sind gebildet durch in Längsrichtung der Fuge verlaufende Stäbe und diese zusammenhaltende Querträger, die in Abständen so angeordnet si no, daß ihre Enden auf den gegenüberliegenden Fugenrändern aufliegen. Bei dieser Konstruktion lassen sich nachteilige Zwängungen zwischen der Einlage und dem elastomerenPlattenwerkstoff unter der Einwirkung von Dilatationskräften nicht vermeiden, was im Laufe der Zeit zur Zerstörung der Fugenabdekkung führen kann.

Schließlich ist eine Fugenabdeckung bekannt (Französische Patentschrift 1 380 667), welche eine elastomere Platte umfaßt, die gleitbar auf einer den Fugenspalt überbrückenden steifen Unterlage aufliegt und an ihren seitlichen Längsrändern an ein Fugenrandprofi1 angeschlossen ist, welches in das Platteninnere vorspringende horizontale Rippen aufweist. Auch bei dieser Abdeckung kommt es unter der Wirkung von Dilatationsbewegungen zu Zwängungen im Plattenwerkstoff, die zur Zerstörung der Platte führen können. Außerdem besteht die Gefahr des Aufwölbens

der Platte unter der Wirkung horizontaler Druckkräfte .

Gegenüber den bekannten Fugenabdeckungen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Fugenabdeckung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß bei Zug- und Druckverformung Zwängungen in der elastomeren Platte vermieden werden und daß die Platte dabei stets auf ihrer Unterlage aufliegend gehalten wird.

Diese Aufgabe wird nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag dadurch gelöst, daß der für die Reaktion auf horizontale Zugkräfte im wesentlichen wirksame Plattenquerschnitt, ausgehend von der Fahrbahnoberfläche, sich weniger weit nach unten erstreckt als deren Abstand von den Randkerben beträgt.

Durch diesen Lösungsvorschlag gelingt es, die bekannte Wirkung der Randkerben bei Einwirkung von Druckkräften auch bei Einwirkung von Zugkräften zu erreichen, d.h. die elastomere Platte wird nicht nur bei Druckverformung sondern auch bei Zugverformung zwangsläufig einer nach unten gerichteten Biegespannung unterworfen, so daß sie stets satt und kraftschlüssig auf ihrer Unterlage aufliegt.

Erfindungswesentlich ist hier die Erkenntnis, daß infolge der Wirkung der Randkerben der für die Reaktion der auf Druckkräfte wirksame Plattenquerschnitt, von der Fahrbahnoberfläche aus gemessen, sich weiter nach unten erstreckt, als der am Fugenrand angeschlossenen Randhöhe der Platte entspricht und daß umgekehrt, der für die Reaktion auf Zugkräfte wirksame Plattenquerschnitt sich demgegenüber weniger weit nach unten erstreckt.

Präziser ausgedrückt geht es bei den bekannten Randkerben darum, daß, auf einen zur Fugenlängsrichtung parallelen Querschnitt durch die Fugenabdeckung bezogen, die Schwerlinie (Kraftangriffslinie) der Reaktionskraft der Platte bei Druckbeanspruchung der Fugenabdeckung tiefer liegt als jene der entsprechenden Horizontalkraft (Druckkraft), wobei die erfindungsgemäße Verbesserung darin besteht, daß demgegenüber bei Zugbeanspruchung die Schwerlinie der Reaktionskraft höher liegt als jene der entsprechenden Horizontalkraft (Zugkraft). Entscheidend ist also die Lage der Schwerlinie, bezogen auf den jeweils wirksamen Plattenquerschnitt, weil dessen vertikale Ausdehnung in Fugenlängsrichtung variieren kann.

Gemäß diesem Vorschlag wird erreicht, daß sowohl bei horizontalen Zugkräften als auch bei horizontalen Druckkräften in der elastomeren Platte stets ein Biegemoment erzeugt wird, welches Tendenz hat, die Platte nach unten zu drücken. Dadurch gelingt es, ein Aufwölben der Platte unter Druck und

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ein Abheben von Ihrer Unterlage unter Zug zu vermelden. Durch ein somit gesichertes flächiges Aufliegen der Platte auf ihrer Unterlage werden die nachteiligen Schlagwirkungen durch darüberrollende Fahrzeuge vermieden,

Mas der Fugenabdeckung Insgesamt eine längere Lebensdauer

verleiht.

Zumindest bei breiteren Fugen liegt die elastomere

Platte liegt bevorzugt ganz- oder teilflächig auf einer

Steifen, plattenförmigen, die Fuge überbrückenden Unterlage

gleitend auf. Sie kann aber auch unmittelbar auf den

&iacgr; Fugenrändern aufliegen, ohne daß eine derartige Unterlage

vorgesehen ist. Diese Möglichkeit kommt vor allem für schmale Fugenspalte in Frage.

Um Zwängungen im Bereich der Unterlage- zu vermeiden, ist es zweckmäßig, diese bezüglich der Fugenmitte zu zentrieren, was, wie bereits bekannt, dadurch geschehen kann, daß die Unterlage mittig an der Unterseite der elastomeren Platte befestigt wird.

Eine wesentliche Ausgestaltung der Erfindung besteht darin , daß die Platte an ihrer Unterseite außer den Randkerben noch eine oder mehrere Zwischenkerben aufweist,

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welche im spannungslosen Zustand der Fugenabdeckung nahezu oder ganz geschlossen, jedoch unter Einwirkung von Zugkräften aufgespreizt sind, und daß die Zwischenkerben tiefer in die Platte einschneiden als die Randkerben. Dabei beträgt die Tiefe der Zwischenkerben bevorzugut zwischen einem Drittel und der Hälfte der Plattendicke. Damit die Kerben unter Zug nicht ausreissen, sind deren platteninnere Enden bevorzugt ausgerundet.

Durch die neben den Randkerben vorhandenen Zwischenkerben ergeben sich für die Druck- und Zugreaktion unterschiedliche wirksame Plattenquerschnitte. Dabei sind im Druckzustand die Zwischenkerben geschlossen, jedoch unter Zugeinwirkung geöffnet, so daß die Schwerlinien der Reaktionskräfte der jeweils aktiven Querschnitte in zwei verschiedenen Höhen liegen (in der Statik: System veränderlicher Gliederung). Mit Hilfe der Randkerben, die stets geöffnet bleiben, nehmen die Schwerlinien der aktiven Druck- bzw. Zugkräfte , weiche von den Fugenrändern her horizontal auf die elastomere Platte einwirken, eine Lage zwischen den Schwerlinien der Reaktionskräfte In der elastomeren Platte ein, derart, daß die Schwerlinie für die Druckreaktionskraft unter und jene für die Zugreaktionskraft über der Schwerlinie für den Angriff der horizontalen Druck- bzw. Zugkräfte Hegt.

Somit wird der Effekt erreicht, daß sich sowohl bei Druck- als auch bei Zugverformung der elastomeren Platte eine Biegeverformung einstellt, die nach unten gerichtet 1st, und damit ein kraftschlüssiges Aufliegen der elasto-■eren Platte in allen Fugenstellungen gewährleistet.

Die Verbindung zwischen den Längsrändern der elastomeren Platte und dem jeweiligen Fugenrand ist vorzugsweise so ausgestaltet, daß die Seitenflächen der Längsränder der elastomeren Platte jeweils an einem im Fugenrand verankerten Randprofil fest angeschlossen, beispielsweise an den vertikalen Schenkel eines im Beton des Fugenrands verankerten Randwinkels anvulkanisiert sind. Die Verbindungsfläche entspricht dabei dem aktiven Randquerschnitt der elastomeren Platte, in dessen Zentrum sich die Schwerlinie für die Horizontal kräfe befindet

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erkläutert; es zeigt

Fig. 1 einen vertikalen Querschnitt durch die Fugen

abdeckung In spannungslosem Zustand der elastomeren Platte,

Fig. 2 einen Querschnitt gem. Fig. 1 1n zusammengedrücktem Zustand der elastomeren Platte und

Fig. 3 einen Querschnitt gem. fig. 1 in gedehntem Zustand der elastomeren Platte.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen in unterschiedlichen Fugenstellungen jeweils einen vertikalen Querschnitt durch •ine Fugenabdeckung, wobei die Schnittebene quer zur Fugenlängsrichtung, verläuft.

Die Fuge 1 ist überbrückt durch eine elastomere Platte 2, wobei als Werkstoff bevorzugt ein hochelastisches Material mit geringer Kriechneigung, z.B. Chloropren 1n Frage kommt. Die elastomere Platte 2 ist mit ihren Seitenflächen 3 jeweils an einen Randwinket 4 anvulkanisiert. Die ^andwinkel 4 sind jeweils mittels Schraubbolzen, deren Achsen durch die Linien 5 angegeben sind, 1m Beton des zugeordneten Fugenrands 6, 7 verankert. Jeweils auf der von der Fuge 1 abgewandten Seite der Randwinkel 4 grenzt der Fahrbahnbelag 8, z.B. einer Asphaltfahrbahn an.

An der Unterseite ihrer Längsränder 9 besitzt die elastomere Platte 2 jeweils eine Randkerbe 10. Das ausgerundete platteninnere Ende der Randkerben 10 befindet sich 1m Abstand a unterhalb der Fahrbahnoberfläche 11. Somit verläuft die Schwerlinie r der horizontalen Druckkräfte D bzw. Zugkräfte Z in mittlerer Höhe des Abstands a (zur Vereinfachung wird hier immer vorausgesetzt, daß der dargestellte Fugenquerschnitt in Fugenlängsrichtung konstant 1st).

Ebenfalls von Ihrer Unterseite 12 ausgehend sind zwischen den beiden Randkerben 10 noch zwei Zwischenkerben 13 vorgesehen. Zur Vermeidung von Kerbrissen besitzen die Zwischenkerben 13 jeweils Ausrundungen 14 an Ihrem platteninneren Ende. Die Zwischenkerben 13 sind tiefer 1n die

elastomere Platte 2 eingeschnitten als die Randkerben 10. Entsprechend ihrer Tiefe t verbleibt bis zur Fahrbahnoberfläche &Pgr; noch ein Abstand h, welcher der Differenz aus der Plattendicke s und der Tiefe t der Zwischenkerben 14 entspricht.

Der für die Reaktion auf horizontale Druckkräfte D wirksame Querschnitt der eiastomeren Platte 2 entspricht, wie in Fig. 2 dargestellt, ihrer gesamten Dicke s, da sich unter Druck die Zwischenkerben 13 schließen.

j* Demzufolge verläuft die Schwerlinie d für die Druckreak-

tionskräfte DR in mittlerer Höhe der Plattendicke s.

Der wirksame Querschnitt für die Reaktion der eiastomeren Platte 2 auf Zugkräfte Z entspricht gem. Fig. 3 dem

;" Abstand h, da sich unter Zugbelastung die Zwi schenkerben

13 öffnen. Somit verläuft die Schwer!inie &zgr; für die

Zugreaktionskräfte ZR in mittlerer Höhe des Abstandes

h.

Gem. Fig. 1 ist deutlich erkennbar, daß die Schwer-

; linie r für die von außen angreifenden Horizontal kräfte

D, Z\&eegr; vertikaler Richtung gesehen, zwischen der darüber verlaufenden Schwerlinie &zgr; für die Zugreaktionskräfte ZR und der unterhalb verlaufenden Schwerlinie d für die Druckreaktionskräfte DR verläuft.

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Durch diese Geometrie 1st sichergestellt, daß im Falle der 1n Fig. 2 dargestellten Druckbelastung der Fugenabdek-Rijng die elastomere Platte Z in Richtung der Momente MI r.ach unten gedruckt wird und daß auch unter Zugbelastungen gem. Fig. 3 gleichgerichtete Momente M2 erzeugt werden. Der jeweilige Momentenverlauf ergibt sich zwingend aus der vertikalen Versetzung zwischen der jeweiligen Aktions- und Reaktionskraft, nämlich im Falle der Fig. 2zwisehen der die Fugenabdeckung verengenden Druckkraft D und der Druckreaktionskraft DR sowie im Falle der Fig. 3 zwischen der die Fugenabdeckung streckenden Zugkraft Z und der zugehörigen Zugreaktionskraft ZR. Dabei ist eine geringfügige Wölbung der Fahrbahnoberfläche 11 im Bereich der elastomeren Platte 2 entsprechend dem in Fig. 2 und 3 strichliert eingezeichneten Verlauf unschädlich. Wesentlich bleibt, daß die elastomere Platte 2 niemals von ihrer Unterlage abhebt.

Die elastomere Platte 2 kann entweder fabrikmäßig vorgefertigt werden, dh. zusammen mit den Randwinkeln 4 im Fugenbereich eingebaut und dann an den Fahrbahnbelag 8 angeschlossen werden; sie kann auch vor Ort gegossen werden, wobei die Randkerben 10 durch in die Aussparung für die elastomere Platte 2 eingelegte Schaumstoffstreifen ausgebildet werden können. Die Mittel kerben 14 können mittels einer verlorenen Schalung von etwa T-förmigem, entsprechend der Darstellung in Fig. 1 innen ausgerundetem Querschnitt erzeugt werden.

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So wohl unter Druckbelastung gem. Fig. 2 als auch unter Zugbelastung gem. Fig. 3 liegt die Unterseite 12 der

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c &igr; asbuiiici cn none £. saou au &igr; uct uic ruye &igr; uuei ur ui.iveii~ den Unterlage 15 aus steifem Werkstoff wie Stahl oder hartelastischem Kunststoff gleitend auf, so daß die Verformung der Zwischenkerben 14 bzw. der Randkerben 10 nicht behindert wird. Während die Randkerben 10 stets offen bleiben - in der engen Fugenstellung gem. Fig. 2 verkleinert, in der weiten Fugenstellung gem. Fig. 3 entsprechend vergrößert - sind die Zwischenkerben 13 unter Druckbelastung gem. Fig. 2 vollkommen geschlossen und unter Zugebe!astung gem. Fig. 3 entsprechend geöffnet. Im spannungslosen Zustand gem. Fig. 1 sind die Zwischenkerben 13 gerade geschlossen, ohne daß dabei deren Ausrundung 10 verkleinert ist.

Claims

An die Fahrbahnoberfläche angrenzende Fugenabdeckung in Verkehrswegen, insbesondere von Brücken, mit einer die Fuge (1) überbrückenden elastomeren Platte (2), deren Längsränder jeweils fest mit dem zugeordneten Fugenrand (6,7) verbunden sind, wobei die Platte (2) an ihrer Unterseite an die Längsränder angrenzende Randkerbpn (10) und noch eine oder mehrere Zwisehenkerben (13) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Zwischenkerben (13) im spannungslosen Zustand der Platte (2) nahezu oder ganz geschlossen sind.

Fugenabdeckung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Zwischenkerben (13) an ihrem inneren Ende eine

Ausrundung (14) aufweisen.

Fugenabdeckung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Randkerben (10) weniger tief in die Platte

(2) eindringen als die Zwischenkerben (13).