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BESCHREIBUNG
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Die Erfindung betrifft einen Ausdehnungsverbindungsaufbau, und zwar
insbesondere einen wasserdichten Ausdehnungsverbindungsaufbau für Brücken, Fahrbahnen,
Straßendämme und ähnliche Bauwerke.
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Die Notwendigkeit, einen Ausdehnungsverbindungsaufbau zwischen Abschnitten
einer Brückenfahrbahn sowie zwischen einer Brückenfahrbahn und einer benachbarten
bzw. angrenzenden Straßenoberfläche vorzusehen, ist an sich bekannt und seit langem
Gegenstand der technischen Entwicklung. Typische Ausdehnungsverbindungen nach dem
Stande der Technik sind mit ineinandergreifenden bzw. miteinander verflochtenen
Metallgebilden auf den beiden benachbarten Enden ausgebildet worden, oder mit einer
Metallzunge oder Metallaschen, die an einem Ende befestigt ist bzw. sind und verschiebbar
über dem benachbarten Fahrbahnende liegen.
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Diese Einrichtungen sind sehr starker Korrosion unterworfen und beinhalten
verschiedene andere Schwierigkeiten, insbesondere in Gegenden, in denen eine hohe
Salzkonzentration vorhanden ist, wie beispielsweise in Schneezonengebieten, wo der
Schnee durch Salzstreuen beseitigt wird, oder in Küstengebieten, wo sie von Meersprühwasser
erreicht werden können. Aufgrund der Bemühungen, diese Schwierigkeiten zu überwinden,
ist eine Vielzahl von Einrichtungen vorgeschlagen worden, die lasttyagende Metallteile,
welche die Ausdehnungsverbindung bilden, zu schützen. So ist es z. B. aus der US-PS
3 165 986 von Hirst et al. bekannt, ineinandergreifende bzw. miteinander verflochtene
Metallgebilde, die an jedem benachbarten Ende der Brückenfahrbahn befestigt sind,
mittels einer Auflage aus einer Gummimatte abzudecken, die mit langgestreckten querverlaufenden
Stangen verstärkt ist, welche auf den ineinander-
greifenden bzw.
miteinander verflochtenen Gebilden ruhen.
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Aus der US-PS 3 797 188 von Mansfield ist es bekannt, eine Schulter
auf jedem Fahrbahnende vorzusehen, so daß diese beiden Schultern im Abstand voneinander
angeordnet sind, sowie ein T-Teil über den Spalt zu legen und die gesamte Anordnung
mit einem entsprechend geformten Gummiabdichtungsteil abzudecken. Nach der US-PS
3 797 952 von Pomnerening et al. wird eine Scherenspreizeranordnung an entgegengesetzten
Enden mit den benachbarten Enden einer Brükkenfahrbahn verbunden, wobei eine Mehrzahl
von Stangen auf dem Scherenspreizer gehaltert bzw. durch den Scherenspreizer abgestützt
ist und sich ein Gummiabdichtungsteil zwischen den Stangen befindet. Nach der US-PS
3 316 574 von Pare wird eine geformte Elastomerplatte vorgesehen, die eine langgestreckte
Stange hat, welche eine ausreichende Breite besitzt, so daß sie die Öffnung zwischen
den Fahrbahnenden überspannt und welche darin eingeformt ist sowie sich parallel
zu der Öffnung zwischen den Fahrbahnenden erstreckt. Auch nach der US-PS 3 555 982
von George wird eine geformte Elastomerplatte verwendet, es ist jedoch eine Mehrzahl
von nebeneinanderliegenden Stangen quer zu dem Schlitz zwischen den Fahrbahnenden
in Öffnungen in dem Gummi vorgesehen. Die Stangen sind kürzer als die Öffnungen
in dem Gummi, so daß sich der Gummi bei der Ausdehnung und beim Zusammenziehen bewegen
kann, ohne daß die Fahrbahnenden die-Stangen berühren. In der US-PS 3 520 236 von
Sequaris wird ein ähnlicher Aufbau vorgeschlagen, wie er in der US-PS 33 16 574
beschrieben ist, und es wird eine langgestreckte Platte vorgesehen, die mittels
einer Elastomerplatte abgedeckt ist. Der Vorschlag der US-PS 3 899 261 von Mievi,lle
sieht ein Gummiteil mit Hohlräumen und darin befindlichen Metall stangen vor, ähnlich
wie in der US-PS 3 555 982 beschrieben. Die US-PSen 3 720 474 von Stog et al. und
3 717 969 von sequaris beschreiben sehr ähnliche Bauweisen, wonach ein Elastomer-
teil
mit einer Mehrzahl von im Abstand voneinander befindlichen Verstärkungsteilen in
Schlitzen im Boden versehen ist, die parallel zu den Enden der Fahrbahn und dem
Schlitz zwischen denselben verlaufen. Alle diese Einrichtungen haben einige der
Nachteile der Einrichtungen nach dem früheren Stand der Technik. So sind die Metallteile
der Konstruktionen nach den US-Patentschriften 3 165 986 und 3 797 188 sowie 3 797
952 und die Metallteile einiger Ausführungsformen der Konstruktionen nach den US-Patentschriften
3 316 574, 3 520 236, 3 717 969 und 3 899 261 sowie 3 720 474 alle den Umwelteinflüssen
von unten her ausgesetzt, obwohl sie auf der Oberseite abgedeckt sind. Nach der
US-PS 3 555 982 ist zwar eine vollständige Abdeckung der Stangen vorgesehen, jedoch
haben die nach dieser Druckschrift verwendeten Stangen einen hohen Grad an Durchbiegung,
und die Stangenenden verursachen ernsthafte Schwierigkeiten des Einschneidens in
den Gummi und einer überschüssigen Spannung, die auf den Gummi einwirkt, und es
gibt keine Möglichkeit, sie zu zentrieren.
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Mit der Erfindung wird ein Ausdehnungsverbindungsaufbau geschaffen,
mit dem alle Schwierigkeiten der vorerwähnten Bauweisen ausgeschaltet werden. Insbesondere
wird mit der Erfindung ein Aufbau zur Verfügung gestellt, in dem eine Beschädigung
durch Korrosion minimal ist. In dem Aufbau nach der Erfindung ist die-Durchbiegung
an der Verbindungstelle sehr klein, und es wird keine merkliche Beschädigung am
Elastomerkörper der Abdichtung durch interne Bewegung von Metallverstärkungsteilen
bewirkt.
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Mit der Erfindung wird ein Ausdehnungsverbindungs- und Abdichtungsaufbau
für einen Zwischenraum variabler Breite zwischen einem Paar von Fahrbahn-, StraßeRdamm-,
Brükken- o. dgl. -abschnitten, die bei Temperaturänderungen
einer
Ausdehnung und Zusammenziehung ausgesetzt sind, zur Verfügung gestellt, wobei die
beiden Fahrbahn-, Straßendamm-, Brücken- o. dgl. -abschnitte ein Paar von angrenzenden
abgesetzten bzw. mit Ausnehmung versehenen Trägerplatten haben, die ein langgestrecktes
Elastomerteil mit allgemein parallelen seitlichen Randkanten und allgemein parallelen
oberen und unteren Oberflächen umfassen, wobei außerdem eine Mehrzahl von im Abstand
voneinander vorgesehenen, sich quer erstreckenden, allgemein.rechteckigen Kanälen
vorhanden ist, die sich zwischen der oberen und unteren Oberfläche von einer Randkante
zur anderen durch das Elastomerteil erstrecken, wobei ferner jede der Öffnungen
bzw. jeder der Kanäle einen sich nach einwärts erstreckenden Vorsprung auf wenigstens
einer Seite hat und eine Reihe von lasttragenden Metallteilen, welche die allgemeine
Form der sich quer erstreckenden Kanäle haben, verschiebbar in diesen Kanälen vorgesehen
sind, wobei außerdem die lasttragenden Metallteile eine Ausnehmung besitzen, welche
dem Vorsprung entspricht und mit diesem in Eingriff tritt sowie kürzer als die Länge
des Kanals sind; die erwähnte Ausnehmung und der Vorsprung plazieren die Enden des
lasttragenden Teil im wesentlichen in gleichen Abständen von den beiden Randkanten
und halten die Enden in dieser Position, wobei die lasttragenden Teile eine Länge
haben, welche ausreicht, daß sie den Zwischenraum zwischen der Fahrbahn-, Straßendamm-,
Brücken- o. dgl. -abschnitten überspannen und jederzeit über einem Teil jeder ausgenommenen
Trägerplatte zu liegen kommen; schließlich ist eine Befestigungseinrichtung zum
Befestigen der seitlichen Randkanten des Elastomerteils mit den beiden Fahrbahn-,
Straßendamm-, Brücken- o. dgl.-abschnitten vorgesehen, und eine Mehrzahl von im
Abstand voneinander befindlichen Schlitzen bzw. Nuten ist aktuell bzw. vorzugsweise
auf beiden Kanten und der oberen und unteren Oberfläche vorgesehen, da-
mit
eine bessere Ausdehnung und Zusammenziehung des Elastomerteils ermöglicht wird.
Vorzugsweise ist der allgemein rechteckige quer verlaufende Kanal an den Ecken gerundet,
so daß sich ein generell langer flacher ovaler Querschnitt ergibt, und die lasttragenden
Teile haben den gleichen Querschnitt. Die lasttragenden Teile sind vorzugsweise
gegossene Teile aus hochfestem Stahl. Die Vorsprünge in dem Kanal sind vorzugsweise
auf jeder Seite und in gleichen Abständen von den Randkanten vorgesehen.
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Die Befestigungseinrichtung ist vorzugsweise ein H-förmiges Metallteil,
das einen quer verlaufenden, mit Gewinde versehenen Vorsprung hat, der sich aus
der seitlichen Randkante zwischen jedem Kanal erstreckt, wobei sich das H-Teil auf
bzw. an dessen Seite befindet und sich die Schenkel des H teilweise oberhalb und
unterhalb von benachbarten Kanälen erstrecken sowie der mit Gewinde versehene Vorsprung
in Öffnungen in einem Halteteil auf jeder abgesetzten bzw.
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ausgenommenen Trägerplatte befestigt ist. Vorzugsweise sind sowohl
die obere als auch die untere Oberfläche wie auch die seitlichen Randkanten mit
parallelen, im Abstand voneinander vorgesehenen Schlitzen bzw. Nuten und benachbarten
Vorsprüngen versehen, die eine gleichförmigere und regelmäßigere Ausdehnung und
Zusammenziehung des Elastomerteils ermöglichen.
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Die vorstehenden sowie weitere Ziele, Zwecke, Merkmale und Vorteile
der Erfindung seien nachfolgend anhand einiger in den Fig. 1 bis 12 der Zeichnung
im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Ausdehnungsverbindungs- und Abdichtungsaufbaus näher erläutert; es zeigen: Fig.
1 eine teilweise Aufsicht von oben auf einen Ausdehnungsverbindungsaufbau gemäß
der' Erfindung;
Fig. 2 eine Aufrißstirnansicht des Ausdehnungsverbindungsaufbaus
der Fig. 1; Fig. 3 eine teilweise Seitenaufrißansicht des Ausdehnungsverbindungsaufbaus
der Fig. 1; Fig. 4 eine Aufsicht von unten auf den Ausdehnungsverbindungsaufbau
der Fig. 1; Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 1; Fig. 6 einen teilweisen
Schnitt längs der Linie VI-VI der Fig. 1; Fig. 7 eine Aufsicht auf eine lasttragende
Stange, die in dem Ausdehnungsverbindungsaufbau nach Fig. 1 vorgesehen ist; Fig.
8 eine Seitenaufrißansicht der Stange nach Fig. 7; Fig. 9 eine Aufrißstirnansicht
der Stange der Fig. 7; Fig. 10 eine Aufsicht von oben auf ein H-förmiges Metallbefestigungsteil,
wie es in der Ausführungsform nach Fig. 1 vorgesehen ist; Fig. 11 eine Seitenaufrißansicht
des H-förmigen Teils der Fig. 10; und Fig. 12 eine Stirnschnittansicht des H-förmigen
Teils der Fig. 10.
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Es sei nun näher auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen, in
denen ein Ausdehnungsverbindungsaufbau veranschaulicht ist, der ein langgestrecktes
Elastomerteil 10
mit einer oberen Oberfläche 11 und einer unteren
Oberfläche 12 sowie im Abstand voneinander befindlichen seitlichen Randkanten 13
und 14 aufweist. Die obere Oberfläche 11 und die untere Oberfläche 12 sind mit allgemein
parallelen, im Abstand voneinander vorgesehenen Schlitzen 15 und 16 versehen, die
sich in Längsrichtung des Elastomerteils erstrecken und in der vorliegenden Ausführungsform
einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt haben und deren Tiefe in der vorliegenden
Ausführungsform wesentlich geringer als die Dicke des Elastomerteils ist.
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Die seitlichen Kanten sind auch vorzugsweise mit im Abstand voneinander
vorgesehenen parallelen Schlitzen 17, 17a und 17b versehen, die auch als Stirn-
bzw. Seitenschlitze bezeichnet werden können und sich in Längsrichtung des Elastomerteils
erstrecken; diese Schlitze bzw.
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Ausnehmungen haben in der vorliegenden Ausführungsform einen trapezförmigen
Querschnitt, nämlich die Schlitze 17 und 17a bzw. die Form einer bogenförmigen Abschrägung,
wie der Schlitz 17b. Die Seitenschlitze 17, 17a und 17b dienen dazu, das Zusammendrücken
der seitlichen Kanten 13 und 14 zum Zwecke des Erzielens einer Abdichtung der Grenzfläche
zwischen Elastomerteil und Stahl längs der Kante der Ausdehnungsverbindung zu erleichtern.
Die Schlitze in der oberen Oberfläche 11 und der unteren Oberfläche 12 bilden Bereiche
für die Bewegung des Elastomers während der Ausdehnung und Zusammenziehung. Die
Abmessung des Elastomerteils bzw. -streifens hängt von der Abmessung der Verbindungsstelle
ab, die abgedeckt werden soll, sowie von den allgemeinen klimatischen Bedingungen
und von der Belastung. Eine Mehrzahl von in gleichen Abständen voneinander vorgesehenen
langgestreckten ovalen Kanälen 16 erstreckt sich von einer seitlichen Kante 13 zur
anderen seitlichen Kante 14 im mittleren Bereich zwischen der oberen Oberfläche
11 und der unteren Oberfläche '12. Jeder Kanal 18 hat ein Paar von Rastvorsprüngen
19, die sich am
Mittelpunkt seiner Länge in den Kanal hinein erstrecken,
und eine langgestreckte flache, gegossene Graphitstahlstange 20, die am Mittelpunkt
ihrer Länge Einschnitte 21 hat, welche den Vorsprüngen 19 entsprechen, ist in jeden
Kanal 18 so weit eingefügt, daß der jeweilige Vorsprung 19 in Eingriff mit dem entsprechenden
Einschnitt 21 tritt, so daß die Stange in dem Kanal 18 verrastet wird. Jede Stange
20 ist ein wenig kürzer als der Kanal 18, jedoch genügend lang, daß sie stets den
Zwischenraum zwischen einem Paar von Brücken- oder Straßenoberflächen überspannt,
der mittels der Ausdehnungsverbindung abgedeckt werden soll. Die Stangen 20 sind
infolgedessen, nachdem sie in die Kanäle 18 eingefügt worden sind, durch die Rastvorsprünge
19 und die Rasteinschnitte 21 in ihrer Position festgelegt und können sich in der
Längsrichtung des Kanals nicht frei bewegen, jedoch mit der Ausnahme, daß sie sich
innerhalb des Kanals 18 relativ zu dem umgebenden Elastomer frei ausdehnen und zusammenziehen
können.
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Halteplatten22, die generell H-förmig sind (siehe Fig. 11) und eine
oder mehrere Verstärkungsrippen 23 auf einem Schenkel sowie eine oder mehrere Verstärkungsrippen
24 auf dem anderen Schenkel haben und außerdem eine Öffnung 25 besitzen, in der
sie eine Schraube halten, sind entweder in das Elastomer an jeder seitlichen Randkante
eingeformt bzw. von dem Elastomer umformt, wobei das Schraubenende vorsteht, oder
sie sind in vorgeformte Taschen bzw.
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Ausnehmungen in dem Elastomer eingefügt. Die Halteplatten sind so
ausgebildet, daß sich die H-Konfiguration, wenn sie sich auf der Seite des Elastomerteils
befindet, wenigstens teilweise um benachbarte Kanäle 18 erstreckt (siehe Fig. 3).
Ein querverlaufender Schlitz 27 erstreckt sich quer über die untere Oberfläche 12
des Elastomerteils, und zwar parallel fluchtend mit der Achse der Schrauben 26 an
jedem Ende, und dieser Schlitz 17 schneidet die Schlitze 16; in der vorliegenden
Ausführungsform sind meh-
rere Schlitze 27 parallel zueinander
vorgesehen (siehe Fig. 4) und haben einen Querschnitt, der sich im wesentlichen
aus einem Halbkreis und einem denselben verlängernden Rechteck zusammensetzt (siehe
Fig. 5). Die Rippe 24 und der entsprechende Schenkel der Halteplatte ist so ausgebildet,
daß sie auf der tragenden Oberfläche der Trägerplatte 30 zusammen mit der unteren
Oberfläche 12 des Elastomerteils ruhen. Dadurch wird verhindert, daß eine Belastung,
die auf die obere Oberfläche einwirkt, eine Scherkraft auf die Schraubenköpfe ausübt.
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Das Elastomerteil ist an einem Trägerteil 30 befestigt, das eine Stahlplatte,
eine Betonrandfläche oder dergleichen sein kann, und zwar ist die Befestigung mittels
Schrauben 26 ausgeführt, die durch Löcher 31 in einer langgestreckten Winkelstange
bzw. einem langgestreckten Winkelprofil 32 hindurchgehen, die bzw. das ihrer- bzw.
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seinerseits mit Schrauben 33 befestigt ist. Dadurch wird verhindert,
daß die Verbindungsstelle zwischen dem Elastomerteil 10 und der Winkelstange bzw.
dem Winkelprofil 32 unter Spannung aufgetrennt wird. Diese Abdichtungswirkung wird
außerdem an den seitlichen Randkanten 13 und 14 dadurch verbessert, daß ein paralleler
Schlitz 17 oberhalb und ein Schlitz 17b unterhalb der Schrauben 26 eingeformt bzw.
in dem Elastomerteil vorgesehen sind, wie auch ein dritter Schlitz 17a an den Schrauben
selbst. Diese Schlitze ermöglichen es, daß das Elastomer,beispielsweise Gummi oder
Kautschuk, gut zusammengedrückt werden kann und die maximale Abdichtungswirkung
erbringt.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen und
dargestellten Ausführungsformen und Anwendungen beschränkt, sondern sie läßt sich
im. Rahmen des Gegenstands der Erfindung, wie er in den Ansprüchen angegeben ist,
sowie im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens,
wie er den
gesamten Unterlagen entnommen werden kann, in vielfältiger Weise mit Erfolg ausführen.