CH691496A5 - Verbindungskonstruktion für Bauteile. - Google Patents

Description

  
 



  Die Erfindung betrifft eine Verbindungskonstruktion für Bauteile gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. 



  Solche Verbindungskonstruktionen sind bekannt und werden bei festen Bauteilen verwendet, die infolge ungleichmässiger Erwärmung oder Abkühlung eine unterschiedliche Dehnung oder Schrumpfung erfahren, so zum Beispiel als Übergangskonstruktion für Fahrbahnen bei Brücken. Die Strassendecke ist bei einem solchen Übergang unterbrochen, sodass die temperaturbedingte Dehnung und Schrumpfung der Brückenfahrbahn und der festen Fahrbahn aufgefangen werden kann. Dazu ist eine Metallkonstruktion vorgesehen, welche zum Beispiel mit Spiel ineinandergreifende Metallprofile aufweist. 



  Die bekannten Verbindungskonstruktionen haben unter anderem den Nachteil, dass sie unerwünschtes Spiel aufweisen und exponierte Metallteile umfassen. 



  Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gattungsgemässe Verbindungskonstruktion zu schaffen, welche einerseits eine spielfreie Verbindung ohne exponierte Metallteile ermöglicht, und andererseits zuverlässig an den Bauteilen befestigt werden kann. 



  Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 erreicht. Die elastische Verbindungsschicht ergibt eine spielfreie, kontinu ierliche Verbindung, wobei die flexiblen Bewehrungsmittel die auf die Verbindungsschicht wirkenden Verformungskräfte aufnehmen und verteilen und somit gewährleisten, dass die Verbindungsschicht nicht abreisst. 



  Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor. 



  Nachfolgend wird eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: 



  Fig. 1 eine seitliche, schematische Schnittansicht einer Verbindungskonstruktion gemäss der Erfindung. 



  In der Fig. 1 ist eine seitliche, schematische Schnittansicht einer Verbindungskonstruktion gemäss der Erfindung, nämlich eines Fahrbahnübergangs, wiedergegeben. Die Bauteile sind hier also Fahrbahnabschnitte mit jeweils einer Trag- oder Unterkonstruktion 1 aus Beton und einer Oberschicht, bestehend aus einer Isolationsschicht 2, einem Ausgleichsbelag 3 und einem Deckbelag 4. Die Unterkonstruktionen 1 sind in einem Abstand zueinander angeordnet und in einem verbindungsseitigen Randbereich jeweils frei von der Oberschicht. Eine Verbindungsschicht 5 ist überlappend auf den Unterkonstruktionen 1 und zwischen den Oberschichten 2, 3, 4 vorgesehen. Die Oberfläche dieser Verbindungsschicht 5 bildet, zusammen mit den Oberflächen der Deckbeläge 4, eine im Wesentlichen kontinuierliche Fläche. Die Verbindungsschicht 5 ist elastisch ausgeführt, wie im Folgenden näher erläutert wird. 



  Die Verbindungsschicht 5 ist mit Mitteln zum Aufnehmen und Verteilen der auftretenden Verformungskräfte versehen. Diese Mittel sind flexibel ausgeführt und fest mit den beiden Bauteilen verbunden. Bei der durch die Dehnung oder die Schrumpfung verursachte relative Bewegung der Bauteile wer den die Mittel verformt, wobei sie durch die auftretende Mantelreibung das Material der Verbindungsschicht 5 mitnehmen und somit die Verbindungsschicht 5 gleichmässig mitverformen. Auf diese Weise verteilen die Mittel die Verformungskräfte (Dehnungs- oder Schrumpfungskräfte) gleichmässig über die Verbindungsschicht 5 und gewährleisten so, dass diese nicht von den Bauteilen 1-4 abreisst. Die Mittel haben also eine Bewehrungsfunktion und werden daher Bewehrungsmittel genannt. 



  Die flexiblen Bewehrungsmittel umfassen im gezeigten Beispiel mindestens eine Spiralfeder 7, die in der Verbindungsschicht 5 eingegossen ist und deren Enden mittels Lager 6 an den jeweiligen Bauteilen befestigt sind. Die Federn 7 sind in Dehnungs- bzw. Schrumpfrichtung verformbar. Die Hauptverformungsrichtung entspricht der Fahrbahnrichtung. Vorzugsweise ist eine Reihe von parallel nebeneinander angeordneten Federn 7 mit jeweiligen Lagern 6 vorgesehen. Die Federn 7 sind vorgespannte Zugfedern. 



  In einer weiteren, nicht gezeigten Ausführungsform umfassen die flexiblen Bewehrungsmittel eine dehnbare Drahtmatte, welche bei nachlassender Belastung dazu neigt, wieder ihre ursprüngliche Form anzunehmen. Auch ein perforiertes, federndes Blech oder ein Wellblech mit einem Lochraster wäre als Bewehrungsmittel verwendbar. Die gezeigte Ausführungsform mit den Spiralfedern 7 hat jedoch den Vorteil, dass die Reibung zwischen den eingegossenen Federn und dem umgebenden Material der Verbindungsschicht 5 bei einer Relativbewegung der Bauteile hoch genug ist, um eine wirksame Verteilung der auf die Verbindungsschicht 5 wirkenden Verformungskräfte und somit eine gleichmässige Verformung der Verbindungsschicht 5 zu gewährleisten. Zudem sind die Federn 7 relativ einfach zu montieren. 



  Unter der Verbindungsschicht 5 ist eine die Unterkonstruktionen 1 teilweise überlappende Grundplatte 8 aus Metall vorgesehen, welche fest mit einer der beiden Unterkonstruktionen (in der Fig. 1: rechts) und gleitend mit der anderen Unterkonstruktion (in der Fig. 1: links) verbunden ist. Diese Grundplatte 8 ist auf der einen Seite (rechts) mittels einer Gummi-Trennungsmatte 9 und auf der anderen Seite (links) mittels eines Gleitlagers 10 aus Kunststoff auf einem jeweiligen Auflager-Winkel 11 der Tragkonstruktionen 1 gelagert. Weiterhin ist die Grundplatte 8 mit einer Anschlagplatte 12 versehen. Diese dient dazu, das unerwünschte Auftreten von grossen Scherkräften auf Befestigungsmittel 13 (beispielsweise Schrauben) bei einer Relativbewegung der Fahrbahnen zu verhindern. 



  Die Schrauben 13 dienen zur Befestigung der Grundplatte 8. Auf der einen Seite (rechts) ist die Grundplatte 8 mittels der Schrauben 13 auf der Unterkonstruktion 1 fixiert. Auf der anderen Seite (links) ist die Grundplatte 8 mit einem in Verformungsrichtung länglichen Loch 14 für die Schraube 13 versehen. Die Schraube 13 ist dort auch fest mit der Unterkonstruktion 1 verbunden. Die Grundplatte 8 kann sich mithilfe des Gleitlagers 10 und des länglichen Lochs 14 in Verformungsrichtung gegenüber der Tragkonstruktion 1 bewegen. 



  Zwischen der Verbindungsschicht 5 und der Grundplatte 8 ist eine fest mit derjenigen Unterkonstruktion 1, mit welcher die Grundplatte 8 gleitend verbunden ist, verbundene Deckplatte 15 aus Metall vorgesehen, welche die Grundplatte 8 mindestens teilweise (etwa bis im mittleren Bereich der Verbindungsschicht 5) überlappt. Vorzugsweise ist zwischen dieser Deckplatte 15 und der Grundplatte 8 eine nicht dargestellte Gummi-Trennungsmatte vorgesehen, welche einerseits die Reibung zwischen den Metallplatten bei gegensei tiger Bewegung vermindert, und andererseits dabei auftretende, störende Geräusche verhindert. 



  Weiterhin sind die Grundplatte 8 und die Deckplatte 15 im mittleren Bereich der Verbindungsschicht 5 (im verbindungsseitigen Randbereich der Deckplatte 15) mindestens teilweise mit einer Schicht 16 zur Trennung von der Verbindungsschicht 5 versehen, welche Schicht 16 in Bezug auf die Verbindungsschicht 5 eine geringe Haftfähigkeit aufweist. Diese Trennungsschicht 16 ist beispielsweise eine Gummifolie. 



  Die elastische Verbindungsschicht 5 ist ein dehn- und schrumpffähiges polymerisiertes Bitumen. Bei der Einbauphase der Verbindungskonstruktion werden die Grundplatte 8 und die weiteren beschriebenen Teile angeordnet. Die Federn 7 werden vorgespannt und montiert, wonach die erhitzte Vergussmasse eingegossen wird. Die Federn 7 sind aus Stahl und daher hitzebeständig. Die fertige, spielfreie Verbindungskonstruktion ergibt eine ununterbrochene Fahrbahn ohne exponierte Metallteile. Dies hat den bedeutenden Vorteil, dass der Fahrbahnübergang nicht nur wasserdicht, sondern auch beim Überfahren durch den Strassenverkehr sehr geräuscharm ist. Die Abnutzung der Fahrbahnoberfläche ist bei der Verbindungskonstruktion nämlich derart gleichmässig, dass die durch die Reifen der Verkehrsteilnehmer verursachten vertikalen Schläge stark reduziert werden.

   Somit ist die vertikale Beanspruchung der statischen Teile der Verbindungskonstruktion sehr gering, was eine entsprechend lange Lebensdauer mit sich bringt. 



  Die sichere Befestigung der elastischen Verbindungsschicht 5 an den Bauteilen ist durch die Bewehrungsmittel gewährleistet. Die Haftung des polymerisierten Bitumens an den Bauteilen 1-4 würde an sich nicht ausreichen, da die bei der Dehnung und Schrumpfung auftretenden Kräfte sehr gross sind. Diese Kräfte würden die Verbindungsschicht 5 entweder  auseinanderreissen oder von den Bauteilen 1-4 abreissen. Die Mittel 7 zum Aufnehmen und Verteilen der auf die Verbindungsschicht 5 wirkenden Verformungskräfte sorgen aber dafür, dass sich bei der durch die Dehnung oder Schrumpfung verursachte relative Bewegung der Bauteile die Verbindungsschicht 5 gleichmässig verformt. 



  Wenn zumindest eine der Fahrbahnen durch Abkühlung einschrumpft, wird der Abstand zwischen den jeweiligen Bauteilen grösser. Die vorgespannten Zugfedern 7 werden weiter ausgezogen, wobei sie das polymerisierte Bitumen der Verbindungsschicht 5 gleichmässig dehnen. 



  Wenn sich die Fahrbahnen durch Erwärmung dehnen, wird der Abstand zwischen den jeweiligen Unterkonstruktionen 1 kleiner. Jede Feder 7 zieht sich zusammen, wobei sie die Verbindungsschicht 5 wieder gleichmässig schrumpfen lassen. Die Vorspannung der Federn 7 ist derart, dass sie immer eine Zugkraft ausüben. 

Claims (12)

1. Verbindungskonstruktion für Dehnung und/oder Schrumpfung erfahrende Bauteile, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungskonstruktion eine elastische Verbindungsschicht (5) umfasst, welche mit an den Bauteilen (1-4) befestigten, flexiblen Bewehrungsmitteln (7) versehen ist.

2. Verbindungskonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flexiblen Bewehrungsmittel mindestens eine in der Verbindungsschicht (5) eingegossene Feder (7) umfassen, deren Enden an den jeweiligen Bauteilen (1-4) gelagert sind.

3. Verbindungskonstruktion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Feder (7) eine vorgespannte Zugfeder ist.

4. Verbindungskonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die flexiblen Bewehrungsmittel eine in der Verbindungsschicht (5) eingegossene Drahtmatte umfassen.

5.

Verbindungskonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile Fahrbahnabschnitte mit jeweils einer Unterkonstruktion (1) und einer Oberschicht (2, 3, 4) sind, wobei die Unterkonstruktionen (1) in einem Abstand zueinander angeordnet und in einem Randbereich jeweils frei von der Oberschicht (2, 3, 4) sind, und die Verbindungsschicht (5) überlappend auf den Unterkonstruktionen (1) und zwischen den Oberschichten (2, 3, 4) vorgesehen ist, so dass ihre Oberfläche, zusammen mit den Oberflächen der Oberschichten (2, 3, 4), eine im Wesentlichen kontinuierliche Fläche bildet.

6.

Verbindungskonstruktion nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass unter der Verbindungsschicht (5) eine die Unterkonstruktionen (1) teilweise überlappende Grundplatte (8) vorgesehen ist, welche fest mit einer ersten der beiden Unterkonstruktionen (1) und gleitend mit der zweiten Unterkonstruktion verbunden ist.

7. Verbindungskonstruktion nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (8) auf der einen Seite mittels eines Gummilagers (9) und auf der anderen Seite mittels eines Gleitlagers (10) auf den Unterkonstruktionen (1) gelagert ist.

8. Verbindungskonstruktion nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (8) mit einer Anschlagplatte (12) versehen ist.

9.

Verbindungskonstruktion nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass unter der Verbindungsschicht (5) eine fest mit der zweiten Unterkonstruktion (1) verbundene, die Grundplatte (8) mindestens teilweise überlappende Deckplatte (15) vorgesehen ist.

10. Verbindungskonstruktion nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (8) und/oder die Deckplatte (15) mindestens teilweise mit einer Trennungsschicht (16) versehen sind/ist, welche in Bezug auf die Verbindungsschicht (5) eine geringe Haftfähigkeit aufweist.

11. Verbindungskonstruktion nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennungsschicht (16) eine Gummifolie umfasst.

12. Verbindungskonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Verbindungsschicht (5) ein polymerisiertes Bitumen umfasst.