DK162496B - Brodaek - Google Patents

Description

x DK 162496 B

Opfindelsen omhandler et brodæk af den i krav 1's indledning angivne art.

De fleste broer, især bjælkebroer, omfatter et brodæk un-5 derstøttet af underliggende dragere. Brodækket består of te af beton hvilende på tværgående og, i visse tilfælde, langsgående bjælker. Et konventionelt betonbrodæk er meget tungt, idet vægten inklusive asfaltslidbanen er ca.

2 700 kg/m , og fremstillingstiden er lang. I de senere år 10 har mange broer vist sig at være alvorligt beskadigede, især efter saltning i vintertiden, og kræver en genopbygning. En sådan genopbygning med betondæk betyder, at broen skal lukkes for trafik, helt eller delvis, i meget lang tid. Lette broer forsynes ofte med et plankedæk, som 15 helt og holdent kan understøttes af sekundære bjælker eller lignende. Trædæk har en ret kort levetid og skal genopbygges gang på gang.

Opfindelsen har til formål at tilvejebringe en helt ny 20 type brodæk, som er meget let og let at lægge både i nye konstruktioner og genopbygninger og retableringer, og som har en væsentlig længere levetid end de konventionelle brodæk. Endvidere skal der tilvejebringes en brodækoverflade med en væsentlig længere levetid end de konventio-25 nelle overflader.

Dette opnås ifølge opfindelsen for et brodæk af den indledningsvis angivne art, der er udformet som angivet i krav l's kendetegnende del.

30

Brodækket ifølge opfindelsen fremstilles ved ekstrudering af aluminium eller en lignende letmetallegering, så at det på rationel måde er muligt at fremstille enheder med ubetydelige tolerancevariationer og med en betydelig 35 vridningsstyrke.

2 DK 162496 B

Hidtil er letmetal, især aluminium, kun brugt i begrænset omfang til brokonstruktioner, idet en af hovedgrundene hertil er, at aluminium er mere udsat for træthedssvigt end eksempelvis stål, når det udsættes for pulserende be-5 lastninger. Specielt gælder for brodæk, at de enkelte enheder i rækkefølge underkastes belastningen fra et passerende køretøj, hvilket bevirker, at enhederne bevæges i forhold til hinanden, uanset hvor stift de er fastgjort til den bærende sokkel. De kritiske steder er således 10 samlingerne mellem enhederne, hvor der optræder væsentli ge spændinger, når en belastning forlader den ene enhed og bevæger sig hen til den næste enhed. Tidligere forsøg på at løse dette problem ved hjælp af feder- og notkonstruktioner har ikke givet det ønskede resultat.

15

Opfindelsen bygger på den erkendelse, at enhederne eller brodækpladerne skal indrettes således, at der ikke kan finde nogen indbyrdes bevægelse sted i samlingerne mellem enhederne, og dette udgør derfor et væsentligt træk ved 20 opfindelsen.

Ifølge opfindelsen er enhederne eller brodækpladerne udformet således, at den ene kant af hver plade er stift understøttet på underliggende bjælker eller lignende, me-25 dens den modsatte kant er understøttet af den stift understøttede kant på naboenheden. Dette opnås ved, at brodækpladerne udformes med en særlig type feder og not og er forankret til en belastningsbærende konstruktion til at sikre indgrebet mellem feder og not. For at opnå en 30 sådan forankring til at forhindre alt spil mellem brodækpladerne og bjælkekonstruktionen skal indgrebsstedet for brodækpladerne samt fastgørelsesorganet udformes på en særlig måde. Til dette formål forsynes en strimmel, der udrager fra en kant på brodækpladerne, med en opadtil 35 åben kanal, i hvilken et komplementært udformet parti af et fastgørelsesorgan, der kan fastgøres ved en vægtstangsbevægelse ved hjælp af en skrue, er indrettet til

3 DK 162496 B

at indgribe således, at pladens kant trykkes imod sokkelen med en stor spændkraft.

For at sikre indgrebet mellem feder og not skal dækpla-5 derne trækkes tæt sammen i tværgående retning. Under ekstruderingen kan materialet blive bøjet i en vis grad, og dette må justeres under monteringen. Til dette formål er fastgørelsesorganet forsynet med et ikke-cirkulært hul, der muliggør en justering efter en indledende tilspænding 10 af skruesamlingen, idet skruens skaft anvendes som en ansats for et kileformet legeme, der indføres imellem skaftet og pladekanten. Når den korrekte stilling er opnået, tilspændes skruesamlingen permanent.

15 Brodæk er normalt forsynet med en overflade, som for brodækket ifølge opfindelsen udgør en særlig overtrækstype.

For at lette anvendelsen af et særlig tyndt overtræk er brodækpladerne let affasede langs deres stødkanter.

20 Brodækkets overtræk ifølge opfindelsen fremstilles af et lag af grunding, der direkte påføres på aluminiumoverfladen, et lag af permanent elastisk formstof, acrylplast eller lignende, med en tykkelse på ca. 1-2 mm, og oven på disse et lag af et stift, dvs. let fleksibelt, formstof, 25 acrylplast eller lignende, klæbebundet til det permanent elastiske materiale og med en tykkelse på ca. 3-10 mm, og afsluttende et hårdt slidmodstandsdygtigt granuleret mineral jævnt fordelt i det stive materiale før dettes hærdning, så at det granulerede materiale vil blive stift 30 klæbebundet hertil.

Når et køretøj passerer, opstår der bøjningsbevægelser i overtrækslaget og også i brodækpladerne. Disse bevægelser absorberes i det permanent elastiske lag, men for at 35 fjerne risikoen for, at der skal opstå så store ændringer i vinkelforholdet mellem enhedernes samlinger, at det stive lag revner, tilvejebringer den ovennævnte affasning

4 DK 162496 B

et dybere lag af permanent elastisk materiale nøjagtigt i samlingsstederne, hvilket lag er eftergiveligt og muliggør en større deformation end det stive materiale og uden revnedannelse. Det beskrevne overtrækslag er fuldstændig 5 tæt og beskytter det underliggende brodæk effektivt over for indtrængning af vand, salt og lignende. Selv ved en beskadigelse af det stive overfladelag, eksempelvis under snerydning eller som følge af en umådeholden ændring i vinkelforholdet mellem samlingerne, sikrer det permanent 10 elastiske lag, der klæber til brodækket og virker som en tætningsmasse, at der ikke kan sive vand ind.

Selv om brodækket ifølge opfindelsen er meget stærkt, kan der indtræffe situationer, hvor en eller flere brodækpla-15 der skal udskiftes. Den beskrevne konstruktion med feder-og notpartier, der passer tæt sammen og er positioneret tæt ved brodækkets øverste overflade, gør det muligt at vippe en eller flere dækplader på en simpel måde, efter afskruning af fastgørelsesorganerne, og derefter udskifte 20 dem med nye dækplader.

Opfindelsen beskrives nærmere nedenfor i forbindelse med tegningen, hvor: 25 fig. 1 er et længdesnit gennem en brodækplade til et brodæk ifølge opfindelsen, fig. 2 og 3 er længdesnit gennem brodækpladernes endesek-tioner, 30 fig. 4, 5 og 6 viser et fastgørelsesorgan til fastgørelse af brodækpladerne og endesektionerne til bjælkekonstruktionen, set henholdsvis nedenfra, ovenfra og fra den ene ende, og 35 fig. 7 er et længdesnit gennem et parti af et monteret brodæk og dettes overtrækslag.

5

DK 162496 B

Som vist på fig. 1 består en brodækplade 1 ifølge opfindelsen af en øverste væg 2, en nederste væg 3, sidevægge 4, 5 og indvendige skråbånd 7. Disse vægge konvergerer sammen i fortykkede samlingssteder. Sidevæggene 4 og 5 5 består af et parti, der står i det væsentlige vinkelret på den øverste væg 2, og den ene sidevæg 4 er udformet med en feder 8 med en afrundet ydre kant og den anden sidevæg 5 med en not 9 med afrundede kanter og bund. Samlingen mellem den øverste væg 2 og sidevæggene 4 og 5 er 10 affaset som vist ved 10 og 11.

Sidevæggene 4 og 5, hvis tykkeste parti ligger ud for den øverste væg 2, og som hælder indad ned fra et øverste vinkelret parti, konvergerer mod den underste væg 3 og 15 det ene skråbånd 7 i en nederste samling, fra hvilken der i flugt med den underste væg 3 udrager en strimmel henholdsvis 12 og 13, som er forsynet med en kanal eller not henholdsvis 14 og 15 med en afrundet bund ud for den respektive sidevæg.

20 Højderne af brodækpladerne ved den respektive kant, regnet fra de noget fortykkede kanter ved den underste væg 3 og op til centret af federen 8 og noten 9, er lidt forskellige. Den ene højde er lidt mindre, nemlig mellem 0,1 25 mm og 0,4 mm. Man kan vilkårligt vælge, hvilken højde der skal være den mindste, idet den eneste betingelse er, at alle dækpladerne i en serie er udformet på samme måde. 1 den foretrukne udførelsesform er kanten med federen 8 lavere end kanten med noten 9. Dette betyder, at når to 30 dækplader ligger tæt sammen på en bjælke, vil federen 8 være positioneret lidt lavere end noten 9, og når dækpladerne trykkes sammen, vil kanten ud for federen blive løftet lidt op fra bjælkeoverfladen. Når dækpladerne er blevet fastgjort som nærmere beskrevet nedenfor, vil 35 spændinger, der virker på kanten med federen 8 på den ene dækplade, via federen og noten overføres til kanten med noten på den hosliggende dækplade, og via dennes sidevæg

6 DK 162496 B

4 til den understøttende bjælke. Som følge heraf vil en række af brodækplader, der er monteret sammen som beskrevet ovenfor, virke som en enhed, fordi de successive spændinger ikke trinvis overføres fra den ene dækplade 5 til den anden.

For at opnå det ønskede samvirke skal brodækpladerne fastgøres sikkert, både indbyrdes og i forhold til sokkelen, og til dette formål anvendes der fastgørelsesorganer 10 16 som vist på fig. 4-6. Dette fastgørelsesorgan omfatter et metallegeme med en hældende side 17 med i det væsentlige samme hældning som dækpladens sidevægge, og en underside 18 udformet med en langsgående reces 19 i en sådan afstand fra den ene kant, at der forbliver en afrun-15 det ribbe 20 ved den ene kant af den hældende side 17.

Den afrundede ribbe 20 lejres i kanalerne 14 og 15 i strimlerne henholdsvis 12 og 13.

Langs undersidens modstående kant er der udformet et ned-20 ad ragende fremspring 21. En langstrakt boring 22 strækker sig på tværs af ribben 20 og fremspringet 21 og gennem fastgørelsesorganets legeme, og et undersænket parti 23 til et skruehoved er udformet på oversiden omkring boringen 22. Brodækpladen fastgøres ved hjælp af fastgørel-25 sesorganerne 16 langs kun den ene kant, nemlig den venstre kant, i den foretrukne udførelsesform kanten med noten 9.

Som vist på tegningen er der udformet strimler med kana-30 ler både ved dækpladens venstre og højre side. Grunden hertil er, at i visse tilfælde, eksempelvis ved anvendelsen af en dækplade i stedet for en endesektion, som tilfældet er for visse brotyper, skal begge en sådan dækplades ender fastgøres. Hvis en fastgørelsesposition i dette 35 tilfælde ikke skulle være tilgængelig, ville der kræves særlige tidskrævende foranstaltninger.

7

DK 162496 B

Til forbindelse med vejoverfladen på land anvendes som normalt endesektioner af den på fig. 2 og 3 viste type, og de har et parti, der vender mod broen, der svarer til dækpladernes sidepartier og således omfatter et parti med 5 henholdsvis en feder 8' og en not 9' og i øvrigt en hældende sidevæg og en strimmel med en kanal henholdsvis 14' og 15'. En endesektion med en not 9' positioneres fast ved anbringelse af fastgørelsesorganer 16 således, at disses ribber 20 ved den tilspidsede ende indpasses i ka-10 nalen 15', hvorefter skruer 24 indføres og tilspændes fast, så at endesektionen bliver stift indtrykket mod de underliggende brobjælker 25. I bjælkerne 25 forbores der cylindriske huller 26 med en størrelse, der svarer nøjagtigt til skruediameteren.

15

Den første brodækplade 1 positioneres nu på bjælkerne 25 og indføres manuelt så langt som muligt mod endesektionen, hvorefter fastgørelsesorganerne 16 monteres som beskrevet ovenfor langs den kant, der set fra endesektionen 20 udgør den fjerneste kant, hvorefter skruerne 24 tilspændes midlertidigt. En eventuel dårlig tilpasning, eksempelvis i tilfælde af en bøjet dækplade, kan nu justeres ved at drive en tynd kile ind i det frie rum mellem skrueskaftet og pladestrimmelen 13, indtil federen 8 pas-25 ser nøjagtigt ind i noten 9'. Derefter tilspændes skruerne 24 fuldstændigt for at undgå ethvert slør mellem pladekanten og bjælken. De øvrige brodækplader monteres og justeres på tilsvarende måde, indtil hele brodækket er opbygget, og til slut monteres den anden endesektion.

30

Individuelle brodækplader kan udskiftes, uden at man skal afmontere hele brodækket hen til dettes ene ende. Med den viste udformning med feder og not med et afrundet feder-næseparti og afrundede overgange mellem noten og de hos-35 liggende overfladepartier kan brodækpladerne løftes i samlingsområdet og let vippes op og fjernes, efter at fastgørelsesorganerne er blevet løsnet fra undersiden. En

DK 162496 B

8 genmorvtering foretages i omvendt orden ved at indpasse de nye dækpladers feder og not i noten og federen på de forblivende dækplader, idet de fastholdes hældende opad mod hinanden og derefter trykkes ned under indpasningen af 5 deres feder og not. I stedet for at anvende den ovennævnte kile kan der anvendes andre hjælpemidler, eksempelvis hydrauliske donkrafte eller lignende, som under fastklemning holder daskpladerne i indbyrdes indgreb uden sammenskruning.

10

Som nævnt ovenfor er brodækket ifølge opfindelsen særlig egnet til at anvendes i forbindelse med en ny overfladebelægning, der kan påføres direkte på brodækpladernes overside. Et parti af en sådan overfladebelægning er vist 15 på fig. 7 og består af et tyndt lag af en grunding 27, der direkte påføres på aluminiumdækpladernes overside, et membranlag 28 med en tykkelse på nogle få millimeter, fremstillet af et trykfordelende og trykoptagende elastisk eller elastoplastisk materiale, eksempelvis en to-20 komponent acrylplast, samt oven på disse et tykt overtrækslag eller overtræksunderstøttende lag 29 af et hårdere acrylplast, fortrinsvis med indlejrede mineralpartikler af et slidmodstandsdygtigt materiale. Figuren viser også, hvorledes affasningen tæt ved overgangsstedet 25 mellem to dækplader gør membranlaget 28 tykkere på dette sted og hermed muliggør for det stive lag 29 at give efter uden at revne.

En af fordelene ved brodækket ifølge opfindelsen er dets 30 lave vægt, som ved anvendelse som brodæk på eksisterende broer tilvejebringer en mærkbar ekstra lastbæringsevne.

Som følge af den lave vægt kan nye broers bærekonstruktion gøres lettere og dermed mindre kostbar, hvilket illustreres af følgende eksempel: 35

En bro med en spændvidde på 50 m og en bredde på 12 m har 2 et overfladeareal på 600 m .

9

DK 162496 B

o

En let betondækplade vejer ca. 700 kg/m , hvorimod et dæk 2 ifølge opfindelsen vejer ca. 50-60 kg/m .

Løseligt anslået er ækvivalente trafikbelastninger, for 5 hvilke broer i dag beregnes, to koncentrerede masser på bromidten, hver vejende 50 Mg, plus en konstant trafik i 2 to baner med en masse på 0,9 Mg/m .

Det maksimale bøjningsmoment mellem understøtningerne som 10 følge af trafikbelastninger på hele broen vil være 45,3 MNm.

Betondækket yder et moment på 25,7 MNm og dækket ifølge opfindelsen kun 2,2 MNm.

15

Ialt er bøjningsmomentet således 71,0 MNm for konventionelle opbygninger og 47,5 MNm for et brodæk ifølge opfindelsen. Hovedbærekonstruktionen indbefattet funderingen skal således kun understøtte ca. halvdelen af belastnin-20 gen på et brodæk ifølge opfindelsen, sammenlignet med den konventionelle udformning. Dette medfører naturligvis væsentlige besparelser for den kostbare hovedkonstruktion.

25 30 35

Claims (9)

1. Brodæk og lignende overfladefrembydende konstruktion-5 er, der kan udsættes for bevægelige koncentrerede lastpåvirkninger af en ringe udstrækning, såkaldte punktbelastninger, under bevægelse langs brodækket, omfattende et antal indtil hinanden liggende langstrakte enheder i form af brodækplader (1), der understøttes af og er forankret 10 til en sokkel i form af bjælker eller lignende understøtningselementer (25), hvilke dækpladeenheder (1) hver er udformet med en feder (8) og en not (9) ved hver ende til tilslutning af enhederne, kendetegnet ved, at federen (8) og noten (9) er således lokaliseret i forhold 15 til dækpladernes mod sokkelen understøttende partier, at når enhederne er positioneret på sokkelen (25) og i det mindste i diskrete områder af hver enheds første ende-kantparti understøttes direkte af og er uforskydeligt forankret til sokkelen, understøttes den samme enheds 20 modstående, andet endekantparti via indgrebet mellem federen og noten af den hosliggende enheds første endekantparti, som er direkte understøttet af sokkelen.

2. Brodæk ifølge krav 1, kendetegnet ved, at 25 de langstrakte enheder eller brodækplader er fremstillet af et let metal, fortrinsvis ekstruderet aluminium, og hver omfatter en Øver s te væg og en neder ste væg og sidevægge mellem den øverste og nederste væg, hvor der langs et hjørne mellem den underste væg og det første kantpar-30 tis sidevæg er et til lejring på sokkelen indrettet, sidelæns udragende fremspring (12) med en på oversiden udformet opadtil åben kanal (14) positioneret ud for skæringslinien mellem den nederste vægs og sidevæggens centrale planer, og at et komplementært, nedad ragende ind-35 grebsparti (20) på et fastgørelsesorgan (16), der er svingeligt omkring et nedad ragende ansatsparti (21) i afstand fra indgrebspartiet og fastklemmeligt til sokke- 11 DK 162496 B len ved hjælp af en skrue eller bolt, er indrettet til at kunne indhægtes i og indgribe i kanalen (14) til at kunne holde enhedens første kantparti stift fastgjort på sokkelen og forhindre en langsgående forskydning af enheden. 5

3. Brodæk ifølge krav 2, kendetegnet ved, at brodækpladerne foruden den øverste væg (2) og den nederste væg (3) og de udad hældende sidevægge (4 og 5) er udformet med mellemliggende vægge (7) udformet som 10 skråbånd i rummet mellem den øvers te og den nederste væg, at de indvendige hjørner mellem væggene er tilstrækkeligt afrundet, og at det centrale plan gennem den mellemliggende væg i forbindelse med hjørnet med fremspringet (12, 13), der rummer kanalen (14, 15), strækker sig gennem den 15 samme skæringslinie ud for kanalen som det centrale plan for den underste væg og den i forbindelse med denne stående sidevæg.

4. Brodæk ifølge krav 3, kendetegnet ved, at 20 fastgørelsesorganet (16) omfatter en blok af letmetal eller lignende materiale med en gennemgående ikke-cirkulær boring og langs den ene ende et nedad ragende tværgående ansatsparti (21) og en modstående ende, hvis øverste parti er hældende svarende til hældningen af dækpladens 25 sidevæg, og langs hvis underside der er udformet en tværgående ribbe (20) komplementær med kanalen (14, 15) i brodækpladens (1) udragende kant, hvilket fastgørelsesorgan (16) er indrettet til at kunne indgribe med sokkelen (25) kun ved hjælp af dets ansatsparti (21) og indgribe 30 positivt med kanalen ved hjælp af ribben (20) udformet langs den modstående kant til dels at holde dækpladens kant fasttrykket imod og i indgreb med sokkelen (25) efter tilspænding af en skrue eller et lignende organ (24) i boringen (22), og dels at forhindre en sideverts bevæg-35 else af brodækpladen fra den indstillede position under monteringen ved en forskydning af fastgørelsesorganet (16) i forhold til skruen (24). 12 DK 162496 B

5. Brodæk ifølge krav 1, kendetegnet ved, at federen (8) omfatter et afrundet yderste parti og i forbindelse hermed en øverste side og en nederste side, der set fra federens rodparti konvergerer let mod hinanden, 5 og at noten (9) omfatter et afrundet bundparti og fra dette udragende let divergerende sider med afrundede overgange til de tilsluttende partier.

6. Brodæk ifølge krav 1, kendetegnet ved, at 10 den første dækpladekant i indgreb med sokkelen er udformet med en not (9), mens den af den første kant understøttede anden kant er udformet med en feder (8).

7. Brodæk ifølge krav 1-6, kendetegnet ved, at 15 kanterne på dækpladens overside er udformet med affasnin- ger (10, 11).

8. Brodæk ifølge krav 7, kendetegnet ved, at et overtrækslag eller slidlag er anbragt direkte på den 20 opadvendende overflade på brodækenhederne eller brodækpladerne, hvilket slidlag omfatter et tyndt lag af en grunding (27), et membranlag (28) af et trykfordelende og trykoptagende elastisk eller elastoplastisk materiale og oven på dette et tykkere slidlag eller overtrækslag eller 25 overtrækunderstøttende lag (29) af acrylplast, som er hårdere end det foregående lag, og i hvilket der er indlejret mineralske partikler af et slidmodstandsdygtigt materiale, hvilket membranlag (28) som følge af affasnin-gerne (10, 11) ved de modstående kanter på de hosliggende 30 dækflader i dette område er tykkere end over resten af overfladen og muliggør en glat bøjning af det hårdere overtrækslag eller overtrækunderstøttende lag (29).

9. Brodæk ifølge krav 8, kendetegnet ved, at 35 det elastiske eller elastoplastiske membranlag (28) er en tokomponent acrylplast.