用于桥接桥梁的伸缩缝的装置 本发明涉及一种如同在权利要求1和18的前序部分所描述的用于桥接两个构件之间尤其是桥梁上的车行道的伸缩缝的金属板的弹胶体支承和支承系统。
为了能补偿两个不同的结构件例如桥梁的桥台和支承结构之间的伸缩,这些伸缩缝要用通过嵌入的金属板特别是中间金属板或居中金属板来桥接。沿伸缩缝的方向彼此平行地延伸或平行于支承结构延伸的金属板的数目根据间隙宽度的允许地变化范围和单个金属板的承载能力来决定。最大的允许的间隙宽度的定义通常通过招标或相应的专业标准中的指示实现。但是,通过这些金属板,不仅分担作用在桥台或支承结构上由行驶产生的载荷,而且同时还保证金属板均匀分布在伸缩缝上,以桥接接缝。对此,在结构件有不同的伸缩状况时在各个金属板之间保持均匀的间距。
按照CH 651339A,在各个金属板之间没有弹性的中间件,它或是直接布置在各个金属板之间,或是设在与各个金属板刚性地连接的横梁上。
另外还知道,可以不用这些无效的中间件去分担作用在金属板上的载荷,而且将其设置在桁架轨道上,它接受作用在桥台或支承结构上的载荷份额,并且在根据接缝宽度变化进行其调整时,使金属板能够在伸缩缝宽度上均匀分布。
最后还从同一个申请人的AT 397674B知道,金属板的弹胶体支承由单个沿中间型材的长度分布的止推块组成,后者支承在接缝边界或各自的相邻的中间型材上。由于沿金属板的长度分散地设置多个这种止推块,故在单个居中金属板或中间金属板之间的间距变化时,通过使用产生的相当于拉伸载荷的载荷均匀地分配在多个这样的止推块上。通过这些金属板的弹性支承,现在就可以通过弹性止推块既可得到载荷分担功能,也可在单个的金属板之间保持同样的间距,这种弹胶体支承是自适应的而且需要较少的机械件。不过,如此构成的弹胶体支承或支承系统不能令人满意地解决所有在实际中产生的使用状况。
本发明的目的是提供一种弹胶体支承和支承系统,其中,用少量的通用结构件就可得到这种满足。
此目的在一弹胶体支承中通过权利要求1的特点解决。有利的是这样一种支承,它通过弹胶体支承的布置,使弹性能简单地适应沿不同空间方向产生的载荷,并且沿此弹胶体支承仍然有高的载荷份额,以致即使在大的载荷时,也能用较小数量的用于支承居中金属板或中间金属板的弹胶体支承达到。
权利要求2描述了另一种有利的构形,通过它,弹胶体支承沿垂直于纵向轴线或主载荷方向的弹性或变形能力小于沿主载荷方向的,不过,其中,通过较小的增强镶嵌厚度,可以设置较多数量的增强镶嵌,因而仍然可以使弹胶体支承得到足够的横向可调节性或横向变形能力,以定位单个金属板。
在按照权利要求3的实施变型中,可以有利地做到,力的传递可通过较大的表面积实现,以致甚至可以传递大载荷而不会在单个的连接区有过载或剪切。此外,还可得到对弹胶体支承与金属板或横向支承或中间支承之间的各自的连接技术的适应。
通过按照权利要求4的改进,由弹胶体层和增强镶嵌组成的多层夹层结构件不会由于接纳固定工具而被削弱,并且在安装时还可通过设置调节工具使弹胶体支承能作简单的变形,以在桥接时适应支承结构或支承的各自的伸缩状态,从而有可能在各种工作情况下都能安装和更换弹胶体支承。
通过按照权利要求5的构形可得到弹胶体支承的防腐蚀结构。
通过按照权利要求6的有利的实施变型,可以在弹胶体支承的周边的外面从外面布置固定工具,其中,还可以通过过渡区的相应的构形接受大的横向载荷以及垂直于主载荷方向产生的载荷。
通过按照权利要求7的另一种构形还可使弹胶体支承有长的寿命和高的强度,其中,还可通过选择相应的材料明显地改进增强镶嵌与弹胶体层之间的附着。
通过按照权利要求8的实施变型可得到作用在弹胶体支承上的载荷的均匀分布。
弹性性能或阻尼性能以及在偏移时产生的恢复力可通过按照权利要求9的构形全面地调整。
通过按照权利要求10的有利的改进可以持久地以长的使用寿命对现有的使用情况提供具有良好的阻尼性能的方案,该方案还经得起环境的影响,并且在恶劣的条件下首先在伸缩缝区桥接公路时带来附加的优点。
不论考虑到承载能力还是考虑到所要求的阻尼性能,按照权利要求11的实施变型都在桥梁建筑结构区的弹胶体支承中适用。
对于弹胶体支承的与其它支承件的铰接或连接的长久的并且还是优选的有耐腐蚀能力的方案,按照权利要求12和/或13的实施形式是合适的。
通过按照权利要求14的另一构形可以在弹胶体元件中得到有利的力分布和力导入。
通过按照权利要求15的构形,可以开拓这样一种可能性,即这类弹胶体支承可通过在建筑业中常用的连接方法即焊接与其它结构件连接,而不对阻尼和偏移运动的恢复所需要的弹胶体层的弹性起坏的影响。
通过按照权利要求16的构形有可能以较简单而又工作可靠的方式进行多点固定。
如同在权利要求17中所描述的那样,可在安装在金属板或通过伸缩缝彼此间隔开的结构件的不同位置上时,通过连接板或挡板上的附加的孔调节弹胶体支承。
不过,如同在权利要求18的前言中所描述的那样,本发明还另外包括一个支承系统。
按照本发明的现有的目的还可独立地特别通过按照权利要求18的特点解决。通过采用这种支承系统,可以通过它得到载荷分担功能以及金属板的与伸缩缝同时进行的自动定心。
由此,可以用较少的构件数目得到这种满足,并且通过镶嵌大量件数的同样的构件而有利于备件保管或使用于制造这类支承系统的建筑技术费用变少。首先是,采用支承系统的这样一种构形,还可以在现有的伸缩缝中通过嵌入其它的支承系统使之以简单的方式适应大的载荷或改变的载荷状况。
通过按照权利要求19的特点可以得到一有利的载荷分布和金属板的按照本身变化的伸缩缝的有利的自动调节。
通过按照权利要求20和21的构形可以得到作用在金属板上或弹胶体支承上的载荷的均匀的载荷分担。
按照权利要求22的弹胶体支承的另一构形,可以得到有利的力导入。
通过按照权利要求23的另一构形,在不同的空间位置上,当连接板的位置彼此移动时,也可以得到均匀的受载和均匀的载荷分担。
采用按照权利要求24的构形,除了壁部支承型材在各自的结构件中的固定的或牢固的配合以外,还可得到壁部支承型材在结构件中的可拆卸的固定。
通过按照权利要求25的构形,可以得到间隙宽度或各个金属片间距的均匀缩小或扩大。
根据按照权利要求26至29的实施变型,可以得到金属板的最佳支承和最佳的载荷分担。有利的是,在弹胶体支承的这种布置下,可以大大地提高持久强度。
通过按照权利要求30的实施变型,可以得到支持元件在壁部支承型材上的支承,并由此得到弹胶体支承的最佳接纳。
通过按照权利要求31的构形,可以保证壁部支承型材在结构件中的更牢固的座合。
通过按照权利要求32的实施变型,可以得到居中金属板或中间金属板的均匀的载荷分担或载荷承受,由此,还可以有金属板的均匀分布的作用载荷。
在权利要求33中描述了接纳弹胶体支承的支持元件的理想的构形。
通过按照权利要求34至36的实施变型,可以有弹胶体支承与居中金属板或中间金属板的最佳连接,此时,还可得到弹胶体支承在金属板下部的无缺口应力集中作用的固定。
通过按照权利要求37和38的改进,可以在即使弹胶体支承有水平变形时也能得到弹胶体支承中的垂直载荷的可靠的载荷分担。
通过按照权利要求39至41的实施变型,也可以有弹胶体支承在垂直方向和在平放或水平方向的有利的布置。
通过按照权利要求42的构形,可以得到居中金属板在与其相邻布置的中间金属板上的有利的和按照本发明的支承。
按照权利要求43和44的实施变型可以使单个的弹胶体支承沿桥接装置的整个宽度上有良好的连接,并由此沿整个间隙宽度有均匀的载荷分担。
下面将根据在图中示出的实施例详细说明本发明。附图中:
图1以示意的简图示出了按照本发明的用于桥接伸缩缝的装置,它设置成与车行道的纵向成一个角度的位置;
图2以侧面剖视图示出了按照本发明的弹胶体支承,它具有在其上成形的支承板或连接板;
图3按照图2的箭头III以底视图示出了按照本发明的弹胶体支承;
图4以侧面剖视图示出了按照本发明的用于在支承结构和桥台之间桥接伸缩缝的装置;
图5按照图4的箭头V以俯视图示出了按照图4的本发明的桥接装置;
图6按照图5的VI-VI线的剖视示出了本发明的用于在居中金属板或中间金属板上固定的弹胶体支承的支持结构;
图7以俯视图和简化的示意图示出了用于桥接一伸缩缝的装置的另一实施变型;
图8按照图7的VIII-VIII线的剖视出了用于桥接按照图7的伸缩缝的装置;
图9示出了用于桥接按照图8的具有缩小的间隙宽度的伸缩缝的装置;
图10按照图7的X-X线的剖视示出了按照图7的桥接装置;
图11示出了用于桥接按照图10的具有缩小的间隙宽度的伸缩缝的装置;
图12按照图7的XII-XII线的剖视示出了按照图7的桥接装置的局部;
图13以俯视图和示意的简化的剖视图示出了用于桥接具有沿水平方向平放的弹胶体支承的伸缩缝的装置的另一实施形式;
图14按照图13的XIV-XIV线的剖视示出了用于桥接一伸缩缝的装置;
图15以侧面剖视图和示意的简图示出了用于桥接按照图8的伸缩缝的装置的另一实施形式。
首先规定,在所描述的不同的实施形式中,同样的零件用同样的参考标号或同样的构件图形表示,其中,在所有说明中所包含的公开内容按意义可转至具有同样参考标号和同样的构件图形的同样零件上。此外,由所示的不同的实施例得到的个别特色也可用于表明按照本发明的单独的方案。
在图1中示出了一桥接装置1,它用于在一车行道3中在一桥台4和一桥梁6的支承结构5之间桥接一伸缩缝2。
按照图1,此桥接装置1由在桥梁6的支承结构5或在车行道3的桥台4上设置的边界金属板7和设置在这些边界金属板7之间的居中金属板和/或中间金属板8组成。这些居中金属板和/或中间金属板8,如同用虚线在图1中示意地示出的那样,将通过支承系统9或弹胶体支承10被支承,后者通过边界金属板7与车行道3的桥台4或桥梁6的支承结构5连接。关于支承系统9或弹胶体支承10的精确结构将在下列图的说明中详细探讨。
如同在图1中所示的那样,伸缩缝2在许多情况下并不布置成与车行道3正交即成90°。当金属板的走向与车行道的纵向成倾斜时,则在一机动车横越伸缩缝时,在支承系统9上不仅有一个力沿居中金属板和/或中间金属板8的垂直方向作用,而且还有一个力沿其水平方向或沿其纵向作用。在此情况下,支承系统9除去接纳垂直载荷以外,还接纳沿金属板纵向取向的载荷。伸缩缝2或居中金属板和/或中间金属板和/或中间金属板8的这种成角度的布置,如同在图1中所示的那样,在一从山11或从一隧道12引出来的或弯曲地走向的车行道3中是可能的,由此,伸缩缝2的布置必须适应自然环境。
在图2和图3中示出了某些弹胶体支承10或一支承系统9的构形。
弹胶体支承10由一支承板13、一弹胶体支承体14和一连接板15组成。在弹胶体支承体14中,在弹胶体支承10的主载荷方向(箭头16)设置有多个通过增强元件17至少部分地相互分开的弹胶体层18,此时,其厚度19只为相对于它垂直延伸的宽度20的1%~20%,最好为2~10mm。增强元件17的宽度小于弹胶体支承体14的宽度21,以便通过弹胶体支承体14全部包围增强元件17或将其全部埋入支承体中。弹胶体支承体14通过增强元件17分成多个弹胶体层18,其中,一个增强元件17的高度22小于弹胶体支承体14的弹胶体层18的一个厚度23。增强元件17之间的弹胶体层18,与其厚度23相比,做成非常平坦的,以便能得到一个大的垂直刚度和一个小的水平刚度。由此,可以用小的变形承受作用在弹胶体支承10上的大垂直力。
作为用于弹胶体支承体14的材料,最好采用弹胶体、天然橡胶、弹性氯丁橡胶或乙烯-丙烯-三元共聚物。这类三元共聚物有良好的耐化学腐蚀性,并且还有良好的抗气候能力、抗臭氧能力和抗老化能力。在弹胶体中,优选采用天然橡胶,因为这种天然橡胶即使在如同在车行道过渡处的正常受载情况下能够出现的低温下,也能保持其良好的弹性。由此,即使在水平载荷的情况下也能以有利的方式得到良好的载荷分担。另外,有利的是,弹胶体,尤其是增强元件17之间的弹胶体层18的肖氏硬度为50~90肖氏A,不过最好为65~70肖氏A。通过这种构形,可以比迄今所用的弹性元件更能分担大的垂直力。
通过按照本发明的弹胶体支承体14的材料,可以将支承板13在弹胶体支承体14上面或将连接板15在弹胶体支承体内硫化,由此可得到支承板或连接板13、15的有利的固定,这是因为,不需要其它辅助工具将它们固定在弹胶体支承体14上。此外,还通过弹胶体支承体14的材料的选择或通过弹胶体层18的宽度21与厚度23做到,使弹胶体层18沿纵向中间轴线24的方向的刚度大于其取向垂直于该轴线的方向的刚度。
如同已在以前简单地说过的那样,增强元件17被埋在弹胶体支承体14中或被其包围,由此,在沿纵向中间轴线24的方向受载时,弹胶体支承10可得到一大的刚度。此增强元件17可由纺织品例如布、针织品、网状物、格状物、纤维网或其它任意的纤维状或线状材料形成,它们用金属、陶瓷、天然材料或合成材料或这些材料的任意混合物制造。增强元件17有一比弹胶体支承件14的宽度21小两倍边厚25的宽度20,由此,增强元件17被弹胶体支承体14的材料全部包围,如果用金属材料作增强元件17,则增强元件17的被包围有特别的优点,这是因为,由此可以防止增强元件17与环境中的流体接触,从而可以防止增强元件17受到有害的腐蚀。此外,增强元件17相对于弹胶体支承14的纵向中间轴线24同心地或对中地布置。
通过按照本发明的弹胶体支承10或弹胶体支承体14的构形,可得到突出的优点,即在有大的、沿弹胶体支承10的纵向中间轴线24产生的垂直载荷时,只有适度的变形行程或只有小的空间压实,以致可以用小的结构高度得到满足。不过,垂直于纵向中间轴线24还进一步保持有足够大的弹性,由此,可保证在接纳金属板的平面中还有充分的载荷分担。弹胶体支承体14的横截面尺寸是这样的,即在有垂直于纵向中间轴线24作用的载荷时或在弹胶体支承体14有侧向偏移时,得到居中的金属板或中间的金属板8的相对于所产生的垂直载荷的充分的支承。
显然可以将弹胶体支承10或弹胶体支承体14沿载荷方向做成任意的横截面,例如矩形、正方形或圆形,不过,圆形在其中是比较有利的,由此,在水平变形时,不管移动方向如何,均有同样的变形阻抗。
弹胶体支承体14在平行于增强元件17延伸的端面上各自与一在其上或在其中成形的支承板13或连接板15连接,后两者由金属或合成材料或复合材料组成。在弹胶体支承体14的一个端面26上固定有、最好硫化有支承板13。此支承板13有一长度27和一宽度28,其中,支承板13的长度27至少对应于垂直于增强元件17延伸的支承板和连接板13、15之间的弹胶体支承体14的结构高度。由于支承板13是越出弹胶体支承体14的横截面构成的,故在弹胶体支承体14与支承板13之间的过渡区可以做出一将弹胶体支承体14的横截面加大的圆角29,后者减小了在受载时在过渡区产生的应力,并且由此减小了弹胶体支承体14由于在运行中产生的振动载荷而松脱的危险性。
在弹胶体支承体14的背离支承板13的端面上,如此在弹胶体支承体14中做有或硫化有连接板15,以使连接板15全部埋入弹胶体支承体14的材料中,也就是说,连接板15的下侧30与弹胶体支承体14的一个端面31平面地接合。
这些在弹胶体支承体14的两个平行于增强元件17延伸的端面26、31的每一个的上面或在其中成形的支承板13或连接板15由金属材料或合成材料或由复合材料做成。此外,在支承板13或在连接板15上,做有用于接纳紧固工具和/或调节工具37特别是螺钉38的孔32至36。其中,这些孔32至36可作为通孔构成,并且显然也可有一螺纹39。
在支承板13或连接板15上的平行于纵向中间轴线24对齐的孔的数目最好为两个,这是因为由此可以做到弹胶体支承10的扭转防止,并且可由此防止螺钉28由于在运行中产生的振动负荷而自动地、非所希望地松开。
支承板13或连接板15的螺纹上紧最好用具有锥形头的沉头螺钉进行,这是因为,在运行中,由于机动车辆的滚过和制动作用,通过行驶产生的水平振动载荷,通过在螺钉头与孔32至36之间的接触表面中的最小移动,不可避免的有一摩擦系数的减小,从而产生接触的加大或改进。在其螺钉头与连接板15或支承板13的孔32至36之间的接触表面位于水平平面中的另一种螺钉形式中,则这种通过它可导致不可避免的摩擦系数减小的移动可导致螺钉连接的非所希望的松开。
此外,支承板13的尺寸或支承板13的厚度40要如此做出,以使当支承板13与其它构件作可能的焊接时,能通过支承板13导走足够的热量,不使弹胶体支承体14的材料在此时由于过热而损坏。
在图4至6详细地示出了用于伸缩缝2的桥接装置1。
如同此处所示的那样,边界金属板7为壁部支承型材41,此时,后者通过锚定元件42被夹住,锚定元件被浇注在结构件43或桥梁6的支承结构5中并浇注在桥台4中。在壁部支承型材41之间居中地设置一居中金属板或中间金属板8,后者通过弹胶体支承10支持在作为支持元件45构形的支持结构44上,该弹胶体支承在前面的图中已经描述过。这类支持元件45作为接纳弹胶体支承10的连接板15的具有U形横截面的构件46构成。
构件46以其朝向壁部支承型材41的端面47焊接在壁部支承型材41上,以便保证构件46可靠地夹持在壁部支承型材41上或居中金属板和/或中间金属板8可靠地通过弹胶体支承10被支持。采用这种组合,可以有利地用于至少一个居中金属板和/或中间金属板8得到一种用于居中金属板和/或中间金属板8的支持系统48,以用于桥接一带有至少一个中间和/或居中金属板8的桥梁6的支承结构5和桥台4之间的伸缩缝2,该金属板通过弹胶体支承10或支持元件45支持。这种支持可以这样做,即居中金属板和/或中间金属板8在弹胶体支承10上面位置固定地连接,而弹胶体支承又连同居中金属板和/或中间金属板8与支持元件45位置固定地连接,该支持元件焊接在壁部支承型材41上。这是这样实现的,即通过固定工具和/或调节工具37或螺钉38将支承板13与居中金属板或者将中间金属板8或连接板15与支持元件45固定在一起。
如同进一步从图4的图所看到的那样,支承板13和连接板15在居中金属板和/或中间金属板8的中立的静止位置彼此同心地布置,而且居中金属板和/或中间金属板8的纵向中间轴线49与弹胶体支承10的纵向中间轴线24还进一步重合。此外,可以看出,支承板13的表面50或连接板15的表面51平行于居中金属板和/或中间金属板8的车行道部分的表面52,或是弹胶体支承10的支承板13或连接板15的表面50、51垂直于居中金属板和/或中间金属板8的纵向中间轴线49。
如同在前面简单地提到的那样,壁部支承型材41通过在壁部支承型材41上成形并浇注的增强元件53被夹持,支持元件45在该壁部支承型材上成形最好焊接。显然,壁部支承型材41在结构件43上的固定也可以同时通过其它固定方法诸如焊接、螺钉等进行。此外,壁部支承型材41的外表面54靠在结构件43的外表面55上,或是浇注在此结构件43中,由此,可以得到焊接的支持元件45在壁部支承型材41的与居中金属板和/或中间金属板8相配的一侧上的最佳支持。
此外,此支承系统9也可如此构形,即弹胶体支承10的沿主载荷方向(按照箭头16)延伸的纵向中间轴线24平行并且在俯视图中与居中金属板和/或中间金属板8的纵向中间轴线49重叠,同时通过一支承板13支持在另一居中金属板和/或中间金属板8上,或是用连接板15支持在另一居中金属板和/或中间金属板8上,或是用一支持元件45支持在壁部支承型材41上。
支持结构44或弹胶体支承10以及与相邻的结构件43连接的零件的布置以这样一种方式实现,即在车行道过渡处的居中金属板和/或中间金属板8的下方有足够的空间可供使用,而且不会如同在市场上已有的系统那样,需要在壁部支承型材41的下方有在混凝土中的壁龛。这种布置的一个特别的优点为,即由此可提供一种可能性,使整个车行道过渡处仅仅在最后完成结构件43和做在桥梁6和桥台4上的车行道3之后才安装。由此,有可能使居中金属板和/或中间金属板8的车行道部分的表面52能考虑到斜度与高度位置而与车行道3相适应。
在图5中以俯视图示出了按照本发明的用于车行道3的伸缩缝2的桥接装置1。
如同此处所示出的那样,由焊接在壁部支承型材41上的支承元件45和一个弹胶体支承10构成的支持结构44交替地相对于伸缩缝2的中间纵向轴线57按镜象设置在一个壁部支承型材41上及隔开一个间距56设置在另一个壁部支承型材41上。为了能沿居中金属板或中间金属板8或弹胶体支承10有一均匀的载荷分担,必须至少在结构件43之间设置两个或二的倍数的支持结构44,由此还可保证伸缩缝2有一均匀的变宽或变狭。沿居中金属板和/或中间金属板8的纵向量得的支持结构44之间的间距56也相当于一支承距离58,此时,此两个支持居中金属板和/或中间金属板8的弹胶体支承10之间的支承距离58应当小于作用在居中金属板和/或中间金属板8上的激振频率的周期或小于作用在居中金属板和/或中间金属板8上的激振频率的两倍周期。
通过弹胶体支承10的这种布置,并且使两个各自成一对地形成的弹胶体支承10与居中金属板和/或中间金属板8或壁部支承型材41连接,则它们在与金属板纵向方向相反的运动方向交替地受到压力。弹胶体支承10是设置在居中金属板和/或中间金属板8的下面的,并且是通过支承板13与居中金属板或中间金属板8连接的,而且弹胶体支承的连接板15是通过支持元件45支持在壁部支承型材41上的。
太大的间距56或太大的支承距离58可引起与激振频率重叠的自振频率,以致在支持结构44或弹胶体支承10长时间受载时可产生疲劳断裂。由此,两个弹胶体支承10之间的支承距离58要小于2m,不过最好在0.7m至1.3m之间。
支承系统48的另一优点为有可能在桥接装置1中事后布置。由此,可以在现有的桥接装置1中可靠地避免支持结构44的疲劳断裂。如果弹胶体支承10同样有太大的支承距离58,则能在受载以后产生居中金属板和/或中间金属板8的降低寿命的附加振动,它在未得到阻尼作用时可导致自振频率与激振频率的危险的接近。弹胶体支承10的这种事后布置可与已有的桥接装置1的结构类型无关地进行,由此它随时都可以实施而不损坏相邻的结构件43,而且不会限制交通。
图6中的附图更好地示出了用于弹胶体支承10的支持结构44或支持元件45。此处,支持元件45由一具有U形横截面的金属件构成,它固定在处各的壁部支承型材41上,最好焊在它上面。该弹胶体支承10在带U形横截面的支持元件45的端部59的范围内与其底部60连接。此连接可用一切可能的适合于此应用情况的固定方法实现,首先的是采用固定工具和/或调节工具37如螺钉。
该固定可如此达到,即固定工具和/或调节工具37穿过在弹胶体支承体14上硫化的连接板15的孔34、36,该工具37拧在支持元件45的孔61中,孔61与连接板15的孔34、36对齐地延伸。这种螺纹连接沿金属板纵向通过两个彼此隔开一段距离的固定工具和/或调节工具37实现,以防止弹胶体支承10在正常运行时产生的振动载荷下非所希望地松开或转动。
在弹胶体支承体14上硫化的支承板13的固定以类似的方式进行,此时,固定工具和/或调节工具37穿过支承板13的孔32、33,并且与居中金属板和/或中间金属板8的中间腹板63的接纳孔62接合。此接纳孔62最好通过盲孔64形成。通过将接纳孔62设置在居中金属板和/或中间金属板8上的中间腹板63的区域,可在居中金属板和/或中间金属板8的下部范围内首先在腹板中减少缺口应力集中作用。
弹胶体支承10在居中金属板和/或中间金属板8上的固定要如此实施,即用于固定工具和/或调节工具37的接纳孔62要设置在居中金属板和/或中间金属板8的朝向弹胶体支承10的下侧的与中间腹板63相交或至少重叠的横截面区中。由此可得到,通过两个支承板13穿过弹胶体支承10的固定工具和/或调节工具37在中间腹板63的范围内或在下侧的与中间腹板63重叠的范围内与居中金属板和/或中间金属板8连接。
在图7至12中示出了在一车行道3中在一伸缩缝2中的桥接装置1,它具有两个中间金属板65和一居中金属板66,它们设置在两个壁部支承型材41之间。此外,还示出了与中间金属板65和居中金属板66相配的支承系统9。
这两个支承系统9同样彼此隔开一段本发明的支承距离58,此支承距离小于2m,最好在0.7m和1.3m之间,此时,一个支承系统9构成用于支持两个中间金属板65或分担其载荷,而另一个支承系统9则构成用于支持居中金属板66或分担其载荷。用于中间金属板65的支承系统9按如同图6所示的支承系统9那样构成,故关于其构形可参阅其描述部分。
用于中间金属板65的另一支承系统9的构成如下:在中间金属板65的下侧设置支持型材67,它不能移动地与中间金属板65的下侧连接在一起,最好焊接在一起,此时,支持型材67的纵向轴线与中间轴线68对齐或重合,中间轴线沿中间金属板65的纵向延伸。在此支承型材67中装有一通过弹胶体支承10支持在支持型材67上的横梁69,后者垂直于中间纵向轴线57延伸并在另一中间金属板65上同样通过一弹胶体支承10支持在支持型材67上。此处,按照本发明的两个弹胶体支承10的支承距离58也小于2m,不过最好在0.7m和1.3m之间。
在居中金属板66的范围内,横梁69通过一接触表面70与居中金属板66不能移动地连接,尤其是焊接,由此,居中金属板66的垂直的载荷分担可通过装在支持型材67中的弹胶体支承10实现。
此处为了还能得到垂直于中间纵向轴线57的均匀的载荷分担,不同的支承系统9按每两个或两个的倍数沿中间金属板65或居中金属板66的纵向延伸布置是有利的。通过支承系统9的这种布置,可以在伸缩缝2改变间隙宽度71时,中间金属板65或居中金属板66彼此仍能有平行性。
在共同表示的图8和9中,示出了中间金属板65通过支持元件45在壁部支承型材41上的支持。
对此要规定,桥台4作为固定的结构件43构成,而桥梁6的支承结构5则可作为承载结构件43构成或可通过温度波动按照双箭头72调节。中间金属板65或居中金属板66和弹胶体支承10可如此布置,即弹胶体支承10的纵向中间轴线24和中间金属板65或居中金属板66的纵向中间轴线49彼此平行地或重叠地延伸。
在桥接装置1或中间金属板65或居中金属板66的这一位置,用增强镶嵌件17增强的弹胶体支承10在主载荷方向(按照箭头16)的载荷份额是最大的。由此可以得出,在弹胶体支承10的这个位置上,弹胶体支承体14的宽度21与垂直于弹胶体支承10的纵向中间轴线24延伸的支承表面74的宽度73一样大。
这可以如此达到,即支承表面74在此位置的横截面与弹胶体支承体14的横截面对应,因而可沿主载荷方向(按照箭头16)接受最可能大的载荷。在所述的这一位置,伸缩缝2有一间隙宽度71,并且由于支承系统9的均匀的载荷分担,居中金属板66或中间金属板65有一连续的同样大的金属板间距75。
为了示出按照本发明的弹胶体支承10的变形过程以及居中金属板或中间金属板8、66、65在载荷作用下的调节,现在在图8中示意地说明了单个金属板在载荷下的变形和调节。
中间金属板66和居中金属板65在与计算基本温度对应的温度下按预先计算的金属板间距75相处。
此金属板间距75的尺寸要如此确定,即弹胶体支承10垂直于纵向即沿径向的可变形性足以在最大的高温和最大的最低温度之间补偿支承结构5相对于桥台4的伸长之差。这意味着,金属板间距75之和要确定得这样大,以使在支承结构5的两端设置同样的支承系统9的前提下,在支承结构5有一最大的伸长时,它至少等于或大于支承结构5的最大总长度变化的一半。
这在极低温时同样适合于支承结构5的总长度的减少,此时在设计时通常要如此考虑,即在年平均温度下要保持图8的图中所示的位置,而在图9中则示出了单个金属板在温度高于平均温度时的位置,以及在支承结构5长度加大时的位置。如果桥梁6的支承结构5由于位于平均值以下的低温而变短,则弹胶体支承10变形到相对居中金属板66的中间纵向轴线49按图9所示的镜象位置。
如果支承系统9现在例如用一机动车辆的轮子102辗过,则它或它的弹胶体支承10在可能产生的偏移以外,还通过金属板间距75的变化接受在沿主载荷方向(按照箭头16)产生的载荷,同时予以阻尼,以使作用在桥台4或支承结构5上的冲击载荷或振动载荷尽可能地变小。
在所示的形式中,为了更清楚起见,只示出一个轮子102,其直径要如此选择,以使它各自只靠在居中金属板或中间金属板66,65的一个上。弹胶体支承10现在通过由轮子102传递的垂直载荷受载,并沿纵向中间轴线49被压实;因而相对于相邻的居中金属板66和壁部支承型材41下沉。
此时,载荷像一个载荷波那样作用,这是因为,当轮子102从壁部支承型材41向中间金属板65靠近时,它在开始时是慢慢地支持在中间金属板65上的,以致有一不断增长的垂直载荷部分由此居中金属板66接受,并且与之相应,以同样的程度减少作用在壁部支承型材41上的载荷。如果现在由中间金属板65接受全部垂直载荷(按照箭头16)并且轮子102沿居中金属板66继续移动,则它接着开始部分地在居中金属板66上支持,以致支持此居中金属板66的弹胶体支承10在一不断变大的载荷下越来越多地被压紧,直至在居中金属板66和中间金属板65上有大致相同的载荷时达到两者有相同的高度或有同样大的下沉。若沿箭头16的方向在居中金属板66上的垂直主载荷不断加大,则金属板进一步下沉,而与之相反,原先受载的中间金属板65升高至其按实线所示的静止位置。
当载荷进一步进展或轮子102进一步旋转时,则沿桥台4的方向在居中金属板66和另一中间金属板65之间进行同样的载荷变换。
同时,可通过弹胶体支承10的径向变形在支承结构5与桥台4之间得到一个阻尼作用,以致支承结构5的振动不会延续到桥台4上。这类振动可通过车辆载荷、驶过的机动车辆和类似物产生,它通过弹簧体支承10的径向变形补充地被阻尼。
此时,要考虑到,垂直力的引入只在一个狭的局部范围通过居中金属板或中间金属板8、66、65的长度实现。这意味着,在此金属板的长度的狭的局部范围内引入的瞬时垂直载荷沿金属板纵向作为振动经过其它弹胶体支承10延续。由于通过主载荷例如卡车拖车或高速客车产生的或者在车队中通过轮距和轴距产生的振动引入以及由此产生的振动原则上是已知的,故对此应注意,单个弹胶体支承10沿居中金属板或中间金属板8、66、65的间距尺寸要如此确定,以使在经常产生的振动特性下,这些居中金属板或中间金属板8、66、65不会发生共振。
现在一方面通过按照本发明的弹胶体支承10的结构用增强元件17防止共振的发生,另一方面通过支承距离58即与各自的同样的金属板相配的、用各自的其它同样的金属板或壁部支承型材41支承的弹胶体支承10之间的距离防止共振,其中,如同已经在前面详细地说明的那样,例如该距离的尺寸做成小于振动频率。
在图9中示出了弹胶体支承10或金属板在由温度变化而引起间隙宽度71变小时的位置。如果现在桥梁6由于温度升高而使其长度范围伸长,则出现间隙宽度71变小或固定在支承结构5上的壁部支承型材41向设置在桥台4上的壁部型材41靠近。通过桥接装置1的压紧,中间金属板65或居中金属板66彼此均匀地移近,由此,仍可能重新有同样大的金属板间距75。此金属板间距75的均匀缩小将通过弹胶体支承10或支承系统9的构形或布置而成为可能。中间金属板66将通过横梁69经由弹胶体支承10和支承型材67支持在中间金属板65上,这将在下面的附图中说明。
通过间隙宽度71的这种缩小,弹胶体支承10也将沿水平方向变形,以致朝壁部支承型材41的方向成一角度走向的纵向中间轴线24与中间金属板65的纵向中间轴线49形成一角度76。伸缩缝2的间隙宽度71通过支承结构5的热膨胀变得越小,则弹胶体支承10的纵向中间轴线24与中间金属板65的纵向中间轴线49之间的角度76越大。弹胶体支承10的这种布置是通过按照本发明的构形成为可能的,这是因为,设有增强元件17的弹胶体支承10由此而沿主载荷方向(按照箭头16)有一大的载荷分担,但是在水平方向则有一足够大的弹性,以便能接受这种变形而无断裂。
通过弹胶体支承10的偏移或倾斜位置,在有水平载荷时,沿垂直方向看去,导致支承表面74的宽度的减小。由此得出,弹胶体层18和/或增强元件17的垂直于弹胶体支承10的纵向中间轴线量得的宽度21要比弹胶体支承体14的为了接受最大支承载荷所需的支承表面74而算得的宽度21大,其值为在包含纵向中间轴线24的平面中在支承板和/或连接板13、15之间的最大调节尺寸。此外,弹胶体支承体14的朝向支承板和/或连接板13、15的端面26、31之间的重叠表面,在其包含纵向中间轴线24的平面移动时,沿一平行于纵向中间轴线24看去的方向绕一重叠表面或支承表面74与支承板和/或连接板13、15重叠,该支承表面与弹胶体支承体14的用于沿主载荷方向(按照箭头16)的可接纳的最大载荷的横截面对应。
此外,弹胶体支承10的结构高度应当保持成尽可能的小,以便当弹胶体支承10偏移时以及在有一大的垂直载荷时,避免设有增强元件17的弹胶体支承体14纵向弯曲。在此几何状态,通过弹胶体支承10的结构可以保证,用剩下的支承表面74分担沿主载荷方向(按照箭头16)产生的尽可能大的载荷。
在共同描述的图10和11中,示出了用于居中金属板66的支承系统9。
用于支持居中金属板66的横梁69在侧视图中有一三角形横截面,其中,在离开居中金属板66的端部区在两侧成形有一腹板77,以致横梁69在端视图中相当于一个用头倒立的T字的横截面。在朝向居中金属板66的区域中,横梁69形成接触表面70,它通过接触表面不能移动地与居中金属板66的下侧78连接,特别是焊接。由此,居中金属板66在横梁69上受力相配或形状相配地固定,并且在与其两侧相邻的中间金属板65上通过另一弹胶体支承10支持在与中间金属板65连接的支承型材67上。
在横梁69两个离开居中金属板66的纵向中间轴线49的端部区,腹板77有孔79,后者与弹胶体支承10的支承板13的孔32、33对齐地重叠,因而横梁69可通过固定工具80与弹胶体支承10的支承板10不能移动地连接。此固定最好可通过一螺钉连接形成,这是因为,这是一种不能移动的连接,但是又是在需要时可以拆卸的连接。
弹胶体支承10的连接板15这时就通过固定工具和/或调节工具37不能移动地与支承型材67连接,其中,关于弹胶体支承10在支承型材67上的精确固定将在下面的图12中详细说明。
由此可以得到,弹胶体支承10用两个穿过支承板13的固定工具80在横梁69的腹板的范围内通过一支承型材67与中间金属板65连接。此外,为了将居中金属板66支承在与其两个相对侧各自直接相邻的中间金属板65上,将弹胶体支承10设置在一垂直于金属板的纵向中间轴线49延伸的平面中。
如果间隙宽度71在此处缩小,则同样产生金属板间隙75的均匀变小,并且产生弹胶体支承10或弹胶体支承体14的由于在支承系统9上作用的水平载荷的偏移。通过支承系统9的这种构造不仅可以分担桥接装置1的由机动车辆的行驶引起的垂直载荷,而且可以同时保证居中金属板66或中间金属板65沿伸缩缝2均匀分布,以桥接接缝。对此,还可以在结构件43的不同伸缩状态时保持单个居中金属板66或中间金属板65之间有均匀的金属板间距75。
此外,此处还要提到,通过弹胶体支承10的构造,其弹性可与在不同空间方向产生的载荷简单地相适应,并且即使如此,还可通过弹胶体支承10传递大的载荷,由此即使在大的载荷时也足以用数目较少的弹胶体支承10去支承居中金属板66或中间金属板65。弹胶体支承10的沿纵向中间轴线24或主载荷方向(按照箭头16)的变形性能小于垂直于主载荷方向(按照箭头16)性能,不过,通过增强元件17的较小厚度19可以设置较大数目的增强元件,并且仍然可以得到弹胶体支承10的足够的横向可调节性或横向变形性,以用于单个金属板的精确定位。
在图12中示出了其形状为支承型材67的支承装置81,它用于在中间夹入可靠的弹胶体支承10的情况下支承接受居中金属板66的横梁69。
最好用金属形成的支承型材67有一U形结构,其中,支承型材67的腿82或其端面83不能移动地与一中间金属板65的下侧78相连,最好焊接。这两条腿82通过一垂直于它们延伸的底部84连接。在支承型材67的底部84与腿之间设置的角部区85通过一半径86做成圆形,以便能在此区域避免可能导致断裂的缺口应力集中作用。
底部84进一步有一与弹胶体支承10的连接板15的孔34、36对应的孔87、88,通过这些孔,弹胶体支承10或弹胶体支承10的连接板15就可以通过固定工具和/或调节工具37固定在支承型材67的底部84上。弹胶体支承10连同其布置在弹胶体支承体14中并示意地示出的增强镶嵌17此时沿端面83的方向延伸,一直到支承13,后者重叠地与横梁69的一个腹板77接触。此腹板77此时通过腹板77的与支承板13的孔32、33对应的孔89、90用固定工具80不能移动地连接。优选的是通过螺钉构成固定或固定工具80,这是因为,它可以得到可靠的连接,后者在需要时还可重新拆卸。此外,横梁69有一腹板91,它沿居中金属板66的方向延伸,而且如同前面简单地说过的那样,用一接触表面70与居中金属板66不能移动地连接,最好焊接。
通过支承型材67的按照本发明的这一构造,可得到突出的优点,即支承型材67做成防止弹胶体支承10断裂的。如果由于弹胶体支承体14的材料失效或由于有害的外界影响导致弹胶体支承10的断裂,则支承型材67作为一种安全笼状物,由此,横梁69或腹板77的下侧92靠在支承型材67的底部84的上侧93上。通过此支承系统9的按照本发明的这种构造,有可能得到桥接装置1的凑合的运行,直至所要求的保养工作或修理工作。
在图13或14中用俯视图剖开地或用侧视图剖开地示出了桥接装置1的另一实施变型。
此处,弹胶体支承10做成平放的,即弹胶体支承10的纵向中间轴线24平行于居中金属板66或中间金属板65的中间轴线68延伸。弹胶体支承10设置在居中金属板66或中间金属板65的下方并通过固定工具和/或调节工具37特别是螺钉38与一支承体94连接。此支承体94焊接在居中金属板66或中间金属板65的下侧或整体地成型,并且垂直于纵向中间轴线24沿与金属板相反的方向延伸。
弹胶体支承10的支承板13用固定工具37最好是螺钉38固定在支承体94的端面95上。进一步有一支承臂97设置在支承体94的与端面95相对的端面96上。通过此支承臂97构成两个垂直于中间轴线68延伸的弹胶体支承10的连接。此支承臂97最好由抵抗力强的材料如金属形成。此外,在弹胶体支承10的连接板15上设置一边界支承臂98,它同样用固定工具和/或调节工具37最好是螺钉38与弹胶体支承连接。此边界支承臂98此时以弹胶体支承10的连接板15沿壁部支承型材41的方向延伸,并与后者不能移动地连接特别是焊接。由于边界支承臂98的这种与壁部支承型材41的不能移动的连接,此支承系统9沿车行道纵向可能有足够的支持。
支承臂97此时在一离开支承体94的端部区通过固定工具和/或调节工具37与后续的或设置在居中金属板66上的弹胶体支承10的连接板15连接。
设置在另一壁部支承型材41上的支承系统9的构造绕一居中金属板66的中间轴线68和一沿车行道纵向延伸的横轴线99通过第一支承系统9的镜象得出。
通过弹胶体支承10的这种按平放位置的特殊布置可以分担沿金属片纵向的水平载荷,以代替垂直载荷。由此,可以在一桥接装置1中设置只具有垂直排齐的弹胶体支承10的支承系统9或只具有水平排齐的弹胶体支承10的支承系统。显然,也可以根据不同的载荷类型采用不同支承系统9的组合。
当车行道过渡处的走向倾斜或取向与车行道纵向成倾斜时,则行驶方向因而是制动力的方向与金属板不成直角,于是在辗过和制动时,产生一沿金属板纵向作用的水平的载荷分量。因此,对每个居中金属板66或中间金属板65在某个地方平放地设置一弹胶体支承10,以阻止金属板的非所要求的水平移动。弹胶体支承10的布置如此实现,即其移动方向与居中金属板66或中间金属板65的移动方向一致,并且垂直载荷导致剪切变形。
此外,此桥接装置1要如此构造,以使弹胶体支承10设置在居中金属板66的下方,并通过一与之可动地连接的支承体94经由支承板13和连接板15与中间金属板65连接,而弹胶体支承10的另一支承板13则通过一支承臂97或一边界支承臂98支持在相邻的中间金属板65或壁部支承型材41上。此外,弹胶体支承10用一居中布置的居中金属板66通过在其与壁部支承型材41之间设置的中间金属板65与壁部支承型材41连接,而另一弹胶体支承10则通过在其与另一壁部支承型材41设置的中间金属板65与另一壁部型材41连接或支持在其上。弹胶体支承10也可以各自沿金属板的中间轴线68的方向彼此相邻地设置在居中金属板66和一中间金属板65之间,或在不同的中间金属板65之间,或在中间金属板65和壁支承型材41之间。此外,居中金属板66和中间金属板65的两个中间轴线68之间的距离100与和居中金属板66相配的弹胶体支承10的纵向中间轴线24与和中间金属板65相配的弹胶体支承10的纵向中间轴线24之间的距离101一样大。
在图15中示出了用于一居中金属板66和两个与此居中金属板66相邻地布置的中间金属板65的支承系统9的另一实施变型。
此处涉及的是如图10的描述,其中,居中金属板66不通过横梁69支持在中间金属板65上。此外,此处要坚持,与壁部支承型材41相邻的中间金属板65的支持要按照图2所示的图进行。
在此实施变型中,居中金属板66同样以其下侧78用固定工具和/或调节工具37与一弹胶体支承10固定在一起。固定在居中金属板66上的弹胶体支承10又连同其连接板15用固定工具和/或调节工具37与支持元件45的底部60相连。
此支持元件45此处与图4中的描述相同或相似,其中,涉及的是一最好用金属制造的具有U形横截面的构件。为了避免不必要的重复,对于弹胶体支承10在支持元件45上的固定,可参考图6中的详细描述。
支持元件45在此实施变型中以其U形轮廓的腿的朝向中间金属板65的端缘104与金属板的下侧70不能移动地连接或最好焊接。中间金属板65又通过固定在支持元件45上的弹胶体支承10被支承。此与中间金属板65相配的支持元件45又如同从图8所清楚地看到的那样固定最好是焊接在浇注在桥台4或支承结构5中的壁部支承型材41上。
通过此按照本发明的用于伸缩缝2的桥接装置1的构造,每个居中金属板66或中间金属板65与多个沿金属板的纵向彼此隔开一段距离的弹胶体支承10相配,其中,每个金属板上的弹胶体支承数目必须至少是二或二的倍数。与在图8中所示的支承系统9相比,可得到这样的优点,即每个金属板都配有弹胶体支承10,由此,与前面提到的实施变型相比,沿车行道纵向可以有大的伸缩缝2的间隙宽度71。通过桥接装置1的这种有利的构形,即使在大的间隙宽度71时,也能做到沿车行道的纵向均匀地调节金属板,由此可保证在单个的金属板之间仍有恒定的金属板间距75。
通过用支承元件45相对于等于支持元件45的中间金属板65支持居中金属板66,而支持元件45又将中间金属板65支持在壁部支承型材41上,就可以做到减少用于安装桥接装置1的构件的数目,由此能够经济地实施桥接装置1。
原则上要坚持,各个金属板要通过至少两个或二的任意倍数的弹胶体支承10支持在各自的相邻的金属板或壁部支承型材41上。此外,弹胶体支承10或支承系统9各自沿金属板的中间轴线的方向彼此隔开一段距离地、交替相继地设置在居中金属板66与一中间金属板65之间,或不同的中间金属板65之间,或在中间金属板与壁部支承型材41之间。通过此有利的构造,可以保证金属板在间隙宽度71中的均匀调节或金属板的平行布置。
最后,对此应当指出,在前面描述的实施例中,单个零件是不成比例地放大示出的,这是为了能改进对按照本发明的方案的理解。再有,前面描述的单个实施例的特点组合的各个部分也可以与由其它实施例的其它单独的特点组合,形成独立的、按照本发明的方案。
首先,在图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15中示出的单个的实施可形成独立的、按照本发明的对象。与此有关的、按照本发明的任务和解答从这些图的详细说明中得知。
参考标号
1.桥接装置 2.伸缩缝
3.车行道 4.桥台
5.支承结构 6.桥梁7.边界金属板 8.居中金属板和/或中间金属板9.支承系统 10.弹胶体支承11.山 12.隧道13.支承板 14.弹胶体支承体15.连接板 16.箭头17.增强元件 18.弹胶体层19.厚度 20.宽度21.宽度 22.高度23.厚度 24.纵向中间轴线25.边厚 26.端面27.长度 28.宽度29.圆角 30.下侧31.端面 32.孔33.孔 34.孔35.孔 36.孔37.固定工具和/或调节工具 38.螺钉39.螺纹 40.厚度41.壁部支承型材 42.锚定元件43.结构件 44.支持结构45.支持元件 46.构件47.侧面 48.支承系统49.纵向中间轴线 50.表面51.表面 52.车行道部分的表面53.增强元件 54.外表面55.外表面 56.间距57.中间纵向轴线 58.支承距离59.端部 60.底部61.孔 62.接纳孔63.中间腹板 64.盲孔65.中间金属板 66.居中金属板67.支承型材 68.中间轴线69.横梁 70.接触表面71.间隙宽度 72.双箭头73.宽度 74.支承表面75.金属板间距 76.角度77.腹板 78.下侧79.孔 80.固定工具81.支承装置 82.腿83.端面 84.底部85.角部区 86.半径87.孔 88.孔89.孔 90.孔91.腹板 92.下侧93.上侧 94.支承体95.侧面 96.侧面97.支承臂 98.边界支承臂99.横轴线 100.间距101.间距 102.轮子103.下沉 104.端侧