NL1037327C2 - Werkwijzen, dekplaat en versterkte brug. - Google Patents

Description

WERKWIJZEN, DEKPLAAT EN VERSTERKTE BRUG

De onderhavige uitvinding betreft een werkwijze voor het verschaffen van een geprefabriceerde dekplaat 5 voor het versterken van een brug omvattende een metalen brugdek. Voorts betreft de onderhavige uitvinding een werkwijze voor het aanbrengen van een dergelijke dekplaat op een dergelijk metalen brugdek. Voorts betreft de onderhavige uitvinding een dekplaat die is vervaardigd middels 10 een dergelijke werkwijze. Voorts betreft de onderhavige uitvinding een versterkte brug die is versterkt middels een dergelijke dekplaat en/of een of meer van de werkwijzen .

In de laatste decennia zijn een groot aantal brug-15 gen gebouwd op basis van een stalen constructie. Hierbij is veelal ook een stalen brugdek toegepast dat is opgebouwd uit aan de stalen constructie gemonteerde dwarsliggers, de dwarsliggers onderling verbindende troggen, en daarop aangebrachte stalen platen. Deze stalen platen die-20 nen als fundering voor een wegdek, over het algemeen een asfaltlaag. De stalen platen hebben de neiging om te vervormen onder de belasting van het wegverkeer, waarvan, met name in de laatste decennia, de intensiteit veel harder is gegroeid dan waarop bij de bouw van de brug is geantici-25 peerd.

Het gevolg hiervan is dat onder invloed van de vervorming van de stalen platen het wegdek eveneens onderhevig is aan vervorming, hetgeen het rij comfort van het wegverkeer alsmede de veiligheid daarvan negatief beïn-30 vloed. Voorts veroorzaakte de continue variërende belasting op de stalen platen metaalmoeheid en erger het ontstaan van scheuren.

1037327 2

Er was reeds een oplossing bekend voor het repareren van dit soort bruggen, namelijk het in situ storten van een betonnen deklaag bovenop het metalen brugdek. Het op deze wijze ter plaatse storten van een betonnen deklaag 5 heeft een aantal nadelen. Een van deze nadelen is dat een relatief dikke deklaag is vereist. Een tweede nadeel is dat het wegverkeer langdurig is gestremd. Een verder nadeel is dat het verkrijgen van een betonnen deklaag met een hoge betonkwaliteit problematisch is. Een verder na-10 deel is dat het problematisch bleek om een juist kwaliteitsniveau van het wegoppervlak te verkrijgen.

Een verdere ontwikkeling was de toepassing van prefab betonnen platen die worden aangebracht op het brugdek. Een voorbeeld hiervan is beschreven in het Nederland-15 se octrooischrift NL 1031929. Een nadeel van deze constructie is een grote gemiddelde afstand tussen het brugdek en de betonnen platen die oplopen tot 80 mm. Deze tussenruimte moet worden opgevuld middels een vulmiddel. Hierdoor wordt veroorzaakt dat de betonnen platen, die on-20 derhevig zijn aan afschuifkrachten, geen goede fixatie met het onderliggende brugdek hebben omdat het vulmiddel structureel niet geschikt is om de afschuifkrachten op te nemen.

Teneinde dergelijke nadelen te ondervangen ver-25 schaft de onderhavige uitvinding een werkwijze voor het verschaffen van geprefabriceerde dekplaten voor het versterken van een brug met een metalen brugdek, waarbij de werkwijze stappen omvat voor het uitvoeren van een vormbepaling van de vorm van het bovenoppervlak van het metalen 30 brugdek. Een voordeel van het uitvoeren van de stap en voor het bepalen van de vorm van het bovenoppervlak van het metalen brugdek is dat elke dekplaat een unieke vorm kan verkrijgen en die op relatief nauwkeurige wijze kan 3 aansluiten bij de bestaande vormen van het brugdek. Hierdoor kan middels een constructieve lijmlaag een verbinding worden verkregen tussen het brugdek en de dekplaat. Bij voorkeur ontstaat hierdoor een sandwichconstructie van ho-5 ge sterkte beton, lijm en brugdek die beduidend sterker is dan de sterkte van de individuele delen. Een verder voordeel is dat sterkere resultaten kunnen worden behaald, zelfs bij toepassing van minder materiaal, hetzij beton dan wel lijmmateriaal.

10 Een verder voordeel is dat de bij de vorm van het brugdek aansluitende vorm van de dekplaten met een relatief eenvoudige aanbrengwerkwijze een vloeiende overgang tussen de dekplaten wordt verkregen.

In een eerste voorkeursuitvoeringsvorm omvat de 15 werkwijze voor het uitvoeren van de vormbepaling stappen voor het bepalen van de vorm van het bovenoppervlak van het metalen brugdek middels een niet-invasieve techniek, zoals onder toepassing van wervelstroommeting en/of het uitvoeren van boringen in een bestaande deklaag, zoals as-20 fait. Een voordeel van een dergelijke werkwijze is dat tijdens het uitvoeren van de metingen het wegdek in hoofdzaak onbeschadigd blijft. Hieruit volgt op voordelige wijze dat het wegdek berijdbaar blijft gedurende de tijdsperiode tussen de meting en het montageklaar zijn van de af-25 dekplaten.

Bij verdere voorkeur omvat de werkwijze stappen voor het vervaardigen van de geprefabriceerde dekplaten met een dekplatenvorm op basis van de vormbepaling van de vorm van het bovenoppervlak van het metalen brugdek en een 30 vooraf bepaalde vorm voor een wegdekoppervlak.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat de werkwijze stappen voor het vervaardigen van mallen voor het daarin vormen van de dekplaten met de dekplatenvorm.

4

Deze uitvoeringsvorm verschaft voordelen voor het produceren van de dekplaten middels mallen. De mallen worden bij voorkeur op eenvoudige wijze vormgegeven middels een freesproces op basis van de meetgegevens voor het bepalen 5 van de vorm van het brugdek voor elk specifiek deel van het brugdek en de bijbehorende dekplaat.

Voor het verschaffen van een veilig wegdek omvat de werkwijze voorts stappen voor het uitvoeren van een op-pervlaktebewerking aan de dekplaat voor het aanbrengen van 10 bijvoorbeeld een ruwheidpatroon. Het is voordelig dat deze werkwijze in gecontroleerde omstandigheden kan worden uitgevoerd zodat aan een nauwkeurig eisenprofiel kan worden voldaan.

Bij voorkeur wordt hoge sterkte beton toegepast 15 bij het vervaardigen van de dekplaat. Hierdoor kan de hoeveelheid betonmateriaal worden beperkt. Een meer specifiek voorbeeld van betonmateriaal omvat vezelversterkt beton en/of gewapend beton.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat de 20 werkwijze stappen voor het aanbrengen van sleuven voor buizen en/of kanalen voor het injecteren van lijm en/of het aanleggen van een drukverschil. Zoals in navolging in groot detail zal worden beschreven is het resultaat hiervan voordelig bij een specifieke wijze voor het monteren 25 van de dekplaten op het brugdek.

Bij verdere voorkeur omvat de werkwijze stappen voor het aanbrengen van bevestigingsmiddelen voor hulpmiddelen voor stelwerkzaamheden, zoals ingegoten draadbussen. Voor het toepassen van bijvoorbeeld verlijming voor het 30 bevestigen van de dekplaten aan het wegdek is een vooraf te bepalen afstand tussen de dekplaten en het wegdek van voordeel. De genoemde stelwerkzaamheden dragen bij aan het realiseren van deze afstand zodat de verlijming dan wel 5 andersoortige bevestiging zo optimaal mogelijk kan worden uitgevoerd.

Indien de dekplaten zodanig zijn vormgegeven dat de bovenzijde na plaatsing op het brugdek een in hoofdzaak 5 vlak oppervlak verschaft, althans vloeiende overgangen tussen aanliggende dekplaten verschaft is dat van voordeel voor de kwaliteit van het wegdek.

Voor een optimale vormgeving worden in een verdere voorkeursuitvoeringsvorm de dekplaten zodanig vormgegeven 10 dat de onderlinge afstand van de dekplaat tot het brugdek in hoofdzaak, of gemiddeld, geringer is dan 10 mm, bij voorkeur geringer dan 5 mm.

Een verder aspect van de onderhavige uitvinding betreft een werkwijze voor het versterken van een brug met 15 een metalen brugdek middels dekplaten die zijn verkregen door middel van een werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, waarbij de werkwijze voor het versterken van de brug stappen omvat voor: - het plaatsen van een dekplaat op een met de vorm 20 van de vormbepaling overeenkomend deel van het metalen brugdek, - het tot stand brengen van een onderlinge bevestiging tussen het metalen brugdek en de dekplaat.

Een dergelijke werkwijze verschaft voordelen zoals 25 deze in het voorgaande zijn benoemd. Verdere voordelen van een dergelijke werkwijze volgens de onderhavige uitvinding worden in het navolgende in groter detail beschreven.

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat stappen voor het stellen van aan elkaar aanliggende dekplaten voor 30 het verkrijgen van een in hoofdzaak vloeiende overgang tussen de dekplaten waarbij bij voorkeur stelplaatjes en stelprofielen worden toegepast en waarbij bij voorkeur na het stellen openingen ten behoeve van de stelmiddelen in 6 de dekplaten worden gevuld middels een vulstof. Het stellen van een reeks afdekplaten volgens de onderhavige uitvinding is relatief eenvoudig en verschaft de mogelijkheid om de dikte van de lijmlaag te optimaliseren. Het nauwkeu-5 rig stellen volgens de onderhavige uitvinding verschaft tevens als resultaat de genoemde sandwichconstructie die een belangrijke bijdrage levert aan de stevigheid van de resulterende brugconstructie.

Middels verdere stappen voor het tot stand brengen 10 van de onderlinge bevestiging tussen het metalen brugdek en de dekplaat middels een verlijming wordt de genoemde sandwichconstructie effectief tot stand gebracht.

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat stappen voor het toepassen van een initiële lijmrand of afdich-15 tingsrand langs bij voorkeur in hoofdzaak een omtrekrand van de dekplaten. Een dergelijke initiële lijmrand verschaft de mogelijkheid voor een additionele versteviging.

Verder verschaft deze lijmrand een voordeel voor een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvattende stappen 20 voor het middels een aangelegd drukverschil tussen het metalen brugdek en de dekplaat stuwen van de lijm, waarbij bij voorkeur die initiële lijmrand functioneert als afdichting ten behoeve van het drukverschil. Hierdoor kan middels een vacuümdruk ofwel een onderdruk lijm worden in-25 gezogen in de ruimte tussen de gestelde plaat en het brugdek. Een dergelijke voorkeursuitvoeringsvorm biedt als voordeel dat de hele ruimte gevuld raakt met lijm en de resulterende verbinding optimaal is.

Hierbij wordt bij voorkeur een polyurethaan toege-30 past als lijm, bij voorkeur een expanderende polyurethaan, bij verdere voorkeur een tweecomponenten polyurethaan.

Bij verdere voorkeur wordt binnen de onderhavige uitvinding een tweecomponenten epoxyhars als lijmsysteem 7 toegepast, bij voorkeur voor de initiële lijmrand. Een epoxyhars kan echter evenzeer worden toegepast voor de rest van het oppervlak tussen de afdekplaten en het brugdek.

5 Een verder aspect van de onderhavige uitvinding betreft een dekplaat die is vervaardigd middels een werkwijze volgens de onderhavige uitvinding.

Een verder aspect van de onderhavige uitvinding betreft een versterkte brug omvattende een dekplaat die is 10 vervaardigd middels een werkwijze volgens de onderhavige uitvinding en/of die is versterkt middels een werkwij ze volgens de onderhavige uitvinding.

Verdere voordelen, kenmerken en details van de onderhavige uitvinding zullen in het navolgende in groter 15 detail worden beschreven aan de hand van een of meerdere voorkeursuitvoeringsvormen onder verwijzing naar de aangehechte figuren.

Fig. 1 toont een afdekplaat volgens een eerste voorkeursuitvoeringsvorm volgens de onderhavige vinding.

20 Fig. 2 toont een samenstel van een brugdek met af dekplaten volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding.

Fig. 3 toont een detail van een verdere voorkeursuitvoeringsvorm.

25 Fig. 4 toont een aanzicht van een verdere voor keursuitvoeringsvorm met daarop zichtbaar een initiële lijmlaag.

Fig. 5 toont een doorsnedeaanzicht van een verdere voorkeursuitvoeringsvorm.

30 Fig. 6 toont een doorsnedeaanzicht van een verdere voorkeursuitvoeringsvorm.

Een eerste voorkeursuitvoeringsvorm (Fig. 1) volgens de onderhavige uitvinding betreft een betonelement 1.

8

Deze omvat een lichaam dat is vervaardigd uit hogesterkte-beton 2 met een bovenoppervlak 15 en een onderoppervlak 16. Het bovenoppervlak 15 is voorzien van een ruwheidpa-troon 17. De onderkant 16 heeft een gewelfde vorm, welke 5 overeenkomt met de vorm van het oppervlak van het brugdek 1 waar het betonelement geplaatst gaat worden. Elk betonelement 14 bevat twee of meer stelgaten met binnendraad 12, die in het navolgende in groter detail zijn beschreven. Verder bevat elk betonelement 14 één of meer sleuven 10 4 voor het plaatsen van injectiebuizen en één of meer sleuven 5 voor het plaatsen van extractiebuizen. Ook deze zijn in het navolgende nader beschreven.

Het principeschema van figuur 2 toont hoe de betonelementen 14 op een brugdek 1 met trogliggers 9 zijn 15 geplaatst. De betonelementen 14 zijn met de lijmlaag 3 verbonden met het brugdek 1. De betonelementen 14 liggen met de lengteas loodrecht op de rijrichting. De betonelementen 14 hebben dusdanige afmetingen dat zij meerdere rijstroken kunnen overspannen. Een mogelijke maatvoering 20 is bijvoorbeeld 12.000 x 3.000 mm.

Figuur 3 toont in doorsnede hoe de betonelementen op elkaar aansluiten in de naden loodrecht op de rijrichting. Het rechter betonelement 14b van hogesterktebeton 2 wordt opgelegd op stelplaatjes 13 welke met een laser-25 straal op hoogte gesteld zijn. De rand van het rechter betonelement en de stelplaatjes 13 zijn voorzien van epoxyhars in pastavorm 3. De overmaat epoxyhars 3 wordt weggedrukt tussen betonelement 14b en stalen dekplaat 1. Het linker betonelement is voorzien van stelprofielen 10 welke 30 tijdelijk met bouten 11 in draadbussen 12 langs de rand van betonelement 14a zijn bevestigd. Na uitharding van de epoxyhars 3 onder het rechter betonelement 14b worden de stelprofielen 10 van het linker betonelement 14a op het 9 rechter betonelement 14b opgelegd. Hierdoor worden de bovenvlakken van de betonelementen 14 op dezelfde hoogte gesteld. Als tweede wordt het linker betonelement 14a gelegd in stroken epoxyhars in pastavorm 3. De naad tussen de be-5 tonelementen 14 wordt met gevuld met epoxyhars 3.

Figuur 4 toont hoe het stalen brugdek 1 voorzien wordt van stroken epoxyhars in pastavorm 3, op zodanige wijze dat de randen en een aantal stroken in het oppervlak van betonelement 14 vastgelijmd worden aan het stalen 10 brugdek 1. Na het opleggen van het betonelement 14 worden op deze wijze luchtdichte kamers gevormd tussen betonelement 14 en stalen brugdek 1.

Figuur 5 toont in doorsnede hoe een dunne vloeibare epoxyhars 18 ingebracht wordt in de kamer 20 van een 15 volgens figuur 3 en 4 gelijmd betonelement 14. Het betonelement 14 ligt onder een afschothoek a. Het betonelement 14 is voorzien van sleuven 4 aan de lage zijde waarin met de dikke vloeibare epoxyhars 3 injectiebuizen 6 zijn vastgelijmd. Aan de hoge zijde bevinden zich de sleuven 5 20 waarin de extractiebuizen 7 met epoxyhars in pastavorm 3 zijn vastgelijmd. De lucht 19 in de kamer 20 wordt verwijderd door het aansluiten van extractiebuis 7 op een vacu-umpomp. Wanneer voldoende vacuüm bereikt is wordt de dunne vloeibare epoxyhars 18 al dan niet onder druk, toegevoerd 25 via injectiebuis 6. Deze dunne vloeibare epoxyhars 18 vult vervolgens kamer 20 en hardt daar uit.

Het principediagram van figuur 6 toont hoe door variatie van de dikte van de betonelementen 14 een vloeiend verloop van het rijoppervlak verkregen kan worden. Het 30 stalen brugdek 1 bevat een knik 21. De dikte van de betonelementen 14 varieert. Ook in een betonelement (14a) kan een dikteverloop aangebracht worden waarbij maat b groter is dan maat c. Door variatie van de dikte wordt de knik 21 10 gecompenseerd waardoor een vloeiend verloop van het rijoppervlak ontstaat.

In het voorgaande is de onderhavige uitvinding beschreven aan de hand van enkele voorkeursuitvoeringsvor-5 men. Verschillende aspecten van verschillende uitvoeringen worden in combinatie met elkaar beschreven geacht. Hierbij worden alle combinaties geacht te zijn beschreven, zoals die bij lezing door een vakman van het vakgebied worden meegelezen. Deze voorkeursuitvoeringsvormen zijn niet be-10 perkend voor de beschermingsomvang van dit document. De gevraagde rechten worden bepaald in de aangehechte conclusies .

★ + "k "k "k 1037327

Claims (21)

1. Werkwijze voor het verschaffen van geprefabriceerde dekplaten voor het versterken van een brug met een 5 metalen brugdek, waarbij de werkwijze stappen omvat voor het uitvoeren van een vormbepaling van de vorm van het bovenoppervlak van het metalen brugdek.

2. Werkwijze volgens conclusie 1 waarbij de stap- 10 pen voor het uitvoeren van de vormbepaling stappen omvatten voor het bepalen van de vorm van het bovenoppervlak van het metalen brugdek middels een niet-invasieve techniek, zoals onder toepassing van wervelstroommeting, en/of een beperkt invasieve techniek, zoals het uitvoeren van 15 boringen in een bestaande deklaag, zoals asfalt.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2 omvattende stappen voor het vervaardigen van de geprefabriceerde dekplaten met een dekplatenvorm op basis van de vormbepaling 20 van de vorm van het bovenoppervlak van het metalen brugdek en een vooraf bepaalde vorm voor een wegdekoppervlak.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3 omvattende stappen voor het vervaardigen van mallen voor het daar- 25 in vormen van de dekplaten met de dekplatenvorm.

5. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies omvattende stappen voor het uitvoeren van een oppervlaktebewerking aan de dekplaat voor het aanbrengen 30 van bijvoorbeeld een ruwheidpatroon.

6. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies waarbij stappen voor het verkrijgen van de vorm 1 0 3 7 3 2 7 van de dekplaat stappen omvat voor het frezen van materiaal voor de mallen.

7. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande 5 conclusies omvattende stappen voor het toepassen van hoge sterkte beton bij het vervaardigen van de dekplaat.

8. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies omvattende vezelversterkte beton en/of gewapend 10 beton.

9. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies omvattende stappen voor het aanbrengen van sleuven voor buizen en/of kanalen voor het injecteren van 15 lijm en/of het aanleggen van een drukverschil.

10. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies omvattende stappen voor het aanbrengen van bevestigingsmiddelen voor hulpmiddelen voor stelwerkzaam- 20 heden, zoals ingegoten draadbussen.

11. Werkwijze volgens een meer van de voorgaande conclusies omvattende stappen voor het zodanig vormgeven van een aantal dekplaten dat de bovenzijde na plaatsing op 25 het brugdek een in hoofdzaak vlak oppervlak verschaft, althans vloeiende overgangen tussen aanliggende dekplaten verschaft.

12. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaan- 30 de conclusies waarbij de dekplaten zodanig worden vormgegeven dat de onderlinge afstand van de dekplaat tot het brugdek in hoofdzaak, of gemiddeld, geringer is dan 10 mm, bij voorkeur geringer dan 5 mm.

13. Werkwijze voor het versterken van een brug met een metalen brugdek middels dekplaten die zijn verkregen door middel van een werkwijze volgens een of meer van de 5 voorgaande conclusies, waarbij de werkwijze voor het versterken van de brug stappen omvat voor: - het plaatsen van een dekplaat op een met de vorm van de vormbepaling overeenkomstig deel van het metalen brugdek, 10. het tot stand brengen van een onderlinge beves tiging tussen het metalen brugdek en de dekplaat.

14. Werkwijze volgens conclusie 13 omvattende stappen voor het stellen van aan elkaar aanliggende dek- 15 platen voor het verkrijgen van een in hoofdzaak vloeiende overgang tussen de dekplaten waarbij bij voorkeur stel-plaatjes en stelprofielen worden toegepast en waarbij bij voorkeur na het stellen openingen ten behoeve van de stel-middelen in de dekplaten worden gevuld middels een vul- 20 stof.

15. Werkwijze volgens conclusie 13 of 14 omvattende stappen voor het tot stand brengen van de onderlinge bevestiging tussen het metalen brugdek en de dekplaat mid- 25 dels een verlijming.

16. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 13 tot en met 15 omvattende stappen voor het toepassen van een initiële lijmrand of afdichtingsrand langs bij 30 voorkeur in hoofdzaak een omtreksrand van de dekplaten.

17. Werkwijze volgens conclusie 15 en/of 16 omvattende stappen voor het middels een aangelegd drukverschil m » tussen het metalen brugdek en de dekplaat stuwen van de lijm, waarbij bij voorkeur die initiële lijmrand functioneert als afdichting ten behoeve van het drukverschil.

18. Werkwijze volgens een of meer van de conclu sies 13 tot en met 17 waarbij een polyurethaan wordt toegepast als lijm, bij voorkeur een expanderende polyurethaan, bij verdere voorkeur een tweecomponenten polyurethaan . 10

19. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies waarbij een tweecomponenten epoxyhars als lijmsysteem wordt toegepast, bij voorkeur voor de initiële lijmrand. 15

20. Dekplaat vervaardigd middéls een werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1 tot en met 12.

21. Versterkte brug omvattende een dekplaat die is 20 vervaardigd middels een werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1 tot en met 12 en/of die is versterkt middels een werkwijze volgens een of meer van de conclusies 13 tot en met 19. ★ ★ ★ ★ ★ ie "k 25 103732?