Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entlasten eines in einem Wegekörper eingebauten Einbauteils von Kräften, die von einer Oberfläche des Wegekörpers in diesen eingeleitet werden, durch Einlegen einer Grundplatte in einen Bereich eines oberen Teils des Einbauteils. Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Schacht aus mehreren in einem Wegekörper aufeinander stehenden Ringen, der zu einer Begrenzung einer in dem Wegekörper eingerichteten Baugrube abgestützt ist und sich in Richtung auf eine Wegeoberfläche einseitig konisch zu einem eine Öffnung umgebenden Rand verjüngt, die von einer Schachtabdeckung verschließbar ist, wobei in Richtung von einwirkenden Kräften oberhalb des Randes eine die auftretenden Kräfte aufnehmende Grundplatte vorgesehen ist.
Aus der deutschen Patentschrift
Im Zuge starkt zunehmender Belastungen öffentlicher Wege, insbesondere von Straßen, hat sich erwiesen, daß erhebliche Schäden im Bereich von Einbauteilen dadurch entstanden sind, daß die von den Fahrzeugen im Bereich der Einbauteile erzeugten Kräfte nicht weitflächig genug in einen das Einbauteil umgebenden Untergrund eingeleitet werden konnten. Vielmehr stellte sich heraus, daß der das Einbauteil umgebende Untergrund unter dem Einfluß der in ihn eingeleiteten Kräfte sich im Laufe der Zeit verdichtete und unter dem Einfluß dieser Verdichtung nachgab. Dadurch lag das das Einbauteil umgebende Material nicht mehr gleichmäßig verteilt im Bereich des Einbauteils, so daß Lockerungen und Verschiebungen im Material auftraten, die sich bis zur Oberfläche des Wegekörpers bemerkbar machten. Die Oberfläche brach ein, so daß eine gleichmäßige Abstützung des Einbauteils bezüglich des Wegekörpers nicht mehr gewährleistet war. Eine Reparatur des Wegekörpers im Bereich des Einbauteils erwies sich als unerläßlich.
Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, das Einbauteil im Wegekörper so einzubauen, dass die in seinem Bereich auftretenden Kräfte gleichmäßig in einen das Einbauteil umgebenden Untergrund eingeleitet werden können.
Diese Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass das Einbauteil im Bereich seines oberen Teils mit einer Schicht aus Stützmaterial zur Ausbildung eines tragenden Fundaments umgeben wird, in dem die massiv ausgebildete Grundplatte oberhalb des Einbauteils abgestützt wird.
Mit diesem Verfahren wird erreicht, dass nicht nur statische Belastungen von dem Einbauteil ferngehalten werden, sondern darüber hinaus auch dynamische Kräfte aufgrund von Schwingungen, die vom Straßenverkehr erzeugt werden. Diese Stabilität erweist sich insbesondere im Hinblick auf die ständig wachsenden Gewichte, die auf Straßen befördert wer-den, als besonders widerstandsfähig. Die in die Baugrube eingebrachte Platte besitzt nicht nur eine hohe Widerstandskraft gegen Zerbrechen, sondern dämpft auch aufgrund ihres Gewichtes die in sie eingeleiteten Kräfte, bevor diese an den die Platte abstützenden Untergrund weitergegeben werden. Diese starke Dämpfung erweist sich insbesondere auch dann als die Struktur des Schachtes erhaltend, wenn aufgrund einer hohen Verkehrsdichte ständig Schwingungen in die Straße eingeleitet werden. Zur Dämpfung dieser Schwingungen besitzt die Platte eine große Masse. Sie wird relativ dick ausgebildet, so dass sie mit üblichen Fortbewegungsmitteln gerade noch bewegt werden kann. Sie überragt den Rand des Schachtes und liegt zu wesentlichen Teilen auf einem den Schacht umgebenden Fundament auf. Dadurch werden die eingeleiteten Kräfte ohne Gefährdung des Schachtes in den Untergrund abgeleitet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird auf die Grundplatte eine kraftübertragende Auflage aufgebracht, die in eine den Wegekörper begrenzende Oberfläche einmündet. Zu diesem Zweck werden Auflageringe benutzt, die auch in rechteckiger Form hergestellt werden. Sie liegen möglichst großflächig auf der unter ihnen angeordneten Grundplatte auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Fundament durch eine Fundamentenplatte in Richtung der eingeleiteten Kräfte nach oben begrenzt, die mindestens Teile des Einbauteils mit einer Ausnehmung umschließt. Zu diesem Zwecke besitzt die Fundamentenplatte eine Mittelöffnung, die über einen die Öffnung eines Schachtes umgebenden Rand geschoben wird, bis die Platte knapp oberhalb einer oberen Begrenzung des Randes mit ihrer Oberfläche verläuft. Dadurch ist gewährleistet, dass die gesamten Belastungen, die von der Grundplatte aufgenommen und abgeleitet werden, nicht in den Schacht, sondern über die Fundamentenplatte abgeleitet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird durch die Fundamentenplatte eine auf die Grundplatte auftreffende Belastung vor Eintritt in das Fundament weiter gedämpft. Durch das hohe Gewicht der Grundplatte einerseits und der Fundamentenplatte andererseits kommt eine starke Dämpfung der in den Straßenkörper eingeleiteten Schwingungen zustande.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird durch die Fundamentenplatte die auf die Grundplatte auftreffende Belastung weiterhin über den gesamten Querschnitt der Baugrube verteilt. Dadurch ist gewährleistet, dass die gesamten Belastungen nicht in den Schacht, sondern sowohl über die Grundplatte als auch über die Fundamen-tenplatte in das Fundament abgeleitet werden. Dadurch wird insbesondere der sehr gefährdete obere Rand des Schachtes geschont.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung überragt die Grundplatte den Rand des Schachtes. Dadurch werden die in den Straßenkörper eingeleiteten Kräfte über die Grundplatte in den Untergrund abgeleitet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zwischen der Grundplatte einerseits und der Fundamentplatte und/oder den Auflageringen andererseits eine elastische Zwischenlage angeordnet. Diese ist derart ausgebildet, dass sie auch den erheblichen Schwingungsbelastungen Rechnung tragen kann, die von vorüber fahrenden Fahrzeugen erzeugt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die elastischen Zwischenlagen mit der Grundplatte, der Fundamentplatte und/oder den Auflagenringen fest verbunden. Derartige Zwischenlagen sind entweder in die Grundplatte, die Festplatte und/oder die Auflageringe integriert oder auf deren Oberfläche befestigt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die elastischen Zwischenlagen über die gesamten sich gegenseitig beaufschlagenden Flächen aufgebracht. Auf diese Weise erhalten sie eine große kraftübertragende Oberfläche, so dass sie geeignet sind, die Kräfte zu übertragen, ohne selbst vorzeitig Schaden zu nehmen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die elastischen Zwischenlagen nur teilweise auf die Flächen der Grundplatte, der Festplatte und/oder der Auflageringe aufgebracht. Diese teilweise Aufbringung hat den Vorteil, dass auf diese Weise das Schwingungsverhalten der Grundplatte, der Festplatte und/oder der Ringe am besten beeinflusst werden kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird durch die Fundamentenplatte die auf die Grundplatte auftreffende Belastung über den gesamten Querschnitt der Baugrube verteilt. Zu diesem Zweck wird eine den Schacht umgebende Betonschicht hergestellt, in der die Fundamentenplatte abgestützt wird. Diese Kombination von Fundamentenplatte, Grundplatte und Betonschicht schafft eine Gesamtheit sehr schwerer und damit stark dämpfender Bauteile, die ein hohes Trägheitsmoment besitzen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Grundplatte gegenüber der Fundamentenplatte elastisch abgestützt. Dazu sind elastische Zwischenlagen vorgehen, die derart ausgebildet sind, dass sie auch den erheblichen Schwingungsbelastungen Rechnung tragen können, die von vorüber fahrenden Fahrzeugen erzeugt werden. Deswegen werden zwischen den einzelnen Teilen eines Schachtbauwerks elastische Materialen verwendet, die einerseits geeignet sind, hohe Belastungen zu übertragen, andererseits vom Schachtbauwerk Schwingungen abzuhalten.
Hinsichtlich des Schachtes wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch gelöst, dass die Grundplatte mit einer der Öffnung des Schachtes entsprechenden Ausnehmung versehen und massiv ausgebildet ist und oberhalb des Randes auf einem Stützmaterial großflächig aufliegt, das den Schacht zu einer Ableitung der auftretenden Kräfte in eine dem Rand benachbarte Fläche umgibt. Durch diese Ausgestaltung der Grundplatte ist gewährleistet, dass die auftretenden Kräfte nicht auf den Schacht einwirken und diesen zerstören. Vielmehr werden die Kräfte durch die massiv ausgebildete Grundplatte in das Stützmaterial abgeleitet, das den Schacht umgibt. Die massive Ausbildung der Grundplatte und des Stützmaterials bewirken eine Dämpfung der auftretenden dynamischen Kräfte, so dass das den Schacht umgebende Material nicht weiter verdichtet wird sondern in einer Einbaulage verharrt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Grundplatte auf einer Betonschicht abgestützt. Diese gewährt nicht nur die Widerstandskraft, um die Grundplatte dauerhaft in der Einbaulage zu halten, sondern darüber hinaus auch aufgrund ihres hohen Gewichts eine hohe Trägheit, die eine Dämpfung der hohen dynamischen Beanspruchung gewährleistet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Grundplatte auf der Fundamentplatte abgestützt. Auch diese besitzt ein hohes Gewicht und eine dauerhafte Abstützung auf dem in die Baugrube eingebrachten Fundament.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.
In den Zeichnungen zeigen:
Die Figuren zeigen einen im Querschnitt kreisrunden Schacht (1), dessen Hohlraum (2) von Schachtringen (3, 15) umgeben ist. Diese Schachtringe (3, 15) bestehen im wesentlichen aus Beton. Ein nur teilweise dargestellter unterer Schachtring (15) ist zylindrisch ausgebildet, während ein den Schacht (1) nach oben hin abschließender Schachtring (3) jeweils zur Hälfte seiner Wandungen (16) einen zylindrischen Teil (17) und einen konischen Teil (18) aufweist. Der Schacht (1) und die Schachtringe (3, 15) können jedoch auch andere übliche Konfigurationen aufweisen, z.B. einen quadratischen, rechteckigen oder ovalen Querschnitt. Sie können auch aus einem anderen Material als Beton, z.B. Kunststoff bestehen.
Auf einer die Schachtringe (3, 15) umgebenden Schicht (4) aus Beton, Kies, Granulat, Recyclingmaterial oder aus einer elastischen Masse, die auf darunter befindlichem verdichteten Sand (6) ruht, liegt eine Fundamentenplatte (7) auf, die ihrerseits eine Grundplatte (8) trägt. Bei der flexiblen Bauweise (
Die Fundamentenplatte (7) stützt sich in der Schicht (4) aus Beton, Kies, Granulat, Recyclingmaterial oder elastischer Masse ab. Diese Schicht (4) begrenzt auch auf ihrer dem Hohlraum (2) abgewandten Außenseite (25) die Grundplatte (8) sowie die Außenseiten (26, 27) der Auflageringe (23, 24). Diese beiden Auflageringe (23, 24) werden bei der Ausführungsform mit Schnellmörtel durch Schnellmörtelfugen (28, 29) mit dem jeweils benachbarten Teil, dem unteren Auflagering (24) bzw. der Grundplatte (8) verbunden. Die Fundamentenplatte (7), die Grundplatte (8) sowie die Auflageringe (23 bzw. 24) können bei Verwendung der Betonbauweise auch über Mörtelfugen (30, 31, 32, 33) miteinander verbunden sein. Dabei wird zwischen dem Schachtrahmen (22) und dem oberen Auflagering (23) ein runder Auflagering (35) verwendet, zwischen dem und dem Schachtrahmen (22) einerseits und dem oberen Auflagering (23) jeweils Mörtelfugen vorgesehen sein können. Darüber hinaus liegt die Betonschicht (4) großflächig auf einer Schräge (46) des konisch in Richtung auf den oberen Rand (19) zulaufenden Teils (18) auf. Durch diese großflächige Auflage werden die Kräfte aus der Betonschicht (4) auf eine große Fläche der Schräge (46) verteilt, so dass diese von punktuellen Belastungen verschont wird.
In den feuchten Beton der Betonschicht (4) bzw. in den Kies, das Granulat, das Recyclingmaterial oder in elastische Masse werden Steine (12) eingesetzt, zwischen denen und dem Schachtrahmen (22) auch bei Verwendung der starren Bauweise elastische Fugen (36) vorgesehen sind. Diese können aus einer geeigneten Gussmasse, z. B. einer Asphaltmasse, bestehen. Die Steine erstrecken sich um den Schachtrahmen (22) und sind dessen Konfiguration angepasst. Bei Verwendung eines kreisförmigen Schachtrahmens (22) besitzen auch die Steine (12) auf ihrer dem Schachtrahmen (22) zugewandten Seite (37) Gestaltungen in Form von Kreissegmenten, die dem Schachtrahmen (22) angepasst sind, so dass die Seiten (37) bei Verwendung eines kreisförmigen Schachtrahmens (22) auf einem entsprechenden Kreisbogen liegen, während bei Verwendung eines ovalen Schachtrahmens die Seiten (37) eine ovale Krümmung besitzen. Bei Verwendung rechteckiger Schachtrahmen (22) sind auch die diesem Schachtrahmen zugewandten Seiten (37) auf geraden Ebenen angeordnet. Die Steine (12) können auch in eine Schicht aus Schnellmörtel oder aus elastischer Vergussmasse eingelegt werden.
Zur Beschleunigung der Schachtbauweise werden die Steine (12) in Schnellmörtel (38) eingelegt. Dieser Schnellmörtel (38) besitzt den Vorteil, dass er erheblich schneller aushärtet als der Beton der Betonschicht (4). Soweit zur Aufnahme der auftretenden Belastungen eine Betonschicht (4) nicht notwendig ist, kann für die Freigabe eines sanierten Schachtes dadurch viel Zeit gewonnen werden, dass die Steine (12) in schnell aushärtenden Mörtel (38) eingelegt werden. Dieser härtet so schnell aus, dass die gesamte Baustelle relativ kurzfristig wieder dem Verkehr übergeben werden kann.
Bei einem Schacht (1) gemäß der Erfindung kann es sich z. B. um einen Zugangsschacht für die Kanalisation, um einen Wasserablauf oder um einen Zugangsschacht für einen Schieber für Wasserleitungen (Hydrant) oder andere unterirdische Leitungen handeln. Bei einer Variante der Erfindung kann die Betonschicht zwischen der Grundplatte (8) und den Steinen (12) dadurch ersetzt werden, dass die Grundplatte (8) am Ort ihres geplanten Einsatzes aus Beton oder einer aushärtbaren Kunststoffmasse hergestellt wird und die Steine in die feuchte Masse eingesetzt werden, in der sie nach dem Aushärten festen Halt finden.
Die Fundamentenplatte (7) ist an mindestens zwei Stellen mit Durchgangslöchern (39, 40) versehen, die sich quer durch die Fundamentenplatte (7) von deren Unterfläche (41) zu deren Oberfläche (42) erstrecken. Diese Durchgangslöcher (39, 40), von denen zweckmäßigerweise vier Stück im Bereich der die Fundamentenplatte (7) begrenzenden vier Ecken vorgesehen sind, besitzen einen Querschnitt, der gross genug ist, um Hilfswerkzeuge, beispielsweise nicht dargestellte Heber, von der Oberfläche (42) zur Unterfläche (41) hindurchzustecken, die die Unterfläche (41) ergreifen. Zusätzlich können in den Durchgangslöchern (39, 40) noch Halterungen vorgesehen sein, die ein Anschlagen von Hebezeugen erleichtern. Diese Halterungen können als Stifte ausgebildet sein, die sich quer zur Längsrichtung der Durchgangslöcher (39, 40) durch diese erstrecken. Sie können allerdings auch an beliebigen Stellen der Platte als Vertiefungen der Plattenoberfläche ausgebildet sein, durch die sich Stifte zum Anschlagen von Hebezeugen erstrecken. Allerdings können in die Durchgangslöcher (39, 40) auch Gewinde eingegossen werden, in die entsprechende Schraubtransportösen eingeschraubt werden können.
Sodann kann die Fundamentenplatte mit Hilfe der Heber ergriffen und in die noch weiche Betonschicht (4) so eingebettet werden, dass die Oberfläche (42) die Auflagefläche (14) des konischen Teils (18) ein wenig, beispielsweise um etwa einen Zentimeter überragt. Dabei ist beabsichtigt, dass die noch weiche Betonmasse beim Absenken der Fundamentenplatte (7) in den Durchgangslöchern (39, 40) in Richtung auf die Oberfläche (42) aufsteigt und in dem Bereich der Oberfläche (42) einen Verschluss (43) bildet, so dass die in den Durchgangslöchern (39, 40) aushärtende Betonmasse Dübel bildet, die eine feste Lage der Fundamentenplatte (7) an der Stelle ihrer Absenkung in die Betonschicht (4) garantieren. Sodann kann auf die Auflagerfläche (14) und auf die Oberfläche (42) je nach dem jeweiligen Bedarfsfall Schnellmörtel oder eine elastische Fuge (9) aufgebracht werden, mit der die Grundplatte (8) verbunden wird.
Statt einer elastischen Fuge (9) kann zwischen der Auflagefläche (14) und der Grundplatte (8) auch ein elastischer Ring (60) vorgesehen sein, über den die Grundplatte (8) elastisch auf der Auflagefläche (14) gelagert werden kann. Zur eindeutigen Führung des elastischen Ringes (60), der entweder die gesamte Auflagefläche (14) oder nur Teile dieser Auflagefläche (14) bedeckt, kann die Fundamentenplatte (7) mit ihrer Oberfläche (42) die Auflagefläche des Schachtringes (3) soweit überragen, dass von der Fundamentenplatte (7) eine den elastischen Ring (60) führende Aufnahme gebildet wird. Dabei wird der elastische Ring (60) so bemessen, dass er die Oberfläche (42) der Fundamentenplatte soweit überragt, dass die Grundplatte (8) mit ihrer der Auflagefläche (14) zugewandten Unterseite den elastischen Ring (60) beaufschlagt und auf diesem elastisch gelagert ist. Darüber hinaus kann die Grundplatte (8) auf der Fundamentenplatte (7) mit einer elastischen Fuge (61) gelagert sein.
Die elastischen Fugen (9, 26, 36, 47) können aus einer elastischen Haftmittelschicht, beispielsweise Asphalt bestehen. Darüber hinaus können elastische Fugen auch mit Hilfe von elastischem Material (48) ausgebildet sein, das beispielsweise in einen kreisförmigen oder eckigen Auflagering (45, 23, 24) eingelegt wird. Dabei kann das elastische Material (98) in Form eines in eine oder beide Oberflächen (49, 50) des Auflageringes (45, 23, 24) eingelegten Ringes ausgebildet sein. Der entsprechende Ring kann in Form von Teilstücken (51) über die Oberflächen (49, 50) verteilt sein. Es ist jedoch auch möglich, einen Auflagering zu benutzen, der einstückig parallel zu Begrenzungen (52, 53) des Auflageringes oder außermittig dazu verläuft.
Darüber hinaus kann auch ein loser Auflagering (54) zur flexiblen Lagerung Verwendung finden. Dieser wird beim Aufbau des Schachtes (1) zwischen die flexibel zu lagernden Teile, beispielsweise zwei Auflageringe (23, 24) beziehungsweise (23, 45) gelegt.
Schließlich ist es auch denkbar, eine Flexiblität des Schachtaufbaus dadurch zu erzeugen, dass ein Auflagering (45) Verwendung findet, der aus einem auf Druck belastbaren und trotzdem flexiblen Material (55) besteht. Dieses kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass in eine tragfähige Masse (56) elastische Teile (57), beispielsweise Luftblasen, eingelagert werden. Die elastischen Teile (57) können jedoch auch aus einem elastischen Gummi- bzw. Kunststoffmaterial bestehen.
In ähnlicher Weise ist ein aus mindestens zwei Lagen (58, 59) aufgebauter Auflagering (45) geeignet, die auftretenden Kräfte elastisch aufzunehmen und gegebenenfalls zu dämpfen. Dabei wechseln sich jeweils starre Lagen (58) mit elastischen Lagen (59) ab, die untereinander fest verbunden sind. Die elastischen Lagen (59) können beispielsweise aus einer elastischen Masse aus Gummi bzw. Kunststoff bestehen, die mit einer festen Masse jeweils verbunden ist. Durch diese aus mehreren Lagen (58, 59) bestehenden Ringe (45) kann deren Elastizität einem jeweils auftretenden Bedarfsfall optimal angepasst werden.
Eine weitere Elastizität kann dadurch erzeugt werden, dass die Platten (7, 8) und Auflageringe (45) aus Kunststoff hergestellt werden. Dabei werden solche Kunststoffe verwendet, die entsprechend dem jeweiligen Einsatzfall der Platten (7, 8) bzw. Ringe (23, 24, 45) ausgesucht werden. Denkbar sind Kunststoffkombinationen, die einerseits dämpfende Eigenschaften besitzen und andererseits in der Lage sind, durch eine hohe Masse die auftretenden Belastungen vom Schacht (1) abzuhalten und gleichmäßig auf die den Schacht (1) umgebende Masse aus Beton (4) bzw. Sand (6) abzuleiten. Dabei werden je nach dem gewünschten Verhalten der Platten (7, 8) bzw. Ringe (23, 24, 45) weiche oder sehr harte Materialien verwendet, die aber in jedem Falle aufgrund ihrer Flexibilität dämpfend wirken können.
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