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HISTORIE | ÜBERGANGSKONSTRUKTIONEN DRUCKWASSER | ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG

  1. PLANERISCHE UND AUSFÜHRUNGSTECHNISCHE HINWEISE FÜR EINE OPTIMALE HERSTELLUNG VON LOS- UND FESTFLANSCHKONSTRUKTIONEN

    Die Los- und Festflanschkonstruktionen sind aus Stahl herzustellen und sollten nachstehenden Anforderungen genügen:

    3.1 FLANSCHKONSTRUKTIONEN

    Stahlgüte: S 235 JRG2 und DIN EN 10027-1. Wenn möglich feuerverzinkt, sofern nicht durch Abdichtungen oder Beton gegen Korrision geschützt. Unzugängliche und korrosionsgefährdete Konstruktionen sind aus Edelstahl nach WST-Nr. 1.4301 bzw. WST-Nr. 1.4571 herzustellen, gemäß DIN 17440.

    Schweißnähte: Zulassung gem. 6.2 von DIN 18800-7. Es ist immer eine 2-lagige Ausführung durch zugelassene Schweißer erforderlich. Eine Prüfung auf Wasserdichtigkeit in der Werkstatt mit Protokoll kann vereinbart werden. Ein großer Eignungsnachweis wird bei dynamischer Belastung (z.B. Schienen- oder Schwerlastverkehr) und bei nicht einbetonierten Stahlteilen im Regelfall erforderlich. Festflanschstöße sind voll durchzuschweißen und auf der Abdichtungsseite plan zu schleifen. - Siehe auch Pkt. 3.4 u.ff.

    Abmessungen: Nach den Vorgaben in der DIN 18195-9 sowie der DB-Ril 835 oder entspechenden Nachweisen in Abhängigkeit von der jeweiligen Beanspruchung.

    3.2 SCHWEISSBOLZEN UND SCHRAUBMUTTERN

    Stahlgüte: Entsprechend der Flanschkonstruktion, jedoch immer Festigkeitsklasse 4.6 gem. DIN 267 BI.3.
    Bolzen: Mindestens entsprechend den genormten Durchmessern oder den statischen Nachweisen. Im Regelfall im Druckwasserbereich, z.b: M 20 x 60 im Abstand von max. 150 mm mit durchgehendem Gewinde, wenn möglich mittig zur Losflanschachse anordnen. Einzelheiten für Edelstahlbolzen regelt die Zulasssung Z - 30.3 - 6 vom DIBt Berlin aus August 1999.

    Einbau: Bolzenschweißen durch Lichtbogenschweißung mit Hubzündung. Durchbohren und nachträgliches Verschweißen der durchgesteckten Bolzen nur in Ausnahmefällen und bei protokollierten Dichtigkeitsprüfung aller Bolzen. Anziehmomente siehe DIN 18195-8 : 2004-03.

    Prüfung: Drehmomentenschlüssel: M 20 mit 200 Nm, sonst Regelanziehmomente gem. Tabelle 18195-9 zuzüglich 30 Nm oder ein 15% höheres Anziehmoment.

    Gewindeschutz: Wachsfilm und PVC-Schutzhülse, in der Werkstatt aufbringen.

    3.3 ANZIEHMOMENTE DER BOLZENMUTTERN

    Das Anziehen der Bolzenmuttern sollte im Grundwasserbereich immer mehrfach erfolgen, das letzte Mal kurz vor dem Einbetonieren. Diese für die Dichtigkeit zwingende Maßnahme ist in der Norm vorgegeben und nachweislich über 50 Jahre bekannt. Das Anziehen muss mit einem Drehmomentenschlüssel erfolgen, mindestens aber so überprüft werden. Das maximal aufzubringende Drehmoment ist abhängig vom Bolzendurchmesser, dem Bolzenabstand, der Losflaschbreite und den eingebauten Abdichtungsmaterialien.

    Wegen des Fließverhaltens der Bitumenklebemassen und der Deckschichten der Bitumenbahnen sollte das zul. Anziehmoment im Grundwasserbereich beim Einbau gewährleistet werden. Hierzu sind konstruktive Punkte an den Flanschkonstruktionen zu beachten, die in den weiteren Abschnitten angesprochen sind.

    Ferner sind die Schutzschichten unverzüglich nach Fertigstellung der Abdichtung einzubauen, d.h. nach dem letzmaligen Anziehen der Bolzenmuttern.

    Nur so kann auch das Abwandern von Bitumen in die angrenzenden Flächen weitgehend verhindert und ein Abfallen der Einpressung bzw. die Minderung des Anziehmomentes weitgehend ausgeschlossen werden.

    Im Bereich des nichtdrückenden Wassers ist nach den Normen und der VOB ein Klebeflansch für den Anschluss der Abdichtung zulässig. Eine Mindestanpressung ist bei bestimmten Materialien nicht zwingend erforderlich, eine Verklebung auf dem Flansch muss jedoch sicher gewährleistet sein. Kommen in Sonderfällen z.B. Spezialprofile mit abgewinkelten Flanschen zum Einsatz, so wird mit dem Aufschrauben der flanschförmigen Befestigungen eine sichere Verklebung auf dem Flansch infolge der Verschraubung hergestellt. Einzelheiten hierzu werden im Abschnitt 5 mit den speziellen Los- und Festflanschkonstruktionen näher behandelt.

    Derartige Flanschkonstruktionen werden teilweise auch auf Dachflächen eingebaut z.B. für den Anschluss der Flächenabdichtungen an Durchdringungen oder Fugen. Wenn keine festen Schutzschichten in diesen Fällen ein Abwandern der Klebemassen ausschließen, wird der ursprüngliche Anpressdruck sich relativ schnell in Abhängigkeit von der Standfestigkeit der Klebemasse abbauen. Aber es wird die flächige Verklebung immer bleiben, sofern Wasser keine aufspaltende Wirkung hervorrufen kann.

    Bei einer Bitumenabdichtung mit 0,1 mm Kupferriffelband-Verstärkung im Grundwasserbereich sollte das Anziehmoment von 100 Nm, auch bei einer Verklebung mit gefüllter Klebemasse, beim ersten Anziehen der Muttern M20 nicht überschritten werden. Demgegenüber ist beim 2. und 3. Anziehen das Anziehmoment mit 80 Nm einzuhalten. Diese Werte sind seit 2004 auch in der DIN 18195-9 : 2004-03 festgelegt.

    3.4 ENTWURFS- UND EINBAUGRUNDSÄTZE

    Nach den vorgenannten grundsätzlichen Anforderungen (Pkt 3.1 bis 3.3) werden Los- und Festflanschkonstruktionen immer dann voll funktionsfähig, d.h. wasserdicht sein, wenn die nachfolgenden stichwortartig angegebenen Entwurfs- und Einbaugrundsätze beachtet werden.
    3.4-1 Einhaltung der genormten Maße für alle Flanschteile einschließlich der Schweißnähte und Bolzen.
    3.4-2 Oberflächenbündiger Einbau der Festflansche in der Abdichtungsebene, bzw. keilförmiger Mörtelausgleich bei nachträglich aufgesetztem Festflansch, Ankerabstand max. 500 mm.
    3.4-3 Einhaltung der zulässigen Rand- sowie Zwischenabstände der Bolzen untereinander . Insbesondere müssen sich an freien Rändern die Verankerung bzw. Verdübelung nach den amtlichen Zulassungen richten. Festflansche die aufgedübelt werden, erfordern ein PCC-Mörtelbrett zur satten vollflächigen Auflagerung auf der statischen Tragkonstruktion. Die Verankerung in Estrich- oder Aufbetonflächen zur Gefälleherstellung ist unzulässig. Verankerungsbolzen müssen planeben auf der Klebefläche der Flansche abschließen.
    3.4-4 Abstand der Flansche von Kehlen, Kanten und Fugen mindestens 300 mm besser 500 mm zum Einbau der Abdichtung.
    3.4-5 Ausrundungen von Kehlen und Kanten bei Richtungsänderung der Abdichtungsebene über 45° durch Formteile der Flanschkonstruktionen mit Mindestradien von 200 mm in Abhängigkeit vom Abdichtungsmaterial, bei Elastomerdichtungsbändern nach DIN V 18197 mindestens 250 mm. Der Einsatz von Omega-Bändern erfordert einen Ausrundungsradius von 400 mm. Wesentlich ist die Anforderung eines Bolzens in der Winkelhalbierenden und mindestens einen weiteren Bolzens je Seite im Losflanschbogen.
    3.4-6 Im Grundwasserbereich sollten die Losflansche im Regelfall aus Flachstählen gefertigt sein. Ihr Widerstandsmoment muss geringer sein, als das der dazugehörigen Festflansche.
    3.4-7 Ein seitlich angehefteter Flachstahl 10 x 20 mm muss bei Bitumenabdichtungen das Abfließen der Bitumenklebemasse aus der Flanschkonstruktion sicher verhindern (sogenannte Quetschleiste).
    3.4-8 Keine scharfen Kanten und Grate an den der Abdichtung zugekehrten Stahlflächen.
    3.4-9 Losflanschlänge nach Norm max. 1500 mm, besser 900 mm bei Rechteckprofilen.
    3.4-10 Schmalere Losflansche, die gleichzeitig zusätzliche konstruktive Aufgaben erfüllen, z.B. Fugenformteile mit Klauenprofilen sollen nicht über 3 m lang sein. Ein Schlitzen der waagerechten Klemmflanschflächen kann bei solchen Formteilen erforderlich werden.
    3.4-11 Die Blechdicke konstruktiv erforderlicher Stahlteile für Fugenkonstruktionen unter der Fahrbahnoberfläche von Brücken, Parkdecks oder Hofkellerdecken ist im Bereich des nichtdrückenden wie des drückenden Wassers für Los- und Festflansche mit allen Einzelheiten in der DIN 18195 und grundsätzlich mit 6 mm bzw. 10 mm Dicke geregelt, nicht aber für alle sonstigen Stahlteile wie z.B: für Randprofile im Fugenbereich einschl. der Kauenprofile oder anderer gleichwertiger Profile zum Einklemmen der oberen Fugenabdichtungsbänder (Einschlagprofile) oder anschließender Ablaufrinnen. Hierauf wird in der Richtzeichnung Übe 1 des BMVBM - ab 2003 auch Bestandteil der ZTV-Ing. Teil 8, Abschn. 1 im Punkt 5.1 „Wasserdichte Fahrbahnübergänge mit einem Dichtprofil (1)” hingewiesen. Darin werden die Blechdicken mit 10 mm im Kappenbereich und mit 15 mm im Fahrbahnbereich ausgewiesen, wenn sie im Zuge öffentlicher Straßen liegen.
    Geht man von diesen amtlichen Mindestblechdicken von 10 mm und 15 mm für Fugenkonstruktionen in Fahrbahnen öffentlicher Straßen aus, so sind die Blechdicken der Los- und Festflansche im Bereich des nichtdrückenden Wassers bei nicht öffentlichen Verkehrswegen für alle Stahlteile mit 6 mm nicht nur konstruktiv infolge der geringeren Stoßbelastung aufgrund der wesentlich niedrigeren Fahrgeschwindigkeiten richtig, sondern auch infolge der gleichen Korrosionsgefahren unbedingt notwendig. Derartige Mindestblechdicken werden im Stahlbau für nicht zugängliche Teile in korrosionsgefährdeten Bereichen z.B. infolge Tausalzbelastung immer erforderlich, vor allem vor dem Hintergrund der immer geringeren Pflege und Unterhaltung der mechanisch und dynamisch beanspruchten Bauteile wie Fugenkonstruktionen. Aus diesem Grund können geringere Blechdicken als 6 mm für jedwede Konstruktionsteile in befahrenen und begehbaren Bereichen von Fugenkonstruktionen aus sicherheitstechnischen Gesichtspunkten nicht bejaht werden. Derartige abgeminderte Bauteile sind als technisch nicht ausreichend sicher für einen Einsatz auf oder in freibewitterten Bauwerken anzusehen. Ein diesbezüglicher Antrag zur Aufnahme der Mindestblechdicken von 6 mm für alle Stahlteile in den Fugenkonstruktionen unter Belagsoberfläche liegt z.Zt. beim NA Bau in Berlin bereits vor.
    3.4-12 Winkelartige Losflansche von Sonderprofilen sollten im Anklemmbereich immer 2 mm dünner sein als die dazugehörigen Festflansche oder durch Schlitzen der Losflanschklemmfläche eine sichere Anpressung gewähren (vergl. auch Abschnitt 3.4.-10). Nur so kann auch bei geringeren Anziehmomenten eine satte Anklemmwirkung sichergestellt werden.
    3.4-13 Kein Blattrost auf Teilen der Flanschkonstruktionen.
    3.4-14 Einbrennen des Voranstrichs bei Bitumenabdichtungen nach Reinigen und Erwärmen der Stahlflächen vor dem Auftragen des Voranstrichs.
    3.4-15 Abdichtungslagen im Flanschbereich stumpf stoßen und durch eine zusätzliche Lage, wenn möglich aus Kupferriffelband 0,1 mm verstärken.
    3.4-16 Die Bolzenlöcher müssen in den Abdichtungsbahnen mit Locheisen nach Schablonen gestanzt werden. (Lochdurchmesser = Bolzendurchmesser plus max. 4 mm)
    3.4-17 Keine Falten und Beulen in der Abdichtung im Flanschbereich einbauen. Sie lassen sich auch durch Anpressung der Losflansche nicht sicher verdrücken.
    3.4-18 Losflansche sollten über den Schweißnähten der Festflansche gestoßen werden.
    3.4-19 Blechstreifen, 0,2 mm dick und 20 mm breit, unter Losflanschstößen anordnen, um ein Abfließen des Bitumens zu verhindern, sofern Losflanschabstand größer als 4 mm.
    3.4-20 Alle Bohrungen für die Montage der Festflansche müssen nach Ankermontage im Druckwasserbereich vor Einbau der Abdichtung wasserdicht verschweißt werden. Im Bereich des nichtdrückenden Wassers kann eine Dichtung durch vollflächiges Überkleben der Schraubenköpfe von Senkkopfschrauben sicher erreicht werden.
    3.4-21 Polymerbitumenbahnen können jetzt im Flanschbereich von Grundwasserabdichtungen verarbeitet werden, da die zuverlässige Flächenpressung und das Fließverhalten durch Versuche bei der STUVA (GA vom 23.05.2001) nachgewiesen ist.
    3.4-22 Bei Kunststoff-Abdichtungen oder bei Dichtungsbändern aus thermoplastischen Kunststoffen bzw. Elastomeren ist die Notwendigkeit von Zulagen zu prüfen. Die Bolzenmuttern müssen auch hier mehrfach nachgezogen werden. Das erforderliche Anziehmoment ist mit einem Drehmomentenschlüssel aufzubringen und richtet sich nach den Angaben des Herstellers der Dichtungsmaterialien oder nach der Tabelle 2 in DIN 18195-9.
    3.4-23 Elastomer-Fugenbänder, die als alleinige Abdichtung eingeklemmt werden, erfordern eine Zulage von mindestens 100 mm Breite und 4 mm Dicke auf der Wasserseite, und zwar aus unvernetztem Rohkautschuk, der nicht älter als 90 Tage sein darf. Ein Anziehmoment von 165 Nm ist dreimal aufzubringen und zu prüfen. Die Zulage ist mittig zur Bolzenachse anzuordnen.
    3.4-24 Bei dynamisch beanspruchten Klemmkonstruktionen ist die Notwendigkeit der Mutternsicherung zu prüfen.
    3.4-25 Fugenrandprofile die bis in die Fahrbahnebene geführt werden, dürfen durch das Überrollen nicht direkt belastet werden. Die Profiloberkanten müssen 3 - 5 mm unter der Fahrbahnoberfläche liegen. (Hierzu siehe früher ZTV_K 98, Pkt. 9.3.1 oder heute ZTV-Ing. Teil 8, Abschnitt 1 Fahrbahnübergänge aus Stahl oder Elastomer) Andernfalls unterliegt die Aufstandsfläche mit der Verschraubung, die gleichzeitig die Aufgabe des Losflansches wahrnimmt, einer ständigen seitlichen Stoßbeanspruchung beim Überrollvorgang. Hierdurch wird die flächige Anpressung aus dem aufgebrachten Anziehmoment infolge der Stoßbeanspruchung auf die komprimierbaren Bitumenlagen einseitig an der gedrückten Seite erhöht und auf der entlasteten Seite reduziert. Dies kann im Extremfall bereichsweise bis zu einer weitgehenden Entspannung führen. Andererseits kommt es auf der gedrückten Seite zu einer vermehrten Verklebung und damit keinesfalls zu einer Undichtigkeit. (Siehe hierzu Versuche der Baubehörde Hamburg in 1970 und 1972, abgedruckt in Bitumen 34 [1972]4).
    3.4-26 Einflüsse aus anliegenden Druckbetonplatten, Pflasterbettungen oder anderer Bauteile, z.B. Ankerplatten von Masten u.a., die die Übergangskonstruktionen beeinflussen können, müssen in jedem Einzelfall geprüft und erforderlichenfalls statisch nachgewiesen werden.
    3.4-27 Übergangskonstruktionen für wärmegedämmte Parkdeck- oder Hofkellerflächen, die auf dem Konstruktionsbeton aufgeständert und abschnittsweise verankert werden, sollten bei größeren Längen, z.B. über 20 m auf die Möglichkeit des Ausbeulens der Fest- und Losflansche infolge von Temperaturschwankungen zwischen +40°C und -30°C geprüft werden unter Beachtung der Einbautemperaturen in bzw. auf dem Konstruktionsbeton.
    3.4-28 Das Unterlaufen einer Übergangskonstruktion bei wärmegedämmten Ausführungen muss durch Anordnung einer abschottenden Verbindung, einer so genannten Unterlaufsperre, verhindert werden. Dazu muss die Flächenabdichtung mit der Dampfsperre z.B. mit einem Klemmflansch etwa 40 cm neben der Fuge auf der Tragkonstruktion verbunden werden.
    3.4-29 Fugenrandprofile müssen fachgerecht an den Fahrbahnbelag entsprechend den technischen Vorschriften, z.B. TL bit Fug 82 bzw. künftig ZTV Fug 1 - StB (z.Zt. in Bearbeitung) angeschlossen werden.
    3.4-30 Vor dem Überbauen der Losflansche z.B. mit Beton oder Gußasphalt wird die Abnahme der später nicht mehr zugänglichen Konstruktionsteile auf fachgerechte und mangelfreie Ausführung dringend empfohlen.

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