2.4.3 Mechanische weerstand tegen interne krachten

Bij diverse typen voegovergangen wordt voorspanning toegepast om onderdelen met elkaar te verbinden en schadelijke effecten ten gevolge van trillingen als gevolg van de dynamische verkeersbelasting te voorkomen. Deze voorspanning is een interne kracht die een constante spanningen in het materiaal veroorzaakt. Door kruip,krimp en/of relaxatie kan deze
voorspankracht in loop der tijd afnemen. Bij de bewegingen van voegovergangen kunnen krachten ontstaan als gevolg van opspaneffecten of wrijvingen. De voegovergangen verbinden twee hoofdonderdelen die ten opzichte van elkaar kunnen bewegen. In hoofdzaak zullen deze bewegingen zich in het horizontale vlak afspelen, maar ook verticale bewegingen zijn mogelijk. Als gevolg daarvan zullen voegovergangen verlengen en verkorten en ook roteren. Deze bewegingen kunnen opspankrachten en inklemmomenten opwekken in de voegovergangen afhankelijk van het type.

Deze krachten kunnen beschouwd worden als een bijzondere vorm van voorspanning en kunnen statisch, maar ook wisselend van aard zijn. Zowel de voegovergang als de onderbouw dient bestand te zijn tegen deze krachten. Het figuur hieronder geeft de schematisch de werking van een lamellenvoegovergang met een centrale dwarsdrager weer. De lamellen zijn door middel van beugels met daartussen aandrukveren en opleggingen voorgespannen op de dwarsdrager. Bij voegbewegingen ontstaan er ten gevolg van die voorspanning wrijvingskrachten in de glijvlakken.

 

Interne krachten bij een lamellenvoeg als gevolg van voorspanning en wrijving
Interne krachten bij een lamellenvoeg als gevolg van voorspanning en wrijving

 

 

Flexibele voegen

Ook bij flexibele voegovergangen ontstaan interne krachten. Doordat bij voegbewegingen de voegmassa wordt samengedrukt of uitgerekt ontstaan respectievelijk druk- en trekkrachten in de
voegmassa die op aanhechting of via een verankering moet worden afgedragen aan de ondergrond. De grootte van deze krachten is afhankelijk van de belastingtijd en de temperatuur. Bij lage temperaturen gedraagt de voegmassa zich stijver als bij hoge temperaturen. Bij een korte belastingtijd (bijv remkrachten uit verkeer) gedraagt de voegmassa zich stijver als bij een langzaam optredende belasting zoals temperatuur, zetting, krimp/kruip. Indien een voegovergang net nieuw is zal deze zich bij de eerste belastingcyclus zich stijver gedragen dan bij opvolgende belastingcycli. De voeg stelt zich als het ware nog in. Het is daarbij belangrijk dat de voegovergang daarbij niet onthecht van de ondergrond.

Onderstaande figuur toont de opspankrachten voor diverse typen flexibele/verborgen voegovergangen bij -10°C tijdens de eerste belastingcyclus.

 

Opspankrachten in diverse typen flexibele voegovergangen bij de 1e cyclus
Opspankrachten in diverse typen flexibele voegovergangen bij de 1e cyclus