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Verfahren zur Herstellung von vorgespannten Fertigbetonträgern für eine Stahlbetondecke
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von vorgespannten Fertigbetonträgern für eine Stahlbetondecke aus an der in der endgültigen Lage oberen Seite mit einer Verzahnung oder Verzinkung versehenen Fertigbetonrippen oder Fertigbetonbalken, mittragendem Vergussbeton und entweder mittragenden Fertigbetonplatten (unbewehrt oder bewehrt) oder anderen Zwischenbauteilen (z. B.
Hohlsteinen, Hohlkörpern usw. ), welche mittragend oder nicht mittragend ausgebildet sein können.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass handliche, also leichte Einzelteile (Rippen oder Balken) einer Fertigbetondecke dann die grossen auftretenden Schubkräfte in den Vergussbeton und gegebenenfalls auch in Zwischenbauteile am wirtschaftlichsten zu übertragen in der Lage sind, wenn man sich zur Übertragung dieser Schubkräfte einer Methode bedient, welche zwar bei Stahlbetondecken ohne Vorspannung bereits bekannt ist (siehe z. B. die österr. Patentschrift Nr. 175046 und die deutsche Patentschrift Nr. 834133), jedoch bei Stahlbetondecken mit vorgespannten Fertigbetonrippen oder vorgespannten Fertigbetonbalken bisher nicht verwendet wurde.
Diese Methode besteht darin, dass die Oberseite der vorgespannten Fertigbetonrippen bzw. vorgespannten Fertigbetonbalken verzahnt oder verzinkt ist und dass die Überleitung der Schubkräfte aus den Fertigbetonrippen bzw. Fertigbetonbalken in den Vergussbeton durch die Verzahnung oder Verzinkung einerseits und die Haftung des Vergussbetons an den Fertigbetonrippen bzw. Fertigbetonbalken anderseits erfolgt, wobei zur eventuell weiteren Weiterleitung von Teilen dieser Schubkräfte aus dem Vergussbeton in Fertigbetonplatten oder andere Zwischenbauteile gegebenenfalls auch Eisen aus diesen Fertigbetonplatten oder Zwischenbauteilen in den Vergussbeton hineinreichen können.
Bei der bisher üblichen stehenden Erzeugung der Spannbetonträger wäre eine solche Verzahnung wirtschaftlich nur durch Unterlegen eines Holzbrettes mit darauf befestigten Hartholzplatten (zur Herstellung der Verzinkung) möglich gewesen, wobei der Träger auf dem Kopf stehend zu betonieren wäre, um im Einbauzustand die Verzinkung auf die Oberseite zu bringen. Dieses Unterlegen von Holzbrettern hätte jedoch die Tendenz zur Verkrümmung der Träger noch vergrössert, da Holz bekanntlich arbeitet und es schon wegen der Sonntagspausen unvermeidlich ist, dass die Unterlagshölzer am Montag früh wesentlich ausgetrockneter sind als während der übrigen Woche. Dementsprechend kam bisher auch niemand auf den Gedanken, eine Verzinkung von Spannbetonträgern vorzuschlagen.
Die Erfindung überwindet diese Schwierigkeit dadurch, dass die vorgespannten Fertigbetonträger in einer Lage erzeugt werden, welche in an sich bekannter Weise aus der Lage in der endgültigen Decke durch Verdrehen von zirka 900 um die Längsachse der vorgespannten Fertigbetonträger entsteht, wobei der Beton von der bei der Herstellung oberen Seite des Trägers eingebracht und durch Vibrieren verdichtet wird. Die Spannbetonträger weisen vorzugsweise ein C-Profil auf, wodurch die auf dem Rücken liegende Erzeugung der Spannbetonträger erleichtert wird. Dadurch wird die zu verzinkende Oberseite des im Einbauzustand oberen Flansches in angenähert senkrechte Lage gebracht, wodurch, vor allem bei leicht konischer, also nicht genau senkrechter Ausbildung das sofortige Herausziehen des Verzinkungsgerätes ermöglicht wird.
Durch diese erfindungsgemässe, liegende Betonierung und die daraus resultierende sofortige Wiederverwendung des Verzinkungsgerätes wird es daher möglich, das Verzinkungsgerät aus Stahl
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vorausgesetzt, die Spannbetonträger vor Einbringung der Spannkräfte absolut gerade sind.
Auch im Hinblick auf die Verkrümmungstendenz aus Eigenspannungen der Vorspannkräfte stellt die
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erfindungsgemässe liegende Erzeugung einen wesentlichen Fortschritt dar, da bei liegender Erzeugung die Verdichtung sämtlicher Querschnittsflächen viel gleichmässiger möglich ist als bei stehender Erzeugung.
Bei stehender Erzeugung besteht zwischen den während der Erzeugung obersten und untersten Querschnittsteilen ein Höhenunterschied von der Grösse der tatsächlichen Trägerhöhe, so dass, gleichgültig, welche Verdichtungrort man wählt, die unteren Querschnittsteile besser als die mittleren und diese wieder besser als die oberen Querschnittsteile verdichtet sind. Überlagert wird diese primäre Ungleichmässigkeit, welche aus dem verschiedenen Verdichtungsdruck infolge der verschiedenen Auflast resultiert, noch durch allfällige sekundäre Ungleichmässigkeiten, da man fast nie erreichen kann, dass beide waagrechte Enden des Unterflansche z. B. eines I-Profiles vollkommen gleichmässig verdichtet sind.
An der Übergangs stelle vom Steg zum Unterflansch entstehen während des beim Verdichten erforderlichen Vorbeifliessens des Mischgutes immer verschieden grosse Reibungskräfte, welche auch bei einer möglichst gross anzustrebenden Ausrundung dieser Übergangsstelle vor allem dann beträchtliche und unkontrollierbare Masse erreichen können, wenn die Bewehrung durch Spanndrähte (welche hauptsächlich im unteren Flansch konzentriert ist) bis in die Höhe dieser Übergangsstellen hinaufreicht und daher den Querschnitt dort noch mit weiteren Hindernissen durchsetzt.
Es ist ohne weiteres einleuchtend, dass vor allem bei im Verhältnis zum Abstand der Spanndrähte zu grossen Korngrössen die Reibungskräfte in der Höhe der erwähnten Übergangsstellen Masse erreichen können, welche bis zur gewölbeartigen Abstützung einzelner Korngruppen zwischen den ausgerundeten Schalungsblechen und den meist nur wenig tiefer liegenden obersten Spanndrähten führen können. Selbst wenn vor bzw. hinter solchen gewölbeartigen Verkeilungen das Mischgut nach wie vor hinunterfliessen kann, so ist doch der Verdichtungsdruck unterhalb jeder Verkeilungsstelle wesentlich verkleinert und unter Umständen sogar überhaupt nicht vorhanden, in welchem Falle Nester entstehen können.
Vor allem die sekundären Ungleichmässigkeiten führen infolge der durch sie verursachten Verschiedenheiten im Elastizitätsmodul zu unvorhersehbaren seitlichen Verkrümmungen oft so beachtlichen Ausmasses, dass die Träger unverwendbar sind.
Trotz dieser augenscheinlichen Nachteile einer Herstellung vorgespannter Fertigbetonträger in ihrer endgültigen Lage oder gegenüber dieser um 1800 gedrehten Lage hielt man an dieser Herstellung fest, da angenommen wurde, dass ein schädlicher Einfluss einer Lageveränderung der Spanndrähte durch die Reibungskräfte des vorbeifliessenden Betons nur bei stehender Betonierung beseitigt werden könne. Aus den weiter oben angegebenen Gründen war daher eine Herstellung vorgespannter Fertigbetonträger mit einer Verzahnung oder Verzinkung als wirtschaftlich unmöglich angesehen worden.
Bei der erfindungsgemässen liegenden Erzeugung treten nur primäre Ungleichmässigkeiten im Verdichtungsgrad dadurch auf, dass die während der Erzeugung oben liegenden Enden der beiden Flansche etwas geringer verdichtet ! werden, wie der Steg und die unteren Teile der beiden Flansche.
Diese primären und einzigen Ungleichmässigkeiten sind in ihrer Grösse vorher ebenfalls nicht erfassbar, durch Versuche jedoch entsprechend abzugrenzenélund bewirken ausserdem, was das Entscheidende ist, nur eine im aufrechten Einbauzustand seitliche Verkrümmung mit ständig gleichbleibender Krümmungsrichtung, d. h. die Verkrümmung kann zwar neben einer Kreisform auch die Form eines Korbbogens haben, kann sich jedoch nie in ihrer Gegenrichtung zu einer S-Kurve umdrehen, wie dies bei stehender Erzeugung nicht nur möglich ist, sondern auch laufend vorkommt.
Ein schädlicher Einfluss einer Lageveränderung der Spanndrähte ist bei einer liegenden Herstellung nicht zu befürchten, eine Lageveränderung erweist sich unter Umständen als vorteilhaft. Ein weiterer wesentlicher Erfindungsgedanke liegt darin, diese einzige, im Einbauzustand waagrechte Verkrümmung noch planmässig zu verstärken, was dadurch erreicht wird, dass die Spanndrähte derart angeordnet sind, dass nach Einführung aller Spannkräfte deren Resultierende gegenüber dem Schwerpunkt des Betonquerschnittes gegen die offene Seite des trägerverzinkten Flansches hin verschoben ist.
Um aber, zu vermeiden, dass die Spanndrähte durch das Vorbeifliessen des Mischgutes während des Verdichtens zu stark nach unten und auch etwas nach aussen verschoben werden, wodurch sich doch noch zusätzliche ausserplanmässige Tendenzen zur Verkrümmung im entgegengesetzten Richtungssinn ergeben würden, können in der Mitte der Halbrippen, gegebenenfalls auch in kleineren Abständen Drahtfixie- rungsschablonen vorgesehen werden, welche vor dem Betonieren auf den Spanndrähten aufgefädelt werden und diese während des Betonierungsvorganges an den durch sie bestimmten Fixpunkten genau in der planmässigen Lage halten, Es können die Drahtfixierungsschablonen eine solche Form bekommen, dass die Spanndrähte an den durch die Drahtfixierungsschablonen bestimmten Fixpunkten während der Erzeugung gesehen etwas höher zu liegen kommen,
als ihrer rechnungsgemässen Lage entspricht, um auf diese Art den Durchhang der Spanndrähte zwischen entweder je zwei Drahtfixierungsschablonen oder einer Drahtfixierungsschablone einerseits und einem Endblech bzw. einer Endverankerung anderseits zu kompensieren.
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Wenn die erfindungsgemässen Halbrippen aus Stahlsaitenbeton in langen Bahnen erzeugt werden sollen, so sieht die Erfindung vor, dass mehrere solcher Bahnen derart nebeneinander angeordnet sind, dass zwischen den einzelnen Bahnen abwechselnd jeweils eine Reihe Schalkörper ohne Verzahnung, dann eine Reihe Schalkörper mit Verzahnung, dann wieder eine Reihe Schalkörper ohne Verzahnung usw. angeordnet sind und dass alle Schalkörper nur lose auf den Betonestrich verlegt und sodann durch einen dar- übergezogenen an sich bekannten Vibrierschlitten sowie gegebenenfalls auch durch einen an sich bekannten Formhaltungsschlitten, deren Unterseiten die Negativform der oberen Hälften der Schalkörper aufweisen, in ihre richtige Lage gebracht werden.
Bei abwechselnder Anordnung je einer Reihe Schalkörper, ohne Verzahnung dann einer Reihe Schalkörper mit Verzahnung, wieder einer Reihe Schalkörper ohne Verzahnung usw. genügt es infolge dieser erfindungsgemässen Ausgestaltung der Unterseiten von Vibrierschlitten und gegebenenfalls Formhaltungsschlitten diese Schalkörper vor Einbringung des Betons, also vor Befahren der Spannbahn mittels des Fertigungszuges bestehend aus Betonbeschickungswagen, Vibrierschlitten und gegebenenfalls Formhaltungsschlitten, plangemäss, aber nur lose auf den Betonestrich zu verlegen, da sowohl der Vibrierschlitten als gegebenenfalls auch der Formhaltungsschlitten seitlich an den eventuell vorhandenen Gleisen für den Betonbeschickungswagen,
oder an anderen Spurhaltungsschienen auf denMillimeter genau geführt werden können und dadurch während ihres Darübergleitens alle Schalkörper in ihre richtige Lage bringen.
Unter Umständen kann es sich im Rahmen der Erfindung als vorteilhaft erweisen, dass einzelne oder alle Schalkörper mit Verzahnung mittels Dornen auf dem Betonestrich fixiert sind, während die Schalkörper ohne Verzahnung und gegebenenfalls die restlichen Schalkörper mit Verzahnung nur lose auf den Betonestrich verlegt und sodann durch den darübergezogenen an sich bekannten Vibrierschlitten sowie gegebenenfalls auch durch den an sich bekannten Formhaltungsschlitten, deren Unterseiten die Negativform der oberen Hälften der Schalkörper aufweisen, in ihre richtige Lage gebracht werden.
Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert, welche zwei beispielsweise Ausführungsformen eines Gerätes für ihre Herstellung von vorgespannten Fertigbetonträgern schematisch veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Anordnung zur Herstellung von Halbrippen aus Spannbeton. Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Anordnung zur Herstellung von Spannbetonträgern, Fig. 3 einen Gerätesatz zur Herstellung der Halbrippen aus Spannbeton oder Spannbetonträgern und Fig. 4 eine Drahtfixierungsschablone in Ansicht.
In Fig. 1 der Zeichnung bedeutet 1 eine Halbrippe aus Spannbeton, wobei zwei solcher Halbrippen mit ihren Rückseiten gegeneinander in der Decke verlegt sind. Mit 2 sind Spanndrähte bezeichnet, während 3 die obere Verzahnung der Halbrippe darstellt.
Die Herstellung der Halbrippen erfolgt gemäss der Erfindung auf ihrem Rücken liegend, wie in Fig. 1 dargestellt. Auf diese Weise werden Schalbretter als Unterlage erspart und es ist die Bildung der Verzahnung 3 durch entsprechende Schalkörper B, die sofort nach Betonierungund Verdichtung abgezogen werden können, möglich. Durch Schalkörper A ohne Verzahnung wird die Unterseite der Halbrippen gebildet. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, besitzen die Schalkörper A und gegebenenfalls auch B schräge Seitenflächen A'bzw. B', welche Schrägen das sofortige Abziehen der Schalkörper A und naturgemäss auch der Schalkörper B erleichtern.
Der Herstellungsvorgang der Halbrippen geschieht mit dem in Fig. 3 dargestellten Gerätesatz. Er besteht aus einem Betonbeschickungswagen 11, einem Vibrierschlitten 12 und gegebenenfalls einem Formhaltungsschlitten 13. Dieser Gerätesatz bewegt sich auf Schienen über mehrere nebeneinander liegende Betonbahnen, welche jeweils von der benachbarten durch die Schalkörper A bzw. B getrennt sind und bewirkt durch den vorderen schrägen Teil des Vibrierschlittens 12 die Herbeiführung der gewünschten Rippenform und durch den hinteren waagrechten Teil des Vibrierschlittens 12 die notwendige Verdichtung des Rohlings. Gegebenenfalls ist zwecks Vermeidung von Verformungen durch Schwingungs- übertragung im Beton noch das Nachziehen eines unmittelbar anschliessenden Formhaltungsschlittens 13 notwendig.
Durch diesen Gerätesatz können die nur lose auf dem Estrich aufgelegten Schalkörper A und B in ihre erforderliche gegenseitige Lage gebracht werden. Es ist auch möglich, die Schalkörper B durch nicht weiter dargestellte Vorrichtungen, z. B. Dorne, auf dem Estrich zu fixieren.
Durch den Herstellungsvorgang werden die Spanndrähte 2 bis zu einem gewissen Grad nach unten verschoben. Um diese nachteilige Erscheinung zu beseitigen, sieht die Erfindung Drahtfixierungsschablonen 14 vor. Eine Ausführungsform für eine solche Schablone ist in der Fig. 4 veranschaulicht. Diese Schablonen werden auf die Spanndrähte 2 aufgefädelt. Es ist unter Umständen zweckmässig, die Form dieser Schablonen so zu wählen, dass die Spanndrähte 2 an den Stellen der Drahtfixierungsschablone 14 höher liegen als an ihren Eintritts-bzw. Austrittsstellen aus den vorgespannten Fertigbetonträgern.
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Wie in Fig. 2 dargestellt, kann mit entsprechend ausgebildeten Schalkörpern A und B und mit dem bereits erläuterten Gerätesatz unter Verwendung eines entsprechend geformten Schalbrettes 15 auch die liegende Herstellung symmetrisch ausgebildeter Spannbetonträger mit einer Verzahnung an ihrer Oberseite erfolgen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von vorgespannten Fertigbetonträgern für eine Stahlbetondecke, bestehend aus an der in der endgültigen Lage oberen Seite mit einer Verzahnung oder Verzinkung versehenen Fertigbetonrippen oder Fertigbetonbalken, mittragendem Vergussbeton und entweder mittragenden Fertigbetonplatten oder anderen Zwischenbauteilen, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgespannten Fertigbetonträger in einer Lage erzeugt werden, welche in an sich bekannter Weise aus der Lage in der endgültigen Decke durch Verdrehen um zirka 900um die Längsachse dervorgespanntenFertigbetonträger entsteht, wobei der Beton von der bei der Herstellung oberen Seite des Trägers eingebracht und durch Vibrieren verdichtet wird.