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Verfahren und Vorrichtung zum Vorspannen und Entspannen von verbundlos im vorzuspannenden Betonkörper verlaufenden,
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorspannen und Entspannen von verbundlos im vorzuspan- nenden Betonkörper verlaufenden, wiedergewinnbaren Spannbetonstäben mit einem an der Staboberflä- che angreifenden Verankerungselement, das sich über ein Distanzstück gegen die Stirnseite des vorzu- spannenden Betonkörpers mittelbar abstützt, wobei Verankerungselement und Distanzstückmitgegenein- ander gerichteten, in verschiedener Höhe liegenden Stirnflächenteilen ausgestattet sind, die bei Ver- drehung dieser beiden Elemente gegeneinander in verschiedenen Stellungen ineinander zu liegen kom- men, so dass diese Elemente jeweils verschieden tief ineinandergreifen, sowie eine Vorrichtung zur Durch- führung dieses Verfahrens.
Zwischen dem eigentlichen Verankerungselement und der Stirnseite des vorzuspannenden Beton. - körpers werden Distanzstücke bekanntlich deshalb angeordnet, um beispielsweise bei sukzessiver Vor- spannung das zeitraubende Nachstellen des Verankerungselementes zu sparen. Bei Spannbetonstäben, de- ren zu verankerndes Ende mit einem Gewinde versehen ist, und bei denen das Verankerungselement als
Mutter ausgebildet wird, wäre ferner das Verdrehen dieser Mutter sehr langwierig, wenn die Spannbeton- körper grosse Länge aufweisen und das Mass der elastischen Dehnung des Spannbetonstabes dementsprechend gross ist.
Es ist deshalb schon vorgeschlagen worden, nach dem Vorspannen eines mit einem Verankerung- element versehenen Spannstabes ein Distanzstück zwischen das Verankerungselement und die Stirnseite des vorzuspannenden Betonkörpers einzuschieben ; diese Vorgangsweise ist jedoch in manchen Fällen nicht anwendbar, zumal dann, wenn das verankerte Stabende in der Stirnseite des vorzuspannenden Betonkör- pers versenkt angeordnet und verankert ist. Eine solche versenkte Anordnung der Stabverankerung ist bei- spielsweise bei Stahlbetonschwellen, Brückenwiderlagern, Strassendeckenabschnitten üblich und ferner auch bei vorgespannten Rammpfählen vorteilhaft, um die Verankerung unterhalb der vom Rammbären geschlagenen Pfahlkopfoberseite unterbringen zu können.
Die Manipulation mit den Verankerungsele- menten ist in diesen Fällen naturgemäss besonders schwierig und erfordert viel Zeit, sie muss deshalb zweckmässig auf ein Mindestmass beschränkt werden.
Zur Erreichung dieses Zieles werden bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art erfindungs- gemäss die einzelnen Spannbetonstäbe mittels einer an ihrem freien Ende angreifenden Spannvorrichtung gespannt, sodann werden das Verankerungselement und das Distanzstück mit ihren gegeneinander gerich- teten Stirnflächenteilen durch Verdrehen in eine Stellung zueinander gebracht, bei welcher sie unter Ab- stützung gegen den Betonkörper eine der erfolgten Stabdehnung entsprechende Distanz ergeben, worauf die Spannvorrichtung entfernt werden kann, und schliesslich wird der Stab zu seiner Entspannung und Wiedergewinnung neuerlich mittels einer am freien Ende angreifenden Spannvorrichtung gespannt, so dass Verankerungselement und Distanzstück spannungsfrei in eine ineinandergreifende Stellung gering- ster Distanz verdreht bzw. vom Stabende entfernt werden können.
Bei der Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens sind gemäss der Erfindung das Verankerungselement und das Distanzstück mit jeweils paarweise diametral einander gegenüberlie- genden Stirnflächenteilen versehen, die in gleicher Ebene verlaufen.
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Wiederzugewinnende und damit wiederverwendbare Bewehrungsstäbe finden bekanntlich insbeson- dere bei Rammpfählen Verwendung, die zwar während des Rammens einer starken Armierung gegen Aus- knicken bedürfen, sobald sie aber im Boden stecken, nur noch auf reinen Druck beansprucht werden, so dass dann auf diese zum Vorspannen dienende Spannarmierung verzichtet werden kann.
Diese Spannstäbe sind zum Zweck der Wiedergewinnung aus dem bereits gerammten Pfahl im Bereich der Pfahlspitze der- art verankert, dass die ansonsten unzulängliche Verankerung vom Pfahlkopf aus gelöst werden kann ; bei
Schraubverankerungen erfolgt das Lösen durch Ausdrehen des mit Gewinde versehenen Stabes aus einer ortsfesten Mutter, bei Keilverankerungen genügt ein Abwärtsbewegen der Armierungsstange, wodurch die mit der Spitze zum Pfahlkopf weisende Keile zwangsläufig aus der Verankerung gelöst werden.
Die Erfindung lässt sich. ungeachtet der Art der unterseitigen Verankerung solcher wiederzugewinnen- der Spannstäbe, mit Vorteil sowohl auf solche Spannstäbe anwenden, deren oberes Ende mit Keilen ver- ankert ist als auch auf solche Stäbe, die mit Gewinden versehen sind und am oberen Ende von einer Ver- ankerungsmutter gehalten werden. Bei ersteren wird das Lösen oberseitiger Keile überhaupt erst durch die erfindungsgemässe Massnahme ermöglicht, da es sonst nicht möglich wäre, die bereits vorgespannte Ar- mierung samt den Keilen aus dem Keilwiderlager so weit herauszuziehen, dass die Keile sichlö- sen.
Gerade bei wiederzugewinnenden Armierungsstäben ist aber anderseits der Vorteil von Keilveran- kerungen besonders schätzenswert ; diese wiederverwendbaren Stäbe sollen begreiflicherweise an ihrer
Oberfläche unbearbeitet bleiben, um eine neuerliche Verankerung an jeder beliebigen Stelle der Stab- länge vornehmen zu können. Der Wert der vorliegenden Erfindung beruht demnach nicht zuletzt auf der vorteilhaften Anwendungsmöglichkeit für solche wiederzugewinnende Spannstäbe und deren Veran- kerung.
Verankerungselement und Distanzstück können im Rahmen der Erfindung auf mannigfache Art ge- geneinander abgestützt ineinandergreifen, beispielsweise können diese Elemente in verschiedenen Stel- lungen mitsammen verzapft, gekuppelt, nach Art eines Bajonettverschlusses mitsammen verriegelt oder auch verschraubt sein, wobei jede Stellung jeweils eine andere Distanz zwischen Verankerungselement und freier Stirnseite des Distanzstückes bzw. Betonkörpers festlegt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind am Verankerungselement und am Di- stanzstück beispielsweise je zwei Paare diametral gegenüberliegende, in verschiedenen Ebenen liegende
Stirnflächenteile vorgesehen, die sich über je etwa einen Viertelkreis erstrecken, so dass die Elemente mit den jeweils vorragenden Stirnteilen ineinander gesteckt werden können oder sich wahlweise-zwecks
Erzielung einer grösseren Distanz - mit den Stirnflächen der vorragenden Teile gegeneinander ab- stützen.
Im letztgenannten Fall ist es angesichts der grossen Spannkraft, die als Druckkraft von den Elemen- ten zu übertragen ist, wichtig, dass sichdiejeweilshöherliegenden, vorragenden Stirnflächenteile der beiden Elemente, wenn sie aufeinander zu liegen kommen, genau decken. Zur Sicherstellung dieser
Deckung kann bei einer Endverankerung für Spannbetonstäbe, deren zu verankerndes Ende mit einem Ge- winde versehen ist, nach einem weiteren Erfindungsmerkmal das als Mutter ausgebildete Verankerungs- element an mindestens einem seiner höherliegenden Stirnflächenteile einen in Drehrichtung der Mutter wirksamen Anschlag für einen an einem ebenfalls höherliegenden Stirnflächenteil des Distanzstückes zu- geordneten Anschlag aufweisen, wobei dann diese Anschläge derart angeordnet sind,
dass sie die Mutter mit dem Distanzstück beim Anziehen der Mutter in einer Lage verriegeln, bei der die zugeordneten höherliegenden Stirnflächen beider Elemente einander genau gegenüberliegen und sich mit richtigen
Passsitz aneinanderpressen.
Nach einer andern Ausführungsvariante der Erfindung kann das um die Achse des Spannbetonstabes drehbare Distanzstück am Verankerungselement über Wendel-oder Schraubflächen anliegen, wobei das
Verankerungselement in an sich bekannter Weise als ortsbewegliches Widerlager für mindestens einen, vorzugsweise zwei gegenüberliegende, am Spannbetonstab angreifende Verankerungskeile ausgebildet ist.
Um einen in bezug auf das Stabzentrum absulot symmetrischen Verlauf jener Ebene, in der die zu über- tragenden Druckkräfte verlaufen, zu sichern, kann das Verankerungselement sowie auch das um die Ach- se des Spannbetonstabes drehbare Distanzelement mit je zwei sich über je einen halben Kreisbogen er- streckenden Wandelflächen ausgestattet sein, die im Verlauf jedes Durchmessers des Elementes durchwegs gleich hoch sind.
Verankerungselement und Distanzstück kommen dann zuverlässig derart zum Anlie- gen, dass eine in exzentrischer Ebene verlaufende Beanspruchung der Verankerungselemente, die ange- sichts der hohen zu übertragenden Kräfte gefährlich wäre, auf jeden Fall vermieden erscheint.
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- 4wird dabei von seinem Sitz auf der Ankerplatte 10 entfernt. Bei Aufrechterl1altung der Spannung wird schliesslich das Distanzstück 4 auf dem voll vorgespannten Stab so lange aufgedreht. bis jene Stirnfläche, die dem Betonkörper 1 zugewendet ist, an der Ankerplatte 10 satt anliegt. Nunmehr kann die Spannvor- richtung 14 endgültig gelöst werden, und der Stab 2 ist genau in seiner richtigen Spannstellung fii xiert.
Ähnlich ist die Wirkungsweise der Ausführungsvariante nach Fig. 6. An Stelle des kontinuierlichen
Gewindes 17 der Ausführungsform nach Fig. 5 treten hier zwei diskontinuierlich aneinanderschliessende
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erstrecken sich überim Verlauf jedes Durchmessers der Elemente 3 bzw. 4 durchwegs ganz gleich hoch ; die Steigung der Wen- delflächen 18 ist so gewählt, dass sie selbsthemmend wirken, d. h. ein Aufdrehen unter axialem Druck ausgeschlossen ist.
Die durch das endgültige Anspannen des Spannstabes 2 auf volle Vorspannung verur- sachte Distanzänderung zwischen dem beweglichen Widerlager 3 und der Ankerplatte 10 bzw. dem Be- tonkörper 1 kann nun durch Drehen des lockersitzenden Distanzstückes 4 um die Stabachse ausgeglichen werden, wobei infolge Anordnung zweier, in diametral gegenüberliegenden Flächenteilen absolut gleich hoher Wendelflächen gewährleistet ist, dass die Übertragungsflächen für die Druckkräfte der Vorspannung einander immer diametral gegenüberliegen und kein Kräfteverlauf in einer aussermittigen Ebene statt- finden kann.
Bei den zuletzt beschriebenen Keilverankerungen in einem beweglichen Widerlager kann übrigens mit Vorteil eine sogenannte doppeltwirkende Presse Verwendung finden, welche im Rückzug (beim teil- weisen Entlasten der Armierung) zwangsläufig gleich die Keile in das Widerlager hineinpresst.
Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung neben den beschriebenen und dargestellten Aus- fühlungsbeispielen noch zahlreiche weitere. Varianten denkbar, ohne den Rahmen der Erfindung dabei zu verlassen ; insbesondere ist eine sehr mannigfaltige Ausgestaltung der Distanzstücke zur Erzielung des von der Erfindung angestrebten Effektes möglich.
PATENTANSPRÜCHE ;
1. Verfahren zum Vorspannen und Entspannen von verbundlos im vorzuspannenden Betonkörper verlaufenden wiedergewinnbaren Spannbetonstäben mit einem an der Staboberfläche angreifenden Verankerungselement, das sich über ein Distanzstück gegen die Stirnseite des vorzuspannenden Betonkörpers mittelbar abstützt, wobei Verankerungselement und Distanzstück mit gegeneinander gerichteten in verschiedener Höhe liegenden Stirnflächenteilen ausgestattet sind, die bei Verdrehung dieser beiden Elemente gegeneinander in verschiedenen Stellungen ineinander zu liegen kommen, so dass diese Elemente jeweils verschieden tief ineinandergreifen, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Spannbetonstäbe mittels einer an ihrem freien Ende angreifenden Spannvorrichtung gespannt werden,
dass sodann das Verankerungselement und das Distanzstück mit ihren gegeneinander gerichteten Stirnflächenteilen durch Verdrehen in eine Stellung zueinander gebracht werden, bei welcher sie unter Abstützung gegen den Betonkörper eine der erfolgten Stabdehnung entsprechende Distanz ergeben, worauf die Spannvorrichtung entfernt werden kann und dass schliesslich. zum Entspannen und Wiedergewinnen des Stabes der Stab neuerlich mittels einer am freien Ende angreifenden Spannvorrichtung gespannt wird, so dass Verankerungselement und Distanzstück spannungsfrei in eine ineinandergreifende Stellung geringster Distanz verdreht bzw. vom Stabende entfernt werden können.
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Method and device for prestressing and relieving unconnected concrete in the concrete body to be prestressed,
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The invention relates to a method for prestressing and relieving unconnected, in the prestressed concrete body running, recoverable prestressed concrete rods with an anchoring element engaging the rod surface, which is indirectly supported via a spacer against the end face of the concrete body to be prestressed, the anchoring element and spacer also opposing - other facing end face parts lying at different heights are equipped which, when these two elements are rotated relative to one another, come to lie one inside the other in different positions, so that these elements mesh with one another to different depths, as well as a device for carrying out this method.
Between the actual anchoring element and the face of the concrete to be prestressed. As is well known, spacers are arranged in the body in order, for example, to save the time-consuming readjustment of the anchoring element in the case of successive prestressing. In prestressed concrete rods whose end to be anchored is provided with a thread, and in which the anchoring element as
Nut is formed, the twisting of this nut would also be very tedious if the prestressed concrete bodies have a great length and the degree of elastic expansion of the prestressed concrete rod is correspondingly large.
It has therefore already been proposed to insert a spacer between the anchoring element and the end face of the concrete body to be prestressed after a tensioning rod provided with an anchoring element has been prestressed; However, this procedure cannot be used in some cases, especially when the anchored rod end is arranged and anchored in the face of the concrete body to be prestressed. Such a recessed arrangement of the rod anchoring is common, for example, with reinforced concrete sleepers, bridge abutments, road surface sections and is also advantageous with prestressed driven piles in order to be able to accommodate the anchoring below the top of the pile head hit by the pile driver.
The manipulation with the anchoring elements is naturally particularly difficult in these cases and requires a lot of time, it must therefore be appropriately limited to a minimum.
To achieve this goal, according to the invention, the individual prestressed concrete rods are tensioned by means of a tensioning device acting on their free end in a method of the type specified at the beginning, then the anchoring element and the spacer with their facing parts facing each other are brought into a position relative to one another by turning, at which, with support against the concrete body, they produce a distance corresponding to the rod expansion, whereupon the tensioning device can be removed, and finally the rod is tensioned again by means of a tensioning device acting at the free end, so that the anchoring element and spacer Can be rotated stress-free into an interlocking position of the smallest distance or removed from the rod end.
In the device for carrying out the method according to the invention, according to the invention, the anchoring element and the spacer are provided with face parts which are diametrically opposed to one another in pairs and which run in the same plane.
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Reinforcing bars that can be recovered and thus re-used are known to be used in particular in driven piles, which require strong reinforcement against buckling during driving, but as soon as they are stuck in the ground, they are only subjected to pure pressure, so that they are then used for prestressing serving reinforcement can be dispensed with.
For the purpose of recovery from the pile that has already been driven, these tie rods are anchored in the region of the pile tip in such a way that the otherwise inadequate anchoring can be released from the pile head; at
Screw anchors are loosened by unscrewing the threaded rod from a stationary nut; in the case of wedge anchors, it is sufficient to move the reinforcing rod downwards, which inevitably detaches the wedges pointing towards the pile head from the anchoring.
The invention can. Regardless of the type of anchoring on the underside of such recoverable tie rods, use it with advantage both on those tie rods whose upper end is anchored with wedges and on those rods which are provided with threads and held at the upper end by an anchoring nut will. In the case of the former, the loosening of the top wedges is only made possible by the measure according to the invention, since otherwise it would not be possible to pull the already prestressed reinforcement together with the wedges out of the wedge abutment so far that the wedges come loose.
On the other hand, however, the advantage of wedge anchors is particularly valuable when it comes to rebars that are to be recovered; these reusable sticks should understandably be attached to your
Surface remain unprocessed in order to be able to re-anchor at any point along the length of the rod. The value of the present invention is therefore based not least on the advantageous application possibility for such tie rods to be recovered and their anchoring.
Within the scope of the invention, anchoring element and spacer can interlock in a variety of ways supported against one another, for example these elements can be pegged, coupled, locked together in the manner of a bayonet joint or screwed together in different positions, with each position having a different distance between Fixes anchoring element and free face of the spacer or concrete body.
According to a preferred embodiment of the invention, on the anchoring element and on the spacer there are, for example, two pairs of diametrically opposed pairs lying in different planes
End face parts are provided which each extend over approximately a quarter circle, so that the elements with the respectively protruding end parts can be plugged into one another or alternatively for the purpose
Achieving a greater distance - support each other with the end faces of the protruding parts.
In the last-mentioned case, in view of the great tension force that is to be transmitted by the elements as a compressive force, it is important that the respectively higher, protruding end face parts of the two elements coincide exactly when they come to rest on one another. To ensure this
In the case of end anchoring for prestressed concrete rods whose end to be anchored is provided with a thread, cover can, according to a further feature of the invention, be the anchoring element designed as a nut on at least one of its higher end face parts, an effective stop in the direction of rotation of the nut for a stop which is also higher Have end face part of the spacer assigned stop, these stops then being arranged in such a way
that they lock the nut with the spacer when tightening the nut in a position in which the associated higher end faces of both elements are exactly opposite each other and with correct
Press fit together.
According to another embodiment of the invention, the spacer rotatable about the axis of the prestressed concrete rod can rest on the anchoring element via helical or screw surfaces
Anchoring element is formed in a manner known per se as a movable abutment for at least one, preferably two opposite, anchoring wedges engaging the prestressed concrete rod.
In order to ensure an absolutely symmetrical course of the plane in which the compressive forces to be transmitted run in relation to the rod center, the anchoring element as well as the spacer element rotatable around the axis of the prestressed concrete rod can each have two each over half a circular arc Extensive wall surfaces must be equipped, which are consistently the same height in the course of each diameter of the element.
The anchoring element and spacer then come into contact reliably in such a way that stress on the anchoring elements running in an eccentric plane, which would be dangerous in view of the high forces to be transmitted, appears to be avoided in any case.
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- 4 is removed from its seat on the anchor plate 10. When the tension is maintained, the spacer 4 is finally unscrewed on the fully pre-tensioned rod. until that end face which faces the concrete body 1 rests snugly on the anchor plate 10. The tensioning device 14 can now be finally released, and the rod 2 is fixed precisely in its correct tensioning position.
The mode of operation of the variant embodiment according to FIG. 6 is similar. Instead of the continuous one
Thread 17 of the embodiment according to FIG. 5 occurs here two discontinuously adjoining one another
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extend over the course of each diameter of the elements 3 and 4 consistently at exactly the same height; the slope of the helical surfaces 18 is chosen so that they have a self-locking effect, d. H. unscrewing under axial pressure is excluded.
The change in distance between the movable abutment 3 and the anchor plate 10 or the concrete body 1 caused by the final tensioning of the tie rod 2 to full pre-tension can now be compensated for by rotating the loosely seated spacer 4 around the rod axis, whereby due to the arrangement of two, In diametrically opposite surface parts of helical surfaces of the same height, it is ensured that the transfer surfaces for the compressive forces of the preload are always diametrically opposed to each other and that no force distribution can take place in an eccentric plane.
In the case of the wedge anchoring described last in a movable abutment, a so-called double-acting press can be used with advantage, which inevitably presses the wedges into the abutment when the armoring is partially relieved.
Of course, in addition to the exemplary embodiments described and illustrated, numerous other examples are within the scope of the invention. Variants are conceivable without departing from the scope of the invention; In particular, a very varied configuration of the spacers is possible in order to achieve the effect sought by the invention.
PATENT CLAIMS;
1. A method for pre-stressing and relieving tensioning and relieving of unconnected re-stressed concrete rods running in the concrete body to be prestressed, with an anchoring element engaging the rod surface, which is indirectly supported via a spacer against the end face of the concrete body to be prestressed, the anchoring element and spacer being equipped with mutually opposing end face parts at different heights which come to lie one inside the other in different positions when these two elements are rotated, so that these elements mesh with one another to different depths, characterized in that the individual prestressed concrete rods are tensioned by means of a tensioning device engaging at their free end,
that then the anchoring element and the spacer with their oppositely directed end face parts are brought into a position to each other by twisting, in which they result in a distance corresponding to the rod expansion, supported against the concrete body, whereupon the clamping device can be removed and that finally. to relax and regain the rod, the rod is again tensioned by means of a tensioning device acting on the free end, so that the anchoring element and spacer can be rotated tension-free into an interlocking position of the smallest distance or removed from the rod end.