AT216037B

AT216037B - Verfahren und Einrichtungen zur Herstellung von großflächigen Spannbetonkörpern

Info

Publication number: AT216037B
Application number: AT77859A
Authority: AT
Inventors: Bruno Dipl Ing Freibauer
Original assignee: Bruno Dipl Ing Freibauer
Priority date: 1959-02-03
Filing date: 1959-02-03
Publication date: 1961-07-10

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und verschiedene Einrichtungen zur Herstellung von grossflächigen Spannbetonkörpern, u. zw. insbesondere zur Herstellung von Ortbetonplatten, wie Flugplatzpisten, Strassendecken usw. Ziel der Erfindung ist es, die Herstellung solcher Betonkörper weitestgehend zu vereinfachen und dabei die Güteeigenschaften des Betons zu verbessern. Zweck der Erfindung ist es ferner, ein Verfahren zu schaffen, bei dem die Zahl, Lage und Verteilung der Vorspannbewehrung beliebig gewählt werden kann und das eine geringstmögliche Stärke der fugenlosen Ortbetonplatte auch bei hoher Tragfähigkeit zulässt.

Insbesondere sollen nach dem erfindungsgemässen Verfahren die Vorspannbewehrungen auch mit Verbund im Beton eingebettet werden können, um Arbeitszeit, Arbeitsaufwand und verschiedene zusätzliche Einrichtungen, wie Ankerköpfe, Hüllrohre, Kabelkanäle usw. einsparen zu können. Schliesslich soll auch das Auftreten von Schwindrissen völlig vermieden und dadurch letzten Endes mit geringstem Kosten- und Materialaufwand ein Endprodukt, d. h. eine fugenlos grossflächige Ortbetonplatte, optimaler Beschaffenheit erhalten werden.

Bisher wurden grossflächige Spannbetonkörper der eingangs erwähnten Gattung als Ortbetonplatten meist nicht vor-sondern nachgespannt, d. h. sie wurden mit längsverlaufenden (allenfalls auch mit quer oder diagonal verlaufenden) Kanälen ausgestattet, in denen die Vorspannbewehrung vorerst schlaff untergebracht war. Erst nach dem Erhärten des Betons wurde diese Bewehrung angespannt und die Spannkraft wurde sodann mittels Endverankerungen auf den Betonkörper übertragen. Allenfalls wurde noch durch Einpressen von Feinbeton in die Bewehrungskanäle ein nachträglicher Verbund der Bewehrungen mit der Kanal- bzw. Hü1lrohrwandung bewerkstelligt.

Dieses Verfahren des Nachspannens eines bereits fertigen Betonkörpers ist allerdings in seinen Einzelschritten und in seinem Materialaufwand zeitraubend und kostspielig ; abgesehen davon vermag es auch im obenerläuerten Ablauf das Auftreten von Schwindrissen im Betonkörper nicht zu unterbinden, da der Betonkörper in noch ungespanntem Zustand abbindet und ein sehr wesentlicher Teil der Erhärtung, während die Schwindrisse entstehen, noch in ungespanntem Zustand eintritt. Diese Mängel konnten auch durch Anwendung hydraulisch oder pneumatisch füllbarer Druckkissen als Druckerzeuger nicht verhindert werden.

Bei der meist fabriksmässigen Herstellung von vorgespannten Betonkörpern hingegen wird die Vorspannbewehrung zwischen beweglichen und ortsfest verankerten Widerlagern über das Spannbett längsverlaufend gespannt, bleibt während des Einbringens des Betons gespannt und vermittelt erst später, sobald die Haftfestigkeit des Betons erreicht ist, ihre Spannkraft durch Verbundwirkung auf den Beton.

Die letzterwähnten Vorspannverfahren mit sofortigem Verbund" wurden bisher für grossflächige Ortbetonkonstruktionen der oberwähnten Gattung nicht angewendet, u. zw. insbesondere wegen herstellungstechnischer Schwierigkeiten hinsichtlich der Endverankerung usw. Auch bei diesen Verfahren können übrigens Schwindrisse im Beton schon zu einem Zeitpunkt auftreten, zu dem der Beton mittels Verbundwirkung allein von der Vorspannbewehrung noch keinesfalls unter Spannung gesetzt werden kann, weil hiezu die Haftfestigkeit des Betons noch nicht ausreicht.

Bekanntlich weist der Beton zwar schon innerhalb kurzer Zeit nach dem Einbringen, etwa nach 12 Stunden bei normalen Verhältnissen, eine beim allmählichen Abbinden verhältnismässig rasch anwachsende Druckfestigkeit auf ; die Haftfestigkeit, die nötig ist, um ein Schlüpfen der Bewehrung im Beton hintanzuhalten, tritt aber erst im letzten Stadium des Abbindens bzw. Erhärtens in vollem nötigem Ausmass ein ; in diesem Stadium sind aber dann die Schwindrisse schon aufgetreten. Das nachträgliche Lösen der Endverankerungen und Einleiten der Spannkraft in den Beton vermag zwar die Schwindrisse wieder zu schliessen, nichtsdestoweniger sind sie aber noch vorhanden und bilden Ansätze für künftige Mängel des Betonkörpers.

Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, dass der Verfahrenstyp mit sofortigem Verbund zur Herstellung von grossflächigen Spannbetonkörpern, insbesondere Ortbetonplatten, wie Flugzeugpisten,
Strassendecken usw., bei welchen sich die Vorspannbewehrungen über ein oberflächenfreies, bloss seitlich eingeschaltetes Spannbett erstrecken und die Spannkraft allmählich in dem Mass in den erhärtenden Beton eingeleitet wird, das der jeweils erreichten Druckfestigkeit des abbindenden Betons entspricht, wesentlich besser geeignet ist,

wenn erfindungsgemäss die Spannkraft der unmittelbar mit Verbund im vorzuspannenden Ortbeton eingebetteten Vorspannbewehrungen kurz nach dem Einbringen des Betons in das Spannbett durch schrittweises Lösen der ortsfesten Verankerungen der sich gegen die Stirnseiten des Betonkörpers

abstützenden abnehmbaren Endverankerungen der Bewehrungen auf den noch im Anfangsstadium der Erhärtung befindlichen Betonkörper übertragen wird, und dass nach dem Erhärten des Betons und Erreichen der vollen Haftfestigkeit und Verbundwirkung zwischen Beton und Bewehrung die Endverankerungen der letzteren gelöst und die Stirnschalungen des Betonkörpers entfernt werden.

Hiebei ist besonders vorteilhaft und wirtschaftlich, dass die Vorspannbewehrung mit Verbund im Beton eingebettet ist, so dass nach Erhärten des Betons und Erreichen der vollen Haftfestigkeit und Verbundwirkung zwischen Beton und Bewehrung die Endverankerung der letzteren gelöst und die Stirnschalungen des Betonkörpers sodann entfernt werden können. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dabei dem bisher üblichen vor allem durch wesentliche Material- und Zeitersparnis überlegen : nachgespannte Betonkörper mit vorerst verbundlos oder mit nachträglichem Verbund in Kanälen, Hüllrohren od. dgl. ver-
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der Bewehrungsglieder wegen der beim Vorspannen unweigerlich eintretenden Reibungsverluste und verursachen überdies einen hohen Aufwand an im Beton verbleibender, verlorener Ausrüstung, wie Ankerplatten, Hüllrohren, Ankerköpfen u. dgl.

Es ist allerdings bereits vorgeschlagen worden, den Beton vorgefertigter Baukörper schon während des Abbindens durch die Spannkraft der Vorspannbewehrung unter Druck zu setzen. Einer dieser älteren Vorschläge wollte die Bildung von Haarrissen dadurch vermeiden, dass die Bewehrungsglieder vor dem Einbringen des Betons gespannt und sodann in Spannplatten verankert werden, die während des Betonierens als stirnseitige Schalungswände für den Betonkörper dienen. Diese Spannplatten sollen nach dem Entfernen der Spannvorrichtung den Betonkörper bis zur vollständigen Erhärtung des Betons unter Druck setzen.

Dieser ältere Vorschlag beschränkt sich allerdings auf die Herstellung von Eisenbetonbauteilen, wie Masten u. dgl., in einer umfanggeschlossenen Schalung ; der Gedanke, grossflächige, oberflächenfreie Ortbetonplatten in einer nur seitlich die Ränder begrenzenden Schalung in erfindungsgemässer Weise herzustellen, ist dem älteren Vorschlag fremd. Gerade im genannten Anwendungsgebiet ist aber die Erfindung-wie schon erläutert wurde-mit besonderen Vorteilen verknüpft. Abgesehen davon mangelte dem älteren Erfinder auch die Erkenntnis, dass Spannbetonkörper hergestellt werden können, bei denen nach Entfernen der Endverankerungen die Vorspannbewehrung nur durch Verbundwirkung (Haftung) ihre Spannkraft auf den Beton überträgt.

Es ist ferner auch schon vorgeschlagen worden, die Vorrichtung zum Spannen der Bewehrung kurz nach dem Betonieren anzubringen und die Spannung im gleichen Tempo mit Zunahme der Erhärtung des Betons zu steigern. Es ergibt sich hiebei allerdings die Gefahr, dass die Haftung der Bewehrung am Beton noch vor Erreichen der gewünschten Vorspannung so gross wird, dass eine weitere Längung der Bewehrung nicht mehr möglich ist.

Nach der Erfindung ist diese Gefahr zuverlässig dadurch vermieden, dass die sich allmählich zusammenziehende Bewehrung, die von vornherein unter volle Vorspannung gesetzt wurde, den Beton über die allmählich nachrückenden Endverankerungen unter Druck setzt, wobei der wachsende Verbund zwischen Bewehrung und Beton synchron mit der wachsenden Festigkeit des Betonkörpers und mit der wachsenden Vorspannung im Betonkörper voll wirksam werden kann und schliesslich eine Endverankerung überflüssig macht. Der grundsätzliche Unterschied zwischen diesem älteren Vorschlag und dem Gegenstand der Erfindung liegt demnach vor allem darin, dass bei ersterem die Bewehrung aus dem allmählich abbindenden Betonkörper mit wachsender Spannung herausgezogen wird, wogegen sie im letzteren Fall mit dem gedrückten Beton verkürzt wird.

Schliesslich ist es auch schon bekannt, einen Betonkörper vorerst zu entschalen und erst nach vorbestimmter bzw. hinreichender Erhärtung der Betonmasse die vorgesehenen und vorher ermittelten Druckspannungen im Beton durch Anspannen der Bewehrung bis zur zulässigen Grenze in mehreren Spannabschnitten zu erzeugen. Hiedurch sollte der beim Schwinden und Kriechen des Betons entstehende Spannungsabfall ausgeglichen werden. Dieser Vorgang erstreckte sich allerdings auf lange, dem Altern des Betons entsprechende Zeiträume und ist mit dem vorliegenden, erfindungsgemässen Vorschlag, den allmählich abbindenden Beton schon mit dem Beginn des Abbindens unter Spannung zu setzen, nicht wesensverwandt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Enden der Bewehrungsglieder in einer an der Stirnseite des Betonkörpers ortbesweglich gelagerten Verankerung, deren Bewegung regulierbar ist, z. B. einer Spannplatte od. dgl., verankert, mittels welcher der Betonkörper mittelbar oder unmittelbar unter Druck gesetzt wird, sobald er in seinem nur teilweise erhärteten Zustand eine zur Aufnahme der Spannkraft oder eines Teiles derselben ausreichende Druckfestigkeit erlangt hat.

Um die Spannvorrichtung sofort nach Beendigung des Spannvorganges entfernen und wiederverwenden zu können, werden nach einem weiteren Erfindungsmerkmal die Enden der Vorspannbewehrung vorerst an einer ortsfesten Verankerung, z. B. einer Ortbetonschwelle, verankert und werden erst dann gemeinsam mit einer ortsbeweglichen, gegen die Stirnseite des Betonkörpers drückenden Verankerung, z. B. einer Spannplatte, von der ortsfesten Verankerung gelöst, sobald der noch nicht erhärtete Betonkörper eine zur Aufnahme der Spannkraft bereits ausreichende Druckfestigkeit erlangt hat.

Schliesslich kann im Rahmen der Erfindung die von der ortsbeweglichen Verankerung, z. B. einer Spannplatte, auf die Stirnseite des Betonkörpers ausgeübte Spannkraft mit fortschreitender Abbinde- festigkeit des Betons auch allmählich, z. B. stufenweise, erhöht werden, wobei in diesem Falle die Enden der Vorspannbewehrung aus der Spannvorrichtung bzw. aus einer ortsfesten Verankerung erst nach Er-

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erläutert, welche1.

Verfahren zur Herstellung von grossflächigen Spannbetonkörpern, insbesondere Ortbetonplatten, wie Flugzeugpisten, Strassendecken usw., bei welchen sich die Vorspannbewehrungen über ein oberflächenfreies, bloss seitlich eingeschaltetes Spannbett erstrecken und die Spannkraft allmählich in dem Mass in den erhärtenden Beton eingeleitet wird, das der jeweils erreichten Druckfestigkeit des abbindenden Betons entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannkraft der unmittelbar mit Verbund im vorzuspannenden Ortbeton eingebetteten Vorspannbewehrungen kurz nach dem Einbringen des Betons in das Spannbett durch schrittweises Lösen der ortsfesten Verankerungen der sich gegen die Stirnseiten des Betonkörpers abstützenden,

abnehmbaren Endverankerungen der Bewehrungen auf den noch im Anfangsstadium der Erhärtung befindlichen Betonkörper übertragen wird, und dass nach dem Erhärten des Betons und Erreichen der vollen Haftfestigkeit und Verbundwirkung zwischen Beton und Bewehrung die Endverankerungen der letzteren gelöst und die Stirnschalungen des Betonkörpers entfernt werden.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Vorspannglieder in einer an der Stirnseite des Betonkörpers ortsbeweglich gelagerten Verankerung, deren Bewegung regulierbar ist, z. B. einer Spannplatte od. dgl., verankert werden, mittels welcher der Betonkörper mittelbar oder unmittelbar unter Druck gesetzt wird, sobald er im Stadium des allmählichen Abbindens eine zur Aufnahme der Spannkraft oder eines Teiles derselben ausreichende Festigkeit erlangt hat.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Vorspannbewehrung nach Beendigung des Spannvorganges vorerst an einer ortsfesten Verankerung, z. B. einer Ortbetonschwelle, verankert werden, um die Spannvorrichtung sodann enfernen zu können, und dass die Bewehrung mit der ortsbweglichen Verankerung, z. B. einer Spannplatte, von dieser ortsfesten Verankerung, vorzugsweise allmählich, gelöst wird, sobald der Betonkörper eine zur Aufnahme der Spannkraft oder eines Teiles derselben ausreichende Festigkeit aufweist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise von einer ortsbeweglichen Verankerung, z. B. einer Spannplatte, auf die Stirnseite des Betonkörpers ausgeübte Spannkraft mit fortschreitender Abbindefestigkeit des Betonkörpers allmählich, z. B. stufenweise, erhöht wird und dass die Enden der Vorspannglieder von der Vorspannvorrichtung oder von einer ortsfesten Verankerung erst nach Erreichen der vollen Belastbarkeit des Betonkörpers gelöst werden.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in an sich bekannter Weise eine ortsbewegliche Stirnschalung selbst die Verankerung für die Enden der Bewehrung bildet und die Spannkraft unmittelbar auf den Betonkörper überträgt.

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass unabhängig von einer ortsbeweglichen Stirnschalung (2) für den Betonkörper (1) eine gleich dieser Schalung (2) bewegliche und mittelbar gegen die Schalung abstützbare Verankerung für die Enden <Desc/Clms Page number 5> der Vorspannbewehrung (%), z. B. eine Spannplatte (5), vorgesehen ist, die während des Einbringens des Betons in das Spannbett mittelbar oder unmittelbar ortsfest festlegbar ist (Fig. 1-4).

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur zeitweise ortsfesten Festlegung der ortsbeweglichen Verankerung, z. B. einer Spannplatte (5), eine ortsfeste Verankerung, vorzugsweise in Form einer sich parallel zur Stirnseite des vorzuspannenden Betonkörpers (1) erstreckenden Betonschwelle (8), mit beispielsweise T-förmigem Querschnitt, vorgesehen ist, in welcher Verankerungsdrähte (9), z. B. in Schlaufenform, eingebettet sind, an deren ausragenden Enden die ortsbewegliche Verankerung, z. B. eine Spannplatte (5), festgelegt werden kann, um sodann die Spannvorrichtung entfernen zu können (Fig. 1-4).

8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ortsbewegliche Verankerung, z. B. eine Spannplatte (5 bzw. 5"), über Keile (6) od. dgl. aus der Abstützverspannung lösbare Organe gegen die ebenfalls ortsbewegliche Stirnschalung (2) des Betonkörpers (1) abgestützt ist, um die Stirnschalung (2) nach Lösen der Verankerungs- und Abstützorgane wiedergewinnen zu können (Fig. 1, 2 bzw. 3,4).

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ortsbewegliche Verankerung, z. B. eine Spannplatte (5"), mittels distanzändernder Organe, z. B. Schrauben (10) und Muttern (11), an einer ortsfesten Verankerung, z. B. einer weiteren Spannplatte (5'), gehalten ist, um auch nach Entfernen der Spannvorrichtungen ein allmähliches Einleiten der Spannkraft in den Betonkörper (1) zu ermöglichen.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Herstellung zweier oder mehrerer stirnseitig benachbarter Spannbetonkörper (1) die aneinanderstossenden Vorspann- EMI5.1 die zwischen den einzelnen Betonkörpern paarweise angeordneten Verankerungen ortsbeweglich mittels distanzändernder Organe, z. B. Schrauben (10) und Muttern (11), verbunden sind, um ein allmähliches Einleiten der Spannkraft in die jeweils benachbarten Betonkörper zu ermöglichen.