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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorspannen von mehreren hintereinander liegenden Spannbetonfahrbahnplatten, die an Ort und Stelle in einem beliebig langen Bett betoniert werden, nachdem zuvor zwischen den Enden des Bettes Spannglieder angeordnet und unter Vorspannung gesetzt wurden, die vom Beton mit Ausnahme einer freien Dehnlänge jeweils im Bereich der Bauteilenden umhüllt werden und mit dem voll abgebundenen Beton in direktem Verbund stehen, wobei zur Einleitung einer Teilvorspannung in den Beton während des Abbindevorganges einzelne Spannglieder in den Fugen zwischen den Spannbetontauteilen bzw. vor den Stirnkanten der Spannbetonbauteile am Ende des Bettes durchgeschnitten werden.
Bei der Herstellung von Fahrbahnen aus einzelnen Spannbetonplatten ist es grundsätzlich erwünscht, während des Abbindevorganges des Betons die Vorspannkraft stufenweise aufzubringen, um z. B. Schwindrisse in dem frischen Beton zu vermeiden. Dieses stufenweise Aufbringen der Vorspannkraft, bei der der Beton nur etwa entsprechend seiner jeweils erreichten Druckfestigkeit beaufschlagt wird und noch nicht die endgültige Gesamtvorspannung bekommt, wird auch als Teilvorspannung bezeichnet.
Es ist bekannt, Spannbetonbauteilen, insbesondere Fahrbahnplatten, dadurch eine stufenweise Teilvorspannung zu erteilen, dass die Spanndrähte, die über zahlreiche dieser Platten in deren Längsrichtung durchlaufen können, im Fugenbereich zwischen einzelnen Platten in zeitlichen Abständen aufeinander folgend durchschnitten werden. Vor dem Einbringen des Betons wird die gesamte Spannkraft der gespannten Drähte von den Widerlagern aufgenommen, so dass der Beton unmittelbar nach dem Betonieren spannungslos ist. Werden nun in den Fugen einzelne Drähte im Bereich der freien Dehnlänge durchgetrennt, so wirken die dadurch freiwerdenden Kräfte auf den Beton und ergeben entsprechend der Anzahl der durchgeschnittenen Drähte die beabsichtigte Vorspannung des Betons. Dabei verkürzen sich die Platten elastisch, so dass sich die Fuge zwischen den Platten vergrössert.
Diesem Verfahren haftet jedoch der grundsätzliche Nachteil an, dass die durch das Durchschneiden einzelner Spanndrähte freiwerdende Spannkraft zumindest teilweise von den restlichen, noch nicht durchschnittenen Drähten aufgenommen wird und sich somit nicht auf den Beton auswirken kann. Dies liegt daran, dass, wie im Spannbeton allgemein üblich, bei allen Materialspannungen im elastischen Bereich, also unterhalb der Streckgrenze gearbeitet wird, so dass infolge des hohen Elastizitätsmoduls des Stahles schon eine relativ geringe zusätzliche Dehnung eine stärkere Spannungserhöhung zur Folge hat.
Um die zur Aufbringung der erforderlichen Teilvorspannung auf den Beton nötige zusätzliche Dehnung der noch nicht durchschnittenen Spannglieder zu erzielen, muss deshalb entweder von einer relativ niedrigen, also unwirtschaftlichen Vorspannung ausgegangen werden, oder es muss die freie Dehnlänge. in der die Spannglieder an den Fahrbahnstössen nicht im Verbund mit dem Beton stehen, unverhältnismässig gross gemacht werden, was auf Grund des bisher bekannten nur unter Inkaufnahme unerwünscht breiter Querfugen möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Teilvorspannung bei der Herstellung von Spannbetonfahrbahnplatten so zu verbessern, dass die beim Durchschneiden der Spannglieder frei werdenden Kräfte voll in den Beton eingeleitet werden können.
Die gestellte Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass Spannglieder aus einem Werkstoff verwendet werden, der nach Erreichen der Streckgrenze noch eine ausgeprägte plastische Dehnbarkeit ohne wesentliche Spannungserhöhung aufweist, dass bei einer Fahrbahnplattenlänge von mehr als 10 m, vorzugsweise von 150 m die freie Dehnlänge auf wenigstens l /oo, vorzugsweise nicht mehr als 1%, der Länge eines Spannbetonbauteiles bemessen wird und dass die Spannglieder vor dem Betonieren mit mehr als 90%.
vorzugsweise 95%, der Streckgrenzenspannung vorgespannt werden, so dass nach dem Durchschneiden einzelner Spannglieder die jeweils noch nicht durchgeschnittenen Spannglieder im Bereich ihrer freien Dehnlänge, in dem sie nicht vom Beton kraftschlüssig umhüllt sind, über ihre Streckgrenze hinaus beansprucht werden, sich aber vorzugsweise noch im Anfang des Fliessbereiches befinden und eine Gleichmassdehnung erfahren. Dabei bedeutet der Begriff "Gleichmassdehnung", dass die Spannglieder eine im wesentlichen plastische Dehnung ohne nennenswerten Spannungszuwachs ausführen, wie diese in dem weiter unten noch besprochenen Spannungs-Dehnungs-Schaubild für das Gebiet zwischen der Streckgrenze und der Bruchgrenze charakteristisch ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren verlässt mithin die bisherige Regel, nur im elastischen Bereich zu arbeiten.
Vielmehr werden die Spannglieder bereits beim Vorspannen bis nahe an die Streckgrenze beansprucht, so dass nach dem Aufbringen der Teilvorspannung durch Lösen eines Teiles der Spannglieder bei jedem Fahrbahnplattenstoss die noch nicht gelösten Spannglieder auf ihrem freien, nicht im Verbund mit dem Beton stehenden Längenbereich oberhalb ihrer Streckgrenze, jedoch noch im Beginn ihrer plastischen Dehnbarkeit, beansprucht werden. Das bedeutet, dass diese Teile der Spannglieder auch bei dem nun einsetzenden Schwinden des Betons zwar eine weitere Dehnung, jedoch keine erhebliche Spannungserhöhung erfahren, und somit die durch das Durchschneiden einzelner Spannglieder freiwerdende Spannkraft praktisch voll in den Beton eingeleitet werden kann.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird somit eine optimale Aufbringung der Teilvorspannung auf den Beton erreicht, und zugleich wird verhindert, dass die noch nicht durchschnittenen Glieder infolge einer zunehmenden Spannungserhöhung bei nicht ausreichend bemessener freien Dehnlänge zu Bruch gehen können.
Weiterhin wirkt sich das erfindungsgemässe Verfahren dahingehend vorteilhaft aus, dass auch solche
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Dehnungsänderungen, die durch z. B. Temperaturänderungen in der Fahrbahnplatte bedingt sind, sich nicht in stärkeren Spannungsänderungen oder in einer Bruchgefahr für die noch nicht gelösten Spannglieder auswirken können.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kann es günstig sein, dass den Spannbetonbauteilen durch in zeitlichen Abständen aufeinanderfolgendes Durchschneiden einzelner oder mehrerer Spannglieder eine stufenweise erhöhte Teilvorspannung erteilt wird, bis zur Aufbringung der Endvorspannung schliesslich sämtliche
Spannglieder vor den Stirnkanten bzw. in den Fugen der Spannbetonbauteile durchschnitten werden.
Die Aufbringung der End-Vorspannung auf die Spannbetonbauteile erfolgt bei dem erfindungsgemässen
Verfahren in jedem Fall durch Durchschneiden aller Spannglieder, und dies geschieht zu einem Zeitpunkt, zu dem der Beton in der Lage ist, die volle Vorspannkraft der Spannglieder mit direktem Verbund (Haft- oder
Scherverbund) aufzunehmen.
Die Übertragung der Teilvorspannung auf den Beton während des Abbindevorganges kann ebenfalls grundsätzlich mit direktem Verbund erfolgen, in welchem Fall an sich im Fugenbereich der Spannbetonbauteile keine besonderen Massnahmen mehr getroffen zu werden brauchen. Es kann jedoch häufig erwünscht sein, die
Spannbetonbauteile während des Abbindevorganges schon mit einer höheren Teilvorspannung zu versehen, als sie mit direktem Verbund vom Beton aufgenommen werden kann.
In zweckentsprechender Weiterentwicklung des erfindungsgemässen Verfahrens ist deshalb vorgesehen, dass die Teilvorspannung nach dem Durchschneiden einzelner Spannglieder zumindest teilweise durch Stirnplatten, durch die die Spannglieder durchlaufen und an denen sie im Fugenbereich unter Freilassung des Bereiches der freien Dehnlänge verankert sind, auf die
Stirnkanten der Spannbetonbauteile übertragen wird.
Zwar ist es an sich bekannt, eine Teilvorspannung auf Spannbetonbauteile dadurch aufzubringen, dass die
Spannglieder in Stirnplatten verankert sind, die ihrerseits verschieblich gelagert sind und im Laufe des
Abbindevorganges des Betons sukzessiv in Richtung auf die Spannbetonbauteile verschoben werden. Dabei sind die Spannglieder jedoch nicht im Spannbett über viele Fugenbereiche hinweg durchlaufend angeordnet, sondern haben nur jeweils die Länge eines einzelnen Bauteiles, wobei zur Erzeugung der sukzessiven Verschiebung der
Stirnplatten besondere, aufwendige Geräte erforderlich sind.
Dies ist ein wesentlicher Unterschied zur Erfindung, die grundsätzlich von im Spannbett durchgehenden Spanngliedern ausgeht und die Teilvorspannung durch Durchschneiden einzelner Spannglieder im Fugenbereich, also ohne zusätzlichen Aufwand an besonderen Geräten zur Teilvorspannung, erzeugt.
Der Vorschlag der Erfindung beschränkt sich nicht nur auf das Verfahren zum Aufbringen der Vorspannkraft auf Spannbetonbauteile im durchgehenden Spannbett, sondern erstreckt sich auch auf Einrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens, durch die noch weitere, wesentliche Vorteile der Erfindung zur Auswirkung gebracht werden können.
Bei einer Gruppe dieser Einrichtungen wird in Hinsicht auf die tatsächliche Fugenbreite zwischen den Spannbetonbauteilen eine weitere Verbesserung geschaffen. Bei dem bekannten eingangs diskutierten Vorschlag und auch bei dem vorangehend geschilderten erfindungsgemässen Verfahren, wenn dieses ohne die nachfolgend beschriebenen Massnahmen durchgeführt wird, ergeben sich nämlich zwangsläufig stets verhältnismässig grosse Fugenbreiten zwischen den Spannbetonbauteilen, weil der Fugenbereich an die freie Dehnstrecke der Spannglieder im Fugenbereich angepasst und somit lang genug sein muss, damit die Spannglieder die Dehnungen infolge der Verkürzung der Bauteile durch die Teilvorspannung bis zum Trennen des letzten Spanngliedes aufnehmen können.
Dies kann mitunter hingenommen werden, stellt aber häufig, insbesondere bei der Herstellung langer Fahrbahnen im Spannbett, einen Nachteil dar, weil der kontinuierliche Betoniervorgang im Fugenbereich unterbrochen wird, nachträglich einzubauende Fugenkonstruktionen erforderlich werden, störende Arbeitsfugen entstehen und sich die breiten Fugenbereiche nur schwierig nachträglich unter Vorspannung setzen lassen.
Es lassen sich dagegen sehr schmale Fugenbreiten dadurch erzielen, dass sich der Bereich der freien Dehnlänge der Spannglieder nicht nur über die tatsächlichen Fugenbreiten erstreckt, sondern, von den Stirnseiten der Spannbetonbauteile ausgehend, in die Spannbetonbauteile hineinreicht, wobei Mittel vorgesehen sind, die im Bereich der freien Dehnlänge einen Verbund zwischen den Spanngliedern und dem Beton verhindern.
Vorzugsweise ist daher zur Verhinderung eines Verbundes zwischen den Spanngliedern und dem Beton in dem vom Beton überdeckten Bereich der freien Dehnlänge auf den Spanngliedern ein bituminöser Überzug aufgebracht.
Durch diese Massnahme hat man es in der Hand, die freie Dehnlänge der Spannglieder unabhängig von der tatsächlichen Fugenbreite zu wählen, dass die freie Dehnlänge ausreichend gross bemessen werden kann, wie es zur Erzielung der Teilvorspannung erforderlich ist, während zugleich die eigentliche Fugenbreite so klein gehalten werden kann, dass sie gerade zum Trennen der Spannglieder ausreicht (was meist einfach durch Brennschnitt erfolgt). Die Mittel zur Verhinderung eines Verbundes zwischen den Spanngliedern und dem Beton stellen dabei die erforderliche freie Dehnlänge der Spannglieder sicher, und anderseits entsteht am Stoss zweier Fahrbahnplatten nur eine schmale Fuge, die leicht in üblicher Weise durch eine aufgelegte Metallplatte oder Fingerkonstruktion überbrückt werden kann.
Somit können mehrere hintereinanderliegende Fahrbahnplatten in
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ununterbrochenem Betoniervorgang hergestellt werden, und die übrigen Nachteile der bisherigen grossen Fugenbreiten sind ebenfalls vermieden.
Bei Verwendung von Stirnplatten lässt sich die Fugenbreite besonders günstig dadurch vermindern, dass die Spannglieder im Abstand von den Stirnplatten an Längslaschen verankert sind, die ihrerseits mit den Stirnplatten verbunden sind und sich von diesen in die Spannbetonbauteile hinein erstrecken, wobei die Verankerungsmittel für die Spannglieder in der Nähe der freien Enden der Längslaschen vorgesehen sind. Durch diese Massnahme wird einerseits wieder erreicht, dass die Teilvorspannung nicht allein durch direkten Verbund auf die Spannbetonbauteile übertragen zu werden braucht, und weiterhin ist sichergestellt, dass auch die von der freien Dehnlänge erfassten Randgebiete der Spannbetonbauteile eine ausreichende Teilvorspannung erhalten.
Weiterhin können die Stirnplatten Teile der bei Spannbetonfahrbahnplatten meistens erforderlichen Fugenkonstruktionen sein, stellen also keinen zusätzlichen Aufwand dar.
Beim Trennen einzelner Spannglieder erfahren die Längslaschen, die mit den betreffenden Spanngliedern verbunden sind und bis zum Trennen dieser Spannglieder spannungsfrei waren, eine gewisse Dehnung, während die im Längenbereich dieser Längsglieder liegenden Teile der betreffenden Spannglieder spannungslos werden, sich also etwas verkürzen. Um diese Längenänderungen von dem im Abbinden begriffenen Beton möglichst fernzuhalten, kann zweckmässig weiterhin vorgesehen sein, dass nicht nur die in der freien Dehnlänge verlaufenden Teile der Spannglieder in geeigneter Weise vom Beton isoliert, beispielsweise mit Bitumen umhüllt werden, sondern dass auch die Längslaschen mit einem geeigneten Isoliermaterial, z. B.
Bitumen umhüllt sind, und dass die Längslaschen sowie die Befestigungsmittel für die Spannglieder an ihren Stirnflächen durch eine leicht zusammendrückbare Einlage aus z. B. Hartschaumstoff, gegenüber dem Beton frei beweglich sind.
Wenn das Aufbringen der Teilvorspannung entsprechend dem fortschreitenden Abbinden des Betons in mehreren Stufen erfolgt, d. h. zeitlich nacheinander weitere Spannglieder im Bereich ihrer freien Dehnlänge durchschnitten werden, werden beim Durchschneiden weiterer Spannglieder, die bereits durch das Durchschneiden der Spannglieder der ersten Stufe zusätzlich beanspruchten und gedehnten Spannglieder nochmals zusätzlich gedehnt. Um trotzdem die prozentualen Dehnungen und damit auch die Bruchsicherheiten für alle Spannglieder annähernd gleich zu halten, kann vorgesehen sein, die Länge der Längslaschen der erforderlichen Dehnung der an ihnen befestigten Spannglieder anzupassen, also die Längslaschen für die Befestigung der in der ersten Stufe der Teilvorspannung durchgeschnittenen Spannglieder kürzer auszuführen als für die übrigen Spannglieder.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren ist es möglich, jeden einzelnen Spannbetonbauteil, z. B. jede einzelne Fahrbahnplatte, für sich in einem beliebig langen Spannbett vorzuspannen. Dabei treten durch das Trennen einzelner Spannglieder am Fahrbahnplattenstoss freie Kräfte in Längsrichtung auf.
Die Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens sehen deshalb weiterhin vor, die zwischen dem Ende einer einzeln teilvorzuspannenden und der daran anschliessenden Fahrbahnplatte liegende Fuge örtlich festzulegen, u. zw. dadurch, dass in an sich bekannter Weise im Fugenbereich der Spannbetonbauteile vorgesehene Betonschwellen oder anderweitig verfestigte Bereiche unterhalb der Fugenöffnung mit Aussparungen versehen sind, in welche herausnehmbare Ankerplatten eingesetzt sind, die mit Ausnehmungen für die Spannglieder und für die Durchführung der Trennschnitte an den Spanngliedern versehen sind und während des Teilvorspannens die Lager der Stirnplatten gegenüber den als Zwischenwiderlager wirkenden Betonschwellen festlegen.
Nach dem Trennen der Spannglieder nimmt diese Ankerplatte den an der betreffenden Stossstelle frei werdenden Teil der Vorspannkräfte auf und überträgt ihn auf die nun als Spannwiderlager wirkende Betonschwelle od. dgl. Nach dem vollständigen Abbinden des Betons und Trennen sämtlicher Spannglieder herrscht an der Stossstelle wieder Kräftegleichgewicht, und die Ankerplatte kann herausgezogen werden.
Es ist jedoch nach dem erfindungsgemässen Verfahren auch möglich, mehrere Fahrbahnplatten gleichzeitig vorzuspannen, falls die Betoniergeschwindigkeit dies erlaubt. In diesem Falle braucht zwischen zwei gleichzeitig teilvorzuspannenden Fahrbahnplatten keine Ankerplatte eingeführt zu werden.
Beim Trennen einzelner Spannglieder erhalten in einem Fahrbahnplattenstoss die innerhalb der zuerst betonierten und teilvorgespannten Fahrbahnplatte liegenden Längslaschen Zugspannungen, die innerhalb der anschliessenden Fahrbahnplatte liegenden Längslaschen, an denen noch nicht gelöste Spannglieder befestigt sind, dagegen Druckspannungen. Um die letzteren Längsglieder möglichst leicht zu halten und doch am Ausknicken zu hindern, ist zweckmässigerweise vorgesehen, sie so kurz wie aus konstruktiven Gründen möglich auszuführen. Die freie Dehnlänge der Spannglieder wird somit zum überwiegenden Teil in die zuerst teilvorzuspannende Fahrbahnplatte gelegt. Die in dieser Fahrbahnplatte liegenden Längsglieder werden dadurch entsprechend länger, was jedoch belanglos ist, da sie ausschliesslich Zugspannungen aufzunehmen haben.
Die Längslaschen sind zweckmässig mit einem länglichen, z. B. rechteckigen Querschnitt ausgeführt und stehen im Querschnitt senkrecht, wobei sie in ihren Höhenabmessungen so beschränkt sind, dass geschlossene Betonoberflächen entstehen. Die Stirnplatten können als Winkelplatten ausgebildet sein, wobei der Winkel an der Fugenoberkante liegt und-wenn die Fuge später durch ein Abdeckblech od. dgl. abgedeckt werden soll-zugleich als Auflager für die Fugenabdeckung dienen kann. In diesem Fall ist es zweckmässig, die für die Druckspannungen vorgesehene kürzere Längslasche nicht nur an dem senkrechten Teil der Stirnplatte, sondern
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auch noch an dem Winkelschenkel anzuschweissen, um sie gegen Knickgefahr besser auszusteifen.
Um die Zahl der in einem Zuge zu betonierenden Fahrbahnplatten von der Länge der zur Verfügung stehenden Spannglieder unabhängig zu machen, kann weiterhin vorgesehen sein, dass die beim Teilvorspannen einer Fahrbahnplatte in der daran anschliessenden Platte liegenden Längslaschen mit je zwei Verankerungsmitteln für Spannglieder versehen sind, so dass diese Längslaschen gleichzeitig als Stossstellen für die Spannglieder verwendet werden können. Durch diese Massnahme kann das erfindungsgemässe Verfahren auch dann für eine beliebige Anzahl von in einem Zuge zu betonierenden Fahrbahnplatten verwendet werden, wenn nur
Spannglieder in kürzerer Länge zur Verfügung stehen.
Eine weitere Massnahme, die insbesondere dann zur Auswirkung kommt, wenn Spanngliedmaterial in grösserer Länge verfügbar ist, besteht darin, die Stirnplatten und Längslaschen sowie deren Verankerungsmittel mit nach unten offenen Aussparungen für die Spannglieder zu versehen, so dass sie nach Einlegen der
Spannglieder in das Spannbett und nach dem Spannen der Spannglieder von oben über die Spannglieder geschoben werden können. Dabei sind vorzugsweise je Spannglied zwei zu beiden Seiten des Spanngliedes verlaufende Längslaschen vorgesehen.
Durch das nachträgliche Anbringen der Stirnplatten-Einrichtungen wird erreicht, dass beispielsweise 750 m lange Spannglieder von fahrbaren Abwickelvorrichtungen aus abgerollt werden können, ohne dass die meist gerippten Spannglieder über die empfindliche Gleitschicht des Unterbetons geschleift und an jeder Stossstelle durch die Konstruktionsteile hindurchgefädelt werden müssen. Die Schnelligkeit und
Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemässen Verfahrens wird dadurch ganz wesentlich gesteigert.
Eine Massnahme, die die Wirtschaftlichkeit der Erfindung insbesondere in solchen Fällen verbessert, wo die sichere Aufnahme der Vorspannkräfte an den Enden des Spannbettes durch im Boden verankerte Widerlager infolge ungünstiger Bodenverhältnisse nicht oder nur mit unverhältnismässig hohem Aufwand erreichbar ist, besteht darin, dass der normalerweise als Unterlage für die verhältnismässig dünne Fahrbahnplatte erforderliche
Unterbeton als Druckglied für das Spannbett herangezogen wird, was nur einen geringen Mehraufwand bei der
Herstellung des Unterbetons erfordert. Die hiezu gegenüber einer üblichen Unterbetonschicht anzuwendenden
Massnahmen erstrecken sich im wesentlichen auf die Aufnahme des Biegemoments, das infolge der Höhendifferenz zwischen den Spanngliedern in der Fahrbahnplatte und dem Schwerpunkt des Unterbetons auftritt.
Unter den verschiedenen Möglichkeiten zur Aufnahme dieses Moments soll hier nur eine besonders einfache genannt werden. Sie besteht darin, dass an jedem Ende des Spannbettes ein kurzes Stück des Unterbetons bewehrt und so als Momentenwiderlager ausgebildet wird, dass es durch sein Eigengewicht das auftretende Moment aufnimmt. Dadurch wird erreicht, dass der eigentliche Unterbeton auf der gesamten Länge des Spannbettes praktisch momentfrei bleibt und nicht oder nur unwesentlich verstärkt zu werden braucht, um die beim Vorspannen auftretenden Druckkräfte aufzunehmen.
Die Verwendung des Unterbetons als Spannbett-Druckglied wirkt sich dann besonders vorteilhaft aus, wenn z. B. bei sehr schlechten Bodenverhältnissen mit einem relativ kurzen Spannbett gearbeitet werden muss, so dass jedes Nachgeben der Widerlager bereits eine erhebliche Verringerung der aufgebrachten Vorspannung zur Folge haben würde, oder wenn bei gegen die Spannbetonbauteile abgestützem Widerlager die Gefahr einer Krümmung oder Biegung der Spannbetonbauteile entsteht, was besonders bei Fahrbahnplatten von geringer Stärke der Fall sein kann.
Der Unterbeton kann dabei nicht nur zur Aufnahme der Druckkräfte aus der Längsvorspannung herangezogen werden, sondern ebenso auch zur Aufnahme der Druckkräfte aus der Quervorspannung, wenn diese mit direktem Verbund (Spannbettvorspannung) ausgeführt wird. Dabei sind besondere Massnahmen zur Aufnahme von Biegungsmomenten nicht erforderlich, wenn die Vorspannkräfte von den oberen Enden senkrechter zweiarmiger Hebel aufgenommen werden, deren Drehpunkte sich gegen den Unterbeton abstützen und deren untere Enden beiderseits der Fahrbahnplatte durch unter dem Unterbeton verlaufende, wiederverwendbare Zuganker miteinander verbunden sind.
Nachfolgend werden Einzelheiten der Erfindung in einem sich auf die Herstellung von Fahrbahnplatten beziehenden Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen Fig. l im Aufriss eine Übersicht über ein erfindungsgemäss ausgerüstetes Spannbett zur Längsvorspannung mehrerer Fahrbahnplatten, Fig. 2 das Spannungs-Dehnungs-Schaubild eines vorzugsweise verwendeten Werkstoffes für die Spannglieder, Fig. 3 einen Fugenbereich gemäss Fig. l in grösserem Massstab, Fig. 4 die Draufsicht des Fugenbereiches gemäss Fig. 3, Fig. 5 den Querschnitt des Fugenbereiches gemäss Fig. 3, Fig. 6 im Querschnitt eine Anordnung zur Quervorspannung der Fahrbahnplatten.
In der Darstellung der Fig. 1 sind drei im gemeinsamen Spannbett betonierte Fahrbahnplatten--l, 2 und 3-gezeigt. Die Spannglieder --4-- laufen durch die gesamte Länge des Spannbettes durch und werden vom Endwiderlager--5--, auf dem die Spannvorrichtung--6--befestigt ist, vorgespannt, während sie am Endwiderlager--7--verankert sind. Unter jedem Fahrbahnplattenstoss sind in an sich bekannter Weise Betonschwellen--8 und 9--oder andersartig verfestigte Bereiche angeordnet.
Die Fahrbahnplatten--l, 2 und 3--sind an ihren Stossstellen durch Stirnplatten--10, 11,12 und 13--begrenzt, die in der zeichnerischen Darstellung winkelförmig sind, aber auch eben ausgebildet sein können.
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Die Spannglieder --4-- sind in einer weiter unten noch genauer erläuterten Weise mit den Stirnplatten--10 bis 13-verbunden, und die zwischen den Stirnplatten verbleibenden Fugen sind in diesem Beispiel durch Abdeckbleche-14 und 15--überbrückt.
Die Spannglieder --4-- bestehen aus einem Werkstoff, dessen Spannungs-Dehnungs-Schaubild den in Fig. 2 gezeigten Verlauf hat. Dabei sind in üblicher Weise die Dehnung 5 in % auf der Abszisse und die Spannung a in kp/mm2 auf der Ordinate aufgetragen. Während bis zum Erreichen der Streckgrenze bei--16--
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--16-- eingetretenenSpannvorrichtung --6-- im elastischen Bereich, aber nur wenig unterhalb der Streckgrenze--16--gespannt.
Nach dem Einbringen des Betons für die Fahrbahnplatten--], 2 und 3--wird dann ein Teil der Spannglieder - zwischen den Stirnplatten--10 und 11 bzw. 12 und 13--durchgeschnitten, wobei die übrigen Spannglieder im Bereich ihrer freien Dehnlänge-26--bis oberhalb ihrer Streckgrenze--16--, jedoch nur im ersten Bereich ihrer plastischen Dehnbarkeit, also bis etwa zum Punkt--18--des in Fig. 2 gezeigten Spannungs-Dehnungs-Schaubildes, gespannt werden.
Sie erfahren somit zwischen ihren Befestigungsstellen mit den Stirnplatten--10 bis 13-eine Gleichmassdehnung, die ohne wesentliche Spannungserhöhung zu einer zusätzlichen Dehnung und damit über die Stirnplatten-10, 11,12 und 13--bzw. teilweise auch durch Haftverbund mit dem Beton der Fahrbahnplatten zur Einleitung einer Teilvorspannung in die Fahrbahnplatten --l, 2 und 3-führt.
Beim Schwinden des Betons und bei Temperaturänderungen können die noch nicht getrennten
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erhöht wird, besteht immer noch eine ausreichende Sicherheit zur weiteren Dehnung durch Schwinden und Temperaturänderung sowie eine genügende Sicherheit gegen Bruch.
In den Fig. 3 bis 5 ist nun ein Fahrbahnplattenstoss in vergrössertem Massstab dargestellt, um Einzelheiten der Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zu verdeutlichen. Es ist zu erkennen, dass
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in die Fahrbahnplatte--2--hinein. An den Längslaschen --19 und 20-sind Befestigungsmittel--21, 22 und 23--, beispielsweise Schraubanker, für die Spannglieder --4-- vorgesehen.
Durch die Befestigung der Spannglieder --4-- an den Längslaschen--19 bzw. 20-wird die freie Dehnlänge --26-- der Spannglieder --4-- zwischen den Befestigungspunkten-21 und 22-- genügend gross, um eine ausreichende zusätzliche Dehnung bei nur geringer Spannungszunahme zu ermöglichen, und gleichzeitig wird der Zwischenraum zwischen den Stirnplatten--10 und 11--so klein gehalten, dass er leicht durch die Abdeckplatten --14-- überbrückt werden kann und der Betoniervorgang an der Fuge nicht unterbrochen zu werden braucht.
An sich genügt pro Längslasche ein Schraubanker für die Spannglieder--4--. Die demgegenüber zeichnerisch dargestellte Anordnung von zwei Befestigungsmitteln--22 und 23--an den kurzen Längsgliedern --20-- bewirkt, dass dort die Spannglieder --4-- gestossen werden können, falls sie nicht in genügender Länge verfügbar sind, um über die gesamte Länge des Spannbettes durchzulaufen.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass von links nach rechts betoniert wird, dass also
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Längslaschen-19-stets- 2-- liegenden Längslaschen --20-- dagegen, soweit an ihnen beim Teilvorspannen noch nicht gelöste Spannglieder --4-- befestigt sind, auf Druck beansprucht, da in diesen Spanngliedern die Spannung zwischen den Befestigungsstellen--21 und 22--höher ist als innerhalb der Fahrbahnplatte-2--, wo sie noch der ursprünglich aufgebrachten Vorspannung entspricht. Die Längslaschen-19--sind deshalb länger ausgebildet als die Längslaschen--20--, die im übrigen, um ein Ausknicken zu vermeiden, zusätzlich z. B. durch Rippen oder durch Verschweissen mit dem oberen Winkelschenkel der Stirnplatten versteift werden können.
Wie Fig. 4 im Grundriss zeigt, können die nur auf Zug beanspruchten Längslaschen-19a bzw. 19b--
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Beim Aufbringen der Teilvorspannung erfahren die mit den durchschnittenen Spanngliedern verbundenen Längslaschen eine elastische Verlängerung, da sie nunmehr die Spannkraft dieser Spannglieder übernehmen. Sie brauchen dabei aber nicht für die volle Spannkraft bemessen zu sein, weil sich ein Teil der Spannkraft schon sofort durch Haftverbund auf den Beton absetzen wird.
Die Spannglieder--4--sind im Bereich der freien Dehnlänge--26--, d. h. im Längenbereich der Längslaschen--19 und 20--einschliesslich der Befestigungsstellen--21 und 22-ebenso wie auch die Längslaschen--19 und 20--selbst mit einem-in den Fig. 3 und 4 durch einfache Schraffur gekennzeichneten-vom Beton isolierenden Überzug, z. B. aus Bitumen, umhüllt, der die freie Beweglichkeit der Teile in diesem Bereich sichert und zugleich einen Schutz gegen Rosten bildet. Ausserdem sind an den freien Enden der Längslaschen--19 und 20--sowie der Befestigungsmittel--21, 22 und 23--, durch Kreuzschraffur gekennzeichnete, Einlagen --28-- aus einem leicht zusammendrückbaren Material, z. B.
Hartschaumstoff, angeordnet.
In der Betonschwelle--8-ist, wie Fig. 3 zeigt, unter dem Zwischenraum zwischen der Stirnplatte--10 und 11--eine Aussparung--24--vorgesehen, in welche eine Ankerplatte --25-- eingeführt werden kann, die während des Teilvorspannens die an dem Fahrbahnplattenstoss auftretenden freien Kräfte aufnimmt und in die Betonschwelle--8-ableitet.
Die Stirnplatten-10 und 11-sind, wie Fig. 5 zeigt, mit nach unten offenen Aussparungen --29a und
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eingebracht und anschliessend die Spannglieder --4-- mit den Längslaschen--19 und 20--verbunden werden können.
Die Längslaschen reichen nicht bis in die Oberfläche des Betonkörpers, um die Fertiger nicht zu behindern, um die erforderliche Bewehrung einfach in Form von Matten verlegen zu können, und um geschlossene Betonoberflächen zu erhalten. Soll die Fuge später mit dem Abdeckblech --14-- abgedeckt werden, so wird in dem dafür notwendigen Bereich der Beton nachträglich entfernt, und die Längslaschen bzw. Stirnplatten sind dann so hoch geführt, dass sie unmittelbar als Auflager für das Abdeckblech dienen.
Unter den Fahrbahnplatten-l, 2 und 3--ist im dargestellten Beispiel ein Unterbeton--la, 2a und 3a--vorhanden. Dieser kann bei entsprechend guten Bodenverhältnissen durch Bodenvermörtelung oder Bodenverfestigung gebildet sein. Bei besonders schlechtem Baugrund ist dagegen eine besonders zu betonierende Unterbetonschicht erforderlich, die dann auch zur Aufnahme der beim Vorspannen der Spannglieder--4-auftretenden Längskräfte herangezogen werden kann. Die Endwiderlager--5 und 7--dienen in diesem Fall als Momentenwiderlager, so dass die Unterbetonschichten--la, 2a und 3a--keine Biegungsmomente aufzunehmen haben.
Die Unterbetonschichten--la, 2a und 3a-- können weiterhin auch zur Aufnahme der Druckkräfte aus der Quervorspannung der Fahrbahnplatten--l, 2 und 3-herangezogen werden, wenn die Quervorspannung als Spannbetonvorspannung mit direktem Verbund ausgeführt wird. Ein Ausführungsbeispiel für eine derartige Quervorspannung der Fahrbahnplatten ist in Fig. 6 gezeigt.
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der sich über einen vorspringenden Nocken--34--und eine Druckplatte--35--an der Unterbetonschicht - la-abstützt und der durch einen unterhalb der Unterbetonschicht--la--liegenden Zuganker--33-- gegen Kippen gesichert ist. Beim Spannen der Querspannglieder--30--wird gleichzeitig der zugehörige Zuganker--33--angespannt, was durch eine geeignete Spannpresse erfolgt.
Nach dem Spannen hat die Unterbetonschicht--la--nur reine Druckkräfte aufzunehmen, wobei das Druckstück --32-- eine etwa vertikale Lage besitzt.
Zur Einleitung der Quervorspannkräfte in die Fahrbahnplatte--l--werden die Ankermuttern--36-- der Zuganker--33--langsam gelöst. Dadurch neigt sich das Druckstück--32--, mit dem Nocken--34-als Schwenkpunkt, an seinem oberen Ende zur Fahrbahnplatte hin, so dass sich die Spannung der Querspannglieder langsam auf den Beton absetzt. Sobald die Quervorspannkräfte voll eingeleitet sind, d. h., die Querspannglieder--30--im direkten Verbund die Quervorspannung der Fahrbahnplatte--l--bewirken, wird das Druckstück --32-- entfernt und der Zuganker--33--gezogen. Diese beiden Teile können danach wieder verwendet werden.
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