AT400736B - Spannbündel für vorgespannte tragwerke aus beton - Google Patents

Description

AT 400 736 B

Die Erfindung betrifft ein Spannbündel für vorgespannte Tragwerke, insbesondere aus Beton, wobei die Spannbündel aus mehreren, in einer geordneten Konfiguration parallel zueinander verlaufenden und einander gegenseitig berührenden Spannelementen bestehen, deren Mittelpunkte an den Ecken gleichseitiger Dreiecke bzw. von Rechtecken oder auf einer geraden Linie liegen und welche von mindestens einem gemeinsamen Kunststoffmantel, vorzugsweise aus Polyäthylen, umhüllt sind, wobei die Zwischenräume zwischen den Spannelementen durch eine dauerplastische Masse ausgefüllt sind, welche auch zwischen die Spannelemente und den Kunststoffmantel eingedrungen ist, welcher Kunststoffmantel die Spannelemente eng umschlossen umgibt sowie Verfahren zu dessen Herstellung und Einbau.

Es ist allgemein bekannt, Spannelemente ungeordnet in ein vorgefertigtes Hüllrohr einzuziehen und den verbleibenden Freiraum mit einer Gleitmasse, beispielsweise Fett, auszupressen. Allerdings kann bei derartig hergestellten Spannbündeln nur eine 50 bis 60%ige Füllung des Querschnittes des Bündels erzielt werden, sodaß ein relativ hoher Platzbedarf in Bezug auf die Belastbarkeit des Spannbündeis gegeben ist. Überdies fällt der Schwerpunkt der Spannelement-Anordnung nicht mit dem Schwerpunkt der Umhüllung, bzw. deren geometrischer Achse, zusammen. Zusätzlich ändert sich an jeder Umlenkstelle, d.h. bei Wechsel des Krümmungssinnes, die gegenseitige Lage der Schwerpunkte. Für Kabel, bei welchen die einzelnen Spannelemente nicht parallel zueinander, sondern im Bündel verdreht vorliegen, wurde vorgeschlagen ("Structural Engineering Intenational”, Volume 1, Number 1, February 1991, pp. 61, 62) die inneren Zwischenräume zwischen den Drähten mit einer Korrosionsschutzmasse auszufüllen. Hierbei ist der innere Mantel auf die Drähte aufgebaut. Beim Spannen dieses Kabels dehnt sich der äußere Mantel mit dem Kabel in gleichem Maße. Dabei wird das Problem, die Reibungskräfte zwischen der Anordnung der Spannelemente und dem Mantel zu vermindern, nicht angesprochen.

Die US-A-3 646 748 offenbart ein Spannbündel für vorgespannte Tragwerke aus Beton, bestehend aus mehreren in einer geordneten Konfiguration schraubenförmig verlaufenden und einander gegenseitig berührenden Spannelementen, deren Mittelpunkte an den Ecken gleichseitiger Dreiecke liegen und welche von mindestens einem gemeinsamen Kunststoffmantel umhüllt sind, wobei die Spannelemente vom Kunststoffmantel eng umhüllt sind und die Innenwandung des Kunststoffmantels an den äußeren Spanngliedern eng anliegt. Hiebei kann das Spannbündel irgendeine Form aufweisen. Hiebei ist vorgesehen, daß eine dauerplastische Masse die Zwischenräume ausfüllt und auch zwischen die Spannelemente und den Kunststoffmantel eingedrungen ist. Hiebei ist nur ein einziges Spannbündel vorgesehen, welches aus mehreren Drähten besteht, die um einen zentralen Draht gewunden sind, was den Nachteil hat, daß nur eine beschränkte Spannkraft erzielt werden kann.

Die AT-PS E 19280 beschreibt ein Vorspannhüllrohr und dessen Herstellung, wobei zur Verbesserung des Gleitens der im Hüllrohr befindlichen Spannglieder eine bestimmte innere Beschichtung des Materials des Hüllrohres vorgesehen ist. In der genannten Patentschrift befindet sich kein Hinweis auf die Konfiguration der Spannelemente innerhalb des Hüllrohres.

Die AT-PS 269 439 zeigt Spannelemente, die nicht von einem gemeinsamen Kunststoffmantel umhüllt sind, vielmehr liegen ihre Oberflächen teilweise frei bzw. direkt in dem Material, in dem das Vorspannglied vorgesehen ist. Das Material, in dem die einzelnen Teilelemente des Spanngliedes eingebettet sind, ist ein Bindemittel, beispielsweise ein Metallkleber, der die Teilelemente kraftschlüssig und schubfest miteinander verbindet.

Der Nachteil der beiden letztgenannten Spannelemente ist ihr allzugroßer Platzbedarf.

Wohl beschreibt die EP-A-393 013 ein Spannbündel, bei welchem die einzelnen Spannglieder des Spannbündels zusammengequetscht werden, sodaß sich ein möglichst kleiner Durchmesser des umwandelnden Bündels ergibt, es ist aber nicht beschrieben, daß sich die Spannglieder eng aneinander angeschlossen berühren sollen und auch vom Kunststoffmantel eng umschlossen sind. Vielmehr sind in nachteiliger Weise die einzelnen Spannglieder von verschiedenen Umhüllungen mit beträchtlicher Dicke umgeben und haben somit voneinander einen deutlichen Abstand. Darüberhinaus ist durch die angesprochene Umhüllung der einzelnen Spannglieder auch ein beträchtlicher Abstand zwischen den Spanngliedern und dem sie umhüllenden Kunststoffmantel gegeben, sodaß dieser die Spannglieder nicht eng umschließt. Damit ist keine weitestgehende Minimierung des Platzbedarfes des Spannbündels bei der bekannten Konstruktion gegeben.

Die WO-A-85/05 394 beschreibt ein Bewehrungselement für Spannbetonkonstruktionen, welches aus einer Kombination von Spanngliedern und schlaffen Bewehrungsstäben besteht. Auf die genaue Konfiguration der Spannglieder wird nicht eingegangen, noch ist beschrieben, daß ein diese Spannglieder gemeinsam eng umschließender Kunststoffmantel vorgesehen ist. Durch die Beabstandung der Spannglieder voneinander und von den vorgesehenen Bewehrungsstäben ist auch eine weitestgehende Minimierung des Platzbedarfes nicht gelöst. Auf die Problemstellung der Herabsetzung der Reibung zwischen Spanngliedern und Kunststoffmantel ist nicht hingewiesen. 2

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Die Spannglieder des Spannbündels gemäß der EP-A-160 135 berühren zwar einander und sind von einem gemeinsamen Kunststoffmantel umhüllt, wobei jedoch die äußeren Spannglieder nicht parallel zueinander verlaufen, sondern verdrillt um das zentrale Spannglied herum angeordnet sind. Darüberhinaus füllt die Umhüllung der einzelnen Spannglieder die zwickelförmigen Zwischenräume zwischen den verdrill-5 ten äußeren Spanngliedern vollständig aus, sodaß ein Gleiten dieser Spannglieder gegenüber dem Mantel nicht möglich ist. Dadurch sind die Spannglieder nicht einzeln oder in Gruppen spannbar.

Durch die Verdrillung kommt es auch zu nachteiligen Veränderungen der Form und des Querschnitts des Spannbündels. Der Kunststoffmantel wird, wie auch beim früheren Ausführungsbeispielen durch Extrudieren aufgebracht, wobei jedoch in beiden Fällen keine Maßnahmen dafür ergriffen werden, daß der io Kunststoffmantel beim fertigen Spannbündel die einzelnen Spannglieder in einer Weise umhüllt, daß er ihnen ausreichend Platz läßt, damit sie innerhalb des Mantels gleiten können.

Schließlich geht die EP-A-105 839 weder auf die Anordnung der einzelnen Spannglieder im Spannbündel, die genaue Anordnung des Kunststoffmantels in Bezug auf die Spannglieder, noch auf die Konfiguration der einzelnen Spannglieder ein und beschäftigt sich nur mit speziellen Materialien für den Kunststoffmantel 75 selbst.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Spannbündel anzugeben, welches die oben angeführten Nachteile bei weitestgehender Minimierung des Platzbedarfes, gleichzeitiger Herabsetzung der Reibung und Beibehaltung der Geometrie des Bündels in jeder Lage vermeidet und wobei Spannelemente auch einzeln oder in Gruppen spannbar sind. 20 Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß jedes Spannelement aus einer Litze besteht. Litzen haben gegenüber anderen Spannelementen wie Drähten den Vorteil, daß sie bei gleicher Spannkraft flexibler sind und daher auf Haspeln mit kleinerem Durchmesser als andere Spannelemente aufgerollt werden können.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können Zwischenräume zwischen den Spannelementen 25 untereinander in an sich bekannter Weise durch eine dauerplastische Masse ausgefüllt werden, sodaß die Masse auch zwischen die Spannelemente und den Kunststoffmantel eingedrungen ist, sodaß die Spannelemente im Kunststoffmantel gleiten können.

Durch die dauerplastische Masse zwischen den Spannelementen selbst und insbesondere zwischen Spannelementen und Kunststoffmantel wird die Reibung weitgehend vermindert, das Spannen, auch 30 einzelner und insbesondere der äußersten Spannelemente erleichtert. Dabei werden alle Vorteile des kompakten Parallel-Bündels beibehalten. Die dauerplastische Masse kann gleichzeitig auch dem Korrosionsschutz der Spannelemente dienen. Hierbei reicht eine Dicke von einem oder wenigen um an den Berührungsstellen zwischen den Spannelementen bzw. diesen und dem Kunststoffmantel für das angestrebte reibungslose Spannen der Elemente aus. Vorzugsweise werden als dauerplastische Masse Gleit-35 massen, z.B. umweit-, insbesondere wasserverträgtliche Fette, vorzugsweise auf Silikon- oder Mineralölbasis, oder Naturprotukte, z.B. auf Rapsbasis verwendet.

Vorteilhafterweise sind die Spannelemente gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung durch zumindest ein umhüllendes Element, beispielsweise eine Folie oder ein Netz aus Kunststoff oder Stahl, zusammengehalten, wodurch die geometrische Konfiguration des Bündels noch stabiler erhalten bleibt. 40 Auch kann dadurch ein Schlagen der Spannelemente gegeneinander bzw. gegen die Innenwandung des Kunststoffmantels vermieden werden, sodaß die Gefahr von Beschädigungen noch weiter reduziert ist.

Bei einer vorteilhaften Variante für die Ausführung des erfindungsgemäßen Spannbündels ist vorgesehen, daß der Kunststoffmantel zumindest einen Teil der von den äußersten Spannelementen außen begrenzten, meist zwickelförmigen Zwischenräume, durch Vorsprünge zumindest teilweise ausfüllt. 45 Um eine weitestgehend freie Beweglichkeit der Spannelemente im Mantel zu gewährleisten, ist gemäß einem zusätzlichen Merkmal vorgesehen, daß für den Kunststoffmantel Materialien mit möglichst niedrigem Reibungs- bzw. Haftkoeffizienten gegenüber dem Material der Spannelemente gewählt sind. Durch dieses zusätzliche Merkmal wird einerseits eine bessere und exaktere Führung der äußersten Spannelemente auch zwischen allenfalls vorgesehenen umhüllenden Elementen sowie eine Reduzierung der notwendigen Menge so an dauerplastischer Masse erzielt.

Selbstverständlich können die Spannelemente einzeln oder in Gruppen korrosionsgeschützt sein, beispielsweise durch eine Kunststoffumhüllung oder eine galvanische Beschichtung.

Vorteilhafterweise wird das beschriebene Spannbündel in einem Verfahren hergestellt, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Spannelemente einander gegenseitig berührend in an sich bekannter Weise 55 durch einen Extruder geführt werden, in welchem der Kunststoffmantel aufgebracht wird, das Spannbündel anschließend mit dem noch erwärmten Kunststoffmantel in einem Vakuum-Kalibrator geführt wird, wobei durch Erzeugen eines Vakuums der Mantel derart an die Wand des Kalibrators gesaugt wird, sodaß beim anschließenden Kühlen und Schrumpfen des Kunststoffmantels dieser den Spannelementen ausreichend 3

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Platz läßt, damit die Elemente im Mantel gleiten können.

Gemäß diesem Herstellungsverfahren wird das Spannbündel in der Konfiguration hergestellt, welche den geringstmöglichen Platzbedarf aufweist und durch das Ansaugen des Kunststoffmantels an die Innenwandung des Kalibrators wird erreicht, daß der Mantel so weit aufgeweitet wird, daß er beim anschließenden Abkühlen und damit verbundenen Schrumpfen nur in einem Maße enger wird, daß die innenliegenden Spannelemente noch genügend Freiheit haben, um gegenüber dem Kunststoffmantel gleiten zu können. Der Mantel muß also so weit aufgeweitet werden, daß seine Innenwandung beim fertigen Spannbündel nicht derart fest anliegt, um ein Gleiten der Spannelemente zu verhindern. Das genaue Ausmaß der notwendigen Aufweitung ist abhängig vom verwendeten Material des Kunststoffmantels, da verschiedene Kunststoffe unterschiedliche Schrumpfungskoeffizienten aufweisen können. Auch der weiter oben angesprochene Reibungs- bzw. Haftkoeffizient des Kunststoffmaterials gegenüber dem Material der Spannelemente beeinflußt die notwendige Aufweitung des Kunststoffmantels. Materialien mit sehr niedrigem Reibungs- bzw. Haftkoeffizienten können fester gegen die Spannelemente gepreßt werden als solche mit hohem Koeffizienten. Während im ersteren Fall geringere Aufweitungen möglich sind, muß im zweiten Fall der Kunststoffmantel so weit nach außen gesaugt werden, daß die Spannelemente nach dem anschließenden Aufschrumpfen des Mantels relativ locker umschlossen sind.

Je nach dem Anwendungsgebiet für das fertige Spannbündel bzw. der gewünschten Vorgangsweise in bezug auf eine anschließende Auspressung des Raumes zwischen den Spannelementen mit unterschiedlichen Substanzen, kann vorgesehen sein, daß die Spannelemente trocken oder mit einer dünnen Schicht einer dauerplastischen Masse umgeben durch den Extruder geführt werden.

Wenn das erfindungsgemäße Spannbündel derart ausgeführt sein soll, daß die Zwischenräume zwischen den Spannelementen durch eine dauerplastische Masse ausgefüllt sein sollen und diese Masse auch die Spannelemente umgeben soll, kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung das Herstellungsverfahren dadurch gekennzeichnet sein, daß die Spannelemente sich gegenseitig berührend durch die dauerplastische Masse geführt werden, wobei die Masse in die inneren und äußeren Zwischenräume der Spannelemente eindringt und die Spannelemente umgibt, worauf die Spannelemente gemeinsam und zusammen mit der daran befindlichen Masse in an sich bekannter Weise durch einen Extruder geführt werden, in welchem der Kunststoffmantel aufgebracht wird.

Um auch beim zuletzt beschriebenen Herstellungsverfahren sicher zu gewährleisten, daß die Spannelemente frei im Kunststoffmantel gleiten können, kann auch hier vorgesehen sein, daß das Spannbündel mit dem noch erwärmten Kunststoffmantel in einem Vakuumkalibrator geführt wird, wobei durch Erzeugen eines Vakuums der Mantel derart an die Wand des Kalibrators gesaugt wird, sodaß beim anschließenden Kühlen und Schrumpfen des Kunststoffmantels dieser den Spannelementen ausreichend Platz läßt, damit die Elemente im Mantel gleiten können.

Um das Führen der Spannelemente zu erleichtern und auch beim fertiggestellten Spannbündel die Konfiguration mit dem geringsten Platzbedarf beibehalten zu können, kann gemäß einem weiteren Verfahrensmerkmal vorgesehen sein, daß die Spannelemente vor, während oder nach dem Durchführen durch dem Extruder bzw. die dauerplastische Masse mit zumindest einem umhüllenden Element umgeben werden.

Das erfindungsgemäße Spannbündel wird vorzugsweise derart eingebaut, daß das komplette Spannbündel in das Tragwerk eingezogen oder auf dieses aufgebracht wird und die Spannelemente gemeinsam, allenfalls in Gruppen oder einzeln, gespannt werden. Danach können die Spannelemente vorzugsweise einzeln, vorzugsweise unter Verwendung von Keilen, in Ankerkörpern verankert werden.

Als einer der letzten Verfahrensschritte beim Einbau des erfindungsgemäßen Spannbündels kann vorgesehen sein, das Spannbündel vor oder nach dem Spannen mit einer dauerplastischen Masse, vorzugsweise Fett, bzw. nach dem Spannen mit einer aushärtenden Masse, vorzugsweise Zement, zu verpressen. Bei Verwendung einer dauerplastischen Masse ist es wie angegeben möglich, sowohl vor als auch nach dem Spannen das Spannbündel zu verpressen, weshalb diese Möglichkeit hauptsächlich dort angewendet wird, wo die Spannelemente auch nach dem ersten Einbau nachgespannt werden müssen, bzw. deren Vorspannung allenfalls vermindert werden soll. Die zweite angegebene Möglichkeit des Verpressens mit einer aushärtenden Masse wird in jenen Fällen Anwendung finden, in welchen das Spannbündel über die gesamte Standzeit keiner Änderung der Vorspannungskräfte unterworfen wird.

Das erfindungsgemäße Spannbündel findet in vorteilhafter Weise Anwendung für innere oder äußere Vorspannungs-Anordnungen in einem Tragwerk aus Beton unter Verwendung mehrerer Spannbündel, zwischen denen an allfälligen Umlenkstellen vorzugsweise Zwischenlagen aus hartem Metall eingelegt werden, wobei die Enden der Spannbündel in einem gemeinsamen Ankerkörper oder in getrennten Ankerkörpern verankert sind. Zwischen den Umlenkstellen sind vorzugsweise mehrere Spannbündel zu einer Gruppe einander berührender Bündel zusammengefaßt. 4

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In der nachfolgenden Beschreibung sollen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Spannbündels näher beschrieben werden.

Dabei zeigt Fig.1 das erfindungsgemäße Spannbündel mit im wesentlichen kreisförmigem innerem Querschnitt des Kunststoffmantels, Fig.2 zeigt das gleiche Spannbündel der Fig.1, jedoch mit einem umhüllenden Element, Fig.3 zeigt eine Variante, bei welcher der Kunststoffmantel in die äußeren Zwischenräume der Spannelemente eindringt. Die Fig.4 zeigt ein Spannbündel mit einem umhüllenden Element der Spannelemente in einer Ausführung entsprechend der Fig.3.

Die Figuren 5 bis 15 zeigen verschiedene Varianten des erfindungsgemäßen Spannbündels mit unterschiedlichen Anzahlen und Anordnungen der einzelnen Spannelemente. Die Fig. 16 zeigt ein erfindungsgemäßes Spannbündel, bei welchem zwei Arten von Spannelementen Verwendung finden. Fig. 17 zeigt eine Umlenkstelle im Tragwerk mit drei Spannbündeln und Fig. 18 einen Schnitt nach der Linie XVIII-XVIII der Fig. 17. Schließlich zeigen die Fig. 19 bis 21 drei Variationen der Anordnung von Spannbündeln, z. B. nach den Fig. 9, 12 und 16.

In den Zeichnungen sind mit 1 die einzelnen Spannelemente des Spannbündels bezeichnet. Hierbei kann es sich beispielsweise um Stäbe, Litzen oder Drähte handeln. Allenfalls können die dargestellten Spannelemente auch selbst wieder aus einzelnen Unterelementen bestehen, welche auch von einem gemeinsamen Mantel umgeben werden können. Die Querschnittsform der einzelnen Spannelemente 1 kann gegebenenfalls auch von der Kreisform abweichen und beispielsweise sechseckig oder oval gestaltet sein. Überdies können die einzelnen Spannelemente 1 wieder aus mehreren dünneren Elementen, beispielsweise Stäben, Litzen oder Drähten aufgebaut sein. Auch Umhüllungen der Spannelemente 1 oder Gruppen davon sind möglich, insbesondere aus Kunststoff oder durch galvanische Beschichtung, um den Korrosionsschutz schon für jedes einzelne Element bzw. jede Gruppe von Elementen sicherzustellen.

Alle Spannelemente 1 sind von einem gemeinsamen Kunststoffmantel 2 umgeben. Dieser ist vorzugsweise aus Polyäthylen oder einem ähnlichen Material hergestellt. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Konfiguration der Spannelemente 1 derart gewählt, daß sich ein Kranz von sechs äußeren Spannelementen um ein zentrales Spannelement herum angeordnet ist. Die Mittelpunkte je dreier benachbarter Spannelemente 1 bilden in diesem Fall ein gleichschenkeliges Dreieck. Für bestimmte Anwendungsgebiete kann es jedoch auch notwendig sein, von dieser Anordnung abweichende Konfigurationen vorzusehen, bei welchen die Mittelpunkte aller Spannelemente 1 auf einer geraden Linie oder je vier Spannelemente in den Ecken eines Quadrates oder eines Rechteckes liegen. So könnten beispielsweise nur drei benachbarte Spannelemente 1 derart angeordnet sein, daß deren Mittelpunkte beispielsweise ein gleichschenkeliges Dreieck bilden (Fig. 5). Die einfachste Anordnung ergibt sich bei zwei nebeneinander liegenden Spannelementen. Das Spannbündel bildet in diesem Fall ein flaches Band (Fig. 6). Es können aber auch drei (Fig. 7), vier (Fig. 8), oder mehrere Spannelemente nebeneinander liegend in einer Reihe angeordnet sein. Des weiteren sind auch zwei oder mehrere übereinander liegende Reihen von Spannelementen denkbar. Beispielsweise ist in Fig. 9 ein Spannbündel dargestellt, bei welchem vier Spannelemente ein Quadrat bilden.

In entsprechender Weise können aber auch zwei Dreierreihen (Fig. 10), zwei Viererreihen (Fig. 11) oder zwei Reihen einer beliebigen Anzahl von nebeneinander liegenden Spannelementen überein anderliegend angeordnet sein. Natürlich sind auch Anordnungen von drei (Fig. 12, Fig. 13) oder auch mehreren übereinander liegenden Reihen von Spannelementen möglich. Nach oben hin besteht für die Anzahl der möglichen Spannelemente 1 im Prinzip keine Beschränkung, sodaß im wesentlichen beliebig viele Spannelemente in allen möglichen geometrischen Konfigurationen zu einem erfindungsgemäßen Spannbündel vereinigt werden können. So sind etwa auch mehrere konzentrische Kränze von Spannelementen möglich. Beispielsweise zwei Kränze wie in Fig. 14 dargestellt ist. Aber auch eine dreieckige Anordnung, wie in Fig. 5, kann um einen weiteren äußeren Kranz von Spannelementen ergänzt werden, sodaß sich beispielsweise die in Fig. 15 dargestellte Anordnung ergibt (in den Figuren 5 bis 15 ist nur die schematische Anordnung der Spannelemente 1 im Spannbündel dargestellt, ohne auf den erfindungsgemäßen Aufbau näher einzugehen. Natürlich sind die erfindungsgemäßen Merkmale der zwischen Mantel 2 und Spannelemente 1 eindringenden Gleitmasse bzw. der zusätzlich vorgesehenen Merkmale bei allen diesen Ausführungen vorhanden.) Eine weitere Variante, welche in Fig. 16 in den beiden Ausführungsformen gemäß der Erfindung dargestellt ist, wäre eine Mischung der Spannelemente 1 aus einteiligen Elementen wie beispielsweise Stäben oder Drähten bzw. mehrteiligen Elementen, welche selbst wiederum aus mehreren Einzelelementen zusammengesetzt sind. In jedem Fall bleibt die Geometrie des Spannbündels, d.h. die relative Lage der Schwerpunkte der Spannelement-Anordnung und der Umhüllung, auch bei Umlenkungen od.dgl. erhalten.

Die Spannelemente 1 berühren einander wie in Fig.1 dargestellt, d.h. die Spannelemente 1 sind dichtestmöglich aneinander liegend im Spannbündel angeordnet. Die Zwischenräume zwischen den Spann- 5

AT 400 736 B elementen untereinander sind durch die eingangs erwähnte dauerplastische Masse ausgefüllt.

Die Innenwandung 3 des Kunststoffmantels 2 ist im Querschnitt im wesentlichen von kreisförmigem Umriß. Sie liegt an den äußeren Spannelementen 1 dicht an. Dieses dichte Anliegen des Mantels 2 an die Spannelemente 1 erfolgt jedoch nur in einem solchen Ausmaß, daß die relative Beweglichkeit der Spannelemente 1 gegenüber dem Kunststoffmantel 2, beispielsweise im Falle des Spannens der Spannelemente, gewahrt bleibt. Die Kraft, mit welcher die Innenwandung 3 des Mantels 2 gegen die Spannelemente 1 gepreßt wird, darf nicht jenen Wert überschreiten, bei welchem der Reibungs- oder Haftkoeffizient zwischen den beiden Bauteilen 1, 2, so groß wird, daß keine Verschiebung mehr möglich ist. Zur Verringerung des besagten Koeffizienten kann natürlich auch eine dauerplastische Masse vorgesehen sein, wobei diese Masse zumindest einen zwischen den äußersten Elementen 1 und dem Mantel 2 eingedrungenen Film mit zumindest einer Dicke von einem oder weniger u.m bildet. Zwischen jeweils zwei der äußersten Spannelemente 1 liegt ein Zwischenraum 5, der bei im wesentlichen kreisförmigem äußeren Querschnitt der Spannelemente einen zwickelförmigen Umriß aufweist. Diese zwickelförmigen Zwischenräume 5 und die innenliegenden Zwischenräume 4 zwischen den einzelnen Spannelementen 1 können mit der bereits erwähnten dauerplastischen Masse ausgefüllt sein.

Bei anders gestalteten Spannbündeln bezüglich des äußeren Umrisses der einzelnen Spannelemente 1 bzw. deren Konfiguration im Spannbündel kann vorgesehen sein, daß der Kunststoffmantel 2 nur an einigen der äußersten Spannelemente 1 eng anliegt. Als Beispiels sei hier nur eine Anordnung von Spannelementen genannt, bei welcher mehrere konzentrische Kränze um ein zentrales Element angeordnet sind, und bei welcher sich schließlich eine im wesentlichen hexagonale Anordnung ergibt. Bei kreisförmigem Umriß der Innenwandung 3 des Kunststoffmantels 2 wird diese nur an den sechs Spannelementen 1 eng anliegen, welche vom zentralen Element den größten Abstand aufweisen. Auch bei dreieckigen Konfigurationen der Spannelemente 1 gilt dies für die jeweiligen drei äußersten Spannelemente 1, welche die Ecken des Dreieckes bilden, sinngemäß.

Die Fig.2 zeigt eine Variante des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Spannbündels, wobei die Spannelemente 1 nun durch ein umhüllendes Element 7 in der dichtestmöglichen Anordnung, in welcher sie einander berühren, gehalten ist. Diese Variante bietet auch bei der Herstellung des Spannbündels Vorteile, da die einzelnen Spannelemente 1 bereits während des Durchführens durch den Extruder zur Aufbringung des Kunststoffmantels 2 auf die Spannelemente 1 bzw. durch die Korrosionsschutzmasse, um allenfalls die Zwischenräume 4 und 5 mit der besagten Masse füllen, in der gewünschten Konfiguration gehalten werden. Die Spannelemente 1 müssen daher nicht anschließend durch zusätzliche Einrichtungen zusammengedrückt werden, um die gewünschte dichte Anordnung zu erhalten, oder überschüssige Gleitmasse aus dem Spannbündel herauszupressen, sondern die Spannelemente 1 mit der daran befindlichen Masse können direkt in den Extruder eingeführt werden.

Eine andere Variante zeigt die Fig.3. Hierbei schließt die Innenwandung 3 des Kunststoffmantels 2 ebenfalls an jeder Stelle entlang des Umfanges an den äußersten Spannelementen 1 an. Allerdings füllt der Kunststoffmantel 2 zumindest einen Teil der von den äußersten Spannelementen außen begrenzten und meist zwickelförmigen Zwischenräume durch Vorsprünge 6 zumindest teilweise aus. Da die Spannelemente 1 jedoch dicht an dicht liegen, kann das Material des Kunststoffmantels 2 nicht zwischen die äußersten Spanneiemente 1 eindringen, sodaß alle innerhalb des äußersten Kranzes von Spannelementen 1 liegenden Zwischenräume 4 weiterhin nur von der Gleitmasse ausgefüllt sind. Selbstverständlich kann auch bei dieser Variante ein umhüllendes Element 7 vorgesehen sein, wie das in Fig. 4 dargestellt ist.

Zur Herstellung des oben beschriebenen Spannbündels bzw. der oben beschriebenen Ausführungsformen kann vorteilhafterweise so vorgegangen werden, daß die Spannelemente 1 einander gegenseitig berührend durch einen Extruder geführt werden, in welchen der Kunststoffmantel 2 aufgebracht wird. Die Verwendung von Extrudern zur Aufbringung von Ummantelungen ist dabei eine übliche Technik. Um jedoch ein ausreichendes Maß an Freiheit für die Spannelemente 1 gegenüber der innenwandung 3 des Kunststoffmantels zu erzielen bzw. zu erreichen, daß der Kunststoffmantel 2 mit seiner Innenwandung 3 nicht derart fest an den Spannelementen 1 anliegt, um die relative Verschiebung dieser Bauteile gegeneinander zu verhindern, ist als anschließender Verfahrensschritt vorgesehen, das Spannbündel mit dem noch erwärmten Kunststoffmantel in einen Vakuumkalibrator zu führen. In diesem Gerät wird durch Erzeugen eines Vakuums der Mantel 2 derart an die Wand des Kalibrators gesaugt, sodaß beim anschließenden Kühlen und Schrumpfen des Kunststoffmantels dieser den Spannelemten ausreichend Platz läßt, damit die Elemente 1 im Mantel 2 gleiten können.

Bei Durchführung durch den Extruder können die Spannelemente je nach Wunsch trocken oder mittels beliebiger Aufbringungsverfahren mit einer dünnen Schicht einer dauerplastischen Masse umgeben sein. Beispielsweise könnte eine derartige Masse durch Aufsprühen auf jedes einzelne Spannelement bzw, die bereits endgültige Konfiguration der Spannelemente vorgesehen sein. 6

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Gemäß einer Abwandlung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens kann aber auch in einer Weise vorgegangen werden, bei welcher die Spannelemente sich gegenseitig berührend durch die dauerplastische Masse geführt werden, wobei die Masse in die inneren und äußeren Zwischenräume der Spannelemente 1 eindringt. Danach werden die Spannelemente 1 zusammen mit der daran befindlichen Masse durch einen Extruder geführt, in welchem der Kunststoffmantel aufgebracht wird. Die zwickelförmigen Zwischenräume werden hiebei zuerst mit der dauerplastischen Masse ausgefüllt, und im Extruder kann dann wahlweise die Aufextrudierung des Kunststoffmantels 2 derart gesteuert werden, daß entweder die äußeren Zwischenräume lediglich von der Gleitmasse ausgefüllt verbleiben, oder daß das Material des Kunststoffmantels 2 auch zumindest teilweise Vorsprünge 6 bildet, welche die besagten äußeren Zwischenräume zumindest teilweise ausfüllt. Diese Möglichkeit besteht natürlich auch für das zuerst beschriebene Verfahren.

Im zweiten Fall dringt die Masse zwischen die äußersten Spannelemente 1 und der Innenwandung 3 des Mantels 2 ein, sodaß die Spannelemente 1 gleitfähig im Mantel 2 liegen und außen von zumindest einem Film der Gleitmasse umhüllt sind.

Um nun die Spannelemente 1 vor allem während der Herstellung des erfindungsgemäßen Spannbündels in einer Konfiguration zu halten, bei der die einzelnen Elemente 1 einander gegenseitig berühren, kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, daß die Spannelemente 1 schon beim Durchführen durch den Extruder beim ersten Herstellungsverfahren bzw. im zweiten Fall durch die dauerplastische Masse durch zumindest ein umhüllendes Element 7 zusammengehalten sind. Dazu kann beispielsweise eine Folie oder ein Netz aus Kunststoff- oder Stahlgeflecht verwendet werden, welches jedoch auch wahrend des Durchlaufens der Masse bzw. des Extruders oder auch nach dem Durchführen des Spannbündels durch die Masse angebracht werden.

Das als Beispiel für ein derartiges Element 7 angegebene Netz weist dabei den Vorteil auf, daß es das Eindringen der Gleitmasse in die Zwischenräume zwischen den Spannelementen nicht behindert, und sogar noch eine gewisse rückhaltende Wirkung für jenen Anteil der Masse aufweist, welche die äußeren Zwischenräume 5 ausfüllt. Wie aus Fig.4 ersichtlich, gestattet es das umhüllende Element 7 in seiner Ausführung als netzartige Struktur, daß auch die Vorsprünge 6 des Kunststoffmantels 2 durch das Element 7 hindurchdringen und dabei eine feste Verbindung zwischen dem umhüllenden Element 7 und dem Mantel 2 herstellen, während die Spannelemente 1 weiter gleitfähig bleiben. Das Element 7 übernimmt bei dieser Ausführungsform auch die Funktion einer stabilisierenden "Bewehrung" des Kunststoffmantels 2.

Beim Einbau des Spannbündels kann das komplette und werksmäßig gefertigte, allenfalls bereits abgelängte, Bündel eingezogen werden, worauf die Spannelemente gemeinsam mittels einer Spannpresse auf den gewünschten Wert gespannt werden. Das Parallel-Bündel hat zusätzlich den Vorteil, daß die Spannelemente aber auch in Gruppen oder einzeln gespannt werden können, da aufgrund der erfindungsgemäßen Konstruktion die Spannelemente 1 relativ zueinander und gegenüber dem Kunststoffmantel 2 leicht beweglich sind. Die Verankerung in Ankerkörpem erfolgt vorzugsweise unter Verwendung von Keilen für jedes Spannelement separat. Hierbei ist es möglich, mehrere Spannbündel in einem gemeinsamen Ankerkörper oder in einzelnen Ankerkörpern zu verankern.

Die Spannbündel können auch in verschiedenen Konfigurationen dicht zusammengefaßt werden, wie z. B. die Fig. 19 bis 21 zeigen, in welchen quadratische Spannbündel, wie sie beispielsweise die Fig. 9, 12 und 16 zeigen, gewählt sind, wobei das einzelne Bündel mit 10 bezeichnet ist.

An den Umlenkstellen im Tragwerk können zwischen je zwei Bündeln 10 harte Zwischenlagen, z. B. aus Blech oder dgl., eingelegt werden. Bei der in den Fig. 17 und 18 dargestellten Umlenkstelle ist mit 11 ein Umlenksattel bezeichnet, auf dem drei aus je vier Spannelementen bestehende bandförmige Spannbündel 10 aufliegen, zwischen denen eine harte Zwischenlage 12 angeordnet ist. Zwischen den allfälligen Umlenkstellen sind die Spannbündel vorzugsweise zu einer Gruppe von einander berührenden Bündein zusammengefaßt.

Selbstverständlich können im Rahmen der Erfindung verschiedene konstruktive Abänderungen vorgenommen werden. So besteht die Möglichkeit, die Spannelemente trocken zu verwenden oder nur mit einem Hauch dauerplastischer Masse zu überziehen, so daß die Gleitfähigkeit der Spannelemente innerhalb des Kunststoffmantels gewährleistet ist. In üblicher Weise kann der Raum zwischen den Spannelementen bzw. zwischen den Spannelementen und der Innenwandung des Kunststoffmantels nach dem Spannen der Spannelemente mit einer aushärtenden Masse, vorzugsweise Zement, verpreßt werden. In diesem Fall wird eine weitere Änderung der Vorspannung durch die Aushärtung der Masse und das feste Einbetten der Spannelemente darin unterbunden. Wenn dagegen vorgesehen bzw. gewünscht ist, daß die Vorspannung des Spannbündels auch nach dem ersten Einbau und der ersten Aufspannung verändert werden soll, kann alternativ zur erstgenannten Möglichkeit vorgesehen sein, daß Spannbündel vor oder auch nach dem Spannen mit einer dauerplastischen Masse, vorzugsweise Fett, zu verpressen. 7

Claims (20)

1. AT 400 736 B Patentansprüche 1. Spannbündel für vorgespannte Tragwerke insbesondere aus Beton, wobei die Spannbündel aus mehreren, in einer geordneten Konfiguration parallel zueinander verlaufenden und einander gegenseitig berührenden Spannelementen bestehen, deren Mittelpunkte an den Ecken gleichseitiger Dreiecke bzw. von Rechtecken oder auf einer geraden Linie liegen und welche von mindestens einem gemeinsamen Kunststoffmantel (2), vorzugsweise aus Polyäthylen, umhüllt sind, wobei die Zwischenräume (4, 5) zwischen den Spannelementen durch eine dauerplastische Masse ausgefüllt sind, welche auch zwischen die Spannelemente und den Kunststoffmantel (2) eingedrungen ist, welcher Kunststoffmantel (2) die Spannelemente eng umschlossen umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Spannelement aus einer Litze (1) besteht.
2. 2. Spannbündel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume (4,5) zwischen den Spannelementen (1) untereinander in an sich bekannter Weise durch eine dauerplastische Masse ausgefüllt sind und daß die Masse auch zwischen die Spannelemente (1) und den Kunststoffmantel (2) eingedrungen ist, sodaß die Spannelemente (1) im Kunststoffmantel (2) gleiten können.
3. 3. Spannbündel gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als dauerplastische Masse Gleitmassen verwendet werden, z. B. umweit-, insbesondere wasserverträgliche Fette, vorzugsweise auf Silikonoder Mineraiölbasis.
4. 4. Spannbündel gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleitmasse Naturprodukte, z. B. auf Rapsbasis, verwendet werden.
5. 5. Spannbündel gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die dauerplastische Masse in an sich bekannter Weise gleichzeitig als Korrosionsschutzmasse dient.
6. 6. Spannbündel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (1) durch zumindest ein umhüllendes Element (7), beispielsweise eine Folie oder ein Netz aus Kunststoff oder Stahl, zusammengehalten sind.
7. 7. Spannbündel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (1) einzeln oder in Gruppen durch eine Oberflächenbeschichtung korrosionsgeschützt sind, beispielsweise durch eine Kunststoffumhüllung oder eine galvanische Beschichtung.
8. 8. Spannbündel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffmantel (2) zumindest einen Teil der von den äußersten Spannelementen (1) außen begrenzten, meist zwickelförmigen Zwischenräume (5), durch Vorsprünge (6) zumindest teilweise aufüllt.
9. 9. Spannbündel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Kunststoffmantel (2) Materialien mit möglichst niedrigem Reibungs- bzw. Haftkoeffizienten gegenüber dem Material der Spannelemente (1) gewählt sind.
10. 10. Verfahren zur Herstellung eines Spannbündels gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (1) einander gegenseitig berührend in an sich bekannter Weise durch einen Extruder geführt werden, in welchem der Kunststoffmantel (2) aufgebracht wird, das Spannbündel anschließend mit dem noch erwärmten Kunststoffmantel in einem Vakuum-Kalibrator geführt wird, wobei durch Erzeugen eines Vakuums der Mantel (2) derart an die Wand des Kalibrators gesaugt wird, sodaß beim anschließenden Kühlen und Schrumpfen des Kunststoffmantels (2) dieser den Spannelementen (1) ausreichend Platz läßt, damit die Elemente (1) im Mantel (2) gleiten können.
11. 11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (1) trocken oder mit einer dünnen Schicht einer dauerplastischen Masse umgeben durch den Extruder geführt werden.
12. 12. Verfahren zur Herstellung eines Spannbündels gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (1) einander gegenseitig berührend durch die dauerplastische Masse geführt werden, wobei die Masse in die Zwischenräume (4,5) eindringt und die Spannelemente (1) umgibt, worauf die Spannelemente (1) gemeinsam und zusammen mit der daran befindlichen Masse in an sich bekannter 8 AT 400 736 B Weise durch einen Extruder geführt werden, in welchem der Kunststoffmantel (2) aufgebracht wird.
13. 13. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannbündel anschließend mit dem noch erwärmten Kunststoffmantel in einen Vakuum-Kalibrator geführt wird, wobei durch Erzeugen eines Vakuums der Mantel (2) derart an die Wand des Kalibrators gesaugt wird, sodaß beim anschließenden Kühlen und Schrumpfen des Kunststoffmantels (2) dieser den Spannelementen (1) ausreichend Platz läßt, damit die Elemente (1) im Mantel (2) gleiten können.
14. 14. Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (1) vor, während oder nach dem Durchführen durch den Extruder bzw. die dauerplastische Masse mit zumindest einem umhüllenden Element (7) umgeben werden.
15. 15. Verfahren zum Einbau eines Spannbündels gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das komplette Spannbündel in das Tragwerk eingezogen oder auf dieses aufgebracht wird und die Spannelemente (1) gemeinsam, allenfalls in Gruppen oder einzeln, gespannt werden.
16. 16. Verfahren gemäß Anspruch 15. dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (1) einzeln, vorzugsweise unter Verwendung von Keilen, in Ankerkörpern verankert werden.
17. 17. Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, mehrere Spannbündel in einem gemeinsamen Ankerkörper verankert werden.
18. 18. Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannbündel vor oder nach dem Spannen mit einer dauerplastischen Masse, vorzugsweise Fett, bzw. nach dem Spannen mit einer aushärtenden Masse, vorzugsweise Zement, verpreßt wird.
19. 19. Verwendung der Spannbündel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 für innere oder äußere Vorspannungs-Anordnungen in einem Tragwerk aus Beton unter Verwendung mehrerer Spannbündel, zwischen denen an allfälligen Umlenkstellen vorzugsweise Zwischenlagen aus hartem Material eingelegt werden, wobei die Enden der Spannbündel in einem gemeinsamen Ankerkörper oder in getrennten Ankerkörpern verankert sind.
20. 20. Verwendung von Spannbündel gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Umlenkstellen mehrere Spannbündel zu einer Gruppe einander berührender Bündel zusammengefaßt ist. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen 9