AT506813B1 - Verfahren zum prüfen von spannbetonteilen - Google Patents

Description

österreichisches Patentamt AT506 813B1 2009-12-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen von Spannbetonteilen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Es ist ein erstes Verfahren zum Prüfen von Spannbetonteilen, insbesondere zum Prüfen, in welchem Ausmaß der betreffende Spannbetonteil noch die für dessen Anwendung erforderliche Vorspannung aufweist, bekannt, bei welchem die zu prüfenden Spannbetonteile aus deren Anordnung, etwa als Teil eines Eisenbahnoberbaus, entfernt werden, auf einem Prüfstand einer definierten Belastung ausgesetzt werden, und optisch überprüft wird, ob der betreffende Spannbetonteil die Belastung ohne Bildung von Rissen überstanden hat. Sofern der betreffende Spannbetonteil die Prüfung positiv überstanden hat, kann dieser wieder in dessen Anordnung, etwa als Teil eines Bauwerks, verbracht werden. Nachteilig an einem derartigen Verfahren ist, dass zum Prüfen des Spannbetonteils dieser aus dessen Anordnung entnommen werden muss. Dies verursacht erhebliche Kosten, da nicht nur das Entfernen des betreffenden Spannbetonteils zu Berücksichtigen ist, sondern auch die Todzeiten der betreffenden Anlage, bzw. ein Ersatz für den betreffenden, zu prüfenden Spannbetonteil.

[0003] Es ist ein zweites Verfahren zum Prüfen von Spannbetonteilen bekannt, bei welchem ebenfalls ein Entfernen des Spannbetonteils aus der Anordnung erforderlich ist, und gemäß welchem eine Zerstörung des Spannbetonteils selbst erforderlich ist. Hiezu wird wenigstens ein Spanndraht freigelegt und vermessen. Alsdann wird der Spanndraht durchtrennt und die Verkürzung des nun bereichsweise spannungsfreien Spanndrahtes wird erneut vermessen. Zusätzlich zu den bereits dargelegten Nachteilen kommt bei diesem Verfahren hinzu, dass der betreffende geprüfte Spannbetonteil selbst nicht mehr verwendet werden kann, da dieser bei der Durchführung des Verfahrens zerstört wird. Ein derartiges Verfahren kann daher nur im Zuge der Prüfung von Spannbetonteilen angewandt werden, welche in großen Chargen hergestellt werden. Die positive Prüfung einer Reihe von gleichartigen Spannbetonteilen lässt trotzdem nur eine begrenzte Aussage über die Qualität der restlichen Spannbetonteile einer Charge zu. Der individuelle Zustand, etwa beeinflusst durch ungewöhnliche Belastungen, kann mit diesem Verfahren nicht festgestellt werden, weshalb schadhafte Spannbetonteile weiterhin verwendet werden, anstatt ausgetauscht zu werden. Dadurch ist ein Risiko für Menschen und Anlagen gegeben.

[0004] Insbesondere bei der Ausbildung der zu prüfenden Spannbetonteile als Spannbetonschwellen ergibt sich bei den beiden vorstehend beschriebenen Verfahren ein weiterer Nachteil durch die hohe Anzahl der zu prüfenden Spannbetonteile. Zudem verursacht eine nicht befahrbare Eisenbahnstrecke hohe Kosten.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Prüfen von Spannbetonteilen der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem die genannten Nachteile vermieden werden können, mit welchem schnell, einfach und zuverlässig geprüft werden kann, ob ein Spannbetonteil die für dessen Anwendung vorgesehene Vorspannung aufweist, insbesondere ohne diesen aus dessen Anordnung als Teil eines Bauwerks zu entfernen.

[0006] Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.

[0007] Dadurch können Spannbetonteile unmittelbar in deren Einsatzumgebung schnell und zuverlässig daraufhin geprüft werden, ob diese noch die notwendige Vorspannung aufweisen, welche für deren Anwendung vorgesehen bzw. notwendig ist. Dadurch wird der betreffende zu prüfende Spannbetonteil nicht zerstört. Dadurch kann vor allem darauf verzichtet werden den zu prüfenden Spannbetonteil aus dessen Anordnung zu entfernen. Insbesondere kann dabei, bei einer Ausbildung der Spannbetonteile als Spannbetonschwellen, auf das Ausgraben und Entfernen aus dem Gleiskörper derselben verzichtet werden.

[0008] Dadurch ist eine schnelle und vor allem lückenlose Kontrolle der Vorspannung von Spannbetonteilen in sehr kurzer Zeit zu geringen Kosten möglich, wodurch derartige Kontrollen häufiger als bisher durchgeführt werden können. Dadurch steigt die Sicherheit von Spannbeton- 1/10 österreichisches Patentamt AT506 813B1 2009-12-15 teilen bzw. Bauwerken mit Spannbetonteilen.

[0009] Die Erfindung betrifft weiters eine Anordnung zum Prüfen von Spannbetonschwellen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 7.

[0010] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zum Prüfen von Spannbetonschwellen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 7 anzugeben, mit welchem die eingangs genannten Nachteile vermieden werden können, mit welchem schnell, einfach und zuverlässig geprüft werden kann, ob ein Spannbetonteil die für dessen Anwendung vorgesehene Vorspannung aufweist, insbesondere ohne diesen aus dessen Anordnung als Teil eines Bauwerks zu entfernen.

[0011] Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 7 erreicht.

[0012] Dadurch können Spannbetonteile unmittelbar in deren Einsatzumgebung schnell und zuverlässig daraufhin geprüft werden, ob diese noch die notwendige Vorspannung aufweisen, welche für deren Anwendung vorgesehen bzw. notwendig ist. Dadurch wird der betreffende zu prüfende Spannbetonteil nicht zerstört. Dadurch kann vor allem darauf verzichtet werden, den zu prüfenden Spannbetonteil aus dessen Anordnung zu entfernen. Insbesondere kann dabei, bei einer Ausbildung der Spannbetonteile als Spannbetonschwellen, auf das Ausgraben und Entfernen aus dem Gleiskörper derselben verzichtet werden. Dadurch ist eine schnelle und vor allem lückenlose Kontrolle der Vorspannung von Spannbetonteilen in sehr kurzer Zeit zu geringen Kosten möglich, wodurch derartige Kontrollen häufiger als bisher durchgeführt werden können. Dadurch steigt die Sicherheit von Spannbetonteilen bzw. Bauwerken mit Spannbetonteilen.

[0013] Die Unteransprüche, welche ebenso wie die unabhängigen Patentansprüche 1 und 7 gleichzeitig einen Teil der Beschreibung bilden, betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

[0014] Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen lediglich bevorzugte Ausführungsformen beispielhaft dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigt: [0015] Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung im Aufriss; [0016] Fig. 2 einen Messplot eines Spannbetonteils, welcher ein vorgesehenes Maß an Vorspannung aufweist; und [0017] Fig. 3 einen Messplot eines Spannbetonteils, welcher ein vorgesehenes Maß an Vorspannung nicht aufweist.

[0018] Die gegenständliche Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen von Spannbetonteilen 1, insbesondere von Spannbetonschwellen 2, wobei in einem ersten Belastungsvorgang auf einen vorgebbaren ersten Bereich 6 des Spannbetonteils 1 eine, bis zu einer vorgebbaren Maximalprüfkraft, ansteigende erste Prüfkraft aufgebracht wird, wobei bei dem ersten Belastungsvorgang wenigstens eine erste Durchbiegung 3 des Spannbetonteils 1 an einer ersten Stelle 7 bei einer vorgebbaren Messprüfkraft 4, welche kleiner oder gleich der Maximalprüfkraft ist, gemessen wird, dass nachfolgend in einem zweiten Belastungsvorgang eine, wenigstens bis zur Messprüfkraft 4, ansteigende zweite Prüfkraft auf den ersten Bereich 6 aufgebracht wird, dass bei dem zweiten Belastungsvorgang wenigstens eine zweite Durchbiegung 5 des Spannbetonteils 1 an der ersten Stelle 7 bei der Messprüfkraft 4 gemessen wird, und dass nachfolgend mit der ersten Durchbiegung 3 und der zweiten Durchbiegung 5 ein Gütewert gebildet wird.

[0019] Dadurch können Spannbetonteile 1 unmittelbar in deren Einsatzumgebung schnell und zuverlässig daraufhin geprüft werden, ob diese noch die notwendige Vorspannung aufweisen, welche für deren Anwendung vorgesehen bzw. notwendig ist. Dadurch wird der betreffende zu prüfende Spannbetonteil 1 nicht zerstört. Dadurch kann vor allem darauf verzichtet werden, den zu prüfenden Spannbetonteil 1 aus dessen Anordnung zu entfernen. Insbesondere kann dabei, 2/10 österreichisches Patentamt AT506 813B1 2009-12-15 bei einer Ausbildung der Spannbetonteile 1 als Spannbetonschwellen 2, auf das Ausgraben und Entfernen aus dem Gleiskörper derselben verzichtet werden. Dadurch ist eine schnelle und vor allem lückenlose Kontrolle der Vorspannung von Spannbetonteilen 1 in sehr kurzer Zeit zu geringen Kosten möglich, wodurch derartige Kontrollen häufiger als bisher durchgeführt werden können. Dadurch steigt die Sicherheit von Spannbetonteilen bzw. Bauwerken mit Spannbetonteilen 1.

[0020] Spannbetonteile 1 sind Stahlbetonteile, welche eine vorgespannte Stahleinlage aufweisen. Diese vorgespannte Stahleinlage stützt sich mittels eines Ankers und/oder direkt durch Verbund mit dem Beton ab. Die Stahleinlage ist herkömmlich nahe einer vorgesehenen Zugfaser innerhalb des Spannbetonteils 1 angeordnet. Durch die Stahleinlage kann erreicht werden, dass der Beton des Spannbetonteils 1 hauptsächlich auf Druck beansprucht wird. Für die sichere Funktion eines Spannbetonteils 1 ist die sichere Abstützung der Stahleinlage an dem Beton notwendig. Vor allem bei Spannbetonteilen 1, bei welchen die Stahleinlage lediglich durch einen Verbund mit dem Beton unter Vorspannung gehalten wird, ist eine Kontrolle der Vorspannung, wie eingangs bereits dargelegt, nur unzureichend möglich.

[0021] Bei Spannbetonteilen 1 kann es sich um jede Art eines Spannbetonteils 1 handeln. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass es sich bei dem Spannbetonteil 1 um Spannbetonschwellen 2 handelt. Spannbetonschwellen 2 sind Teil einer sog. Gleisanlage 8 oder Gleiskörpers bzw. Eisenbahnoberbaus. Die Spannbetonschwellen 2 tragen die Schienen 17 und sind typischerweise in einem Schotterbett 19 verlegt. Spannbetonschwellen 2 werden bevorzugt nach der sog. Langbettmethode hergestellt, bei welcher der wenigstens eine Spanndraht innerhalb einer langen Stahlschalung gespannt wird. Nach dem Ausgießen der Schalung mit Beton und dem Verfestigen desselbigen wird die Schalung abgebaut und der derart gebildete Spannbetonteil 1 wird in die einzelnen Spannbetonschwellen 2 zersägt. Die Vorspannung innerhalb der Spannbetonschwellen 2 wird dabei lediglich durch den Verbund der Spanndrähte mit dem Beton gehalten. Aufgrund mangelhaften Betons und/oder verschmutzter Spanndrähte, sowie aufgrund von Kriechen, Schwinden und/oder Relaxation kann es zu einem Nachlassen der Vorspannung innerhalb des Spannbetonteils 1 kommen.

[0022] In der weiteren Folge wird, stellvertretend für sämtliche Stahlbetonteile 1, die Prüfung einer Spannbetonschwelle 2 beschrieben. Dadurch ergibt sich nicht notgedrungen eine Einschränkung auf Spannbetonschwellen 2.

[0023] Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird die zu prüfende Spannbetonschwelle 2 durch wenigstens einen ersten und wenigstens einen zweiten Belastungsvorgang belastet, wobei der zweite Belastungsvorgang nachfolgend dem ersten Belastungsvorgang erfolgt. Es kann vorgesehen sein, nachfolgend dem ersten Belastungsvorgang mehr als einen zweiten Belastungsvorgang durchzuführen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass jeder Belastungsvorgang, welcher nachfolgend dem ersten Belastungsvorgang durchgeführt wird ein zweiter Belastungsvorgang im Sinne der Erfindung ist. Daher können für die weitere Durchführung des Verfahrens auch die Durchbiegungen eines dritten, vierten oder fünften Belastungsvorgangs verwendet werden, sofern diese nachfolgend dem ersten Belastungsvorgang ermittelt wurden. Dabei wird die Durchbiegung 3, 5 der Spannbetonschwelle 2 an einer vorgebbaren ersten Stelle 7 gemessen. Als Durchbiegung 3, 5 wird dabei bevorzugt die Verformung eines Körpers unter Krafteinwirkung an der Seite bezeichnet, an welcher die Kraft ihre Wirkung auf die Oberfläche des Körpers entfaltet. Möglicherweise auftretende lokale elastische Formänderungen der Oberfläche, etwa Eindellungen bzw. Einbeulungen, sind aufgrund der hohen Formstabilität von Beton unter Druckbelastung gering und reversibel, sodass diese die Messergebnisse nicht beeinflussen.

[0024] Die Spannbetonschwelle 2 wird wenigstens bei dem ersten Belastungsvorgang mit einer Maximalprüfkraft beansprucht, welche bevorzugt rechnerisch als Risslast ermittelt wird. Die rechnerische Ermittlung der Risslast eines Spannbetonteils 1 ist mit den bekannten Methoden der Stahlbetonbaus möglich. Durch eine Belastung des Spannbetonteils 1 mit der Risslast wird dieser nicht zerstört. Der betreffende Spannbetonteil 1 wird lediglich bis zum Auftreten erster 3/10 österreichisches Patentamt AT506 813 B1 2009-12-15

Risse, daher bis zu Rissbildung, belastet. Nach der Rissbildung nimmt bei einem Spannbetonteil 1 der Widerstand des Spannbetonteil 1 weiter zu, daher ist der Spannbetonteil 1 in der Lage, aufgrund der Armierung weiter steigende Kräfte aufzunehmen. Es kann aber auch vorgesehen sein, die Maximalprüfkraft hievon abweichend zu ermitteln, etwa derart, dass eine Belastung eines vorgebbar vorgespannten Spannbetonteils 1 mit dieser Maximalprüfkraft lediglich elastisch reversible Formänderungen desselben zur Folge hat, dass daher die Spannbetonschwelle 2 keine Risse oder - nach deren Entlastung - sonstige bleibende plastische Verformungen aufweist. Diese Maximalprüfkraft kann etwa mittels Versuchen, bzw. aufgrund von Erfahrungen bzw. Berechnungen ermittelt werden.

[0025] Bei einem ersten und zweiten Belastungsvorgang wird eine Prüfkraft auf einen vorgebbaren ersten Bereich der Spannbetonschwelle 2 aufgebracht. Weiters ist vorgesehen, die Durchbiegung der Spannbetonschwelle 2 an einer ersten Stelle 7 der Spannbetonschwelle 2 zu messen. Hiebei ist aus Gründen der Reproduzierbarkeit, im Sinne eines Minimierens der Einwirkungen möglicherweise für die Messgenauigkeit abträglicher Randbedingungen, bevorzugt vorgesehen, dass die erste und zweite Prüfkraft an der ersten Stelle 7 aufgebracht werden, an welcher die erste und die zweite Durchbiegung 3, 5 gemessen werden, dass daher an derselben ersten Stelle 7 bzw. demselben ersten Bereich 6 der Spannbetonschwelle 2 sowohl die Prüfkraft aufgebracht, als auch die Durchbiegung 3, 5 gemessen wird.

[0026] Bei der Ausbildung des zu prüfenden Spannbetonteils 1 als Spannbetonschwelle 2, welche Teil einer Gleisanlage 8 ist, ist vorgesehen, dass - vor dem ersten Belastungsvorgang -ein erstes Ende 9 der Spannbetonschwelle 2 freigelegt wird, und dass nachfolgend die erste und die zweite Prüfkraft im Bereich des freigelegten ersten Endes 9 der Spannbetonschwelle 2 aufgebracht werden. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass der erste Bereich 6 bzw. die erste Stelle 7 an einer - in Einbaulage der Spannbetonschwelle 2 in einem Gleiskörper 8 betrachtet -Unterseite der Spannbetonschwelle 2 an deren erstem Ende 9 angeordnet ist, wie dies auch aus Fig. 1 hervorgeht. Dadurch kann ein einfach reproduzierbarer Messaufbau gebildet werden, welcher zu einer hohen Genauigkeit und Vergleichbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens führt.

[0027] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass beim ersten und zweiten Belastungsvorgang bzw. unmittelbar diesen nachfolgend, aber bei auf den Spannbetonteil 1 einwirkender Messprüfkraft 4 die erste bzw. zweite Durchbiegung 3, 5 des Spannbetonteils 1 an der ersten Stelle 7 gemessen wird. Hiebei kann vorgesehen sein, lediglich die erste und zweite Durchbiegung 3, 5 des Spannbetonteils 1 an der betreffenden ersten Stelle 7 zu messen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, die Durchbiegungen 3, 5 der Spannbetonschwelle 2 an der ersten Stelle 7 in vorgebbaren diskreten Zeitabständen oder im Wesentlichen kontinuierlich zu messen, und die derart gewonnenen Durchbiegungsdaten in Form eines Diagramms in Abhängigkeit der jeweils aufgebrachten Prüfkraft aufzutragen, anzuzeigen, auszudrucken und/oder auf einem Datenträger abzuspeichern.

[0028] Aus der ersten Durchbiegung 3 und der zweiten Durchbiegung 5 wird ein Gütewert gebildet, welcher eine Einordnung der Spannbetonschwelle 2 hinsichtlich des Vorspannungsgrades der Spannbetonarmierung ermöglicht. Der Gütewert ist dabei charakteristischer Wert mit welchem die Güte des Spannbetonteils 1 ermittelt wird. Bevorzugt ist hiebei vorgesehen, dass der Gütewert durch Subtraktion der ersten Durchbiegung 3 von der zweiten Durchbiegung 5 gebildet wird, wobei die Grenzwerte des Gütewerts, daher bis zu welchem Gütewert eine Spannbetonschwelle 2 als die notwendige Vorspannung aufweisend klassifiziert wird, und ab welchem Gütewert die Spannbetonschwelle 2 als keine notwendige Vorspannung aufweisend klassifiziert wird, bevorzugt von den Randbedingungen der Einsatzumgebung der Spannbetonschwelle 2 bzw. allgemein des Spanbetonteils 1 abhängen. Zur Ermittlung dieser Grenzwerte können Versuchsreihen vorgesehen sein. Neben dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Bildung eines bevorzugten Gütewerts können weitere diesbezügliche Verfahren vorgesehen sein. Insbesondere bei Aufnahme der Durchbiegungsdaten während des gesamten ersten bzw. zweiten Belastungsvorganges stehen weitere Auswertemöglichkeiten zu Verfügung. Etwa kann eine vorgebbare Anzahl an Gütewerten bei einer vorgebbaren Anzahl an Messprüfkräften 4 4/10 österreichisches Patentamt AT506 813 B1 2009-12-15 ermittelt werden, und aus diesen Gütewerten ein, insbesondere gewichteter, Mittelwert gebildet werden. Weiters kann etwa auch die Steigung der Durchbiegung in Abhängigkeit der Prüfkraft zur Ermittlung eines weiteren Gütewerts herangezogen werden.

[0029] Sofern der Verbund zwischen dem wenigstens einen Spanndraht und dem Beton der Spannbetonschwelle 2 die vorgebbare Qualität bzw. die vorgebbare bzw. vorgegebene Vorspannung aufweist, kommt es bei der Belastung mit der Maximalprüfkraft an der Spannbetonschwelle 2 maximal zu sehr geringen plastischen Formänderungen, welche sich im Auftreten kleiner Risse im Beton zeigen können, welche jedoch, wie bereits dargelegt, den weiteren Einsatz einer derart belasteten Spannbetonschwelle 2 nicht von sich aus ausschließen. Die zweite Durchbiegung 5 wird daher im Wesentlichen den Wert der ersten Durchbiegung 3 erreichen, bzw. unwesentlich bzw. insignifikant größer als diese sein. Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung der ersten und zweiten Durchbiegung 3, 5 einer solchen Spannbetonschwelle 2, wobei der als Volllinie dargestellte Graph 20 bzw. der weiter links angeordnete Graph 20 die Durchbiegungen des ersten Belastungsvorgangs zeigt, und der andere, als strichlierte Line dargestellte Graph 21 die Durchbiegungen des zweiten Belastungsvorgangs. Auf der X-Achse ist dabei die Verformung bzw. die Durchbiegung aufgetragen, und auf der Y-Achse die Last, im Sinne der Prüfkraft. In der Darstellung gemäß Fig. 2 ist gut zu erkennen, dass die Durchbiegungen des zweiten Belastungsvorgangs im Wesentlichen den Durchbiegungen des ersten Belastungsvorgangs folgen bzw. nur sehr geringe Unterschiede aufweisen. Gemäß der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ermittlung des Gütewerts, entspricht der Gütewert bei dem Beispiel gemäß Fig. 2 dem Abstand 22 zwischen den beiden Graphen 20, 21 bei konstanter und vor-gebbarer Prüfkraft. In Fig. 2 ist dieser Abstand 22 beispielhaft bei der Messprüfkraft 4 eingezeichnet.

[0030] Sofern der Verbund zwischen dem wenigstens einen Spanndraht und dem Beton der Spannbetonschwelle 2 ungenügend ist, bzw. der wenigstens eine Spanndraht nicht die gewünschten Festigkeiten aufweist, kommt es während des ersten Belastungsvorganges zu einem vermehrten Auftreten von Rissen, sowie zu einer Energieumwandlung aufgrund der Verluste beim Übergang vom linearen Bereich der Belastung zum nichtlinearen Bereich. Dies führt dazu, dass bei einem zweiten Belastungsvorgang die dabei gemessene Durchbiegung der Spannbetonschwelle 2 von der Durchbiegung derselben Spannbetonschwelle 2 beim ersten Belastungsvorgang unterschiedlich ist. Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung der ersten und zweiten Durchbiegung 3, 5 einer solchen Spannbetonschwelle, wobei der als Volllinie dargestellte Graph 20 bzw. der weiter links angeordnete Graph 20, die Durchbiegungen des ersten Belastungsvorgangs zeigt, und der andere, als strichlierte Line dargestellte Graph 21 die Durchbiegungen des zweiten Belastungsvorgangs. Auf der X-Achse ist wiederum die Verformung bzw. die Durchbiegung aufgetragen, und auf der Y-Achse die Last, im Sinne der Prüfkraft. In der Darstellung gemäß Fig. 3 ist gut zu erkennen, dass die Durchbiegungen des zweiten Belastungsvorgangs stark von den Durchbiegungen des ersten Belastungsvorgangs abweichen. Die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Diagramme weisen dabei die selben Achsenskalierungen auf. Gemäß der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ermittlung des Gütewerts, entspricht der Gütewert bei dem Beispiel gemäß Fig. 3 dem Abstand 22 zwischen den beiden Graphen 20, 21 bei konstanter und vorgebbarer Prüfkraft. In Fig. 3 ist dieser Abstand 22 beispielhaft bei einer selben Messprüfkraft 4 wie in Fig. 2 eingezeichnet. Dabei ist gut zu erkennen, dass der Gütewert bei der Spannbetonschwelle 2 gemäß Fig. 3 wesentlich größer ist als der entsprechende Gütewert bei der Spannbetonschwelle 2 gemäß Fig. 2. Die Spannbetonschwelle 2 gemäß Fig. 3 weist daher keine Vorspannung auf, welche für deren vorgesehenen Einsatzzweck ausreichend ist.

[0031] In Weiterführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist bevorzugt vorgesehen, dass der Spannbetonteil 1 zwischen dem ersten und dem zweiten Belastungsvorgang wenigstens bis zu einer Prüfkraft unterhalb der Messprüfkraft 4 entlastet wird, wobei in diesem Zusammenhang besonders bevorzugt vorgesehen ist, dass der Spannbetonteil 1 zwischen dem ersten und dem zweiten Belastungsvorgang im Wesentlichen vollständig entlastet wird. Durch die Entlastung des Spannbetonteils 1, insbesondere der Spannbetonschwelle 2, kann das Verhalten der 5/10 österreichisches Patentamt AT506 813 B1 2009-12-15

Spannbetonschwelle 2 bei einem vollständigen Belastungsvorgang beobachtet werden, ohne eventuelle Einflüsse des ersten Belastungsvorgangs, welche etwa durch ein Formänderungsverhalten gegeben sein könnten, welches bei der Entlastung anders als bei der Belastung erfolgt.

[0032] Die Fig. 1 zeigt eine Anordnung zum Prüfen von Spannbetonschwellen 2, wobei an einem Schienenfahrzeug 10 wenigstens eine Zugbelastungseinheit 11, insbesondere ein Linearaktuator 12, vorzugsweise ein Hydraulikzugzylinder 13, mit einem Eingriffsarm 14 angeordnet ist zum Aufbringen einer Zugbelastung an einem ersten Ende 9 einer Spannbetonschwelle 2.

[0033] Dadurch können Spannbetonteile 1 unmittelbar in deren Einsatzumgebung schnell und zuverlässig daraufhin geprüft werden, ob diese noch die notwendige Vorspannung aufweisen, welche für deren Anwendung vorgesehen bzw. notwendig ist. Dadurch wird der betreffende zu prüfende Spannbetonteil 1 nicht zerstört. Dadurch kann vor allem darauf verzichtet werden, den zu prüfenden Spannbetonteil 1 aus dessen Anordnung zu entfernen. Insbesondere kann dabei, bei einer Ausbildung der Spannbetonteile 1 als Spannbetonschwellen 2, auf das Ausgraben und Entfernen derselben aus dem Gleiskörper verzichtet werden. Dadurch ist eine schnelle und vor allem lückenlose Kontrolle der Vorspannung von Spannbetonteilen 1 in sehr kurzer Zeit zu geringen Kosten möglich, wodurch derartige Kontrollen häufiger als bisher durchgeführt werden können. Dadurch steigt die Sicherheit von Spannbetonteilen bzw. Bauwerken mit Spannbetonteilen 1.

[0034] Bei einem Schienenfahrzeug 10 kann es sich um jede Art eines Schienenfahrzeuges 10 handeln. An bzw. im Bereich der Unterseite bzw. einer Seitenfläche des Schienenfahrzeuges 10 ist eine Zugbelastungseinheit 11 angeordnet. Hiebei kann es sich um jede Art einer Einheit bzw. Anordnung zum Aufbringen einer Zugbelastung auf eine Spannbetonschwelle 2 handeln. So kann etwa als besonders einfache Ausführungsform einer Zugbelastungseinheit 11 eine Einheit aus einem Seil, einem Gewicht und einer Umlenkrolle vorgesehen sein, wodurch besonders einfach eine genau definierte Zugbelastung auf die Spannbetonschwelle 2 ausgeübt werden kann. Weiters kann das Aufbringen einer Zugbelastung mittels Federn vorgesehen sein.

[0035] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Zugbelastungseinheit 11 durch wenigstens einen Linearaktuator 12, daher eine motorisch bewegbare Linearverstelleinheit, gebildet ist, wobei es sich um jede Art eines Linearaktuators 12 handeln kann. Bevorzugt sind hiebei Hydraulikzylinder, elektrische Spindelverstelleinheiten und/oder elektrische Linearstellmotoren vorgesehen. An dem Linearaktuator 12 ist wenigstens ein Eingriffsarm 14 in Form eines Hakens angeordnet, welcher dazu vorgesehen und ausgebildet ist, das freigelegte erste Ende einer Spannbetonschwelle 2 zu untergreifen. Bevorzugt ist der Eingriffsarm 14 als Schweiß- oder Nietkonstruktion aus Stahlprofilen gebildet. Im Betrieb wird der Eingriffsarm 14 unter das freigelegte erste Ende 9 der Spannbetonschwelle 2 gebracht, und hoch, daher vom Gleisunterbau weg in Richtung Schienenfahrzeug 10 gezogen. Der Linearaktuator 12 ist daher bevorzugt als Zugglied, daher zum Aufbringen einer Zugkraft, ausgebildet. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass ein als Druckglied ausgebildeter Linearaktuator 12 mittels Umlenkhebeln eine Zugkraft aufbringt. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der wenigstens eine Linearaktuator 12 als Hydraulikzugzylinder 13 ausgebildet ist.

[0036] Zur Aufnahme eines Kraft/Wegdiagramms, wie etwa in den Fig. 2 und 3 dargestellt, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Zugbelastungseinheit 11 Mittel zur Detektion der aufgebrachten Kraft umfasst, und/oder dass die Zugbelastungseinheit 11 Mittel zur Detektion der Auslenkung umfasst. Die Mittel zur Detektion der aufgebrachten Kraft können etwa durch Dehnmessstreifen gebildet werden, oder mittelbar den Druck innerhalb einer Hydraulikleitung bzw. das Drehmoment eines Elektromotors, welcher einen Spindeltrieb treibt, messen. Es kann aber auch einfach vorgesehen sein, eine vorgebbare Maximalprüfkraft und eine vorgebbare Messprüfkraft 4, etwa mittels diskreter Gewichte, aufzubringen. Die Mittel zur Detektion der Auslenkung können jede Art der Entfernungsmessung umfassen, insbesondere optische Mittel, wie etwa Laserentfernungsmessung.

[0037] Zur Gewährleistung eines möglichst starren und unnachgiebigen Auflagers, ist bevorzugt 6/10

Claims (11)

1. österreichisches Patentamt AT506 813B1 2009-12-15 vorgesehen, dass an dem Schienenfahrzeug 10 ein bewegliches Gegenlager 15, insbesondere ein Hydraulikdruckzylinder 16, angeordnet ist, zum Aufbringen eines Gegendrucks auf eine Schiene 17. Dadurch wird die Messgenauigkeit erhöht, da es am Auflager zu keinen Formänderungsarbeiten kommt, welche sich bei unterschiedlichen Messaufbauten unterschiedlich auswirken könnten. Hiebei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Zugbelastungseinheit 11 an einer ersten Seite 18 des Schienenfahrzeugs 10 angeordnet ist, dass das bewegliche Gegenlager 15 in der, der ersten Seite 18 zugewandten, Fahrspur des Schienenfahrzeugs 10 angeordnet ist, und dass die Zugbelastungseinheit 11 und das bewegliche Gegenlager 15 normal zur Fahrspur im Wesentlichen fluchtend angeordnet sind. Dadurch kann eine im Wesentlichen zweidimensionale Belastungssituation der Spannbetonschwelle 2 erreicht werden. Dadurch kann verhindert werden, dass es bei einem Belastungsvorgang gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zu einer Verbiegung bzw. Verformung einer Schiene kommt, wodurch die Prüfung verändert werden würde, da das Gegenlager 15 genau an der Stelle den Gegendruck auf die Schiene 17 aufbringt, welche unmittelbar über der Spannbetonschwelle 2 angeordnet ist. Da ein Kraftvektor entlang dessen Wirkungslinie verschoben werden kann, drückt das bewegliche Gegenlager 15 mittels der Schiene 17 auf die Spannbetonschwelle 2. [0038] Weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen weisen lediglich einen Teil der beschriebenen Merkmale auf, wobei jede Merkmalskombination, insbesondere auch von verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen, vorgesehen sein kann. Patentansprüche 1. Verfahren zum Prüfen von Spannbetonteilen (1), insbesondere von Spannbetonschwellen (2), wobei in einem ersten Belastungsvorgang auf einen vorgebbaren ersten Bereich (6) des Spannbetonteils (1) eine, bis zu einer vorgebbaren Maximalprüfkraft, ansteigende erste Prüfkraft aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem ersten Belastungsvorgang wenigstens eine erste Durchbiegung (3) des Spannbetonteils (1) an einer ersten Stelle (7) bei einer vorgebbaren Messprüfkraft (4), welche kleiner oder gleich der Maximalprüfkraft ist, gemessen wird, dass nachfolgend in einem zweiten Belastungsvorgang eine, wenigstens bis zur Messprüfkraft (4), ansteigende zweite Prüfkraft auf den ersten Bereich (6) aufgebracht wird, dass bei dem zweiten Belastungsvorgang wenigstens eine zweite Durchbiegung (5) des Spannbetonteils (1) an der ersten Stelle (7) bei der Messprüfkraft (4) gemessen wird, und dass nachfolgend mit der ersten Durchbiegung (3) und der zweiten Durchbiegung (5) ein Gütewert gebildet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannbetonteil (1) zwischen dem ersten und dem zweiten Belastungsvorgang wenigstens bis zu einer Prüfkraft unterhalb der Messprüfkraft (4) entlastet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannbetonteil (1) zwischen dem ersten und dem zweiten Belastungsvorgang im Wesentlichen vollständig entlastet wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Prüfkraft an der ersten Stelle (7) aufgebracht werden, an welcher die erste und die zweite Durchbiegung (3, 5) gemessen werden.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Maximalprüfkraft rechnerisch als Risslast des Spannbetonteils (1) ermittelt wird.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Spannbetonteil (1) als Spannbetonschwelle (2) ausgebildet ist, und wobei die Spannbetonschwelle (2) Teil einer Gleisanlage (8) ist, dadurch gekennzeichnet, dass - vor dem ersten Belastungsvorgang - ein erstes Ende (9) der Spannbetonschwelle (2) freigelegt wird, und dass nachfolgend die erste und die zweite Prüfkraft im Bereich des freigelegten ersten Endes (9) der Spannbetonschwelle (2) aufgebracht werden. 7/10 österreichisches Patentamt AT506 813 B1 2009-12-15
7. 7. Anordnung zum Prüfen von Spannbetonschwellen (2), insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Schienenfahrzeug (10) wenigstens eine Zugbelastungseinheit (11), insbesondere ein Linearaktuator (12), vorzugsweise ein Hydraulikzugzylinder (13), mit einem Eingriffsarm (14) angeordnet ist, zum Aufbringen einer Zugbelastung an einem ersten Ende (9) einer Spannbetonschwelle (2).
8. 8. Anordnung, nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugbelastungseinheit (11) eine Vorrichtung zur Detektion der aufgebrachten Kraft umfasst.
9. 9. Anordnung, nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugbelastungseinheit (11) eine Vorrichtung zur Detektion der Auslenkung umfasst.
10. 10. Anordnung, nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schienenfahrzeug (10) ein bewegliches Gegenlager (15), insbesondere ein Hydraulikdruckzylinder (16), angeordnet ist, zum Aufbringen eines Gegendrucks auf eine Schiene (17).
11. 11. Anordnung, nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugbelastungseinheit (11) an einer ersten Seite (18) des Schienenfahrzeugs (10) angeordnet ist, dass das bewegliche Gegenlager (15) in der. der ersten Seite (18) zugewandten Fahrspur des Schienenfahrzeugs (10) angeordnet ist, und dass die Zugbelastungseinheit (11) und das bewegliche Gegenlager (15) normal zur Fahrspur in Längserstreckung der Spannbetonschwelle (2) im Wesentlichen fluchtend angeordnet sind. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 8/10