Verfahren und Einrichtung zum Vorspannen und Verankern von Armierungen von Tragkonstruktionen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Vorspannen und Verankern von Armierungen von Tragkonstruktionen.
Solche vorgespannte Armierungen aus lioehwertigen Stahldrähten werden vor allem für die Herstellung von vorgespannten Kon struktionen aus Beton verwendet.
Es sind heute hauptsächlich zwei Verfah ren und die entsprechenden Vorrichtungen für die Herstellung vorgespannter Armierungen mit Endanker bekannt. Beim ersten Verfahren verlaufen die einzelnen Drähte der Armierung an den Enden längs der Wandung einer ko nischen Öffnung in der vorgespannten Kon struktion. Mittels einer speziellen Ein richtung, an deren Umfang die Drähte mittels Keilen zu befestigen sind, werden die Drähte gespannt, worauf in die erwähnte Öffnung mindestens ein Körper (zum Beispiel ein Konus) so eingepresst wird, dass eine genü gende Reibung entsteht, die ein Gleiten der Drähte verhindert.
Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass keine Sicherheit darüber besteht, class die einzelnen Drähte nach der Veranke rung alle gleich stark gespannt. sind, das heisst es ist fraglich, ob die gleichzeitige Veranke rung von mehr als zwei Drähten (die Regel bilden 8 bis 20 und mehr Drähte) mittels Keilwirkung zuverlässig ist oder ob nicht der eine oder andere Draht gleitet, was ohne wei- teres denkbar ist. Ein weiterer Nachteil des beschriebenen Verfahrens ist der, dass es praktisch nicht möglich ist, die Verankerung und die tatsächliche Vorspannung der Drähte zu kontrollieren.
Ferner ist beim Vorspannen ein gewisses Gefahrenmoment vorhanden, in dem die Drähte aussen an der Vorspannein- richtung mit Keilen befestigt sind. Dazu ist die Vorspanneinrichtung verhältnismässig schwer und kompliziert.
Beim zweiten Verfahren durchfahren die einzelnen Drähte der Armierung (eine Armie- rungseinheit besteht in diesem Falle aus einer Mehrzahl von Drähten, die in rechteckiger An ordnung - zum Beispiel 4 X 8 = 32 Drähte und mit einem gewissen Abstand, parallel nebeneinander verlaufen) an ihren Enden paarweise die rechteckigen Öffnungen einer Verankerungseinrichtung aus Stahl.
Mittels einer speziellen Einrichtung werden die Drähte nacheinander paarweise vorgespannt und mit Hilfe eines im Querschnitt. rechteeki- gen Keiles aus Stahl durch Klemmwirkung paarweise verankert.
Die Nachteile dieses Verfahrens sind vor allem wirtschaftlicher Natur, indem sowohl die verwendeten Endverankerungen als auch die Armierungseinheiten (Drähte, Distanz halter für die Drähte und Umhüllung der Drähte) verhältnismässig teuer sind; ferner. erfordert das schrittweise Anspannen der Drähte einen gewissen Zeitaufwand. Technische Nachteile sind der verhältnis mässig grosse Platzbedarf der einzelnen Armie- rungseinheiten (grosser Querschnitt).
Das Gegenstand der vorliegenden Erfin dung bildende Verfahren zeichnet sich nun dadurch aus, dass die vorzuspannenden Drähte mit ihren Enden an je einem gemeinsamen Ankerkörper befestigt. werden und mit Hilfe mindestens einer Zugvorrichtung, die an einem Ankerkörper angreift, gesamthaft vor gespannt werden, worauf die Ankerkörper gegen die Tragkonstruktion abgestützt werden.
Die Einrichtung zur Ausführung des Ver fahrens weist. einen Hebebock mit durch gehender axialer Öffnung auf, durch welche ein Zugstab verläuft, der mit seinem einen Ende am einen zylindrisch ausgebildeten Ankerkörper befestigt ist und am andern Ende sich am Kopf des Hebebockes abstützt.
Ein Ausführungsbeispiel einer Einrich tung zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist auf beiliegender Zeichnung gezeigt, in welcher Fig.1 die Armierung und die Vorspann vorrichtung im Längsschnitt und in Ansicht. zeigt.
Fig. 2 -und 3 sind Querschnitte nach den Linien II-II und III-III in Fig.1.
Fig. 4 zeigt in grösserem Massstab einen Längsschnitt durch den Ankerkörper, den Zugstab, die Abstützmutter und die Abstütz- konstruktion.
Fig. 5 ist ein Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4.
Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch eine vorgespannte Armierung und Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine Va riante einer vorgespannten Armierung. Gemäss der in Fig.1 dargestellten Aus führung weist die Vorspanneinrichtung einen Hebebock 1 mit hydraulischem Kolben 2, Pumpe 3 und Manometer 4 auf. Der Kolben besitzt eine durchgehende axiale Öffnung 5, durch welche ein Zugstab 6 verläuft.
Der Zug stab ist links in der Figur an einem zylindri schen, mit Aussengewinde versehenen Anker körper 7 befestigt und am rechten Ende mit tels der ,Mutter 8 am Hebebock abgestützt. Am Fusse des Hebebockes 1. ist die rohrförmige Abstützkonstruktion 9 eingesehaltet, die sich auf eine Unterlagsplatte 10 abstützt.
Das Verfahren zur Vorspannung und Ver ankerung der Armierung ist. das folgende (vgl. Fig. 1) : Die in einer Hülle 11, 12 verlaufen den Drähte 13 sind an ihrem Ende am gemein samen Ankerkörper 7 verankert. Wichtig ist. diese Verankerung der Drähte am Anker körper. Sie kann vorzugsweise dadurch erfol gen, dass die einzelnen Drähte 13 am Ende eine kopfartige Verbreiterung, zum Beispiel durch Aufstalehen der Drähte, erhalten und diese Köpfchen 14 sich am Ankerkörper ab stützen, wie beispielsweise in Fig.4, 6 und 7 gezeigt.
Die fertige Armierung, bestehend aus einer Anzahl von Drähten 13, der Hülle 11, 1\3, den Ankerkörpern 7 und Abstützmuttern 16 aii den beiden Enden, ist in der Tragkonstruktion (zum Beispiel in einer Betonbrücke) einge bettet. Um nun die Armierung vorzuspannen, wird zunächst am Ankerkörper 7 der Zugstab 6 befestigt (zum Beispiel angeschraubt) und anschliessend die Abstützmutter 8, die Ab- atützkonstruktion 9 und der Hebebock 1 mit axialer Öffnung in Stellung gebracht. Zuletzt wird noch die Mutter 8 am Zugstab 6 ange bracht und bis zum Kolbenende \?' des Hebe bockes verschoben.
Nun kann die Vorspannarbeit beginnen Es wird die Pumpe 3 des Hebebockes 1 mit Hilfe des Armes 15 bedient, wobei der Kolben \_' den Zugstab 6 und den Ankerkörper 7 naeli aussen ziehen (nach rechts in Fig. 1). Dadurch werden die Drähte 13 gespannt.
Zur Verankerung der Armierung wird die Abstützmutter 16, die auf. das Aussengewinde des Ankerkörpers 7 aufgesehraubt ist, gegen die Unterlagsplatte 10 hin verschoben. Die Drehung und Verschiebung der Mutter ge schieht dabei durch ein Fenster 9' in der Ab stützkonstruktion 9.
Nunmehr können der Zugstab, der Hebe bock und die Abstützkonstruktion wieder ent fernt werden, wie Fig. 6 zeigt, und die Armie- rung ist fertig vorgespannt. Es erfolgt noch (-las Einpressen von Zementmörtel oder einem anderen Produkt in den Hohlraum 17 zwi schen Hülle 11, 12 und den Drähten 13.
Bei der Verankerung der Drähte mit Köpfchen 14 im Ankerkörper 7 wird letzterer verhältnismässig kurz, wobei, bei grosser Weg länge während des Vorspannens, die Abstütz- mutter (wie aus Fig.4 ersichtlich) erst auf den Ankerkörper geschraubt wird, wenn die ser aus der Tragkonstruktion austritt.
Die Drähte können auch durch Verwen dung einer Vergussmasse (Mörtel, Zink, Blei oder dergleichen).im Innern des Ankerkörpers mittels Haftung verankert werden. In diesem Falle ist es vorteilhaft, wenn die Drähte zwecks besserer Haftung mit Kerben ver sehen sind.
Eine andere Möglichkeit der Befestigung am Ankerkörper ist diejenige mittels Keil wirkung.
Es sei noch auf die Möglichkeit hinge wiesen, die Armierung ohne Abstützmutter an rler Konstruktion zu verankern (vgl. Fig. <B>7).</B> Dies geschieht dadurch, dass der Anker körper 7, der kein Aussengewinde aufweist, provisorisch so lange in seiner endgültigen Lage gehalten wird (zum Beispiel durch zeit weilige Verankerung des Zugstabes), bis der in den Hohlraum 17 eingepresste Mörtel er härtet ist.
Die Zahl der Armierungsdrähte kann be liebig sein, zum Beispiel kann auch nur ein Draht vorhanden sein.
Bei sehr langen Armierungen kann an bei den Enden gleichzeitig vorgespannt werden. Das vorliegende Verfahren und die Vor richtung zur Herstellung von vorgespannten Armierungen zeichnet sich durch die folgen den wesentlichsten Vorteile aus: Die Armierung kann als fertiges Element, bestehend aus Drähten, biegsamer Hülle, An kerkörper und Abstützmutter, auf die Bau stelle geliefert werden, wobei das Ganze im Werk geprüft. werden kann. Es ist jederzeit. gut. möglich, die Vorspannung nachzuprüfen oder zu verändern (vorausgesetzt natürlich, dass in die Hülle der Armierung noch kein Mörtel eingepresst worden ist).
Die Manipulationen auf der Baustelle sind einfach und auf ein Minimum besehränkt. Keine herausstehenden Drähte, weniger Drahtabfälle. Günstige gleichmässige Vertei lung der Drähte in der Hülle, damit kleiner Querschnitt der.Armieriuzg. Kein Gleiten der (oder einzelner) Drähte bei der Verankerung. Alle Drähte sind garantiert gleichmässig ge spannt. Sicheres Arbeiten beim Vorspannen.
Einfache und leichte Vorspanngeräte. Gute Wirtschaftlichkeit.
Method and device for prestressing and anchoring reinforcements of supporting structures. The present invention relates to a method and a device for prestressing and anchoring reinforcements of supporting structures.
Such prestressed reinforcements made of lioehwertigen steel wires are mainly used for the production of prestressed Kon structures.
Today there are mainly two procedural ren and the corresponding devices for the production of prestressed reinforcements with end anchor known. In the first method, the individual wires of the reinforcement run at the ends along the wall of a conical opening in the prestressed construction. Using a special device, on the circumference of which the wires are to be fastened with wedges, the wires are tensioned, whereupon at least one body (for example a cone) is pressed into the opening mentioned in such a way that sufficient friction arises for sliding the wires prevented.
A disadvantage of this method is that there is no certainty that the individual wires will all be equally tensioned after anchoring. That means it is questionable whether the simultaneous anchoring of more than two wires (usually 8 to 20 and more wires) is reliable by means of a wedge effect or whether one or the other wire does not slide, which is easily conceivable . Another disadvantage of the method described is that it is practically impossible to control the anchoring and the actual pre-tensioning of the wires.
Furthermore, there is a certain moment of danger during prestressing, in which the wires are attached to the outside of the prestressing device with wedges. In addition, the pretensioning device is relatively heavy and complicated.
In the second method, the individual wires run through the reinforcement (a reinforcement unit in this case consists of a plurality of wires that run in a rectangular arrangement - for example 4 X 8 = 32 wires and with a certain distance, parallel to each other) Ends in pairs of the rectangular openings of an anchoring device made of steel.
By means of a special device, the wires are prestressed one after the other in pairs and with the help of a cross-section. Right-angled wedge made of steel anchored in pairs by clamping action.
The disadvantages of this method are primarily of an economic nature, in that both the end anchors used and the reinforcement units (wires, spacers for the wires and sheathing of the wires) are relatively expensive; further. the gradual tensioning of the wires requires a certain amount of time. Technical disadvantages are the relatively large space required by the individual reinforcement units (large cross-section).
The method forming the subject of the present invention is characterized in that the ends of the wires to be prestressed are each fastened to a common anchor body. are and with the help of at least one pulling device that engages an anchor body, be tensioned as a whole before, whereupon the anchor bodies are supported against the supporting structure.
The device for executing the method has. a lifting jack with a continuous axial opening through which a tension rod runs, which is attached at one end to a cylindrically shaped anchor body and at the other end is supported on the head of the jack.
An exemplary embodiment of a device for carrying out the method according to the invention is shown in the accompanying drawing, in which FIG. 1 the reinforcement and the prestressing device in longitudinal section and in view. shows.
Fig. 2 and 3 are cross sections along the lines II-II and III-III in Fig.1.
4 shows, on a larger scale, a longitudinal section through the anchor body, the tension rod, the support nut and the support structure.
FIG. 5 is a section on the line V-V in FIG. 4.
Fig. 6 shows a longitudinal section through a prestressed reinforcement and Fig. 7 shows a longitudinal section through a variant of a prestressed reinforcement. According to the embodiment shown in FIG. 1, the pretensioning device has a jack 1 with a hydraulic piston 2, a pump 3 and a pressure gauge 4. The piston has a continuous axial opening 5 through which a pull rod 6 extends.
The train rod is attached to the left in the figure on a cylindri's, externally threaded anchor body 7 and supported at the right end with means of the nut 8 on the jack. At the foot of the jack 1, the tubular support structure 9 is retained, which is supported on a support plate 10.
The procedure for prestressing and anchoring the reinforcement is. the following (see. Fig. 1): The wires 13 run in a sheath 11, 12 are anchored at their end on the common anchor body 7. Important is. this anchoring the wires on the anchor body. It can preferably take place in that the individual wires 13 have a head-like widening at the end, for example by standing up the wires, and these heads 14 are supported on the anchor body, as shown in FIGS. 4, 6 and 7, for example.
The finished reinforcement, consisting of a number of wires 13, the sheath 11, 1 \ 3, the anchor bodies 7 and support nuts 16 aii the two ends, is embedded in the supporting structure (for example in a concrete bridge). In order to preload the reinforcement, the tension rod 6 is first attached to the anchor body 7 (for example screwed) and then the support nut 8, the support structure 9 and the jack 1 are brought into position with an axial opening. Finally, the nut 8 is attached to the pull rod 6 and up to the piston end \? ' of the lifting jack moved.
The pre-tensioning work can now begin. The pump 3 of the jack 1 is operated with the aid of the arm 15, the piston pulling the pull rod 6 and the anchor body 7 naeli outside (to the right in Fig. 1). The wires 13 are thereby tensioned.
To anchor the reinforcement, the support nut 16, which is on. the external thread of the anchor body 7 is screwed open, shifted towards the base plate 10. The rotation and displacement of the nut ge happens through a window 9 'in the support structure 9 from.
Now the tension rod, the lifting trestle and the support structure can be removed again, as FIG. 6 shows, and the reinforcement is fully pre-tensioned. Cement mortar or another product is still pressed into the cavity 17 between the sheath 11, 12 and the wires 13.
When the wires with heads 14 are anchored in the anchor body 7, the latter is relatively short, with the support nut (as shown in FIG Support structure emerges.
The wires can also be anchored in the interior of the anchor body by means of adhesion using a casting compound (mortar, zinc, lead or the like). In this case it is advantageous if the wires are provided with notches for better adhesion.
Another possibility of attachment to the anchor body is that by means of a wedge effect.
It should also be pointed out that the reinforcement can be anchored to the construction without a support nut (see Fig. 7). This is done because the anchor body 7, which has no external thread, is provisionally so is held in its final position for a long time (for example by temporarily anchoring the tension rod) until the grout pressed into the cavity 17 has hardened.
The number of reinforcement wires can be arbitrary, for example only one wire can be present.
In the case of very long reinforcements, both ends can be prestressed at the same time. The present method and the device for the production of prestressed reinforcements is characterized by the following essential advantages: The reinforcement can be delivered to the construction site as a finished element, consisting of wires, flexible sheath, anchor body and support nut All checked in the factory. can be. It is anytime. Good. possible to check or change the pre-tensioning (provided of course that no mortar has yet been pressed into the shell of the reinforcement).
The manipulations on the construction site are simple and reduced to a minimum. No wires sticking out, less wire waste. Favorable even distribution of the wires in the sheath, so that the armor has a small cross-section. No sliding of the (or individual) wires when anchoring. All wires are guaranteed to be evenly tensioned. Safe work when tensioning.
Simple and lightweight pretensioners. Good economy.