Verfahren und Einrichtung zum Vorspannen von mehreren nebeneinanderliegenden Spannbetonbauteilen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorspan nen von mehreren nebeneinanderliegenden Spannbeton bauteilen, insbesondere von Spannbetonfahrbahnplatten, z.
B, für Startbahnen, welche Bauteile an Ort und Stelle in einem Spannbett hergestellt werden und im Endzu stand, in dem der Beton voll abgebunden hat, einen direkten Verbund zwischen den Spanngliedern und ihrem, diese Spannglieder kraftschlüssig umhüllenden Beton aufweisen, wobei zum Erreichen einer Teilvor- spannung während des Abbindevorganges einzelne Spannglieder vor den Stirnkanten der Spannbetcnbau- teile oder in den Fugen zwischen den Spannb;:tonbau- teilen gelöst werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei Spannbetonbauteilen des vorgenannten Typs ist es grundsätzlich erwünscht, während des Abbindevor- ganges des Betons die Vorspannkraft stufenweise auf zubringen, um z. B. Schwindrisse im frizchen Beton zu vermeiden.
Dieses stufenweise Aufbringen der Vor spannkraft, bei der der Beton nur etwa entsprechend seiner jeweils erreichten Druckfestigkeit beaufschlagt wird und noch nicht die endgültige Gesamt-Vorspan- nung bekommt, wird auch als Teilvorspannung bezeich net.
Es ist bekannt, Spannbetonbauteilen, insbesondere Fahrbahnplatten, dadurch eine stufenweise Teilvorspan- nung zu erteilen, dass die Spanndrähte, die über zahl reiche dieser Platten in deren Längsrichtung durch laufen können, im Fugenbereich zwischen einzelnen Platten in zeitlichen Abständen aufeinanderfolgend durchschnitten erden. Dabei steilt sich jedoch der grundsätzliche Nachteil ein, dass die durch das Durch schneiden einzelner Spanndrähte freiwerdende Spann kraft 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 Spannbetonbau allgemein üblich, bei allen Materialspannungen im elastischen Bereich, aho unterhalb der Streckgrenze gearbeitet wird, so dass infolge des hohen Elastizitätsmoduls des Stahles schon eine relativ geringe zusätzliche Dehnung einer stärkeren Spannungserhöhung entspricht. Um die zur Aufbringung der erforderlichen Teilvorspannung auf den Betonnö tige zusätzliche Dehnung der noch nicht durchschnit- tenen Spannglieder zu erzielen, muss deshalb entweder von einer relativ niedrigen, also unwirtschaftlichen Vor spannung ausgegangen werden oder es muss die sog.
freie Dehnlängea, in der Spannglieder an den Fahr- bahnstössen 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.
Mit der Erfindung wird demgegenüber ein Verfah ren zum Vorspannen von Spannbetonbauteilen, ins besondere Fahrbahnplatten, angegeben, dessen Kenn zachen darin besteht, dass die Spannglieder so stark vorgespannt werden, dass nach dem Lösen einzelner Spannglieder die jeweils noch nicht gelösten Spannglie der im Bereich ihrer freien Dehnlänge, in dem sie also nicht vom Beton kraftschlüssig umhüllt sind, über ihre Streckgrenze hinaus beansprucht werden und sich zu mindest annähernd im Anfang des Fliessbereiches be finden und eine Gleichmassdehnung erfahren.
Dabei bedeutet der Begriff Gleichmassdehnungs, dass die Spannglieder eine im wesentlichen plastische Dehnung ohne nennenswerten Spannungszuwachs aus führen, wie dies in dem später noch besprochenen Span- nungs-Dehnungs-Schaubild für das Gebiet zwischen der Streckgrenze und der Bruchgrenze charakteristisch ist. Vorzugsweise kann demgemäss der Werkstoff der Spannglieder derart ausgewählt werden, dass er nach Ausschöpfen seiner elastischen Dehnbarkeit, also nach Erreichen der Streckgrenze, noch eine ausgeprägte pla- stische Dehnbarkeit ohne wesentliche Spannungserhö hung aufweist.
Das angegebene Verfahren verlässt mithin die bis herige Regel, nur im elastischen Bereich zu arbeiten. Vielmehr werden die Spannglieder bereits beim Vor spannen bis nahe an die Streckgrenze beansprucht, so dass nach dem Aufbringen der Teilvorspannung durch Lösen eines Teiles der Spannglieder bei jedem Stoss zwischen Spannbetonbauteilen, 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 einset zenden Schwinden des Betons zwar eine weitere Deh nung, jedoch keine erhebliche Spannungserhöhung er fahren, und somit die durch das Durchschneiden einzel ner Spannglieder freiwerdende Spannkraft praktisch voll in den Beton eingeleitet werden kann.
Durch das nunmehr angegebene Verfahren kann so mit eine optimale Aufbringung der Teilvorspannung auf den Beton erreicht werden, und zugleich kann verhin dert werden, dass die noch nicht durchschnittenen Glie der infolge einer zunehmenden Spannungserhöhung bei nicht ausreichend bemessener freien Dehnlänge zu Bruch gehen können. Weiterhin kann sich das angegebene Verfahren dahingehend vorteilhaft auswirken, dass auch solche Dehnungsänderungen, die durch z. B. Tempera turänderungen in der Fahrbahnplatte bedingt sind, sich nicht in stärkeren Spannungsänderungen oder in einer Bruchgefahr für die noch nicht gelösten Spannglieder auswirken können.
In Hinsicht auf die tatsächliche Fugenbreite zwi schen den Spannbetonbauteilen wäre oft eine Verbesse rung bekannter Verfahren sind nämlich zwangsläufig stets verhältnismässig grosse Fugenbreiten zwischen den Spannbetonbauteilen vorhanden, weil der Fugenbereich an die freie Dehnstrecke der Spannglieder im Fugen bereich angepasst und somit lang genug sein muss, da mit die Spannlieder die Dehnungen infolge der Ver kürzung der Bauteile durch die @Teilvor=pannung bis zum Trennen des letzten Spanngliedes aufnehmen kön nen.
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 un terbrochen wird, nachträglich einzubauende Fugen konstruktionen erforderlich werden, störende Arbeits fugen entstehen und sich die breiten Fugenbereiche nur schwierig nachträglich unter Vorspannung setzen las sen.
Es lassen sich dagegen sehr schmale Fugenbreiten erzielen, wenn die erfindungsgemässe Einrichtung da durch gekennzeichnet ist, dass der vom Beton nicht kraftschlüssig umhüllte und somit die freie Spannglie- derdehnlänge darstellende Teil dzr Spannglieder sich sowohl über die Fugenbreite benachbarter Spannbeton bauteile erstreckt, als auch, von den Stirnseiten der Spannbetonbauteile ausgehend, in diese Spannbeton bauteile hineinreicht und dass Sperrmittel zum Verhin dern einer kraft,chlüssigen Umhüllung des die freie Spanngliederdehnlänge darstellenden Spanngliederteils vorhanden sind.
Vorzugsweise kann zur Verhinderung eines Verbun des zwischen den Spanngliedern und dem Beton in dem vom Beton üb:rdeckten Bereich tlcr freien Dehnlänge auf den Spanngliedern ein bituminöser Überzug aufge bracht werden.
Durch diese Massnahme hat man es in der Hand, die freie Dehnlänge der Spanngfieder 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 gl-halten werden kann, dass sie gerade zum Trennen der Spannglieder ausreicht (was meist einfach durch Brenn- schnitt erfolgt).
Die Mittel zur Verhinderung eines Ver bundes zwischen den Spanngliedern und dem Beton stellen dabei die erforderliche freie Dehnlänge der Spann=lieder sicher, und andererseits entsteht am Stoss zweier Fahrbahnplatten nur eine schmale Fuge, die leicht in üblicher Weise durch eine aufgelegte Metall platte oder Fingerkonstruktion überbrückt werden kann. Somit können mehrere hintereinander liegende Fahr bahnplatten in ununterbrochenem Betonier@.,organg her- ge@talt werden, und die übrigen Nachteile der bisheri gen grossen Fugenbreiten sind ebenfalls vermieden.
Bei Verwendung von Stirnplatten lässt sich die Fu genbreite besonders günstig vermindern, wenn 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 Ver- ankerung;mittel für die Spannglieder in der Nähe der freien Enden der Längslaschen vorgesehen sind.
Durch diese Mazsnahme wird einerseits wiederum erreicht, dass die Teilvorspannung nicht allein durch direkten Ver bund 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 Spannbctonfahrbahnplatten meistens erforderlichen Fugenkonstruktionen sein, stellen also keinen zusätz lichen Aufwand dar.
Beim Trennen einzelner Spannglieder erfahren die Längaa#ch. n. d'e mit den betr. Spanngliedern verbun den sind und bis zum Trennen dieser Spannglieder spannungsfrei waren, eine gewisse Dehnung. während die im Längenbereich dieser Längsglieder liegenden Tei le der betr. Spannglieder spannunQ=los werden, sich also etwas verkürzen.
Um diese Längenänderungen vor dem im Abbinden begriffenen Beton möelichst fernzu- halten. kann zweckmässig weiterhin vorgesehen sein, dass nicht nur die in der freien Dehnlänge verlau f, nden Teile der Spannglieder in geeigneter Weise vom Beton isoliert, beispielsweise mit Bitumen umhüllt wer den. sondern dass auch die Längslaschen mit einem ge eianeten I,oliermaterial, 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, g genüber dem Beton frei beweglich sind.
Wenn das Aufbringen der Teilvorspannung entspre chend dem fortschreitenden Abbinden des Betons in mehreren Stufen erfolgt, d. h. zeitlich nacheinander wei tere Spannglieder im Bereich ihrer freien Dehnlänge durchschnitten werden, werden beim Lösen weiterer Spannel:eder die bereits durch das Lösen der Spann glieder dir ersten Stufe zusätzlich beanspruchten und gedehnten Spannglieder nochmals zusätzlich gedehnt.
Um trotzdem die prozentualen Dehnungen und damit auch die Bruchsicherheiten für alle Spannglieder an nähernd 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 gelösten Spannglieder kürzer aus zuführen als für die übrigen Spannglieder.
Es ist möglich, jedes einzelne Spannbetonbauteil, z. B. jede einzelne Fahrbahnplatte, für sich in einem beliebig langen Spannbett vorzuspannen. Dabei treten durch das Trennen einzelner Spannglieder am Fahr- bahnplattenstoss freie Kräfte in Längsrichtung auf.
Ein richtungen zur Durchführung des Verfahrens können deshalb so ausgebildet sein, dass die zwischen dem Ende einer einzeln teilvorzuclpannenden und der daran anschliessenden Fahrbahnplatte liegende Fuge örtlich festgelegt ist, und zwar dadurch, dass in an sich be kannter 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 Spann glieder und für die Durchführung der Trennschnitte an den Spanngliedern versehen sind und während des Teil- vorspannens die Lager der Stirnplatten gegenüber den als Zwischenwiderlager wirkenden Betonschwellen fest legen. Nach dem Trennen der Spannglieder kann diese Ankerplatte den an der betreffenden Stossstelle frei werdenden Teil der Vorspannkräfte aufnehmen und ihn auf die nun als Spannwid;#rlager wirkende Beton schwelle übertragen. Nach dem vollständigen Abbinden des Betons und Trennen sämtlicher Spannglieder herrscht an der Stossstelle wieder Kräftegleichgewicht, und die Ankerplatte kann herausgezogen werden.
Beim Trennen einzelner Spannglieder erhalten in einem Fahrbahnplattenstoss die innerhalb der zuerst be tonierten und teilvorgespannten Fahrbahnplatte liegen den Längslaschen Zugspannungen, die innerhalb der anschliessenden Fahrbahnplatte liegenden Längslaschen, an denen noch nicht gelöste Spannglieder befestigt sind, dagegen Druckspannungen. Um die letzteren Längsglie der möglichst leicht zu halten und doch am Au@knicken zu hindern, ist zweckmässig vorgesehen, sie so kurz wie aus konstruktiven Gründen möglich auszuführen. Die freie Dehnlänge der Spannglieder kann somit zum über wiegenden Teil in die zuerst teil#:orzuspannende Fahr bahnplatte gelegt werden.
Die in dieser Fahrbahnplatte liegenden Längsglieder werden dadurch entsprechend länger, was jedoch belanglos ist, da sie ausschliesslich Zugspannungen aufzunehmen haben.
Um die Zahl der in einem Zuge zu betonierenden Fahrbahnplatten von der Länge der zur Verfügung ste henden Spannglieder unabhängig zu machen, ist es vor teilhaft, wenn die beim Teilvorspannen einer Fahrbahn platte in der daran anschliessenden Platte liegenden Längslaschen mit je zwei Verankerung@mitteln für Spannglieder versehen sind, so daass diese Längslaschen gleichzeitig als Stossstellen für die Spannglieder ver wendet werden können. Durch diese Massnahme kann das angegebene Verfahren auch dann für eine beliebige Anzahl von in einem Zuge zu betonierenden Fahrbahn platten angewandt werden, wenn nur Spannglieder in kürzerer Länge zur Verfügung stehen.
Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Einrichtung, die insbesondere dann zur Auswirkung kommt, wenn Spanngliedermaterial in grösserer Länge verfügbar ist, können die Stirnplatten und Längslaschen sowie deren Verankerungsmittel mit nach unten offe nen Aussparungen für aie Spannglieder versehen sein,
so dass die nach Einlegen der Spannglieder in das Spannbett und nach dem Spannen der Spannglieder von oben über die Spannglieder geschoben werden können. Dabei werden vorzugsweise je Spannglied verlaufende Längslaschen vorgesehen. Durch das nachträgliche An bringen der Stirnplatten-Einrichtungen kann erreicht werden, dass beispielsweise 750 m lange Spannglieder von fahrbaren Abwickelvorrichtungen aus abgerillt werden können, ohne dass die meist gerippten Spann glieder über die empfindliche Gleitschicht des Unter betons geschleift und an jeder Stossstelle durch die Kon struktionsteile hindurchgefädelt werden müssen.
Die Schnelligkeit und Wirtschattlichkeit in der Anwendung des angegebenen Verfahrens kann dadurch ganz wesent lich gesteigert werden.
Nachfolgend werden Einzelheiten des Erfindungs gegenstandes in einem sich auf die Herstellung von Fahr bahnplatten beziehenden Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei stellen dar: Fig. 1 im Aufriss eine Übersicht über ein Spannbett zur Längsvorspannung mehrerer Fahrbahnplatten; Fig. 2 das Spannungs-Dchnungs-Schaubild eines vorzugsweise verwendeten Werkstoffes für die Spann glieder; Fig. 3 einen Fugenbereich gemäss Fig. 1 in grösse- rem 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 Quer vorspannung der Fahrbahnplatten.
In der Darstellung der Fig. 1 sind drei im gemein samen Spannbett betonierte Fahrbahnplatten 1, 2 und 3 gezeigt. Die Spannglieder 4 laufen durch die gesamte Länge des Spannbettes durch und -erden vom End- widerla2er 5, auf dem die Spannvorrichtung 6 befestigt ist, vorgespannt, während sie am Endwiderlager 7 ver ankert sind. Unter jedem Fahrbahnplattenstoss sind in an sich bekannter Weise Betonschwellen 8 und 9 oder andersartig v:rfestigte Bereiche angeordnet.
Die Fahrbahnplatten 1, 2 und 3 sind an ihren Stossstellen durch Stirnplatten 10,<B>11,</B> 12 und 13 be grenzt, die in der Darstellung winkelförmig sind, aber auch eben ausgebildet sein können. Die Spannglieder 4 sind in einer weiter unten noch genauer erläuterten Wei se mit den Stirnplatten 10 bis 13 verbunden, und die zwischen den Stirnplatten verbleibenden Fugen sind in diesem Beispiel durch Abdeckbleche 14 und 15 über brückt.
Die Spannglieder 4 bestehen aus einem Werkstoff, dessen Spannungs-Dehnungs-Schaubild den in Fig. 2 ge zeigten Verlauf hat. Dabei sind in üblicher Weise die D,,hnung @\ in ,'o auf der Abszisse und die Spannung t7 in kp.'mm= auf der Ordinate aufgetragen, Während bis zum Erreichen der Streckgrenze bei 16 die Spannung mit zunehmender Dehnung steil und geradlinig ansteigt, nimmt dann bei weiterer starker Dehnung die Spannung in praktisch unwesentlichem Masse zu,
bis schliesslich bei Bruch 17 die Gesamtdehnung ein Mehrfaches der bis zum Erreichen der Streckgrenze bei 16 eingetretenen Dehnung beträgt. Nun werden die Spannglieder 4 beim Vorspannen durch die Spannvorrichtung 6 im elastischen Bereich, aber nur wenig unterhalb der Streckgrenze 16 gespannt.
Nach dem Einbringen des Betons für die Fahrbahn platten 1, 2 und 3 wird dann ein Teil der Spannglieder 4 zwischen den Stirnplatten 10 und 11 bzw. 12 und 13 gelöst, wobei die übrigen Spannglieder im Bereich ihrer freien Dehnlänge 26 bis oberhalb ihrer Streckgrenze 16, jedoch nur im ersten Bereich ihrer plastischen Dehn barkeit, also bis etwa zum Punkt 18 des in Fig. 2 ge zeigten Spannungs-Dehnungs-Schaubildes, gespannt werden.
Sie erfahren somit zwischen ihren Befestigungs stellen mit den Stirnplatten 10 bis 13 eine Gleichmass- dehnung, die ohne wesentliche Spannungserhöhung zu einer zusätzlichen Dehnung und damit über die Stirn platten 10, 11, 12 und 13 bzw. teilweise auch durch Haftverbund mit dem Beton der Fahrbahnplatten zur Einleitung einer Teilvorspannung in die Fahrbahnplat ten 1, 2 und 3 führt.
Beim Schwinden des Betons und bei Temperatur änderungen können die noch nicht getrennten Spann glieder 4 weiteren Dehnungen ausgesetzt werden, ohne dass die Spannung dabei stark zunimmt und ohne dass der Werkstoff in eine gefährliche Nähe der Bruchzone 17 gerät. Auch wenn zur stufenweisen Erhöhung der Teilvorspannung noch weitere Spannglieder 4 getrennt werden, so dass die Dehnung im Bereich der freien Dehnlänge der noch nicht getrennten Spannglieder 4 über den Punkt 18 hinaus erhöht wird, besteht immer noch eine ausreichende Sicherheit zur weiteren Deh nung durch Schwinden und Temperaturänderung sowie eine genügende Sicherheit gegen Bruch.
In den Fig. 3 bis 5 ist nun ein Fahrbahnplattenstoss grösser dargestellt, um Einzelheiten der Einrichtungen zu verdeutlichen. Es ist zu erkennen, dass die Spannglie der 4 nicht unmittelbar an den Stirnplatten 10 und 11 verankert sind, sondern an Längslaschen 19 und 20 an greifen, die ihrerseits mit den Stirnplatten 10 und 11 verbunden sind. Dabei erstrecken sich die Längslaschen 19 in die Fahrbahnplatte 1 und die Längslaschen 20 in die Fahrbahnplatte 2 hinein. An den Längslaschen 19 und 20 sind Befestigungsmittel 21, 22 und 23, beispiels weise als Schraubanker, für die Spannglieder 4 vorge sehen.
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 zu sätzliche Dehnung bei nur geringer Spannungszunahme zu ermöglichen, und gleichzeitig wird der Zwischen raum 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 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 ge samte Länge des Spannbettes durchzulaufen.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist vorgese hen, dass von links nach rechts betoniert wird, dass also die Fahrbahnplatte 1 vor der Fahrbahnplatte 2 beto niert wird. Unter dieser Voraussetzung werden die in der Fahrbahnplatte 1 liegenden Längslaschen 19 stets auf Zug, die in der Fahrbahnplatte 2 liegenden Längs- lasch,-n 20 dagegen, soweit an ihnen beim Teilvorspan nen 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 ent spricht.
Die Längslaschen 19 sind deshalb länger aus gebildet 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 kön nen. Wie Fig. 4 im Grundriss zeit, können die nur auf Zug beanspruchten Längslaschen 19a bzw. 19b ver schieden lang ausgeführt werden. Wird beispielsweise das Spannglied 4b später getrennt als das Spannglied 4a, so erfährt es eine weitere zusätzliche Dehnung, der durch eine grössere Länge des Längsgliedes 19a Rech nung getragen wird.
Die freie Dehnlänge 26 ist dadurch zwischen den Befestigungspunkten 1-lb und 22b grösser als die freie D:hnlänge 26' zwischen den Befestigungs punkten 21 a und 22a, so dass die höhere absolute Deh nung des Spanngliedes 4b keine höhere Spannung und damit keine verminderte Bruchsicherheit zur Folge hat.
Beim Aufbringen der Teilvorspannung erfahren die mit d:n durchschnittenen Spanngliedern verbundenen Längslaschen eine elastische Verlängerung, da sie nun mehr 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 Dehn länge 26, d. h. im Längenbereich der Längslaschen 19 und 20 einschliesslich der Befestigungsstellen 21 und 22 ebenso wie auch die Längslachen 19 und 20 selbst mit einem - in den Fig. 3 und 4 durch einfache Schraffur gekennzeichneten - vom Beton isolierenden überzug 27, z.
B. aus Bitumen, umhüllt, der die frei; B:weglich- keit 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 Befestigung,mittel 21, 22 und 23 - durch Kreuz schraffur gekennzeichnet: - Einlagen 28 aus einem leicht zusammendrückbaren Material, z. B. Hartschaum stoff. angeordnet.
In der Betonschwelle 8 ist, wie Fig. 3 zeigt, unter dem Zwischenraum zwischen den Stirnplatten 10 und 11 eine Aussparung 24 vorgesehen, in welche eine Anker platte 25 eingeführt werden kann, die während des Teil- vorspannens die an dem Fahrbahnplattenstoss auftre tenden freien Kräfte aufnimmt und in die Betonschwelle 8 ableitet. Die Stirnplatten 10 und 1 1 sind, wie Fig. 5 zeigt, mit nach unten offenen Aussparungen 29a und 29b für die Spannglieder 4a bzw. 4b versehen, und es sind, wie auch Fig. 4 erkennen lässt, für jedes Spannglied 4a bzw.
4b je zwei Längslaschen 19a und<B>19b</B> bzw. 20a und 20b zu beiden Seiten der Spannglieder 4a und 4b vorge sehen, so dass die Stirnplatten 10 und I l mit den mit ihnen fest verbundenen Längslaschen nach Einlegen und Vorspannen der Spannglieder 4 in das Spannbett ein gebracht 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 Arbeit nicht zu behindern, damit die erforderliche Bewehrung einfach in Form von Matten verlegt werden kann und um geschlossene Be tonoberflächen zu erhalten.
Soll die Fuge später mit dem Abdeckblech 04 bzw. 15 abgedeckt werden, so wird in dem dafür notwendigen Bereich der Beton nachträglich entfernt, und die Längslaschen oder Stirn platten sind dann so hoch geführt, dass sie unmittelbar als Auflager für das Abdeckblech dienen.
Unter den Fahrbahnplatten 1, 2 und 3 ist im dar gestellten Beispiel ein Unterbeton l a, 2a und 3a vor handen. Dieser kann bei entsprechend guten Bodenver hältnissen durch Bodenvermörtelung oder Bodenverfe stigung gebildet sein. Bei besonders schlechtem Bau grund ist dagegen eine besonders zu betonierende Unter betonschicht erforderlich, die dann auch zur Aufnahme der beim Vorspannen der Spannglieder 4 auftretenden Längskräfte herangezogen werden kann. Die Endwi- derlager 5 und 7 dienen in die,em Fall als Momenten widerlager, so dass die Unterbetonsch;chten l a, 2a und 3a keine Biegungsmomente aufzunehmen haben.
Die Unterbetonschichten 1 a, 2a und 3a können wei terhin auch zur Aufnahme der Druckkräfte aus der Quervorspannung der Fahrbahnplatten 1, 2 und 3 her angezogen werden, wenn die Ouervorspannung als Spannbettvorspannung mit direktem Verbund ausgeführt wird. Ein Ausführungsbeizpiel für eine derartige Ouer- vorspannung der Fahrbahnplatten ist in Fig. 6 gezeigt.
In der Fahrbahnplatte 1 liegen Ouerspannglieder 30, die mittels Schraubklemmen <B>31</B> an einem Druckstuck 32 verankert sind. Das Druck,tück 32 ist als zweiarmiger Hebel ausgebildet. der sich über einen vorspringenden Nocken 34 und eine Druckplatte 35 an der Unterbeton- schicht 1 a abstützt und der durch einen unterhalb der Unterbetonschicht 1 a liegenden Zuganker 33 gegen Kip pen gesichert ist.
Beim Spannen der uerspannglieder 30 wird gleichz^itig der zugehörige Zuganker 33@ ange spannt, was durch eine geeignete Snannprecce erfolgt. Nach dem Spannen hat die Unterb-2tn@chicht 1 a mir reine Druckkräfte aufzunehmen. wobei da- Druck-tück 32 eine etwa vertikale Lage besitzt.
Zur Einleitung der Quervorspannkräfte in die Fahr bahnplatte 1 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 Quer=pannglieder langsam auf den Beton absetzt.
Sobald die Quervorspannkräfte voll eingelei tet sind, d. h., die Ouerspanngliedcr 30 im direkten Verbund die Ouervorspannung der Fahrbi hnplatte 1 bewirken, wird das Druckstück 32 entf=rnt und der Zug- anker 33 gezogen. Diese beiden Teile können danach wieder verwendet werden.
Die Aufbringung der End-Vorspannung auf die Spannbetonbauteile erfolgt bei dem angegebenen Ver fahren in jedem Fall durch Dtirchschncidcn aller Spann glieder, und dies geschieht zu einem Zeitpunkt, zu dem der Beton in der Lage ist, die #;olle Vorspannkraft der Spannglieder mit direktem Verbund (Haft- oder Scher- verbund) aufzunehmen.
Die Übertragung der Teilvorspannung auf den Beton während des Abbindevorganges kann ebenfalls grund sätzlich mit direktem Verbund crfol@en, in welchem Fall an sich im Fugenbereich der Spannbctonbauteile 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.
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 Abbinde vorganges des Betons sukzessiv in Richtung auf die Spannbetonbauteile verschoben werden. Dabei sind clie Spannglieder jedoch nicht im Spannbett über viele Fu genbereiche hinweg durchlaufend angeordnet, sondern haben nur jeweils die Länge eines einzelnen Bauteils, wobei zur Erzeugung der sukzessiven Verschiebung der Stirnplatten besondre, aufwendige Geräte erforderlich sind.
Dies ist ein wesentlicher Unterschied zur vorliegen den Einrichtung die grundsätzlich von im Spannbett durchgehenden Spanngliedern ausgeht und die Teilvor- spannung durch Durch-chneiden einzelner Spanngli,-der im Fugenbereich, also ohne zusätzlichen Aufwand an besondern Geräten zur Teilvorspannung, erzeugt.
Die Wirtschaftlichkeit des angegebenen Verfahrens kann insbesondere in solchen Fällen verbessert werden, bei denen eine sichere Aufnahme der Vorspannkräfte an den Enden des Spannbettes durch im Baden ver ankerte Widerlager infolge ungünstiger Bodenverhält nisse nicht oder nur mit unverhältnismässig hohem Auf wand erreichbar ist, wenn der normalerweise als Unter lage für die verhältnismässig dünne Fahrbahnplatte er forderliche Unterbeton als Druckglied für das Spannbett herangezogen wird, was nur einen geringen Mehrauf wand bei der Herstellung des Unterbetas erfordert.
Die hierzu gegenüber einer üblichen Unterbetonschicht an zuwendenden Massnahmen erstrecken sich im wesent lichen auf die Aufnahme des Biegemomentes, das in folge der Höhendifferenz zwischen den Spanngliedern in der Fahrbahnplatte und dem Schwerpunkt des Unter betons auftritt.
Unter den verschiedenen Möglichkeiten zur Aufnah me dieses llomente#> soll hier nur eine besonders ein fache g: nannt erden. Sie besteht darin, dass an jedem Ende des Spannbettes ein kurzes Stück des Unterbetons bewehrt und so als Mem-ntenwiderlager ausgebildet wvird, dass e3 durch sein Eigengewicht das Auftretende Moment aufnimmt.
Dadurch wird erreicht, dass der ei- gcntl:ehe Unterbeton auf der gesamten Länge de; Spann bettes praktisch momentfrei bleibt und nicht oder nur unwmentlich verstärkt zu werden braucht, um die beim Vorspannen auftretenden Druckkräfte aufzunehmen.
Die Verwendung des Unterbetons als Spannbett Druckglied wirkt sich dann be>onders 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 Verringe-ung der aufgebrachten Vorspan- nung zur Folge haben würde, oder wenn bei geg:
n die Spannbetonbauteile abgestütztem Widerlager die Gefahr einer Krümmung oder Biegung der Spannbetonbauteile entsteht, was b:sonders bei Fahrbahnplatten von gerin ger Stärke der Fall sein kann.
Der Unterbeton kann dabei nicht nur zur Aufnahme der Druckkräfte aus der Längsvorspannung herangezo gen werden, sondern ebenso auch zur Aufnahme der Druckkriifte 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 Dreh punkte sich gegen den Unterbeton abstützen und deren untere Enden beiderseits d. -r Fahrbahnplatte durch un tere Enden beiderseits der Fahrbahnplatte durch unter dem Unterbeton verlaufende, wiederverwendbare Zug anker miteinander verbunden sind.
Method and device for prestressing several adjacent prestressed concrete components The invention relates to a method for prestressing several adjacent prestressed concrete components, in particular prestressed concrete slabs, for.
B, for runways, which components are manufactured on the spot in a tensioning bed and stood in the Endzu, in which the concrete has fully set, have a direct bond between the tendons and their, these tendons positively enveloping concrete, whereby to achieve a part - Tensioning during the setting process, individual tendons in front of the front edges of the prestressed bed components or in the joints between the prestressed concrete components.
The invention also relates to a device for carrying out the method.
In the case of prestressed concrete components of the aforementioned type, it is fundamentally desirable to apply the prestressing force in stages during the setting process of the concrete in order to e.g. B. to avoid shrinkage cracks in fresh concrete.
This step-by-step application of the prestressing force, in which the concrete is only loaded approximately in accordance with its respective compressive strength and does not yet receive the final total prestressing, is also referred to as partial prestressing.
It is known to give prestressed concrete components, in particular roadway slabs, a stepwise partial prestressing that the tensioning wires, which can run through numerous of these slabs in their longitudinal direction, are successively cut in the joint area between individual slabs at time intervals. In this case, however, there is the fundamental disadvantage that the tensioning force released by cutting through individual tension wires is at least partially absorbed by the remaining, not yet cut wires and thus cannot affect the concrete.
This is because, as is common in prestressed concrete construction, for all material stresses in the elastic range, aho below the yield point is worked, so that due to the high modulus of elasticity of the steel, even a relatively small additional stretch corresponds to a greater increase in stress. In order to achieve the additional elongation of the not yet cut tendons, which is necessary to apply the partial prestressing to the concrete, either a relatively low, i.e. uneconomical prestressing must be assumed or the so-called
free expansion length a, in which the tendons at the carriageway joints are not in connection with the concrete, can be made disproportionately large, which, due to what has been known up to now, is only possible if undesirably wide transverse joints are accepted.
The invention, on the other hand, specifies a process for prestressing prestressed concrete components, in particular roadway slabs, the characteristic of which is that the tendons are prestressed to such an extent that, after loosening individual tendons, the not yet loosened tendons in the area of their free ones Stretching length, in which they are not encased in a force-fit manner by concrete, are stressed beyond their yield point and are at least approximately in the beginning of the flow area and experience a uniform expansion.
The term uniform elongation means that the tendons undergo an essentially plastic elongation without any appreciable increase in stress, as is characteristic of the area between the yield point and the breaking point in the stress-strain diagram discussed later. Accordingly, the material of the tendons can preferably be selected in such a way that, after its elastic extensibility has been exhausted, that is, after the yield point has been reached, it still has pronounced plastic extensibility without a significant increase in stress.
The specified method therefore leaves the previous rule of only working in the elastic range. Rather, the tendons are already stressed almost to the yield point during prestressing, so that after applying the partial prestressing by loosening part of the tendons, the not yet loosened tendons stand on their free, not bonded with the concrete for each joint between prestressed concrete components Length range above their yield point, but still at the beginning of their plastic ductility, are claimed.
This means that even with the shrinkage of the concrete, these parts of the tendons experience further expansion, but not a significant increase in tension, and thus the tension force released by cutting through individual tendons can be practically fully introduced into the concrete.
With the method now specified, an optimal application of the partial prestressing to the concrete can be achieved, and at the same time it can be prevented that the not yet cut members can break as a result of an increasing increase in stress with insufficient free stretching length. Furthermore, the specified method can have an advantageous effect that even those strain changes caused by z. B. Tempera ture changes in the carriageway plate are conditioned, can not result in stronger stress changes or in a risk of breakage for the not yet released tendons.
With regard to the actual joint width between the prestressed concrete components, an improvement in known methods would inevitably always be relatively large joint widths between the prestressed concrete components, because the joint area must be adapted to the free expansion path of the tendons in the joint area and must therefore be long enough with the tendons can absorb the expansions due to the shortening of the components through the partial pre-tensioning up to the separation of the last tendon.
This can sometimes be accepted, but is often a disadvantage, especially when creating long carriageways in the pre-tensioned bed, because the continuous concreting process in the joint area is interrupted, joint structures to be installed later are required, annoying construction joints are created and the wide joint areas only become wider difficult to put under tension afterwards.
On the other hand, very narrow joint widths can be achieved if the device according to the invention is characterized in that the part of the tendon, which is not frictionally encased by the concrete and thus represents the free tendon expansion length, extends over the joint width of adjacent prestressed concrete components as well as from starting from the end faces of the prestressed concrete components, into these prestressed concrete components and that locking means are present to prevent a forceful, cohesive covering of the tendon part representing the free tendon expansion length.
To prevent a bond between the tendons and the concrete, a bituminous coating can preferably be applied to the tendons in the area covered by the concrete over the free stretching length.
This measure enables you to choose the free expansion length of the tension member independently of the actual joint width so that the free expansion length can be dimensioned to be sufficiently large, as is necessary to achieve partial prestressing, while at the same time the actual joint width is so small - it can be kept that it is just sufficient to separate the tendons (which is usually done simply by flame cutting).
The means to prevent a bond between the tendons and the concrete ensure the required free stretching length of the tendons, and on the other hand, only a narrow joint is created at the joint between two carriageway slabs, which is easily bridged in the usual way by a metal plate or finger construction can be. In this way, several road slabs lying one behind the other can be created in uninterrupted concreting, and the other disadvantages of the previous large joint widths are also avoided.
When using end plates, the joint width can be reduced particularly favorably if the tendons are anchored at a distance from the end plates on longitudinal brackets, which in turn are connected to the end plates and extend from these into the prestressed concrete components, the anchoring medium for the tendons are provided near the free ends of the longitudinal straps.
This measure in turn ensures that the partial prestressing does not have to be transferred to the prestressed concrete components solely through a direct connection. and it is also ensured that the edge areas of the prestressed concrete components covered by the free stretching length also receive sufficient partial prestressing. Furthermore, the end plates can be part of the joint constructions that are usually required for tensioned concrete slabs, so they do not represent any additional effort.
When separating individual tendons, the Längaa # ch. n. d'e are connected to the tendons in question and were free of tension until these tendons were separated, a certain elongation. while the parts of the tendons in question that lie in the length range of these longitudinal members become tension-free, i.e. shorten somewhat.
In order to keep these changes in length away from the concrete, which is about to set. It can expediently furthermore be provided that not only the parts of the tendons running in the free stretching length are suitably isolated from the concrete, for example encased with bitumen. but that the longitudinal flaps with a ge eianeten I, oliermaterial, z. B. bitumen are encased, and that the longitudinal tabs and the fastening means for the tendons at their end faces by an easily compressible insert of z. B.
Rigid foam that can move freely compared to concrete.
If the partial prestressing is applied in accordance with the progressive setting of the concrete in several stages, d. H. If further tendons are cut through one after the other in the area of their free expansion length, when further tensioning elements are loosened: Either the tendons that are already stressed and stretched by the loosening of the tendons in the first stage are stretched again.
In order to keep the percentage elongations and thus also the fracture resistance for all tendons approximately the same, provision can be made to adapt the length of the longitudinal straps to the required elongation of the tendons attached to them, i.e. the longitudinal straps for fastening the in the first stage of partial prestressing Make the loosened tendons shorter than for the other tendons.
It is possible to use every single prestressed concrete component, e.g. B. pretensioning every single deck slab in any length of bed. The separation of individual tendons at the pavement slab joint creates free forces in the longitudinal direction.
A device for carrying out the method can therefore be designed so that the joint between the end of an individually Teilvorzuclpannenden and the adjoining carriageway slab is fixed in place, in that concrete sleepers are provided in a known manner in the joint area of the prestressed concrete components or otherwise solidified areas below the joint opening are provided with recesses in which removable anchor plates are inserted,
which are provided with recesses for the tendons and for making the separating cuts on the tendons and during the partial prestressing fix the bearings of the end plates against the concrete sleepers acting as intermediate abutments. After the tendons have been separated, this anchor plate can absorb the part of the prestressing forces that is released at the relevant joint and transfer it to the concrete sleeper, which now acts as a prestressing bearing. After the concrete has completely set and all tendons have been severed, the forces at the joint are again balanced and the anchor plate can be pulled out.
When separating individual tendons, the longitudinal brackets within the first concrete and partially prestressed carriageway slab are subjected to tensile stresses in a carriageway slab joint, while the longitudinal brackets within the adjoining carriageway slab, to which unreleased tendons are attached, receive compressive stresses. In order to keep the latter longitudinal links as light as possible and still prevent them from buckling, it is expedient to make them as short as possible for structural reasons. The majority of the free expansion length of the tendons can therefore be placed in the track slab to be tensioned first.
The longitudinal members lying in this carriageway slab become correspondingly longer as a result, but this is irrelevant, since they only have to absorb tensile stresses.
In order to make the number of carriageway slabs to be concreted in one go independent of the length of the existing tendons, it is advantageous if the longitudinal brackets located in the adjoining slab when partially prestressing a carriageway plate each have two anchoring means for tendons are provided so that these longitudinal straps can also be used as joints for the tendons ver. As a result of this measure, the specified method can also be used for any number of roadway slabs to be concreted in one go if only tendons of shorter lengths are available.
According to a further advantageous embodiment of the device, which is particularly effective when tendon material is available in greater length, the end plates and longitudinal brackets and their anchoring means can be provided with downwardly open recesses for all tendons,
so that after the tendons have been inserted into the tension bed and after the tendons have been tensioned, they can be pushed over the tendons from above. Longitudinal brackets are preferably provided for each tendon. By subsequently attaching the end plate devices, it can be achieved that, for example, 750 m long tendons can be fluted from mobile unwinding devices without the mostly ribbed tendons being dragged over the sensitive sliding layer of the sub-concrete and through the construction parts at every joint need to be threaded through.
The speed and economic efficiency in the application of the specified method can thereby be increased significantly.
Details of the subject invention are explained in more detail in an embodiment relating to the production of roadway slabs with reference to the drawings. The figures show: FIG. 1 in elevation an overview of a tension bed for longitudinally prestressing a plurality of roadway slabs; Fig. 2 shows the stress-strain diagram of a material preferably used for the clamping members; 3 shows a joint area according to FIG. 1 on a larger scale;
4 shows the top view of the joint area according to FIG. 3; 5 shows the cross section of the joint area according to FIG. 3; FIG. 6 shows an arrangement for transverse prestressing of the roadway slabs in cross section.
In the illustration of FIG. 1, three roadway slabs 1, 2 and 3 concreted together in the common tension bed are shown. The tensioning members 4 run through the entire length of the tensioning bed through and earth from the end abutment 5 on which the tensioning device 6 is attached, while they are anchored to the end abutment 7 ver. Concrete sleepers 8 and 9 or otherwise reinforced areas are arranged under each pavement slab joint in a manner known per se.
The roadway plates 1, 2 and 3 are bordered at their joints by end plates 10, 11, 12 and 13 which are angular in the illustration, but can also be flat. The tendons 4 are connected to the face plates 10 to 13 in a further explained below Wei se, and the joints remaining between the face plates are bridged by cover plates 14 and 15 in this example.
The tendons 4 are made of a material whose stress-strain diagram has the course shown in Fig. 2 GE. In the usual way, the elongation @ \ in, 'o is plotted on the abscissa and the tension t7 in kp.'mm = on the ordinate, while until the yield point is reached at 16, the tension is steep and straight with increasing elongation increases, the stress then increases to a practically insignificant extent with further strong elongation,
until finally at break 17 the total elongation is a multiple of the elongation that occurred up to reaching the yield point at 16. The tensioning members 4 are now tensioned during tensioning by the tensioning device 6 in the elastic range, but only slightly below the yield point 16.
After the concrete for the roadway plates 1, 2 and 3 has been introduced, part of the tendons 4 between the end plates 10 and 11 or 12 and 13 is released, with the remaining tendons in the area of their free expansion length 26 to above their yield point 16, However, only in the first area of their plastic stretchability, ie up to about point 18 of the stress-strain diagram shown in FIG. 2, be stretched.
You thus experience between their fastening points with the end plates 10 to 13 a uniform expansion, which without a significant increase in tension leads to an additional expansion and thus over the end plates 10, 11, 12 and 13 or partly through adhesive bond with the concrete of the road slabs to initiate a partial prestress in the Fahrbahnplat th 1, 2 and 3 leads.
When the concrete shrinks and when the temperature changes, the not yet separated tendons 4 can be subjected to further expansions without the stress increasing sharply and without the material coming into dangerous proximity to the fracture zone 17. Even if further tendons 4 are separated to gradually increase the partial prestress, so that the expansion in the area of the free stretch length of the not yet separated tendons 4 is increased beyond point 18, there is still sufficient security for further expansion through shrinkage and Temperature change and sufficient security against breakage.
In FIGS. 3 to 5, a pavement slab joint is shown enlarged in order to clarify details of the devices. It can be seen that the tension members of FIG. 4 are not anchored directly to the end plates 10 and 11, but rather engage longitudinal straps 19 and 20, which in turn are connected to the end plates 10 and 11. The longitudinal tabs 19 extend into the roadway slab 1 and the longitudinal tabs 20 into the roadway slab 2. On the longitudinal tabs 19 and 20 are fasteners 21, 22 and 23, for example as screw anchors, see for the tendons 4 easily.
By attaching the tendons 4 to the longitudinal straps 19 and 20, the free stretching length 26 of the tendons 4 between the fastening points 21 and 22 is sufficiently large to allow sufficient additional stretching with only a small increase in tension, and at the same time the space between the end plates 10 and 11 kept so small that it can be easily bridged by the cover plates 14 and the concreting process does not need to be interrupted at the joint.
In principle, one screw anchor for the tendons 4 is sufficient for each longitudinal flap. The arrangement of two fastening means 22 and 23 on the short longitudinal members 20, shown opposite, means that the tendons 4 can be pushed there if they are not available in sufficient length to be able to move over the go through the entire length of the bed.
In the embodiment shown, it is provided that concreting is carried out from left to right, that is to say that the roadway slab 1 is concreted in front of the roadway slab 2. Under this prerequisite, the longitudinal straps 19 lying in the roadway slab 1 are always subjected to tension, whereas the longitudinal lugs 20 lying in the roadway slab 2 are subjected to pressure, provided that tendons 4 that have not yet been loosened are attached to them during partial prestressing In these tendons, the tension between the fastening points 21 and 22 is higher than within the deck slab 2, where it still speaks ent of the originally applied bias.
The longitudinal tabs 19 are therefore formed longer than the longitudinal tabs 20, which in addition, in order to avoid buckling, z. B. can be stiffened by ribs or by welding to the upper angle leg of the end plates NEN. As shown in FIG. 4 time in plan, the longitudinal tabs 19a and 19b, which are only subjected to tensile stress, can be made of different lengths. If, for example, the tensioning member 4b is separated later than the tensioning member 4a, it experiences a further additional stretch, which is taken into account by a greater length of the longitudinal member 19a.
The free expansion length 26 between the attachment points 1-lb and 22b is greater than the free D: hn length 26 'between the attachment points 21a and 22a, so that the higher absolute expansion of the tendon 4b no higher tension and thus no reduced break resistance has the consequence.
When the partial prestressing is applied, the longitudinal straps connected with d: n cut tendons experience an elastic extension, as they now take on more of the tensioning force of these tendons. However, you do not need to be dimensioned for the full clamping force, because part of the clamping force will immediately be deposited on the concrete through the adhesive bond.
The tendons 4 are in the range of free stretching length 26, d. H. in the length range of the longitudinal tabs 19 and 20 including the fastening points 21 and 22 as well as the longitudinal pools 19 and 20 themselves with a - in Figs. 3 and 4 by simple hatching - insulating coating 27, z.
B. bitumen, encased, the free; B: Ensures the mobility of the parts in this area and at the same time provides protection against rusting. In addition, at the free ends of the longitudinal tabs 19 and 20 and the attachment means 21, 22 and 23 - marked by cross hatching: - Inlays 28 made of an easily compressible material, e.g. B. rigid foam. arranged.
In the concrete sleeper 8, as FIG. 3 shows, a recess 24 is provided under the space between the end plates 10 and 11, into which an anchor plate 25 can be inserted, which during the partial prestressing the free forces occurring on the slab joint receives and derives into the concrete sleeper 8. The end plates 10 and 11 are, as FIG. 5 shows, provided with downwardly open recesses 29a and 29b for the tendons 4a and 4b, and, as FIG. 4 also shows, for each tendon 4a and
4b two longitudinal straps 19a and 19b or 20a and 20b on both sides of the tensioning elements 4a and 4b, so that the end plates 10 and 11 with the longitudinal straps firmly connected to them after inserting and prestressing the Tensioning members 4 brought into the tension bed and then the tensioning members 4 can be connected to the longitudinal straps 19 and 20. The longitudinal straps do not extend into the surface of the concrete body in order not to hinder the work, so that the required reinforcement can simply be laid in the form of mats and to obtain closed Be ton surfaces.
If the joint is to be covered later with the cover plate 04 or 15, the concrete is subsequently removed in the area required for this, and the longitudinal brackets or end plates are then raised so high that they serve directly as supports for the cover plate.
Under the pavement slabs 1, 2 and 3, a sub-concrete la, 2a and 3a is in the example provided. This can be formed with appropriately good Bodenver ratios by soil mortar or Bodenverfe stigung. In the case of particularly poor construction, however, a special layer of concrete to be concreted is required, which can then also be used to absorb the longitudinal forces occurring when prestressing the tendons 4. The end abutments 5 and 7 serve as moment abutments in the em case, so that the sub-concrete layers 1a, 2a and 3a do not have to absorb any bending moments.
The sub-concrete layers 1 a, 2a and 3a can furthermore also be tightened to absorb the compressive forces from the transverse prestressing of the roadway slabs 1, 2 and 3 if the cross prestressing is designed as a tension bed prestressing with a direct bond. An exemplary embodiment for such an over-tensioning of the roadway slabs is shown in FIG.
In the carriageway slab 1 there are cross tendons 30 which are anchored to a pressure piece 32 by means of screw clamps 31. The pressure, piece 32 is designed as a two-armed lever. which is supported by a projecting cam 34 and a pressure plate 35 on the sub-concrete layer 1 a and which is secured against tilting pen by a tie rod 33 located below the sub-concrete layer 1 a.
When tensioning the u-tensioning members 30, the associated tie rod 33 @ is tensioned at the same time, which takes place by means of a suitable Snannprecce. After tensioning, the lower layer 1 a has to absorb pure compressive forces. where the printing piece 32 has an approximately vertical position.
To initiate the transverse prestressing forces in the track plate 1, the anchor nuts 36 of the tie rods 33 are slowly loosened. As a result, the pressure piece 32, with the cam 34 as the pivot point, inclines at its upper end towards the roadway slab, so that the tension of the transverse tension members slowly settles on the concrete.
As soon as the transverse prestressing forces are fully initiated, d. In other words, the cross-tensioning members 30 in direct connection effect the cross-tensioning of the road platform 1, the pressure piece 32 is removed and the tie-rod 33 is pulled. These two parts can then be used again.
The application of the final prestressing to the prestressed concrete components is carried out in the specified process by intersecting all tendons, and this happens at a point in time at which the concrete is capable of the full prestressing force of the tendons with a direct bond (Adhesive or shear bond).
The transfer of the partial prestress to the concrete during the setting process can also basically be done with a direct bond, in which case no special measures need to be taken in the joint area of the prestressed concrete components. However, it can often be desirable to provide the prestressed concrete components with a higher partial prestress during the setting process than can be absorbed by the concrete with a direct bond.
It is known per se to apply a partial prestress to prestressed concrete components in that the tendons are anchored in end plates, which in turn are slidably mounted and are gradually shifted in the direction of the prestressed concrete components during the setting process of the concrete. In this case, however, the tendons are not arranged continuously in the tensioning bed over many joint areas, but only each have the length of a single component, whereby special, complex devices are required to generate the successive displacement of the end plates.
This is an essential difference to the present device, which basically assumes continuous tendons in the tensioning bed and generates the partial prestressing by cutting through individual tendons in the joint area, i.e. without additional expenditure on special devices for partial prestressing.
The economy of the specified method can be improved in particular in those cases in which a safe absorption of the pretensioning forces at the ends of the tensioning bed by abutments anchored in the bathing ver anchored abutments due to unfavorable soil conditions can not be achieved or only with a disproportionately high expenditure, if the normally as Underlay for the relatively thin carriageway slab he required sub-concrete is used as a pressure member for the tensioning bed, which requires only a little extra effort in the manufacture of the sub-base.
The measures to be applied in relation to a conventional sub-concrete layer extend essentially to the absorption of the bending moment that occurs as a result of the difference in height between the tendons in the deck and the focus of the sub-concrete.
Among the various possibilities for recording this element #>, only one particularly simple one should be mentioned here. It consists in that a short piece of the sub-concrete is reinforced at each end of the tension bed and designed as a meme abutment in such a way that e3 absorbs the occurring moment through its own weight.
This ensures that the actual subconcrete is de; Tension bed remains practically moment-free and does not need to be reinforced, or only needs to be increased insignificantly, in order to absorb the compressive forces occurring during tensioning.
The use of the sub-concrete as a tension bed pressure member is then be> onders advantageous if, for. For example, in the case of very poor floor conditions, a relatively short tension bed has to be used, so that any yielding of the abutments would already result in a considerable reduction in the pre-tensioning applied, or if, in the case of:
In the abutment supported by the prestressed concrete components, there is a risk of the prestressed concrete components bending or bending, which can b: especially be the case with low-thickness carriageway slabs.
The sub-concrete can not only be used to absorb the compressive forces from the longitudinal prestressing, but also to absorb the compressive forces from the transverse prestressing if this is carried out with a direct bond (prestressed bed prestressing).
Special measures for absorbing bending moments are not required if the biasing forces are absorbed by the upper ends of vertical two-armed levers whose pivot points are supported against the sub-concrete and their lower ends on both sides d. -r roadway slab are connected to one another by lower ends on both sides of the roadway slab by reusable tie rods running under the sub-concrete.