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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Spannen der in einer Ausnehmung (27) eines Bauwerks angeordneten und sich in ihrer Längsrichtung überlappenden Enden (38, 39; 42, 43) mindestens eines Armierungskabels (36, 37), wobei das eine Ende (38, 39) des Kabels (36, 37) an einem Anker (41) befestigt und das andere Ende (42, 43) durch eine zugeordnete Bohrung des Ankers (41) geführt und an einem in der Längsrichtung des Kabels (36, 37) von dem Anker (41) beabstandeten Hilfsanker (44) befestigt wird, wonach mittels einer Spannvorrichtung das Kabel (36,37) durch Vergrössern des Abstands zwischen Hilfsanker (44) und Anker (41) gespannt wird, worauf beim Erreichen einer vorgegebenen Spannung das andere Ende (42, 43) des Kabels (36,37) ebenfalls am Anker (41) befestigt und der Abstand zwischen Hilfsanker (44) und Anker (41) verringert und das andere Ende (42, 43) vom Hilfsanker (44) gelöst wird,
dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung ausserhalb der Ausnehmung (27) angeordnet und zum Spannen des Armierungskabels (36,37) der Abstand zwischen dem Hilfsanker (44) und dem Anker (41) mittels in die Ausnehmung (27) hineinragender Spannbacken (18, 23) vergrössert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsanker (44) nach dem Verringern des Abstands zwischen Hilfsanker (44) und Anker (41) aus der Ausnehmung (27) entnommen wird.
3. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens gemäss dem Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Rahmen (10), an dem zwei zum Einführen in die Ausnehmung (27) und zwischen den Anker (41) und den Hilfsanker (44) vorgesehene, vom Rahmen abragende und relativ zueinander verschiebbare Spannbacken (18, 23) angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Spannbacken (18) am Rahmen (10) der Vorrichtung und der andere Spannbacken (23) an einer relativ zum Rahmen verschiebbaren Gleitschiene (19) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der andere Spannbacken (23) im wesentlichen in der Mitte der in der Verschieberichtung liegenden Längsausdehnung der Gleitschiene (19) angeordnet ist und zum verkantungsfreien Führen der Gleitschiene (19) deren der Druckfläche des Spannbackens (23) benachbarte Teil auf der dem Spannbacken (23) zugewandten Oberfläche und der der Druckfläche des Spannbackens (23) abgewandte Teil der Gleitschiene auf der dem Spannbacken (23) gegenüberliegenden Oberfläche als Gleitfläche ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Rahmen (10) mindestens zwei Führungsrollen (14, 15) gelagert sind, von denen je eine einer der beiden Gleitflächen zugeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Rahmen (10) eine zum Verschieben des anderen Spannbackens (23) vorgesehene Antriebseinrichtung (11) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (11) eine hydraulische Presse ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spannen der in einer Ausnehmung eines Bauwerks angeordneten und sich in ihrer Längsrichtung überlappenden Enden mindestens eines Armierungskabels, wobei das eine Ende des Kabels an einem Anker befestigt und das andere Ende durch eine zugeordnete Bohrung des Ankers geführt und an einem in der Längsrichtung des Kabels von den Anker beabstandeten Hilfsanker befestigt wird, wonach mittels einer Spannvorrichtung das Kabel durch Vergrössern des Abstandes zwischen Hilfsanker und Anker gespannt wird, worauf beim Erreichen einer vorgegebenen Spannung das andere Ende des Kabels ebenfalls am Anker befestigt und der Abstand zwischen Hilfsanker und Anker verringert und das andere Ende vom Hilfsanker gelöst wird sowie eine Vorrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens.
Das Erhöhen der Zug- und Biegefestigkeit von Betonbauelementen und insbesondere -bauwerken mit Hilfe von vorgespannten Bewehrungseinlagen ist bekannt. Dazu wird bei der Herstellung einfacher Bauelemente der Beton um eine vorgespannte Bewehrung gegossen. Beim Zusammenbau einzelner Bauelemente oder beim Erstellen grosser und vorzugsweise einstückiger Bauwerke, wie beispielsweise Rundbehältern oder Druckrohren, wird der Beton um eingelegte Führungsrohre oder -hülsen gegossen und erst nach dem Erhärten des Betons werden Bewehrungs- oder Armierungskabel in diese Führungsrohre eingezogen und gespannt.
Zum Einziehen und Spannen der Armierungskabel können einfacherweise in der zu armierenden Betondecke oder -wand Öffnungen ausgespart werden, die den Zugang zu einem oder mehreren Führungsrohren von beiden Seiten her ermöglichen und die nach dem Einziehen und Spannen des bzw. der Kabel zubetoniert werden. Bei Rundbehältern, die eine einstückige Innenfläche aufweisen müssen und bei Druckrohren für Wasserkraftwerke, deren Aussenfläche am Fels anliegt, können nur von der Aussen- bzw. Innenseite her zugängliche Ausnehmungen in der Betonwand ausgespart werden. Zum Spannen von Armierungskabeln in nur einseitig zugänglichen Öffnungen oder Ausnehmungen sind mehrere Anordnungen gebräuchlich.
Bei einer ersten bekannten Anordnung wird in die Ausnehmung der Betonwand ein Stahlrahmen eingelegt, dessen beide gegenüberliegende Innenflächen Auflager für eine zugeordnete Ankerplatte bilden. Beide Ankerplatten weisen eine, zum Einziehen des Armierungskabels geeignete Bohrung auf, die von der am Stahlrahmen anliegenden Fläche zur freien Oberfläche hin konisch erweitert ist. Zum zugbelastbaren Befestigen des Armierungskabels in der Ankerplatte wird das in die Bohrung eingeführte Kabelende mit in die konische Erweiterung passenden Kegelsegmenten verkeilt. Zum Spannen des Armierungskabels wird dessen eines Ende in der einen Ankerplatte verkeilt und das andere Ende mittels einer in den Stahlrahmen eingelegten und auf der anderen Ankerplatte abgestützten hydraulischen Presse angezogen, bis es die geforderte Spannung erreicht hat.
Nach dem Verkeilen des angezogenen Kabelende wird die Presse wieder ausgebaut. Diese Arbeitsweise ist relativ kompliziert und weil der Stahlrahmen als Teil der Armierung im Bauwerk verbleibt, auch relativ teuer.
Um diesen Nachteil zu beheben, werden bei einer anderen bekannten Anordnung die beiden Enden des Armierungskabels im gleichen Anker befestigt. Zum Spannen des Kabels wird dessen eines Ende wie bei der vorgängig beschriebenen Anordnung an dem Anker befestigt und das andere Ende durch die Bohrung des Ankers gezogen und durch ein um etwa 90" gebogenes Umlenkrohr an eine ausserhalb der Ausnehmung und dem Bauwerk angeordnete Presse geführt.
Beim Anziehen des an der Presse befestigten Kabelendes dient das Umlenkrohr zum Abstützen der Presse gegen den Anker. Es versteht sich, dass diese Arbeitsweise wegen der Abstützung der Presse am Anker und der Umlenkung der Zugkraft nicht einfach ist und darum nur von erfahrenem technischem Personal ausgeführt werden kann.
Der vorliegenden Erfindung lag darum die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Spannen eines Armierungskabels zu schaffen, das einfach anzuwenden ist, bei dem das zu spannende Kabel nicht umgelenkt wird und das es ermög
licht, die beiden Kabelenden im gleichen Anker zu befestigen.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mit einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das gekennzeichnet ist dadurch, dass die Spannvorrichtung ausserhalb der Ausnehmung angeordnet und zum Spannen des Armierungskabels der Abstand zwischen dem Hilfsanker und dem Anker mittels in die Ausnehmung hineinragender Spannbacken vergrössert wird.
Nachfolgend wird das erfindungsgemässe Verfahren anhand von zwei Ausführungsformen der zur Ausführung dieses Verfahrens besonders geeigneter Spannvorrichtung und mit Hilfe der Figuren beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 a die Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Spannvorrichtung,
Fig. lb den Schnitt längs der Linie A-A durch die Spannvorrichtung gemäss der Fig. 1 a,
Fig. 2a die Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Spannvorrichtung und
Fig. 2b den Schnitt längs der Linie B-B durch die Spannvorrichtung gemäss der Fig. 2a.
Die in den Figuren la und lb gezeigte Ausführungsform der Spannvorrichtung enthält einen kastenförmigen Rahmen 10, an dessen einem Längsende eine hydraulische Presse 11 befestigt ist. Der Rahmen ist mit zwei Seitenwänden 12, 13 versteift, an denen zwei in der Längsrichtung'und in der Höhe des Rahmens gegeneinander versetzte Laufrollen 14, 15 gelagert sind. Weiter ist an jeder dieser Seitenwände eine abragende Gabel 17 bzw. 18 angeschweisst, welche Gabeln zusammen einen ersten Spannbacken bilden. In dem vom Rahmen umfassten Raum ist eine Trägerschiene 19 angeordnet, deren beide gegeneinander versetzte Schenkel 71, 22 an der einen bzw. der anderen Laufrolle 14, 15 anliegen.
Von der Trägerschiene ragt ein zweiter Spannbacken 23 ab, der praktisch parallel zu und (im Schnitt gesehen) zwischen den Gabeln des ersten Spannbackens ausgerichtet ist. Der Pressstempel 24 der hydraulischen Presse liegt an einer Endfläche der Trägerschiene an, um durch Verschieben der Schiene längs der Laufrollen den Abstand zwischen den Gabeln des ersten Spannbackens und dem zweiten Spannbacken zu verändern.
Die Figur 1 a zeigt weiter einen Teil einer Betonwand 26 mit einer Ausnehmung 27. Aus jeder Seitenwand 28, 29 der Ausnehmung stehen die Enden von vier Führungsrohren für Armierungskabel vor, wovon in Fig. 1 a nur die Enden 31, 32 bzw. 33, 34 von zwei Führungsrohren zu sehen sind. In jedes Führungsrohr ist ein Armierungskabel 36, 37 eingezogen. Die einen Enden 38, 39 dieser Kabel sind durch Bohrungen in einem an den Gabeln des ersten Spannbackens anliegenden Anker 41 geführt und auf der dem ersten Spannbacken abgewandten Seite des Ankers mit Hilfe von Kegelsegmenten verkeilt. Die anderen Enden 42, 43 der Kabel sind durch Bohrungen im Anker 41 und dazu ausgerichteten Bohrungen in einem am zweiten Spannbacken anliegenden Hilfsanker 44 gezogen und darin ebenfalls auf der dem Spannbacken abgewandten Seite verkeilt.
Die für die anderen Enden 42, 43 der Kabel vorgesehenen Bohrungen im Anker 41 sind auf der den Gabeln des ersten Spannbackens zugewandten Seite konisch erweitert und es sind auch Kegelsegmente eingelegt, die aber eine Verschiebung der Kabel in Richtung zu dem Hilfsanker nicht behindern.
Das Befestigen von Armierungskabeln in einer konisch erweiterten Bohrung und mit Hilfe von Kegelsegmenten ist jedem Fachmann bekannt, weshalb darauf nicht weiter eingegangen wird.
Die in den Figuren 2a und 2b gezeigte Ausführungsform der Spannvorrichtung enthält ebenfalls einen Rahmen 50, an dessen einem Längsende eine hydraulische Presse 51 befestigt ist, und enthält Seitenwände 52, 53, an die abragende Gabeln 54 bzw. 55 angeschweisst sind, die zusammen einen ersten Spannbacken bilden. Bei dieser Ausführungsform ist die Trägerschiene 57 als Doppel-T-Träger ausgebildet und in den Seitenwänden sind zwei Laufrollenpaare 58, 59 gelagert, an denen beim Verschieben der Trägerschiene deren innere Querstege abrollen. Wie bei der ersten Ausführungsform ragt von der Trägerschiene ein zweiter Spannbacken 61 ab, der praktisch parallel zu und (im Querschnitt) zwischen den Gabeln des ersten Spannbackens ausgerichtet ist.
Wie bereits einleitend beschrieben wurde, ist die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Spannen von Armierungska beln vorgesehen, die in einbetonierte Führungsrohre eingezogen sind. Dazu wird in der Betonwand oder -decke eine Ausnehmung angebracht, von der aus der Anfang und das Ende der Führungsrohre zugänglich sind. Die Länge jedes Armierungskabels wird so bemessen, dass sich dessen Enden nach dem Einziehen in die Führungsrohre überlappen. Diese Überlappung der Kabelenden ermöglicht, das Kabel durch Auseinanderziehen seiner Enden zu spannen. Dazu wird das eine Ende der Kabel in einem Anker in Richtung zur Kabelmitte zugbelastbar verkeilt und das andere Ende durch eine Bohrung des gleichen Ankers gezogen und in einem Hilfsanker ebenfalls in Richtung zur Kabelachse zugbelastbar verkeilt.
Weiter werden an den durch die konisch ausgeweitete Bohrung des Ankers gezogenen Teil des anderen Kabelendes Kegelsegmente angesetzt, die eine Verschiebung des Kabelendes in Richtung auf den Hilfsanker nicht behindern, das Kabel aber bei einer Verschiebung in Richtung zur Kabelmitte wirksam verkeilen.
Um das Armierungskabel mit den im Anker und im Hilfsanker befestigten Enden zu spannen, wird die erfindungsgemässe Vorrichtung ausserhalb der Betonwand oder -decke und der Ausnehmung benachbart angeordnet. Die Trägerschiene wird dann so weit verschoben, dass der Abstand der nach aussen gerichteten Flächen der beiden Spannbacken kleiner ist, als der Abstand der nach innen gerichteten, d.h.
der einander gegenüberliegenden Flächen von Anker und Hilfsanker, so dass die beiden Spannbacken zwischen Anker und Hilfsanker eingeführt werden können, wie es in Fig. 1 a gezeigt ist. Danach wird die hydraulische Presse aktiviert, die den Träger für den zweiten Spannbacken in Richtung einer Vergrösserung des Abstands zwischen den beiden Backen verschiebt. Bei dieser Verschiebung wird der Hilfsanker von dem anderen Spannbacken mitgenommen, während der Anker von den Gabeln des ersten Spannbackens am ursprünglichen Ort gehalten wird.
Beim Auseinanderschieben von Hilfsanker und Anker wird das Armierungskabel gespannt und sobald die durch das Spannen bewirkte Dehnung des Kabels einen vorgegebenen Wert erreicht hat, wird der Pressdruck wieder verringert, wobei das andere Kabelende in Richtung zur Kabelmitte durch die Bohrung des Ankers gezogen und dabei dauerhaft verkeilt wird, wie das bereits oben beschrieben wurde.
Nach dem Verkeilen des einen und des anderen Kabelendes im Anker wird der verschiebbare Spannbacken in seine Ausgangsstellung zurückgefahren und die Vorrichtung abgebaut. Das aus dem Anker vorstehende andere Kabelende wird dann gekappt und mit dem Hilfsanker aus der Ausnehmung entnommen, bevor diese mit Beton ausgefüllt wird.
Es versteht sich, dass bei der Ausführung von Armierungen im allgemeinen nicht nur ein Armierungskabel verwendet wird, sondern mehrere Armierungskabel verwendet werden.
Es versteht sich auch, dass bei entsprechend grossen Bauwerken auch ein mehrteiliges Armierungskabel verwendet werden kann, dessen Teile in entsprechenden Ausneh mungen zusammengespannt werden. Die Verwendung der
Vorrichtung ist auch nicht auf das Spannen eines gegebenen falls mehrteiligen Kabels in einem Bauwerk mit rundem Grundriss beschränkt, sondern kann ebenso gut zum Spannen der sich überlappenden Enden von zwei gestreckten Armierungskabeln verwendet werden, deren andere Enden
30 cm. Die beiden Spannbacken ragten 25 cm von dem
Rahmen ab und die maximale Verschiebung der Spann backen relativ zueinander betrug 20 cm. Der von der hydrau lischen Presse erzeugte Druck betrug etwa 100 t.
Mit dieser Vorrichtung konnten vier Armierungskabel mit einem Durchmesser von je 5 cm gleichzeitig gespannt verankert sind.
Bei einer praktisch erprobten Ausführungsform der Vorrichtung hatte der Rahmen ohne die hydraulische Presse eine Länge von 95 cm, eine Breite von 15 cm und eine Höhe von werden. Dabei betrug die Antangsdehnung 7 mm/m, was etwa 70% der Bruchdehnung entsprach, die beim Einziehen und Selbstverkeilen der anderen Kabelenden in dem Anker auf etwa die Hälfte verringert wurde.