CH702926B9

CH702926B9 - Apparatus for an at least partially expandable anchor and method for at least partial expansion of an anchor.

Info

Publication number: CH702926B9
Application number: CH15722007A
Authority: CH
Inventors: Hans Peter Von Allmen; Toni Baer
Original assignee: Stahlton Ag
Priority date: 2007-10-09
Filing date: 2007-10-09
Publication date: 2011-12-30
Also published as: CH702926B1

Abstract

Die Vorrichtung für einen zumindest teilweise ausbaubaren Anker umfasst mindestens ein vorspannbares Zugglied (9) und eine das Zugglied umgebende Induktionsspule (16) zum Trennen des Zuggliedes an einer Trennstelle (12) durch induktives Erwärmen. Die Induktionsspule (16) ist auf einem Trägerrohr (15) angeordnet. Der Bereich zwischen der Induktionsspule (16) und der Trennstelle (12) ist frei von einem elektrisch leitenden Metallrohr. Zum zumindest teilweisen Ausbau des Ankers ist das Zugglied (9) beim Erwärmungsvorgang mit einer Kraft vorgespannt, die mindestens 10%, bevorzugt mindestens 25% und besonders bevorzugt mindestens 50% der Bruchkraft des Zuggliedes bei 0 Grad Celsius entspricht.The device for an anchor which can be removed at least partially comprises at least one prestressable tension member (9) and an induction coil (16) surrounding the tension member for separating the tension member at a separation point (12) by inductive heating. The induction coil (16) is arranged on a carrier tube (15). The area between the induction coil (16) and the separation point (12) is free of an electrically conductive metal tube. For at least partial expansion of the armature, the tension member (9) is biased during the heating process with a force corresponding to at least 10%, preferably at least 25% and more preferably at least 50% of the tensile strength of the tension member at 0 degrees Celsius.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für einen zumindest teilweise ausbaubaren Anker und ein Verfahren zum zumindest teilweisen Ausbau eines Ankers. The present invention relates to a device for an at least partially removable anchor and a method for at least partially removing an anchor.

[0002] Zur Verankerung der vertikalen Wände von Baugruben werden häufig temporäre vorgespannte Anker eingesetzt. For anchoring the vertical walls of excavations often temporary prestressed anchors are used.

[0003] Solche vorgespannte Anker sind beispielsweise aus einem Bündel parallel verlaufender siebendrähtiger Spannstahllitzen zusammengesetzt, die als Zugglieder dienen. Luftseitig sind die Litzen mittels Klemmkeilen in einem Ankerkopf festgesetzt. Dahinter verlaufen die Litzen – einzeln oder in einem Sammelhüllrohr aus PE verrohrt – ohne Verbund mit dem Baugrund und frei dehnbar über die sogenannte «freie Ankerlänge» Lfrbis zu einem Verankerungskörper. In der anschliessenden sogenannten «Verankerungslänge» Lv sind die blanken Litzen im Verankerungskörper mittels injiziertem Zementmörtel mit dem Baugrund verbunden, um die am Ankerkopf aufgebrachten Kräfte in den Baugrund übertragen zu können. Such prestressed anchors are composed for example of a bundle of parallel Siebendrähtiger prestressing steel strands, which serve as tension members. On the air side, the strands are fixed by means of clamping wedges in an anchor head. Behind them, the strands run individually or in a collective PE tube without bonding to the ground and freely stretchable via the so-called "free anchor length" Lfrbis to an anchoring body. In the subsequent so-called "anchoring length" Lv the bare strands in the anchoring body are connected by means of injected cement mortar with the ground, in order to transfer the forces applied to the anchor head forces in the ground.

[0004] Es werden auch Anker ohne Verankerungslänge Lv, sogenannte Druckrohranker, verwendet, bei welchen sich die freie Ankerlänge Lfr bis an das Ankerende erstreckt, von wo aus die Ankerkraft über ein das Zugglied umschliessendes Druckrohr in den Boden eingeleitet wird. There are also anchors without anchoring length Lv, so-called pressure tube anchors used, in which the free anchor length Lfr extends to the anchor end, from where the anchor force is introduced via a tension member enclosing the pressure tube into the ground.

[0005] Je nach Baugrundqualität weisen gebräuchliche Anker eine Bruchlast von 400 bis 2500 kN und eine Festsetzkraft bzw. Gebrauchskraft von 240 bis 1500 kN auf, die in seitlichen und vertikalen Abständen von 2 bis 4 m versetzt angebracht werden. Depending on the quality of foundation common anchors have a breaking load of 400 to 2500 kN and a Festsetzkraft or power of 240 to 1500 kN, which are mounted offset in lateral and vertical distances of 2 to 4 m.

[0006] Die Anker setzen sich entsprechend der Tiefe der Baugrube und den auf das verankerte Tragwerk einwirkenden Kräften typischerweise aus einer freien Ankerlänge Lfr von 7 bis 25 m und – falls vorhanden – einer Verankerungslänge Lvvon 4 bis 8 m zusammen und werden je nach Tiefe der Baugrube in mehreren, in die Tiefe gestaffelten Lagen eingebaut. Dabei kann insbesondere in städtischen Gebieten der grösste Teil der Anker unter Nachbargrundstücke zu liegen kommen. The anchors are composed according to the depth of the pit and the forces acting on the anchored structure forces typically from a free anchor length Lfr from 7 to 25 m and - if available - an anchoring length Lvvon 4 to 8 m together and depending on the depth of the Excavation in several, staggered in depth layers installed. Here, especially in urban areas, the majority of anchors come to lie beneath neighboring properties.

[0007] Sobald die vom verankerten Tragwerk aufgenommenen Kräfte im Laufe des Baufortschrittes auf das in der Baugrube errichtete Bauwerk abgegeben werden können, verlieren die Anker ihre Funktion. Falls der Verbleib der Zugglieder im Baugrund z.B. wegen später in diesem Bereich vorgesehener Bauten unerwünscht ist, müssen die Anker so weit möglich, d.h. mindestens ihren über die freie Ankerlänge verlaufenden Teil, entfernt werden. Once the absorbed by the anchored structure forces can be delivered in the course of construction progress on the built in the excavation structure, the anchors lose their function. If the whereabouts of the tension members in the ground e.g. is undesirable because of later proposed in this area, the anchors must be as far as possible, i. at least their over the free anchor length extending part removed.

[0008] Zum Ausbauen der Anker ist das Verfahren bekannt, vorgängig Sollbruchstellen am Übergang Lfr – Lv durch mechanisches oder thermisches Schwächen der Zugglieder zu erzeugen und zum Ausbau der freien Ankerlänge die Zugglieder an der Sollbruchstelle mittels Aufbringen entsprechender Kräfte am Ankerkopf abzureissen (vgl. z.B. die DE 19 500 091 C1). Dieses Verfahren weist schwerwiegende Nachteile auf. So muss der durch die Schwächung der Zugglieder verlorene Querschnitt durch zusätzliche, ebenfalls geschwächte Zugglieder kompensiert werden. Auch weisen die geschwächten Zugglieder ein relativ starres Verhalten auf, sodass der Bruch abrupt erfolgt und sich nicht durch ein vorgängiges Dehnen ankündigt. Ein abruptes Versagen eines Ankers ist insbesondere hinsichtlich der Systemsicherheit unerwünscht. To remove the anchor, the method is known to produce predetermined breaking points at the transition Lfr - Lv by mechanical or thermal weaknesses of the tension members and to remove the free anchor length the tension members at the predetermined breaking point by applying appropriate forces on the anchor head demolish (see, eg DE 19 500 091 C1). This method has serious disadvantages. Thus, the lost through the weakening of the tension members cross section must be compensated by additional, also weakened tension members. Also, the weakened tension members have a relatively rigid behavior, so that the break occurs abruptly and does not announce itself by a previous stretching. An abrupt failure of an anchor is undesirable in particular with regard to system security.

[0009] Weiter sind Verfahren bekannt, die die Trennung der Zugglieder durch Erwärmen bzw. Schmelzen mittels eines aluminothermischen Reaktionsgemisches bewirken (vgl. z.B. die DE 3 400 350 A1). Nachteilig ist dabei u.a., dass ein gleichmässiges Erhitzen des Zuggliedes schwierig ist und nicht immer eine vollständige Trennung erfolgt. Sind z.B. mehrere Litzen vorhanden, so werden diese aufgrund ihrer unterschiedlichen Lage im Bohrloch nicht genau gleichzeitig erwärmt und somit nicht gleichzeitig zu Bruch gehen. Die zuerst gebrochenen Drähte können dabei zu einem vorzeitigen Lösen der Verankerung am Ankerkopf führen, wodurch die Spannung auf den noch nicht gebrochenen Drähten wegfällt und diese nicht zu Bruch kommen. Furthermore, processes are known which bring about the separation of the tensile members by heating or melting by means of an aluminothermic reaction mixture (cf., for example, DE 3 400 350 A1). A disadvantage is, inter alia, that a uniform heating of the tension member is difficult and not always a complete separation takes place. Are e.g. multiple strands present, they are not heated due to their different location in the hole exactly at the same time and thus not at the same time to break. The first broken wires can lead to premature release of the anchoring on the anchor head, whereby the voltage on the not yet broken wires is eliminated and they do not break.

[0010] Aus der Patentschrift CH 603 919 A5 ist es bekannt, die Zugglieder mittels einer Induktionsspule induktiv zu erhitzen, bis sie durchtrennt sind und aus dem Bohrloch herausgezogen werden können. Die Induktionsspule befindet sich zwischen einer flachen thermischen Isolation und einem Asbestschlauch. Dieser ist beweglich und schützt somit die Induktionsspule unzureichend gegen Verschiebungen relativ zu den Zuggliedern. Beim Einsatz des Ankers, insbesondere wenn er länger im Baugrund verbleibt, kann es beim Verschieben zu einer Beschädigung der Induktionsspule kommen, so dass diese nicht mehr funktionsfähig ist. From the patent CH 603 919 A5 it is known to inductively heat the tension members by means of an induction coil until they are severed and can be pulled out of the wellbore. The induction coil is located between a flat thermal insulation and an asbestos hose. This is movable and thus protects the induction coil insufficient against displacement relative to the tension members. When using the armature, especially if it remains longer in the ground, it can lead to damage of the induction coil when moving, so that it is no longer functional.

[0011] Im Weiteren verläuft das Kabel zur Energieversorgung der Induktionsspule zwischen den als Zuggliedern dienenden Litzen und kann ebenfalls leicht beschädigt werden. Zudem sind die Hohlräume zwischen den Litzen und dem Sammelhüllrohr im Bereich der Trennstelle nicht luftseitig abgedichtet, so dass in die freie Ankerlänge Lfr eindringendes Wasser sich im Bereich der Trennstelle ansammeln kann. Dadurch wird das Erwärmen der Litzen infolge dauernder Abkühlung durch die Aufheizung und Verdampfung des Wassers praktisch verunmöglicht oder zumindest so lange verzögert, bis das Wasser restlos verdampft ist. (Die Litzen funktionieren somit ähnlich wie die Heizstäbe eines Tauchsieders zur Erwärmung von Wasser.) Furthermore, the cable extends to the power supply of the induction coil between serving as tension members strands and can also be easily damaged. In addition, the cavities between the strands and the collecting duct in the region of the separation point are not sealed air side, so that in the free anchor length Lfr penetrating water can accumulate in the region of the separation point. As a result, the heating of the strands due to continuous cooling by the heating and evaporation of the water is virtually impossible or at least delayed until the water has evaporated completely. (The strands thus function in a similar way to the heating rods of an immersion heater to heat water.)

[0012] Auch aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 583 725 A1 ist die Trennung der Zugglieder mittels induktiver Erwärmung bekannt. Zwischen der Induktionsspule und den Zuggliedern ist zusätzlich ein elektrisch leitendes Metallrohr vorgesehen, welches ebenfalls induktiv erhitzt wird, um die Zugglieder über die Curie-Temperatur hinaus bis zum Schmelzpunkt zu erwärmen. Dies führt zu einem aufwändigen und teuren Aufbau. Im Weiteren hat sich gezeigt, dass bei der Erwärmung von Zuggliedern aus mehrdrähtigen Litzen die einzelnen Drähte nicht gleichzeitig erwärmt werden, was zu einem nicht zeitgleich erfolgenden Abreissen der Drähte führt. Der Impuls der in einer mehrdrähtigen Litze zuerst abreissenden Drähte löst die Keilverankerung der Litze am Ankerkopf, wodurch die noch nicht gerissenen Drähte entspannt werden und damit deren Abreissen verhindert wird. Also, from the European patent application EP 0 583 725 A1, the separation of the tension members by means of inductive heating is known. Between the induction coil and the tension members an electrically conductive metal tube is additionally provided, which is also heated inductively to heat the tension members beyond the Curie temperature to the melting point. This leads to a complex and expensive construction. Furthermore, it has been shown that in the heating of tension members made of stranded strands, the individual wires are not heated at the same time, which leads to a non-simultaneous tearing of the wires. The impulse of the wires first breaking off in a stranded strand loosens the wedge anchorage of the strand at the anchor head, whereby the wires, which have not yet cracked, are relaxed and thus their tearing off is prevented.

[0013] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bekannten Vorrichtungen und Verfahren so zu verbessern, dass das Zugglied eines Ankers auf einfachere und zuverlässigere Weise trennbar ist. The object of the present invention is to improve the known devices and methods so that the tension member of an anchor is separable in a simpler and more reliable manner.

[0014] Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäss Anspruch 1 und ein Verfahren gemäss dem unabhängigen Verfahrensanspruch gelöst. Die weiteren Ansprüche geben bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung und des erfindungsgemässen Verfahrens sowie einen vorspannbaren Anker mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung an. This object is achieved by a device according to claim 1 and a method according to the independent method claim. The further claims indicate preferred embodiments of the device according to the invention and of the method according to the invention as well as a prestressable armature with a device according to the invention.

[0015] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass entgegen der Lehre gemäss der EP 0 583 725 A1 kein zusätzliches elektrisch leitendes Metallrohr erforderlich ist, um ein Zugglied über die Curie-Temperatur hinaus bis zum Schmelzpunkt erhitzen zu können. Ist das Zugglied beim Erwärmungsvorgang genügend vorgespannt, ist eine zuverlässige Trennung bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes möglich. The invention is based on the finding that contrary to the teachings of EP 0 583 725 A1 no additional electrically conductive metal tube is required in order to heat a tension member beyond the Curie temperature to the melting point. If the tension member is sufficiently biased during the heating process, a reliable separation at temperatures below the melting point is possible.

[0016] Die Erfindung wird weiter an bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren erläutert. Es zeigen: <tb>Fig. 1<sep>einen schematischen Schnitt durch eine Baugrube mit einem Anker, ausgestattet mit einer Trennvorrichtung zum Trennen der Zugglieder an einer vorbestimmten Trennstelle; <tb>Fig. 2<sep>einen Längsschnitt der Trennvorrichtung gemäss Fig. 1; <tb>Fig. 3<sep>eine Vorderansicht einer Distanzscheibe für eine Trennvorrichtung gemäss Fig. 1; <tb>Fig. 4<sep>einen Querschnitt der Trennvorrichtung gemäss Fig. 1 bei der Trennstelle; und <tb>Fig. 5<sep>den Verlauf der relativen Festigkeit von Spannstahldraht in Funktion der Temperatur.The invention is further illustrated by preferred embodiments with reference to figures. Show it: <Tb> FIG. 1 <sep> is a schematic section through an excavation with an anchor, equipped with a separating device for separating the tension members at a predetermined separation point; <Tb> FIG. 2 <sep> is a longitudinal section of the separating device according to FIG. 1; <Tb> FIG. 3 <sep> is a front view of a spacer for a separating device according to FIG. 1; <Tb> FIG. 4 <sep> is a cross-section of the separating device according to FIG. 1 at the separating point; and <Tb> FIG. 5 <sep> the course of the relative strength of prestressing steel wire as a function of temperature.

[0017] Fig. 1 zeigt eine Baugrube 1, deren vertikaler Baugrubenabschluss mit einem verankerten Tragwerk 19 gesichert ist. Die Verankerung wird durch vorgespannte Anker 5 sichergestellt, die über jeweils einen Ankerkopf 6 mit dem Tragwerk 19 verbunden sind. Jeder Anker 5 ist in ein vorgängig in den Baugrund 3 gebohrtes Bohrloch 4 eingebaut und erstreckt sich unter ein Nachbargrundstück 2. Fig. 1 shows an excavation 1, the vertical Baugrubenabschluss is secured with an anchored structure 19. The anchoring is ensured by prestressed armature 5, which are connected via an anchor head 6 to the structure 19. Each anchor 5 is installed in a previously drilled in the ground 3 hole 4 and extends below a neighboring plot. 2

[0018] Die Zugglieder 9 jedes Ankers 5 sind beispielsweise jeweils als siebendrähtige Spannstahllitzen ausgebildet und weisen ein verbundlos durch ein Sammelhüllrohr 10 geführtes, die freie Ankerlänge (Lfr) bildendes freies Ende 7 und eine mittels Zementmörtel 11 kraftübertragend mit dem Baugrund 3 in Verbund gebrachte Verankerungslänge (Lv) 8 auf. The tension members 9 of each armature 5 are, for example, each formed as Siebendrähtige prestressing steel strands and have a composite guided by a collecting duct 10, the free anchor length (Lfr) forming free end 7 and a by cement mortar 11 force-transmitting placed with the ground 3 anchoring length (Lv) 8 up.

[0019] An der Trennstelle 12 am Übergang des freien Endes 7 zur Verankerungslänge (Lv) 8 ist eine Trennvorrichtung 13 zum Trennen der Zugglieder 9 in den Anker 5 integriert. At the separation point 12 at the transition of the free end 7 to the anchoring length (Lv) 8, a separator 13 for separating the tension members 9 is integrated into the armature 5.

[0020] Ein Kabel 18 zur Energieversorgung der Trennvorrichtung 13 verläuft ausserhalb des Sammelhüllrohrs 10 und ist an diesem befestigt. Die Injektionsleitung, durch welche der Zementmörtel zur Verankerung hindurchleitbar ist, verläuft ebenfalls ausserhalb des Sammelhüllrohrs 10 (nicht dargestellt). Beim Anbringen des Ankers werden Injektionsleitung und Kabel 18 zusammen am Sammelhüllrohr 10 befestigt und in das Bohrloch 4 eingefügt. A cable 18 for powering the separator 13 extends outside of the collecting tube 10 and is attached thereto. The injection line, through which the cement mortar can be passed for anchoring, also extends outside the collecting duct 10 (not shown). When attaching the anchor injection line and cable 18 are secured together on the collecting tube 10 and inserted into the borehole 4.

[0021] Fig. 2 zeigt den Aufbau der Trennvorrichtung 13 zum Trennen der Zugglieder 9 an der Trennstelle 12. Zur Energieübertragung ist die Trennvorrichtung 13 mit einer Induktionsspule in Form einer einlagigen Wicklung 16 (Induktor) aus thermisch isoliertem Kupferdraht, aufgewickelt auf ein Trägerrohr 15, ausgestattet. Die Wicklung 16 weist eine Anzahl von Windungen auf, die im Bereich von 5 bis 50, vorzugsweise 10 bis 30 liegt. Das Kabel 18 zur Energieversorgung der Wicklung 16 ist an den beiden Enden der Wicklung 16 angeschlossen und verläuft ausserhalb des Trägerrohrs 15. Dadurch ist das Kabel 18 gegen eine Beschädigung beim Vorspannen der Zugglieder 9 geschützt. 2 shows the structure of the separation device 13 for separating the tension members 9 at the separation point 12. For energy transfer, the separation device 13 with an induction coil in the form of a single-layer winding 16 (inductor) of thermally insulated copper wire, wound on a support tube 15th , fitted. The winding 16 has a number of turns which is in the range of 5 to 50, preferably 10 to 30. The cable 18 for powering the winding 16 is connected to the two ends of the winding 16 and extends outside of the support tube 15. Thus, the cable 18 is protected against damage during pretensioning of the tension members 9.

[0022] Das Trägerrohr 15 ist starr ausgebildet, um ein Verschieben der Induktionsspule 16 relativ zu den Zuggliedern 9 und eine dadurch resultierende etwaige Beschädigung zu vermeiden, und aus einem Material gefertigt, das elektrisch isolierend und nicht-ferromagnetisch ist. Als Material für das Trägerrohr 15 eignet sich z.B. Glasfasermaterial, PE, PP oder PVC. The support tube 15 is rigid to prevent displacement of the induction coil 16 relative to the tension members 9 and any resultant damage, and made of a material that is electrically insulating and non-ferromagnetic. As the material for the support tube 15, e.g. Fiberglass, PE, PP or PVC.

[0023] Die Trennvorrichtung 13 ist im Wesentlichen zentrisch im Bohrloch 4 angeordnet, und der Hohlraum zwischen dem rückseitigen Ende der Trennvorrichtung 13 und dem Baugrund 3 ist mittels Zementmörtel 11 verfüllt. The separating device 13 is arranged substantially centrally in the borehole 4, and the cavity between the rear end of the separating device 13 and the ground 3 is filled by means of cement mortar 11.

[0024] Die Induktionsspule 16 wird im Betrieb über das Elektrokabel 18 mit Strom höherer Frequenz versorgt, um die Zugglieder 9 induktiv bis zum Bruch zu erwärmen. The induction coil 16 is supplied in operation via the electric cable 18 with higher frequency power to heat the tension members 9 inductively to breakage.

[0025] Die Hohlräume zwischen dem Trägerrohr 15 und den Zuggliedern 9 sind mit einer Verfüllung 17 ausgefüllt. U.a. folgende Materialien eignen sich als Verfüllung 17: Zement-Wasser-Gemisch mit etwaiger Zugabe eines oder mehrerer Zusatzmittel, wie z.B. Treibmittel, Verflüssiger und Abbindebeschleuniger, Mörtel auf Kunststoffbasis mit thermisch isolierenden Zuschlagstoffen, Kitt etc. The cavities between the support tube 15 and the tension members 9 are filled with a filling 17. Et al The following materials are suitable as filling 17: Cement-water mixture with the possible addition of one or more additives, such. Propellant, plasticizer and setting accelerator, plastic-based mortar with thermally insulating additives, putty, etc.

[0026] Die Verfüllung 17 hat verschiedene Wirkungen: Die Verfüllung 17 bewirkt eine thermische Isolation jedes einzelnen Zuggliedes 9, sodass die gleichmässige Erwärmung ohne Abstrahlung oder Aufnahme von Anstrahlungsenergie benachbarter Zugglieder 9 sichergestellt ist. Sind die Zugglieder 9 als Litzen 14 ausgebildet, ist gewährleistet, dass die Drähte der einzelnen Litzen 14 und die Litzen 14 insgesamt gleich schnell erwärmt werden. Die Verfüllung 17 bewirkt eine minimale Verankerung der Zugglieder 9 luftseits der Trennstelle 12. Bei Litzen 14 als Zugglieder 9 werden die zuerst abreissenden Drähte der einzelnen Litzen 14 sich leicht verzögert erst dann in Bewegung setzen, wenn mehrere bzw. alle Drähte und Litzen 14 getrennt sind. Die Verankerung ist insbesondere dann wirksam, wenn sich ein möglichst grosser Teil des Trägerrohrs 15 luftseits der Trennstelle 12 befindet. Wie in Fig. 2ersichtlich, ist zu diesem Zweck die Wicklung 16 seitlich versetzt zur Mitte des Trägerrohrs 15 angeordnet. Durch die Verfüllung 17 ist das Trägerrohr 15 abgedichtet, sodass eine Ansammlung von Wasser bei der Trennstelle 12 vermieden ist. Wasser ist nebst einer Verhinderung einer etwaigen Korrosion u.a. auch deshalb zu vermeiden, weil es die Zugglieder 9 beim Erwärmungsvorgang derart kühlen kann, dass diese für eine Trennung nicht mehr genügend erhitzt werden.The filling 17 has different effects: The backfilling 17 causes a thermal insulation of each individual tension member 9, so that the uniform heating without radiation or absorption of radiation energy of adjacent tension members 9 is ensured. Are the tension members 9 formed as strands 14, it is ensured that the wires of the individual strands 14 and the strands 14 are heated at the same speed. The backfilling 17 causes a minimal anchoring of the tension members 9 on the air side of the separation point 12. In strands 14 as tension members 9, the first tearing wires of the individual strands 14 are only slightly delayed then set in motion when several or all wires and strands 14 are separated , The anchoring is particularly effective when the largest possible part of the support tube 15 is located on the air side of the separation point 12. As can be seen in FIG. 2, for this purpose, the winding 16 is arranged laterally offset from the center of the support tube 15. By filling 17, the support tube 15 is sealed, so that an accumulation of water at the separation point 12 is avoided. Water is, in addition to preventing any corrosion, among others. also to avoid because it can cool the tension members 9 during the heating process so that they are not heated enough for a separation.

[0027] Aufgrund der thermischen Isolation der einzelnen Zugglieder 9 und der Verankerung der Zugglieder 9 luftseits der Trennstelle 12 ist insbesondere bei Zuggliedern 9 aus Litzen 14 ein synchrones Abreissen der einzelnen Drähte gewährleistet. Due to the thermal insulation of the individual tension members 9 and the anchoring of the tension members 9 on the air side of the separation point 12, a synchronous tearing off of the individual wires is ensured in particular in tension members 9 of strands 14.

[0028] Wie Fig. 2 weiter zeigt, ist das luftseitige Ende des Trägerrohrs 15 in das Sammelhüllrohr 10 gesteckt. Endseitig des Trägerrohrs 15 sind Distanzscheiben 20 eingelassen, welche Durchgänge aufweisen, durch welche hindurch die Zugglieder 9 verlaufen. Die Distanzscheiben 20 sind aus einem soliden Material, z.B. Metall, gefertigt. Sie gewährleisten insbesondere bei der Montage der Trennvorrichtung 13, dass der Teil der Zugglieder 9, welcher innerhalb des Trägerrohrs 15 verläuft, in einer vorgegebenen Lage in Bezug auf Induktionsspule 16 zu liegen kommt. Vorteilhafterweise ist diese Lage symmetrisch gewählt, so dass die Zugglieder 9 möglichst gleichmässig durch das von der Induktionsspule 16 erzeugte magnetische Feld durchdrungen werden und somit eine möglichst gleichmässige und gleichzeitige Erwärmung erzielt wird. As shown in FIG. 2 further shows, the air-side end of the support tube 15 is inserted into the collecting duct 10. Spacers 20 are inserted at the end of the support tube 15 and have passages through which the tension members 9 extend. The spacers 20 are made of a solid material, e.g. Metal, made. They ensure, in particular during assembly of the separating device 13, that the part of the tension members 9, which runs inside the carrier tube 15, comes to lie in a predetermined position with respect to the induction coil 16. Advantageously, this position is selected symmetrically, so that the tension members 9 are penetrated as uniformly as possible by the magnetic field generated by the induction coil 16 and thus the most uniform and simultaneous heating is achieved.

[0029] Fig. 3 zeigt eine Vorderansicht einer einzelnen Distanzscheibe 20, welche für maximal sieben Zugglieder 9 ausgelegt und somit mit sieben Durchgängen 20.1–20.7 versehen ist. Die äusseren Durchgänge 20.2–20.7 sind gleichmässig verteilt um den zentralen Durchgang 20.1 angeordnet. Je nach der Anzahl N der verwendeten Zugglieder 9 ist der jeweilige Durchgang 20.1–20.7 entweder mit einem Zugglied 9 durchsetzt oder durch die Verfüllung 17 abgedichtet. Eine symmetrische Anordnung der Zugglieder 9 ist z.B. erzielbar, indem ein Zugglied 9 durch folgende Durchgänge hindurch verläuft: Durchgang 20.1 bei N=l, Durchgang 20.2 und 20.5 bei N=2, Durchgang 20.3, 20.5 und 20.7 bei N=3, Durchgang 20.3, 20.4, 20.6 und 20.7 bei N=4, Durchgang 20.1, 20.2, 20.4, 20.5 und 20.7 bei N=5, Durchgang 20.2-20.7 bei N=6, Durchgang 20.1-20.7 bei N=7.Fig. 3 shows a front view of a single spacer 20, which is designed for a maximum of seven tension members 9 and thus provided with seven passes 20.1-20.7. The outer passages 20.2-20.7 are arranged uniformly distributed around the central passage 20.1. Depending on the number N of the tension members 9 used, the respective passage 20.1-20.7 is either penetrated by a tension member 9 or sealed by the backfilling 17. A symmetrical arrangement of the tension members 9 is e.g. achievable by a tension member 9 passes through the following passes: Passage 20.1 at N = 1, Passage 20.2 and 20.5 at N = 2, Passage 20.3, 20.5 and 20.7 at N = 3, Passage 20.3, 20.4, 20.6 and 20.7 at N = 4, Passage 20.1, 20.2, 20.4, 20.5 and 20.7 at N = 5, Passage 20.2-20.7 at N = 6, Passage 20.1-20.7 at N = 7.

[0030] Bei jeder Zahl N ergibt sich eine Drehsymmetrie, d.h. bei 5 einer Drehung um den Winkel 360°/n kommen die mit einem Zugglied durchsetzten Durchgänge wieder zur Deckung, wobei n = 2 für N = 2, 4 oder 5; n = 3 für N = 3; n = 6 für N = 6 oder 7 und n = unendlich für N=1. Each number N gives a rotational symmetry, i. E. at a rotation through the angle 360 ° / n, the passages penetrated by a tension member return to coincidence, where n = 2 for N = 2, 4 or 5; n = 3 for N = 3; n = 6 for N = 6 or 7 and n = infinite for N = 1.

[0031] Fig. 4 zeigt den Querschnitt durch die Trennvorrichtung 13 an der Trennstelle 12. Die Trennvorrichtung 13 ist im Wesentlichen zentrisch im Bohrloch 4 im Baugrund 3 angeordnet und aussen mit Zementmörtel 11 verfüllt. Im hier gezeigten Beispiel sind sieben Zugglieder vorgesehen, welche jeweils als Litze 14 mit sieben Drähten ausgebildet und von der auf das Trägerrohr 15 gewickelten Induktionsspule 16 umschlossen sind. Diese weist einen Aussendurchmesser Da und einen Innendurchmesser Diauf, wobei das Verhältnis Da zu Dihöchstens 1.5 und vorzugsweise höchstens 1.25 beträgt. Fig. 4 shows the cross section through the separator 13 at the separation point 12. The separator 13 is arranged substantially centrally in the borehole 4 in the ground 3 and outside filled with cement mortar 11. In the example shown here seven tension members are provided, which are each formed as a strand 14 with seven wires and enclosed by the wound on the support tube 15 induction coil 16. This has an outer diameter Da and an inner diameter Diauf, wherein the ratio Da to Di at least 1.5 and preferably at most 1.25.

[0032] Dadurch ist gewährleistet, dass die seitliche Ausdehnung der Trennvorrichtung 13 in etwa dem Durchmesser des Sammelhüllrohrs 10 entspricht und keine Vergrösserung des Bohrlochs 4 erforderlich ist. This ensures that the lateral extent of the separator 13 corresponds approximately to the diameter of the collecting tube 10 and no enlargement of the borehole 4 is required.

[0033] Vorteilhafterweise weist die jeweilige Litze 14 eine Seele auf, um welche Drähte gewunden sind, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Seele ist. Dadurch ist gewährleistet, dass beim Erwärmungsvorgang die Seele, welche zusätzlich durch die sie umgebenden Drähte erwärmt wird, nicht als erste reisst, sondern alle Drähte der Litze 14 gleichzeitig getrennt werden. Advantageously, the respective strand 14 has a core around which wires are wound whose diameter is smaller than the diameter of the soul. This ensures that during the heating process, the soul, which is additionally heated by the surrounding wires, not the first rips, but all the wires of the strand 14 are separated simultaneously.

[0034] Die Zugglieder 9 der vorgespannten Boden- und Felsanker 5 werden in der Regel auf ca. 60% der Bruchkraft vorgespannt. Da ein Anker 5 über längere Zeit im Boden eingelassen sein kann, ist für den Ausbau mittels der Trennvorrichtung 13 sicherzustellen, dass die Zugglieder 9 noch genügend vorgespannt sind. Die Vorspannung ist so gewählt, dass beim Erwärmvorgang durch die Induktionsspule 16 das jeweilige Zugglied 9 mit einer Kraft vorgespannt ist, die mindestens 10%, bevorzugt mindestens 25% und besonders bevorzugt mindestens 50% der Bruchkraft des Zugglieds 9 bei 0 Grad Celsius entspricht. The tension members 9 of the prestressed soil and rock anchors 5 are usually biased to about 60% of the breaking force. Since an anchor 5 can be embedded in the ground for a long time, it must be ensured for the removal by means of the separating device 13 that the tension members 9 are still sufficiently prestressed. The bias voltage is selected so that during the heating process by the induction coil 16, the respective tension member 9 is biased with a force corresponding to at least 10%, preferably at least 25% and more preferably at least 50% of the breaking force of the tension member 9 at 0 degrees Celsius.

[0035] Aufgrund einer genügenden Vorspannung ist es möglich, die Zugglieder 9 bei relativ moderaten Temperaturen zu trennen, die unterhalb des Schmelzpunktes liegen und typischerweise unter 700 Grad Celsius und sogar unter 600 Grad Celsius sind. Wird die Festigkeit des Zuggliedes 9 durch Erwärmen unter die im Zugglied 9 anliegende Spannung abgesenkt, reisst dieses. Aufgrund der Spannung wird der abgerissene Teil des Zugglieds 9 aus dem Ankerkopf herausspringen. Aus Sicherheitsgründen wird daher der Ankerkopf beim Erwärmvorgang mit einer Haube abgedeckt, um die Zugglieder 9 beim Riss aufzufangen. Due to a sufficient bias, it is possible to separate the tension members 9 at relatively moderate temperatures, which are below the melting point and typically below 700 degrees Celsius and even below 600 degrees Celsius. If the strength of the tension member 9 is lowered by heating below the voltage applied in the tension member 9, this tears. Due to the tension of the torn-off part of the tension member 9 will jump out of the anchor head. For safety reasons, therefore, the anchor head is covered during the heating process with a hood to catch the tension members 9 at the crack.

[0036] Fig. 5 zeigt den Verlauf der Festigkeit F in Abhängigkeit der Temperatur T für einen gezogenen Spannstahldraht, wobei F auf den Wert der Festigkeit bei 0 Grad Celsius normiert ist. Wie ersichtlich, fällt die Festigkeit bei Temperaturen über 600 °C unter 10% des ursprünglichen Wertes. Je höher die Vorspannung während des Erwärmungsvorgangs ist, desto tiefere Temperaturen reichen demnach aus, um das Zugglied 9 zum Reissen zu bringen. Fig. 5 shows the profile of the strength F as a function of the temperature T for a drawn prestressing steel wire, wherein F is normalized to the value of the strength at 0 degrees Celsius. As can be seen, the strength at temperatures above 600 ° C falls below 10% of the original value. Accordingly, the higher the bias voltage during the heating operation, the lower the temperatures are sufficient to cause the tension member 9 to crack.

[0037] Somit braucht die Trennvorrichtung 13 nicht so ausgelegt zu werden, dass sie eine Erwärmung über die Curie-Temperatur (für Fe 768 °C) hinweg bis zum Schmelzpunkt gestattet, wie dies bei der Vorrichtung gemäss EP 0 583 725 A1 der Fall ist. Insbesondere ist kein elektrisch leitendes Metallrohr erforderlich, welches im Bereich zwischen der Induktionsspule 16 und der Trennstelle 12 angeordnet ist und die Zugglieder 9 durch Wärmeleitung und Wärmestrahlung erhitzt. Das von der Induktionsspule 16 erzeugte Magnetfeld kann daher ungehindert in die Zugglieder 9 eindringen und diese erwärmen. Thus, the separator 13 need not be designed to allow heating above the Curie temperature (for Fe 768 ° C) to the melting point, as is the case with the device of EP 0 583 725 A1 , In particular, no electrically conductive metal tube is required, which is arranged in the region between the induction coil 16 and the separation point 12 and the tension members 9 heated by heat conduction and heat radiation. The magnetic field generated by the induction coil 16 can therefore freely penetrate into the tension members 9 and heat them.

[0038] Als Speisegerät zur Energieversorgung der Induktionsspule 16 dient ein statischer Frequenzumformer, der einen Lastschwingkreis mit der Wicklung 16 als Induktion aufweist. Der Lastschwingkreis ist als Parallelschwingkreis aufgebaut, der als Elemente Leistungskondensatoren sowie die über das Kabel 18 angeschlossene Wicklung 16 aufweist. Kapazität und Induktivität dieser Elemente bestimmen die Arbeitsfrequenz. Der Lastschwingkreis ist an eine Stromquelle angeschlossen, die einen an das übliche Stromnetz anschliessbaren Haupttransformator, einen Gleichrichter, einen Chopper und einen Glättungsteil enthält. Der Lastschwingkreis ist an einer H-Brücke angeschlossen, welche mittels des Choppers geregelt wird. As a power supply to the power supply of the induction coil 16 is a static frequency converter having a load circuit with the winding 16 as induction. The load resonant circuit is constructed as a parallel resonant circuit having power capacitors as elements and connected via the cable 18 winding 16. Capacitance and inductance of these elements determine the working frequency. The load circuit is connected to a power source, which includes a connectable to the usual power grid main transformer, a rectifier, a chopper and a smoothing part. The load circuit is connected to an H-bridge, which is controlled by the chopper.

[0039] Die Ausgestaltung des Speisegeräts in Form einer Schaltung mit elektronischen Komponenten erlaubt einen kompakten und relativ leichten Aufbau. So ist der statische Frequenzumformer wesentlich leichter als ein dynamischer Frequenzumformer aufbaubar und wiegt typischerweise weniger als 100 kg und vorzugsweise weniger als 50 kg. Auch ist durch die Integration der jeweilig verwendeten Induktionsspule 16 und des verwendeten Kabels 18 in den Schwingkreis das Magnetfeld optimierbar, welches zum Erwärmen der Zugglieder 9 verwendet wird. The design of the power supply in the form of a circuit with electronic components allows a compact and relatively lightweight construction. Thus, the static frequency converter is much lighter than a dynamic frequency converter can be built and typically weighs less than 100 kg, and preferably less than 50 kg. Also, the integration of the respective used induction coil 16 and the cable 18 used in the resonant circuit, the magnetic field can be optimized, which is used to heat the tension members 9.

[0040] Mittels des statischen Frequenzumformers kann die Induktionsspule 16 mit einem Strom beaufschlagt werden, der über 2.5 A, vorzugsweise über 5 A und besonders bevorzugt über 10 A liegt und der eine Frequenz f von über 1 kHz und vorzugsweise über 10 kHz aufweist. Die vom Frequenzumformer abgegebene Leistung ist über 1 kW und vorzugsweise über 3 kW, z.B. bei 5 kW. By means of the static frequency converter, the induction coil 16 can be acted upon by a current which is above 2.5 A, preferably above 5 A and particularly preferably above 10 A and which has a frequency f of more than 1 kHz and preferably more than 10 kHz. The power delivered by the frequency converter is greater than 1 kW and preferably greater than 3 kW, e.g. at 5 kW.

[0041] Die Heizleistung, welche mittels der Induktionsspule 16 in den Zuggliedern 9 induziert wird, nimmt mit zunehmender Frequenz f des Stroms zu. Andererseits verringert sich aufgrund des Skineffektes die Eindringtiefe des Stromes, wenn die Frequenz f zunimmt. The heating power, which is induced by means of the induction coil 16 in the tension members 9, increases with increasing frequency f of the current. On the other hand, due to the skin effect, the penetration depth of the current decreases as the frequency f increases.

[0042] Das Kabel 18 ist mindestens 5 m und bevorzugt mindestens 10 m lang und ist ein handelsübliches Kabel, z.B. eines mit mehr als zwei Adern und/oder mit Adern mit jeweils einem Querschnitt von mindestens 1.5 mm<2>. Die jeweilige Ader kann entweder als Einzeldraht oder als Litze ausgebildet sein. Wird ein Kabel 18 mit vier Adern verwendet, so werden vorteilhafterweise die jeweils beiden einander gegenüberliegenden Adern miteinander verbunden. The cable 18 is at least 5 m and preferably at least 10 m long and is a commercially available cable, e.g. one with more than two wires and / or with wires each with a cross section of at least 1.5 mm <2>. The respective core can be designed either as a single wire or as a stranded wire. If a cable 18 is used with four wires, so the two opposite wires are advantageously connected together.

[0043] Überraschenderweise wurde festgestellt, dass sich ein handelsübliches Kabel 18 nicht merklich erwärmt, wenn der Strom mit hoher Frequenz hindurchgeleitet wird. Es sind somit keine teuren Spezialkabel für die Energiespeisung der Wicklung 16 erforderlich. Surprisingly, it has been found that a commercially available cable 18 does not appreciably heat when the current is passed at high frequency. There are thus no expensive special cable for the power supply of the winding 16 is required.

[0044] Die hier dargestellte Trennvorrichtung 13 ist zum Ausbau (Rückbau) mindestens der freien Ankerlänge der Zugglieder von vorgespannten Boden- und Felsankern verwendbar, wie sie z.B. in der Schweizer Norm «SIA 267 Geotechnik» und «EN 1537 Verpressanker» beschrieben sind. The separating device 13 shown here is for removing (deconstructing) at least the free anchor length of the tension members of prestressed ground and rock anchors usable, as e.g. in the Swiss standard «SIA 267 Geotechnics» and «EN 1537 Grout Anchors» are described.

[0045] Ausgehend von der vorausgehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles sind dem Fachmann abgewandelte Ausführungen zugänglich, ohne den Bereich der Erfindung wie in den Ansprüchen definiert zu verlassen. Starting from the foregoing description of a preferred embodiment, the skilled person modified versions are accessible without departing from the scope of the invention as defined in the claims.

[0046] Anstelle einer Verfüllung 17, die das Trägerrohr 15 vollständig ausfüllt, ist es auch möglich, eine Dichtung jeweils an den beiden Endendes Trägerrohrs 15 vorzusehen und den Hohlraum zwischen den beiden Dichtungen ungefüllt zu lassen. Die sich im Hohlraum befindende Luft wirkt dann für die einzelnen Zugglieder thermisch isolierend. Instead of a filling 17, which completely fills the support tube 15, it is also possible to provide a seal at each of the two ends of the support tube 15 and to leave the cavity between the two seals unfilled. The air in the cavity then acts thermally insulating for the individual tension members.

[0047] Anstelle einer einlagigen Wicklung 16 ist auch eine zweilagige Wicklung denkbar, wobei die Trennvorrichtung auch bei dieser Ausführungsform nach wie vor schlank in der seitlichen Ausdehnung bleibt. Instead of a single-layer winding 16 and a two-layer winding is conceivable, the separator remains slim even in this embodiment, in the lateral extent.

Claims

1. An apparatus for an at least partially removable anchor (5), comprising at least one prestressable tension member (9), which comprises a free anchor length forming free end (7), and one, the tension member surrounding, induction coil (16) for separating the tension member at a separation point (12) by inductive heating, characterized in that the induction coil (16) on a support tube (15) is arranged, which on the free end (7) of the tension member facing side of the separation point (12) is sealed, and the region between the induction coil (16) and the separation point (12) is free of an electrically conductive metal tube.

2. Apparatus according to claim 1, wherein the support tube (15) is sealed on both sides of the separation point (12) to prevent accumulation of water.

3. Device according to one of the preceding claims, wherein the support tube (15) is provided with a filling (17) which thermally insulated the tension member (9) and / or anchored to the support tube (15).

4. Device according to one of the preceding claims, wherein the ratio of the outer diameter (Da) of the induction coil (16) to the inner diameter (Di) of the induction coil is at most 1.5 and preferably at most 1.25 and / or the winding of the induction coil (16) at most two-ply and preferably is single layer.

5. Device according to one of the preceding claims, comprising a cable (18) for supplying power to the induction coil (16) which extends outside of the support tube (15) to avoid damage to the cable during pretensioning of the tension member (9).

6. Apparatus according to claim 5, wherein the cable (18) has more than two wires and / or wires, each having a cross section of at least 1.5 mm <2>.

7. Device according to one of the preceding claims, comprising a static frequency converter for powering the induction coil (16), by means of which preferably a frequency of more than 1 kHz can be generated.

8. Apparatus according to claim 7, wherein the frequency converter for generating an alternating current has a resonant circuit, in which the induction coil (16) is integrable.

9. Device according to one of the preceding claims, wherein in the support tube (15) at least one spacer (20) is received, through which passes the tension member (9).

10. Apparatus according to claim 9, with a plurality of tension members (9) which pass through passages (20.1-20.7) in the spacer (20), wherein the passages are arranged so as to provide a rotational symmetry seen in the cross section of the spacer.

11. Device according to one of the preceding claims, wherein the tension member (9) is designed as a stranded wire (14) having a core to which wires are wound whose diameter is smaller than the diameter of the soul.

12. Device according to one of the preceding claims, wherein the support tube (15) is rigid.

13. Device according to one of the preceding claims, wherein the support tube (15) made of PE, PP, PVC or fiberglass material is made.

14. Device according to one of the preceding claims, comprising a collecting duct (10) in which the free end (7) of the tension member (9) extends, wherein the support tube (15) at the end of the collecting duct (10) is fixed.

15. A prestressable armature (5) with a device according to one of the preceding claims.

16. A method for at least partially removing an armature (5) according to claim 15 with at least one tension member (9) which is heated for separation by means of an induction coil (16), characterized in that the tension member (9) biased during the heating process with a force which corresponds to at least 10%, preferably at least 25% and particularly preferably at least 50% of the tensile strength of the tension member at 0 degrees Celsius.

17. The method of claim 16, wherein the tension member (9) is heated to a maximum temperature which is below the melting point of the tension member and which is preferably below 700 degrees Celsius, and more preferably below 600 degrees Celsius.

18. The method according to any one of claims 16 to 17, wherein the tension member (9) is made of steel, which has a strength of at least 1000 N / mm <2>, preferably at least 1500 N / mm <2> and more preferably at least 1700 N / mm <2> has.

19. The method according to any one of claims 16 to 18, wherein the free end (7) of the tension member (9) in a collecting duct (10) extends, outside which a cable (18) for supplying energy to the induction coil (16).

20. The method according to any one of claims 16 to 19, wherein for separating the tension member (9), a device according to one of claims 1 to 11 is used.