DE10000844A1 - Verfahren zum Verankern eines Betondeckels auf einem Betoncontainer und ein dazu geeigneter Ankerbolzen - Google Patents
Verfahren zum Verankern eines Betondeckels auf einem Betoncontainer und ein dazu geeigneter AnkerbolzenInfo
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Abstract
Es handelt sich um ein Verfahren und einen Ankerbolzen zum Verankern eines Betondeckels auf einem Betoncontainer, wonach in containerseitige Bohrlöcher Verbundanker eingeführt, anschließend in diese Bohrlöcher Ankerbolzen eingetrieben und nach dem Aushärten der Verbundanker auf die in Bohrlochaufweitungen deckelseitiger Bohrlöcher vorkragenden Ankerbolzen Schraubenmuttern montiert und mit einem vorgegebenen Drehmoment angezogen werden. Die speziell ausgebildeten Ankerbolzen zeichnen sich durch eine kombinierte Schub- und Zugkraftübertragung aus, so dass die damit hergestellte Deckelverankerung behördlich vorgeschriebene Fallteste einwandfrei übersteht.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verankern eines
Betondeckels auf einem Betoncontainer. - Im Rahmen der
Erfindung kann es sich bei dem Betoncontainer um einen
Normalbeton (NBC)-, Schwerbeton (SBC)- oder Granulat
betoncontainer (GBC) der Betonklasse B 35 und mit Baustahl
gewebe bzw. -stabstahl der Güte BSt 500/550 handeln. Das
Gleiche gilt für den Betondeckel.
Es ist bekannt, Betondeckel auf Betoncontainern mittels
sog. Krückstöcke zu verankern, die am Betondeckel mit einem
Gewinde verschraubt und in Vergussbeton formschlüssig durch
die Aufspreizung des Endbereichs vergossen werden. Der
Betoncontainer und insbes. die Deckelanbindung an den
Containerkörper müssen so konstruiert und ausgelegt sein,
dass ein Fall des Betoncontainers aus 0,9 m Höhe auf die
Deckelkante in der Weise überstanden wird, dass der
Betondeckel weiterhin zug- und schubfest mit dem
Betoncontainer verbunden bleibt und nach dem Fall kein
Inhalt nach außen gelangen kann. - Bei den bekannten
Ausführungsformen wird jedoch beim Falltest aus 0,9 m Höhe
auf die Deckelkante der Betondeckel von dem Betoncontainer
getrennt, da die Krückstockverankerungen abscheren und auch
die Gewindeverschraubungen häufig nicht ausreichend sind
- wie die Praxis gezeigt hat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
anzugeben, wonach sich ein Betondeckel auf einem
Betoncontainer unter Verwirklichung einer zug- und
schubfesten Verbindung in einfacher und funktionsgerechter
Weise derart befestigen lässt, dass die Deckelanbindung den
Falltest aus 0,9 m Höhe einwandfrei übersteht.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung ein Verfahren
zum Verankern eines Betondeckels, insbes. Stahlbeton
deckels, auf einem Betoncontainer, insbes. Stahlbeton
container, wonach in den Betondeckel und in die
Containerwände in vorgegebener Verteilung fluchtende
Bohrlöcher eingebracht, dann in die containerseitigen
Bohrlöcher Verbundanker eingeführt, anschließend in die
Bohrlöcher Ankerbolzen zur Verteilung, Durchmischung und
Verdichtung der Verbundankerkomponenten schlagend/drehend
eingetrieben und nach dem Aushärten der Verbundanker
komponenten auf die in Bohrlochaufweitungen der
deckelseitigen Bohrlöcher vorkragenden Ankerbolzen
Schraubenmuttern mit ggf. Unterlegscheiben montiert und die
Schraubenmuttern mit einem vorgegebenen Drehmoment
angezogen werden. - Diese Maßnahmen der Erfindung haben zur
Folge, dass eine zug- und schubfeste Verbindung des
Betondeckels mit dem Betoncontainer unabhängig von einer
Verfüllung mit Füllbeton erreicht wird. Das gilt selbst für
Schwerbetoncontainer des Typs IV. Tatsächlich wird nach
Lehre der Erfindung der Betondeckel mit dem Betoncontainer
mittels der Ankerbolzen derart verdübelt und verschraubt,
dass die Deckelverankerung infolge einer Kombination von
Schub- und Zugkraftübertragung einen Fall aus 0,9 m Höhe
auf die Deckelkante, wie es beispielsweise für Endlager
gefordert wird, einwandfrei übersteht, so dass keine
Inhalte nach außen gelangen können. Lokale Beschädigungen
wie beispielsweise Betonabbrüche sind ohnehin in begrenztem
Umfang zugelassen.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden
aufgeführt. So werden die Bohrlöcher zweckmäßigerweise bei
auf dem Betoncontainer aufgesetztem und ausgerichtetem
Betondeckel in den Betondeckel und in die Containerwände
eingebracht. Das geschieht vorzugsweise in einem Kern
bohrverfahren mit z. B. Diamantbohrkronen und Wasser
kühlung. Das Kernbohrverfahren wird eingesetzt, um eine
saubere Bohrlochwandung zu erhalten. Das ist speziell für
den Einsatz der Ankerbolzen vorteilhaft. - Nach dem
Trocknen werden die Bohrlöcher zweckmäßigerweise gereinigt,
und zwar im Wege eines Absaugens oder Ausblasens. Die
Verbundanker werden erfindungsgemäß mit einem Hilfswerkzeug
in die containerseitigen Bohrlöcher eingeführt. Auf diese
Weise wird verhindert, dass die Verbundanker - bei denen es
sich um Patronen, z. B. Mörtelpatronen, mit einer
3-Komponentenfüllung handelt - vor dem Setzen der
Ankerbolzen zerstört werden. Ferner empfiehlt die
Erfindung, dass die Ankerbolzen bis zum Bohrlochgrund der
containerseitigen Bohrlöcher eingetrieben werden, z. B.
mittels einer Schlagbohrmaschine, die sich unter Andruck
abschaltet. Nach der Montage der Ankerbolzen werden die
evtl. über die Deckelebene vorstehenden Gewindelängen der
Ankerbolzen abgetrennt, so dass aus dem Betondeckel kein
Bolzenteil mehr herausragt.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Ankerbolzen, der für
die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders
geeignet ist. Dieser Ankerbolzen ist gekennzeichnet durch
einen in das jeweils containerseitige Bohrloch einsetzbaren
Verankerungsabschnitt, einen sich an den Verankerungsabschnitt
anschließenden und die Deckelfuge zwischen dem
Betoncontainer und dem Betondeckel überbrückenden
Scherabschnitt und einen sich an den Scherabschnitt
anschließenden und in die deckelseitige Bohrlochaufweitung
vorkragenden Gewindeabschnitt. Dabei weist der Scher
abschnitt einen größeren Bolzenquerschnitt als die übrigen
Bolzenabschnitte auf und ist als Schaft ausgebildet. Auf
diese Weise werden im Bereich der Deckelfuge die
Scherkräfte infolge des größeren Bolzenquerschnitts
übertragen, während im Bereich des Verankerungsabschnittes
und Gewindeabschnittes eine Zugkraftübertragung mittels
eines bauaufsichtlich zugelassenen und handelsüblichen
3-Komponenten-Klebemörtels als Verbundanker erfolgt.
Tatsächlich zeichnet sich der erfindungsgemäße Ankerbolzen
durch die Kombination einer Schub- und Zugkraftübertragung
aus, erfüllt also in einem Schub- und Zugfunktion. Dabei
kann der Verankerungsabschnitt eine aufgerauhte Oberfläche,
z. B. geriffelte Oberfläche aufweisen oder auch als
Gewindeabschnitt ausgeführt sein, um einen echten Verbund
mit dem Verbundanker in den behälterseitigen Bohrlöchern zu
erreichen. Ferner kann zumindest zwischen dem Veran
kerungsabschnitt und dem Scherabschnitt eine Sollbruch
stelle, z. B. Einschnürung vorgesehen sein. Eine solche
Sollbruchstelle bzw. Einschnürung kann sich auch zwischen
dem schaftartigen Scherabschnitt und dem deckelseitigen
Gewindeabschnitt befinden. Infolge der kraftübertragenden
Gewindelängen ist unter Berücksichtigung der Anforderungen
einer bauaufsichtlichen Zulassung gewährleistet, dass bei
Überlastung der Deckelverankerung bzw. Ankerverbindung ein
Bruch des Ankerbolzens im Bereich einer Sollbruchstelle
eintritt, bevor die Klebeverankerung im Bereich des
Verbundankers zum Beton hin versagt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein
Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Stahlbeton
container mit einem Stahlbetondeckel,
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1,
Fig. 3 einen Vertikalschnitt im Bereich einer Deckel
verankerung vor dem Abtrennen einer über die
Deckelebene vorstehenden Gewindelänge des Anker
bolzens,
Fig. 4 einen Ankerbolzen für den Gegenstand nach Fig. 1
und
Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gegenstand
nach Fig. 4.
In den Figuren ist ein Stahlbetoncontainer 1 mit einem
Stahlbetondeckel 2 gezeigt. Die Außenabmessungen des
Stahlbetoncontainers 1 betragen nach dem Ausführungs
beispiel 3.000 × 1.700 × 1.400 mm. Die Außenabmessungen des
Betondeckels 2 betragen nach dem Ausführungsbeispiel
3.000 × 1.700 × 220. In dem Stahlbetoncontainer 1 sind
andeutungsweise Fässer 3 gelagert. Die Verankerung des
Stahlbetondeckels 2 auf dem Stahlbetoncontainer 1 ist
mittels zehn Ankerbolzen 4 erfolgt. Jeder Ankerbolzen 4
weist einen in ein containerseitiges Bohrloch 5
einsetzbaren Verankerungsabschnitt 4a, einen sich an diesen
Verankerungsabschnitt 4a anschließenden und die Deckelfuge
6 zwischen dem Stahlbetoncontainer 1 und dem
Stahlbetondeckel 2 überbrückenden, als Schaft ausgebildeten
Scherabschnitt 4b und einen sich an den Scherabschnitt 4b
anschließenden und in eine deckelseitige Bohrlochaufweitung
7 vorkragenden Gewindeabschnitt 4c auf. Nach dem
Ausführungsbeispiel weist der Scherabschnitt 4b einen
größeren Bolzenquerschnitt von beispielsweise 28 mm
Durchmesser als die übrigen Bolzenabschnitte von
beispielsweise 24 mm Durchmesser bzw. M24 auf. Der Ver
ankerungsabschnitt 4a ist nach dem Ausführungsbeispiel
ebenfalls als Gewindeabschnitt ausgeführt. Zwischen dem
Verankerungsabschnitt 4a und dem Scherabschnitt 4b ist eine
Sollbruchstelle 8, nämlich Einschnürung vorgesehen. Eine
solche Einschnürung ist auch zwischen dem Scherabschnitt 4b
und dem deckelseitigen Gewindeabschnitt 4c als
Sollbruchstelle 8 vorgesehen. Auf jeden Ankerbolzen 4 bzw.
dessen deckelseitigen Gewindeabschnitt 4c ist eine
Schraubenmutter 9 mit einer Unterlegscheibe 10 montiert.
Die Schraubverbindung wird nach dem Ausführungsbeispiel mit
einem Anziehdrehmoment von 200 Nm vorgespannt. Die
Verankerung der Ankerbolzen 4 in den containerseitigen
Bohrlöchern 5 geschieht jeweils mittels eines 3-Kompo
nenten-Klebemörtels als Verbundanker 11, der durch den
eingetriebenen Ankerbolzen 4 verteilt, durchgemischt und
verdichtet worden ist.
Masse des vollen Stahlbetoncontainers m = 20.000 kg
Masse des leeren Stahlbetoncontainers mL
Masse des leeren Stahlbetoncontainers mL
= 13.000 bis
14.000 kg inkl. Stahlbetondeckel
Masse des Stahlbetondeckels mD
Masse des Stahlbetondeckels mD
= ~ 3.500 kg
Deckelverankerung: 10 Ankerbolzen ∅28/M24, Festigkeits
klasse
10.9
Werkstoff der Ankerbolzen: Vergütungsstahl
42
CrMo
4
V
Zugfestigkeit Rm
Zugfestigkeit Rm
= 1.000 N/mm2
Schubfestigkeit τm
= Rm
/√3 = 1.000/√3 = 577 N/mm2
Zug-Querschnitt ΣAS
= 10 × 353 mm2
= 3.530 mm2
Schub-Querschnitt ΣA = 10 × π × ∅282
/4 = 6.157 mm2
Zug-Bruchlast Fm
= Rm
x ΣAS
= 1.000 × 3.530 = 3,53 . 106
N
Schub-Bruchlast Sm
Schub-Bruchlast Sm
= τm
× ΣA = 577 × 6.157 = 3,55 . 106
N
Das sind die ertragbaren Lasten der Verankerung des
Stahlbetondeckels 2 am Stahlbetoncontainer 1.
Mit dem formelmäßigen Zusammenhang zwischen Kraft und
Beschleunigung (im vorliegenden Fall Verzögerung und
folglich negative Beschleunigung) können die ertragbaren
maximalen Verzögerungswerte des Stahlbetoncontainers 1 beim
Aufprall als Vielfaches der Erdbeschleunigung g ermittelt
werden.
FE
[N] = m[kg] × g[m/s2
] = 20.000 kg × 9,81 m/s2
= 196.200 N
Fm
[N] bzw. Sm
[N] = m[kg] × bmax
[m/s2
]
bmax
= g[m/s2
] × Fm
(Sm
)/FE
= g × 3,55 . 106
/196.200 = 18 g
Das bedeutet rechnerisch, dass die Deckelverbindung mit
zehn Spezialankern ∅28/M24, Festigkeitsklasse 10.9, bei
einem Aufprall des Stahlbetoncontainers mit einer maximalen
Verzögerung bis zu 18 g standhält.
Claims (12)
1. Verfahren zum Verankern eines Betondeckels, insbes.
Stahlbetondeckels, auf einem Betoncontainer, insbes.
Stahlbetoncontainer, wonach in den Betondeckel und in die
Containerwände in vorgegebener Verteilung fluchtende
Bohrlöcher eingebracht, dann in die containerseitigen
Bohrlöcher Verbundanker eingeführt, anschließend in die
Bohrlöcher Ankerbolzen zur Verteilung, Durchmischung und
Verdichtung der Verbundankerkomponenten schlagend/drehend
eingetrieben und nach dem Aushärten der Verbundanker
komponenten auf die in Bohrlochaufweitungen der
deckelseitigen Bohrlöcher vorkragenden Ankerbolzen
Schraubenmuttern mit ggf. Unterlegscheiben montiert und die
Schraubenmuttern mit einem vorgegebenen Drehmoment
angezogen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Bohrlöcher bei auf dem Betoncontainer aufgesetztem und
ausgerichtetem Betondeckel in den Betondeckel und die
Containerwände eingebracht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Bohrlöcher im Kernbohrverfahren
mit z. B. Diamantbohrkronen und Wasserkühlung hergestellt
werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass die Bohrlöcher nach dem Trocknen
gereinigt werden, z. B. durch Absaugen oder Ausblasen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Verbundanker mit einem
Hilfswerkzeug in die containerseitigen Bohrlöcher
eingeführt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Ankerbolzen bis zum Bohrlochgrund
der containerseitigen Bohrlöcher eingetrieben werden, z. B.
mittels einer Schlagbohrmaschine.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass über die Deckelebene vorstehende
Gewindelängen der Ankerbolzen abgetrennt werden.
8. Ankerbolzen (4) für die Durchführung des Verfahrens nach
einem der Ansprüche 1 bis 7 und unabhängig davon,
gekennzeichnet durch einen in ein containerseitiges
Bohrloch (5) aufsetzbaren Verankerungsabschnitt (4a), einen
sich an den Verankerungsabschnitt (4a) anschließenden und
die Deckelfuge (6) überbrückenden Scherabschnitt (4b) und
einer sich an den Scherabschnitt (4b) anschließenden und in
eine deckelseitige Bohrlochaufweitung (7) vorkragenden
Gewindeabschnitt (4c).
9. Ankerbolzen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
dass der Scherabschnitt (4b) einen größeren Bolzenabschnitt
als die übrigen Bolzenabschnitte aufweist.
10. Ankerbolzen nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn
zeichnet, dass der Verankerungsabschnitt (4a) eine
aufgerauhte Oberfläche, z. B. geriffelte Oberfläche
aufweist oder als Gewindeabschnitt ausgeführt ist.
11. Ankerbolzen nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest zwischen dem Verankerungs
abschnitt (4a) und dem Scherabschnitt (4b) eine
Sollbruchstelle (8), z. B. Einschnürung vorgesehen ist.
12. Ankerbolzen nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, dass zwischen dem Scherabschnitt (4b) und
dem deckelseitigen Gewindeabschnitt (4c) eine Sollbruch
stelle (8), z. B. Einschnürung vorgesehen ist.
Priority Applications (1)
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DE2000100844 DE10000844C2 (de) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | Verfahren zum Verankern eines Betondeckels auf einem Betoncontainer, Betoncontainer und Ankerbolzen |
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DE2000100844 DE10000844C2 (de) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | Verfahren zum Verankern eines Betondeckels auf einem Betoncontainer, Betoncontainer und Ankerbolzen |
Publications (2)
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DE10000844A1 true DE10000844A1 (de) | 2001-08-02 |
DE10000844C2 DE10000844C2 (de) | 2001-11-29 |
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DE (1) | DE10000844C2 (de) |
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- 2000-01-12 DE DE2000100844 patent/DE10000844C2/de not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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