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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abschließen einer Pfahlrohrgründung, insbesondere Pfahlkopfplatte, wobei die Vorrichtung eine im Wesentlichen plattenförmige Druckverteilungsplatte umfasst, die mit einer im Wesentlichen ebenen Plattenoberfläche auf ein Pfahlende eines Pfahlrohrs der Pfahlrohrgründung aufsetzbar ist.
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Pfahlrohrgründungen, auch Pfahlgründungen genannt, sind eine Art von in der Bauwirtschaft eingesetzten Tiefgründungen. Die einzelnen Pfahlrohre – auch Rammpfähle genannt – die zumeist aus duktilem Gusseisen bestehen und vorbestimmte Längen von beispielsweise fünf Metern aufweisen, werden zum Herstellen einer Pfahlgründung ineinander gesteckt. Um das Ineinanderstecken von Rammpfählen und somit das Verlängern einer Pfahlgründung zu erleichtern, weisen die Rammpfähle üblicherweise ein sich konisch verjüngendes erstes Pfahlende und ein zu einer Muffe ausgebildetes zweites Pfahlende auf. Dadurch kann Pfahl für Pfahl in den Boden eingerammt werden, wodurch sich rasch und kostengünstig Pfahlgründungen in beliebiger Länge herstellen lassen. Rammpfähle dieser Art werden üblicherweise in einem Schleudergussverfahren mit einer formgebenden rotierenden Kokille hergestellt. Dabei entstehen im Wesentlichen zylindrische rohrförmige Pfähle, die innen hohl sind. Je nach Verwendungsart können diese hohlzylindrischen Rammpfähle für die Herstellung einer stabilen Gründung nach dem Einrammen in den Boden mit Beton oder einem anderen geeigneten Injektionsgut ausgefüllt oder ummantelt werden.
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Am oberen Ende einer Pfahlrohrgründungen werden häufig sogenannte Pfahlkopfplatten auf die Pfahlenden der letzten Pfahlrohre der Pfahlrohrgründung aufgesetzt. Auf diesen Pfahlkopfplatten lagern die auf der Pfahlrohrgründung errichteten Bauwerke. Herkömmliche Pfahlkopfplatten sind üblicherweise aus Stahl. Bekannte Pfahlkopfplatten aus Stahl weisen eine Wanddicke von etwa 35 bis 40 mm auf.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zum Abschließen einer Pfahlrohrgründung, insbesondere Pfahlkopfplatte, anzugeben. Insbesondere soll eine Materialeinsparung bei der Herstellung der Pfahlkopfplatte erzielt werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Gemäß der Erfindung ist also vorgesehen, dass auf der Plattenoberfläche wenigstens eine Stützrippe zur Verstärkung der Druckverteilungsplatte angeordnet ist.
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Die Plattenoberfläche der Druckverteilungsplatte weist in Gebrauchslage nach unten, also in Richtung des Pfahlendes des letzten bzw. obersten Pfahlrohrs der Pfahlrohrgründung. Die der Plattenoberfläche gegenüber liegende Oberfläche der Druckverteilungsplatte stellt die Auflagefläche für ein auf der Pfahlrohrgründung zu errichtendes Bauwerk dar. Durch das Vorsehen wenigstens einer Stützrippe auf der der Pfahlrohrgründung zugewandten Plattenoberfläche der Druckverteilungsplatte kann eine wesentlich geringere Plattendicke der Druckverteilungsplatte im Vergleich zu herkömmlichen Pfahlkopfplatten vorgesehen werden, ohne dadurch einen statischen Nachteil zu erleiden. Insbesondere unterstützen die Stützrippen die Druckverteilungsplatte bei der Aufnahme einer auf der Vorrichtung lagernden Fundamentlast eines Betonfundaments.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Plattenoberfläche im Wesentlichen rechteckförmig, vorzugsweise quadratisch, ausgebildet ist. Dadurch, dass die Pfahlrohre einer Pfahlrohrgründung zumeist als röhrenförmige Hohlkörper ausgebildet sind, ergibt sich insbesondere durch eine quadratische Plattenoberfläche eine gleichmäßige Abdeckung des Pfahlendes.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Druckverteilungsplatte zumindest teilweise, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig, aus Gusseisen besteht. Durch eine Herstellung der Druckverteilungsplatte durch ein Gießverfahren aus vorzugsweise duktilem Gusseisen kann insbesondere vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Stützrippe einstückig mit der Druckverteilungsplatte ausgebildet ist. Insbesondere die Einstückigkeit der wenigstens einen Stützrippe mit der Druckverteilungsplatte führt zu einer besonders effektiven Verstärkung der Druckverteilungsplatte.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Stützrippe als im Wesentlichen stegförmige Wand ausgebildet ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Wand eine Wandstärke von mindestens 8 mm, vorzugsweise etwa 10 mm, aufweist. Es kann insbesondere auch vorgesehen sein, dass die äußeren Kanten der Wand abgerundet ausgebildet sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass sich die wenigstens eine Stützrippe entlang einer Längserstreckung der Stützrippe erstreckt, wobei sich vorzugsweise die Längserstreckung entlang einer Geraden erstreckt. Selbstverständlich kann auch vorgesehen sein, dass sich die Längserstreckung der Stützrippe entlang eines Bogens erstreckt. Darüber hinaus kann auch vorgesehen sein, dass die Stützrippe entlang ihrer Längserstreckung nicht durchgehend verläuft, sondern mehrere Teilstücke bzw. Teilrippen aufweist.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung kann vorgesehen sein, dass sich die wenigstens eine Stützrippe entlang ihrer Längserstreckung ausgehend von einem äußeren Rand der Plattenoberfläche erstreckt. Es kann auch vorgesehen sein, dass sich die wenigstens eine Stützrippe entlang ihrer Längserstreckung in Richtung eines Mittelpunkts der Plattenoberfläche erstreckt. Besonders vorteilhaft ist jene Ausführungsform der Erfindung, bei der sich die wenigstens eine Stützrippe im Wesentlichen radial in Bezug auf den Mittelpunkt der Plattenoberfläche erstreckt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass sich eine Höhe der wenigstens einen Stützrippe in Bezug auf die Plattenoberfläche entlang der Längserstreckung der Stützrippe ausgehend vom äußeren Rand der Plattenoberfläche, vorzugsweise im Wesentlichen linear, erhöht. Dabei kann vorgesehen sein, dass sich die Höhe der wenigstens einen Stützrippe entlang einer in Bezug auf die Plattenoberfläche geneigten Geraden erhöht, wobei die Gerade einen Neigungswinkel von etwa 30° bis 40°, vorzugsweise etwa 30° bis 35°, in Bezug auf die Plattenoberfläche aufweist.
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Besonders vorteilhaft ist jene Ausführungsform der Erfindung, bei der sich die wenigstens eine Stützrippe entlang ihrer Längserstreckung ausgehend von wenigstens einem äußeren Eckbereich, vorzugsweise von jedem äußeren Eckbereich, der Plattenoberfläche erstreckt. Der Eckbereich kann dabei beispielsweise als spitze Ecke oder auch als abgerundete Ecke ausgebildet sein.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass auf der Plattenoberfläche wenigstens ein Zentrierbund zum Zentrieren der Vorrichtung auf dem Pfahlende angeordnet ist. Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei herausgestellt, wenn der wenigstens eine Zentrierbund einstückig mit der Druckverteilungsplatte ausgebildet ist. Diese Einstückigkeit kann zum Beispiel erzielt werden, wenn die Druckverteilungsplatte mitsamt der wenigstens einen Stützrippe und dem wenigstens einen Zentrierbund mittels Schleudergussverfahren aus duktilem Gusseisen hergestellt ist.
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Um ein Zentrieren der Vorrichtung auf dem Pfahlende zu erleichtern, kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Zentrierbund wenigstens teilweise, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig, als entlang einer Kreisbahn verlaufender Steg ausgebildet ist. Dadurch lässt sich der Zentrierbund besonders einfach auf ein rohrförmiges Pfahlrohrende mit einem kreisringförmigen Querschnitt aufsetzen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Stützrippe an den wenigstens einen Zentrierbund angrenzt. Besonders günstig ist es, wenn vorgesehen ist, dass die wenigstens eine Stützrippe einstückig mit dem wenigstens einen Zentrierbund ausgebildet ist.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung kann vorgesehen sein, dass auf der Plattenoberfläche zumindest ein erster Zentrierbund und ein außerhalb der Kreisbahn des ersten Zentrierbundes angeordneter zweiter Zentrierbund angeordnet sind, wobei vorzugsweise der erste Zentrierbund und der zweite Zentrierbund konzentrisch auf der Plattenoberfläche angeordnet sind. Damit kann die vorgeschlagene Pfahlkopfplatte für Pfahlrohrgründungen mit unterschiedlichen Pfahlrohrdurchmessern eingesetzt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Druckverteilungsplatte eine Plattendicke von höchstens 35 mm, vorzugsweise etwa 20 mm bis 30 mm, aufweist.
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Eine besondere Ausführungsvariante sieht vor, dass die Druckverteilungsplatte wenigstens ein Durchgangsloch aufweist, wobei vorzugsweise das wenigstens eine Durchgangsloch einen Durchmesser von größer 30 mm, vorzugsweise größer 50 mm, besonders bevorzugt etwa 60 mm, aufweist. Dadurch kann bei verpressten Pfählen das Einfüllen von Beton oder Betonemulsion erleichtert werden.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung erläutert. Dabei zeigt bzw. zeigen:
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1 eine Draufsicht auf die Plattenoberfläche einer vorgeschlagenen Vorrichtung zum Abschließen einer Pfahlrohrgründung,
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2 eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie AA aus 1,
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3 eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie BB aus 1,
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4 eine Draufsicht auf ein weiteres Beispiel einer vorgeschlagenen Vorrichtung,
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5 eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie CC der 4,
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6 eine Draufsicht auf ein weiteres Beispiel einer vorgeschlagenen Vorrichtung,
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7 eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie DD aus 6,
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8 ein Pfahlende eines Pfahlrohrs einer Pfahlrohrgründung mit darauf angeordneter Vorrichtung zum Abschließen der Pfahlrohrgründung und
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9 ein weiteres Beispiel einer vorgeschlagenen Vorrichtung, die an einem Pfahlende angeordnet ist.
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1 zeigt eine Draufsicht auf eine Plattenoberfläche 4 einer Druckverteilungsplatte 3 einer vorgeschlagenen Vorrichtung 1 zum Abschließen einer Pfahlrohrgründung 2. Die Vorrichtung 1 kann mit der dargestellten Plattenoberfläche 4 der Druckverteilungsplatte 3 auf ein Pfahlende 5 eines Pfahlrohrs 6 der Pfahlrohrgründung 2 aufgesetzt werden (siehe z. B. 8), sodass die Plattenoberfläche 4 in Gebrauchsstellung nach unten in Richtung Pfahlrohr 6 weist. Die Plattenoberfläche 4 ist quadratisch ausgebildet und weist im jeweiligen Eckbereich 9 abgerundete Ecken auf. In den vier Eckbereichen 9 verlaufen jeweils ausgehend vom äußeren Rand 8 der Plattenoberfläche 4 insgesamt vier Stützrippen 7, die sich entlang ihrer jeweiligen Längserstreckung L ausgehend von den äußeren Eckbereichen 9 radial in Bezug auf den Mittelpunkt M der Plattenoberfläche 4 erstrecken.
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Um die vorgeschlagene Vorrichtung 1 für verschiedene Durchmesser der Pfahlenden 5 einsetzen zu können, sind darüber hinaus auf der Plattenoberfläche 4 zwei Zentrierbünde 10a, 10b angeordnet, die als Stege ausgebildet sind und entlang einer jeweiligen Kreisbahn 11a, 11b verlaufen. Der Mittelpunkt M der Plattenoberfläche 4 bildet dabei jeweils den Mittelpunkt der Kreisbahnen 11a, 11b. Die Kreisbahn 11b des äußeren bzw. zweiten Zentrierbunds 10b weist einen größeren Radius als die Kreisbahn 11a des inneren bzw. ersten Zentrierbunds 10a auf und beide Zentrierbünde 10a, 10b sind konzentrisch auf der Plattenoberfläche 4 angeordnet.
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Die vier Stützrippen 7 gehen in den äußeren Zentrierbund 10b über und sind einstückig mit diesem ausgebildet. Insgesamt ist die gesamte Vorrichtung 1 umfassend Druckverteilungsplatte 3 mit auf deren Plattenoberfläche 4 angeordneten Stützrippen 7 und Zentrierbünden 10a, 10b einstückig ausgebildet und in einem Schleudergussverfahren aus duktilem Gusseisen hergestellt.
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In der Mitte der Plattenoberfläche 4 (rund um den Mittelpunkt M) weist die Druckverteilungsplatte 3 darüber hinaus ein Durchgangsloch 12 mit einem Durchmesser D auf, durch das in Gebrauchslage der Vorrichtung 1 Beton oder Betonemulsion in die Pfahlrohrgründung eingebracht werden kann.
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2 zeigt eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie AA aus 1. In dieser Darstellung ist deutlich die Einstückigkeit der vorgeschlagenen Vorrichtung 1 zu sehen. Von der Plattenoberfläche 4 stehen sowohl die Stützrippen 7 als auch die Zentrierbünde 10a, 10b ab. Wie zu sehen ist, sind die Stützrippen 7 nicht nur einstückig mit der Druckverteilungsplatte 3, sondern auch einstückig mit dem äußeren Zentrierbund 10b ausgebildet. Darüber hinaus erhöht sich eine Höhe H einer jeweiligen Stützrippe 7 in Bezug auf die Plattenoberfläche 4 entlang ihrer Längserstreckung L, ausgehend vom äußeren Rand 8 der Plattenoberfläche 4, entlang einer zur Plattenoberfläche 4 geneigten Geraden, die mit der Plattenoberfläche 4 einen Neigungswinkel W von ca. 32° einnimmt.
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Die Übergänge von Plattenoberfläche 4 zu den stegförmigen Zentrierbünden 10a, 10b sind abgerundet ausgebildet, ebenso wie der Übergang von der der Plattenoberfläche 4 gegenüberliegenden Oberfläche der Druckverteilungsplatte 3 zum Durchgangsloch 12.
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3 zeigt eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie BB aus 1. Die Stützrippe 7 ist als stegförmige Wand ausgebildet, wobei die äußeren Kanten der Stützrippe 7 abgerundet ausgebildet sind, ebenso wie der Übergang der Stützrippe 7 auf die Druckverteilungsplatte 3.
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4 zeigt eine Draufsicht auf die Plattenoberfläche 4 eines weiteren Beispiels einer vorgeschlagenen Vorrichtung 1 und 5 zeigt eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie CC der 4. Die Druckverteilungsplatte 3 weist in diesem Beispiel eine Plattendicke 13 von etwa 20 mm auf. Die maximale Höhe H der Stützrippen 7 und damit auch die Höhen der Zentrierbünde 10a, 10b betragen, ausgehend von der Plattenoberfläche 4, in diesem Beispiel ca. 30 mm. Die Wandstärken 14 der stegförmigen Stützrippen 7 sowie der stegförmigen Zentrierbünde 10a, 10b betragen ca. 10 mm. Die Seitenlänge 16 der quadratischen Plattenoberfläche 4 beträgt etwa 200 mm und das Durchgangsloch 12 weist einen Durchmesser D von ca. 60 mm auf. Die äußeren Stirnseiten der Druckverteilungsplatte 3 und die Innenwandung des Durchgangslochs 12 sind geneigt zu einer Senkrechten auf die Plattenoberfläche 4 ausgebildet und weisen gegenüber der Senkrechten zur Plattenoberfläche 4 eine Neigung bzw. Abschrägung 15 von etwa 3° auf.
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6 zeigt eine Draufsicht auf die Plattenoberfläche 4 eines weiteren Beispiels einer vorgeschlagenen Vorrichtung 1 und 7 zeigt eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie DD aus 6. Die Plattendicke 13 der Druckverteilungsplatte 3 dieses Beispiels beträgt etwa 25 mm und das Durchgangsloch 12 weist einen Durchmesser D von etwa 80 mm auf. Die Seitenlänge der quadratischen Plattenoberfläche 4 beträgt etwa 250 mm.
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8 zeigt die Anordnung einer vorgeschlagenen Vorrichtung 1 an einem Pfahlende 5 eines Pfahlrohrs 6 einer Pfahlgründung 2. Die Vorrichtung 1 ist mit der Plattenoberfläche 4 der Druckverteilungsplatte 3 auf das Pfahlende 5 aufgesetzt, wobei das Pfahlende 5 innerhalb des äußeren Zentrierbunds 10b zu liegen kommt, wobei durch den Zentrierbund 10b eine entsprechende Zentrierung der Vorrichtung 1 auf dem Pfahlende 5 erreicht wird. Durch das Durchgangsloch 12 können insbesondere bei einer verpressten Pfahlrohrgründung Beton oder Betonemulsion sowie entsprechende Bewehrungselemente eingebracht werden.
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9 zeigt ein weiteres Beispiel einer vorgeschlagenen Vorrichtung 1 an einem Pfahlende 5 des letzten bzw. obersten Pfahlrohrs 6 einer Pfahlrohrgründung 2. In diesem Beispiel ist das Pfahlende 5 nicht als Muffe ausgebildet, sondern das Pfahlrohr 6 wurde in der benötigten Höhe abgeschnitten und der innere Zentrierbund 10a kommt in diesem Beispiel zur Zentrierung der Vorrichtung 1 auf dem Pfahlende 5 zum Einsatz.
