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Verfahren zur Fertigung von stahlbewehrten Betonbauteilen mit Vorspannung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fertigung von vorgespannten Betonbauteilen,
z. B. Balken, Träger, Schienenschwellen, Platten od. dgl., deren Bewehrung erst
nach dem Erhärten des Betons unter @`orspannung gesetzt wird, wobei je zwei Bewehrungsdrähte
eine Schlaufe bilden, die aus dem Betonkörper herausragt und deren Drähte durch
Eintreiben von Keilen in die Schlaufenkrümmung an der einen Seite unter Vorspannung
gesetzt werden.
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Gemäß dein Hauptpatent werden je zwei Bewehrungsschlaufen innerhalb
des Betonkörpers so angeordnet, daß die Achsen der Vorspannkeile in einer Richtung
liegen und die Keile mittels einer zangenartig wirkenden Kraftquelle, z. B. einer
hydraulischen Presse, gegeneinander bewegt werden.
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Bei dem Verfahren gemäß dem Hauptpatent erfolgt die Herstellung der
vollständigen Schlaufe durch Verschweißen, der freien Enden des Beweh,rungseisens,
und zwar so, daß die Schweißstellen innerhalb des Betonkörpers zu liegen kommen.
Obwohl das gemäß dem Hauptpatent ausgeführte Verfahren eine beträchtliche Vereinfachung
und damit Verbilligung der Herstellung von Eisenbahnschwellen oder ähnlichen Bartkörpern
bringt, haftet ihm insofern noch eine gewisse betriebliche Schwierigkeit dadurch
an, daß die vollständige Bewehrungsschlaufe mittels Schweißen hergestellt wird.
Die Ausführung einer Schweißstelle bei hochwertigem Spannstahl hat aber unter Umständen
Einfuß auf die Gleichmäßigkeit der Festigkeit im Bereich der Schweißstellen. Die
vorliegende Erfindung ändert nun das Verfahren gemäß dein Hauptpatent auf eine vorteilhafte
Weise ab, ohne die Vorzüge, die das Verfahren gemäß dem Hauptpatent bringt, dabei
zu verlieren.
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Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß für die Einbringung der
Vorspannung gemäß dem Hauptpatent an sich nur eine aus dem Betonkörper herausrageirde
Schlaufenkrümmung notwendig ist. in die dann der Spannkeil eingetrieben wird.
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Durch die Erfindung wird das Verfahren gemäß dem Hauptpatent in der
Weise abgeändert, daß das Eintreiben der @'orspannungskeile nur an den geschlossenen
Enden von einseitig offen ausgebildeten Bewehrunsscblaufen vorgenommen wird, während
die freien' Enden der beiden geraden Schenkel einer jeden Schlaufe einzeln durch
in an ihren Enden vorgesehenen Auskerbungen eingreifende Stützkörper gegen eine
an dem zugehörigen Ende des Betonkörpers angeordnete Verankerungsplatte abgestützt
werden.
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Für die Verankerung von Bewehrungsdrähten sind schon verschiedenartige
Vorschläge gemacht worden. Insbesondere hat man auch schon vorgeschlagen. Verdickun.-en,
z. B. Knoten, auf den Drahtenden anzubrinen, die dann in Stützkörper eingreifen.
Die Erfindung versendet dagegen Einkerbungen, die z. B. durch Aufrollen oder Einwalzen
leicht herstellbar sind.
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Abb. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Teil eines nach der Erfindung
aufgebauten Betonkörpers; Abb.2 stellt eine Ausführungsform der Verankerung des
freien Schlaufenendes dar; Abb. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Verankerung
des freien Schlaufenendes; Abb. 4 stellt einen Querschnitt durch die Verankerungsanordnung
gemäß Abb. 2 dar.
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An den Stirnseiten des Betonkörpers 1 sind in Versenkungen Verankerungsplatten
2 a und 2 b vorgesehen, gegen die die Bewehrungsschlaufen 3 so abgestützt
sind, daß die erforderliche Vorspannung erzielt wird. Je zwei Bewehrungseisen, z.
B. 3a und 3b, werden zu einer haarnadelförmig gebogenen Schlaufe zusammengefaßt.
deren gekrümmtes Ende 4 über die Verankerungsplatte 2a hinausragt. In dem Raum zwischen
der Schlaufenkrümmung und der Verankerungsplatte2a wird ein keilförmiger Körper
eingebracht, welcher zur Umlenkung der Bewehrungsscblaufe dient und durch welchen
der Bewehrung später die erforderliche Vorspannung erteilt wird. Die freien Enden
5 a und 5 b der haarnadelförmigen Bewehrungsschlaufen ragen über die Verankerungsplatte
2 b hinaus. Sie sind, wie aus den Abb. 2 und 3 ersichtlich, mit Bunden 6 versehen,
die beispielsweise durch Aufrollen oder Einwalzen des Bewehrungseisens entstanden
sind. Um die Verankerung der freien Enden der haarnadelförmigen Bewehrungsschlaufen
gegenüber dem Betonkörper abzustützen, sind für jedes Ende zwei halbkreisförmige
Stahlkörper 7 vorgesehen, deren innere Bohrung mit Innenrillen
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versehen ist, die den eingearbeiteten Bunden genau entsprechen. Die äußere Mantelfläche
9 der zusammengefügten Stahlkörper 7 ist leicht konisch ausgeführt und steht
in Berührung mit einem Ringzwingenkörper 10, in den die Stahlkörper
7 bei Anspannung der Bewehrungsschlaufen hineingezogen werden, so daß sich
die beiden Hälften der Stahlkörper 7 eng um die freien Enden der Bewehrungseisen
schließen. Die Ringzwingenkörper 10 ruhen ihrerseits auf den Verankerungsplatten
2 b, die den Druck auf den Betonkörper übertragen.
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Die Ausbildung der Verankerungsköpfe an den freien Enden der Bewehrungsschlaufe
kann verschieden vorgenommen werden. So ist es beispielsweise gemäß Abb. 2 möglich,
alle Bunde 6 mit gleich großen kraftübertragenden Flächen 11 zu versehen. Bei dieser
Ausführungsform werden also von jeder Randfläche absolut gleich große Kräfte auf
den Stahlkörper 7 übertragen. Es ist aber auch möglich, wie in Abb. 3 dargestellt,
die kraftübertragenden Flächen der Bunde 12, beispielsweise 12a und 12b, verschieden
groß auszuführen. In diesem Falle erhalten die von den Bunden jeweils begrenzten
Stahlteile die gleiche spezifische Spannung, und die Spannkraft wird staffelweise
von unten nach oben entsprechend der Vergrößerung der Druckübertragungsfläche der
Bunde vermindert.
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Fach erfolgter Vorspannung werden die Versenkungen, in denen sich
die Schlaufenkrümmungen 4 bzw. die Verankerungen der freien Enden befinden, mit
Beton zugegossen, so daß nunmehr das ganze Bewehrungseisen dem Einfluß der Witterung
entzogen ist.
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Je zwei Bewehrungsschlaufen sind zueinander so angeordnet, daß die
Achsen der Vorspannkeile in einer Richtung liegen und die Keile mittels einer zangenartig
wirkenden Kraftquelle, z. B. einer hydraulischen Presse. gegeneinander bewegt werden.
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Der Erfindungsgegenstand ist anwendbar auf Balken. Platten, Eisenbahnschwellen,
Baueletnente zur Sicherung von hohen Geländesprüngen, z. B. Futtermauern. Uferwände,
ganz allgemein bei allen Bauelementen, bei welchen durch äußere Lasten Zugkräfte
im Querschnitt entstehen, die Rissehildung im Beton und Korrosionserscheinungen
für die eingebaute Bewehrung verursachen können.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist mit besonderem Vorteil anwendbar.
wenn bei dem Beton, der zum Ausfüllen der Form verwendet wird, die Zuschlagstoffe
nicht mit einer mehr oder weniger beliebigen Korngrößenverteilung ausgewählt werden,
sondern im wesentlichen ein Gemisch aus einer gröberen und feineren Kornfraktion
verwendet wird, zwischen denen ein Korngrößenhereich von etwa 1 : 6 bis 1 : 10 entweder
ganz fehlt oder zu höchstens 10% der Gesamtmasse vorhanden ist. Bei einer solchen
Wahl der Korngrößen der Zuschlagstoffe genügt eine stark herabgesetzte Menge Zement.
l-Iierdurch «erden nicht nur die Kosten für den Beton gesenkt, sondern es werden
auch die Kriecherscheinungen des bereits erhärteten Betons herabgesetzt. weil diese
fast ausschließlich durch die 'Menge des Bindemittelanteils im Beton bedingt sind.
Eine wesentliche Herabsetzung des erforderlichen Bindemittelanteils verringert deshall>
den zusätzlichen Betrag an Vorspannung, der normalerweise vorgesehen werden muß,
um die die Vorspannung herabsetzende Wirkung des Kriechen, des Betons zu kompensieren.