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Verfahren zum Vorspannen von Trägern, insbesondere von Stahlbetonträgern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorspannen von Trägern, insbesondere von
Stahlbetonträgern.
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Es ist ein Verfahren zum Vorspannen von Stahlbetonträgern bekanntgeworden,
bei dem die Spannkabel außerhalb der Betonträger verlaufen.
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Das Vorspannen erfolgt hierbei durch sogenanntes Lotspreizen der Spannkabel
vermittels Pressen, die auf Querträgern- abgestützt sind. Diese Querträger müssen
ihrerseits auf einer besonderen behelfsmäßigen Rüstung abgestützt werden. Da diese
Rüstung eine Behelfskonstruktion ist und in der Regel aus Holz besteht, also über
längere Zeit nicht raumbeständig ist, ist sie nur für einen einzigen Vorspannvorgang
brauchbar und wird danach wieder abgebaut. Beim mehrmaligen Vorspannen muß die Rüstung
jeweils wieder aufgebaut werden. Einbeliebig häufiges Nachspannen der Spannkabel
über einen längeren Zeitraum ist bei diesen bekannten Verfahren nicht möglich.
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Es sei noch erwähnt, daß auch die sogenannte Querspreizung von Spannkabeln
bei Stahlbetonträgern bekannt ist. Bei diesem bekannten Verfahren werden aber die
Spannkabel auf ihrer ganzen Länge nach dem Spannen einbetoniert, so daß eine nachträgliche
Veränderung der Spannung in den Spannkabeln nach dem Abbinden des Betons nicht mehr
möglich ist.
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Demgegenüber wird erfindungsgemäß ein Verfahren in Vorschlag gebracht,
bei dem das Spannen der Spannglieder durch an sich bekanntes Querspreizen und Zusammenziehen
mehrerer Spannglieder stufenweise erfolgt und nach Herstellen des Verbundes mit
einzelnen beliebigen Punkten des Trägers in den dazwischenliegenden Feldern die
Kräfte in den Spanngliedern felderweise veränderbar sind.
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Durch diesen Vorschlag wird zunächst erreicht, daß das Vorspannen
der Spannglieder ohne jegliche Rüstung und beliebig oft auch über längere Zeitabschnitte
hinweg vorgenommen werden kann.
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So werden beispielsweise gemäß dem Verfahren bei der Herstellung des
Trägers am Erdboden die Vorspannglieder nur so weit vorgespannt, daß die Vorspannkräfte
zum Einbau des Trägers in das Bauwerk, z. B. eines Längsträgers einer Brücke, dem
Biegungsmoment aus dessen Eigengewicht entsprechen. Das bedeutet, daß der Träger
nur so weit vorgespannt wird, daß das Biegungsmoment aus dem Eigengewicht des Trägers
nahezu gleich Null ist. In diesem vorgespannten Zustand kann der Träger transportiert
und montiert werden, ohne daß nennenswerte Deformationen auftreten können.
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Nach dem Einbau des so vorgespannten Trägers werden die Spannglieder
entsprechend den zu erwartenden Eigenlasten des Bauwerkes, z. B. einer Straßendecke
oder des Oberbaues einer Eisenbahn, im ganzen oder felderweise vorgespannt. Schließlich
werden die Vorspannglieder entsprechend den zu erwartenden Verkehrslasten über den
ganzen Träger oder felderweise unabhängig voneinander fertiggespannt. Dieses stufenweise
Vor-, Weiter- und Fertigverspannen kann Wochen- und monatelang auseinanderliegen.
Es ist selbstverständlich, daß dieses Vorspannverfahren auch ein Anpassen der Vorspannkräfte
an nachträglich veränderte Verhältnisse, also auch ein Nach-oder Entspannen zuläßt.
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Bei Stahlbetonvollwandträgern ordnet man die Ouerspreizungsvorrichtung
in beliebig vielen, leicht zugänglichen, fensterartigen Ausnehmungen des Trägersteges
aiz, bei Fachwerkträgern benutzt man die Felder zwischen den Stäben.
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Die Vorspannglieder werden an beiderseits des Trägers angeordneten
Rippen geführt. Dazwischengeschaltete Rollen od. dgl. vermindern die Reibung zwischen
den Vorspanngliedern und dem Träger. Später werden die Vorspannglieder mit dem Beton
der Rippen und des Trägers vermörtelt.
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Die in bekannter Weise um das eine Trägerende herumgeschlungenen Vorspannglieder
werden mit ihren freien Enden in Seilköpfe einbetoniert, die mit Unterlagsplatten
auf einem Ankerblock sitzen.
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Durch Eintreiben eines Holzkeiles od. dgl. zwischen Ankerblock und
Trägerende werden die Spannglieder gestrafft. Der so entstandene Zwischenraum wird
mit Beton ausgegossen.
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Zweckmäßigerweise sind seitlich an den Trägerenden und am Ankerblock
Druckübertragungsplatten mit aufgebogenen Rändern aufgebracht. Man kann aber auch
die Vorspannglieder in Rillen oder Bohrungen des Ankerblockes verlegen.
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In den Zeichnungen ist die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen
schematisch dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1 die Seitenansicht eines Vollwandträgers,
Abb.
2 einen Schnitt entlang den Linien b-b und c-c der Abb. 1, Abb.3 und 5 je einen
Schnitt in vergrößertem Maßstab durch die Ankerblöcke gemäß der Linie d-a der Abb.
4, Abb.4 eine Stirnansicht auf den Spannkopf nach Abb. 3 und Abb.6 einen Längsschnitt
durch einen Spreizstab und eine Stirnansicht; Abi). 7 zeigt einen Querschnitt durch
den Träger nach Abb. 1, Abb.8 einen Rahmenträger in Seitenansicht und im Querschnitt,
Alb. 9 eine Vermörtelungsstelle der Vorspannseile an den Ständern des Rahmenträgers.
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Der in Abb. 1 in Seitenansicht dargestellte Stahlbeton-Vollwandträger
1 ist im Querschnitt T-förmig. Die Vorspannseile 2 sind auf Querrippen 3 polIgonal
abgestützt. Sie verlaufen zweckmäßigerweise zu beiden Seiten des Trägers 1 und werden
an dem einen Ende 4 des Trägers 1 schlaufenartig herumgeführt; zur besseren Druckverteilung
wird ein Blech 20 untergelegt.
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Am anderen Trägerende 21 werden die beiden freien Enden der Vorspannseile
in einem Ankerblock zusammengefaßt. Zwei von den vielen möglichen Bauarten sind
in den Abb. 3 bis 5 dargestellt. Bei der Bauart nach Abb. 3 sind die beiden freien
Seilenden in zwei Seilköpfen 5 gefaßt. Diese Seilköpfe können beispielsweise aus
zwei Rohrstücken 6 bestehen, in welche die zweckmäßigerweise aufgeschleißten Seilenden
eingemörtelt werden. Diese Seilköpfe werden auf Unterlagsplatten 7 abgestützt, die
sich ihrerseits gegen einen Ankerblock 8 legen, der die Vorspannhraft auf den Träger
1 überträgt. Um die Vorspannkräfte gut und auf einer möglichst großen Fläche übertragen
zu können, ordnet man zweckmäßigerweise am Ende 21 des Trägers 1 eine Druckplatte
22 an. Durch die Trennung des Ankerblockes 8 vom Träger 1 kann man eine erste und
verfahrensmäßig leichte Längenjustierung der Vorspannseile 2 erreichen. Dabei kann
man beispielsweise so verfahren, elaß man zunächst die beiden Seilköpfe 5 herstellt
und sodann das Vorspannseil 2 um den Träger 1 in der bereits geschilderten Weise
herumlegt. Hierauf wird der Ankerblock 8 eingebracht, und die Seile 2 werden in
Rillen 10 des Ankerblocks 8 eingelegt, worauf Holzkeile zwischen dem Ankerblock
8 und der Druckplatte 22 eingeschlagen werden. Die Fuge 9 wird sodann ausgemörtelt.
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Man kann aber auch so verfahren, daß man die freien Enden der Vorspannseile
2 durch ausgesparte i Kan Säle 11 im Ankerblock 8 und durch die Unterlagsplatten
7 hindurchsteckt, worauf die zweckmäßigereise aufgeschleißten Seilenden in den Seilköpfen
5 vergossen werden. Hierauf wird das Seil 2, wie oben, mit der Schlaufe um das Trägerende
4 gelegt und gleichzeitig der Ankerblock 8, der übrigens ebenfalls eine Grundplatte
23 aufweisen kann, samt den Seilköpfen 5 auf das andere Trägerende 21 aufgeschoben.
Hierauf werden die Vorspannglieder wiederum mit heilen gestrafft.
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Dieses erste Spannen der Vorspannseile kann beispielsweise bei auf
dem Boden hergestellten Trägern ohne weiteres erfolgen.
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Zum weiteren Spannen dienen die fensterartigen Stegausnehmungen 12.
In diesen Fenstern 12 werden Druckstäbe 13, beispielsweise Rohre, zwischen die leiden
-\,orspannseile 2 gespreizt. Durch einen Binde-14 werden die Spreizen 13 gehalten.
In der Mitte zwischen den beiden Spreizen 13 werden die Vorspannseile 2 zusammengezogen
und durch eilte Umwicklung 17 od. dgl. gehalten. Selbstverständlich kann man in
einem Fenster die Vorspannseile auch an mehreren Stellen zusammenfassen. Man kann
ferner an Stelle der einfachen Umschnürung 17 eine spannschloßähnliche Vorrichtung
verwenden. Durch diese Anordnung kann man die Spannung der Seile beliebig nachstellen.
Bei dieser Vorspannart übernehmen die Spreizen 13 noch die Rolle eines Abstandhalters,
damit die Vorspannseile 2 nicht am Träger 1 anliegen, wodurch eine ungleichmäßige
Vorspannung in den einzelnen Feldern entstehen könnte.
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Die einzelnen Vorspannstellen bzw. die hierfür erforderlichen Fenster
12 können in beliebiger Anzahl vorgesehen werden.
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Es muß dafür Sorge getragen werden, daß auch an den Rippen 3 beim
Vorspannen der Seile keine Reibung entsteht. Dies kann man beispielsweise dadurch
erreichen, daß man Rollen 15 od. dgl. anordnet (Abb. 1) oder aber die Vorspannseile
2 an Seilen 24 anhängt, die um eine Traverse 16 an der Trägerunterseite geführt
sind (Abb. 7).
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Hat die Vorspannung eine bestimmte Größe erreicht, so wird an den
Stellen, an welchen das Vorspannseil 2 über die Rippen 3 läuft, ein Teilverbund
hergestellt, der in verschiedener Weise möglich ist, z. B. durch eine Drahtwendel
18 (vgl. Abb. 9), die dann später mit dem Trägersteg vermörtelt wird, oder durch
eine andere, bei Seilen übliche Klemmvorrichtung.
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Um das Eigengewicht des Trägers niedrig zu halten, kann man ihm die
Form eines Rahmenträgers geben, wie dies in Abb. 8 dargestellt ist. Man wird auch
hier zwei Vorspannseile 2 verwenden, wie bei dem Träger nach Abb. 1.
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Man kann aber auch an jedem Trägerende eine Verankerung vorsehen,
wie sie beispielsweise in Abb. 3 dargestellt ist.
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Zweckmäßigerweise werden auch hier die Seile 2 an Stützstellen 3 mit
einer Drahtwendel 18 gehalten und dann vermörtelt.
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Da im ersten Feld die Vorspannseile 2 verhältnismäßig steil geneigt
sind, versuchen sie die gedachte Diagonale der anderen Richtung zu verlängern. Diese
Verlängerung kann man dadurch verhindern, daß man den Diagonalstab 19 einbaut. Er
erhält beim Vorspannen der Seile 2 ebenfalls eine Vorspannung, wodurch der Untergurt
eine erwünschte Druckspannung erhält, die die Zugspannungen vorteilhafterweise überlagert.
Solche zusätzlichen Schrägstäbe 19 können in mehreren Feldern vorgesehen werden.
Man wird sie aber in erster Linie in Auflagernähe anordnen.