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Betonhohlkörper, insbesondere Betonrohr, mit vorgespanntem Bewehrungsnetz
Es ist bekannt, ein Betonrohr mit schraubenförmig um dessen Längsachse verlaufenden
und sich netzförmig überkreuzenden, einer axialen Verspannung unterworfenen Stahldrähten
zu umwickeln, um nach Abdeckung der Bewehrung durch eine äußere Betonschicht ein
in Längs- und Querrichtung vorgespanntes Betonrohr zu erhalten. Da nach dem Abbinden
der äußeren Betonschicht die von außen auf die Bewehrung einwirkende Vorspannung
aufgehoben ist, wird nur der innere Rohrteil unter Spannung gehalten, wobei die
Gefahr besteht, daß sich der innere Rohrteil vom äußeren Rohrteil löst. Weiterhin
ist bekannt, einen axial und tangential vorgespannten Betonhohlkörper in der Weise
herzustellen, daß eine vorgespannte Längsbewehrung in Balken eingebaut wird, aus
denen das Gerüst des Betonhohlkörpers gebildet wird, und die tangentiale Vorspannung
durch um die Balken quer zur Hohlkörperachse gelegte Drähte erzielt wird, die beim
Rotieren des Hohlkörpergerüstes infolge der auf die Balken ausgeübten Zentrifugalkraft
vorgespannt werden. Auch in diesem Falle sind nach Lösen der Vorspannung auf den
abgebundenen Hohlkörper keine tangentialen Druckkräfte wirksam.
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Demgegenüber hat die vorliegende Erfindung einen Betonhohlkörper mit
in Längs- und Umfangsrichtung wirkender Vorspannung zum Gegenstand, der einfach,
schnell und mit gleichbleibendem Erfolg hergestellt werden kann. Zu diesem Zweck
wird im Betonquerschnitt des Hohlkörpers eine Bewehrung angeordnet, die aus schraubenförmig
um die Achse des Hohlkörpers verlaufenden Stahldrähten, die sich gegenseitig netzförmig
überkreuzen, besteht. Der auf diese Weise gebildete Bewehrungskorb wird durch in
Achsrichtung des Hohlkörpers wirkende Zugkräfte Gespannt. Da die Stahldrähte des
Bewehrungskorbes, die, wie gesagt, schraubenlinienförmig verlaufen, unter der Einwirkung
dieser Kräfte das Bestreben haben, zwischen ihren Endpunkten eine gerade gestreckte
Form anzunehmen, was zu einer Verlängerung des Korbes und zur Verringerung seines
Durchmessers führen würde, müssen Vorkehrungen getroffen werden, die eine solche
Verformung des Korbes verhindern. Zu diesem Zwecke werden nach der Erfindung innerhalb
des den Bewehrangskorb bildenden Drahtnetzes eine Anzahl von starren metallischen
Stützelementen angeordnet. Diese Stützelemente können durch Rundstahlringe gebildet
werden, die in gleichmäßigen Abständen über die Länge des Hohlkörpers verteilt sind.
Es kann aber auch innerhalb des Drahtnetzes ein schraubenförmig gebogener Rundstahlstab
angeordnet werden. Die Stahldrähte werden, wenn sie vorgespannt werden, zwischen
den Auflagepunkten auf den Stützelementen zwar in eine gerade Form übergehen, sie
werden aber, in bezug auf den ganzen Bewehrungskorb gesehen, einen etwa schraubenförmigen
Verlauf beibehalten.
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Der Bewehrungskorb wird nun in die Form zur Herstellung des Hohlhörpers
gebracht. Die Bewehrung wird dabei so gegen die beiden Enden der Hohlkörperform
abgestützt, daß die der Vorspannkraft entgegengerichtete Abstützkraft von der Form
aufgenommen wird. Für die beschriebene Bewehrung ist es belanglos, ob der Hohlkörper
selbst durch Schleudern, Rütteln oder ein sonstiges Verfahren hergestellt wird.
Ebenso ist es nebensächlich, ob der Bewehrungskorb schon bei seiner Herstellung
vorgespannt und in diesem Zustand in die Form eingebracht wird oder ob er in schlaffem
Zustand in die Form eingebracht und erst dort gespannt wird.
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Nachdem der anschließend in die Form eingebrachte und dort verdichtete
Beton erhärtet ist, wird die Verbindung zwischen der Bewehrung und der Form gelöst,
was dadurch geschehen kann, daß die Bewehrungsdrähte zwischen dem fertigen Betonhohlkörper
und ihrer sich gegen die Form abstützenden Spanneinrichtung abgeschnitten werden.
Die Spannkräfte der Bewehrungsdrähte, die bis dahin von der Form aufgenommen wurden,
stützen sich nunmehr auf dem Betonquerschnitt des Hohlkörpers ab.
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Durch die beschriebene Anordnung der Bewehrung wird in dem Betonquerschnitt
eine Druckvorspannung sowohl in Längs- als auch in Umfangsrichtung erzeugt. Dabei
kann die Vorspannung in Umfangsrichtung jedoch nur zwischen den Stützelementen auf
den Betonquerschnitt übergehen, während sie an den
Berührungspunkten
mit den Stützelementen nach wie vor von diesen aufgenommen wird. Da dies im Verhältnis
zur Gesamtmantelfläche des Hohlkörpers nur an wenigen Stellen der Fall ist, hat
es auf die Festigkeit des Körpers keinen wesentlichen Einfluß. Wenn es jedoch erwünscht
sein sollte, den Betonquerschnitt überall gleichmäßig vorzuspannen, so ist dies
nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung verhältnismäßig einfach möglich. Die
Bewehrung selbst bleibt dabei die gleiche, nur die Stützelemente werden gegenüber
den oben beschriebenen etwas abgeändert. Sie bestehen dann ebenfalls aus Rundstahlringen,
die jedoch in sich nicht geschlossen sind. An ihrer Stoßstelle erhalten diese Ringe
eine Zwischenlage aus einem Werkstoff, der in der Lage ist, im kalten Zustand große
Druckkräfte aufzunehmen, der aber gleichzeitig einen möglichst niedrigen Schmelzpunkt
hat. Versuche haben gezeigt, daß sich hierfür Woodsches Metall, dessen Schmelzpunkt
bei etwa 70° C liegt, gut eignet. Ein Plättchen dieses Woodschen Metalls wird in
der Stoßstelle eingelegt und durch eine darübergeschobene Hülse gegen Herausfallen
gesichert.
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Die weitere Herstellung der Hohlkörper verläuft in der gleichen Weise,
wie oben beschrieben wurde, nur mit dem Unterschied, daß die fertigen Hohlkörper
mit ihren Formen erwärmt werden, z. B. dadurch, daß sie in eine Dampfkammer gebracht
werden. Um ein möglichst schnelles Abbinden zu erreichen, wurde dieses Erwärmen
bei der Betonrohrfertigung auch bisher schon häufig angewandt. In der Dampfkammer
werden die Hohlkörper bis zum Schmelzpunkt der eingelegten Plättchen (nach dem Beispiel
also auf 70' C) erhitzt, wodurch diese Plättchen schmelzen. Da auf diese Weise in
den Ringen eine Trennfuge entsteht, sind diese nicht mehr in der Lage, die Spannkräfte
der Bewehrungsdrähte als Tangential-Druckspannungen in sich aufzunehmen, sondern
geben sie an den Beton weiter.
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Es ist nicht erforderlich, daß die Stützelemente aus Rundstahl bestehen.
Es ist vielmehr möglich, auch Stabstahl anderer Ouerschnittsform hierfür zu verwenden.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der beschriebenen Erfindung
dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 einen Schnitt nach Linie I-1 der Fig. 2 durch einen
erfindungsgemäßen Hohlkörper mit ringförmigen Stützelementen, Fig. 2 einen Schnitt
nach Linie 11-1I der Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 1-I der Fig. 2 durch
einen erfindungsgemäßen Hohlkörper mit einem schraubenförmig verlaufenden Stützelement,
Fig. 4 einen Teil eines Stützringes und Fig. 5 eine Form zur Herstellung von Hohlkörpern
mit in ihr angeordneter Bewehrung.
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In der Zeichnung ist der Betonquerschnitt des Hohlkörpers mit 1 bezeichnet.
Im Betonquerschnitt 1 ist die aus schraubenförmig verlaufenden Stahldrähten
2 bestehende Bewehrung angeordnet. Innerhalb dieser Bewehrung sind Stützeletnente
angebracht, die bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel aus den Rundstahlringen
3 bestehen. Nach dem in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Stützelement
durch einen schraubenförmig gebogenen Rundstahlstab 4 gebildet, der über die ganze
Länge des Hohlkörpers reicht. Durch die strichpunktierten Linien 5 ist angedeutet,
welchen Verlauf der schraubenförmig gebogene Rundstahlstab 4 in der nicht dargestellten
Hohlkörperhälfte nimmt. In den Fig. 1 und 3 sind durch die mit P bezeichneten Pfeile
die Kräfte angedeutet, die während des Herstellungsvorganges auf die Bewehrungsdrähte
2 zu deren Vorspannung wirken.
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In Fig. 4 ist ein als Stützelement dienender Rundstahlring 3 dargestellt,
der in sich nicht geschlossen ist. An der Stoßstelle ist ein Plättchen 6 aus Woodschem
Metall eingelegt, das durch die darübergeschobene Hülse 7 gegen Herausfallen gesichert
ist.
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Fig.5 zeigt eine Hälfte einer Schleuderform zur Herstellung der erfindungsgemäßen
Hohlkörper mit einer in ihr angeordneten vorgespannten Bewehrung. Die Form besteht
aus einem Blechmante18, der an seinen Enden Flansche 9 und 10 aufweist. Zur Verbindung
der beiden Formhälften weisen diese in der Mittelebene entlang des Blechmantels
8 Längsflansche 11 auf, die mit Bohrungen 12 für die Aufriahme von Verbindungsschrauben
versehen sind. Am Umfang des Mantels 8 sind zwei oder mehrere Laufringe 13 zur Auflage
der Schleuderform auf ihre Antriebsrollen angebracht. Zum Anbringen und Vorspannen
der Bewehrung in der Form ist an dem einen Ende der Form ein Ring 14 angeordnet,
der gegen den Flansch 9 zur Anlage kommt. Der Ring 14 ist nach dem Forminneren zu
mit einem Zentrierbund 15 versehen. Mit gleichmäßigen Abständen über den Ring 14
verteilt sind Löcher 16 angebracht, die sich nach innen leicht keilförmig verengen
und in welche Nasenkeile 17 eingetrieben werden können.
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In dem gegenüberliegenden Formende ist ebenfalls ein Ring 18 angeordnet,
der sich von dem Ring 14 nur wenig unterscheidet. Lediglich der Zentrierbund 19
ist länger, und an seinem Umfang sind eine Anzahl Schraubenspindeln 20 angeordnet,
die zu ihrer Betätigung einen Vierkant 21 aufweisen und bei Drehung im Uhrzeigersinn
den Ring 18 von dem Flansch 10 abdrücken.
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Die in die Form eingebrachte Bewehrung besteht aus den schraubenförmig
verlaufenden Stahldrähten 2, die sich nach innen auf die Rundstahlringe 3 abstützen.
Die Enden der Drähte 2 sind durch die Löcher 16 der Ringe 14 und 18 geführt und
mit Hilfe der Nasenkeile 17 festgeklemmt. Zum Aufbringen der Vorspannung
werden die Schraubenspindeln 20 gleichmäßig so lange im Uhrzeigersinn gedreht,
bis in den Drähten 2 eine genügend hohe Spannung erzeugt ist. Die so vorbereitete
Schleuderform wird in der üblichen Weise zur Herstellung des Hohlkörpers verwendet.