-
Spanndrahtbündelverankerung Die Erfindung betrifft eine Spanndrahtbündelverankerung,
bei der die Drähte lagenweise zwischen Klemmplatten unter dem Klemmdruck mindestens
eines hochzugfesten Spanngliedes gehalten sind, das einen langen, elastischen Dehnweg
zuläßt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in zuverlässiger und zugleich
platzsparender Weise eine beliebig große Anzahl von Spanndrähten unter Verwendung
einfacher und billiger Vorrichtungen so zu verankern, daß die Bruchlast der Spanndrähte
erreicht werden kann.
-
Es ist bereits eine Verankerung bekanntgeworden, bei der jeweils zwei
Drähte mit gegenseitigem Abstand zwischen benachbarten Platten eines Klemmplattenpaketes
angeordnet sind. Dabei wird der Klemmdruck durch mehrere Schraubenbolzen ausgeübt,
welche die Platten in dem Bereich zwischen den beiden Drähten einer Lage durchsetzen.
Diese Verankerung ist zuverlässig, solange die Spanndrähte nicht in der Nähe ihrer
Bruchlast beansprucht werden, erfordert jedoch eine verhältnismäßig große Anzahl
von Klemmplatten und Bolzen, da die erforderliche Klemmkraft mit der Anzahl der
Drähte in einer Lage wächst.
-
Bekannt ist auch eine andere Verankerung, bei der eine größere Anzahl
von Drähten lagenweise zwischen Klemmplatten angeordnet wird. Hierbei wird die Klemmkraft
durch Flachkeile erzeugt, die sich beiderseits des Klemmplattenpaketes gegen außen
abgerundete Widerlagerkörper abstützen, welche im wesentlichen über ihre ganze Höhe
verteilt durch eine Drahtumschnürung zusammengehalten werden. Selbst wenn für diese
Umschnürung hochzugfester Spannstahl verwendet wird, werden im Endzustand die einzelnen
Windungen auf Grund der Keilform der eingetriebenen Klemmkeile nicht gleichmäßig
beansprucht. Weiter hat sich als nachteilig herausgestellt, daß die zum Eintreiben
der Flachkeile benötigte Vorrichtung den Spannvorgang des Spannbündels erschwert
und außerdem wegen der unsicheren Reibungsverhältnisse die Größe der erzeugten Klemmkraft
nicht genau vorausbestimmt werden kann. Hinzu kommt, daß solche aus Widerlagerkörpern,
Umschnürung und Flachkeil gebildete Verankerungen bei einer größeren Anzahl von
Spanndrahtlagen sehr unhandlich werden und erheblichen Platz beanspruchen.
-
Alle diese Nachteile bekannter Verankerungen werden bei einer erfindungsgemäßen
Spanndrahtbündelverankerung dadurch vermieden, daß das Klemmglied mindestens einen
hochfesten Schraubenbolzen oder mindestens ein Spannstahlstück als Zugelement aufweist
und parallel zu den Bündellagen angeordnete Druckplatten mittels Verankerungen hintergreift,
die aus Schraubenmuttern oder -köpfen bzw. aus weiteren Klemmverankerungen mit Schraubenbolzen
bestehen. Die Klemmkraft wird dabei von einem hochzugfesten Element, das über seine
ganze wirksame Länge gleichmäßig beansprucht ist, aufgenommen und auf die Druckplatten
übertragen. Da die Klemmkraft mit guter Genauigkeit vorausbestimmbar und zudem das
Zugelement hochbelastbar ist, kann in vorteilhafter Weise mit geringen Ausmaßen
gearbeitet werden. Eine erfindungsgemäße Verankerung gewährleistet daher eine hohe
Betriebssicherheit und ist in Verbindung mit ihrem einfachen Aufbau auch gewichtsmäßig
leicht und preisgünstig herzustellen.
-
Eine insbesondere bezüglich des Dauerschwingverhaltens besonders günstige
Verteilung der Klemmkraft über die eingespannte Länge der Spanndrähte läßt sich
erfindungsgemäß vorteilhaft dadurch erreichen, daß die Einleitung der Klemmkraft
in das aus Spanndraht, Klemmplatten und Druckplatten gebildete Paket exzentrisch
zur Schwerlinie des Klemmplattenpaketes stattfindet. Hierdurch läßt sich in vorteilhafter
Weise erreichen, daß die Querpressung jedes Spanndrahtes im eingeklemmten Bereich
nach dessen Ende hin allmählich zunimmt.
-
Erfindungsgemäß können die hochfesten Zugelemente der Klemmglieder
an den zugeordneten Druckplatten durch Verankerungen festgelegt werden, die zugleich
zum Anspannen des Zugelementes dienen können, was ein Vorspannen des Zugelementes
mittels besonderer Einrichtungen jedoch nicht ausschließt. So kann nach der Erfindung
als Zugelement z. B. ein hochbeanspruchtes Spanndrahtbündel dienen, das an seinen
Enden nach einem der bekannten Verfahren oder beispielsweise auch mittels einer
erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung verankert wird. Dabei wird im allgemeinen diese
Verankerung nicht unmittelbar zum Anspannen des Zugelementes benutzt werden können.
Dieses erfolgt dann durch ein besonderes Spanngerät vor dem Festlegen der Verankerung.
-
Wird als Zugelement jedoch erfindungsgemäß ein hochfester Schraubenbolzen
benutzt, für dessen Verankerung
eine Schraubenmutter od. dgl. vorgesehen
ist, so kann ein solches Verankerungselement auch zum Anspannen des Elementes Verwendung
finden. Es kann jedoch der Schraubenbolzen auch mittels eines besonderen Spanngerätes
mechanisch, hydraulisch oder durch Wärmeanwendung gespannt werden, worauf anschließend
das Andrehen .der Schraubenmutter und danach das Absetzen der Spannkraft vom Spanngerät
auf die Schraubenmutter erfolgt.
-
Das aus hochzugfestem Material bestehende Zugelement wird nach einem
weiteren Erfindungsgedanken zweckmäßig vor seiner Verankerung so stark angespannt,
daß es unter Wirkung der vollen Klemmkraft im Bereich seiner höchstzulässigen elastischen
Dehnung beansprucht ist. Hierdurch ist ein Höchstmaß an Betriebssicherheit gewährleistet,
weil etwaigen Querschnittsänderungen des aus Spanndraht, Klemmplatten und Druckplatten
gebildeten Paketes ein be= sonders großer elastischer Verformungsweg des Zugelementes
gegenübersteht. Dieser elastische Spielraum der Klemmkraft ermöglicht es, sowohl
temperaturbedingte Veränderungen der Abmessungen des Klemmplattenpaketes aufzufangen
als auch einer wachsenden Querkontraktion der Spanndrähte bei Annäherung an die
Bruchlast zu folgen, ohne daß ein wesentliches Nachlassen der Klemmkraft eintritt.
Über den Grundgedanken der Erfindung hinaus, nämlich die Verwendung hochzugfesten
Materials zur Übertragung der Klemmkraft durch Zugelemente, deren einfache Form
als Schraubenbolzen oder Spannstahlstücke eine gleichmäßige Beanspruchtung gewährleistet
und damit eine gute Vorausbestimmung der Belastung ermöglicht, wird also noch eine
weitere Verbesserung der Betriebssicherheit dadurch erreichbar, daß entgegen dem
üblichen Prinzip einer vorsorglichen Überdimensionierung hier bewußt innerhalb eines
Grenzbereichs der Belastbarkeit gearbeitet wird. Dieser besondere Erfindungsgedanke
beruht auf der Erkenntnis, daß es für die Sicherheit einer Spanndrahtbündelverankerung
von besonderem Vorteil ist, das hochwertige Material für die Zugelemente nicht lediglich
im Sinne einer Vergrößerung der Klemmkraft einzusetzen, die zweifellos Vorteile
bringt, sondern vor allem zur Erzielung eines elastischen Klemmdruckes zu verwenden,
der in der Lage ist, bestimmten kritischen Betriebsbedingungen besser als ein absolut
genommen größerer Klemmdruck zu begegnen.
-
Hinsichtlich der Abstützung einer erfindungsgemäßen Spanndrahtbündelverankerung
am Bauwerk kann eine unmittelbare und/oder mittelbare Auflagerung des Klemmpaketes
auf einer dem Bauwerk aufliegenden Grundplatte vorgesehen werden, wobei diese Grundplatte
für den Durchtritt der Spanndrahtbündel ausgebildet ist.
-
Die Erfindung läßt jede günstige Gestaltung der Klemmplatten zu. Bei
Betrachtung der Ausbildung der Klemmplatten muß unterschieden werden zwischen ihrer
Auflagerung und ihrer Oberflächengestaltung. Beide stehen in direktem Zusammenhang
mit der Art der gegen Bruch zu verankernden Spanndrähte.
-
Die Auflagerung der Klemmplatten bezweckt, daß diese sich unter dem
Zug der Spanndrähte nicht verschieben können. Ferner soll bei den bekannten Iüemmvorrichtungen
dadurch vermieden werden, daß sich die Klemmkraft verändert.
-
Bei der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung sind sowohl Klemmplatten
benutzbar, die jede für sich starr aufgelagert sind, als auch solche, die bei Bewegung
in Richtung des Spanndrahtzuges eine Vergrößerung der Klemmkraft erzeugen.
-
Erfindungsgemäß können die Klemmplatten und die Druckplatten je mindestens
eine Öffnung besitzen, durch die ein Dorn gesteckt wird, auf dem sie auflagern.
-
Ferner können erfindungsgemäß die Klemmplatten einzeln auf Rippen
der Grundplatte auflagern, die sich zwischen den Spanndrähten befinden.
-
Erfindungsgemäß kann ferner die Oberfläche der Klemmplatten verschieden
ausgebildet werden: 1. Die Klemmplatten besitzen glatte Oberflächen und sind planparallel,
in Plattenebene rechteck-oder trapezförmig.
-
2. Die Klemmplatten haben die Form einer Wellplatte. Dadurch verformen
sich die zu verankernden Spanndrähte ebenfalls wellenförmig, wodurch die Reibungskraft
zwischen Klemmplatte und Spanndraht erhöht wird.
-
3. Die Klemmplatten besitzen geriffelte Oberflächen. Dadurch entsteht
ein Scherverbund zwischen Klemmplatte und Spanndraht.
-
4. Die Klemmplatten besitzen ein- oder beidseitige Rillen zur Aufnahme
der Spanndrähte. Besonders bei runden Spanndrähten vergrößert sich so die wirksame
Reibungsfläche zwischen Spanndraht und Klemmplatte. Die Rillen können entlang der
Längsachse verschieden tief ausgeführt sein, wodurch eine Keilwirkung entsteht.
-
5. Die Klemmplatten besitzen geriffelte Rillen (Verbindung von Möglichkeit
3 und 4).
-
6. Die Rillen der Klemmplatten (Möglichkeit 4) werden so tief hergestellt,
daß der (z. B. runde) Spanndraht fast allseitig umschlossen wird.
-
. Mit einer Spanndrahtbündelverankerung nach der Erfindung können
in vorteilhafter Weise alle Sorten Spanndrähte zuverlässig verankert werden: 1.
glatte Runddrähte, 2. profilierte Runddrähte, 3. gewellte Runddrähte, 4. glatte
Flachdrähte (rechteckförmig, oval usw.), 5. gerippte oder profilierte Flachdrähte
(rechteckförmig, oval usw.).
-
Erfindungsgemäß kann bei gegebener Klemmplattenausbildung laut obiger
Aufzählung durch verschiedene Maßnahmen der Verbund Spanndraht Klemmplatte erhöht
werden: 1. Umwicklung der Spanndrähte im Verankerungsbereich durch (hochwertigen)
Stahldraht. Dabei soll die Härte dieses Stahldrahtes die Härte der Klemmplatte und
die Härte des Spanndrahtes übertreffen; 2. Umwicklung jedes Spanndrahtes zusammen
mit einem kurzen Blindspanndraht im Verankerungsbereich durch (hochwertigen) Stahldraht;
3. überschieben eines geschlitzten Rohrstückes über den Spanndraht im Verankerungsbereich,
dessen Oberfläche innen und/oder außen aufgerauht ist bzw. das durch Überstände
sich auf die Klemmplatten abstützt.
-
Bei der Verankerung von glatten Spanndrähten mit besonders harter
Oberfläche wirkt sich die bei großer Spannkraft auftretende Querkontraktion so aus,
daß die Verankerung dieser Spanndrähte gegen
Bruch nicht mehr gewährleistet
ist. Einer solchen Gefahr kann gemäß der Erfindung durch eine besondere Ausbildung
eines Teils der benutzten Klemmplatten begegnet werden. Diese besonderen Klemmplatten
lagern nicht auf der Grundplatte oder auf einem anderen starren Körper, so daß sie
sich unter dem Zug der Spanndrähte verschieben können. Ferner besitzen die Klemmplatten
eine trapezförmige Form in Plattenebene und sind sonst z. B. planparallel. Unter
dem Zug der Spanndrähte bewegen sich diese Klemmplatten dann in Richtung dieses
Zuges. Wegen ihrer trapezförmigen Form werden dadurch die seitlich angrenzenden
biegsamen Zugelemente, welche die Klemmkraft erzeugen, so seitlich gespreizt, daß
eine Erhöhung der Klemmkraft eintritt. Der Klemmkraftzuwachs ist direkt abhängig
von der Anzahl der in dieser Weise ausgebildeten und angeordneten Klemmplatten,
da der auf diese Klemmplatten entfallende Spanndrahtzug die erzeugte zusätzliche
Klemmkraft bestimmt. Es ist somit möglich, den Zuwachs der Klemmkraft beliebig zu
bestimmen, je nachdem, ob eine oder mehrere bewegliche Klemmplatten dazu benutzt
werden.
-
Drei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Spanndrahtbündelverankerung,
im folgenden kurz Klemmverankerung genannt, sind in der Zeichnung beispielsweise
dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Klemmverankerung
in einer Ausführungsform mit einem Schraubenbolzen, F i g. 2 einen Schnitt nach
der Linie A-A der Fig.l. F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie B-B der F i g. 1,
F i g. 4 eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform der Klemmverankerung
nach der Erfindung mit zwei Schraubenbolzen, F i g. 5 eine Vorderansicht einer weiteren
Ausführungsform der Klemmverankerung nach der Erfindung mit zwei Spanngliedern,
die selbst wiederum mit Klemmverankerungen nach der Erfindung, beispielsweise nach
F i g. 1 bis 3, verankert sind, F i g. 6 eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Klemmverankerung mit zum Teil beweglichen Klemmplatten und
F i g. 7 einen Schnitt nach der Linie C-C der F i g. 6.
-
In der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klemmverankerung
wird die Klemmkraft durch ein Zugelement in Form eines Schraubenbolzens
4 erzeugt. Die Spanndrähte 1 (z. B. mit ovalem Querschnitt) sind gemäß F
i g. 1 bis 3 in fünf Lagen zu je zwei Stück angeordnet und liegen unmittelbar neben
dem Schraubenbolzen 4, so daß sich eine sichere Lagerung bei einfacher Ausbildung
und Anbringung der Klemmverankerung ergibt. Die einzelnen Spanndrahtlagen sind durch
Klemmplatten 2 getrennt. Das aus Spanndrähten 1 und Klemmplatten 2 gebildete
Paket wird über zwei Druckplatten 3 mittels des hochfesten Schraubenbolzens 4 mit
Mutter 4' zusammengezogen, wodurch die Spanndrähte zuverlässig verankert werden.
-
In dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Klemmverankerung mit
einer Grundplatte 5 versehen, die schlitzartige Öffnungen 6 aufweist, durch die
sich die Spanndrähte 1 erstrecken. Die Grundplatte 5 bildet daher im Bereich der
Durchführung der Spanndrähte 1 senkrechte Rippen 7, gegen die sich die Klemmplatten
2 mit der nach dem Bauwerk gerichteten Stirnkante legen und dadurch die Spannkräfte
einzeln auf die Grundplatte 5 übertragen.
-
Im Ausführungsbeispiel der F i g. 4 werden für die Klemmverankerung
nach der Erfindung zwei Schraubenbolzen 4 benutzt. In zehn Spanndrahtlagen zu je
vier Stück werden nach dieser Ausführungsform somit vierzig Spanndrähte 1 gleichzeitig
verankert. Auch in dieser Ausführungsform der Erfindung lagern die Klemmplatten
2 und Druckplatten 3 auf der Grundplatte 5 auf und stützen somit unmittelbar den
auf sie entfallenden Spannkraftanteil ab. Die Durchführung sämtlicher Spanndrähte
1 ist hier jedoch als gemeinsame rechteckige Öffnung 8 ausgebildet, wie sie in der
Zeichnung gestrichelt angedeutet ist.
-
Die als Zugelement wirksamen Schraubenbolzen 4
können, wie beschrieben,
zur Erzeugung der Klemmkraft mittels Spanngerät oder Drehmomentenschlüssel angespannt
werden. Die Schäfte der Spannschrauben 4 sind dabei aus hochzugfestem Material mit
großem elastischem Verformungsweg hergestellt. Man erreicht hierdurch, daß auch
bei irgendwelchen Änderungen der Dicke der Spanndrähte 1, beispielsweise durch thermische
Einflüsse od. dgl., noch die volle Klemmkraft auf die Verankerung wirkt.
-
Im Beispiel der F i g. 5 werden für die Klemmverankerung nach der
Erfindung zwei Spannglieder 9 benutzt. Diese Spannglieder bestehen aus je zwei oder
mehr Spanndrähten 10, die die eigentlichen Zugelemente darstellen. Die Spanndrähte
10 sind an ihren Enden mittels Klemmverankerungen 11 verankert, die beispielsweise
einen Aufbau gemäß F i g. 1 bis 3 aufweisen können. Als Grundplatte dienen diesen
Klemmverankerungen 11 die beiden Druckplatten 3 der Spanndrahtbündelverankerung,
so daß sich die Klemmplatten 12 einzeln gegen die Druckplatten 3 legen und die auf
sie entfallenden Spannkraftanteile der Spanndrähte 10 auf diese Druckplatten 3 übertragen.
-
In der dargestellten Ausführungsform der Erfindung können beispielsweise
75 Lagen zu je vier Spanndrähten 1, d. h. durch eine Klemmverankerung 300 Spanndrähte
1 in zuverlässiger, platzsparender und wirtschaftlicher Weise gegenüber ihrer Bruchlast
verankert werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wirkt sich die hohe
Qualität der als Zugelement für die Klemmkraft benutzten, hoch beanspruchten Spanndrähte
10 besonders vorteilhaft aus. Durch die beim Anspannen der beiden Spannglieder 10
auftretende große elastische Verformung der Spanndrähte ist eine Aufrechterhaltung
der Klemmkraft auch bei sehr vielen Spanndrahtlagen noch dann gewährleistet, wenn
Kriecherscheinungen auftreten oder wenn die Querkontraktion der einzelnen Spanndrähte
des großen Spanndrahtbündels kurz vor seinem Bruchzustand erhebliche Werte erreicht.
Für die kurzen Zugelemente 10 können Abfallstücke des Spanndrahts benutzt werden.
-
Im Beispiel der F i g. 6 und 7 wird gezeigt, daß die mittlere Klemmplatte
13 beweglich sein kann und nicht auf der Grundplatte 5 auflagert, sondern durch
ihre trapezförmige Formgebung bei geringer Bewegung unter dem auf sie wirkenden
Spanndrahtzug die ihr benachbarten beiden biegsamen Zugelemente, z. B. durch Muttern
14' verankerte Schraubenbolzen 14, durch Spreizung zusätzlich spannt. Dadurch tritt
eine Erhöhung der Klemmkraft ein, womit die vor dem Bruchzustand des Spanndrahtbündels
innerhalb
der Klemmverankerung eintretende Querkontraktion der Spanndrähte
1 kompensiert wird. Es ist möglich, über die in der Figur dargestellte Anordnung
hinaus auch mehrere bewegliche Klemmplatten 13 in der gewünschten Weise wirksam
werden zu lassen, je nach der Größe des erforderlichen Klemmkraftzuwachses.
-
Es ist zu beachten, daß bei allen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Klemmverankerung die Klemmplatten 2 immer so ausgebildet sind, daß sie im Zusammenwirken
mit der Art der verankerten Spanndrähte in der Lage sind, die Toleranzen der Spanndrähte
untereinander wirkungsvoll auszugleichen. Dazu ist es erforderlich, daß die Klemmplatten
2 in Plattenebene eine bestimmte Biegsamkeit besitzen, die in Verbindung mit den
von den Spannstählen 1 oder der Oberflächengestaltung der Klemmplatten hervorgerufenen
örtlichen, bleibenden Stahlverformungen einen sicheren Ausgleich der Toleranzen
ermöglicht.
-
Die Erfindung kann Anwendung finden für Spannbeton ohne, mit direktem
und mit nachträglichem Verbund. Außerdem ist mit ihrer Hilfe z. B. das Anheben oder
Absenken sehr schwerer Lasten möglich. Die Verankerung kleiner oder großer Spanndrahtbündel
ist erfindungsgemäß für jeden Zweck in technisch zuverlässiger und wirtschaftlich
günstiger Weise ohne Schlupferscheinungen möglich (hängende Dächer, Tragkabel für
Hängebrücken, Tragkabel für Spannbandbrücken usw.).