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Verankerung von Spannbetonbewehrungen ------------
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und Einrichtungen zur Verankerung von kunststoffgebundenen
oder -beschichteten Spannbetonbewehrungen.
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Bekannt sind Spannbetonbewehrungen in Form von Stangen (Durchmesser
bis etwa 30 mm), Drähten mittels Abstandhalter (AuspreB-mörtel) gebündelt und dünne
Drähte verlitzt, jeweils beim Einziehen in Spannkanäle - und nur solche Spannglieder
werden hier behandelt - lose liegend und nicht miteinander fest verbunden. Festigkeit
bis 200 kp/mm2.
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Auch wurden schon Drähte höherer Festigkeit (auf 240 bis 350 kp/mm2)
durchgehend parallel und dichtliegend, mittels Verbinder
aus Kunststoff
(Metallkleber) kraftschlüssig zu Spanngliedern, auch sehr großer Querschnitte (40
mm Durchmesser und darüber) vereinigt.
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Hinsichtlich der Verankerungsarten sind bei Spanngliedern wie oben
erwähnt aufgewalzte Gewinde und Muttern, angestauchte oder angedrehte Ankerköpfe,
die zur Verankerung herangezogen werden, bekannt. Aber auch Verankerungssysteme
mittels verlorener Keile oder angepreßter Klemmplatten sowie wiedergewinnbarer Keile
und Ring- oder Telleranker sind bekannt. Schließlich sind noch Seilköpft worin die
besenartig aufgespleißten Einzeldrähte mittels Metalllegierungen vergossen werden,
oder entsprechende Betonkörper, wo Zementmörtel als Vergußmasse verwendet wird,
oder auch Ziehhülsen oder Gewindehülsen bekannt.
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Bekannt ist außerdem das sogenannte Spannbettverfahren, bei dem vorgedehnte
Klaviersaitendrähte auf ihrer ganzen Länge mit erhärteten Mörtel- bzw. Betonmassenlmften.
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Die bekannten Verankerungen von Spannbetonbewehrungen weisen erhebliche
Nachteile auf. So sind bei allen bekannten Verankerungsarten, ausgenommen beim Spannbettverfahren
- das von der Erfindung weiter abliegt - irgendwelche Verankerungskörper notwendig,
die im Bauwerk verbleiben müssen; diese sind, wenn überhaupt, nur teilweise entfernbar.
Insbesondere
die oben zuerst erwähnten Spannglieder sind bei den auftretenden hohen Zugkräften
nur schwer verkeilbar und ohne Hülse nicht verschraubbar.
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Verläßliche, ohne Schlupf wirkende Verankerungen wie z.B. Hülsen mit
Innen- und Außengewinde sind sehr kostspielig und besonders bei kurzen Spannlängen
entsprechend unwirtschaftlich. Außerdem müssen die längen und Spannwege der einzelnen
Spannglieder vorher genau bekannt-sein, was oft zu Terminschwierigkeiten bei der
Abwicklung von Arbeiten auf der Baustelle führt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu
beseitigen und eine Verankerung zu schaffen, die keine kompletten Ankerkörper oder
bleibende Einbauten aus massivem Stahl erfordert. Die Spannglieder sollen nicht
aufgespleißt werden müssen, um verankert werden zu können; sie sollen nach Möglichkeit
erst auf der Baustelle - und da erst nach dem Spannen - genau abgelenkt werden können.
Eventuelle stählende Verankerungskörper, die beim Spannen selbst notwendig sind,
sollen entfernbar und wieder verwendbar sein. Die mit Kunststoff gebildete Oberfläche
der Spannglieder soll zum Verankern herangezogen werden können. Die erfindungsgemäße
Verankerung von Spannbetonbewehrungen ist gekennzeichnet, durch einen insbesondere
zylinder- oder trichterartigen Hohlkörper, der das Ende eines mit Kunststoff überzogenen
Spanngliedes enthält und mit diesem kraftschlüssig durch eine
an
der Oberfläche des Spanngliedes fest haftende, erstarrte, mechanisch widerstandsfähige
Masse verbunden ist.
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Der Hohlkörper besteht vorzugsweise aus Metall oder Drahtkunststoff,
wobei letzterer vorteilhaft eine bekieste Oberfläche, insbesondere Außenoberfläche,
aufweist, was besonders bei zylinderförmiger Ausbildung des Hohlkörpers die Haftung
verbessert. Bei mehr trichterförmiger Ausbildung kann der Hohlkörper auch ein Betonfertigteil,
vorteilhaft dampfgehärtet und mit Draht umschnürt, sein. Die Oberfläche des Hohlkörpers
kann auch uneben ausgebildet sein, z.B. gewellt oder gewendelt, um die mechanische
Festigkeit zu erhöhen und/oder eine bessere Haftung des Füllmaterials bzw. des umgebenden
Betons zu grzielen.
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Als Spannglieder eignen sich bei der erfindungsgemäßen Ankerung beispielsweise
alle herkömmlichen Stangen aus vergütetem Stahl, kaltgezogenen, angelassenen oder
nicht angelassenen Stahldrähte, verlitzten-Spannglieder aus Stahl oder bisher bekannten
Spannglieder mit oder ohne Kunststoffüberzug. Ferner eignen sich beispielsweise
Spannglieder, die aus einer Vielzahl hochfester und parallel zueinander orientierter
Einzeldrähte bestehen, welche dicht an dicht liegen, und mittels eines
geeigneten Bindemittels,
e. B. eines Kunststoffes, kraftschlüssig
zusammengefügt und mit
einem korrosionsschützenden Überzug versehen sind
oder Spann-glieder aus Glesfaser-verstärkten Kunststoffen mit parallel
orien-
tierten Einzelfasern. Die vorstehende Aufstellung geeigneter
Bei-
spiele ist nicht erschöpfend, jedoch kann der Fachmann
hieraus ohne weiteres entnehmen, welche hier nicht direkt erwähnten Spannglieder
noch in Frage kommen.
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Die Hohlkörperfüllmasse muß einerseits eine feste widerstandsfähige
Reib- oder Klebverbindung mit der Spanngliedoberfläche eingehen und andererseits
ausreichend fest sein, um die auf dem Spannglied maximal auftretende Zugkraft aufnehmen
zu können. Vorzugsweise werden Kunstharzmörtel verwendet, die mit körnigen Füllstoffen
wie Quarzsand und dgl. und zwar mit größtmöglicher lagerungsdichte gefüllt sind.
Besonders geeignete Harze sind ungesättigte Polyester- und Epoxydharze. Grundsätzlich
können aber alle Harzarten verwendet werden, die untereinander eine Bindung eingehen
bzw.
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auf bereits abgebundenen Flächen haften.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der neuen Verankerung
besteht darin, daß das kunststoffüberzogene Spanngliedende durch einen Hohlkörper
geführt und in an sich bekannter Weise unter Verwendung eines@entlastbaren Montageankers
gespannt wird, nach Erreichen der gewünschten Spannlänge der Hohlkörper mit
einer
an der Oberfläche des Spanngliedendes festhaftenden erstarrenden
Masse satt ausgepreßt, die Masse erstarren gelassen und dann der Montageanker entfernt
wird.
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Das Spannen erfolgt in an sich bekannter Weise, beispielsweise mit
einer geeigneten Presse. Vorteilhaft wird hierzu ein an sich
bekannter
Telleranker spezieller Ausbildung, der hydraulisch oder pneumatisch entlastbar ist,
verwendet, welcher das Zurückschlüpfen des Spanngliedes verhindert.
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Der Hohlkörper kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ebenso
wie das Hüllrohr vor dem Einführen des Spanngliedes in den Betoneingesetzt werden.
Nach dem Abbinden des Betons ist der Hohlkörper dann bereits fest verankert, so
daß das Spannglied eingeführt und in der beschriebenen Weise gespannt werden kann.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist es aber auch möglich, den
Hohlkörper auf die abgebundene Stirnfläche des Betontragwerks von außen aufzusetzen,
was vor oder nach dem Spannen des Spanngliedes erfolgen kann. Wenn der Hohlkörper
erst aufgesetzt wird, nachdem das Spannglied bereits gespannt ist, wird vorteilhaft
ein teilbarer Hohlkörper verwendet. Bei auf die Stirnfläche des Betontragwerks außen
aufgesetzten Hohlkörpern erfolgt die Krafteinleitung auf den äußeren Rand. Ist der
Hohlkörper hingegen in das Betontragwerk selbst eingesetzt, so erfolgt die Krafteinleitung
innerhalb des Bauwerks, d.h. in einem bestimmten Abstand vom Rand.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung,
in der gleiche Bezugszahlen gleiche Teile bedeuten, näher erläutert. In dieser stellen
dar: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der
Erfindung,
die zugleich das erfindungsgemäße Verfahren darstellt; Die Fig. 2a, 2b und 2c ein
vergrößertes Detail von Fig. 1, welches verschiedene Ausführungsformen des Hohlkörpers
erkennen läßt; Fig. 3 einen Schnitt auf der Linie II-II von Fig. 1; Fig. 4 eine
andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verankerung im Schnitt; Fig. 5 eine
Ansicht zu Fig. 4; Fig. 6 eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verankerung
mit außen aufgesetztem Hohlkörper; Fig. 7 eine weitere Ausfürhungsform der erfindungsgemäßen
Verankerung mit außen aufgesetztem Hohlkörper.
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In Fig. 1 bezeichnet 1 die abgebundene Betonmasse, 2 ein gewelltes
herkömmliches Hüllrohr, in dem der Spannatahlstrang 3 im Beton-tragwerk geführt
ist. Auf das Ende des Hüllrohrs 2 ist, den Spannatahlstrang
3 umgebend, ein trichterförmiger Hohlkörper 4. aufge-
setzt, der
mit gunstatoffmörtel 5 ausgepreßt ist. Das aua dem
Trichter
und der Trichterfüllmasse herausragende Ende den Spann-
stahlatranges
wird von einem Telleranker 6 gehalten. Mit 7 ist
schematisch
die Spannpresse angedeutet, welche dem die erforderliche Spannung erteilt. Ein Zurückschlupfen
des Spanngliedes wird durch den Telleranker 6 verhindert.
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Bei der Herstellung der Verankerung wird der Hohlkörper nach Erreichen
der erforderlichen Spannlänge mit dem Kunstharzmörtel satt ausgepreßt und aushärten
gelassen. Die Aushärtung kann durch Erwärmen beschleunigt werden. Anschließend wird
der Montageanker 6 freigemacht und entfernt. Das überstehende Spanngliedende wird
abgeschnitten, beispielsweise mittels einer schnellaufenden Trennscheibe und die
Enden werden mit-Kunatstoffmörtel abgedeckt. Die Spannkanäle zwischen den Mörtelverankerungen
werden mit normalem Zementmörtel ausgepreßt.
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Fig.2a zeigt den Detailausschnitt I aus Fig. 1 in vergrößerter Darstellung.
Der Hohlkörper 4 weist eine Metallwand auf.
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Fig. 2b entspricht der Fig. 2a, jedoch erkennt man, daß die Wand des
Hohlkörpers 4 aus Kunststoff 20 besteht, der eine Drahtverstärkung 21 aufweist (bestehend
aus einer längsdrehtlage und Ringdrahtlagen) und an der Außenseite eine Bekiesung
22 aufweist, die gestrichelt dargestellt ist.
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Fig. 2e entspricht den Fig. 2a und 2b und zeigt eine Hohlkörperbetonwand
mit Bewehrung 25.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt auf der Linie II-II
von Fig. 1. Das Sechskantspannstahlglied 3, welches beispielsweise aus mehreren
Einzeldrähten besteht, die mit Harz zusammengeklebt sind, ist vom Kunststoffmörtel
5 umgeben. Ein Rohrstutzen 30 dient zum Einpressen des Kunststoffmörtels.
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In Fig. 4 wird eine erfindungsgemäße Verankerung ähnlich wie in Fig.
1 gezeigt, bei der jedoch der Hohlkörper zylinderförmig ausgeführt ist. Im Frischbeton
1 ist ein gewellten herkömmliches Hülbohr 2 eingesetzt, an das sich der ebenfalls
vollständig vom Frischbeton 1 umgebene zylinderförmige Hohlkörper 44 anschließt,
der mit Kunststoffmörtel 5 ausgepreßt ist. Durch Hüllrohr und Hohlkörper verläuft
mittig ein abgeschnittenes Spannstahlbündel 43. Das Ende des Spannstahlbündel®
und die Außenseite des Hohlkörpers und seiner Kunststoffmörtelfüllung ist mit einer
Kunststoffmörtelschicht 48 abgedeckt.
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Fig. 5 zeigt eine Ansicht der in Fig. 4 dargestellten Verankerung
von außen her gesehen. Die gestrichelte Darstellung weist darauf hin, daß eine
Kunstetoffmörteldeckschicht sich darüber befindet.
Fig. 6 veranschaulicht
eine andere Ausführungsform der erfindungs-gemäßen Verankerung, bei der der
Hohlkörper außen auf das Betontragwerk aufgesetzt ist. Durch die Betonmasse
1 verläuft das ge-
wollte lüllrohr 2, in dem sich wiederum --wie
bei 3 angedeutet -das Spannglied befindet. Der ffohlkörper 64,
welcher Zylinderfora
aufweist, ist auf die Außenseite des
Betontragwerks 1 aufgesetzt und mit Kunstatoffmörtel 65 ausgepreßt. Ein bei 66 angedeuteter
Telleranker kann auf den gefüllten Hohlkörper aufgesetzt sein. Fig. 7 zeigt eine
weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verankerung mit außen auf den Beton
aufgesetztem Hohlkörper. Wie in Fig. 6 gezeigt verläuft durch das Betontragwerk
1 ein gewelltes Hüllrohr 2, welches von einem Spannatrangbündel 73 durchzogen ist.
Auf das Stahlbetontragwerk ist außen ein Hohlkörper 74 aus Fertig-beton mit mehreren
Öffnungen aufgesetzt, von denen zwei bei 77 ge-
zeigt sind. Im Hohlkörper 74
ist das Spannatahlstrangbündel 73 in einzelne Stränge 731, 732, 733 aufgeteilt,
die durch die Öffnun-gen des Hohlkörpers austreten. Der Hohlkörper ist wie bei
den
vorhergehenden Fig. beschrieben, mit Kunstatoffmörtel
ausgepreßt.
Die aus dem aus Fertigbeton bestehenden Hohlkörper austretenden
Strangenden
können noch durch Telleranker 76 gehalten sein.
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Die erfindungagemäß
verwendbaren herkömmlichen Spannbetonbewehrungen
bestehen aus kaltgezogenen Spannstählen
mit einem DuJcoh-
| messer von 5 bis 12 mm. Die Festigkeiten schwanken
gewöhnlich |
| weiter bestehen |
| zwischen 140 und 200 kp/mm2. Die oben/erwähnten Spannstähle/aus |
einer mittels Metallkleber verbundenen Vielzahl
von hochfesten
kaltgezogenen
Einzeldrähten mit jeweils etwa 1 mm Burchmesaer.
Diese stehen vornehmlich
in Form von Bändern
mit 4 bis 6 mm
Stärk
und 20 bis 30 mm
Breite,
in dichter Packung hergestellt, zur Verfügung.
Sie können aber
auch runde und secheeokiie Querschnitte
und Bündelungen größerer
Durchmesser darstellen, beispielsweise von 8 bis 20 mm und darüber.
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Für die Beschichtung der herkömmlichen Spannglieder wie auch der neuartigen
aus hochfesten Drähten verklebten Spannglieder werden vorzugsweise Epoxydharze verwendet,
wie sie beispielsweise auch als Metallkleber erhältlich sind. Hierunter fallen auch
kalthärtende Zweikomponentenkleber, wie Araldite (eingetragenes Warenzeichen) und
Epikote (eingetragenes Warenzeichen). Die Einzelspannglieder der letzteren Art bestehen
in der Regel aus etwa 30 bis 300 Einzeldrähten. Die Längen der Spannglieder sind
ungegrenzt. Sie werden auf Wickeltrommeln gerollt auf die Baustellen gebracht.
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Für die Vermörtelung des erfindungsgemäß verwendeten Hohlkörpers im
Verankerungsbereich können grundsätzlich alle Harzarten verwendet werden, die untereinander
eine Bindung eingehen bzw. auf bereits abgebundenen Flächen haften. Vorzugsweise
werden ungesättigte Polyester- und Epoxydharze verwendet, die mit Kornmaterial angereichert
werden, z.B. wie erwähnt mit Quarzsand einer Korngröße von 1,2 bis etwa 2 mm und
entsprechendem Quarzmehl als Füllstoff. Es ist auch möglich, Thixotropiemittel zuzusetzen.
Die mit Kunstharz beschichtetep Spannglieder können an ihrer Oberfläche auch bekiest
werden, d.h. in die Oberfläche eingedrückt kleine und kleinste Körner enthalten,
die nicht mit Kunstharz umhüllt sind. Bei derart bekiesten Oberflächen kann die
Verankerung
im Hohlkörper auch mit besonders geeigneten kunstherzlosen
Mörteln erfolgen. Eine solche Bekiesung der Oberflächen ist auch bei den Hohlkörpern
zweckmäßig, beispielsweise bei den in den Fig. 1, 6 und 7 dargestellten Hohlkörpern,
wenn sie aus einem drahtverstärkten Kunststoff bestehen.
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Spannglieder der herkömmlichen Art werden in Mindestabständen gebündelt
geführt, wobei vorzugsweise eine rotationssymmetrische Anordnung gewählt wird. Bei
kunststoffgebundenen Spanngliedern aus hochfesten Einzeldrähten, wie erwähnt, kann
die Bündelung dagegen auch so erfolgen, daß die einzelnen Spanngliedstränge dicht
aufeinander liegend nach dem Verlegen kraftaohlüasig miteinander
verklebt
angeordnet werden können. Bei Bändern ist eine Aufeinanderechichtung einzelner Bänder
als Bündelung für manche Zwecke vorteilhaft. Auch Spannglieder mit Mehreckguerschnitten,
z.B. Sechsecke, leasen sich gut bündeln.
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Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden vor-
zugsweise die bereite mit Kunstharz beaohiohteten
und/oder ge-
bundenen Spannglieder in abgebundenem Zustand auf die
Baustelle
.gebracht. Es ist aber auch möglich, die Oberflächenbesohlohtung
der Spanngliedenden auch erst auf der Baustelle selbst vorzunehmen.
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Die äunstatoffeusmörtelung im Verenkeruogeberaioh wird
vornugeweiae so vorgenommen, daß ein Teil des Mörtels en Ende des Höhlkörpers,
d.h.
an der Mündung des Trichtere bzw. am Ende den
Zylinders,
im Bereich der Einmündung der Spannglieder in den Verankerungs-Hohlkörper
eingepreßt wird und nach dem Erhärten der
restliche Hohlkörper mit
Mörtel ausgepreBt wird. Hierdurch wird verhindert, daß der Kunstharzmörtel
bzw. Betonmörtel in die Hüll-
rohre eindringt. Die Hüllrohre
selbst werden aus Kostengründen vorzugsweise mit üblichem Zementmörtel
ausgepreßt. En ist jedoch
möglich und in speziellen- Fällen vorteilhaft,
auch die Hüllrohre selbst mit stark gemagertem Kunststoffmörtel
auszupressen. Dies
ist besondere bei extrem niedrigen Temperaturen
$weckatäßig, da
hierbei die Verarbeitung von gewöhnlichem
Zementmörtel schwierig
sein kann.
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Bei Verwendung von Kunststoffmörtel zur Verankerung
kann die
Aushärtung durch Wärmezufuhr beschleunigt werden. Hierfür
eignen
eich besonders Verankerungehohlkörper aus Metall, da mit
ihrer
Hilfe eine induktive Wärmezuführung möglich ist. In diesem
1a11
kann zur Vormörtelung in Hohlkörper auch ein heißhärtender
Mehrkomponentenhärter verwendet worden.
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Die ärfindung bringt gegenüber den bisher bekannten
Verankerungen von Bpannbetonbewehrungen erhebliche Vorteile.
So ist ertindungogeadä die Verankerung von korronionogenohützten
Spanngliedern Aöglioh. luoh ist so möglich, tanorige Spannglieder
zu vorankoro, die nicht quergeproßt worden könnoe,beinpieliweine G11alaneretsftge.
Lerner können die bisher benötigten kontapieligon, »l-
genauen
Ankerkörper in Wegfall kommen. Auch die Anzahl der er-
forderlichen
Spannpressen wird hierdurch vermindert. Ferner ist
es möglich, die erforderlichen
Spannstahlglieder.direkt vom
Wickelkreuz erst auf der Baustelle abzulängen,
während bisher
die erforderlichen längen vorberechnet und bereits
zugeschnitten zugeliefert werden mußten. Die erfindungsgemäß hier erzielte
Verbesserung
Jt von besonderer Bedeutung.
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Bei der erfindungsgemäßen Verankerung kommt auch der bei
fast
allen herkömmlichen Verankerungen auftretende Schlupf beim
Spannen
in Fortfall. Auch wird hierdurch die Möglichkeit er-
öffnet, große
Querschnitte von kunststoffgebundenen Spanngliedern
auf kurze
Diatanz kraftschlüssig zu verankern. Ein weiterer Vor-
teil der
Erfindung liegt darin, daß innerhalb des Verankerungsbereichea
bei Verwendung von aua mehreren Einzeleträngen zuaamme,
geklebten Spennetahlbündeln diese wieder in Einzelglieder ge-
trennt
werden können und jedes Einzelglied für eich verankert
werdip
kann. Hierdurch kann ein kürzerer Ankerbereich erzielt
werden. Eine Möglichkeit
zur Verwirklichung dieser.KunfUhrungeform ist in lig. 7 der Zeichnung
gezeigt. Es ist aber auch mög-
lich, die Einzelglieder mit mehreren
Hohlkörpern zu verankern.