DE19528999A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden von zwei Spannbetonelementen - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden von zwei SpannbetonelementenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden von
Spannbetonelementen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1
sowie ein Verfahren zum Verbinden von Spannbetonelementen
nach dem Oberbegriff von Anspruch 17.
Bauwerke aus Spannbetonelementen, wie Masten, Türme oder
beispielsweise Brücken, werden aufgebaut, indem einzelne
Spannbetonelemente vor Ort miteinander verbunden werden. Da
eine Fertigung von Spannbetonelementen einen beträchtlichen
apparativen Aufwand bedingt, werden diese nicht vor Ort an
der Baustelle, sondern in speziellen Fertigungseinrichtungen
hergestellt. Der anschließende Transport der vorgefertigten
Spannbetonelemente zur Baustelle zwingt da zu, vorgegebene
Höchstmaße für die Abmessungen der Spannbetonelemente nicht
zu überschreiten. Daher müssen die einzelnen
Spannbetonelemente vor Ort zusammengesetzt werden.
Eine herkömmliche Vorrichtung zum Verbinden von
Spannbetonelementen soll anhand von Fig. 4 erläutert werden.
Fig. 4 zeigt den Stoßbereich zweier Spannbetonrohre 110 und
120 in einer Halbschnittdarstellung. Die Spannbetonrohre sind
kreissymmetrisch um die Achse 112 angeordnet. Beide
Spannbetonrohre sind mit Spanndrahtlitzen 114 durchzogen, die
im Bereich einer Stoßplatte 130 enden. Die Stoßplatten 130
sind aus Metall gefertigt und besitzen Konusbohrungen, in
denen die Spanndrahtlitzen 114 mit einer Keilverankerung 116
befestigt werden. An die Stoßplatten 130 sind jeweils Stäbe
118 angebracht, insbesondere stumpf auf die Platte
geschweißt.
Die zwei Stoßplatten 130 zweier mit den Stirnseiten
aneinandergrenzender Spannbetonrohre 110, 120 werden mittels
Zentrierbolzen 122 ausgerichtet und anschließend die beiden
Stoßplatten miteinander verschraubt oder verschweißt. Um eine
Beschädigung der Spanndrahtlitzen durch zwischen die
Stoßplatten 130 eindringende Feuchtigkeit zu vermeiden, wird
vor dem Verbinden der beiden Spannbetonrohre der gesamte
Keilverankerungsbereich 124 mit einem geeigneten
Abdichtmaterial wie Kunstharz vergossen.
Bei dieser herkömmlichen Verbindung von zwei
Spannbetonelementen wird eine sehr große Menge an
hochwertigem Metall in Form der Stoßplatten 130 benötigt. Des
weiteren kommt es zu einer Unterbrechung des innerhalb des
Querschnittes der Spannbetonelemente verlaufenden
Kraftflusses. Die unter Vorspannung fixierten
Spanndrahtlitzen enden in den Keilverankerungen 116 der
Stoßplatten 130; der Stoß zwischen den beiden Stoßplatten
wird jedoch durch die Schraubenverbindungen durch die
Bohrungen 126 fixiert. Hierdurch kommt es zu einer, im
dargestellten Fall eines Spannbetonrohres, radialen
Verschiebung des Kraftflusses durch die Verbindung der beiden
Stoßplatten außerhalb des Wandungsquerschnittes der
Spannbetonrohre.
Die Verbindungsstöße zwischen den einzelnen Spannbeton-Bauelementen
sind, beispielsweise bei Türmen und Masten, die
unter Verwendung derartiger Elemente errichtet werden, von
weitem sichtbar und unterbrechen durch die dicken,
überstehenden Stoßplatten die ansonsten schlanke
Linienführung.
Es ist deshalb das der vorliegenden Erfindung
zugrundeliegende Problem (Aufgabe), eine Vorrichtung sowie
ein Verfahren zum Verbinden von Spannbetonelementen derart zu
verbessern, daß ohne die Verwendung dickwandiger Stoßplatten
zwischen den einzelnen Spannbetonelementen diese direkt
miteinander verbunden werden, und ein gleichmäßiger Kraftfluß
im Stoßbereich zwischen zwei aneinandergrenzenden
Spannbetonelementen erreicht wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach den Merkmalen
des Anspruches 1 gelöst und insbesondere dadurch, daß eine
Vielzahl von in einem ersten Spannbetonelement verlaufenden,
ersten Litzen nach dem Austritt aus dem ersten
Spannbetonelement durch Öffnungen in ein zweites
Spannbetonelement einführbar sind und in dem zweiten
Spannbetonelement unter Zugspannung fixierbar sind.
Durch die erfindungsgemäße Lösung kommt es zu einem direkten
Fortsetzen der in einem ersten Spannbetonelement verlaufenden
Spanndrahtlitzen, im folgenden kurze erste Litzen genannt, in
ein zweites Spannbetonelement hinein, das mit dem ersten
Spannbetonelement einen Stoß bildet. Durch das Einführen der
aus einem ersten Spannbetonelement austretenden ersten Litzen
in das zweite Spannbetonelement hinein, wird der Kraftfluß
stets innerhalb der beiden aneinandergrenzenden
Spannbetonelemente geführt. Dadurch läßt sich ein
gleichmäßiger Kraftfluß erzielen.
Da die ersten Litzen im zweiten Spannbetonelement unter
Zugspannung fixierbar sind, kann während der Montage der
einzelnen Spannbetonelemente vor Ort eine durchgehende
Zugspannung in dem zu errichtenden Betonbauwerk erzielt
werden.
Das zum Verbinden von Spannbetonelementen vorteilhafte
erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß
die aus dem ersten Spannbetonelement austretenden, ersten
Litzen in Öffnungen im zweiten Spannbetonelement eingeführt
werden, die beiden zu verbindenden Spannbetonelemente
nebeneinander angeordnet werden und die ersten Litzen im
zweiten Spannbetonelement verspannt werden.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform treten die ersten
Litzen in röhrenförmige Hohlräume im zweiten
Spannbetonelement ein, die durch Hüllrohre gebildet sind.
Durch das Einformen von Hüllrohren im zweiten
Spannbetonelement können die aus dem ersten Spannbetonelement
austretenden, ersten Litzen einfach in die zweiten
Spannbetonelemente eingeschoben werden. Zusätzlich besitzen
die Hüllrohre den Vorteil, daß nach einer weiteren
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, diese mit einem
Füllmaterial ausgefüllt werden können.
Das Ausfüllen der röhrenförmigen Hohlräume, insbesondere in
Form von Hüllrohren, mit einem Füllmaterial, besitzt den
Vorteil, daß die in den Hohlräumen verlaufenden Litzen vor
Umwelteinflüssen geschützt werden können. Hierzu kann, nach
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung,
das Füllmaterial ein Schmiermittel sein, aber auch, nach
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform, ein
aushärtendes Material wie Zement oder Kalkmilch sein.
Bei der Verwendung eines Füllmaterials in Form eines
aushärtenden Materials kann nach dem Injizieren dieses
aushärtenden Materials in die röhrenförmigen Hohlräume und
nach dem Aushärten des Materials die Vorspannung der ersten
Litzen aufgenommen und in das zweite Spannbetonelement
übertragen werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform besitzen die ersten
Litzen nach dem Eintritt in das zweite Spannbetonelement
einen gekrümmten Bahnverlauf. Das Vorsehen eines gekrümmten
Bahnverlaufs ist deswegen vorteilhaft, weil die ersten Litzen
nahe einer Wandung des zweiten Spannbetonelementes enden und
von dort aus von außen verspannt werden können. Dies ist
erforderlich, weil eine geeignete Spannvorrichtung,
beispielsweise in form einer hydraulischen Presse, von außen
angesetzt und betätigt werden muß.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verbinden von
Spannbetonelementen kann vorteilhafterweise zum Verbinden von
Spannbetonrohren, insbesondere Schleuderbetonrohren,
verwendet werden. Dabei kann, je nach Wandstärke der zu
verbindenden Spannbetonrohre, die aus einem ersten
Spannbetonrohr in ein zweites Spannbetonrohr eintretenden
ersten Litzen vollständig innerhalb der Wandung des zweiten
Spannbetonrohres verlaufen oder längs ihres Verlaufes
teilweise außerhalb der Wandung des zweiten Spannbetonrohres
geführt werden.
Die Möglichkeit, die ersten Litzen teilweise außerhalb des
zweiten Spannbetonelementes zu führen, gestattet es,
Spannbetonelemente, insbesondere Spannbetonrohre, geringer
Wandstärke fest miteinander zu verbinden.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung können die längs
ihres Verlaufs teilweise außerhalb der Wandung des zweiten
Spannbetonrohres geführten ersten Litzen im Falle des
Verbindens von Spannbetonrohren durch die äußere
Mantelfläche, aber auch durch die innere Mantelfläche des
zweiten Spannbetonrohres, hindurchtreten. Durch diese
verschiedenen Möglichkeiten des Verlaufes der ersten Litzen
ist bezüglich des Aufbaus und der Formgestaltung der zu
verbindenden Spannbetonelemente ein großer Spielraum
vorhanden.
Vorteilhafterweise enden die in dem zweiten Spannbetonelemente
unter Zugspannung fixierbaren, ersten Litzen in einer
Endverankerung. Eine derartige Endverankerung kann,
beispielsweise in einem Keilverankerungsbereich, die ersten
Litzen aufnehmen und bereits im zweiten Spannbetonelement vor
dem Transport zum Aufstellort fest eingebaut sein. Hierdurch
kann die Montagearbeit beträchtlich verringert und somit die
Montagezeit verkürzt werden. Bei einer definierten
vorgegebenen Länge der einzelnen, ersten Litzen sowie einer
fest vorgegebenen Position der Endverankerungen wird zudem
eine gleichmäßige, vorgewählte Vorspannung der in den
zugehörigen Endverankerungen fixierten ersten Litzen
erreicht.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform sind die
Verbindungen zwischen den unter Zugspannung fixierbaren,
ersten Litzen und den zugehörigen Endverankerungen lösbar
ausgebildet und die Endverankerung nach dem Einfüllen eines
Füllmaterials in die röhrenförmigen Hohlräume aus dem zweiten
Spannbetonelement entnehmbar. Ein Entnehmen der
Endverankerungen ist dann möglich, wenn das Füllmaterial die
Vorspannkraft der ersten Litzen auf das zweite
Spannbetonelement überträgt. Eine Entnahme der
Endverankerungen ist dann sinnvoll, wenn die Endverankerungen
wiederverwendet werden sollen und die Entnahme der
Endverankerungen geringere Kosten verursacht als die
Verwendung jeweils neuer Endverankerungen.
Nach einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung sind die Endverankerungen nahe einer Wandung des
Spannbetonelementes befestigt und durch eine im
Spannbetonelement eingeformte Spannkammer zugänglich.
Hierdurch kann auf bequeme Weise das Verspannen der ersten
Litzen erfolgen, aber auch eine etwaige Entnahme der
Endverankerungen nach dem Aushärten eines injizierten
Füllmaterials vorgenommen werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist jeweils eine
Schraubenfeder nahe der Endverankerung um die ersten Litzen
angeordnet. Aufgrund des vorteilhafterweise gekrümmten
Bahnverlaufs der ersten Litzen entstehen im Spannbetonelement
Kraftkomponenten in zwei verschiedenen Richtungen, wobei bei
der Verwendung von Spannbetonrohren eine radiale
Kraftkomponente vorhanden ist. Diese Kraftkomponente, die
nicht längs der in dem Spannbetonelement eingegossenen
Spanndrahtlitzen verläuft, wird durch die Schraubenfeder
gedämpft, welche die Sprengwirkung dieser Kraftkomponente
reduziert.
Das vorteilhafte Verfahren zum Verbinden von
Spannbetonelementen ist durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 17 charakterisiert. Nach einer weiteren
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die
Spannkammern nach dem Injizieren des Füllmaterials vergossen.
Hierdurch werden die in den Spannelementen endenden, oder
nach Entnahme der Spannelemente frei endenden ersten Litzen
vor Umwelteinflüssen geschützt. Außerdem werden die
möglicherweise bei einem Spannbetonelement von außen
sichtbaren Spannkammern beseitigt und eine glatte Außenfläche
des Spannbetonelements erreicht.
Nachfolgend werden drei Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung rein beispielhaft anhand der beigefügten
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Hüllrohrführung gemäß
der Erfindung;
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Hüllrohrführung mit
teilweise außerhalb des Spannbetonelements
geführter erster Litze;
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Hüllrohrführung mit
einer teilweise innerhalb eines Spannbetonrohres
geführten ersten Litze; und
Fig. 4 eine herkömmliche Verbindung zweier
Spannbetonelemente in Form zweier Spannbetonrohre.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Hüllrohrführung. Am
Beispiel eines Spannbetonelementes ist ein Teilschnitt durch
das zweite Spannbetonrohr dargestellt, das allgemein mit
Referenznummer 12 bezeichnet ist. Das zweite Spannbetonrohr
12 ist am stirnseitigen Stoß 14 mit einem nicht dargestellten
ersten Spannbetonrohr verbunden. Das Spannbetonrohr 12 ist um
die Achse 16 rotationssymmetrisch ausgebildet.
Innerhalb der Betonwandung 18 des zweiten Spannbetonrohres 12
verlaufen die zweiten Spannlitzen 22, die bereits bei der
Herstellung des Spannbetonrohres in das zweite Spannbetonrohr
eingegossen werden. Die Spannlitzen 22 sind vorzugsweise, wie
in Fig. 1 dargestellt ist, im Verbund angeordnet und werden
im folgenden, um deren Zugehörigkeit zu dem zweiten
Spannbetonrohr 12 hervorzuheben, als zweite Litzen
bezeichnet. Die zweiten Litzen verlaufen vorzugsweise
parallel zueinander in axialer Richtung innerhalb der Wandung
18 des zweiten Spannbetonrohres 12.
Aufgrund der Einbettung in die Betonwandung 18 werden die
zweiten Litzen 22 nicht in speziellen Endverankerungen
fixiert, sondern verlaufen bis zum stirnseitigen Stoß 14 oder
bis kurz vor den stirnseitigen Stoß 14 und enden dort. Somit
ist das gesamte zweite Spannbetonrohr 12 vor seiner Montage
in einem vorgespannten Zustand. Alternativ können die zweiten
Litzen auch in geeigneten Verankerungen, beispielsweise in
Form von Keilverankerungen, enden, oder die bis kurz vor den
stirnseitigen Stoß 14 geführten zweiten Litzen durch das
Auftragen eines abdichtenden Materials vor
Witterungseinflüssen geschützt werden.
Soll an das zweite Spannbetonrohr ein weiteres, drittes
Spannbetonrohr (nicht dargestellt) verbunden werden, so
besitzen die zweiten Litzen einen Überstand über die einen
dritten Spannbetonrohr zugewandte Stirnfläche des zweiten
Spannbetonrohres 12. Somit läßt sich die erfindungsgemäße
Verbindung mit einer beliebigen Anzahl aneinandergereihter
Spannbetonrohre durchführen, wobei alle verwendeten
Spannbetonrohre einander gleich hergestellt sein können.
Im zweiten Spannbetonrohr sind Hüllrohre 24 eingeformt, die
der Aufnahme der aus dem nicht dargestellten ersten
Spannbetonelement austretenden, ersten Litzen dienen.
Die Hüllrohre 24 können bei der Herstellung des zweiten
Spannbetonrohre s individuell im zweiten Spannbetonrohr
eingeformt werden, können jedoch auch Teil eines
vorgefertigten Befestigungseinsatzes 26 sein, der sowohl die
Hüllrohre 24, als auch Verstärkungswendeln 28, an Ringe
angeschweißte Radialstäbe 30 sowie Endverankerungen 32 mit
Sprengfedern 34 umfaßt. Durch die Verwendung vorgefertigter
Befestigungseinsätze 26 kann zum einen der
Festigkeitsnachweis an einem einzelnen Beispiel geführt
werden und auf alle Spannbetonelemente einer Fertigungsserie
übertragen werden, zum anderen eine einfache, kostengünstige
und standardisierte Herstellung von Spannbetonelementen
identischer Geometrie vorgenommen werden.
Die aus dem ersten Spannbetonelement austretenden, ersten
Litzen verlaufen innerhalb der Hüllrohre 24 und enden in
Endverankerungen 32, die von der Wandung des
Spannbetonelements aus jeweils durch eine Spannkammer 38
zugänglich sind. Die Endverankerungen 32 können auf
verschiedene Weisen ausgeführt werden, beispielsweise in Form
von Keilverankerungen, aber auch in Form von
Schraubverbindungen, indem die ersten Litzen mit einem
Gewindebolzen verbunden sind, auf dem eine Mutter
aufschraubbar ist.
Die Hüllrohre 24 besitzen vorzugsweise eine strukturierte
Mantelfläche, beispielsweise in gewellter oder geriffelter
Form. Dies hat den Vorteil, daß nach dem Injizieren eines
aushärtenden Materials in die Hüllrohre 24 dieses aushärtet
und eine feste Verbindung zwischen der in dem betreffenden
Hüllrohr geführten ersten Litze und dem Hüllrohr herstellt.
Durch die strukturierte Oberfläche des Hüllrohres wird die in
axialer Richtung der ersten Litze verlaufende Zugkraft ohne
Gefahr eines Schlupfes zwischen dem Hüllrohr und dem
umgebenden Betonmaterial des zweiten Spannbetonrohres in das
zweite Spannbetonrohr übertragen.
Die Sprengfedern 34 sowie Radialstäbe 30 dienen jeweils dazu,
die Festigkeit des zweiten Spannbetonrohres 12 im Bereich der
Endverankerungen 32 zu erhöhen, wie auch die aufgrund des in
Fig. 1 dargestellten gekrümmten Bahnverlaufes der Hüllrohre
auftretenden Kraftkomponenten senkrecht zur Längsachse des
Spannbetonrohres 12 aufzunehmen.
Ein gekrümmter Verlauf der Hüllrohre 24 im zweiten
Spannbetonrohr 12 rührt daher, daß die Endverankerungen 32
von einer Wandung des Spannbetonrohres aus erreichbar sein
müssen. Aufgrund des später beschriebenen Verfahrens zum
Verbinden von zwei Spannbetonelementen müssen die in das
zweite Spannbetonelement eingeführten ersten Litzen verspannt
werden, weshalb die Enden der ersten Litzen von außen
zugänglich sein müssen.
Der in Fig. 1 dargestellte Verlauf der Hüllrohre ist rein
beispielhaft, stellt jedoch einen Verlauf dar, bei dem keine
geringen Biegeradien auftreten.
Fig. 2 stellt eine Ausführungsvariante dar, bei der eine
erste Litze 36 teilweise außerhalb des zweiten Spannelementes
12 geführt wird.
Diese Ausführungsform kommt insbesondere dann zur Anwendung,
wenn Spannbetonelemente mit einer geringen Dicke miteinander
verbunden werden sollen, beispielsweise Spannbetonrohre mit
einer geringen Wandstärke. In diesem Fall empfiehlt sich die
Führung der ersten Litzen teilweise außerhalb der
Betonwandung des zweiten Spannbetonelements, weil sich nicht
genügend Raum innerhalb der Wandung des zweiten
Spannbetonrohres befindet, um neben den zweiten Litzen (nicht
dargestellt) und den weiteren Verstärkungselementen in Form
der Verstärkungswendel 28, der Sprengfedern 34 oder auch der
anhand von Fig. 1 dargestellten Radialstäbe zusätzlich noch
die Hüllrohre 24 vollständig innerhalb der Betonwandung zu
führen. Ein anderer Grund für die teilweise außerhalb des
zweiten Spannbetonelementes geführten Hüllrohre liegt darin,
daß auf diese Weise sehr große Krümmungsradien der ersten
Litzen erzielbar sind.
Um die außerhalb des zweiten Spannbetonrohres verlaufenden
ersten Litzen 36 vor Witterungseinflüssen zu schützen, sind
diese mit einem geeigneten Hüllrohr 24 umgeben, in das ein
geeignetes Füllmaterial, wie ein Schmiermittel oder ein
aushärtendes Material, beispielsweise Zement oder Kalkmilch,
injiziert wird.
Das Hüllrohr ist vorzugsweise ein Stahlrohr und kann während
seines Verlaufs außerhalb der Wandung des zweiten
Spannbetonelements durch einen Abstützring 40 zusätzlich
lagefixiert werden.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der die innerhalb eines
zweiten Spannbetonrohres verlaufende erste Litze durch den
Innenmantel des zweiten Spannbetonrohres hindurchgeführt
wird. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform treten
die ersten Litzen an zueinander diametral angeordneten
Stellen aus der Innenwandung des Spannbetonrohres aus und
wieder ein.
Auch diese Ausführungsform kommt bevorzugt dann zur
Anwendung, wenn Spannbetonelemente, insbesondere
Spannbetonrohre geringen Durchmessers, miteinander verbunden
werden.
In dem der Witterung ausgesetzten Bereich 42 der ersten
Litzen 36 müssen diese gegen Witterungseinflüsse geschützt
werden. Dies kann in der vorstehend beschriebenen Weise
dadurch geschehen, daß die ersten Litzen 36 in Hüllrohren 24
geführt werden und nach dem Verspannen der ersten Litzen
diese Müllrohre durch das Injizieren eines geeigneten
Füllstoffes ausgefüllt werden. Wenn die ersten Litzen im
Bereich 42 gerade, d. h. ohne Krümmung, verlaufen, kann jedoch
auch eine einfache Kunststoff-Ummantelung der ersten Litzen,
beispielsweise aus PVO, diese Aufgabe erfüllen.
Selbstverständlich ist auch eine zu der in Fig. 3
dargestellten Ausführungsform abweichende Führung der ersten
Litzen denkbar, bei denen die ersten Litzen ebenfalls aus der
inneren Mantelfläche des zweiten Spannbetonrohres austreten,
jedoch wieder in das zweite Spannbetonrohr an einer Stelle
eintreten, die lediglich axial von der Austrittsstelle
verschoben ist.
Im folgenden soll das Verbinden von zwei Spannbetonelementen
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben werden.
Die beiden zu verbindenden Spannbetonelemente werden in
geringem Abstand zueinander, mit den in Kontakt zu bringenden
Stoßflächen, zueinander gewandt angeordnet.
Die aus dem ersten Spannbetonelement mit vorgegebenem
Überstand austretenden ersten Litzen werden in die zu den
jeweiligen Austrittsöffnungen aus dem ersten
Spannbetonelement korrespondierenden Eintrittsöffnungen im
zweiten Spannbetonelement eingeführt und durch die im zweiten
Spannbetonelement vorgesehenen Hohlräume, insbesondere in
Form von Hüllrohren, bis zum Austritt aus dem zweiten
Spannbetonelement eingeführt.
Sind die ersten Litzen jeweils aus dem zweiten
Spannbetonelement aus getreten, so werden die beiden zu
verbindenden Spannbetonelemente mit den Stoßseiten in Kontakt
zueinander gebracht und die ersten Litzen unter Zugspannung
in dem zweiten Spannbetonelement fixiert. Das Erzeugen der
Zugspannung kann beispielsweise durch die Anwendung von
hydraulischen Pressen geschehen, die eine jeweils definierte
Zugspannung auf die einzelnen ersten Litzen aufbringen
können. Hierdurch werden die beiden zu verbindenden
Spannbetonelemente fest gegeneinander gedrückt und in dieser
Lage fixiert. Vor dem Verspannen der ersten Litzen können die
Stoßseiten der zu verbindenden Spannbetonelemente mit einer
geeigneten, abdichtenden Beschichtung versehen werden, um das
Eindringen von Feuchtigkeit in den Verbindungsstoß der
miteinander verbundenen Spannbetonelemente zu verhindern. Das
anschließende Fixieren der ersten Litzen im zweiten
Spannbetonelement wird mittels geeigneter Endverankerungen
durchgeführt, wie sie in der Technik bekannt sind.
Anschließend wird ein Füllmaterial in die Hüllrohre
injiziert, das entweder nur die Korrosion an den ersten
Litzen vermeiden soll oder zusätzlich Kräfte auf das
Spannbetonelement übertragen soll. Im ersten Fall wird
bevorzugt ein Schmiermittel wie Fett angewandt, im zweiten
Fall bietet sich Zement, oder ein ähnliches Baumaterial an.
Alternativ kann auch eine aushärtende Kunstharzmischung
injiziert werden. Wenn ein Füllmaterial verwendet wird, mit
dem die Zugspannungskräfte in der ersten Litze in Form von
Druckkräften auf das umgebende Betonmaterial des zweiten
Spannbetonelements übertragen werden können, kann die
Endverankerung schwächer ausgeführt werden oder auch nach dem
Aushärten des Füllmaterials wieder entnommen werden. Dies ist
deswegen möglich, weil die Endverankerung nur im
Montagezustand Kräfte aufnehmen muß, nach dem Aushärten des
Füllmaterials die Kräfte jedoch direkt von den ersten Litzen
über das ausgehärtete Füllmaterial und die Hüllrohre in das
zweite Spannbetonelement übertragen werden.
Das Injizieren des Füllmaterials geschieht von der Stoßfläche
zwischen erstem und zweitem Spannbetonelement aus. Das
Füllmaterial wird durch bevorzugt radial angeordnete
Einspeisekanäle in das zweite Spannbetonelement injiziert und
füllt die Hohlräume in den Hüllrohren, bis das Füllmaterial
an den Endverankerungen austritt. Vorzugsweise sind zur
Verteilung des eingebrachten Füllmaterials auf die einzelnen
Hüllrohre ringförmige Nuten, in denen die Hüllrohre enden, in
der Stirnfläche des zweiten Spannbetonelements eingeformt.
Über einen oder mehrere Einspeisekanäle wird Füllmaterial in
die Nut oder die Nuten injiziert, woraufhin das Füllmaterial
in die Hüllrohre eindringt und die Hohlräume darin ausfüllt.
Zuletzt werden die Spannkammern mit einem abdichtenden
Material, wie Beton, verfüllt. Im Falle einer Verbindung von
zwei Spannbetonrohren kann eine vorzugsweise transparente
Manschette verwendet werden, die entlang des Innen- bzw.
Außenradius des Spannbetonrohres axial verschiebbar ist und
durch die das Verfüllungsmaterial injiziert werden kann.
Damit lassen sich auf schnelle und bequeme Weise die
Spannkammern und gegebenenfalls, bei vorheriger Entnahme der
Endverankerungen, der hierbei zusätzlich entstehenden,
angrenzenden Hohlräume verfüllen.
Das Verfüllen der Spannkammern kann auf bequeme Weise auch
dadurch geschehen, daß das in die Hüllrohre injizierte
Füllmaterial nach dem Austritt aus den Endverankerungen zum
Verfüllen der Spannkammern verwendet wird. Auch hier bietet
sich die Verwendung einer vorzugsweise transparenten
Manschette an, die ein bündiges Abschließen des eingefüllten
Füllmaterials mit den Außenflächen des zweiten
Spannbetonelements ermöglichen.
Wenn auch in der vorstehenden Beschreibung die Verbindung von
Spannbetonelementen anhand von zwei Bauteilen beschrieben
wurde, können gemäß der Erfindung eine beliebige Anzahl von
Spannbetonelementen miteinander verbunden werden. Dies
geschieht, indem zweite Litzen in einem dritten
Spannbetonelement verspannt werden, dritte Litzen in einem
vierten Spannbetonelement verspannt werden etc.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt den großen Vorteil,
daß sich der Kraftfluß auf direkte Weise von einem
Spannbetonelement in das angrenzend montierte
Spannbetonelement fortsetzt. Es entsteht an der Stoßstelle
zwischen den zu verbindenden Spannbetonelementen keine
störende Kraftumleitung, noch muß ein als optisch störend
empfundener Flansch verwendet werden, der mit dem
angrenzenden Flansch des zu verbindenden Spannbetonelementes
verschraubt oder verschweißt wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße
Verfahren kann in allen Bereichen der Bautechnik Anwendung
finden. Besonders zu erwähnen ist hierbei der Bau von Masten
und Türmen, bei dem Spannbetonrohre, insbesondere
Schleuderbetonrohre, auf die erfindungsgemäße Weise
miteinander verbunden werden können.
Andere Anwendungsbereiche sind der Brückenbau, da mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren ohne das Vorsehen aufwendiger
Abstützungen von einem Brückenfundament aus das Bauwerk frei
schwebend errichtet werden kann. Zuletzt kann die Vorrichtung
dafür verwendet werden, um vorgefertigte Spannbetonelemente
mit Fundamentplatten zu verbinden, wobei eine
Materialersparnis beim Gießen der Fundamentplatten möglich
ist, da die daran befestigten Spannbetonelemente mit hohem
Druck gegen die Fundamentplatten verspannbar sind und damit
sehr fest mit der Fundamentplatte verbunden sind.
Claims (27)
1. Vorrichtung zum Verbinden von Spannbetonelementen, wobei
jeweils zwei zu verbindende Spannbetonelemente umfassen:
ein erstes Spannbetonelement und ein zweites
Spannbetonelement, mit einer Vielzahl vorgespannter
erster Litzen in dem ersten Spannbetonelement und
vorgespannter zweiter Litzen in dem zweiten
Spannbetonelement,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Vielzahl von ersten Litzen nach dem Austritt aus dem ersten Spannbetonelement durch Öffnungen in das zweite Spannbetonelement einführbar sind und in dem zweiten Spannbetonelement unter Zugspannung fixierbar sind.
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Vielzahl von ersten Litzen nach dem Austritt aus dem ersten Spannbetonelement durch Öffnungen in das zweite Spannbetonelement einführbar sind und in dem zweiten Spannbetonelement unter Zugspannung fixierbar sind.
2. Vorrichtung zum Verbinden von Spannbetonelementen nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen im
zweiten Spannbetonelement durch in das zweite
Spannbetonelement eingeformte, röhrenförmige Hohlräume
gebildet sind.
3. Vorrichtung zum Verbinden von Spannbetonelementen nach
Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
röhrenförmigen Hohlräume Hüllrohre sind.
4. Vorrichtung zum Verbinden von Spannbetonelementen nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten
Litzen nach dem Eintritt in das zweite Spannbetonelement
einen gekrümmten Bahnverlauf besitzen.
5. Vorrichtung zum Verbinden von Spannbetonelementen nach
Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
mit einer unter Zugspannung fixierten ersten Litze
durchzogenen röhrenförmigen Hohlräume mit einem
Füllmaterial ausgefüllt sind.
6. Vorrichtung zum Verbinden von Spannbetonelementen nach
Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial
ein Schmiermittel ist.
7. Vorrichtung zum Verbinden von Spannbetonelementen nach
Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial
ein aushärtendes Material wie Zement oder Kalkmilch ist.
8. Vorrichtung zum Verbinden von Spannbetonelementen nach
einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das erste und das zweite
Spannbetonelement ein erstes und ein zweites
Spannbetonrohr, insbesondere ein erstes und ein zweites
Schleuderbetonrohr, sind.
9. Vorrichtung zum Verbinden von Spannbetonelementen nach
Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem
ersten Spannbetonrohr in das zweite Spannbetonrohr
eintretenden ersten Litzen vollständig innerhalb der
Wandung des zweiten Spannbetonrohres verlaufen.
10. Vorrichtung zum Verbinden von Spannbetonelementen nach
Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem
ersten Spannbetonrohr in das zweite Spannbetonrohr
eintretenden ersten Litzen längs ihres Verlaufs
teilweise außerhalb der Wandung des zweiten
Spannbetonrohre s verlaufen.
11. Vorrichtung zum Verbinden von Spannbetonelementen nach
Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem
ersten Spannbetonrohr in das zweite Spannbetonrohr
eintretenden ersten Litzen längs ihres Verlaufes durch
die äußere Mantelfläche des zweiten Spannbetonrohres
hindurchtreten.
12. Vorrichtung zum Verbinden von Spannbetonelementen nach
Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem
ersten Spannbetonrohr in das zweite Spannbetonrohr
eintretenden ersten Litzen längs ihres Verlaufes durch
die innere Mantelfläche des zweiten Spannbetonrohres
hindurchtreten.
13. Vorrichtung zum Verbinden von Spannbetonelementen nach
einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die in dem zweiten Spannbetonelement unter
Zugspannung fixierbaren, ersten Litzen in einer
Endverankerung enden.
14. Vorrichtung zum Verbinden von Spannbetonelementen nach
Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung
zwischen der unter Zugspannung fixierbaren ersten Litze
und der Endverankerung lösbar ausgebildet ist und die
Endverankerung nach dem Einfüllen eines Füllmaterials in
die röhrenförmigen Hohlräume aus dem zweiten
Spannbetonelement entnehmbar ist.
15. Vorrichtung zum Verbinden von Spannbetonelementen nach
Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die
Endverankerung in einem als Spannbetonrohr
ausgebildeten, zweiten Spannbetonelement nahe der
Innenwand des zweiten Spannbetonrohres angeordnet und
durch eine Spannkammer zugänglich ist.
16. Vorrichtung zum Verbinden von Spannbetonelementen nach
Anspruch 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß
jeweils eine Schraubenfeder nahe der Endverankerung um
die ersten Litzen angeordnet ist.
17. Verfahren zum Verbinden von Spannbetonelementen, wobei
jeweils zwei zu verbindende Spannbetonelemente umfassen:
ein erstes Spannbetonelement und ein zweites
Spannbetonelement, mit einer Vielzahl vorgespannter
erster Litzen in dem ersten Spannbetonelement und
vorgespannter zweiter Litzen in dem zweiten
Spannbetonelement,
gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Einführen der aus dem ersten Spannbetonelement
austretenden ersten Litzen in Öffnungen im zweiten
Spannbetonelement;
nebeneinander Anordnen der beiden zu verbindenden Spannbetonelemente; und
nebeneinander Anordnen der beiden zu verbindenden Spannbetonelemente; und
Fixieren unter Zugspannung der ersten Litzen im zweiten
Spannbetonelement.
18. Verfahren zum Verbinden von Spannbetonelementen nach
Anspruch 15,
weiterhin umfassend die Schritte:
Fixieren der ersten Litzen im zweiten Spannbetonelement
in Endverankerungen; und
Injizieren eines Füllmaterials in röhrenförmige Hohlräume längs der ersten Litzen im zweiten Spannbetonelement.
Injizieren eines Füllmaterials in röhrenförmige Hohlräume längs der ersten Litzen im zweiten Spannbetonelement.
19. Verfahren zum Verbinden von Spannbetonelementen nach
Anspruch 16, weiterhin umfassend:
Entnehmen der Endverankerungen nach dem Aushärten des
Füllmaterials, wobei das ausgehärtete Füllmaterial die
Zugspannung der ersten Litze in das zweite
Spannbetonelement überträgt.
20. Verfahren zum Verbinden von Spannelementen nach Anspruch
16, weiterhin umfassend:
Vergießen von Spannkammern nach dem Injizieren des
Füllmaterials, wobei die Spannkammern zwischen den im
zweiten Spannbetonelement fixierten Endverankerungen und
einer Wand des Spannbetonelementes angeordnet sind.
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