DE19528999C2 - Verbindung von Spannbetonelementen und Verfahren hierzu - Google Patents
Verbindung von Spannbetonelementen und Verfahren hierzuInfo
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- E01D2101/28—Concrete reinforced prestressed
Description
Die Erfindung betrifft eine Verbindung von
Spannbetonelementen sowie ein Verfahren zum Herstellen einer
Verbindung von Spannbetonelementen.
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 dazu, vorgegebene
Höchstmaße für die Abmessungen der Spannbetonelemente nicht
zu überschreiten. Daher müssen die einzelnen
Spannbetonelemente vor Ort zusammengesetzt werden.
Bei einer herkömmlichen Verbindung von Spannbetonelementen
sind diese mit Spanndrahtlitzen durchzogen, die im Bereich
einer Stoßplatte enden. Die Stoßplatten sind aus Metall
gefertigt und besitzen Konusbohrungen, in denen die
Spanndrahtlitzen mit einer Keilverankerung befestigt werden.
Die zwei Stoßplatten zweier mit den Stirnseiten
aneinandergrenzender Spannbetonrohre werden miteinander
verschraubt oder verschweißt. Um eine Beschädigung der
Spanndrahtlitzen durch zwischen die Stoßplatten eindringende
Feuchtigkeit zu vermeiden, wird vor dem Verbinden der beiden
Spannbetonrohre der gesamte Keilverankerungsbereich mit einem
geigneten Abdichtmaterial wie Kunstharz vergossen.
Bei dieser herkömmlichen Verbindung von zwei
Spannbetonelementen wird eine sehr große Menge an
hochwertigem Metall in Form der Stoßplatten 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 der
Stoßplatten; der Stoß zwischen den beiden Stoßplatten wird
jedoch durch die Schraubenverbindungen oder Schweißverbindung
fixiert. Hierdurch kommt es zu einer, im 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.
Die französische Patentschrift 1.440.024 beschreibt die
Verbindung von zwei Betonelementen, bei der diese jeweils
durch ein Zwischenstück miteinander verbunden werden. Die in
den Betonelementen verlaufenden ersten Litzen werden jeweils
in das Zwischenstück eingeführt und an diesem unter
Zugspannung fixiert. Eine Vorspannung in den einzelnen
Betonelementen tritt erst nach dem Spannen der Litzen auf.
Die österreichische Patentschrift 306 325 beschreibt die
Verbindung von Spannbetonelementen. Die Spannlitze wird bei
dem vorgefertigten Betonelement vorgespannt und teilweise in
diesem eingebettet. Nach dem Erstarren des Betons werden die
aus dem Spannbetonelement herausragenden Teile der Spannlitze
in die Verankerung benachbarter Elemente eingelegt und
gespannt. Die Spannlitzen werden hierbei nur außerhalb der
Wandung des zweiten Spannbetonelements geführt. Die
österreichische Patentschrift 306 325 stellt den
nächstkommenden Stand der Technik dar.
Bei den im Stand der Technik bekannten Verbindungen sind
jeweils nach außen herausragende, verdickte Bereiche
notwendig, um die Spannlitzen jeweils in einem angrenzenden
Betonelement zu fixieren. Hierunter leidet insbesondere bei
Turmbauwerken aus einzelnen Rohrelementen das optische
Erscheinungsbild.
Der Erfindung liegt die Aufgabe (Problem) zugrunde, eine
Verbindung von Spannbetonelementen sowie ein Verfahren zur
Herstellung einer derartigen Verbindung vorzuschlagen, bei
welcher das optische Erscheinungsbild verbessert ist und ein
gleichmäßiger Kraftfluß im Stoßbereich zwischen zwei
aneinandergrenzenden Spannbetonelementen erreicht wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Verbindung von
Spannbetonelementen nach den Merkmalen des Anspruches 1
gelöst. Das Verfahren zum Herstellen einer Verbindung von
Spannbetonelementen ist durch die Merkmale des Anspruchs 13
beschrieben.
Durch die erfindungsgemäße Lösung kommt es zu einem direkten
Fortsetzen der in einem ersten Spannbetonelement verlaufenden
Spanndrahtlitzen, im folgenden kurz 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.
Die ersten Litzen treten 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 vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung diese mit einem Füllmaterial
ausgefüllt werden können.
Das Ausfüllen der röhrenförmigen Hohlräume 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 Erfindung kann vorteilhafterweise zum Verbinden von
Spannbetonrohren, insbesondere Schleuderbetonrohren,
verwendet werden. Dabei können, 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 innere Mantelfläche
des zweiten Spannbetonrohres hindurchtreten. Durch diesen
Verlauf der ersten Litzen ist bezüglich des Aufbaus und der
Formgestaltung der zu verbindenden Spannbetonelemente ein
großer Spielraum vorhanden.
Vorteilhafterweise enden die in dem zweiten Spannbetonelement
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 13 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.
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
Spannbetonrohres 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 Ausführungform, 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 Hüllrohre 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 PVC, 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 in Form von
Hüllrohren bis zum Austritt aus dem zweiten Spannbetonelement
eingeführt.
Sind die ersten Litzen jeweils aus dem zweiten
Spannbetonelement ausgetreten, 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 geeingeter 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 ermöglicht.
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 Verbindung 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 weder eine
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 Verbindung 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 (16)
1. Verbindung von Spannbetonelementen, wobei
- 1. jeweils zwei zu verbindende Spannbetonelemente ein erstes Spannbetonelement und ein zweites Spannbetonelement (12) mit einer Vielzahl bereits vorgespannter und eingegossener erster Litzen (36) in dem ersten Spannbetonelement und bereits vorgespannter und eingegossener zweiter Litzen (22) in dem zweiten Spannbetonelement (12) umfassen,
- 2. eine Vielzahl der ersten Litzen (36) einen Überstand über das erste Spannbetonelement besitzt und nach dem Austritt aus dem ersten Spannbetonelement durch Öffnungen in Hüllrohre (24) im zweiten Spannbetonelement (12) einführbar ist und in dem zweiten Spannbetonelement (12) unter Zugspannung fixierbar ist, und
- 3. die ersten Litzen (36) im Stoßbereich (14) zwischen erstem Spannbetonelement und zweitem Spannbetonelement (12) und im Verankerungsbereich vollständig innerhalb der Betonwandung (18) des zweiten, vorgespannten Spannbetonelements (12) verlaufen.
2. Verbindung von Spannbetonelementen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Litzen (36) nach
dem Eintritt in das zweite Spannbetonelement (12) einen
gekrümmten Bahnverlauf besitzen.
3. Verbindung von Spannbetonelementen nach Anspruch 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer unter
Zugspannung fixierten ersten Litze (36) durchzogenen
Hüllrohre (24) mit einem Füllmaterial ausgefüllt sind.
4. Verbindung von Spannbetonelementen nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial ein
Schmiermittel ist.
5. Verbindung von Spannbetonelementen nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial ein
aushärtendes Material wie Zement oder Kalkmilch ist.
6. Verbindung 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.
7. Verbindung von Spannbetonelementen nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem ersten
Spannbetonrohr in das zweite Spannbetonrohr (12)
eintretenden ersten Litzen (36) längs ihres Verlaufs
teilweise außerhalb der Wandung des zweiten
Spannbetonrohres (12) verlaufen.
8. Verbindung von Spannbetonelementen nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem ersten
Spannbetonrohr in das zweite Spannbetonrohr (12)
eintretenden ersten Litzen (36) längs ihres Verlaufes
durch die innere Mantelfläche des zweiten
Spannbetonrohres hindurchtreten.
9. Verbindung von Spannbetonelementen nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die in dem zweiten Spannbetonelement (12) unter
Zugspannung fixierbaren, ersten Litzen in einer
Endverankerung (32) enden.
10. Verbindung von Spannbetonelementen nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der
unter Zugspannung fixierbaren ersten Litze (36) und der
Endverankerung (32) lösbar ausgebildet ist und die
Endverankerung nach dem Einfüllen eines Füllmaterials in
die Hüllrohre aus dem zweiten Spannbetonelement
entnehmbar ist.
11. Verbindung von Spannbetonelementen nach Anspruch 9 oder
10, dadurch gekennzeichnet, daß die Endverankerung (32)
in einem als Spannbetonrohr ausgebildeten, zweiten
Spannbetonelement nahe der Innenwand des zweiten
Spannbetronrohres angeordnet und durch eine
Spannkammer (38) zugänglich ist.
12. Verbindung von Spannbetonelementen nach Anspruch 9, 10
oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine
Schraubenfeder nahe der Endverankerung (32) um die
ersten Litzen (36) angeordnet ist.
13. Verfahren zum Herstellen einer Verbindung von
Spannbetonelementen nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte:
- 1. Nebeneinander-Anordnen der beiden zu verbindenden Spannbetonelemente, so daß die in Kontakt zu bringenden Stoßflächen einander zugewandt sind;
- 2. Einführen der aus dem ersten Spannbetonelement austretenden ersten Litzen (36) durch Öffnungen in Hüllrohre (24) im zweiten Spannbetonelement (12);
- 3. In-Kontakt-Bringen der beiden Spannbetonelemente;
- 4. Fixieren unter Zugspannung der im Stoßbereich zwischen erstem Spannbetonelement und zweitem Spannbetonelement sowie im Verankerungsbereich vollständig innerhalb der Betonwandung (18) des zweiten Spannbetonelements (12) verlaufenden ersten Litzen (36) in Endverankerungen (32) in Spannkammern (38) im zweiten Spannbetonelement (12); und
- 5. Verfüllen der Spannkammern (38) mit einem abdichtenden Material.
14. Verfahren zum Verbinden von Spannbetonelementen nach Anspruch 13,
weiterhin umfassend den Schritt:
Injizieren eines Füllmaterials in röhrenförmige
Hohlräume längs der ersten Litzen im zweiten
Spannbetonelement nach dem Fixieren der ersten Litzen im
zweiten Spannbetonelement in den Endverankerungen.
15. Verfahren zum Verbinden von Spannbetonelementen nach Anspruch 14,
weiterhin umfassend:
Entnehmen der Endverankerungen (32) nach dem Aushärten
des Füllmaterials, wobei das ausgehärtete Füllmaterial
die Zugspannung der ersten Litze (36) in das zweite
Spannbetonelement (12) überträgt.
16. Verfahren zum Verbinden von Spannelementen nach Anspruch 13,
weiterhin umfassend:
Vergießen von Spannkammern (38) nach dem Injizieren des
Füllmaterials, wobei die Spannkammern (38) zwischen den
im zweiten Spannbetonelement (12) fixierten
Endverankerungen (32) und einer Wand des zweiten
Spannbetonelementes (12) angeordnet sind.
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