DE19833273A1 - Spanngliedanordnung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spanngliederanordnung für vorspannbare Betonbauwerke, insbesondere Brücken, mit annähernd mittig in dem vorzuspannenden Betonquerschnitt verlegten Spanngliedern, die in Hüllrohren verlaufen. Wesentlich dabei ist, daß die Spannglieder aus mehreren Spannstäben bestehen, die zur Bildung einer Monolitze in Korrosionsschutzmasse eingebettet und von einem gemeinsamen Litzenmantel umgeben sind und daß diese Monolitzen ohne Verbund in ihrem Hüllrohr verlaufen, so daß sie mitsamt ihrem Litzenmantel bei Bedarf aus dem Hüllrohr herausziehbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spanngliedanordnung für vorspannbare Beton­ bauwerke, insbesondere Brücken, mit innerhalb des vorzuspannenden Betonquerschnittes verlegten Spanngliedern, wobei die Spannglieder in Hüllrohren verlaufen.

Im bekannten Fall wird der freie Querschnitt zwischen den Spanngliedern und den sie umgebenden Hüllrohren mit Mörtel ausgepreßt, um die Spannglieder vor Korrosion zu schützen und ihren Verbund mit dem Beton herbeizuführen.

Diese Spanngliedanordnung ist zwar kostengünstig, hat aber den Nachteil, daß die Spannglieder weder inspizierbar noch austauschbar sind.

Daneben ist, insbesondere bei Brücken, die externe Vorspannung über verbundlose Spannglieder bekannt. Dabei werden die Spannglieder freilie­ gend durch den Brückenhohlkasten geführt und in Konsolen verankert. Durch ihre freie Führung können die Spannglieder jederzeit hinsichtlich ih­ res Zustandes überprüft und gegebenenfalls auch ausgetauscht werden. Allerdings haben diese externen Spannglieder den Nachteil, daß man sie in bestimmten Abständen über große Betonkonsolen mit dem Bauwerk zur Übertragung der Spannkraft verbinden muß. Diese Konsolen müssen au­ ßerdem stark bewehrt sein, um die auf sie einwirkenden Kräfte in den Brückenkörper zu übertragen. Daraus resultieren gegenüber der internen Vorspannung mit nachträglichem Verbund erhebliche Mehrkosten.

Hiervon ausgehend liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ei­ ne Spanngliedanordnung anzugeben, die die Mehrkosten und das Mehrge­ wicht einer externen Vorspannung deutlich verringert, aber trotzdem eine Zustandsprüfung sowie einen nachträglichen Austausch der Spannglieder zuläßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die intern ver­ legten Spannglieder aus mehreren Spanndrähten bestehen, die zur Bildung einer Monolitze in Korrosionsschutzmasse eingebettet und von einem ge­ meinsamen Litzenmantel umgeben sind und daß diese Monolitzen ohne Verbund in ihrem Hüllrohr verlaufen, so daß sie einzeln oder zu mehreren, jeweils aber mitsamt ihrem Litzenmantel bei Bedarf aus dem einbetonierten Hüllrohr herausziehbar sind.

Auf diese Weise können die Spannglieder wie bei der internen Vorspan­ nung innerhalb des Betonquerschnittes verlegt werden, so daß sie allseits vom Beton umgeben sind und statisch wesentlich günstiger wirken als die bisher bekannten austauschbaren, jedoch extern verlegten Spannglieder. Außerdem ist durch ihre Ummantelung mit Korrosionsschutzmasse und ei­ nem Litzenmantel sichergestellt, daß der Verzicht auf einen nachträglichen Verbund der Spannglieder mit ihrem Hüllrohr durch Einpressen von Mörtel kein Korrosionsrisiko begründet.

Die Erfindung vereinigt also praktisch die Vorteile der internen und der externen Spanngliedanordnung, ohne deren jeweilige Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.

Das Ziehen der Litzen erfolgt in der Weise, daß sie zunächst entspannt und aus ihrer Endverankerung gelöst werden. Gleichzeitig mit dem Her­ ausziehen kann dann eine mit dem durchgezogenen Litzenende verbunde­ ne neue Litze in das Hüllrohr eingezogen werden, aber auch eine nach­ trägliche Bestückung mit neuen Litzen ist möglich.

Um einen geordneten Verlauf der Monolitzen in ihrem Hüllrohr sicherzu­ stellen, kann es zweckmäßig sein, die Litzen an ihren Enden zu markieren, so daß die beiden Enden einer Litze mit annähernd den gleichen Koordi­ naten im jeweiligen Ankerkopf montiert werden können. Umschlingungen der Litzen, die ein späteres Herausziehen erschweren würden, sind da­ durch ausgeschlossen.

Damit der Austausch einzelner Spannglieder nicht zu einer unzulässigen Schwächung der Tragfähigkeit des Bauwerkes führt, wird die Anzahl der Hüllrohre so gewählt, daß bei Entnahme aller Monolitzen eines Hüllrohres die ausreichende Standsicherheit des Bauwerkes, gegebenenfalls bei einer eingeschränkten Verkehrslast, durch die verbleibenden Spannglieder ge­ währleistet ist.

Die Anzahl der Monolitzen pro Hüllrohr wird so gewählt, daß sie maximal etwa 70%, vorzugsweise maximal etwa 50% des Hüllrohrquerschnittes ausfüllen. Der verbleibende Freiraum stellt sicher, daß die Monolitzen ohne Beschädigung aus dem Hüllrohr herausgezogen werden können.

Da das Hüllrohr erfindungsgemäß nicht mehr mit Mörtel gefüllt ist, wird es zweckmäßig aus nichtrostendem Material hergestellt, insbesondere aus Kunststoff wie Polyethylen.

In Weiterbildung der Erfindung empfiehlt es sich, daß die Hüllrohre, und zwar zumindest die unter der Fahrbahndecke verlaufenden Hüllrohre in ih­ rem niveaumäßig unteren Bereich zumindest einen Wasser-Ablauf aufwei­ sen. Dadurch kann durch eventuelle Undichtigkeiten eingedrungenes Was­ ser sich nicht im Hüllrohr ansammeln und vor allem ist eine bei Eisbildung entstehende Sprengwirkung auf das Hüllrohr und den umgebenden Beton ausgeschlossen.

Statt dessen oder zusätzlich können die Hüllrohre auch einen Puffer zur Aufnahme der bei Eisbildung im Hüllrohr entstehenden Sprengwirkung aufweisen, wobei dieser Puffer aus einem reversibel nachgiebigen Aus­ gleichskörper bestehen kann, der innerhalb des Hüllrohres oder an seiner Außenseite angeordnet ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nach­ folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung bei Anwendung der Spanngliedanordnung an einer Brücke; dabei zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch den linken oberen Bereich des Brücken-Hohlkastens;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Brücke im Bereich einer Ankerkon­ sole;

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein einbetoniertes Hüllrohr;

Fig. 4 einen ähnlichen Querschnitt mit außen angeordneter Dehnungs­ kompensation und

Fig. 5 einen ähnlichen Querschnitt mit innen angeordneter Dehnungs­ kompensation.

In Fig. 1 erkennt man einen Querschnitt im Eckbereich des Brücken-Hohl­ kastens mit der Fahrbahnplatte 1 und einem die Seitenwand des Hohl­ kastens bildenden Steg 2. In der Fahrbahnplatte 1 sind mehrere intern verlegte Hüllrohre 3 mit nicht näher dargestellten Spanngliedern einbeto­ niert. Sie verlaufen in an sich bekannter Weise nebeneinander und zwar etwa mittig im Betonquerschnitt, also nicht an dessen Rand.

Im Bereich der Ankerkonsolen 4 laufen zumindest einige der Hüllrohre 3 aus der Fahrbahnplatte 1 heraus, so daß sie im Hohlkasten am Ankerkopf 5 auf die gewünschte Vorspannung gebracht werden können.

Selbstverständlich kann die in Fig. 2 abgebildete Ankerkonsole auch als sogenannte Koppelkonsole ausgebildet sein, an der gleichzeitig mehrere spiegelbildlich zueinander verlaufende Spannglieder verspannt sind.

Wesentlich ist nun die Ausbildung der Spannglieder und ihre Anordnung innerhalb ihres jeweiligen Hüllrohres. Dazu wird auf Fig. 3 verwiesen.

Man erkennt dort, daß die Spannglieder durch sogenannte Monolitzen 6 gebildet sind und daß jede dieser Monolitzen einen oder mehrere Spann­ drähte 6a enthält, die in Korrosionsschutzmasse 6b eingebettet und von einem dichten äußeren Litzenmantel 6c umgeben sind. Diese Monolitzen, die sonst nur bei externer Spanngliedanordnung eingesetzt werden, sind in der gewünschten Anzahl in einem gemeinsamen Hüllrohr 3 angeordnet, wobei auf einen nachträglichen Mörtelverbund der Monolitzen mit dem Hüllrohr verzichtet wird. Die Monolitzen bleiben vielmehr freiliegend inner­ halb ihres Hüllrohres, so daß jederzeit ein Herausziehen der Monolitzen zu ihrer Inspektion oder zum Austausch gegen neue Monolitzen möglich ist. Außerdem ist jederzeit eine Kontrolle der Vorspannkraft durch Ansetzen einer Vorspannpresse bei eingebautem Spannglied möglich.

Wesentlich ist außerdem, daß das Hüllrohr 3 an geeigneter Stelle einen oder mehrere Wasserabläufe 7 aufweist, damit sich im Inneren keine Feuchtigkeit ansammeln und bei Unterschreiten des Gefrierpunktes eine Sprengwirkung auf das Hüllrohr und den umgebenden Beton ausüben kann.

In den Fig. 2 und 3 ist der Wasserablauf 7 jeweils als ein mit dem Hüll­ rohr verbundenes Ablaufrohr dargestellt, das den umgebenden Beton durchquert und in den Hohlkasten mündet bzw. bei Hüllrohren im unteren Bereich des Hohlkastens ins Freie mündet. Selbstverständlich bestehen hierfür aber viele konstruktive Ausführungsvarianten. So kann der Was­ serablauf beispielsweise auch am Ankerkopf 5 vorgesehen sein.

Wie Fig. 3 außerdem zeigt, sind vergleichsweise wenige Monolitzen in ei­ nem Hüllrohr untergebracht, damit genügend Freiraum zum Herausziehen bzw. Wiedereinziehen einer neuen Monolitze zur Verfügung steht. Der Freiraum besteht im einfachsten Fall aus Luft. Es liegt aber auch im Rah­ men der Erfindung, ihn mehr oder weniger mit einem Gleitmittel und/oder Korrosionsschutzmittel und/oder wasserverdrängendem Mittel auszufüllen. Dieses Mittel liegt zweckmäßig in Granulatform vor, wobei eine entspre­ chendes Sieb ein Herausrieseln und/oder Verstopfen des Wasserablaufes 7 verhindert.

Das Hüllrohr ist in den Ausführungsbeispielen jeweils in Kreisform darge­ stellt; es kann selbstverständlich unterschiedlichste Querschnittsformen aufweisen und auch mehrteilig ausgebildet sein. Insbesondere kann es auch im Inneren Gleitelemente aufweisen, um den Reibungsbeiwert herab­ zusetzen oder Abstandhalter, die eine Orientierung der Monolitzen 6 im Hüllrohr ermöglichen.

Die Fig. 4 und 5 zeigen die Ausrüstung des Hüllrohres mit einem Puffer 8 bzw. 9 für den Fall, daß ein sicherer Wasserablauf aus dem Hüllrohr nicht gewährleistet ist. Damit in diesem Fall die bei Eisbildung auftretende Dehnung ohne starke Reaktionskräfte auf den umgebenden Beton kom­ pensiert werden kann, ist in Fig. 4 an derjenigen Außenseite des Hüllroh­ res, die bei der Vorspannung keiner Querkraft unterliegt, ein Puffer 8 in Form einer Halbschale aus Kunststoff vorgesehen.

Statt dessen zeigt Fig. 5 einen Puffer im Inneren des Hüllrohres, der aus zahlreichen in den Freiraum des Hüllrohres eingeblasenen Kunststoffkü­ gelchen 9 besteht.

Als Material für den Puffer 8 oder 9 kommt Kunststoff, etwa Styropor in Betracht. Vorzugsweise wird aber ein hochelastisches Material verwendet, das beim Auftauen zumindest teilweise wieder in den ursprünglichen Quer­ schnitt zurückfedert.

Zusammenfassend zeichnet sich die beschriebene Erfindung dadurch aus, daß jederzeit ein Austausch der kompletten Monolitzen möglich ist und daß aufgrund der internen Verlegung der Spannglieder günstigere statische Verhältnisse vorliegen als bei externer Verlegung, daß keine Exzentrizitä­ ten im Krafteinleitungsbereich am Spanngliedende auftreten und ein hoher Schutz vor Feuer und mechanischer Einwirkung gegeben ist.

Claims (10)

1. Spanngliedanordnung für vorspannbare Betonbauwerke, insbesondere Brücken, mit innerhalb des vorzuspannenden Betonquerschnittes verlegten Spanngliedern (6), die in Hüllrohren (3) verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannglieder (6) aus mehreren Spanndrähten (6a) bestehen, die zur Bildung einer Monolitze in Korrosionsschutzmasse (6b) eingebettet und von einem gemeinsamen Litzenmantel (6c) umgeben sind und daß diese Monolitzen (6) ohne Verbund in ihrem Hüllrohr (3) verlaufen, so daß sie einzeln oder zu mehreren, jeweils aber mitsamt ihrem Litzenmantel (6c) bei Bedarf aus dem einbetonierten Hüllrohr (3) herausziehbar sind.

2. Spanngliedanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Monolitzen (6) pro Hüllrohr (3) so gewählt ist, daß sie maximal etwa 70%, vorzugsweise maximal etwa 50% des Hüllrohrquer­ schnittes ausfüllen.

3. Spanngliedanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Hüllrohre (3) so gewählt ist, daß bei Entnahme aller Monolitzen (6) eines Hüllrohres (3) die verbleibenden Monolitzen der übri­ gen Hüllrohre die ausreichende Standsicherheit des Bauwerkes zumindest bei einer eingeschränkten Verkehrslast gewährleisten.

4. Spanngliedanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Monolitzen (6) an ihren Enden markiert sind.

5. Spanngliedanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (3) aus nicht rostendem Material, insbesondere Kunst­ stoff, besteht.

6. Spanngliedanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (3) in seinem niveaumäßig unteren Bereich zumindest ei­ nen Wasserablauf (7) aufweist.

7. Spanngliedanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (3) an seinem Ende in ein Formteil mit Wasserablauf mündet.

8. Spanngliedanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (3) einen Puffer (8, 9) zur Aufnahme der bei Eisbildung im Hüllrohr entstehenden Sprengwirkung aufweist.

9. Spanngliedanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Puffer (8, 9) aus einem weitgehend reversibel nachgiebigen Aus­ gleichsmaterial besteht, das innerhalb des Hüllrohres (3) oder an seiner Außenseite angeordnet ist.

10. Verfahren zur Vorspannung von Betonbauwerken, insbesondere Brüc­ ken, wobei die Spannglieder (6) in Hüllrohren (3) etwa mittig in dem vorzu­ spannenden Betonquerschnitt verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannglieder (6) Monolitzen mit eigenem Korrosionsschutz einge­ setzt werden und daß nach dem Vorspannen auf einen Verbund zwischen den Monolitzen (6) und ihrem Hüllrohr (3) verzichtet wird.