DE19918438A1 - Korrosionsgeschütztes Stahlzugglied - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein korrosionsgeschütztes Stahlzugglied (1a) aus einem Zugelement (2), insbesondere einer Litze aus Stahldrähten, das in einer Umhüllung (4) aus Kunststoff, insbesondere PE, angeordnet und voneiner den Hohlraum zwischen dem Zugelement (2) und der Umhüllung (4) ausfüllenden, plastisch verformbaren Korrisionsschutzmaterial umgeben ist. Um sicherzustellen, dass bei einem Spannglied aus einem Bündel mehrerer solcher Stahlzugglieder (1a) in einem Hüllrohr diese beim Injizieren des Hüllrohres in jedem Fall und an jeder Stelle satt von Zementleim umgeben sind, sind die Umhüllungen (4) der einzelnen Stahlzugglieder (1a) mit über deren Oberfläche hinausragenden Vorsprüngen versehen. Diese Vorsprünge können beispielsweise aus einem Draht bestehen, der in Form einer Wendel (6) fest, zum Beispiel durch Verschweißen, Verkleben oder dergleichen, oder lösbar, zum Beispiel klemmend, mit der Oberfläche der Umhüllung verbunden ist. Dadurch wird in jedem Fall eine unmittelbare linienförmige Berührung benachbarter Stahlzugglieder vermieden und eine ausreichende Einbettung in Zementleim sichergestellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein korrosionsgeschütztes Stahlzugglied gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein aus einer Mehrzahl solcher Stahlzugglieder bestehendes Zugglied, insbesondere ein Spannglied für Spannbeton.

Bei der Konstruktion von Bauwerken aus Spannbeton, insbesondere bei Brückenbauwerken, kennt man die Vorspannung mit und ohne Verbund. Vorspannung mit Verbund wird meist als Vorspannung mit nachträglichem Verbund ausgeführt, wobei die Spannglieder bis zum Erhärten des Betons längsbeweglich gehalten und nach dem Spannen durch Injizieren von Zementleim in Verbund mit dem Bauwerk gebracht werden. Bei Vorspannung ohne Verbund ist dies nicht der Fall. Die Spannglieder können innerhalb oder außerhalb des Betonquerschnitts (sogenannte "externe" Spannglieder) liegen, sind jedoch zur Übertragung der Vorspannkraft gegenüber dem Bauwerk abgestützt.

Externe Spannglieder werden derzeit bevorzugt, da sie kontrollierbar, nachspannbar und auch auswechselbar sind. Nachteilig an der externen Führung von Spanngliedern ist ein geringerer Hebelarm der inneren Kräfte und sind Probleme beim Bauablauf, da oftmals beim Einbau und Spannen der externen Spannglieder die zu diesem Zeitpunkt noch vorhandene Schalung hinderlich ist. Nachteilig ist auch, dass externe Spannglieder der Witterung ausgesetzt und verletzbar sind; letzteres gilt insbesondere hinsichtlich des Brandschutzes sowie des Widerstandes gegen Vandalismus.

Spannglieder für Spannbeton, und zwar sowohl innerhalb als auch außerhalb des Bauwerksquerschnittes angeordnete, bestehen meist aus einer Mehrzahl von Einzelelementen, die mehr oder weniger geordnet in einer rohrförmigen Umhüllung zum Schutz gegen Korrosion oder mechanische Angriffe untergebracht und an den Enden mittels entsprechender Verankerungsvorrichtungen gegenüber dem betreffenden Bauwerk verankert sind.

Nicht zuletzt ebenfalls aus Gründen des Korrosionsschutzes werden als Einzelelemente vielfach die aus US-A 3 646 748 bekannten sogenannten Monolitzen verwendet, das sind Stahlzugglieder, die aus einer Anzahl von jeweils zu einer Litze verdrillten Stahldrähten hoher Festigkeit bestehen, die zum Korrosionsschutz in ein Korrosionsschutzmaterial, z. B. Fett, eingebettet und mit diesem von einer Umhüllung aus Kunststoff umgeben sind. Zur Herstellung solcher Monolitzen kann entweder eine Litze durch eine mit dem Korrosionsschutzmaterial gefüllte Druckkammer hindurchgeführt und auf die derart geschützte Litze ein Kunststoffschlauch aufextrudiert oder eine Litze in ein getrennt hergestelltes und mit Korrosionsschutzmaterial gefülltes Hüllrohr aus Kunststoff eingeschoben werden.

Werden aus einem Bündel von derartigen Monolitzen Spannglieder für Spannbeton gebildet, dann ist eine Ordnung der einzelnen Monolitzen praktisch nur im Bereich von Verankerungen oder von Umlenkstellen erforderlich; im übrigen Verlauf können die Monolitzen mehr oder weniger ungeordnet zu einem Bündel zusammengefasst in einem Hüllrohr liegen. In diesem Zusammenhang ist es bei einem innerhalb des Bauwerksquerschnitts liegenden Spannglied auch bekannt, diese "Unordnung" durch Auspressen des Hüllrohrs mit Zementmörtel zu fixieren (EP 0 220 113 B1).

Ein externes Spannglied aus derartigen Monolitzen ist aus DE 37 34 954 C2 bekannt. Bei diesem Spannglied verlaufen die Einzelelemente sowohl an den Endverankerungen, als auch im Bereich von Umlenkstellen geordnet, nämlich so, dass die durch die Umlenkung der Vorspannkraft entstehenden Kräfte zuverlässig auf das Bauwerk abgegeben werden. Zu diesem Zweck werden die Monolitzen durch gesondert eingebaute Abstandhalter geordnet und wird der Bereich der Umlenkstelle vor dem Spannen des Spannglieds vorweg mit Zementleim injiziert. Der Einbau einzelner Abstandhalter erfordert aber einen gewissen zeitlichen und damit nicht nur Material, sondern auch Lohnkosten verursachenden Aufwand.

Die Verwendung von derartigen Monolitzen als Einzelelemente für Spannglieder schafft zwar grundsätzlich die Voraussetzung dafür, dass die in Korrosionsschutzmaterial gebetteten einzelnen Litzen ausgewechselt, d. h. aus ihrer jeweiligen Umhüllung herausgezogen und durch neue Litzen ersetzt werden können. Diese Möglichkeit ist aber nur dann gegeben, wenn diese Monolitzen im Bündel innerhalb des Hüllrohrs so geführt sind, dass sie einen im wesentlichen geradlinigen Verlauf haben und, vor allem im Bereich von Umlenkstellen, keinen Zwängungen ausgesetzt sind. Jedenfalls muss sichergestellt sein, dass die relativ dünnwandigen Umhüllungen der einzelnen Monolitzen nach der Entfernung einzelner Litzen ihre Gestalt zumindest so lange nicht verändern, bis eine neue Litze eingeführt ist.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, um bei derartigen Spanngliedern auf möglichst einfache Weise einen Mindestabstand voneinander zu gewährleisten und damit sicherzustellen, dass die einzelnen Monolitzen beim Injizieren der rohrförmigen Umhüllung in jedem Fall und an jeder Stelle satt von Zementleim umgeben sind.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin noch ein aus derartigen Einzelelementen bestehendes Zugglied.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die prinzipiell glattwandigen Umhüllungen der bekannten Monolitzen mit über deren Oberfläche hinausragenden Vorsprüngen zu versehen, die als Abstandhalter eine lineare Berührung benachbarter Einzelelemente verhindern und einen Mindestabstand dieser Elemente voneinander sicherstellen, der so groß ist, dass jedes einzelne Element einwandfrei von Zementleim umhüllt werden kann. Dies gilt insbesondere im Bereich von Umlenkstellen, wo durch diese Vorsprünge trotz enger Packung der Einzelelemente ermöglicht wird, dass Zementleim auch von der Seite her in die inneren Zwickel zwischen den Einzelelementen eindringen kann.

Auf diese Weise ist es nach der Erfindung nicht nur möglich, die Monolitzen in einem Bündel einzeln spannbar und nachspannbar sowie kontrollierbar zu halten, sondern auch einzelne Litzen bei Bedarf auswechseln und durch neue ersetzen zu können, ohne befürchten zu müssen, dass dann, wenn eine Litze aus ihrer im Zementmörtel eingebetteten Umhüllung herausgezogen wird, der durch diese gebildete Spannkanal infolge von eine Zusammendrückung in Querrichtung hervorrufenden Kräften beeinträchtigt wird. So gelingt es, die Auswechselbarkeit der Einzelelemente auch bei innerhalb eines Bauwerksquerschnitts verlaufenden Spanngliedern sicherzustellen und somit die genannten Nachteile externer Spannglieder zu vermeiden.

Die als Abstandhalter dienenden Vorsprünge können in vielfältiger Weise auf die Umhüllungen aufgebracht werden. Sie können mit der Umhüllung ausgeformt, aber auch nachträglich aufgebracht, z. B. thermoplastisch aufgeschweißt oder aufgeklebt werden. Dies kann in durchlaufender Form geschehen, wie z. B. in Form einer Wendel, aber auch punktuell. Es ist aber auch möglich, Vorsprünge bildende Teile lösbar, z. B. klemmend auf die Umhüllung aufzubringen, wobei allerdings sichergestellt werden muss, dass solche Teile sich beim Längsverschieben solcher Monolitzen aneinander nicht verschieben.

Weitere Merkmaie und vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt

Fig. 1 Schrägansicht und Querschnitt eines erfindungsgemäßen Stahlzugglieds mit einer fest auf der Umhüllung angebrachten Wendel,

Fig. 2 Schrägansicht und Querschnitt eines Stahlzugglieds mit einer punktuell klemmend angeordneten Spange,

Fig. 3 Längs- und Querschnitt eines mit gemäß Fig. 2 ausgebildeten Stahlzuggliedern versehenen Spannglieds im Verankerungsbereich und

Fig. 4 entsprechende Darstellungen des Spannglieds im Bereich einer Umlenkstelle.

In den Fig. 1 und 2 sind zwei Ausführungsformen eines korrosionsgeschützten Stahlzugglieds gemäß der Erfindung in Schrägansicht und Querschnitt dargestellt. In jedem Fall ist das Stahlzugglied 1a bzw. 1b eine sogenannte Monolitze; es besteht aus einem Zugelement 2 aus Stahl, nämlich einer Litze aus insbesondere sieben miteinander verdrillten hochfesten Stahldrähten 3, die in einer Umhüllung 4 aus Kunststoff, insbesondere einem PE-Mantel, angeordnet sind. Der zwischen der Litze 2 und der Umhüllung 4 verbliebene Hohlraum ist von einem Korrosionsschutzmaterial 5 ausgefüllt. Dieser Aufbau einer sogenannten Monolitze ist bekannt.

Erfindungsgemäß ist das Stahlzugglied 1a bzw. 1b mit über den Außenumfang der Umhüllung 4 hinausragenden Vorsprüngen versehen, die Abstandhalter bilden, d. h. verhindern sollen, dass dann, wenn mehrere solcher Stahlzugglieder in einem Bündel zusammengefasst sind, die Umhüllungen benachbarter Stahlzugglieder einander linear berühren. Diese Vorsprünge können grundsätzlich in beliebiger Weise ausgebildet sein; sie müssen nur eine gewisse Mindesthöhe aufweisen (1 bis 2 mm) und zumindest im wesentlichen gleichmäßig über den Umfang der Stahlzugglieder und über deren Länge verteilt sein, zumindest aber über den Bereich der Länge, über den ein Abstand der Stahlzugglieder voneinander sichergestellt werden muss.

So ist in Fig. 1 eine Wendel 6 gezeigt, welche die Umhüllung mit verhältnismäßig großer Steigung auf die ganze Länge des Stahlzugglieds umgibt. Die Wendel 6 kann bereits bei der Herstellung des PE-Rohrs angeformt und somit einstückig mit dem PE-Rohr verbunden sein; sie kann aber auch in Form einer PE-Schnur nachträglich, z. B. in rotierendem Vorschub, aufgebracht und mit dem PE-Rohr fest, z. B. durch Verschweißen oder Verkleben, verbunden sein. Es ist aber auch möglich, eine Wendel aus Stahldraht zu verwenden, die nachträglich auf das PE- Rohr aufgebracht und auf diesem durch Reibung infolge einer ihr vermittelten Rückstellkraft gehalten wird.

Eine weitere Möglichkeit für die Gestaltung der Vorsprünge ist in Fig. 2 angedeutet. Hier sind nicht durchlaufend, sondern in gegenseitigen Abständen voneinander abstandhaltende Teile angeordnet, die jeweils, wie insbesondere Fig. 2b zeigt, als das Stahlzugglied über einen großen Teil seines Umfangs umgreifende Spange 7 ausgebildet sind. Diese Spange 7 besteht zweckmäßig aus Kunststoffmaterial, dessen Elastizität so groß ist, dass sie von der Seite her unter Aufweitung auf das Stahlzugglied 1b aufgesteckt werden kann und sich durch die ihr eigene Elastizität dann um das Stahlzugglied 1b herum schließt. Die Spange 7, von der mehrere in vorzugsweise gleichen Abständen voneinander hintereinander angeordnet sind, kann entweder klemmend auf dem Stahlzugglied verbleiben; sie kann aber auch, wenn sie aus Kunststoff besteht, zum Beispiel durch Verschweißen oder Verkleben mit dem PE-Mantel der Monolitze fest verbunden werden. Der Winkel, über den die Spange 7 das Stahlzugglied 1b umschließt, muss auf die Elastizität des Materials der Spange 7 abgestimmt sein; er wird im Regelfall mehr als 180°, aber weniger als 270° betragen.

In den Fig. 3 und 4 sind dann noch Anwendungsformen eines gemäß Fig. 2 ausgebildeten Stahlzugglieds gezeigt, und zwar in Fig. 3 im Verankerungsbereich und in Fig. 4 in einem Umlenkbereich eines Spannglieds in einem Betonbauwerk.

Das Spannglied 8 besteht aus einem Bündel aus sieben erfindungsgemäß ausgebildeten Stahlzuggliedern 1b, sogenannten Monolitzen, die in Abständen voneinander mit Vorsprüngen in Form von Spangen 7 versehen sind, wie sie zuvor anhand Fig. 2 beschrieben wurden. Das Bündel ist innerhalb eines Hüllrohrs 9 in einem Bauwerksteil 10 angeordnet und an seinem Ende mittels einer Verankerungsvorrichtung 11, die im einzelnen beliebig ausgebildet sein kann, gegenüber einer Widerlagerplatte 12 abgestützt (Fig. 3a). Wie Fig. 3b als Schnitt entlang der Linie b-b in Fig. 3a zeigt, liegen die einzelnen Stahlzugglieder 1b im Bereich der Verankerung in einer radialen Ordnung voneinander, die durch die Verankerungsvorrichtung 11 vorgegeben ist. Der zwischen den einzelnen Stahlzuggliedern 1b und dem Hüllrohr 9 verbliebene Hohlraum ist mit Zementmörtel 13 injiziert.

Im Bereich einer Umlenkstelle (Fig. 4), an der bei Vorspannung radial gerichtete Umlenkkräfte auftreten, werden die einzelnen Stahlzugglieder 1b gegen den Umlenksattel 14 gedrückt. Hier verhindern die Spangen 7 eine dichte Anlage der Stahlzugglieder 1b aneinander, sichern somit einen gewissen Abstand derselben voneinander, so dass diese beim Auspressen des Hohlraumes zwischen diesen und dem Hüllrohr 9 mit Zementmörtel von diesem satt umhüllt werden können. In einem solchen Fall ist es ohne weiteres möglich, nachträglich einzelne Litzen 2 aus dem sie umgebenden PE-Mantel 4 herauszuziehen und in die zurückbleibenden Hohlräume neue Litzen einzuschieben, ohne ein Zusammenbrechen dieser Hohlräume befürchten zu müssen.

Claims (9)

1. Korrosionsgeschütztes Stahlzugglied, bestehend aus einem Zugelement, insbesondere einer Litze aus Stahldrähten, das in einer Umhüllung aus Kunststoff, insbesondere PE, angeordnet und von einer den Hohlraum zwischen dem Zugelement und der Umhüllung ausfüllenden, plastisch verformbaren Korrosionsschutzmaterial umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (4) mit über deren Oberfläche hinausragenden Vorsprüngen versehen ist, die zumindest im wesentlichen gleichmäßig über deren Länge und Umfang verteilt sind.

2. Stahlzugglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge durch fest, z. B. durch Verschweißen, Verkleben oder dergleichen, mit der Oberfläche der Umhüllung verbundene Teile gebildet sind.

3. Stahlzugglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge durch lösbar, z. B. klemmend auf die Umhüllung aufgebrachte Teile gebildet sind.

4. Stahlzugglied nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge entlang einer Wendel (6) verlaufen.

5. Stahlzugglied nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendel aus einzelnen, auf einer Schraubenlinie in gegenseitigem Abstand voneinander liegenden Abschnitten besteht.

6. Stahlzugglied nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge in Umfangsrichtung verlaufen und in gegenseitigen Abständen voneinander über die Länge des Zugglieds angeordnet sind.

7. Stahlzugglied nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge aus die Umhüllung klammerartig umschließenden bogenförmigen Teilen (7) bestehen.

8. Stahlzugglied nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die bogenförmigen Teile sich über einen Zentriwinkel von mehr als 180°, aber weniger als 270° erstrecken und infolge elastischer Verformung quer auf die Umhüllung aufsteckbar sind.

9. Zugglied, insbesondere Spannglied für Spannbeton, aus einer Mehrzahl von gemäß den Ansprüchen 1 bis 8 ausgebildeten Stahlzuggliedern, bei dem die einzelnen Stahlzugglieder (1) zu einem Bündel zusammengefasst innerhalb einer rohrförmigen Umhüllung (9) angeordnet sind und der Hohlraum zwischen diesen und der rohrförmigen Umhüllung (9) mit einem erhärtenden Material, insbesondere Zementmörtel, ausgepresst ist.