DE202005016646U1

DE202005016646U1 - Verankerungsanordnung für Gesimskonsolen sowie in Beton eingießbares Verankerungsbauteil hierfür

Info

Publication number: DE202005016646U1
Application number: DE200520016646
Authority: DE
Original assignee: BETOMAX KUNSTSTOFF METALL; Betomax Kunststoff- und Metallwarenfabrik & Co KG GmbH
Current assignee: BETOMAX GMBH & CO. KG, DE
Priority date: 2005-10-21
Filing date: 2005-10-21
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2015-10-22

Abstract

Verankerungsanordnung für Gesimskonsolen, bestehend aus einem Betonbauteil (12) mit einem darin eingegossenen Verankerungsbauteil (14), bei der das Verankerungsbauteil eine Ankerhülse (16) aus nicht rostendem Stahl zur Aufnahme eines Ankerbolzens (20) und einen die Ankerhülse nach radial außen überragenden Verankerungskörper (18) aus Schwarzstahl aufweist, und bei der die Ankerhülse (16) aus nicht rostendem Stahl einen Ends mit dem Verankerungskörper (18) aus Schwarzstahl verschweißt ist und anderen Ends zu einer Außenfläche (12A) des Betonbauteiles (12) eine Durchgangsverbindung (15) aufweist und der Verankerungskörper (18) aus Schwarzstahl im Inneren des Betonbauteils (12) von der Außenfläche (12A) mit Abstand (a) entfernt eingebettet ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Verankerungsanordnung für Gesimskonsolen sowie ein in Beton eingießbares Verankerungsbauteil hierfür. Derartige Verankerungsanordnungen und Verankerungsbauteile werden vor allem im Betonhochbau und insbesondere beim Brückenbau benötigt, um z.B. so genannte Gesimskappen, die den Längsrand des Brückenbauwerkes seitlich überragen sollen, anbetonieren zu können. Hierzu ist es erforderlich, so genannte Gesimskonsolen an der Brückenunterseite randnah aufzuhängen. Nach Abschluss der durchzuführenden Arbeiten werden die Gesimskonsolen wieder entfernt und die der Gesimskonsolenverankerung dienenden Löcher durch Kunststoff kappen oder Stopfen aus Faserbeton verschlossen. Derartige Verankerungsanordnungen bestehen daher aus dem Betonbauteil, an welches die Gesimskonsole angehängt werden soll, sowie dem in diesem Betonbauteil eingegossenen Verankerungsbauteil, in welchem ein Ankerbolzen zum Befestigen der Gesimskonsole bei Bedarf zugfest, z.B. durch Einschrauben, einsetzbar ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist bereits eine Vielzahl von Verankerungsbauteilen bekannt, welche aus einer Ankerhülse und einer mit dieser einstückig verbundenen Ankerplatte bestehen. Das gesamte Verankerungsbauteil wird in der Regel aus Gussstahl in einem Stück hergestellt und versenkt in dem so genannten Brückenüberbau einbetoniert, so dass Gerüstbauteile daran angehängt werden können. Ein Korrosionsschutz ist nicht üblich, da derartige Verankerungsbauteile nur kurzzeitig zum Einsatz kommen, nämlich während der Fertigstellung des Brückenbauwerkes. Diese kurzzeitig genutzten Verankerungsbauteile werden nach der Bauphase verschlossen.
Im Falle von Sarnierungsarbeiten, die zu einem teilweise erheblich späteren Zeitpunkt durchgeführt werden, können diese Verankerungsbauteile nicht mehr mit der erforderlichen Sicherheit genutzt werden, weil die nicht unerhebliche Gefahr besteht, dass die Ankerplatte, die Ankerhülse oder die Verbindung dieser Teilbereiche nicht mehr ausreichend tragfähig sind, da die Korrosionsgefahr durch den ständigen Witterungseinfluss bei Brückenbauwerken sehr hoch ist. Auch das Verzinken des Ankerungsbauteils schafft hier keine ausreichende Sicherheit. Andererseits wäre ein aus nicht rostendem Stahl hergestelltes Verankerungsbauteil weitaus zu kostenaufwendig. Abgesehen von den hohen Materialkosten ist der Aufwand sowohl beim Edelstahlguss als auch beim Edelstahlschweißen wesentlich zu hoch. Deshalb ist es üblich, bei Sanierungsarbeiten an Brücken neue Verankerungssysteme nachträglich anzubringen, z.B. in Gestalt von Spreizdübeln, wie z.B. Felsankern, eingeklebten Gewindestangen oder Durchbohrungen mit von oben aufgesetzten Ankerteilen, die ein Anhängen von Gerüstbauteilen von unten gestatten.
GEGENSTAND DER ERFINDUNG
Um Verankerungen für Gesimskonsolen nicht nur während der Bauphase des Betonbauwerkes sondern auch bei späteren Sanierungen nutzen zu können, wird ein korrosionsgeschütztes, gleichwohl preisgünstiges und besonders sicheres Verankerungsbauteil und eine entsprechende Verankerungsanordnung für Gesimskonsolen gemäß den Ansprüchen 1 und 10 vorgeschlagen. Dabei geht die Erfindung von dem Grundgedanken aus, eine Ankerhülse aus nicht rostendem Stahl zu verwenden und auf der von der Betonoberfläche abgewandten Seite der Hülse einen Verankerungskörper aus Schwarzstahl aufzuschweißen um diesen im Inneren des Betonbauteils von der Betonaußenfläche mit Abstand einzubetten. Überraschenderweise ist die Ankerplatte bei einer derartigen Anordnung gegen Verrosten oder Brüchigwerden der Schweißnaht dauerhaft geschützt, so dass die Ankerkräfte auch noch sehr viele Jahre nach dem Erstellen des Betonbauteiles trotz ungünstiger Bewitterung verlässlich halten. Gleichwohl ist eine sehr preiswerte Herstellung und Verarbeitung der Verankerungsbauteile möglich und müssen nur vergleichsweise geringe Sicherheitszuschläge bei den Materialstärken einberechnet werden. Soweit von „nicht rostendem Stahl" die Rede ist, umfasst dies im Sinne der Erfindung nicht nur Stähle der A-Gruppe, wie z.B. Stähle nach VA4, sondern auch andere gegen das Durchrosten geschützte Stähle, die eine rostähnliche Oberfläche aufbauen, wobei das Weiterrosten allerdings verhindert wird. Beispielsweise sei hier ein unter der Bezeichnung KORTEN-Stahl bekannte Stahlsorte erwähnt. Soweit für den Verankerungskörper der Begriff „Schwarzstahl" verwendet wird, umfasst dies im Sinne der Erfindung sämtliche Metalllegierungen, insbesondere Stahlsorten, die nicht nicht rostend sind, wie z.B. gehärtete oder ungehärtete Maschinenstähle. Nur beispielhaft sei die Stahlsorte S355 erwähnt.
Es ist nun auf verschiedene Weise möglich, erfindungsgemäße Verankerungsanordnungen und Verankerungsbauteile herzustellen und zu konfigurieren:
Als besonders effizient haben sich Verankerungskörper aus Schwarzstahl in Form einer Platte erwiesen, diese erbringen bei vergleichsweise geringem Materialansatz hohe Haltekräfte und können aus preiswerten Vormaterialien, wie Flachstahlbändern durch Schneiden oder Stanzen abgetrennt werden.
Mit relativ geringem Materialaufwand bei hoher Haltekraft kommen Ankerhülsen aus nicht rostendem Stahl in Gestalt eines kreiszylindrischen Bauteils in Betracht.
Wenn als Ankerhülse aus nicht rostendem Stahl ein Gussbauteil verwendet wird, so vereinfacht sich dadurch die Herstellung der inneren Haltemittel für den Ankerbolzen. Derartige Haltemittel sind bevorzugt als so genanntes Grobgewinde ausgebildet, die auf entsprechend geformte Ankerbolzen abgestimmt sind. Es kommen aber ebenso bajonett ähnliche Verriegelungsmittel in Betracht. Jedenfalls entfällt eine spanabhebende Bearbeitung.
Die Schweißverbindung zwischen dem Verankerungskörper und der Ankerhülse können nach verschiedenen Methoden, wie z.B. mit einer außenliegenden Kehlnaht hergestellt werden. Als besonders vorteilhaft hat sich allerdings eine so genannte Reibschweißverbindung zwischen der Ankerhülse aus nicht rostendem Stahl und dem Verankerungskörper aus Schwarzstahl erwiesen. Beim Reibschweißverfahren wird das eine Bauteil stationär eingespannt und das andere Bauteil rotierbar eingespannt, wobei eine Druckerzeugungsvorrichtung die Anlage zwischen den zu verschweißenden Teilen beim Reibvorgang sicherstellt und einen an den Erweichungsgrad der reibungserhitzten Metallteile abgestimmten Stauchdruck aufbringt, mit dem die zu verbindenden Teile aneinander gepresst werden. Das Reibschweißverfahren hat sich für das Verbinden der nicht rostenden Ankerhülse und des Verankerungskörpers aus Schwarzstahl als besonders günstig erwiesen – nicht nur dass der Arbeitsaufwand sehr gering und die Automatisierungsmöglichkeiten sehr groß sind, sondern auch die räumliche Anordnung der Schweißverbindung ist für den vorliegenden Fall besonders günstig, weil im Hülseninneren am Übergang zum Verankerungskörper keine kapillarähnlichen Nahtstellen entstehen, so dass auch bei auf der Rückseite offener Ankerhülse aus Edelstahl der angrenzende Verankerungskörper keinem ins Gewicht fallenden Verrosten ausgesetzt ist. Außerdem kann ein Dichtstopfen, z.B. aus Kunststoff oder als Fettpfropfen in Hülsentiefe platziert werden.
Als betonflächenoberseitiger Abschluss der Ankerhülse hat sich die Ausbildung eines Bundes- bzw. einer Stufung am Hülsenaußenumfang als besonders vorteilhaft herausgestellt.
Eine sichere Funktion bei geringen Materialaufwand für das Verankerungsbauteil wird dann erreicht, wenn die Einbetttiefe (a) des Verankerungskörpers zwischen 30 und 200 mm, vorzugsweise zwischen 60 und 150 mm liegt. Die Länge der Verankerungshülse aus nicht rostendem Stahl kann genauso groß wie die Einbetttiefe sein, aber auch geringer, wobei die Hülsenlänge nicht kleiner als 25 mm sein sollte.
Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so daß die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung und Tabelle, in der – beispielhaft – ein Ausführungsbeispiel einer Verankerungsanordnung dargestellt ist.
In der Zeichnung zeigen
1A ein erstes Verankerungsbauteil aus der Richtung der Betonaußenfläche betrachtet, entsprechend einer Schnittansicht von unten (Schnitt entlang der Linie IA-IA gemäß 1B);
1B dasselbe Verankerungsbauteil als Bestandteil einer aus Betonbauteil und Verankerungsbauteil bestehenden Verankerungsanordnung im Axialschnitt (Schnitt entlang der Linie IB-IB gemäß 1A);
2A eine zweite Ausführungsform eines Verankerungsbauteils in Schnittansicht von außen (Schnitt entlang der Linie IIA-IIA gemäß 2B); sowie
2B von demselben Verankerungsbauteil eine Axialschnittdarstellung (Schnitt entlang der Linie IIB-IIB gemäß 2A).
In den beiden dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispielen besteht ein Verankerungsbauteil 14 aus einer Ankerhülse 16 aus nicht rostendem Stahl zur Aufnahme eines Ankerbolzens 20 (1B) und einer die Ankerhülse 16 nach radial außen überragenden Verankerungskörper 18 in Gestalt einer rechteckigen Platte aus Schwarzstahl, wobei die Ankerhülse 16 an ihrem einen Ende im rechten Winkel auf den Verankerungskörper 18 mittels einer äußeren Kehlnaht (Schweißnaht 17) umlaufend verschweißt ist (1A und 1B). Die Verschweißung bei der Ausführungsform nach 2A/B erfolgt über eine zwischen der einen Stirnfläche der Ankerhülse 16 und dem Verankerungskörper 18 durchgeführte Reibschweißung (Schweißnaht 17), bei der der Verankerungskörper 18 fest eingespannt ist und kreiszylindrische Ankerhülse 16 in einen Rotationskopf eingespannt ist und unter Rotieren um die Längsachse und Ausüben eines auf den Verankerungskörper 18 gerichteten Staudruck bewegt wird. Ein Dichtstopfen 11 im Hülsentiefen bildet ein Barriere.
In beiden Ausführungsbeispielen ist der Verankerungskörper 18 aus einem Flachmaterial herausgeschnitten oder gestanzt während die Ankerhülse aus nicht rostendem Stahl gegossen ist. Dabei wird gleichzeitig ein Grobgewinde 13 als Innengewinde der Hülse erzeugt, in welches ein mit Außengewinde versehener Ankerbolzen 20 (1B) eindrehbar ist. In beiden Ausführungsbeispielen ist an dem von den Verankerungskörper 18 entfernten Ende der Ankerhülse 16 ein diese umlaufender Bund 19 vorgesehen. Hieran kann sich z.B. ein Bereich 22A der Gesimskonsole 22 abstützen, um die auf der Außenfläche 12A eines Betonbauteils 12 (1B) lastenden Kräften zu vermindern und damit ein Herausreißen des Verankerungsbauteils aus dem Betonbauteil noch besser zu unterbinden.
Eine erfindungsgemäße Verankerungsanordnung für Gesimskonsolen ergibt sich aus 1B. Das Verankerungsbauteil 14 ist in ein Betonbauteil 12, wie einer Brückenkonstruktion, hängend, d.h. von unten derart einbetoniert, dass der Verankerungskörper 18 um eine Einbautiefe a von der Außenfläche 12A des Betonbauteils 12 beabstandet und vom Betonbauteil 12 eingebettet ist, wobei dieser Abstand a in dem dargestellten Beispiel etwa 10 cm beträgt. Das Verankerungsbauteil ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel rechtwinklig zur Außenfläche 12A des Betonbauteils 12 ausgerichtet. Von 90° abweichender Einbauwinkel sind ebenso möglich. Eine Durchgangsverbindung 15 gestattet es, von außerhalb des Betonbauteils 12 einen Ankerbolzen 20 durch die Durchgangsverbindung 12 hindurch in das Innere der Ankerhülse 16 einzuführen und durch Eindrehen der miteinander zusammenwirkenden Innengewinde 13 sowie Außengewinde 23 des Ankerbolzens 20 formschlüssig in zug- und druckfester Weise zu verbinden. Auf diese Weise kann eine Gesimskonsole 22, von der in 1B nur ein Teil dargestellt ist z.B. mittels einer Flügelmutter 21, die auf dem Ankerbolzen 20 drehbar angeordnet ist, an der Außenfläche 12A des Betonbauteils 12 zur festen Anlage gebracht werden. Nach dem Entfernen der Gesimskonsole 22 kann der Ankerbolzen 20 aus dem Innengewinde 13 der Ankerhülse 16 herausgedreht und die Durchgangsverbindung 15, z.B. durch einen Stopfen, verschlossen werden. Das Verankerungsbauteil 14 kann auch Jahre später, z.B. zu Sanierungszwecken wieder verwendet werden, in dem nach Entfernen eines eventuellen Verschlussstopfens erneut ein Ankerbolzen 20 in die Ankerhülse 16 eingedreht und daran ein Gerüstbauteil in bekannter Weise befes tigt wird. Auch in diesem Fall, kann das Gerüstbauteil und der Ankerbolzen wieder entfernt und die Durchgangsverbindung 15 wieder verschlossen werden.

11: Dichtstopfen
12: Betonbauteil
12A: Außenfläche
13: Grobgewinde
14: Verankerungsbauteil
15: Durchgangsverbindung
16: Ankerhülse
17: Schweißnaht
18: Verankerungskörper
19: Bund
20: Ankerbolzen
21: Flügelmutter
22: Gesimskonsole
22A: Bereich
23: Außengewinde
a: Abstand

Claims

Verankerungsanordnung für Gesimskonsolen, bestehend aus einem Betonbauteil (12) mit einem darin eingegossenen Verankerungsbauteil (14), bei der das Verankerungsbauteil eine Ankerhülse (16) aus nicht rostendem Stahl zur Aufnahme eines Ankerbolzens (20) und einen die Ankerhülse nach radial außen überragenden Verankerungskörper (18) aus Schwarzstahl aufweist, und bei der die Ankerhülse (16) aus nicht rostendem Stahl einen Ends mit dem Verankerungskörper (18) aus Schwarzstahl verschweißt ist und anderen Ends zu einer Außenfläche (12A) des Betonbauteiles (12) eine Durchgangsverbindung (15) aufweist und der Verankerungskörper (18) aus Schwarzstahl im Inneren des Betonbauteils (12) von der Außenfläche (12A) mit Abstand (a) entfernt eingebettet ist.
Verankerungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verankerungskörper (18) aus Schwarzstahl die Form einer Platte aufweist.
Verankerungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerhülse (16) aus nicht rostendem Stahl ein kreiszylindrisches Bauteil ist.
Verankerungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerhülse (16) aus nicht rostendem Stahl ein Gussbauteil ist.
Verankerungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerhülse (16) aus nicht rostendem Stahl ein Innengewinde zum Befestigen eines Ankerbolzens (20) aufweist.
Verankerungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißverbindung zwischen der Ankerhülse (16) aus nicht rostendem Stahl und dem Verankerungskörper (18) aus Schwarzstahl eine Reibschweißverbindung ist.
Verankerungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbetttiefe (a) des Verankerungskörpers (18) 30 bis 200 mm, vorzugsweise 60 und 150 mm beträgt.
Verankerungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Stufe oder Bund (19) in dem von dem Verankerungskörper (18) entfernten Endbereich der Ankerhülse (16).
Verankerungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen eine Barriere bildenden, im Hülsentiefen angeordneten Dichtstopfen (11).
In Beton eingießbares Verankerungsbauteil für Gesimskonsolen mit einer Ankerhülse (16) aus nicht rostendem Stahl zur Aufnahme eines Ankerbolzens (20) und einem die Ankerhülse nach radial außen überragenden Verankerungskörper (18) aus Schwarzstahl, bei dem die Ankerhülse (16) aus nicht rostendem Stahl einen Ends mit dem Verankerungskörper (18) aus Schwarzstahl verschweißt ist und anderen Ends zu einer Außenfläche (12A) des Betonbauteiles (12) eine Durchgangsverbindung (15) herstellbar ist und der Verankerungskörper (18) aus Schwarzstahl im Inneren des Betonbauteils (12) von der Außenfläche (12A) mit Abstand (a) einbettbar ist.
Verankerungsbauteil nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch mindestens eines der Merkmale der Ansprüche 2 bis 8.