DE2114863C - Verankerung eines gespannten Zugglieds für große Belastungen in einem Betonbauteil, z.B. eines Schrägseils einer Schrägseilbrücke - Google Patents

Description

betonbau übliche, jeweils ein Spannglied erfassende, Spannpressen verwendet werden können, muß der zwischen der Ummantelung und der Oberfläche der Stäbe verbliebene Hohlraum mit Zementleim ausgepreßt werden, um einen Korrosionsschutz zu erreichen.

Nicht nur bei dieser Ausführungsform, bei der die Verwendung von stabförmigen warmgewalzten Spanngliedern eine große Anzahl von Muffenverbindungen bedingt, ist die verhältnismäßig geringe Schwingungsfesiigkeit der die Zügelgurte bildenden Zugglieder zu beanstanden. Diese liegt im allgemeinen darin begründet, daß die Verankerungen der Zugglieder zusätzlich zu den ständigen Lasten noch wechselnde Lasten durch Verkehrslasten erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgab·; zugrunde, eine Ausbildung, eines solchen Zuggliedes zu erreichen, das vor allem größere Sicherheiten hinsichtlich der Schwingungsbeanspruchungen bietet, bei dem aber auch die Vorteile bekannter Zugglieder hiuMchllich des einwandfreien Korrosionsschutzes durch Injektion von Zementmörtel und des Spannens mittels einfacher und leicht zu handhabender Vorrichtungen beibehalten werden können.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß sich die Umhüllung bis in das Betonbauteil erstreckt und zumindest im Eintrittsbereich in das Betonbauteil aus einem Metallmantel besteht, der außer mit den Zugelementen mit dem Betonbauteil im Verbund steht.

Die Verbesserung der Schwingungsfestigkeit des Zugglieds, die für den Bestand vor allem einer Brücke von entscheidender Bedeutung ist, wird bei der Erfindung durch die Trennung der Einleitung der ständigen Lasten einerseits und der veränderliehen Lasten, wie Verkehrslasten, andererseits in die Betonkonstruktion erreicht. Das geschieht dadurch, daß zunächst in an sich bekannter Weise die Einzelelemente in ihren Verankerungen angespannt und gegen den erhärteten Beton verankert werden. Dadurch werden die in diesem Belastungszustand schon vorhandenen ständigen Lasten aus Eigengewicht in die Betonkonstruktion eingetragen. Die Verkehrslasten, also die die Schwingungsbeanspruchungen hep/orrufenden Lasten, treten erst nach Injektion der verbliebenen Hohlräume mit Zementmörtel bzw. Zementleim auf, also zu einem Zeitpunkt, zu diem über den Zementmörtel ein Verbund zwischen den Einzelelementen, dem Stahlmantel und dem Betonbauteil, in dem das ganze Zugglied verankert ist, besteht. Diese veränderlichen Belastungen werden dann über die Einzelelemente in den Stahlmantel eingetragen und von diesem direkt auf den Beton abgegeben. Somit bleiben die eigentlichen Verankerungen der Einzelelemente von Schwingungsbeanspruchungen weitgehend frei.

Der Metallmantel hat zweckmäßigerweise innerhalb des Betonbauteils eine konstante und außerhalb des Betonbauteils eine abnehmende Wanddicke. Der innerhalb des Betonbauteils befindliche Teil des Metallmantels kann an seiner Innenseite und/oder an der Außenseite mit Mitteln zum Vergrößern der Haftung versehen sein. Zu diesem Zweck kann die Wand des Metallmantels mit Nieten versehen sein.

Um den Metallmantel herum können im wesentliehen parallel zu diesem verlaufende Spannglieder zum Erzeugen einer Druckvorspannung in dem den Metallmantel umgebenden Beton angeordnet sein.

Diese Spannglieder können an einem den Metallmantel umschließenden Ankerring verankert sein.

Zweckmäßig ist die aus Metall oder Kunststoff, wie Polyäthylen, bestehende Umhüllung kraft- und formschlüssig an dem Metallmantel angeschlossen. Die Zugelemente können zwischen dem Metallmantel und ihret jeweiligen Verankerung einzeln von im Betonbauteil eingebetteten Hüllrohren umgeben sein. Im Innern des Metallmantels kann eine

ίο den Durchtritt der Zugelemente ermöglichende Lochscheibe angeordnet sein, die zusammen mit einer den Spannköpfen der Verankerung zugewendeten, die einzelnen Hüllrohre umschließenden Endbegrenzung eine injizierbare Kammer bildet

Die Umhüllung kann mit vorzugsweise aus Kunststoff, wie Polyäthylen, bestehenden Abstandhaltern für die paraHelen Zugelemente versehen sein, die aus einer Anzahl von auf konzentrischen Ringen angeordneten, jeweils ein Zugelement umschließenden

ao Hülsen bestehen, die miteinander durch Stege verbunden sind und deren Innendurchmesser etwas größer ist als der Außendurchmesser der Zugelemente. Eine der Hülsen, vorzugsweise die im Mittelpunkt angeordnete Hülse, kann Mittel aufweisen, mit de-

»5 nen sie auf dem durch sie hindurchgeführten Zugelement gehalten ist

Die Hülse kann ein Innengewinde haben, mit welchem sie auf ein ein entsprechendes Gewinde aufweisendes Zugelement aufgeschraubt ist.

Die Länge des Gewindes kann so gewählt sein, daß es beim Spannen des Zugele.mentes abgeschert werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Zugglied im Bereich der Verankerung,

F i g. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II der F i g. 1 und

F ι g. 3 einen Querschnitt entlang der Linie IH-III der Fig. 1.

Das Zugglied 1 besteht in dem freien Bereich außerhalb des Betonbauteils (rechter Teil der F i g. 1) aus einer Anzahl von einzelnen Zugelementen 2, die kreisringförmig innerhalb einer rohrförmigen Umhüllung 3 angeordnet sind. Die rohrfönnige Umhüllung 3 kann aus Kunststoff, ζ. Β. Polyäthylen, oder Stahlblech bestehen. Die Anordnung der Zugelemente 2 ist innerhalb der rohrförmigen Umhüllung 3 so getroffen, daß ein Element 2' im Mittelpunkt liegt und die übrigen Elemente in Form konzentrischer Ringe darum herum angeordnet sind. Die Einzelelemente bestehen aus Walzdrähten, die bis zu einem Durchmesser von 16 mm gerollt, also praktisch endlos angeliefert werden können. In gleicher Weise können aber auch Drahtseile, Litzen od. dgl. Verwendung finden.

Die Zugelemente 2 sind durch Abstandhalter 4 in bestimmten Abständen voneinander gehalten. Die Abstandhalter bestehen aus Kunststoff, z.B. Polyäthylen; sie setzen sich aus einer Anzahl von Hülsen 5 zusammen, die jeweils ein Zugelement 2 umschließen und miteinander durch Stege 6 bzw. 7 verbunden sind. Der Innendurchmesser der Hülsen 5 ist größer als der Außendurchmesser der Zugelemente 2, so daß letztere in Längsrichtung frei beweglich sind.

Die Einzelelemente sind an ihren Außenflächen

mit auf einer Schraubenlinie liegenden und ein Teil-

gewinde bildenden Rippen versehen. Die Hülse 8 des mittleren Elements 2' hat ein Innengewinde, mit dem sie auf das mittlere Element 2' aufgeschraubt werden kann. Auf diese Weise läßt sich die genaue Lage des Abstandhalters fixieren. Dieses Gewinde ist so ausgebildet, daß es beim Anspannen der Einzelelemente erforderlichenfalls abgeschert werden kann. Bei Verwendung von Drähten oder Litzen mit glatter Außenfläche kann die lichte öffnung der im Mittelpunkt liegenden Hülse etwas kleiner sein als der Durchmesser des Elements, so daß die Hülse auf dem Element klemmend fixiert ist.

Auf einem bestimmten Bereich vor und nach dem Eintritt des Zuggliedes 1 in die Betonkonstruktion ist die Umhüllung als Metallmantel 3' ausgebildet. Eine eventuelle Nahtstelle zwischen dem freien Bereich der Umhüllung 3 und dem Metallmantel 3' ist bei 3" angedeutet Der Metallmantel 3' hat innerhalb des Betonkörpers eine konstante Wanddicke. Außerhalb des Betonkörpers nimmt die Wanddicke stetig ab, bis'sie bei 3" etwa die Dicke der Umhüllung 3 im freien Bereich erreicht.

Der Metallmantel 3' kann sowohl an seiner Innenfläche auf die ganze Länge als auch an seiner Außenfläche auf den im Beton eingebetteten Bereich mit haftungsvergrößernden Mitteln versehen sein. Hierzu sind in den Metallmantel 3' nachträglich Niete 10 eingeschlagen. Diese Niete 10 wirken nach beiden Richtungen, also sowohl nach der Innen- als auch nach der Außenfläche hin.

Um die bei der Einleitung der Zugkräfte über den Metallmantel 3' entstehenden hohen Zugspannungen im Betonkörper besser aufnehmen zu können und die Sicherheit gegen ein Herausziehen des Metallmantel aus dem Beton zu vergrößern, sind ringförmig um den Metallmantel 3' herum weitere Spannglieder 11 angeordnet, die etwa parallel zu dem Zugglied 1 verlaufen und in einem Ankerring 12 verankert sind. Der Ankerring 12 ist nur während der Montage gegenüber dem Zugglied 1 festgelegt; im Endzustand besteht keine Verbindung. Die Spannglieder 11 sind durch Bohrungen 13 in dem Ankerring hindurchgesteckt und an dessen Außenseite mittels Gewindemuttern 14 verankert. An der gegenüberliegenden Seite können die Spannglieder 11 in beliebiger, an sich bekannter Weise verankert, gegebenenfalls auch entsprechend den einzelnen Zugelementen 2 aufgefächert sein. Die Spannglieder 11 sind in ebenfalls an sich bekannter Weise mit Hüllrohren 15 versehen und über Kanäle 16 injizierbar. Gegen Ende des Metallmantels 3' ist eine Lochscheibe 17 angeordnet, die nur die Einzelelemente durchtreten läßt und im übrigen eine abgeschlossene Kammer 18 bildet. Beim Injizieren mit Zementmörtel kann somit zunächst vom jenseitigen Ende des Zuggliedes 1 aus der Hohlraum in dessen freiem Bereich und der Hohlraum 19 innerhalb des Metallmantels 3' injiziert werden; die Entlüftung findet durch Entlüftungsröhrchen 20 statt. .Die hier vorhandenen größeren Hohlräume können mit Zementmörtel injiziert werden.

Die durch die Lochscheibe 17 abgetrennte Kammer 18 kann durch Anschlußstutzen 21 mit Zementleim injiziert werden, der auch in die Hohlräume zwisehen den einzelnen verrohrten Einzelelementen und ihren Hüllrohren 22 eintritt und am jenseitigen Ende der Verankerung durch Entlüftungsröhrchen 23 austreten kann. Die Einzelelemente 2 sind am jenseitigen Ende mittels an sich bekannter Verankerungen 24 verankert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

1 2 die parallelen Zugelemente (Z) versehen ist, die Patentansprüche: aus einer Anzähl von auf konzentrischen Ringen angeordneten, jeweils ein Zugelement (2) um-

1. Verankerung eines gespannten Zugglieds schließenden Hülsen bestehen, die miteinatider für große Belastungen in einem Betonbauteil, 5 durch Stege (6 bzw. 7) verbunden sind und dez. B. eines Schrägseils einer Schrägseilbrücke, das ren Innendurchmesser etwas größer ist als der aus einer Vielzahl von zueinander parallelen Außendurchmesser der Zugelemente (2).
Zugelementen, wie Drähten, Litzen od. dgl. be- 11. Verankerung nach Anspruch 10, dadurch steht, die gemeinsam in einer Umhüllung ange- gekennzeichnet, daß eine der Hülsen (5), vorordnet und von nach dem Spannen eingebrach- io zugsweise die im Mittelpunkt angeordnete Hülse, tem, den von dem Zugglied nicht ausgefüllten Mittel aufweist, mit denen sie auf dem durch Teil des Ummantelungsquerschnitts einnehmen- sie hindurchgeführten Zugelement (2) gehalten dem Zementmörtel od. dgl. umgeben sowie zur ist.

Verankerung hin aufgefächert sind, dadurch 12. Verankerung nach Anspruch 11, dadurch

gekennzeichnet, daß sich die Umhüllung 15 gekennzeichnet, daß die Hülse (5) ein Innen-

(3) bis in das Betonbauteil erstreckt und zumin- gewinde hat, mit welchem sie auf ein ein ent-

dest im Eintrittsbereich in das Betonbauteil aus sprechendes Gewinde aufweisendes Zugelement

einem Metallmantel (3') besteht, der außer mit (2) aufgeschraubt ist.

den Zugelementen (2) mit dem Betonbauteil im 13. Verankerung nach Anspruch 12, dadurch

Verbund steht. »o gekennzeichnet, daß die Länge des Gewindes so

2. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch gewählt ist, daß es beim Spannen des Zugelegekennzeichnet, daß der Metallmantel (3') in- mentes (2) abgeschert werden kann.

nerhalb des Betonbauteils eine konstante und

außerhalb des Betonbauteils eine abnehmende

Wanddicke hat. »5

3. Verankerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innerhalb des Die Erfindung bezieht sich auf eine Verankerung Betonbauteils befindliche Teil des Metallman- eines gespannten Zugglieds für große Belastungen in tels (3') an seiner Innenseite und/oder an der einem Betonbauteil, ζ, B. eines Schrägseils einer Außenseite mit Mitteln zum Vergrößern der 30 Schrägseilbrücke, das aus einer Vielzahl von zuein-Haftung versehen ist ander parallelen Zugelementen, wie Drähten, Litzen

4. Verankerung nach Anspruch 3, dadurch od. dgl. besteht, die gemeinsam in einer Umhüllung gekennzeichnet, daß die Wand des Metallman- angeordnet und von nach dem Spannen eingebrachtels (3') mit Nieten (10) versehen ist. tem, den von dem Zugglied nicht ausgefüllten Teil

5. Verankerung nach einem der Ansprüche 1 35 des Ummantelungsquerschnitts einnehmenden Zebis 4, dadurch gekennzeichnet, daß um den Me- mentmörtel od. dgl. umgeben sowie zur Veranketallmantel (3') herum im wesentlichen parallel rung hin aufgefächert sind.

zu diesem verlaufende Spannglieder (11) zum Als Zugglieder für hohe Belastungen, z. B. Schräg-Erzeugen einer Druckvorspannung in dem den seile für Schrägseilbrücken, außerhalb eines Bauwerkes Metallmantel umgebenden Beton angeordnet 40 verlaufende Spannglieder od. dgl., kennt man Drahtsind, seile und Bündel aus dünnen, gezogenen Stahldrähten,

6. Verankerung nach Anspruch 5, dadurch die in einem Ankerkopf verankert und als Ganzes angekennzeichnet, daß die Spannglieder (11) an spannbar sind. Drahtseile, die aus einer großen Anzahl einem den Metallmantel (3*) umschließenden An- von Einzeldrähten bestehen, welche in verschiedenen kerring (12) verankert sind. 45 Schlagarten zu verschlossenen Seilen verbunden sind,

7. Verankerung nach einem der Ansprüche 1 werden zur Verankerung hin im allgemeinen zu bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß die aus Me- einem Seilbesen aufgelöst, in eine konische Hülse tall oder Kunststoff, wie Polyäthylen, bestehende aus Guß- oder Schmiedestahl gesteckt und dort mit Umhüllung (3) kraft- und formschlüssig an dem einer Vergußmasse fest eingegossen. Zum Spannen Metallmantel (3*) angeschlossen ist. 50 dieser Art von Zuggliedern sind, da alle Einzelele-

8. Verankerung nach einem der Ansprüche 1 mente gleichzeitig gespannt werden müssen, sehr bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugele- aufwendige Vorrichtungen in Form von schweren mente (2) zwischen dem Metallmantel (3') und Spannpressen erforderlich.

ihrer jeweiligen Verankerung (24) einzeln von Bei einer Zügelgurtbrücke ist es auch schon beim Betonbauteil eingebetteten Hüllrohren (22) 55 kanntgeworden, die Zügelgurte aus einzelnen Lagen umgeben sind. von dicht gepackten Stahlstäben auszubilden, die in

9. Verankerung nach Anspruch 8, dadurch ge- einer kastenförmigen Ummantelung untergebracht kennzeichnet, daß im Innern des Metallmantels sind (deutsche Auslegeschrift 1658 582). Die Stahl-(3') eine den Durchtritt der Zugelemente (2) stäbe sind mit in Längsrichtung versetzt zueinander ermöglichende Lochscheibe (17) angeordnet ist, 60 angeordneten Gewindemuffen gestoßen, die gleichdie zusammen mit einer den Spannköpfen der zeitig als Abstandhalter dienen. Im Bereich ihrer Verankerung (24) zugewendeten, die einzelnen Einmündung in die Betonkonstruktion sind die Ein-Hüllrohre (22) umschließenden Endbegrenzung zelelemente der Zügelgurte aufgefächert und mit an eine injizierbare Kammer (18) bildet. sich bekannten, im Spannbetonbau üblichen, Ver-

10. Verankerung nach einem der Ansprüche 1 65 ankerungskörpera an der Außenseite der Betonkonbis.9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhül- struktion, d. h. an der Unterseite der Betonfahrbahnlung (3) mit vorzugsweise aus Kunststoff, wie platte verankert. Nach dem Spannen der einzelnen Polyäthylen, bestehenden Abstandhaltern (4) für Stahlstäbe der Zügelgurte, wozu kleinere, im Spann-