DE2262321A1

DE2262321A1 - Verfahren und vorrichtung zum spannen von betontraegern

Info

Publication number: DE2262321A1
Application number: DE2262321A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: LOUGH DAVID ROYLE WELLINGTON
Current assignee: LOUGH DAVID ROYLE WELLINGTON
Priority date: 1971-12-23
Filing date: 1972-12-20
Publication date: 1973-06-28
Also published as: IT969296B; BE792121A; AU4942672A; FR2165645A5; GB1392635A; AU457091B2; NL7217317A; ZA728793B

Description

- Ür.-Ing. STARK · Dipl.-Ing. BONSMANN

D-M-15O Krefeld 1 . Moerser Straße 1^O · Fernruf (O 21 51) 2 O4 69

Datum: I9, DeZV 1972

Bei Antwort bitte angeben Un«rZ.lch.n: 4 Ta 72 428

Ihr Zeichen:

DAVID ROYLE LOUGH, 21 Everton Terrace, Wellington, 1, Neuseeland

Verfahren und Vorrichtung zum Spannen von Betonträgern

Die Erfindung betrifft Maßnahmen zum Nachspannen vorgespannter Betonträger nach vielfältigen, auf die vorgesehene Verwendung des jeweiligen Beträgers abgestimmten Spannungsdiagrammen,

Zweck der Erfindung ist die Schaffung einfacher und wirksamer Vorrichtungen, um einen in Standardform ausgeführten Betonträger, der sich zum Vorspannen nach dem Nachspannverfahren eignet, entsprechend einem bestimmten Spannungsbild vorzuspannen, so daß nicht mehr ein besonderer Träger für jeden Zweck, und jedes Spannungsbild hergestellt zu werden braucht.

Zu den erfindungsgemäßen Vorrichtungen zum Nachspannen vorgespannter Betonträger mit mindestens einem ganz durch den Träger hindurchführenden Durchgang von länglichem Querschnitt gehört mindestens eine Umlenkplatte, die sich in den genannten Durchgang einsetzen läßt und geeignet ist, innerhalb

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dieses Durchgangs mindestens ein Spannband oder -seil derart abzustützen und umzulenken, daß das Band oder Seil einen Weg beschreibt, der dem projektierten Spannungsbild des Trägers im Einbauzustand entspricht.

Die Erfindung sieht ferner ein Verfahren zum Spannen von Betonträgern mit einem ganz durch den Träger hindurchführenden Durchgang von länglichem Querschnitt vor, wobei die einzelnen Arbeitsgänge unter anderem darin bestehen, daß man mindestens ein Spannband oder -seil durch den Durchgang führt, dieses Band oder Seil innerhalb des Durchgangs mit Hilfe mindestens einer Umlenkplatte derart umlenkt, daß das Band oder Seil innerhalb des Durchgangs einen Weg beschreibt, der dem projektierten Spannungsbild des Trägers im Einbauzustand entspricht, daß man sodann das Band oder Seil spannt, den Durchgang mit Vergußmasse füllt, die Vergußmasse abbinden läßt und die auf das Band oder Seil wirkende Spannvorrichtung löst, so daß die Spannung sich auf den Träger verteilt.

Die Anwendung der Erfindung ist für einen Träger in Standardausführung vorgesehen, der sich zu einer beschränkten "Massenproduktion" eignet, einen gewünschten Querschnitt und eine gewünschte Länge heben kann und mit einem ganz durch den Träger hindurchführenden Durchgang von länglichem Querschnitt versehen ist, wobei eine Achse des Querschnitts in jener Ebene verläuft, in welcher die Spannungen auf den ein»- gebauten Träger einwirken.

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Wahlweise, jedoch nicht unbedingt vorzugsweise, können Träger eines bestimmten Querschnitts in Einheitslängen hergestellt und die Bauträger dann aus einer Mehrzahl dieser Einheiten zusammengesetzt werden. Bei dieser erfindungsgemäßen Anwendung werden mehrere Trägereinheiten derart hintereinandergesetzt, daß ihre Endflächen und die inneren Durchgänge miteinander fluchten. Die Einheiten können durch ein geeignetes Bindemittel miteinander verbunden werden, wie hitzehärtbarer Harzbinder oder Binder auf Zementbasis, der nicht nur die Trägereinheiten miteinander verbindet sondern auch die an den Stoßstellen auftretenden Drucklaäsen aufnimmt und sie gleichmäßig auf die Trägerenden verteilt. Die Träger können mehr als einen Durchgang haben, und die Erfindung sieht vor (wie in den Ansprüchen"zum Ausdruck gebracht), daß zwei oder mehr Durchgänge vorhanden sind. Die Durchgänge brauchen in Draufsicht auf den Träger nicht unbedingt parallel zueinander verlaufen, und dasselbe gilt für die Achsen der Durchgänge. Die Lage der Längs- und Querachsen der Durchgänge bestimmen sich nach den Spannungsverläufen im eingebauten Träger.

Als erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel sei nachstehend ein Träger beschrieben, der sich aus mehreren Trägereinheiten gemäß dem vorstehenden Absatz zusammensetzt, wobei es auf der Hand liegt, daß das Spannen eines solchen "Verbund"-Trägers genau so vor sich geht wie bei einem einteiligen Träger. In der beiliegenden Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine Trägereinheit in perspektivischer Ansicht;

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Fig. 2 einen Verbundträger in teilweisem Querschnitt; Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 2; Fig. A ein beispielv/eises Spannungsdiagramm, wenn ein

Träger mehr als zwei Auflagen hat und Fig. 5 Vorrichtungen zur Befestigung eines Trägers an dem unterstützenden Pfeiler.

Fig. 2 zeigt einen aus Trägereinheiten 1 zusammengesetzten Träger (siehe Fig. 1) und eine in den Durchgang 3 des Trägers eingesetzte Umlenkplatte 2. Zur Bildung des Trägers können die Stirnenden mehrerer Trägereinheiten 1 mit einem Bindemittel, wie Epoxydharz, Vergußmasse auf Zementbasis oder einem ähnlichen geeigneten Material, versehen werden. Man setzt die Trägereinheiten an ihren Stirnseiten so aneinander, daß die Einheiten koaxial liegen.

Sodann setzt man die Umlenkplatte 2 an die gewünschte Stelle im Durchgang 3. Es kann auch bequemer sein, die Umlenkplatte in die entsprechende Trägereinheit einzusetzen, bevor die Einheiten zur Bildung des Trägers aneinander gebracht werden.

Nun wird ein Spannseil oder Spannband 4 durch den Durchgang 3 des Verbundträgers hindurch und über die Umlenkplatte 2 geführt.

Der Einfachheit halber wird im folgenden von "oben im Durchgang" und "unten im Durchgang" gesprochen unter der Voraussetzung, daß der Träger senkrecht wirkende Lasten aufzunehmen hat. Natürlich kann der Träger auch waagerechte oder aus einer

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anderen Richtung einwirkende Lasten aufnehmen. Daher werden die Begriffe "oben im Durchgang" und "unten im Durchgang" nur zur leichteren Beschreibung verwendet.

Einzweites Seil 5 wird durch den Durchgang 3 unterhalb des ersten Kabels 4 hindurchgeführt. Wo es über die Platte 2 läuft, wird ein Distanzstück 6 zwischen das erste ^r il 4 und das zweite Seil 5 gesetzt.

Im Seitenschnitt gesehen kann somit das Seil im Träger einen Weg beschreiben, der zuerst abwärts und dann aufwärts gerichtet ist und dem vorgesehenen Spannungsverlauf im eingebauten Träger entspricht.

Beim Beispiel gemäß den Fig. 2 und 3 wird der Träger (durchgehend mit 7 gekennzeichnet) an beiden Enden abgesetzt. Somit bewirkt der Spannungsverlauf im Träger, daß (vereinfacht gesagt) die Trägermitte oben einer Druckbeanspruchung und unten einer Zugbeanspruchung ausgesetzt wird. Die Seile 4 und 5 beschreiben daher einen Weg oben vom Ende 8 des Durchgangs nach unten in der Mitte des Durchgangs, wo sie durch die Umlenkplatte 6 in ihrer Stellung gehalten werden. Von dort aus führen sie wieder aufwärts zur Oberseite des Durchgangs am anderen Ende 9 des Trägers.

Fig. 4 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel und zeigt schaubildlich den Verlauf der Spannseile in einem Träger, der an drei Punkten auf den Pfeilern 10, 11 und 12 auflie-t. - -, .' "■

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Der aus einer Mehrzahl von Trägereinheiten 1 bestehende Träger 13 hat die Umlenkplatten 14, 15 und 16 derart angeordnet, daß das durch punktierte Linien 17 dargestellte Seil: sich in der Mitte beider Stützfelder (von den Umlenkplatten 14 und umgelenkt) unten am Träger 13 und über den Stützpfeilern 10, 11 und 12 oben am Träger 13 befindet, wo es durch die Mutter 18, die Umlenkplatte 15 und die Mutter 19 in Stellung gehalten wird.

Ein weiteres (nicht dargestelltes) Ausführungsbeispiel läßt die Vielseitigkeit des Erfiniingsgegenstandes erkennen und besteht aus einem Kragträger, der nur an seinem einen Ende und in seiner Mitte unterstützt und gehalten wird, jedoch mit seinem anderen Ende überkragt und dort ein beträchtliches Gewicht aufzunehmen hat, wie es zur Verdeutlichung des Beispiels anzunehmen sei. Da hier die Zugspannung von der oberen i-ur unteren Seite des Trägers verläuft, muß auch die Vorspannung einer im wesentlichen ?-förmigen Linie folgen.

In diesem Fall ist zu erkennen, daß sich das Seil mit Hilfe von zwei Umlenkplatten in eine angenäherte ?-Form bringen läßt, die dem Spannungsbild im eingebauten Träger entspricht.

Die Umlenkplatten 2, 14, 15 und 16 von beliebiger geeigneter Form müssen so beschaffen sein, daß sie sich leicht in den Durchgang einführen lassen und das Seil in der gewünschten Lage festhalten. Eine Y-förmige Platte ist eine geeignete, jedoch nicht unbedingt zu bevorzugende Ausführung. Die Platten können aus Eisen, verstärktem Kunststoff oder einem anderen

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geeigneten Material sein und einen runden, quadratischen oder, anderen geeigneten Querschnitt haben* Der Begriff "Platte" wird hier nur der Einfachheit halber verwendet und steht für jedes mechanische Organ, das geeignet ist, durch den Durchgang hindurchführende Seile so abzuwinkein, daß Seilanfang und Seilende das Seil keine durchlaufende Gerade bildet. Die Platten 2, 14, 15 und 16 bestehen in der abgebildeten Ausführung aus Flußeisenplatten von geeigneter Höhe, um das oder die Seile darüberzuführen, und sind (wie in Fig. 3 dargestellt) etwas weniger dick als der Durchgang 3 breit ist. Ein geeignetes Plattenprofil ist mit 2 in Fig. 2 gekennzeichnet.

Gegenstand der Erfindung sind Maßnahmen zum Vorspannen eines Trägers gemäß einem bei der Verwendung des Trägers auftretenden Spannungsbild und ein Verfahren zur Erzeugung einer Nachspannung im Träger, indem man beispielsweise mindestens ein Band oder Seil durch den Durchgang führt, dieses Band oder Seil innerhalb des Durchgangs mit Hilfe einer oder mehrerer Umlenkplatten derart umlenkt, daß das Band oder Seil innerhalb des Durchgangs einen Weg beschreibt, der dem projektierten Spannungsbild des Trägers im Einbauzustand entspricht, daß man sodann das Band oder Seil spannt, den Durchgang mit Vergußmasse auf der Basis von Zement oder eines anderen Bindemittels füllt, die Vergußmasse abbinden läßt und die auf das Band oder Seil wirkende Spannvorrichtung löst, so daß die Spannung sich auf den Träger verteilt.

Es liegt auf der Hand, daß das Nachspannen des vorgespannten

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Trägers durch ein einziges Band -oder Seil erfolgen kann, jedoch kann es bei bestimmten Anwendungen wünschenswert sein, mehrere Bänder oder Seile zu benutzen, wobei dieselben dann nicht unbedingt denselben Weg im Durchgang des Trägers zu beschreiben brauchen, sondern¹ verschiedenen Spannungsverläufen im Betonträger angepaßt werden können.

Wie in Fig. 5 dargestellt, können die erfindungsgemäßen Träger als Sparren (durchgehend mit 20 bezeichnet) verwendet werden, die sich auf Pfeiler (einer davon ist mit 21 bezeichnet) aufsetzen lassen.

Bei einer solchen Anordnung können vorteilhaft Organe zum Befestigen der Sparren an den Pfeilern verwendet werden. Zu diesen gehören Verbindungsorgane

a) zwischen der Oberseite des Trägers und dem Ende des Sparrens und

b) zwischen der Seite des Pfeilers und einer Lasche, die seitlich vom Sparren vorsteht und in ihn eingebettet oder mit ihm verbunden ist.

Eine solche Anordnung gewährleistet die kraftschlüssige Verbindung der vorderen Enden der Sparren mit den oberen Enden der Pfeiler, auf welchen die Sparren ruhen.

Bei der Errichtung portalförmiger Bauwerke werden zunächst die Pfeiler aufgestellt und dann die Sparren, die auf der Baustelle oder außerhalb derselben angefertigt wurden, gewöhnlich mittels eines Kranes angehoben, in die annähernd

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richtige Stellung gebracht und auf die oberen Enden der Pfeiler gesetzt, um mit diesen verbunden zu werden. Bisher, verfuhr man so, daß der Sparren auf den Köpf des Pfeilers abgesenkt .und die Bolzenlöcher am Pfeilerkopf und am Sparienende zum Fluchten gebracht wurden, worauf man einen Bolzen- ■ durch die fluchtenden Löcher steckte, um den Pfeilerkopf mit dem Sparren zu verbinden.

Eine solche Anordnung hat den Nachteil, daß man die Löcher erst zum Fluchten bringen und sodann einen Bolzen durch die fluchtenden Löcher stecken muß. Dabei können Schwierigkeiten entstehen, weil man die Löcher.oft längere Zeit in Übereinstimmung halten muß, bevor der Bolzen hindurchgeführt ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Befestigung von Sparren an Pfeilern überwindet diese Nachteile und gestattet eine Absenkung des Sparrens auf den Pfeiler, wobei in der letzten Phase des Absenkvorganges die Organe zur Befestigung des Sparrens am Pfeiler gleichzeitig als Führungsorgane beim Absenken des Sparrens in ihre richtige Stellung auf dem oder den Pfeilern dienen.

Zu der Befestigungsvorrichtung gehört eine Lasche, die im oberen Ende des Pfeilers eingebettet ist und aus ihm hervorragt, wobei die Lasche mit ei'nem Loch von geeigneter Größe versehen ist, um den Schaft eines Bolzens aufzunehmen, der achsenparallel mit dem Sparren an der Stirnseite desselben hervorragt. Die Höhenlage des Loches in der Lasche

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und die Anordnung des Bolzens im Träger müssen so gewählt sein, daß wenn der Sparren auf dem oberen Ende des Pfeilers ruht, der Bolzen und das Loch ineinandergreifen.

In den Pfeiler eingebettet oder eingegossen und aus ihm herausstehend kann ein Bolzen vorgesehen werden, der im wesentlichen achsenparallel mit dem Sparren verläuft (wenn letzterer sich in Einbaustellung befindet) und in das Loch in einer Lasche eingreifen kann, die am Sparren nahe seinem Ende befestigt oder in ihn eingebettet ist, so daß wenn der Bolzen im Sparrenende in das Loch in der Fföilerlasche eingreift, gleichzeitig auch der Bolzen im Pfeiler in das Loch der am oder im Sparren befestigten Lasche eingreift.

Wie besonders in Fig. 5 zu erkennen, besteht der Pfeiler aus einer gewünschten Zahl von Standard-Trägereinheiten 1 (wie in Fig. 1 dargestellt) und einem leicht erweiterten besonderen Pfeilerabschnitt 22, der auf die oberste Trägereinheit 1 aufgesetzt ist. Am Abschnitt 22 ist ein Kniegelenk 23 mit einem Grundabschnitt 24 f^) und einem seitlich vorstehenden Abschnitt 25 angebracht.

Der Sparren 20 setzt sich aus einer Reihe von Trägereinheiten 1 zusammen, die, nachdem sie in der hierin beschriebenen Weise gespannt sind, den Sparren 20 bilden.

In den seitlich vorstehenden Abschnitt 25 eingegossen und von diesem in Richtung auf den Stirnabschnitt 24 des Knie- · gelenks weisend ist ein Laschenorgan 26 vorgesehen, dessen

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vom Abschnitt 25 fortweisender Abschnitt die eigentliche Lasche 27 bildet. -

Vom vorderen Ende 28 des Abschnittes 25 ragt rechtwinkelig zur Lasche 27 ein Bolzen 29 hervor.

Wie in den Fig. 2 und 5 zu erkennen, ist an der Endplatte des Trägers 7 / Sparren 20 (an denen die Enden der Verstärkungsbänder 4, 5 (siehe Fig. 2) befestigt sind) und vorzugsweise in den Träger 7 / Sparren 20 hineinragend ein Bolzen angebracht, dessen Achse parallel zur Achse des Trägers 7 I Sparren 20 verläuft und der so.angeordnet ist, daß wenn der Träger 7 / Sparren 20 auf dem seitlichen Abschnitt 25 ruht, der Bolzen 31 in ein geeignetes Loch 32 (siehe Fig. 2) in der Lasche 27 paßt.

Der Abstand der Lasche 27 vom Ende 28 des seitlichen Abschnitts 25 kann der Länge einer Trägereinheit 1 entsprechen,■ so daß eine Platte 33 (siehe insbesondere Fig. 2) sich zwischen die beiden letzten Trägereinheiten 1 einbinden und in den Träger 7 / Sparren 20 einpressen läßt, um eine seitlich vom Träger 7 / Sparren 20 abstehende Lasche 34 zu bilden. In der Lasche 34 ist ein Loch 35 zur Aufnahme des Endes von Bolzen 29 vorgesehen.

Zum Justieren und Befestigen des Trägers 7 / Sparren 20 an. zwei Pfeilern kann der Sparren aus zwei Abschnitten in Form eines umgekehrten V bestehen und so ausgebildet sein, daß" sich jedes Ende des Sparrens an einen Pfeiler der in Fig. 2 gezeigten Ausführung befestigen läßt.

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Der Sparren wird gewöhnlich mittels eines Hebeschlittens an einem Kran hochgezogen und so eingerichtet, daß die Sparrenenden sich unmittelbar über dem seitlichen Abschnitt des zugeordneten Stützpfeilers befinden.

Beim Absenken des Sparrens greift der Bolzen 31 in das Loch 32 in der Lasche 34, und die Lasche 34 faßt über den Bolzen Das Absenken des Sparrens auf die Pfeiler ist somit eine einfache Maßnahme, und der Sparren findet seinen Halt auf dem Pfeiler dadurch, daß der Bolzen 31 in das Loch 32 in der Lasche 27 faßt und der Bolzen 29 in das Loch 35 in der Lasche 34. Am Ende des Vorganges brauchen lediglich die Muttern 36 und 37 auf die Bolzen 29 und 31 gesetzt und angezogen zu werden, um den Sparren in seiner Stellung zu sichern.

Fig. 2 zeigt einen Pfeiler 1 mit Y-förmig ausgebildetem oberen Ende zur Unterstützung von Sparren in der Mitte eines großen Gebäudes. V/o sich Pfeiler 21 an der Außenseite eines Gebäudes befinden, entfallen natürlich die Arme- 20a, 23a und 26a, so daß dort der Pfeiler das durch die gestrichelte Linie 3ß angedeutete Profil hat.

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Claims

Patentansprüche

»JVorrichtung zum Nachspannen vorgespannter Betonträger mit mindestens einem ganz durch den Träger hindurchlaufenden. Durchgang von länglichem Querschnitt, gekennzeichnet durch mindestens eine Umlenkplatte, die sich in den genannten Durchgang einsetzen läßt und geeignet ist, innerhalb des Durchgangs mindestens ein Spannband oder Spannseil derart abzustützen und umzulenken, daß das Band oder Seil einen Weg beschreibt, der dem projektierten Spannungsverlauf im Träger entspricht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus mehreren hintereinander angeordneten, koaxialen, miteinander fluchtenden Trägereinheiten zusammengesetzt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägereinheiten durch ein geeignetes Bindemittel zusammengefügt sind, das gleichzeitig dazu dient, die Druckbelastung gleichmäßig auf die Enden der Trägereinheiten zu verteilen.
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkplatte eine flache, rechteckige Ausbildung hat, etwas weniger breit als der Durchgang und so hoch ist, daß die maximale Umlenkung des oder der Bänder oder Seile innerhalb des Durchgangs ge-

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währleistet wird.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannorgan ein viellitziges Stahlseil ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» gekennzeichnet durch Verbindungsorgane zum Befestigen des als Sparren für ein Gebäude ausgebildeten Trägers an das obere Ende eines Stützpfeilers, darunter Organe zum Verbinden (a) der Oberseite des Trägers mit dem Ende des Sparrens und (b) der Seite des Pfeilers mit einer Lasche, die seitlich vom Sparren vorsteht und in ihn eingebettet oder mit ihm verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung (a) hergestellt ist durch das Zusammenwirken der Lasche einer in den Pfeilerkopf eingebetteten oder eingegossenen Lascheneinheit und eines am Sparrenende angebrachten oder eingegossenen, koaxial mit dem Sparren verlaufenden Bolzens.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7_f dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung (b) hergestellt ist durch das Zusammenwirken eines an der Trägerseite nahe dem oberen Trägerende angebrachten oder eingegossenen Bolzens, der im wesentlichen achsparallel mit dem Sparren (im Einbauzustand) verläuft und einer Lasche als Abschnitt einer Platte,

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die zwischen die letzte und die vorletzte Trägereinheit eingepreßt und eingebunden ist.
9. Verfahren zum Spannen von Betonträgern mit einem ganz durch den Träger hindurchführenden Durchgang von länglichem Querschnitt, gekennzeichnet durch Arbeitsgänge, die darin bestehen, daß man mindestens ein Spannband oder Spannseil durch den Durchgang hindurchführt, dieses Band oder Seil innerhalb des Durchgangs mit Hilfe mindestens einer Umlenkplatte derart umlenkt, daß das Band oder Seil innerhalb des Durchgangs einen Weg beschreibt, der dem projektierten Spannungsbild des Trägers im Einbauzustand entspricht, daß man sodann das Band oder Seil spannt, den Durchgang mit Vergußmasse füllt, die Vergußmasse abbinden läßt und die auf das Band oder Seil wirkende Spannvorrichtung, löst, so daß die Spannung sich auf den Träger verteilt.

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