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Verfahren zum Vorspannen von Bauteilen aus @eton Die rSindung betrifft
ein Verfahren zum Vorsnannen von Bauteilen aus Beton, Stahl, Holz usw. und die Verankerung
der Spannglieder mit Hilfe eines Keils, der von der Mitte aus zu den beiden Enden
konisch verläuft, wodurch die Keilwirkung in beiden Richtungen hervorgerufen wird.
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Um die Tragfähigkeit des Betonteils zu erhöhen, werden mit Hilfe der
Vorspannung Druckspannungen im Zugbereich und Zugspannungen im Druckbereich erzeugt.
Dieser Spannungszustand wird nach Aufbringen der Belastung entweder zum größten
Teil aufgehoben oder so gestaltet (entsprechend dem Vorspanngrad), daß der ganze
Bereich nur Druckspannung aufweist. Dadurch können die Baustoffe optimal ausgenutzt
werden. Außerdem hat es den Vorteil, daß der Betonteil rißfrei gehalten wird.
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Außer Stahlbetonbauteilen werden gelegentlich auch Bauteile aus anderen
Baustoffen vorgespannt.
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Die Verfahren zum Vorspannen, die hauptsächlich für Betonteile angewandt
werden, sind mannigfaltig. Sie haben ihre besonderen Vorteile, aber auch Nachteile.
Die meisten Verfahren können in folgende Gruppen eingeteilt werden: a) Verfahren
mit Keilverankerung b) Verfahren mit Klemmverankerung c) Verfahren mit Schraubverankerung
Verfahren mit Keilverankerung Als Vertreter für die Vorspannverfahren mit Keilverankerung
können folgende genannt werden: 1. Die Sandwichplatte-Keilverankerung von Prof.
Magnel (S.103) 2. Freyssinet-Verfahren (S. 104) 3. Leoba-Spannglieder K-Serie (S.
110) 4. Verfahren Philipp Holzmann (S. 111) Die Seitenzahlen beziehen sich auf "Spannbeton
für Praxis" von Prof. Dr. F. Leonhardt, 2. Auflage, Verlag von Wilhelm Ernst &
Sohn, Berlin.
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Sei der eilverankerung werden die Spannglieder in bekannter ei mit
Spannpressen vorgespannt. Um die Spannkraft auf den
Bauteil zu übertragen,
werden gehärtete Stahlkeile in den Zwischenraum zwischen Spannglied und Betonteil
(meistens mit St&nlring oder Stahlplatte als Ankerende) geschoben. Bei diesem
Vorgang rutschen die Ankerteile um einige mm, und dieser Rutschweg wird als "Keilschluff"
bezeichnet. Durch den uchluff geht ein Teil der Vorspannkraft verloren. Bei jedem
Spannvorgang muß der Schluff im Spannweg bzw. in der Vorspannkraft eingerechnet
werden, um die endgültig erforderliche Vorspannkraft zu erreichen.
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Der chluff, der in Rechnung gestellt wird, ist ein Erfahrungswert,
und daher muß beim Vorspannen nachgemessen werden. Es kann vorkommen, daß der Schluff
größer ist, als in Rechnung gestellt wurdc. In diesem Y'all kann das Spannglied
nicht mehr nachgespannt werden.
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hin weiterer Macateil der Keilverankerung ist der, daß die Keile zum
größten Teil manuell eingelegt werden, wodurch die Arbeit aufwendig wird. Es ist
nicht auszuschließen, daß einige Ankerkeile versagen und dadurch beim Vorspannen
große Schwierigkeiten entstehen.
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Der dritte Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß eine Vorspannkraftkorrektur
im bereits vorgespannten Spannglied unmöglich ist.
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Verfahren mit Klemmverankerung Das bekannteste Vorspannverfahren mit
Klemmverankerung ist das KA-Verfahren der Firma Philipp Holzmann (siehe "Zulassungsbeschneid
des hessischen Ministers des Innern, Wiesbaden, den 20.7.
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1961).
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Bei diesem Verfahren werden die Spanndrähte in mehreren Lagen zwischen
Stahlplatten mit Hilfe von Schrauben zusammengepresst.
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Die Verankerung wird durch die Reibung zwischen den Drähten und Stahlplatten
erzielt.
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Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß für die Befestigung des Spanngliedes
an die Spannpresse auch eine Elemmverankerung ausgebildet werden muß. Dies ist ein
aufwendiger Vorgang. Ebenfalls müssen bei den einbetonierten Enden bzw. bei Koppelungsstellen
ähnliche Verankerungen ausgebildet werden
Verfahren mit Schraubverankerung
Für diese Art der Verankerung kann die "Dywidag-Verankerung" als repräsentativ betrachtet
werden. (Siehe Zulassungsbescheid vom Bayer. Staatsministerium des Innern, München,
den 2.5.1967) Es gibt eine Reihe anderer Verfahren wie z.B.: a) Polensky & Zöllner
(s. Spannbeton für Praxis, S. 116-117) b) BBRV (s. " " " , S. 124-125) c) Leoba
(s. " " " , S. 114-115) Bei diesen Verfahren werden die Spanndrähte in verschiedener
Weise an einem Stahlstab befestigt. Der Stab selbst wird durch eine Mutter an einer
Ankerplatte festgehalten. Obwohl die Nachteile der Keilverankerung durch die Schraubverankerung
behoben werden, ist die Befestigung der Drähte an den Stahlstab kompliziert und
daher aufwendig. Bei dem BBRV-Verfahren müssen z.B.
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die Drahtenden zu Köpfchen angestaucht werden. Dies erfordert spezielle
Geräte usw.
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Bei dem Dywidag-Verfahren benötigt man speziell hergestellte Spaunstäbe
von 26 bzw. # 32, Bei der Verwendung von dickeren Stäben ist man gezwungen, einen
größeren Biegeradius für die Spannglieder in Kauf zu nehmen. Dies kann in vielen
Fällen nachteilig sein.
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Aufgabe dieser Erfindung war, die Nachteile der vorfhandenen Verfahren
zu beseitigen und das Vorspannen von Bauteilen aus Beton leichter bzw. sicherer
zu gestalten. Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die freien
Enden der Spanndrähte mit Hilfe einer Biegeeinrichtung kalt verformt werden, um
an ihnen Hammerköpfe auszubilden. Die auf diese Weise gebildeten Drahtenden werden
in zwei Hälften des Verankerungsteile mit Hilfe der schrauben eingespannt. Das eine
der beiden Verankerungsteile besitzt eine Axialbohrung mit Gewinden, worin ein Ankerstab
eingeschraubt wird. eDO bildet sich das Ende des Sanngliedes. Da die Spanndrähte
durch das Zusammenschrauben der Verankerungsteile bzw. durch das Binankern der Hammerköpfe
in den Schlitzen in einem der Verankerungsteile festgehalten werden, wird der Keilscliluff
vermieden. Da die Enden der Spanndrähte wirkungsvoll eingeklemmt werden können,
ist an Stelle der Spanndrähte auch die Verwendung von sitzen möglich.
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Um das Spannglied an der Spannpresse befestigen zu können, wird
der
@@erstab durch eine Zwischenmutter mit einem Verlängerungsstab verbunden. Der Verlängerungsstab
seinerseits wird mit Hilfe einer @utter, genannt Spannmutter, an der Spannpresse
befestigt.
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@ach dem Vorspannen wird der Verankerungsstab durch eine Mutter, genannt
Ankermutter, an der Ankerplatte festgehalten. In diesem Punkte ist dieses Verfahren
den Verfahren mit Schraubverankerung ähnlich, mit dem einen Unterschied, da° der
Ankerstab wahlweise nach dem Auspressen des Spannkanals entfernt oder belassen werden
kann. Das lotztere wäre der Fall, wenn das Spannglied nachträglich mit Zwischenschaltung
der Zwischenmutter verlängert bzw, @eko@pelt werden sollte. Ebenfalls könnte man
den mit dem Ankerstab verankerten Zustand belassen, um in dem Spannglied Vorspannkorrekturen
durch Nachspannen vorzunehmen, bevor es @@@@@@ltig ausgepresst wird. Dadurch ist
die Möglichkeit gegeben, das Spannglied nachzuspannen bzw. im Bedarfsfall zu koppeln.
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@@ @@führungsbeispiel der Erfindung wird in den folgenden Zeichnungen
beschrieben: Fig. 1 Ansicht von einem Drahtende mit Nammerkopf Fig. 2 Schnitt durch
Verankerungsteil (3b) Fig. 3 Ansicht vom Verankerungsteil (3b) Fig. 4 Schnitt durch
Verankerungsteil (3a) Fig. 5 Ansicht vom Verankerungsteil (3a) Fig. 6 Ansicht und
Schnitt vom Spannende Fig. 7 Schnitt durch das Spannende Fig. 8 Ansicht von Ankerstab
und Ankermutter Fig. 9 Ansicht der Zwischenmutter Fig. 10 Seitenansicht der Zwischenmutter
Fig. 11 Ansicht vom Verlängerungsstab Fig. 12 Ansicht von Spannmutter Fig. 13 Seitenansicht
der Spannmutter Fig. 14 Schnitt durch die Ankerplatte j'?f:j. 15 Ansiebt der Mßern'latte
Fig. 16 Ansicht eines Einsteckteils Fig. 17 Seitenansicht der beiden Einsteckteile
Fig. 18 Schnitt durch die Auspresskappe Fig. 19 Seitenansicht der Auspresskappe
Fig. 20 Gesamte Einrichtung
Vor dem Vorspannen wurde das Spannglied
folgendermaßen vorbereitet: Die Enden der Spanndrähte (1) wurden mit Hilfe einer
Biegeeinrichtung kalt gebogen bzw. an ihnen Hammerköpfe (2) kalt geformt.
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Anschließend wurden die Spanndrähte (1) mit den bammerköpfen (2) durch
die axiale Bohrung (3c) des Verankerungsteils (3a) geführt und die Hammerköpfe (p)
in die Schlitze- (3d) eingedrückt. Der Verankerungsteil (3b) wurde auf die Enden
der Spanndrähte (1) gesetzt und mit hilfe der Schrauben (4) mit dem Verankerungsteil
(3a) so zusammengeschraubt, daSJ die Enden der Spanndrähte (1) zwischen den Verankerungsteilen
(3a) und (3b) fest eingeklemmt wurden bzw. die Hammerköpfe (2) in die Schlitze (3d)
unverrückbar eingedrückt wurden. Die Flächen der Bohrung (3c) und der Flanschen,
zwiscilen denen (-lie Enden der S'pannclr':3hte (1) eingeklemmt wurden, sind geriffelt
und gehärtet (#3i). Der Verankerungs--teil (3b) is-t mit einer axialen Bohrung (3g)
mit Gewinden (3h) versehen. In diese Bohrung (3g) wurde der Ankerstab (5), der auf
seine gesamte Länge Gewinde (5a) hat, eingeschraubt. An dem inerdstab (5) wurde
die Ankermutter (5b) angebracht, welche zunächst locker sitzt. Der Ankerstab (5)
besitzt auch den durchgehenden Auspresskanal (5c).
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In dieser Weise wurde das Spannglied mit dem Verankerungsteil, bestehend
aus den Teilen (3) bis (5), an einem Ende hergestellt.
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Die Spanndrähte (1) am anderen Ende des Spanngliedes sind noch frei.
n bekannter Weise wird eine umhüllung (8) bzw. das Endstück (9) an das Spannglied
angebracht. Das freie Ende des Spanngliedes wird entweder iln Beton fest verankert
oder ähnlich ausgebildet wie das Spannende, bestehend aus den Teilen (3) bis (5)
und nit kalt geformten Hammerköpfen (2) an den Enden der Spanndrähte (1). Das letztere
wäre der Fall, wenn das Spannglied von oeiden Enden her vorgespannt bzw. gekoppelt
werden sollte.
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Nach dem Verlegen des Spanngliedes in der Schalung wird es einbetoniert.
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)a5 Vorspannen des Spanngliedes wird folgendermaßen durchgeführt:
Auf den Ankerstab (5) wird die längliche Zwischenmutter (6) mit durchgehendem Innengewinde
(6a) aufgeschraubt. Der Verlängerungsstab (7) mit Gewinde (7a) auf seiner gesamten
Länge wird in die Zwischenmutter (6) eingeschraubt, um den Ankerstab (5) zu verlängern.
Die Spannpresse (10) wird an das freie Ende des Verlängerungsstabes (7) aufgesetzt
und mit der Spannmutter (7b) festgehalten. i)ie Spannpresse (10) stützt sich auf
die einbetonierte Ankerplatte (11). Die Spannpresse (10) wird betätigt, bis die
erforderliche Vorspannkraft erreicht ist. In diesem vor-@estannten Zustand werden
die beiden Einsteckteile (12a) und (12b) in die Aussparung (lla) der Ankerplatte
(11) eingeschoben.
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Anschließend wird die Ankermutter (5b) gegen die Einsteckteile (12a)
und (12b) fest angeschraubt. Nun kann der Öldruck in der Spannpresse (10) nachgelassen
werden. Dadurch wird die Vorspannkraft über die Einsteckteile (12a) und (12b) auf
die Ankerplatte (11) übertragen. Durch Ausschrauben der Mutter (7b) kann die Spannpresse
(10) abgenommen werden. ebenfalls können der Vern@erungsstab ('/) und oie Zwischenmutter
(6) abmontiert werden.
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Nach Beendigung der Vorspannarbeiten wird auf das ausstehende Ende
des Ankerstabes (5) die Auspresskappe (13) aufgeschraubt.
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Die Auspresskappe (13) wird mit hilfe einer leitung mit einem Einpressgerät
verbunden, Fun das Spannglied auspressen zu können.
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alls das Spannglied (1) weder gekoppelt noch nachgespannt wird, kann
der Ankerstab (5) durch Lockerung der Ankermutter (5b) ab-@ebaut werden.