DE2650085C2

DE2650085C2 - Stoßausbildung für Stahlverbundpfähle

Info

Publication number: DE2650085C2
Application number: DE19762650085
Authority: DE
Inventors: Egon Dipl.-Ing. 7501 Karlsbad Dennig
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1976-10-30
Filing date: 1976-10-30
Publication date: 1982-09-30
Also published as: DK477377A; DE2650085A1; NL7711782A

Description

40

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stoßausbildung für den inneren Stahlkern eines Stahlverbundpfahles, bestehend aus einem mehrere Abschnitte umfassenden Stahlpfahl, wobei jeder Abschnitt an einem Ende mit einem muffenartigen Verbindungsteil versehen ist und an den Enden benachbarter Abschnitte außen in vorgebbaren Abständen jedoch in gleicher Höhe Stähle befestigt sind, die den Stoß überbrücken und eine so zusätzliche Sicherung gegen Zug- und Biegebeanspruchungen im Stoßbereich darstellen.

Solche Stoßausbildungen finden Anwendungen bei der Mastgründung im Freileitungsbau. Oftmals kann eine Bodenart vor dem Rammen der Pfähle nicht immer gan7 genau bestimmt werden und somit läßt sich die jeweils erforderliche Pfahllänge nicht im voraus festlegen. Um bei unterschiedlichen Bodenarten flexibel zu sein und die Pfahllänge dem Boden anpassen zu können, ist es erforderlich, Stahlpfähle über einen Verbundstoß mittels eines Verlängerungsstückes verlängern zu können.

Für die Realisierung wirtschaftlicher Pfahllängen, den Einsatz wirtschaftlicher Geräte und die Möglichkeit flexibel auf unvermutete Bodenarten zu reagieren, ist ein Verbundstoß erforderlich, der die im Betrieb auftretenden Beanspruchungen nachweislich übernehmen kann.

Die bisher gebräuchlichen, bereits zum Stand der Technik gehörenden Verbundstöße können die an sie gestellten Bedingungen kaum erfüllen, weil sie entweder sehr aufwendig in der Konstruktion sind oder lange Zeit für den Einbau benötigen, oder nicht allen geforderten Beanspruchungen standhalten können.

In der DE-AS 2134 171 wird ein Stahlpfahl beschrieben, dessen Stoß so ausgebildet ist, daß die Rohrenden muffenförmig aufeinandersitzen, und an der Außenfläche des Stahlpfahles, über den Umfang verteilt Seilverbindungen den Stoß überbrücken, so daß eine elastische Verbindung zwischen den Rohrenden besteht, welche verhindern soll, daß die während des Einrammens in das Erdreich entstehenden Schlag- und Vibrationsbeanspruchungen den Stoß beschädigen. Diese Ausführung erweist sich als relativ aufwendig. Desweiteren genügt sie nicht den Stabilitätsanforderungen des Stoßes für einen Stahlverbundpfahl.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Stahlverbundpfahl einen Stoß zu schaffen, der die während des Rammvorganges entstehenden Materialschwingungen elastisch aufnimmt, und gleichzeitig die zur festen Gründung des Mastes erforderliche mechanische Stabilität aufweist

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Stähle seitlich weggebogene und parallel zu den Enden des jeweiligen Pfahlabschnittes gerichtete Betonstähie sind, wobei die auf der Seite des muffenförmigen Verbindungsteils befestigten Betonstähle jeweils mit Abstand vom Stoß enden, während die auf der entgegengesetzten Seite des jeweiligen Abschnitts befindlichen Betonstähle den Stoß so überbrükken, daß sie mit den korrespondierenden Betonstählen des benachbarten Abschnittes verbindbar sind.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Stoß auf einfache Art und Weise sowohl der Schwingungsbelastung als auch der späteren mechanischen Belastung durch den Mast standhält.

In vorteilhafter Weise sind am oberen Ende des Stahlpfahles außen rundum in vorgebbarem Abstand Betonstähle befestigt. Die Betonstähle können angeschweißt, genietet oder geschraubt sein. Sämtliche Betonstähie sind vom Pfahl weggebogen und anschließend parallel zu diesem nach oben geführt. Die Länge der Betonstähle ist so bemessen, daß sie alle einige Zentimeter unterhalb der Oberkante des Pfahles enden. In vorteilhafter Weise sind am unteren Ende der Verlängerungsstücke ebenfalls Betonstähle befestigt. Diese Betonstähle sind spiegelbildlich zu den Betonstählen des Stahlpfahles angeordnet. Sie sind ebenfalls an der Verlängerung angeschweißt, genietet oder angeschraubt. Ihre Länge ist so bemessen, daß sie um einige Zentimeter über die Unterkante der Verlängerung hinausreichen.

Die Länge, um die die Betonstähle des Verlängerungsstückes über die Unterkante hinausragen, entspricht in etwa dem senkrechten Abstand zwischen der Oberkante des Stahlpfahles und dem oberen Ende der am Stahlpfahl befestigten Betonstähle. Am unteren Ende der Verlängerung sind rundum innen und außen Flacheisen befestigt. Diese Flacheisen überragen die Unterkante der Verlängerung um einige Zentimeter. Dadurch wird eine Nut gebildet. In diese Nut wird die Oberkante des Pfahlkopfes eingepaßt, so daß die Unterkante der Verlängerung auf der Oberkante des Pfahles aufsitzt. Desweiteren wird das Verlängerungsstück so auf den Stahlpfahl aufgesetzt, daß je ein

Betonstahl des Verlängerungsstückes auf einem Betonstahl des Stahlpfahles aufsitzt und die beiden miteinander verbunden werden können. Vor dem Aufsetzen des Verlängerungsstückes werden über die Betonstähle des Stahlpfahles Muffen geschoben, in die die Betonstähle des Verlängerungsstückes beim Aufsetzen auf den Pfahl eingeführt werden. Nachdem die Betonstähle des Verlängerungsstückes auf den Betonstählen des Stahlpfahles aufsitzen, werden die Muffen über die Berührungsstellen der Betonstähle geschoben. Das _]0 Innere der Muffen ist meist so ausgestaltet, daß es ebensolche Rippen wie die Betonstähle aufweist und somit eine Verschraubung zwischen den Muffen und den Betonstählen erfolgen kann. Es besteht auch die Möglichkeit, die Muffen mit den Betonstählen zu verpressen.

Vorteilhaft sind am oberen Ende jedes Verlängerungsstückes wiederum Betonstähle befestigt. Sie sind so ausgerichtet, wie die am oberen Ende des Stahlpfahles befestigten Betonstähle.

Der Stoß für Stahlpfähle wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Stahlpfahl mit Betonstählen,

F i g. 2 ein für die Verlängerung verv/endetes Verlängerungsstück, das mit Betonstählen versehen ist,

F i g. 3 einen Stahlpfahl auf den ein Verlängeninsstück in erfindungsgemäßer Weise aufgesetzt ist,

F i g. 4 einen Querschnitt parallel zur Unterkante des Verlängerungsstückes,

Fig.5 einen Querschnitt parallel zur Oberkante des Stahlpfahles.

F i g. 1 zeigt einen Stahlpfahl 9, in dessen oberem Bereich, außen, Betonstähle 1, 2,3 und 4 befestigt sind. Die Betonstähle 1,2,3 und 4 können angesdiweißt oder angenietet sein. Sie sind von der Befestigungsstelle ausgehend vom Stahlpfahl 9 weggebogen und anschließend parallel zu ihm nach oben geführt. Alle Betonstähle 1, 2, 3, 4 sind in der gleichen Höhe am Stahlpfahl 9 befestigt. Die Länge der Betonstähle 1,2,3, 4 ist so bpmessen, daß sie alle einige Zentimeter unterhalb der Oberkante des Stahlpfahles 9 enden. Der Stahlpfahl 9 ist zusätzlich am unteren Ende mit einer Grundplatte 7 abgedeckt, deren Querschnitt größer ist als der Querschnitt des Stahlpfahles 9 wie Fig.5 zeigt. Der in Fig. 1 gezeigte Stahlpfahl 9 kann in der gezeigten Art vollständig im Werk hergestellt werden.

Fig.2 zeigt ein für die Verlängerung verwendetes Verlängerungsstück 8.. Dieses Verlängerungsstück 8 weist den gleichen Querschnitt wie der Stahlpfahl 9 auf und ist ebenfalls aus dem gleichen Material gefertigt.

Das Verlängerungsstück 8 ist am unteren Ende ebenfalls rjndum mit Betonstählen 10, 20, 30 und 40 versehen. Die Betonstähle 10, 20, 30 und 40 sind spiegelsymmetrisch zu den Betonstählen 1, 2, 3 und 4 des Stahlpfahles 5 angeordnet, d. h., sie sind ebenfalls rund um das Verlängerungsstück in gleicher Höhe angeordnet. Der Abstand zwischen den einzelnen Betonstählen 10, 20, 30, 40 ist der gleiche wie bei den Betonstählen 1, 2, 3 und 4 des Stahlpf&hles 9. Ebenso sind alle Betonstähle 10, 20, 30 und 40 von ihrer Befestigungsstelle an von dem Verlängerungsstück 8 weggebogen und anschließend parallel dazu nach unten geführt. Die Betonstähle 10, 20, 30 und 40 können am Verlängerungsstück 8 angeschweißt, genietet oder angeschraubt sein. Ihre Länge ist so bemessen, daß sie die Unterkante des Verlängerungsstückes 8 um einige Zentimeter überragen, nie Länge, die die Betonstähle 10, 20, 30 und 40 über die Unterkante des Verlängerungsstückes 8 hinaus besitzen, entspricht in etwa der Längendisferenz zwischen dem oberen Ende der Betonstäl.le 1, 2, 3 und 4 und der Oberkante des Stahlpfahles 9,

Am unteren Ende des Verlängerungsstückes 8 sind rundum im Abstand innen und außen Flachstähle 5 befestigt Die Flachstähle 5 können angeschweißt, angenietet oder angeschraubt sein. Die innen und außen am Verlängerungsstück 8 befestigten Flachstähle 5 überragen die Unterkante desselben um etwa 5 bis 6 cm und bilden eine nicht geschlossene Nut 6.

F i g. 3 zeigt den mit einem Verlängerungsstück 8 verlängerten Stahlpfahl 9. Der Stahlpfahl 9 ist bis zu seinem oberen Ende in den Boden gerammt. Bevor das Verlängerungsstück 8 auf den Stahlpfahl 9 aufgesetzt wird, werden Muffen 11 über die Betonstähle 1,2,3 und 4 geschoben. Anschließend wird das Verlängerungsstück 8 auf den Stahlpfahl 9 aufgesetzt. Dies geschieht in der Weise, daß die Oberkante des Stahlpfahles 9 in die, von den Flachstählen 5, gebildete Nu! 6 eingepaßt wird, so daß die Unterkante des Verlängiiungsstückes 8 auf der Oberkante des Stahlpfahles 9 auLitzt. Zusätzlich wird das Verlängerungsstück 8 derart auf den Stahlpfahl 9 aufgesetzt, daß jeweils ein Betonstahl 10,20,30,40 auf einem Betonstahl 1,2,3,4 des Stahlpfahles 9 aufsitzt.

Dies ist durch die spiegelsymmetrische Anordnung der Betonstähle 10,20,30 und 40 zu den Betonstählen 1, 2, 3 und 4 des Stahlpfahles 9 möglich. Nachdem das Verlängerungsstück 8 auf dem Stahlpfahl 9 aufgesetzt ist, und die freien Enden der Betonstähle 50, 20, 30 und 40 schon von den Muffen 11 umgeben sind, werden diese über die Berührungsstellen der Betonstähle 1 und 10, 2 und 20,3 und 30 und 4 und 40 geschoben. Die Muffen 11 weisen im Inneren eine ähnliche Rippenstruktur wie die Betonstähle auf und können daher durch geeignetes Drehen auf die Endstücke der Betonstähle aufgeschraubt werden. Andererseits besteht auch die Möglichkeit, die Muffen 11 mit den Betonstählen zu verpressen, um damit einen günstigen Halt zu eriangen. Durch das zusätzliche Einpassen der Oberkante des Pfphles 9 in die von den Flachstählen 5 gebildete Nut 6 entsteht zwischen dem Pfahl 9 und seinem Verlängerungsstück 8 eine stabile Verbindung. Da die Betonstähle 1, 2, 3, 4; 10, 20, 30, 40 abgebogen und dadurch elastisch sind, wird verhindert, daß di" Ramrrenergie über diese vom Verlängerungsstück 8 in den Stahlpfahl 9 übertragen wird.

Der so verlängerte Stahlpfah! 9 muß nun weiter in den Boden gerammt werden und zwar mindestens soweit, daß der Verbundstoß unterhalb der Erdoberfläche angeordnet ist und voll mit Beton umgeben werden kann wie Fig.3 zeigt. Aus diesem Grund ist der Querschnitt der Grundplatte 7 des Stahlpfahles 9 so bemessen, daß beim Rammen zwischen dem Stahlpfahl 9 und dem Erdreich ein Hohlraum 12 gebildet wird, der es erlaubt, daß der gleichzeitig mit dem Rammen in den Hohlraum eingefüllte Beton den Verbundstoß voll umgeben kann. Damit entsteht ein sogenannter Stahlverbundstoß Bei einem, mit einem solchen Stahlverbundstoß verlängerten Stahlpfahl erfoigt die Übertragung der beim Rammen auftretenden Kräfte ausschließlich an den stumpf gestoßenen und gegen Verschiebung gesicherten Pfahlquerschnittcn, solange der Beton nicht abgebunden hat.

Wenn der Verpr .Rmantd abgebunden hat, so bildet er zusammen mit dem Betonstahl der Bewehrungselemente einen Stahlbetonverbundquerschnitt, der jede Elastizität aus der Biegung des Belonstahles ausschließt.

Dii." Verbindungselemente sind so in der Lage, auch im Betriebszustand eine einwandfreie Übertragung der Druckkräfte über die stumpf gestoßenen Stahlquerschnitte zu garantieren. Sie können außerdem alle auftretenden Zug- und Biegezugkräfte aufnehmen.

Auch das Verlängerungsstück 8 wird am oberen Teil wiederum mit Betonstählen I, 2,3 und 4 versehen. Diese Betonstähle sind in gleicher Weise wie die Betonstähle 1, 2, 3 und 4 des Stahlpfahles 9 angeordnet, d. h., sie sind am Verlängerungsstück 8 befestigt, von diesem weggebogen und parallel dazu nach oben geführt. Ihre Länge ist so bemessen, daß sie einige Zentimeter unterhalb der Oberkante des Verlängerungsstückes 8 enden.

Soll auf den Stahlpfahl 9 kein Verlängerungsstück aufgesetzt werden oder soll auf das erste Verlänge-ί rungsstück 8 kein zweites folgen, so sind die Betonstähle 1, 2, 3 und 4 des Stahlpfahles 9 oder des Verlängerungsstückes 8 so angeordnet, daß sie die bisher gebräuchlichen Knaggen ersetzen können.

Die Stähle, die Schweißnähte und die Verbinder des ίο Stahlpfahles 9 und seines Verlängerungssfjckes 8 sind so dimensioniert, daß sie alle auftretenden Normal- und Biegekräfte aus dem Mast aufnehmen können.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stoßausbildung für den inneren Stahlkern eines Stahlverbundpfahles, bestehend aus einem mehrere Abschnitte umfassenden Stahlpfahl, wobei jeder Abschnitt an einem Ende mit einem muffenartigen Verbindungsteil versehen ist und an den Enden benachbarter Abschnitte außen in vorgebbaren Abständen jedoch in gleicher Höhe Stähle befestigt sind, die den Stoß Oberbrücken und eine zusätzliche \o Sicherung gegen Zug- und Biegebeanspruchung im Stoßbereich darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stähle seitlich weggebogene und parallel zu den Enden des jeweiligen Pfahlabschnittes (8 bzw. 9) gerichtete Betonstähle (1, 2,3,4 bzw. 10, 20,30,40) sind, wobei die auf der Seite des muffenförmigen Verbindungsteils befestigten Betonstähle (1, 2, 3, 4) jeweils mit Abstand vom Stoß enden, während die auf der entgegengesetzten Seite des jeweiligen Abschnitts (8 bzw. 9) befindlichen Betonstähie {10,20,30,40) den Stoß so überbrücken, daß sie mit den korrespondierenden Betonstähien (i, 2, 3, 4) des benachbarten Abschnittes (8 bzw. 9) verbindbar sind.

2. Stoßausbildung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Betonstähle (1, 2, 3, 4) mit den korrespondierenden Betonstählen (10,20,30,40) über Muffen (11) erfolgt.

3. Stoßausbildung nach einem der Ansprüche 1 bis

2, dadurch gekennzeichnet, daß der muffenartige Verbindungsteil (6) aus mehreren, den Rand des Pfahlabschnitt (8 bzw. 9) überragenden, innen und außen an den Wänden des P'ahlabschnittes (8, 9) befestigten Flachstählen (5) besteht.

4. Stoßausbildung nach einem '.er Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende des Verlängerungsstückes (8) ebenfalls Betonstähle (1,2, 3,4) befestigt sind.