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Stahlbetonteil, insbesondere- Stahlbetonfertigteil -
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träger, und Verfahren zur Herstellung desselben.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Stahlbetonteilen,
insbesondere von Stahlbetonfertigteilträgern, bei dem Spannglieder in einer Schalung
oder Form angeordnet, vorgespannt und vor dem nachfolgenden Betonieren sowie Aushärten
des Betons zwischenzeitlich verankert werden, wobei die Spannglieder daraufhin aus
ihrer Zwischenverankerung
gelöst werden. Dieses Verfahren ist als
sogenanntes Spannbetonverfahren mit sofortigem Verbund bereits bekannt. Die vorgespannten
Spannglieder haben die Aufgabe, die zulässige Zugbeanspruchung des Spannbetonteils
zu erhöhen, die bei einem Betonteil ohne Spannglieder, zumindest gemessen an dessen
Druckfestigkeit, verhältnismäßig klein ist. Die bei der Zwischenverankerung in einem
Spannbett auf die Spannglieder aufgegebenen Zugkräfte werden nach dem Erhärten des
Betons und Freigeben der Spanngliedenden über Haft- und Scher-Verbund auf den Beton
übergeleitet. Hierfür ist nach den heutigen Erkenntnissen eine bestimmte Eintragungslänge
erforderlich. Das hat zur Folge, daß man bei der Auflagerung beispielsweise eines
Fertigteilträgers eine gewisse Auflagerlänge benötigt, insbesondere bei Trägern
unter dynamischer Belastung. Diese Auflagerlänge verlangt dementsprechend große
Lager, und letztere führen zu einer unerwünschten Kostenerhöhung. Gegenüber dem
an sich auch bekannten Verfahren mit nachträglichem Verbund, welches die Verwendung
kürzerer Auflagerlängen gestattet, das aber schwierig zu beherrschen und teuer ist,
liegt der Vorteil des Spannbetons mit sofortigem Verbund in einem einwandfreien
Korrosionsschutz
für den Spannstahl, einer hohen Zuverlässigkeit des Spannbetonteils und vergleichsweise
geringen Herstellungskosten.
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Die Aufgabe der Erfindung wird nun darin gesehen, ein Verfahren zur
Herstellung von Stahlbetonteilen und ein Stahlbetonteil zu schaffen, welches die
positiven Eigenschaften des Spannbetonverfahrens mit sofortigem Verbund bzw. des
gemäß diesem Verfahren hergestellten Spannbetonteils aufweist, jedoch die lange
Oberleitungsstrecke für den Obergang der Spannkraft in den Beton vermeidet und deshalb
bei der Herstellung von Stahlbetonfertigteilträgern eine wesentlich kürzere Auflagerlänge
für letztere ermöglicht.
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Brfindungsgem§ß wird ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 entsprechend dem kennzeichnenden Teil des ersten Anspruchs weitergebildet. Das
erfindungsgemäße Verfahren vereinigt die Vorteile des Verfahrens mit sofortigem
Verbund und diejenigen des Verfahrens mit nachträglichem Verbund unter gleichzeitiger
Vermeidung der Nachteile dieser vorbekannten Verfahren. Die Ankerkörper werden an
dem vorgesehenen Ende des Spannglieds an vorgegebener Stelle angebracht und in geeigneter
Weise gehalten,
damit sie sich beim nachträglichen Betonieren nicht
verschieben. Sie befinden sich vorzugsweise innerhalb der Schalung oder Form, mit
der das Stahlbetonteil gegossen werden soll, und dort insbesondere in unmittelbarer
Nähe einer Schalungsstirnwand. Zweckmäßigerweise befestigt man die verbleibenden
Ankerkörper gleich derart an den Spanngliederenden, daß sie beim Lösen der Zwischenverankerung
die Zugkraft ihres Spannglieds sofort und bohne Schlupf auf die an ihrer Innenseite
an Liegende Betonfläche übertragen können.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen,
daß der bzw. jeder Ankerkörper klemmend auf seinem Spanngliedende gehalten ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht in diesem Zusammenhang vor, daß der oder die
am Stahlbetonteil verbleibenden Ankerkörper jedes Endes des Stahlbetonteils mittels
einer Schutzschicht, insbesondere einer Betonschicht, überdeckt werden. Diese Schutz-
bzw. Betonschicht bildet einen wirksamen Korrosion-sschutz für die abgeschnittenen
Spanngliedenden und die darauf sitzenden Ankerkörper.
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zur-Ldsung der gestellten Aufgabe wird außerdem vorgeschlagen, daß
ein Spannbetonteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4 entsprechend dem kennzeichnenden
Teil des vierten Anspruchs ausgebildet ist. Von der Ausbildung des Ankerkörpers
und gegebenenfalls auch der Form und Größe des Spannbetonteils hängt es ab, ob man
an jedem Spanngliedende einen separaten Ankerkörper anbringt oder ob man für alle
Spannglieder an ein und derselben Seite des Spannbetonteils einen gemeinsamen Ankerkörper
verwendet. Denkbar ist auch die Verwendung je eines Ankerkörpers für verschiedene
Gruppen der Spannglieder. Maßgeblich ist auch die Größe und die meist in einem bestimmten
Raster vorgesehene gegenseitige Zuordnung der Spannglieder. Bei letzteren handelt
es sich in bekannter Weise um draht- oder stangenartige Spannstähle, deren Oberfläche
in bekannter Weise ausgebildet sein kann.
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Außerdem ist auch eine Querverbindung der verschiedenen Spannglieder
in bekannter Art möglich.
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Der Ankerkörper ist in Weiterbildung der Erfindung wenigstens zweiteilig
ausgebildet, und er besteht aus einem äußeren, am zugeordneten Ende des Stahlbetonteils
angepreßten Stützglied einerseits und mindestens einem
inneren
Sperrglied andererseits, wobei beide mittels zumindest einer Keil- oder Konusfläche
aneinander anliegen und wenigstens das Sperrglied quer zur Längsachse seines zugeordneten
Spannglieds an letzteres und das Stützglied angepreßt ist. Selbstverständlich weist
dabei die Keilfläche oder -flächen des Sperrglieds jeweils gegen das Innere des
Stahlhetonteils, so daß die Zugkraft in spannendem und klemmendem Sinne auf den
Ankerkörper einwirkt.
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Eine weitere Variante der Erfindung sieht vor, daß das Stützglied
als gelochte Ankerplatte und das Sperrglied als vorzugsweise zweiteilige Spannhülse
ausgebildet sind, wobei die Spannhülse außen konisch ist und der Konus demjenigen
des Ankerplattenlochs entspricht. Die Verwendung einer zwei- oder mehrteiligen Spannhiilse
erleichtert die Montage des Ankerkörpers. Zweckmäßigerweise sind die Ankerplatte
und das Sperrglied in Längsrichtung des Spannglieds etwa gleich lang. Im Falle einer
zweiteiligen Spannhülse umfaßt jede Hälfte etwas weniger als 1800, um die notwendige
Klemmwirkung erzielen und Toleranzen im Spanngliedquerschnitt ausgleichen zu können.
Anstelle einer Spannhülse kann man selbstverständlich auch einen oder mehrere Spannkeile
oder ähnliche Elemente verwenden,
die die Zugkraft des freigegebenen
Spannglieds in eine Klemmkraft umzusetzen vermögen. Das hindert jedoch nicht die
klemmende Befestigung des Ankerkörpers am Spannglied vor dem Lösen der Zwischenverankerung.
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Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Ankerplatte
mehrere, im Abstand voneinander angeordnete konische Aufnahmebohrungen für je ein
Sperrglied besitzt. Es kann beispielsweise zweckmäßig sein, wenn die Spannelemente
in einem verhältnismäßig engen Raster verlegt werden und einzelne Ankerkörper demzufolge
relativ klein ausgebildet sein müßten.
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Der oder die Ankerkörper jedes Stahlbetonteilendes sind gemäß einer
anderen Ausgestaltung der Erfindung mittels einer Schutzschicht, insbesondere einer
Betonschicht überdeckt, die sowohl die Ankerkörper als auch die üblicherweise abgetrennten
Spanngliedenden vor Korrosion und anderer unerwünschter Einwirkung schützt.
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Durch die Verwendung von Ankerkörpern wird die Zugkraft der Spannelemente
auf einer extrem kurzen Strecke auf den Beton übertragen, weswegen derart hergestellte
Spannbetonteile,
insbesondere Spannbetonfertigteilträger, selbst
bei dynamischer Belastung mit einer besonders kurzen Auflagerlänge auskommen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigen: Figur 1 einen Querschnitt durch ein als Stahlbetonfertigteilträger
ausgebildetes Stahlbetonteil, Figur 2 einen abgebrochenen Schnitt gemäß der Linie
II-II der Fig. 1, Figur 3 in vergroßertem Maßstab einen Ausschnitt aus dem rechten
Bildende der Fig. 2.
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Das Stahlbetonteil 1 ist beim Ausführungsbeispiel ein.Trager mit T-förmigem
Querschnitt. Beispielsweise am freien Ende des T-Längsstegs befinden sich Spannglieder
2, die in einem vorgegebenen Raster, z.B. mit gleichem Seiten- und Höhenab stand,
nebeneinander angeordnet sind und in Längsrichtung des Trägers verlaufen. Dabei
handelt es sich um bekannte Spannglieder, wie man sie bei der Herstellung von Stahlbetonteilen
üblicherweise
verwendet, also beispielsweise um Drähte, Stangen, Seile od. dgl. Ihr Querschnitt
ist in der Zeichnung kreiszylindrisch angegeben, jedoch können auch andere Querschnittsformen
verwendet werden. Außerdem muß die Oberfläche nicht notwendigerweise glatt sein,
vielmehr ist eher an eine aufgerauhte oder in spezieller Weise gestaltete Oberfläche
gedachte die eine besonders gute Verankerung im Beton 3 geährleistet.
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In einer nicht näher gezeigten Schalung oder Form werden die Spannglieder
im vorbestimmten Raster gehalten und anschließend mit bekannten Mitteln mit einer
Zugkraft belastet. Die unter Zugspannung stehenden Spannglieder werden dann in einem
sogenannten Spannbett zwischenverankert. An jedem Spanngliedende ist ein zusätzlicher,
verbleibender Ankerkörper 5 befestigt. Nachfolgend wird Beton in die Form gegossen,
der wenigstens bis an die Innenfläche ü des verbleibenden Ankerkörpers 5 heranreicht.
Nach dem Aushärten des Betons trennt man jedes Spanngliedende 4 an einer außerhalb
des Ankerkörpers S gelegenen oder mit letzterem außen bündig abschließenden Stelle
7 ab. Die nunmehr frei werdende Zugkraft im jedem Spannglied 2 wird über seine beiden
verbleibenden Ankerkörper 5 auf die nach außen weisende Betonfläche 8 übertragen.
Das setzt eine schlupffreie
Verbindung zwischen dem Ankerkörper
5 und dem Spannglied 2 voraus. Abschließend kann man gemäß einer besonderen Ausgestaltung
der Erfindung an den beiden stirnseitigen Enden noch eine Schutzschicht 9 aufbringen,
die vorzugsweise auch aus Beton besteht und sowohl die Stirnfläche 7 der Spannglieder
2 als auch die nach außen weisende Fläche der Ankerkörper 5 insbesondere vor Korrosion
schützt.
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Jeder Ankerkörper ist in bevorzugter Weise wenigstens zweiteilig ausgebildet,
und er besteht aus einem äußeren Stützglied 10 einerseits sowie einem inneren Sperrglied
11 andererseits. Letzteres kann aus zwei Halbschalen 12 und 13 bestehen, die zusammen
eine außen konische Hülse ergeben, deren kleinerer Durchmesser ins Innere des Stahlbetonteils
1 weist. Dementsprechend ist das äußere Stützglied 10 mit einer konischen Aufnahmebohrung
14 versehen. Die beiden Halbschalen umfassen, wie Fig. 3 mit gestrichelten Linien
erkennen läßt, weniger als 180°, um die notwendige Radialpressung auf das zugeordnete
Spanngliedende ausüben zu können. Gemäß der oberen Bildhälfte der Fig. 3 ist für
jedes innere Spannglied ein äußeres plattenförmiges, beispielsweise quadratisches
Stützglied 10 vorgesehen. Gemäß
der unteren Bildhälfte kann für
sämtliche Spannglieder eine gemeinsame Platte vorgesehen sein, die entsprechend
dem erforderlichen Raster mit konischen Aufnahmebohrungen versehen ist, in die jeweils
ein inneres Spannglied eingeschoben wird.