DE29504739U1 - Korrosionsgeschütztes Zugglied, vornehmlich externes Spannglied für Spannbeton ohne Verbund - Google Patents

Description

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein korrosionsgeschütztes Zugglied, vornehmlich ein externes Spannglied für Spannbeton ohne Verbund, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zugglieder dieser Art müssen auswechselbar sein, um sie bei Bedarf erneuern zu können.' Sie werden zu diesem Zweck in dem Bereich, in dem sie innerhalb eines Bauwerks verlaufen, meist in den den jeweiligen Ankervorrichtungen vorgelagerten Bereichen, in einem Spannkanal geführt, der durch ein in das betreffende Bauwerk eingebettetes Aussparungsrohr gebildet ist. Wird neben der Auswechselbarkeit des Zugglieds auch im Gebrauchszustand dessen vollständige Längsbeweglichkeit gegenüber dem Bauwerk verlangt, z.B. zum Nachspannen, dann wird das das Bündel von Einzelelementen umgebende Hüllrohr innerhalb dieses Spannkanals geführt und unmittelbar an die jeweilige Ankervorrichtung angeschlossen <"zwei scha I ige Verroh rung").

Im Bereich der Ankervorrichtungen wird der Abstand der Einzelelemente voneinander durch die Abmessungen der zur Verankerung verwendeten Teile, z.B. Keile, Ankermuttern oder dergleichen bestimmt. Da dieser Abstand der Einzelelemente voneinander schon aus konstruktiven Gründen nicht über die gesamte Länge des Zugglieds eingehalten werden kann, sondern dort die Einzelelemente im Mindestabstand voneinander geführt werden, ist es erforderlich, die Einzelelemente im Bereich vor den Ankervorrichtungen auf den zur Verankerung erforderlichen Abstand zu spreizen. Im Bereich der Umlenkung der Einzelelemente von einer geraden parallelen Führung zur radialen Aufspreizung entstehen je nach Größe des SpreizwinkeLs radial nach außen gerichtete Umlenkkräfte.

während schon aus Gewichtsgründen die rohrförmige Umhüllung des Bündels im freien Bereich meist aus einem Hüllrohr aus

Kunststoff besteht, ist es bekannt, im Bereich der Ankervorrichtungen StahLrohre vorzusehen. Diese erstrecken sich dann auch über den Bereich, in dem die EinzeLeLemente gespreizt verlaufen, um durch diese StahLrohre die UmLenkkräfte aufzunehmen (DE 37 34 954 C2) .

Während derart aufwendige Konstruktionen bei größeren Bauwerken, wie z.B. SchrägseiLbrücken, angezeigt sein und verantwortet werden können, gibt es eine Vielzahl von Bauaufgaben, für die wirtschaftlichere MögLichkeiten gefunden werden müssen. Diese bestehen meist darin, daß das im freien Bereich des SpanngLieds vorgesehene HüLlrohr aus Kunststoff auch über den Bereich fortgeführt wird, in dem das Spannglied innerhalb des Bauwerks verLäuft. Bei einer "zwei scha Ligen Verrohrung" wird es meist mit einem sich trompetenartig erweiternden HüLlrohr aus Kunststoff gestoßen, das unmittelbar an die Verankerung anschließt.

Zur Sicherstel Lung des Korrosionsschutzes der Einzelelemente wird der Hohlraum zwischen diesen und der rohrförmigen Umhüllung oft mit einer Korrosionsschutzmasse, z.B. Fett, oder mit einem erhärtenden Material, z.B. Zementmörtel, ausgepreßt. Um in dem Bereich, in dem das Spannglied in dem Spannkanal innerhalb des Bauwerks geführt ist, die Auswechselbarkeit zu gewährleisten, ist es notwendig, das das Bündel umgebende Hüllrohr aus Kunststoff so zu dimensionieren, daß es den beim Injizieren entstehenden Innendruck ohne nennenswerte Aufweitung aufnehmen kann; auf diese Weise wird verhindert, daß sich das Hüllrohr der inneren Verrohrung etwa an die äußere Verrohrung anlegt und durch infolge Klemmung erzeugten Reibungsverbund eine spätere Auswechslung erschwert oder gar ganz verhindert.

Während dies in dem Bereich, in dem die Einzelelemente parallel zueinander verlaufen, auf diese Weise gewährleistet werden kann, ist dies im Bereich der Spreizung der

EinzeLeLemente wegen der dort entstehenden radial gerichteten Um Lenkkräfte nicht mögLich. Es ist deshaLb bei einem mit ZementmörteL verpreßten ZuggLied auch schon bekannt geworden, in dem Bereich, in dem UmLenkkräfte entstehen, an der Außenseite des HülLrohrs aus Kunststoff ein RingzugeLement vorzusehen, das in der Lage ist, die radiaL nach außen gerichteten UmLenkkräfte aLs Ringzugkräfte aufzunehmen, um auf diese Weise eine Querverformung des Hüllrohrs infoLge des Injizierdrucks und der UmLenkkräfte zu vermeiden (DE-GM 90 15 863).

Bei externen SpanngLiedern, d.h. bei solchen, die nicht über ihre gesamte Länge in das Bauwerk eingebettet, also in ihrer Lage fixiert sind, besteht ein Problem darin, daß zwischen der Achse im freien Bereich des Spannglieds und derjenigen im Bereich der Verankerung WinkeLabweichungen auftreten können, die sich bis zu den Verankerungen der Einzelelemente fortsetzen und dort zu Beeinträchtigungen der Verankerung führen können. Andererseits sind Winkelabweichungen der Spanngliedachse aus konstruktiven Gründen oft nicht zu vermeiden. Wenn, wie bei dem Spannglied der eingangs angegebenen Art, das Spannglied innerhalb des Spannkanals eng geführt ist, wirken sich Winkelabweichungen an der äußeren Mündung des Spannkanals aus und können dort zu Beschädigungen sowohl des Spannglieds, als auch des Bauwerks füh ren.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, um auch bei einer solchen einfacheren und wirtschaftlicheren Ausführungsform eines externen Bündelspannglieds, das leicht und zuverlässig auswechselbar ist, eine Möglichkeit zu schaffen, um Winkelabweichungen der Zuggliedachse von der Achse der Verankerung in gewissem Umfang zuzulassen, ohne Rückwirkungen auf die Verankerungen der Einzelelemente befürchten zu müssen.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dem Zugglied im Bereich seines Eintritts in den Spannkanal dadurch eine Bewegungsmöglichkeit zur Aufnahme von WinkeLdrehungen zu geben, daß es im lichten Abstand von der Innenwand des Spannkanals geführt wird, es dann aber mit dem zur Aufnahme der Umlenkkräfte infolge Spreizung vorgesehenen Ringzugelement dadurch in radialer Richtung zu fixieren, daß es bei Winkelabweichungen eine stützende Anlage an der Innenwand des Spannkanals findet, so daß sich solche Winkelabweichungen nicht bis zu den Verankerungen der Einzelelemente auswirken können. Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn das dem freien Bereich des Zugglieds zugewandte Ende der Innenfläche des Ringzugelements schwach konisch aufgeweitet ist und so gewissermaßen einen Umlenksattel bildet. Zur Gewichtseinsparung ist es zweckmäßig, das Ringzugelement nur an seinen Enden so dick auszubilden, daß es seine abstützenden und die Spreizkräfte aufnehmenden Aufgaben erfüllen kann, es im dazwischenliegenden Bereich aber mit einer geringeren Wanddicke auszugestalten. Das RingzugeLement besteht zweckmäßig aus Gußstahl.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Zugglieds ist weitgehend unabhängig von seiner sonstigen Ausgestaltung, d.h. der Hohlraum zwischen den Einzelelementen und der rohrförmigen Umhüllung kann zum Korrosionsschutz entweder mit Fett oder erhärtendem Material ausgepreßt sein; als Einzelelemente können aber auch sogenannte Fettlitzen verwendet werden, so daß sich auch eine Ausfüllung des Hohlraums erübrigen kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargesteLLten Ausführungsbeispie Ls näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den einer Ankervorrichtung vorgeLagerten Bereich einer ersten Ausführungsform eines Zugglieds nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das ZuggLied im freien Bereich,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in größerem Maßstab, Fig. 4 einen Ausschnitt aus Fig. 3 in größerem Maßstab und

Fig. 5 einen der Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist der Endbereich eines Spannglieds 1 für Spannbeton ohne Verbund dargestellt. Das Spannglied 1 verläuft hier innerhalb eines Bauwerks 2, gegen das es durch eine Ankervorrichtung 3 abgestützt ist. Das Spannglied besteht, wie in Fig. 2 dargestellt, aus einem Bündel von Einzelelementen 4, z.B. Stahldrahtlitzen, die im Bereich der freien Länge von einem Hüllrohr 5 aus Kunststoff, z.B. PE, umgeben sind. Zwischen den äußeren Einzelelementen und dem Hüllrohr 5 befindet sich ein Abstandhalter, z.B. eine St ah Idrahtwende L 6. Durch diesen Abstandhalter wird einerseits ein ausreichender Hohlraum gesichert, durch den später erhärtendes Material 7, z.B. Zementmörtel, injiziert werden kann, andererseits auch gewährleistet, daß die Einzelelemente 4 nach außen hin von einer gleichmäßigen Schicht dieses Korrosionsschutzmaterials umgeben sind.

Um der Spreizung der Einzelelemente 4 zur Ankervorrichtung hin Rechnung zu tragen, ist das Hüllrohr 5 am Beginn der

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Spreizung mit einem sich trompetenartig erweiternden Hüllrohr 8 gestoßen, das ebenfalls aus Kunststoff besteht und in einen Anker körper 9 aus Gußstahl hineinreicht, dessen Innenfläche zusammen mit einem diesen in Längsrichtung fortsetzenden Aussparungsrohr 10, das ebenfalls aus Metall besteht und mit dem Ankerkörper verschweißt ist, den Spannkanal 11 bildet, in dem das Spannglied 1 auswechselbar geführt ist.

Neben dem Ankerkörper 9, der zur Luftseite hin zu einer flanschartig ausgebildeten Widerlagerplatte 12 geformt ist, umfaßt die Ankervorrichtung 3 eine Ankerscheibe 13, die sich gegen die Widerlagerplatte 12 abstützt und in an sich bekannter Weise eine Anzahl von Bohrungen besitzt, durch welche die Einzelelemente 4 des Bündels hindurchgeführt und in denen sie mittels Keilen 14 verankert sind. Zum Schutz gegen Korrosion kann die Verankerung von einer Schutzkappe 15 umgeben sein, die wiederum mit einem Korrosionsschutzmaterial 16 gefüllt ist.

üer Durchmesser des Spannglieds 1 in seinem freien Bereich ist geringer als der Innendurchmesser des durch das Aussparungsrohr 10 gebildeten Spannkanals 11, so daß das Spannglied 1 im Bereich seines Eintritts in den Spannkanal 11 einen lichten Abstand von dessen Innenwand und damit eine gewisse Bewegungsmöglichkeit in radialer Richtung hat. Im Bereich der beginnenden Aufspreizung der Einzelelemente 4 zur Ankervorrichtung 3 hin befindet sich ein Ringzugelement 17, das in Fig. 3 in größerem Maßstab dargestellt ist. Das Ringzugelement 17 besteht aus einem etwa rohrförmigen Stahlgußteil mit Verdickungen 18 und 19 an seinen Enden, während seine Wanddicke zwischen diesen Verdickungen geringer ausgebildet ist. Die Außendurchmesser des Ringzugelements 17 im Bereich der Verdickungen 18 und 19 sind so auf den Innendurchmesser des stählernen Aussparungsrohres 10 abgestimmt, daß bei Winkelabweichungen

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der SpanngLiedachse 20 zur Achse der Verankerung nur vernachLässigbar kleine WinkeLabweichungen an den VerankerungskeiLen 14 auftreten können.

Das Ringzugelement 17 umfaßt das trompetenartig aufgeweitete HüLLrohr 8 anschließend an einen Bereich 21 geringeren Durchmessers, in dem es mit dem HüLLrohr 5 gestoßen ist und in dem es in einer Aufweitungszone 22 in einen Bereich 23 größeren Durchmessers übergeht. Der Außendurchmesser des HüLLrohrs 8 in dem Bereich 23 ist sowohL zum Außendurchmesser des RingzugeLements 17, aLs auch zum Innendurchmesser des Aussparungsrohrs 10 so abgestimmt, daß die Aufweitung des HüLLrohrs 8, das aus Kunststoff, z.B. PE, besteht, infoLge des beim Verpressen mit erhärtendem Material 24 auftretenden Injizierdrucks nicht zu einem Anliegen des HüLLrohrs 8 am Aussparungsrohr 10 und damit zu großen Reibungskräften beim Ausbau des SpanngLieds 1 führt.

Das RingzugeLement 17 ist an dem durch die Verdickung 19 bestimmten, dem freien Bereich des SpanngLieds 1 zugewandten Ende an der Innenseite schwach konisch aufgeweitet. Die Aufweitung, die in der DetaiLdarsteL lung der Fig. 4 etwas überhöht dargestellt ist, bildet etwa einen öffnungswinkeL Alpha von 2 bis 5 Grad; in den meisten FälLen dürften aber bis 3 Grad Aufweitung ausreichen, um dem Spannglied 1 etwas Bewegungsmöglichkeit zu geben. Im übrigen kann die Innenfläche der beginnenden Spreizung der Einzelelemente 4 folgen, um insgesamt eine weiche Umlenkung derselben entlang einer sattelartigen Auflage zu bewirken. Die übergänge der Verdickungen 18 und 19 zu dem mittleren Breich des Ringzugelements 17 sind abgeschrägt.

Anschlagnocken 26 im Aussparungsrohr verhindern, daß sich das Ringzugelement 17 infoLge der Spreizkräfte beim Spannen des SpanngLieds von der Ankervorrichtung 3 wegbewegen kann.

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Das Hüllrohr 5 der Verrohrung der freien Länge wird mit Hilfe einer Elektroschweißmuffe 27 so angeschlossen, daß die St ahIdrahtwende I 6 im Bereich der freien Länge des Spannglieds 1 so eingebaut werden kann, ohne daß sie in den Umlenkbereich der Litzen eindringt. Zugleich wird durch diese Elektroschweißmuffe 27 auch eine Fixierung des Ringzugelements 17 in diesem Bereich erreicht.

Durch die Erfindung wird so ermöglicht, daß im Bereich der Mündung des Spannkanals 11 Winkelabweichungen der Zuggliedachse 20 z.B. infolge Durchhangs gegenüber der im Bauwerk fixierten Achse der Verankerung auftreten können, daß diese sich aber nur bis zu dem Bereich des Ringzugelements 17 auswirken können, das eine Fixierung des Zugglieds 1 gegenüber dem Spannkanal 11 bewirkt, so daß sie sich nicht bis zur Verankerung selbst hin fortsetzen können. Zugleich werden die Einzelelemente im Bereich des Ringzugelements 17 weich umgelenkt, wobei sich noch die Wanddicke des Hüllrohrs 8 zwischen den Einzelelementen und der Innenfläche 25 des Ringzugelements 17 befindet, so daß keine Bewegungen Metall auf Metall auftreten können.

Eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zugglieds ist in Fig. 5 dargestellt. Fig. 5 zeigt wiederum den Verankerungsbereich eines Bündelspannglieds 28 aus einer Anzahl von einzelnen Zugelementen 29. Die Zugelemente 29 bestehen hier aus StahLdraht I itzen 30, die zum Korrosionsschutz einzeln mit Umhüllungen aus Kunststoff, z.B. Hüllschläuchen 31, versehen sind; der Hohlraum zwischen den Litzen 30 und den Hü I LschLauchen 31 ist mit einer plastisch verformbaren Korrosionsschutzmasse, z.B. Fett, ausgefüllt. Während die Abstützung des Spannglieds gegenüber der Innenwand des Spannkanals in grundsätzlich gleicher Weise gelöst ist wie vorbeschrieben, unterscheidet sich diese Ausführung durch die Ausgestaltung der Verankerung.

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Die Litzen 30 sind mittels mehrteiLiger RingkeiLe 32 in konischen Bohrungen 33 in einer Ankerscheibe 34 verankert. Die Ankerscheibe 34 stützt sich gegen einen Verankerungskörper 35 aus Stahl ab, der in ein Betonbauteil 36 eingebettet ist und in diesem Verankerungsbereich die rohrförmige Umhüllung des Zugglieds 28 bildet. Die rohrförmige Umhüllung setzt sich im Anschluß an den Verankerungskörper 35 in einem trompetenartig aufgeweiteten Hüllrohr 8 aus Kunststoff, z.B. PE, fort, an die dann ein Hüllrohr 37, wiederum aus Kunststoff, z.B. PE, dichtend angeschlossen ist.

Innerhalb des Verankerungskörpers 35 sind die Litzen 30 mit ihren Umhüllungen 31 durch Bohrungen in einer Lochscheibe hindurchgeführt, die wiederum aus Kunststoff, vornehmlich PE, besteht. Die Lochscheibe 38 Liegt unter Zwischenschaltung einer mit entsprechenden Bohrungen versehenen Dichtungsscheibe 39 aus einem elastisch verformbaren Material, wie z.B. Neoprene, an der der Luftseite abgewandten Seite der Ankerscheibe 34 an. Schraubenbolzen 40 durchsetzen die Ankerscheibe 34, die Dichtungsscheibe 39 und die Lochscheibe 38 und erlauben das Aufbringen eines Flächendruckes auf die Dichtungsscheibe 39 mit der Folge einer eine Abdichtung gegenüber den Umhüllungen 31 der Litzen 29 bewirkenden Querdehnung.

Um die Litzen 30 in der gebotenen Weise in der Ankerscheibe 34 verankern zu können, sind über einen Endbereich bestimmter Länge die Umhüllungen 31 entfernt; die Umhüllungen 31 reichen an dieser Stelle in sacklochartige Erweiterungen der Bohrungen 33 in der Ankerscheibe 34 hinein.

Nach dem Zusammenbau der Verankerung und Beendigung der Spannarbeiten werden die Litzenüberstände abgeschnitten und - unter Zwischenlage einer Gummidichtung 41 - eine

Injizierkappe 42 aufgeschraubt, die mit Korrosionsschutzmateria L 43 verfülLt wird. Damit bleibt die Nachspannbarkeit und AuswechseLbarkeit des SpanngLieds gesichert, auch wenn der Hohlraum zwischen den EinzeLe lementen und dem Hüllrohr mit Zementmörtel injiziert

Claims (9)

Seite»*3»l j · j J1 · · ··· Ansprüche:

1. Korrosionsgeschütztes Zugglied, vornehmlich externes Spannglied für Spannbeton ohne Verbund, aus einem Bündel von innerhalb einer rohrförmigen Umhüllung angeordneten EinzeLe lementen, wie Stahlstäben, -drähten oder -litzen, mit an seinen Enden angeordneten, gegen ein Bauwerk abstützbaren Ankervorrichtungen, das in den den Ankervorrichtungen benachbarten Endbereichen in einem im Bauwerk durch ein Aussparungs rohr gebildeten Spannkanal führbar ist, bei dem die Einzelelemente in diesen Endbereichen zu den Ankervorrichtungen hin radial nach außen gespreizt verlaufen und im Bereich des Beginns der Spreizung ein die aus Kunststoff bestehende rohrförmige Umhüllung des Bündels von außen eng umschließendes Ringzugelement angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugglied (1) im Bereich seines Eintritts in den Spannkanal (11) in lichtem Abstand von der Innenwand des Spannkanals (11) geführt und der Außendurchmesser des Ringzugelements (17) auf den Innendurchmesser des Spannkanals (11) so abgestimmt ist, daß bei Winkelabweichungen der Zuggliedachse (20) von der Achse der Verankerung (3) nur vernachLässigbar kleine WinkeLabweichungen an den Verankerungen der Einzelelemente (4) auft reten.

2. Zugglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugglied (1) bei Winkelabweichungen der Zuggliedachse (20) durch Anlage des Ringzugelements (17) an der Innenwand des Spannkanals (11) in radialer Richtung fixierbar ist.

3. Zugglied nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Ringzugglieds (17) an dem dem freien Teil des Zugglieds (1) zugewandten Ende nach außen schwach konisch aufgeweitet ist.

4. Zugglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

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die Aufweitung etwa 2 bis 5 Grad, vorzugsweise 2 bis 3 Grad bet ragt.

5. Zugglied nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur der Innenfläche des RingzugeLements (17) der beginnenden Spreizung der Einze[elemente (4) entsprechend konvex gekrümmt ausgebildet

6. Zugglied nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringzugelement (17) zumindest an dem dem freien Teil des Zugglieds (1) zugewandten Ende eine die Abstützung gegen die Innenwand des Spannkanals (11) bewirkende Verdickung (18) aufweist.

7. Zugglied nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das RingzugeLement (17) an beiden Enden Verdickungen (18,

19) aufwe ist.

8. Zugglied nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickungen (18, 19) jeweils mit zylindrischen Abstützt lächeen an der Innenwand des Spannkanals (11) anliegen.

9. Zugglied nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die übergänge von der Wanddicke des Ringzugelements (17) zu den Verdickungen (18, 19) abgeschrägt ausgebildet sind.