DE3234246C2

DE3234246C2 - Kabel, insbesondere für Schrägkabelbrücken aus Spannbeton

Info

Publication number: DE3234246C2
Application number: DE3234246A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr.Ing. e.h. Dr.Ing. 8000 München Finsterwalder
Original assignee: Individual
Current assignee: Walter Bau AG
Priority date: 1982-09-15
Filing date: 1982-09-15
Publication date: 1984-11-29
Also published as: DE3234246A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kabel, insbesondere für Schrägkabelbrücken aus Spannbeton mit mehreren in einem Hüllrohr (2) aufgenommenen und in Abstand gehaltenen Spannstäben (3, 4) aus Stahl, deren Zwischenräume untereinander und mit dem Hüllrohr (2) mit Zementleim (5) ausgepreßt sind. Mit der Erfindung wird angestrebt, ein Zugkabel großer Tragkraft und geringen Gewichtes zu schaffen, welches zudem korrosionssicher ist. Dies wird erreicht durch eine dichte Packung von mit Rippen od.dgl. versehenen Spannstäben, insbesondere Gewindespannstäben (3), und glatten Spannstäben (4) innerhalb des Hüllrohrs (2). Jeder mit Rippen od.dgl. versehene Spannstab (3) ist lediglich von glatten Spannstäben (4) umgeben bzw. liegt an der Innenwand des Hüllrohres (2) an. Sämtliche Spannstäbe (3, 4) weisen etwa den gleichen Durchmesser auf und sind in einem Sechseckverbund (H1 bis H4) angeordnet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kabel, insbesondere für Schrägkabelbrücken aus Spannbeton gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Für Schrägkabelbrücken in Spannbetonbauweise müssen Kabel mit ausreichender Steifigkeit verwendet werden, um die Durchbiegung des Fahrbahnträgers bei Verkehrslasten möglichst klein zu halten. Ein geeignetes Kabel für Schrägkabelbrücken weist /.. B. ein Hüllrohr mit einem zentrischen 16-mm-Gewindespannstab auf, um den zwei Ringe aus sieben bzw. vierzehn 16-mm-Gewindespannstäben mit Abstand gelegt sind. Der Abstand zwischen den einzelnen Spannstäben beträgt knapp dem Durchmesser der einzelnen Spannstäbe. Die Gewindespannstäbe werden in Abstand voneinander durch Abstandshalter gehalten, die unter anderem dazu dienen, daß sich beim Einziehen der Gewindespannstäbe diese untereinander nicht verhaken. In das Hüllrohr wird dann Zementleim injiziert, so daß das gesamte Kabel einen steifen Verbund bildet. Der Zementleim dient im wesentlichen zur Korrosionssicherung der Gewindespannstäbe aus Stahl, zu einem geringeren Teil auch zur Erhöhung der Steifigkeit des Kabels. Die einzelnen Gewindespannstäbe werden an den Verankerungen des Kabels in einem Ankerkopf einzeln gespannt und verankert, wie dieses z. B. aus der DE-AS 27 53 112 bekannt ist.

Ein Nachteil derartiger Kabel ist der relativ geringe Anteil von Spannstäben innerhalb des Verbundes und der hohe Volumenanteil von Zementlcim, so daß für die notwendigen von dem Kabel aufzunehmenden Kräfte Kabel mit relativ großem Durchmesser verwendet werden müssen. Abgesehen von dem hohen Gewicht ist auch deren Handhabung bei der Fertigstellung der Schrägkabelbrücke umständlich. Außerdem treten bei Verkehrsbelastung an den Einspannstellen des Kabels Winkeldrehungen auf, die wegen des großen Durchmessers des Kabels zu großen Randspannungen führen.

Aus der DE-OS 24 25 866 isi ebenfalls ein Kabel für Schrägkabelbrücken aus Spannbeton bekannt, bei dem eine durch mindestens einen Strang gebildete Kabelseele vorgesehen ist, die im wesentlichen über ihre ganze Länge von Spannsträngen umgeben ist Die Kabelseele besteht z. B. aus sieben glatten dicht gepackten Stahlstä-

ben, die von einem Hüllrohr umgeben sind Zwischen diesem Hüllrohr und einem äußeren Mantel sind weitere Hüllrohre vorgesehen, in die relativ dünne Spannkabel bzw. Spannlitzen eingefädelt werden können. Ein solches Kabel bietet bei der Montage Vorteile gegen-

über dem erstbeschriebenen, da die dünnen Spannkabel bzw. Spannlitzcn erst nach einer vorläufigen Montage eingezogen zu werden brauchen und damit das Gewicht der Kabel bei der Montage kleiner gehalten werden kann.

Die Stahl- bzw. Spannstäbe der Kabeiseele werden gemäß dieser Offenlegungsschrift vorzugsweise durch Gasprcßschweißung miteinander verbunden und erst anschließend in das Hüllrohr eingeschoben. Eine derartige Verbindung ist notwendig, da etwa bei der Verwen-

dung von Gewindespannstäben beim Einschieben sich diese verhaken könnten. Andererseits ist jedoch die dort vorgeschlagene Verbindungsart sehr aufwendig und insbesondere bei Gewindespannstäben nicht zuverlässig. Gewindespannstäbe haben jedoch den Vorteil, daß

sie nach der Auspressung des Hüllrohres mit Zementleim mit dem ausgehärteten Zement einen innigeren Verbund bilden als glatte Spannstäbe. Außerdem wird es bei dem bekannten Kabel durch die Verbindung der Spannstäbe unmöglich gemacht, diese einzeln zu span-

nen, wodurch erst eine optimale Zugkrafteinstellung ermöglicht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kabel der infrage stehenden Art anzugeben, bei welchem trotz dichter Packung der Spannstäbc diese einfach, ohne ein Verhaken befürchten zu müssen, in das Hüllrohr eingeführt und einzeln verspannt werden können.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Demgemäß wird eine geordnete und gleichzeitig dichte Packung von glatten und mit Rippen oder dergleichen, vorzugsweise mit einem eingewalzten Gewinde versehenen Spannstäben erreicht, die, obwohl sie untereinander nicht verbunden sind, beim Einschieben

so in das Hüllrohr sich nicht verhaken können, da jeweils die Gewindestäbe von glatten Spannstäben umgeben sind. Die Gewindespannstäbe sichern einen ausreichenden Raum für die Injizierung von Zementleim und ermöglichen einen innigen Verbund mit dem ausgehärte- ten Zementleim, der die Korrosionsfestigkeit des Kabels sicherstellt. Die Spannstäbe des erfindungsgemäßen Kabels können einzeln mit kleinen Pressen gespannt werden, so daß nur geringe Spannkräfte bei optimaler Einstellung der Zugkraft erforderlich sind. Das

bo Kabel besteht außerdem nur aus wenigen Elementen, nämlich glatten Spannstäben, Gewindespannstäben und dem Hüllrohr. Gegenüber bekannten Kabeln mit Abstandshalter zwischen den einzelnen Spannstäben hat ein Kabel gemäß der Erfindung bei gleicher Zuglast

tn einen wesentlich geringeren Querschnitt und kann dadurch und durch die Zwangsordnung der Lage der einzelnen Spannstäbe /.. B. auch ohne weitere Vorkehrungen leichter über gekrümmte Auflager geführt werden.

Vorzugsweise weisen die mit Rippen oder dergleichen versehenen Spannstäbe, also insbesondere die Gewindespannstäbe und die diese umgebenden glatten Spannstäbe alle etwa den gleichen Durchmesser auf. Hierdurch ergibt sich eine dichte Packung in einem konzentrischen Sechseckmuster. Dieses Sechseckmuster führt zu einem Spannstabverbund, der sehr gut einem kreisförmigen Querschnitt des Hüllrohrs angepaßt werden kann, insbesondere dann, wenn in dem äußeren Sechseck die in den Eckpunkten eigentlich anzuordnenden Spannstäbe fortgelassen sind. Die äußeren Spannstäbe liegen dann bündig an der Innenwand des Hüllrohrs an. Zweckmäßig wird das Zentrum des Kabels freigelassen, so daß ein Kanal entsteht, der als Injizierkanal bei der Auspressung mit Zementleim dienL Für die Injiziertechnik der Hohlräume des Kabels ist dies eine zweckmäßige Anordnung.

Selbstverständlich kann ein Kabel gemäß der Erfindung nicht nur für Schrägkabelbrücken aus Spannbeton, sondern auch für andere Anwendungen benutzt werden, z. B. als Bündelspannglied für Spannbeton. Derartige Bündelspannglieder können auch in einem toten Ende eines Spannkanals in einem Spannbetonkörper verankert werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Kabels näher erläutert. In der Zeichnung stellt dar

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kabels für eine Schrägkabelbrücke;

Fig.2 einen Querschnitt durch ein zweites Ausfünrungsbeispiel eines Kabels;

F i g. 3 einen Querschnitt durch eine Verankerung eines Kabels gemäß F i g. 2.

Ein in F i g. 1 im Querschnitt dargestelltes Kabel 1 für eine Schrägkabelbrückc aus Stahlbeton weist ein metallisches Hüllrohr 2 auf, in dem eine dichte Packung von Spannstäben aus Stahl aufgenommen ist. Die Spannstäbe sind entweder Gewindestäbe 3 oder glatte Spannstäbe 4. Der Verbund aus Spannstäben wird ausgehend von einem zentrischen, freigelassenen Injizierkanal 5 aufgebaut. Um diesen zentrischen Injizierkanal 5 sind die Spannstäbe 3,4 in vier konzentrischen Sechseckmustern Wl bis H4 in dichter Packung angeordnet. Zur Freihaltung des Injizierkanales 5 über die gesamte Kabellänge sind relativ kurze Abstandshülsen 6 vorgesehen, die mit dünnen Zugdrähten 7 über die gesamte Kabellänge miteinander verbunden sind. Das erste Sechseckmuster Wl besteht aus sechs, direkt an den Abstandshülsen 6 anliegenden Spannstäben, und zwar abwechselnd jeweils aus einem Gewindespannstab 3 und einem glatten Spannstab 4. Die Mittelpunkte der einzelnen Spannstäbe sind etwa in den Eckpunkten des Sechseckmusters Wl angeordnet. Um dieses erste Sechseckmuster ist das zweite konzentrische Sechseckmuster W 2 aus zwölf Spannstäben, 3, 4 gelegt. In den drei Eckpunkten dieses Sechseckmusters H 2, die den glatten Spannstäben 4 des ersten Sechseckmusters H1 radial gegenüberliegen, sind Gewindestäbe 3 angeordnet, die übrigen Spannsläbe sind glatte Spannstäbe 4, so daß zwischen jeweils zwei Gewindestäben 3 drei glatte Spannstäbe 4 vorgesehen sind.

Jede Seite dieses zweiten Sechseckmusters H 2 umfaßt demnach zwei glatte Spannstäbe 4 und einen Gewindespannstab 3. Dieses zweite Sechseckmuster H 2 wird von einem dritten Sechseckmuster H 3 aus achtzehn Spannstäben 3,4 dicht umgeben. In jedem zweiten Eckpunkt sind wiederum Gewindespannstäbe 3 angeordnet, die jeweils einem glatten Spannstab 4 in einem Eckpunkt des vorhergehenden Sechseckinusters H 2 radial benachbart sind. Die übrigen Spannstäbe dieses Sechseckmusters H 3 sind glatte Spannstäbe. Um dieses Sechseckmuster H 3 ist ein weiteres Teilsechseck HA aus Gewindestäben und glatten Spannstäben gelegt. Die in den Ecken dieses Sechseckes H 4 anzuordnenden Spannstäbe sind fortgelassen, in der Mitte jeder Sechseckseite aus jeweils fünf Spannstäben ist ein Gewindestab 3 vorgesehen; die übrigen Spannstäbe sind glatte Spannstäbc 4, so daß jeder Gewindestab 3 zwischen zwei glatten Spannstäben 4 liegt

Der beschriebene Verbund aus Spannstäben, die alle einen Durchmesser von etwa 16 mm aufweisen, ist im Querschnitt sehr gut einer Kreisform angenähert Das sich anschließende Hüllrohr 2 umfängt daher diesen Spannstabverband sehr eng, so daß innerhalb des Verbundes zwangsläufig eine Ordnung des Spannstabverbundes hergestellt wird. Diese Ordnung bleibt erhalten, auch wenn das Kabel z. B. an Auflagern umgelenkt wird. Der verbleibende Hohlraum zwischen den einzelnen Spannstäben 3, 4 und dem Hüllrohr 2 wird über den Injizierkanal 5 in bekannter Art mit Zementleim 8 ausgepreßt. Die Gewinde der Gewindestäbe 3 sichern einen festen Verbund zwischen Spannstäben und Zementleim.

In Fig.2 ist ein ähnlich aufgebautes Kabel Γ dargestellt, welches wiederum ein Hüllrohr 2' aufweist, in dem eine dichte Packung von Gewindestäben 3 und glatten

Spannstäben 4 aufgenommen ist. Die Spannstäbe 3, 4 sind um eine zentrische Injizieröffnung 5 in zwei Sechseckmuslern H Γ und Hl' angeordnet. Die drei Gewindestäbe 3 und die drei glatten Spannstäbe 4 des ersten Sechseckmusters H Γ werden durch Abstandshülsen 6, die mit Drähten 7 über die Kabellänge verbunden sind, so gehalten, daß der Injizierkanal 5 freibleibt. Bei dem nur teilweise ausgefüllten zweiten Sechseckmuster Hl' sind die in den Eckpunkten anzuordnenden Spannstäbe fortgelassen, so daß lediglich sechs glatte Spannstäbe 4 in den Mittelpunkten der Sechseckseiten vorgesehen sind. Das Hüllrohr umgibt den Verbund aus Spannstäben bündig. Das Kabel wird über den Injizierkanal 5 in bekannter Weise mit Zementleim ausgepreßt. Dieses vereinfachte Kabel Γ soll zur Erläuterung einer Verankerung des Kabels dienen. Diese Verankerung ist in Fig. 3 dargestellt.

Das Hüllrohr 2' des Kabels Γ mündet in eine öffnung U eines Bctonbauteils 12. In diesem Bereich ist das Hüllrohr 2' mit einem verstärkten Endstück 13 ausgerüstet. In diesem Endstück sind über den Umfang verteilt Nieten 14 eingesetzt. Die öffnung 11 ist zwischen Betonbaukörper 12 und Endstück 13 mit einer Kunststoffdichtung 15 im Mündungsbereich abgedichtet. In dem Bctonbaukörper ist zusätzlich eine Wendelbewehrung 16 angeordnet, die Querzugspannungen aufnimmt. Der freie Raum zwischen den Wänden der öffnung 11 und dem verstärkten Endstück 13 des Hüllrohres 2' wird mit Zementleim ausgepreßt. Anschließend an das Ende des verstärkten Endstücks 13 werden sämtliche Spannstäbe 3 und 4 des Kabels Γ trichterförmig auseinandergezogen; in diesem Trichterbereich 17 werden die glatten Spannstäbe 4 mit einem Gewinde versehen. Der Trichterbereich 17 wird durch eine Ankerplatte 18 aus Stahl abgeschlossen und anschließend mit Zementleim ausgepreßt. Auf die auf der Ankerplatte 18 herausragenden Spannstäbe werden Sechskantmuttern aufgeschraubt, mit denen sämtliche Spannstäbe nach Einzelvorspannung arretiert werden. Über die Ankerplatte 18 und die

5

freien Enden der Spannstäbe 3 und 4 wird eine Deckkappe 19 mit einem Injektionsanschluß aufgesetzt, durch den der Zementleim nach dem Spannen eingepreßt wird.

Durch diese muffenlose Verankerung des Zugkabels 5 '

wird das Hüllrohr 2' von Zugkräften aus Eigengewicht entlastet; diese Kräfte werden nur durch die Spannstäbe aufgenommen. Für die Verkehrslasten wirken Hüllrohr und Spannstäbe als Verbundquerschnitt.

Zur Montage der Kabel an Schrägkabclbrücken wird io i,

ein doppeltes Montagekabel aus z. B. zwei 32-mm-Gc-

windestäben zwischen einem provisorischen Endpfeiler :|i

auf dem Hauptpylon der Brücke und einem ebenfalls ||

provisorischen Endpfeiler verspannt, welcher mit der i|

Gründung der Wiederlager am Brückenkopf verbunden 15 f

ist. Die Kabel aus Hüllrohr und Spannsiaben werden auf %

einem Gerüst in Höhe Oberkante des Vorbauwagens ausgelegt und als Ganzes an den Montagekabeln paarweise, links und rechts der Brückenachsc senkrecht hochgezogen und in vorbereitete öffnungen am Pylon eingeführt

Für das Kabel brauchen im übrigen keine hochwertigen Stähle benutzt werden, sondern es können vorteilhaft Stähle mittlerer Streckgrenze verwendet werden, die der Spannungsrißkorrosion nicht unterliegen.

Obwohl im Vorgehenden ein Kabel beschrieben worden ist bei dem das Zentrum als Injizierkanal freigelassen worden ist, ist es auch möglich, im Zentrum des Kabels einen Gewindespannstab anzuordnen. Die übrigen Spannstäbe liegen dann im beschriebenen Sechs- jo ' eckmuster um diesen zentrischen Gewindestab, wobei das Prinzip weiter aufrechterhalten wird, daß Gewindespannstäbe lediglich von glatten Spannstäben umgeben sind bzw. an dem Hüllrohr anliegen. Die Verteilung von Gewindespannstäben und glatten Spannstäben er- js gibt sich damit zwangsläufig. Sichergestellt werden muß bei dieser Konstruktion, daß bei der Injizicrung von Zementleim sämtliche Spannstäbe vollständig umhüllt werden.

40

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

50

55

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Kabel insbesondere für Schrägkabelbrücken aus Spannbeton, mit mehreren in einem Hüllrohr aufgenommenen dicht gepackten Spannstiben aus Stahl, deren Zwischenräume untereinander und mit dem Hüllrohr mit Zementleim ausgepreßt sind, d a -durch gekennzeichnet, daß innerhalb des HüJlrohres (2) sowohl glatte Spannstäbe (4) als auch Spannstäbe mit Rippen oder einem Gewinde (Gewindespannstäbe 3) derart angeordnet sind, daß die mit Rippen oder einem Gewinde versehenen Spannstäbe (3) nicht aneinander anliegen.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannstäbe (3,4) alle etwc den gleichen Durchmesser aufweisen.

3. Kabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrum des Kabels (1) als Injizierkanal (5) fQr den Zementleim (8) freigelassen ist.

4. Kabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Injizierkanal (5) in Kabellängsrichtung Hülsen (6) als Abstandshalter vorgesehen sind.

5. Kabel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Hülsen (6) des Kabels untereinander verbunden sind.

6. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Spannstäbe (3,4) in ihren Endbereichen mit einem Gewinde versehen sind.