DE3325075A1

DE3325075A1 - Verfahren zum herstellen von vorgespannten hohlkoerpern aus beton, insbesondere spannbetonrohren, nach dem verfahren hergestellter hohlkoerper, insbesondere spannbetonrohr sowie vorrichtung zum durchfuehren des verfahrens

Info

Publication number: DE3325075A1
Application number: DE19833325075
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Dyckerhoff and Widmann AG
Current assignee: BAUMGARTNER, FRANZ, DIPL.-ING., 7200 TUTTLINGEN, D
Priority date: 1983-07-12
Filing date: 1983-07-12
Publication date: 1985-01-24
Also published as: SE8403673L; IT8467709A1; SE8403673D0; IT8453632V0; FR2548949B1; IT1179014B; SE460408B; FR2548949A1; IT8467709A0; DE3325075C2

Description

PATENTANWÄLTE _r

332bO7b

DIPL.-ING. W. GOLLWITZER · DIPL.-ING. F.W. MOLL

6740 LANDAU/PFALZ · LANGBTRAS S E 5

POSTFACH 2080 · TELEFON 06341/20O35, 87000 - TELEX 0453 333 POSTSCHECK LUnVTIGSHAFEN 27 562-676 · DEUTSCHE BANK LANDAU O2 154O0 (BLZ 546 7OO95)

- 8 - 11. Juli 1983

Mr.

Dyckerhoff & Widmann Aktiengesellschaft, 8000 München 81

Verfahren zum Herstellen von vorgespannten Hohlkörpern aus BetGn, insbesondere Spannbetonrohren, nach dem Verfahren hergestellter Hohlkörper, insbesondere Spannbetonrohr sowie Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von in Längs- und Ringrichtung vorgespannten Hohlkörpern aus Beton, insbesondere Spannbetonrohren, einen nach diesem Verfahren hergestellten vorgespannten Hohlkörper aus Beton, insbesondere ein Spannbetonrohr sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Spannbetonrohre werden hauptsächlich als Druckrohre in der Trinkwasserversorgung, bei der Kühlwasserversorgung von Kernkraftwerken und als Heißwasserleitungen bei Fernwärmenetzen verwendet. Für die Herstellung dieser Rohre, die sehr hohen Qualitätsanforderungen genügen müssen, gibt es verschiedene Möglichkeiten.

Neben dem zweischaligen Spannbetonrohr, bei dem auf einen zunächst nicht bewehrten Rohrkörper aus Beton Stahl-

draht in zwei Gruppen aus gegenläufigen Wendeln derart aufgebracht wird, daß an den Stirnseiten des Rohres Umlenkstellen liegen, in denen die Windungen der Bewehrung die Richtung wechseln, so daß auf diese Weise durch einen einfachen WickelVorgang sowohl eine Längs-, als auch eine Ringvorspannung des Rohres erreicht wird, die Bewehrung aber nachträglich von außen durch eine dünne Schicht aus Beton, Bitumen oder anderes Material gegen Korrosion geschützt werden muß (GB-PS 674 559) gibt es das einschalige Spannbetonrohr, bei dem die Ringbewehrung durch Aufweiten des verdichteten Frischbetons gespannt wird.

Derartige Rohre besitzen ein etwa rechtwinkliges Netz von Spannbewehrungen, nämlich eine Längsbewehrung und eine wendeiförmige Ringbewehrung. Bei einem bekannten Verfahren zum Herstellen eines solchen Spannbetonrohrs wird eine Schalung verwendet, die aus einer Innenform und einer Außenform besteht, die beide in radialer Richtung aufgeweitet werden können (DE-PS 657 155). Dabei wird zunächst die Längsbewehrung gegen die Schalungsform vorgespannt. Danach wird Frischbeton in die Form eingefüllt und durch Rütteln vorverdichtet. Sodann wird die Innenform in Richtung ihres Durchmessers aufgeweitet. Dabei wird die Ringbewehrung von dem hochverdichteten und sich mitdehnenden Beton mitgenommen und gespannt. Nach dem Aufweiten wird der Beton in zusammengedrücktem Zustand gehalten, bis er so weit abgebunden hat, daß er die erfahrene Verformung beibehält und die Bewehrung in Spannung hält. Hierauf kann die Druckeinwirkung unterbrochen und das Rohr aus der Form entfernt werden, das unter der Wirkung der gespannten Bewehrungen eine Druckvorspannung in Längs- und Ringrichtung erfährt.

Für die Durchführung dieses Verfahrens wird eine Schalungsform verwendet, bei der die Innenform mittels eines hydraulischen Mediums elastisch aufweitbar ist, während die

Außenform aus vielen schmalen Leistensegmenten besteht, die federnd abgestützt sind und so der aus der Aufweitung des Rohres folgenden radialen Verformung mehr oder weniger passiv folgen können. Im Bereich der Längsstöße der Leistensegmente besteht die Möglichkeit der Druckentwässerung des Frischbetons.

Im Zuge der Vereinfachung dieser sehr komplizierten Form wurde es mit der Verfeinerung der Betontechnologie, insbesondere der Wahl eines bestimmten Wasser-Zement-Wertes, der die Entwässerung des Frischbetons weitgehend enbehrlich machte, möglich, die aus vielen Teilen bestehende Außenform je nach Rohrdurchmesser aus zwei Halbschalen oder aus vier Schalensegmenten aus Stahl auszubilden, die im Bereich ihrer Längsfugen gegen vorgespannte Federelemente aufweitbar waren. Dieses Verfahren ist unter der Bezeichnung "Sentab-"Verfahren bekannt.

Dennoch zeigt auch dieses Verfahren noch gewisse Nachteile, die sich vor allem in Qualitätseinbußen am fertigen Spannbetonrohr niederschlagen. Da beim Vorspannen der Ringbewehrung bei den bekannten Verfahren nur die innere Betonschale innerhalb der Ringbewehrung unter Spannung gesetzt wird, steht die äußere Betonschale außerhalb der Ringbewehrung unter sehr unterschiedlichen Druckspannungen, so daß die Gefahr der Ablösung des Deckbetons besteht. Dadurch, daß die Längsbewehrung gegen die Schalungsform und die Ringbewehrung durch Aufweiten gespannt werden, erhärtet der Beton zwar unter der Einwirkung der Ringvorspannung, wird aber nachträglich beim Lösen der Längsspannglieder von der Schalungsform zusätzlich unter Längsvorspannung gesetzt, was zu Spannungsumlagerungen führt.

Da zumindest im Bereich des Spitzendes des Rohres an seinem äußeren Umfang Vorkehrungen zur Aufnahme und Fixierung

eines Dichtungsringes zur späteren Rohrverbindung vorgesehen werden müssen, die maßgenau herzustellen sind und nur gegen eine feste Außenform formbar sind, können die Schalungsformen nicht auf die gesamte Länge des Rohres aufgeweitet werden. Dadurch bleibt am Ende des Rohres ein Bereich ohne Vorspannung, eine Unzuträglichkeit, aus der oft Risse an der Übergangsstelle entstehen. Schließlich erlaubt die starre Zwei- oder Vierteilung der Außenform keine exakt radiale Verformung des Außenumfangs des herzustellenden Rohres, da die Schalen sich nur gegeneinander bewegen können, ganz abgesehen davon, daß in den Bereichen der Längsfugen zwischen den Schalen nicht immer eine einwandfreie Qualität des Deckbetons erreicht werden kann, so daß von dort Korrosionserscheinungen ihren Ausgang nehmen können.

Abgesehen davon, daß eine möglichst wirtschaftliche Herstellung solcher Spannbetonrohre angestrebt wird, müssen diese, vor allem wenn sie von innen und/oder von außen dem Einfluß aggressiver Wasser ausgesetzt sind, sehr hohen Qualitätsanforderungen genügen oder mit einem korrosionsbeständigen Material ausgekleidet werden. Spannbetonrohre dieser Art haben ein sogenanntes Spitzende und ein sogenanntes Glockenende und werden durch Ineinanderschieben dieser Enden unter Zwischenschaltung eines Dichtungsringes aus elastischem Material miteinander verbunden ("3R international" 19. Jahrgang, Heft 3/80, Seiten 153 bis 155). Dabei wird in der Regel am Außenumfang des Spitzendes ein Sitz für einen Dichtungsring, oft auch in Form einer Dichtungsringkammer geschaffen, der unter der Einwirkung radialen Drucks zwischen parallelen Dichtflächen am Spitzende des einen bzw. am Muffenring des anderen Rohres radial zusammengepreßt wird. Der Dichtungsring, der unter Dehnung auf das Spitzende aufgespannt wird, erfährt somit im Betrieb noch eine radiale Zusammendrückung .

Da im Querschnitt kreisförmige Dichtungsringe im Ge-

brauchszustand infolge der radialen Zusammendrückung vor allem in ihrem inneren Bereich sehr hohen Spannungen unterliegen, ist auch schon ein Dichtungsstrang bekanntgeworden, der einen etwa flachrechteckigen Querschnitt mit parallelen Dichtflächen und kreisbogenförmig gekrümmten Stirnflächen aulweist (DE-OS 28 33 676). Dieser Dichtungsring hat infolge seiner Querschnittsform eine bedeutend günstigere Spannungsverteilung und demgemäß ein günstigeres Alterungsverhalten, vor allem auch unter hohen Temperaturen, als ein kreisförmiger Dichtungsring.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein qualitativ hochwertiges Spannbetonrohr zu schaffen, das leicht zu verlegen ist und eine zuverlässige dauerhafte Dichtung im Bereich der Rohrverbindung ermöglicht sowie weiterhin eine für die Herstellung dieses Rohres geeignete Vorrichtung zu schaffen.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe verfahrensmäßig durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1, hinsichtlich des Hohlkörpers, insbesondere des Spannbetonrohres durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 8 und hinsichtlich der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 20 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen .

Ein wesentliches Merkmal für die qualitative Verbesserung der zweiachsigen Vorspannung des Rohres ist, daß auch die Längsbewehrung gegen den Frischbeton gespannt wird, so daß der Betonkörper unter der Einwirkung der Längs- und der Ringvorspannung erhärten kann. Wesentlich ist weiterhin, daß die Verdichtung des Frischbetons durch Aufweiten unter

verformendem Druck von innen und gleichmäßigem Gegendruck von außen erfolgt. Xm Gegensatz zum einseitigen Druck gegen starre Formen kann sich dabei das Korngerüst verschieben, d.h. die einzelnen Teile des Korngerüstes des Frischbetons können ihre Lage zueinander verändern.

Durch die Verwendung von über die gesamte Länge des Rohres reichenden elastischen Formmänteln im Innen- und Außenbereich gelingt es, das Rohr auch auf seine gesamte Länge, also einschließlich des Spitzendes und des Glockenbereichs vorzuspannen, so daß die bislang beim Entlasten des Innendrucks in den Endbereichen des Rohres beim Übergang vom vorgespannten zum nicht vorgespannten Bereich an der Innenwand infolge von Verformungen aufgetretenen Ringrisse vermieden werden.

Durch die Teilung des aufweitbaren Teils der Innenform in einen Schaftbereich und einen Muffenbereich wird nicht nur die Voraussetzung dafür geschaffen, den Muffenbereich getrennt vom Schaftbereich vorzuverdichten, beispielsweise um die Endverankerungen der Längsspannglieder dort vor ihrem Anspannen festzulegen, sondern beispielsweise auch dem Muffenbereich eine stärkere Ringvorspannung zu geben als dem Schaftbereich, um Beschädigungen in diesem höher belasteten Bereich zu vermeiden. Durch die besondere Ausbildung der Innenschalung im Muffenbereich ist es weiterhin möglich geworden, die Dichtungsringkammer in Form einer Ringnut in der Innenwand des Muffenrings vorzusehen, so daß das Spitzende des Rohres an seiner Außenfläche völlig glatt sein kann und etwaige Nacharbeiten zur maßgenauen Formung der Muffenabmessungen entbehrlich werden.

Diese Möglichkeit schafft die Voraussetzung dafür, daß bei Rohrverbindungen der Dichtungsring unter radialer Stauchung in diese Dichtungskammer eingelegt werden kann.

Das hat zur Folge, daß er sich bei Dauerbeanspruchungen unter Gebrauchslast infolge radialer Zusammenpressung bedeutend günstiger verhält als ein auf das Spitzende unter Vordehnung aufgebrachter Dichtungsring. Durch die Anordnung des Dichtungsrings im Muffenring und durch die zweistufige Form des Spitzendes wird außerdem an der Einbaustelle die Herstellung der Rohrverbindung vereinfacht und die Möglichkeit der Abwinkelbarkeit der Rohrleitung im Bereich der Rohrverbindungen verbessert.

Weitere Merkmale der Erfindung und Einzelheiten der durch sie erzielten Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Spannbetonrohr nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Rohr entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Rohrverbindung,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Schalungsform zum Herstellen eines Rohres,

Fig. 5 einen Querschnitt durch die Schalungsform entlang der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 einen Ausschnitt aus dem Querschnitt gemäß Fig. 5 in größerem Maßstab,

Fig. 7 einen Teillängsschnitt durch die Schalungsform gemäß Fig. 4 mit Darstellung der Rohrbewehrung ,

Fig. 8 eine teilweise Abwicklung des Rohrumfangs mit Darstellung der Rohrbewehrung,

Fig. 9 eine vergrößerte Darstellung des oberen Endes der Schalungsform gemäß Fig. 4,

Fig. 10 eine vergrößerte Darstellung des unteren Schalungsendes gemäß Fig. 4, die

Fig. 11 und 12 Detaildarstellungen der Innenform im Bereich des Muffenrings in verschiedenen Arbeitszuständen, die

Fig. 13a bis d weitere Detaildarstellungen der Innenform im Bereich der Muffe in verschiedenen Arbeitszuständen sowie die

" Fig. 14a bis c in vergrößerter Darstellung Bauzustände beim Herstellen einer Rohrverbindung.

Das in den Fig. 1 und 2 im Längs- und Querschnitt dargestellte Spannbetonrohr 1 besteht aus dem Rohrschaft 2, dessen freies Ende als Spitzende 3 bezeichnet wird und der am anderen Ende in die sogenannte Glocke 4 übergeht.

Wie aus Fig. 14a zu entnehmen ist, geht am Spitzende 3 die äußere Oberfläche 5 des Rohrschaftes über eine kegelstumpf mantel förmige Versatzfase 6 in eine zur Oberfläche 5 konzentrisch mit geringerem Durchmesser verlaufende Versatzfläche 7 über, die wiederum in einer Fase 8 in die Rohrstirnfläche 9 übergeht. Die Kanten der Übergänge sind ausgerundet .

Am Glockenende 4 befindet sich der Muffenring 10 mit dem für die Bestimmung der exakten Länge des Rohres wesent-

lichen Muffenspiegel 11, einer als Ringnut ausgebildeten Dichtringkaminer 12 und der Muffenfase 13, die in die Stirnfläche, den sogenannten Glockenspiegel 14 übergeht.

Innerhalb des Rohrkörpers befindet sich die Längsbewehrung 15 und die Ringbewehrung 16 (Fig. 1 und 2).

Eine als Steckmuffenverbindung ausgebildete Verbindung zweier Spannbetonrohre ist in Fig. 3 und in den Fig. 14a bis c dargestellt. Die Verbindung wird dadurch hergestellt, daß ein Rohr mit seinem Spitzende 3 in den Muffenring 10 des benachbarten Rohrs eingeschoben wird. Dabei befindet sich in der Dichtringkaminer 12 ein in diese eingestauchter Dichtungsring 17 aus Gummi oder ähnlichem Material, der beim Einführen des Spitzendes 3 in den Muffenring durch die Versatzfläche 7 zunächst in der Dichtringkammer 12 fixiert (Fig. 14b) und beim Aufklettern auf die Versatzfase 6 in radialer Richtung zusammengepreßt wird, bis er eine gestreckte Rohrverbindungslage erreicht hat (Fig. 14c).

Die in den Fig. 4 bis 6 dargestellte Schalungsform

20 besteht aus einer Innenform 21 und einer Außenform 22. Die Schalungsform 20 ruht in aufrechter Lage über einer Unterkonstruktion 23 auf einem Fundament 24. Die Innenform

21 besteht in ihrem Aufbau von innen nach außen aus einem starren Innenformmantel 25, einer inneren Druckkammer 26 und einem elastischen Innenformmantel 27, der durch Beaufschlagung der inneren Druckkammer 26 mit einem hydraulischen Medium unter Abdichtung der Druckkammer 26 an ihren Stirnseiten auf seine gesamte Länge in radialer Richtung aufweitbar ist. Der elastische Innenformmantel besteht aus Gummi oder dergleichen Material und muß eine solche Dicke haben, daß er sich gleichmäßig verformt und an seinen stirnseitigen Enden die Abdichtung der Druckkammer gewährleistet.

In ähnlicher Weise besteht auch die Außenform 22 aus einem starren Außenformmantel 28, einer äußeren Druckkammer 29 und einem elastischen Außenformmantel 30. Am unteren Ende der Schalungsform 20 folgt der starre Außenformmantel 28 der Glocke des Rohres im Bereich einer Aufweitung 31; in entsprechender Weise ist auch der elastische Innenformmantel der herzustellenden Rohrform und dem starren Außenmantel durch eine Verdickung 32 angepaßt. Für .den elastischen Außenformmantel gilt hinsichtlich Material und Abmessungen das gleiche wie für den elastischen Innenformmantel.

Zwischen dem elastischen Innenformmantel 27 und dem elastischen Außenformmantel 30 befindet sich ein Zwischenraum 33, in den der Frischbeton zur Herstellung eines Rohres eingebracht wird. Die dem Zwischenraum 33 zugewandten Flächen der elastischen Formmäntel 27 und 30 bilden so die Schalung für die inneren und äußeren Umfangsflachen 18 bzw. 5 des Rohres.

Der elastische Außenformmantel 30 kann durch Einleiten von hydraulischem Medium, z.B. Wasser, in die äußere Druckkammer 29 in radialer Richtung gestaucht werden. Um dem elastischen Außenformmantel 29 in radialer Richtung eine Führung zu geben, ihn am Beulen zu verhindern und seine Stauchung zu begrenzen, sind an dessen der Druckkammer 29 zugekehrten Außenfläche 34 z.B. durch eine Klebung 35 Ankerschienen 36 angeordnet, in denen Leisten 37 mit T-förmigem Querschnitt geführt sind. Auf diese Weise ist eine Stauchung des elastischen Außenformmantels 30 nur so weit möglich, bis die Flanschen der Leisten 37 an den äußeren Enden der Ankerschienen 36 zur Anlage kommen.

Der elastisch aufweitbare Teil der Innenform 21 ist zweigeteilt, d.h. der elastische Innenformmantel 27 reicht

nur vom inneren oberen Endflansch 38 bis zu einer Trennscheibe 39 am Glockenende des Rohres, die den den Rohrschaft formenden Bereich der Innenform von dem den Muffenring formenden Bereich 40 trennt. Letzterer wird im Zusammenhang mit den Fig. 10 bis 12 näher erläutert.

Die Innenform 21 wird vervollständigt durch einen inneren unteren Endflansch 41, der auf der Unterkonstruktion 23 aufliegt. In entsprechender Weise besitzt auch die Außenform 22 einen äußeren oberen Endflansch 42 und einen äußeren unteren Endflansch 43. Gegenüber diesen beiden Endflanschen ist der elastische Außenformmantel 30 unter Dichtung an seinen Enden radial beweglich. Die Außenform 22 kann mit dem starren einteiligen Außenformmantel 28 als Ganzes von der Innenform 21 abgezogen werden.

Die Ausbildung der Längsbewehrung 15 und der Ringbewehrung 16 ist in den Fig. 7 und 8 dargestellt. Die Längsbewehrung 15 besteht aus einzelnen haarnadelförmigen Spanngliedern 44, deren Umkehrstellen 45 einander im Glockenende des Rohres in Umfangsrichtung übergreifen (Fig. 8). Die Längsspannglieder 44 besitzen an ihren freien Enden aufgestauchte Ankerköpfchen 46, mit denen sie gegenüber einem Vorspannring 47 verankert sind. Durch Abheben des Vorspannrings 47 von den oberen Endflanschen 38 bzw. 4 2 der Schalungsform 20, was beispielsweise durch Anziehen von Vorspannschrauben 48 oder auch hydraulisch erfolgen kann, lassen sich die Längsspannglieder 44 spannen. Sie sind beim Spannen bereits in den vorverdichteten Frischbeton eingebettet und im Bereich ihrer Umkehrstellen 45 im Glockenende des Rohres verankert.

Die Ringbewehrung 16 besteht aus einzelnen Windungen 49 eines hochfesten Drahtes, der zur Bildung eines einheitlichen Bewehrungskorbes auf an sich bekannten Wickelmaschinen

um Abstandhalter gewickelt ist. Die Längsspannglieder 44 sind innenseitig an diesem Bewehrungskorb befestigt.

In den Fig. 8 und 9 ist die Schalungsform 20 im Bereich des Spitzendes und des Glockenendes des Rohres in größerem Maßstab dargestellt. Neben der bereits beschriebenen Führung der elastischen Außenform 30 zur Stauchbegrenzung ist hier auch die in umgekehrter Richtung auf einem durchbrochenen Stützzylinder 50, der über Schotten 51 gegenüber dem starren Innenformmantel 25 abgestützt ist, vorgenommene Lagerung des elastischen Innenformmantels 27 dargestellt. Unter Beaufschlagung der inneren Druckkammer 26 mit einem hydraulischen Medium, z.B. Wasser, kann sich der elastische Innenformmantel 27 von dem Stützzylinder so abheben; nach Ablassen des Drucks des hydraulischen Mediums kehrt der elastische Innenformmantel 27 wieder auf seine Lage am Stützzylinder zurück.

In Fig. 10 ist das untere, dem Glockenende des herzustellenden Rohres zugeordnete Ende der Schalungsform 20 dargestellt. Dabei ist vor allem die Ausbildung der den Muffenring des Rohres formende Bereich 40 der Innenform von Bedeutung. In diesem Bereich ist durch die ringförmige Trennscheibe 39, den unteren Bereich des starren Innenformmantels 25 und den unteren inneren Endflansch 41 eine ringförmige Kammer 52 gebildet, die zu dem Hohlraum 33 zwischen den Formteilen durch einen elastisch verformbaren Ring, eine sogenannte Hauptmuffe 53, abgeschlossen wird. Zwischen der Hauptmuffe 53 und dem starren Innenformmantel 25 ist ein weiterer Ring aus elastisch verformbarem Material, eine sogenannte Zentriermuffe 54, angeordnet. Die Zentriermuffe 54 teilt den Ringraum 52 in zwei getrennt voneinander beaufschlagbare Druckkammern, nämlich die Hauptmuffendruckkammer 55 und die Zentriermuffendruckkammer 56. Durch Druckbeaufschlagung der Zentriermuffendruckkammer 56 läßt sich die

Zentriermuffe 54 unter Abdichtung an ihren Seitenflächen bis gegen einen Anschlag 57 bewegen. Im nicht beaufschlagten Zustand der Zentriermuffendruckkammer 56 legt sich die Zentriermuffe 54 an einen Auflagerring 58 an.

An der dem herzustellenden Rohr zugekehrten Außenseite trägt die Hauptmuffe 53 die zur Bildung der Innenforrr. des Muffenrings entsprechende Profilierung. Um eine exakte Formgebung zu erreichen, erfolgt die maßgenaue Profilierung der Hauptmuffe 53 auf der Drehbank unter einem entsprechend hohen Aufweitungsdruck zwischen Matrize und Muffenring, so daß sich die vorgegebenen Drehmaße dann auch wieder bei der Rohrform einstellen.

Da mittels der Hauptmuffe 53 nicht nur die Formgebung des Muffenrings, sondern über den Rüttelvorgang hinaus auch eine Vorverdichtung des Frischbetons in diesem Bereich des Rohres erfolgt, muß ihre Radialbewegung exakt geführt und begrenzt werden. Zu diesem Zweck ist innerhalb des etwa rechteckförmigen Querschnitts der Hauptmuffe 53 ein Hohlraum 59 gebildet, der durch in das elastische Material der Hauptmuffe 53 eingebettete starre segmentförmige Teile 60 umschlossen wird. Die Führungssegmente 60 bestehen ihrerseits aus inneren Ringteilen 61, äußeren Ringteilen 62 sowie Stirnplatten 63 (Fig. 13a). Innerhalb des von den Segmenten 60 umschlossenen Hohlraums 59 ist ein starrer Führungsring 64 aus Stahl mit rechteckförmigem Querschnitt angeordnet.

Die Herstellung eines Spannbetonrohres nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und in einer erfindungsgemäßen Schalungsform erfolgt auf folgende Weise.

Bei abgenommener Außenform 22 wird auf die Innenform 21 zunächst der Bewehrungskorb aus Längsbewehrung 15 und Ringbewehrung 16 gestülpt. Danach wird die Außenform 22 aufgesetzt

und verriegelt; zugleich werden die notwendigen Anschlüsse für Strom, Wasser usw. hergestellt.

Schon während des Einfüllens des Frischbetons in den Zwischenraum 33 zwischen dem elastischen Innenformmantel und dem elastischen Außenformmantel 30 wird der Frischbeton verdichtet. Dies kann in an sich bekannter Weise durch Außenrüttler erfolgen. Da bei der erfindungsgemäßen Schalungsform sowohl im Bereich der Innenform, wie auch im Bereich der Außenform mit einem hydraulischen Medium beaufschlagbare Druckkammern vorgesehen sind, kann dies erfindungsgemäß dadurch erfolgen, daß an die Druckkammern Pulsatoren angeschlossen werden, die das Druckmedium in Vibration versetzen. Diese teilt sich über die elastischen Formmäntel 27 bzw. 30 unmittelbar dem Frischbeton mit. Auf diese Weise ist eine effektivere, vor allem geräuschärmere Verdichtung des Frischbetons möglich.

Bereits vor dem Einbringen des Frischbetons wurde der elastische Außenformmantel 30 durch Druckbeaufschlagung der äußeren Druckkammer 29 auf ca. 6 bar auf den Betonierzustand gestaucht. Durch Beaufschlagen der Zentriermuffendruckkammer 56 und entsprechende Aufweitung der Zentriermuffe 54 wird auch die Hauptmuffe 53 in Betonierstellung gebracht. Diese ist durch den Anschlag der Zentriermuffe am Anschlag 57 bestimmt. Die Stellung der Führungssegmente 60 bezüglich des Führungsrings 64 ist in Fig. 10 und Fig. 13b dargestellt.

Nach dem Verschluß des Zwischenraumes 33 zwischen Außenform und Innenform am oberen Ende durch einen nicht dargestellten Dichtring werden durch Beaufschlagung der inneren Druckkammer 26 der Rohrschaft und durch Beaufschlagung der Hauptmuffendruckkammer 55 die Hauptmuffe 53 gemeinsam gegen den durch Beaufschlagung der äußeren Druckkammer

29 und Stauchung des elastischen Außenforminantels bereits aufgebauten Gegendruck aufgeweitet. Die Druckbeaufschlagung der Innenform geht bis in eine Größenordnung von ca. 15 bar; unter Konstanthaltung des Gegendrucks kann sich der elastische Außenformmantel 30 in entsprechender Weise aufweiten.

Unter Aufrechterhaltung des Aufweitungsdruckes der Innenform im Bereich des Rohrschaftes wird sodann die Hauptmuffe auf das Maximum im Vorspannzustand aufgeweitet (Fig. 11 und 13c). Dieser Zustand ist erreicht, wenn die inneren Ringteile 61 mit ihrer Innenwand an der entsprechenden Wand des Führungsrings 64 anliegen. Durch das Aufweiten der Hauptmuffe 53 wird nicht nur die Ringbewehrung 16 im Bereich der Muffe vorgespannt, sondern auch der Beton im Bereich der Muffe so verdichtet, daß die Umkehrstellen 45 der Spannglieder 44 der Längsbewehrung 15 zur Verankerung fest fixiert werden. Durch die Konstanthaltung des Drucks im Schaftbereich des Rohres sind sie gegenüber dem vorverdichteten Frischbeton noch längsbeweglich, so daß sie mittels Öes Vorspannrings 4 7 gespannt werden können. Erst nach dem Spannen der Längsspannglieder 44 wird auch der Rohrschaft auf das vorgesehene Maximum aufgeweitet. Der Druck in der Innendruckkammer 26 beträgt dabei ca. 20 bis 35 bar; der Gegendruck in der Außendruckkammer 29 wird dabei aufrecht erhalten.

Nach dem Vorspannen des Rohres erfolgt dann eine Wärmebehandlung zur Beschleunigung des Abbindens und Erhärtens des Betons, die etwa vier bis fünf Stunden dauert und dadurch beschleunigt werden kann, daß die hydraulischen Medien in den Druckkammern unmittelbar beheizt werden, beispielsweise durch Einbau von - nicht dargestellten - elektrischen Widerstandsheizelementen, Heizschlagen oder dergleichen. Die Wärmeleitfähigkeit der verhältnismäßig dicken elastischen Formmäntel kann dabei dadurch gesteigert werden, daß Teile

aus Material hoher Wärmeleitfähigkeit in das Gummi eingefaltet oder diesem schon bei der Vulkanisation in Form von Zuschlägen zugesetzt werden. Auch können in den Mänteln einseitig Radialbohrungen vorgesehen werden, in die das erwärmte Druckmedium eindringen kann. Nach Erreichen der vorgeschriebenen Druckfestigkeit des Betons wird der Druck in der Haupt- und Zentriermuffe sowie im Rohrschaft abgelassen. Durch die Elastizität des Materials von Zentriermuffe und Hauptmuffe ziehen diese sich bis zur Anlage am Auflagerring 58 zurück, so daß auch der die Dichtringkammer 12 im Muffenring 10 des Rohres formende Vorsprung 65 an der Hauptmuffe vollständig zurückgezogen ist (Fig. 12 und 13d). In diesem Zustand liegen die äußeren Ringteile 6 2 der Führungssegmente 60 an der Außenfläche des Führungsrings 64 an.

Hiernach kann die gesamte Außenform 22 mit dem Formling abgezogen werden, der noch an den Längsspanngliedern 44 hängt. Danach werden die Verankerungen der Längsspannglieder 44 am Vorspannring 47 gelöst und der Druck in der Außenform 22 abgelassen. Infolge ihrer Elastizität weitet sich nun der elastische Außenformmantel 30 aus der gestauchten Betonierstellung heraus wieder auf; dadurch löst er sich selbsttätig von der Außenfläche des Rohres, so daß die Außenform 22 abgezogen werden kann.

Danach kann ein neuer Arbeitsvorgang ablaufen.

Claims

PATENTANWÄLTE ^ _Γ

33Zb07b

DIPL.-ING. VV. GOIXWITZER · DIPL.-IXG. Γ. W. MOLL

6740 LANI)AU/I>FAt,Z · LANG8TRA8SE 5

POSTFACH 2080 · TELKFON 0Λ341 / 20035, 870OO ■ TFI.KX 0453833 POSTSCHECK LUDW1GSHAFES 27 662-070 · I)ElTSCHK ItANK 1,AXl)Al" 02 15400 (BI, 7. S4 β 7ΟΟ1Ι5)

11. Juli 1983

Mr.

Dyckerhoff & Widmann Aktiengesellschaft, 8000 München 81

Verfahren zum Herstellen von vorgespannten Hohlkörpern aus Beton, insbesondere Spannbetonrohren, nach dem Verfahren hergestellter Hohlkörper, insbesondere Spannbetonrohr sowie Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens

Patentansprüche

Ay Verfahren zum Herstellen von in Längs- und Ringrichtung vorgespannten Hohlkörpern aus Beton, insbesondere Spannbetonrohren, zwischen einer in radialer Richtung verformbaren Innenform (21) und einer ebenfalls in radialer Richtung verformbaren Außenform (22), bei dem nach einer Vorverdichtung des Frischbetons, z.B. durch Rütteln, die in den Beton eingebettete Ringbewehrung (16) durch radiale Aufweitung der Formen gespannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsbewehrung (15) gegen den vorverdichteten Frischbeton gespannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch \, dadurch gekennzeichnet.

daß vor dein Spannen der Längsbewehrung (15) ein Teil der Ringvorspannung aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Frischbeton vor dem Spannen der Längsbewehrung (15) im Bereich der in den Beton eingebetteten Endverankerungen der einseitig spannbaren Längsspannglieder (44) stärker als im übrigen Bereich des Hohlkörpers vorverdichtet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Frischbeton während und/oder unmittelbar nach dem Einfüllen in die Form durch Vibration und danach infolge von durch Aufweiten der Innenform (21) gegen die Außenform (22) erzeugten Drucks verdichtet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenform (22) vor dem Aufweiten der Innenform (21) zum Erzeugen eines Gegendruckes vorbelastet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegendruck der Außenform (22) während des Aufweitens der Innenform (21) aufrecht erhalten wird.

7. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Innen- und/oder Außenform vor dem Einbringen des Betons eine Schicht aus einem korrosionsbeständigen Material, z.B. Epoxydharzpaste, aufgetragen wird, die beim Aufweiten der Innenform in die Außenflächen des Frischbetons eingepreßt wird.

8. Nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 7 hergestellter vorgespannter Hohlkörper aus Beton, insbesondere Spannbetonrohr (1) mit Längs- und Ringspanngliedern, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsspannglieder (44) an

einem Ende des Hohlkörpers fest mit in den Beton eingebetteten Ankerelementen und am anderen Ende spannbar verankert sind.

9. Hohlkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsspannglieder (44) haarnadelförmig ausgebildet sind, wobei die schlaufenartigen Umkehrstellen (45) als Ankerelemente dienen.

10. Hohlkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsspannglieder (44) so angeordnet sind, daß die schlaufenartigen Umkehrstellen (45) einander in Ringrichtung des Hohlkörpers übergreifen.

11. Spannbetonrohr nach einem der Ansprüche 8 bis 10, das zur Herstellung von Rohrverbindungen mit einem Spitzende (3) und einem Glockenende (4) ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die schlaufenartigen Umkehrstellen (45) der Längsspannglieder am Glockenende (4) und die zum Spannen dienenden freien Enden der Längsspannglieder (44) am Spitzende (3) angeordnet sind.

12. Spannbetonrohr insbesondere nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei dem zur Herstellung von druckdichten Rohrverbindungen durch Ineinanderschieben der Rohrenden zwischen am Spitzende des einen und am Glockenende des anderen Rohres gebildeten parallelen Dichtflächen ein radial zusammenpreßbarer Dichtungsring aus elastischem Material, wie Gummi, Kunststoff oder dergleichen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Innenwand des Muffenringes (10) eine Ringnut (12) als Kammer für den Dichtungsring angeordnet ist.

13. Spannbetonrohr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (12) schräge Seitenwände aufweist.

14. Spannbetonrohr nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß am Spitzende (3) des Rohres, ausgehend von dessen äußerer Umfangsflache (5) zur Stirnfläche (9) hin infolge einer Durchmesserverringerung eine Versatzfläche (7) gebildet ist.

15. Spannbetonrohr nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von der Umfangsflache (5) zur Versatzfläche (7) als Kegelstumpfmantelflache (6) ausgebildet ist.

16. Spannbetonrohr nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergänge von der Umfangsflache (5) zur Kegelstumpfmantelflache (6) und von dieser zur Versatzfläche (7) ausgerundet sind.

17. Spannbetonrohr nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Versatzfläche (7) und der Stirnfläche (9) des Rohres gebildete Kante abgeschrägt (8) ausgebildet ist.

18. Spannbetonrohr nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (17) unter radialer Stauchung in die Ringnut (12) eingelegt ist.

19. Spannbetonrohr nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (17) in an sich bekannter Weise im Querschnitt etwa flachrechteckig mit zwei zueinander parallelen Dichtflächen und kreisbogenförmig gekrümmten Stirnflächen ausgebildet ist, wobei die Breite der Dichtfläche größer ist als die Dicke des Dichtungsringes.

20. Vorrichtung insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7 aus einer in radialer Richtung verformbaren Innenform (21) mit einer zwischen

einem starren Innenformmantel (25), z.B. aus Stahl, und einem als Schalung für den Hohlkörper dienenden elastisch verformbaren Innenformmantel (27), z.B. aus Gummi, gebildeten, mit einem hydraulischen Medium beaufschlagbaren inneren Druckkammer (26) und einer ebenfalls in radialer Richtung verformbaren Außenform, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenform (22) aus einem einteiligen starren Außenformmantel (28), z.B. aus Stahl, und einem als Schalung für den Hohlkörper dienenden elastisch verformbaren Außenformmantel (30), z.B. aus Gummi, besteht, zwischen denen eine mit einem hydraulischen Medium beaufschlagbare äußere Druckkammer (29) gebildet ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Innenformmantel (27) und der elastische Außenformmantel (30) über ihre gesamte Länge in radialer Richtung frei beweglich sind.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Außenformmantel (30) durch Beaufschlagung der äußeren Druckkammer (29) im Sinne einer Durchmesserverringerung stauchbar ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Außenformmantel (30) in radialer Richtung am starren Außenformmantel (28) geführt ist und daß Mittel zur Begrenzung der Stauchung vorgesehen sind.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der der Formung des Muffenrings (10) dienende Teil (40) der Innenform (21) unabhängig von dem elastischen Innenformmantel (27) verformbar ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem der Formung des Muffenrings

dienenden Teil (40) und dem elastischen Innenformmante1 (27) eine ringförmige Trennscheibe (39) angeordnet ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß zur Formung des Muffenrings (10) in dem zwischen der Trennscheibe (39) und dem inneren unteren Endflansch (41) gebildeten Ringraum (52) ein in radialer Richtung verformbarer Ring (53) aus elastischem Material angeordnet ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (53) eine von der Trennscheibe (39), dem Endflansch (41) und dem starren Innenformmantel (25) gebildete, mit einem hydraulischen Medium beaufschlagbare Druckkammer abschließt.

28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ringraum (52) neben dem äußeren Ring

(53) ein die Druckkammer unterteilender innerer Ring (54) aus elastischem Material angeordnet ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß beide Druckkammerteile (52 bzw. 55) getrennt voneinander mit hydraulischem Medium beaufschlagbar sind.

30. Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Aufweitung des inneren Rings (54) ein Anschlag (57) vorgesehen ist.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der radialen Verformung des äußeren Rings (53) innerhalb seines Querschnitts ein ringförmiger Hohlraum (59) gebildet ist, in dem mit dem Ausmaß der radialen Verformung entsprechendem Spiel ein starrer Führungsring (64) angeordnet ist.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet/ daß der Hohlraum (59) mit ringsegmentförmigen Formteilen (60) ausgekleidet ist, die zumindest über Teilbereiche mit dem Material des äußeren Rings (53) fest, z.B. durch Vulkanisieren, verbunden sind.

33. Vorrichtung nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (59), wie auch der Führungsring (64) rechteckigen Querschnitt aufweisen.

34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verdichtung des Frischbetons an die äußere und/oder die innere Druckkammer hydraulische Pulsatoren angeschlossen sind, die das hydraulische Medium in Schwingungen versetzen.

35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wärmebehandlung des Frischbetons das die Druckkammern beaufschlagende hydraulische Medium beheizbar ist.

>. 36. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet., daß zur Beheizung des hydraulischen Mediums in den Druckkammern Wärmeerzeuger, z.B. elektrische Widerstandsheizelemente, Heizschlangen oder dergleichen angeordnet sind.

37. Vorrichtung nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, daß in das Material des inneren (27) und/oder des äußeren (30) elastischen Formmantels Teile aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit eingebettet sind.

38. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit dem elastischen Material in Form von Zusätzen fein verteilt zugegeben ist.