DE3723883A1 - Spannbetontraeger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spannbetonträger, insbesondere für Brücken, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Da die Zugfestigkeit von Beton im Vergleich zu seiner Druck­ festigkeit sehr niedrig ist, werden bei Stahlbetonträgern die Bereiche, in denen Zugspannungen zu übertragen sind, durch Stahleinlagen bewehrt. Eine Weiterentwicklung dieses Stahlbetons ist der Spannbeton, bei dem die Stahleinlagen vorgespannt sind und somit im unbelasteten Bauwerk Druck­ spannungen im Beton erzeugen, wodurch die Belastbarkeit dieses Bauteils erheblich gesteigert wird. Solche Spannbe­ tonträger werden heutzutage in zahlreichen Bauwerken, insbe­ sondere beim Brückenbau, eingesetzt, wo ein solcher Spannbe­ tonträger auf Grund der großen Spannweiten erheblichen Be­ lastungen standhalten muß.

Bei Spannbetonträgern unterscheidet man Träger mit Verbund und solche ohne Verbund. Bei Spannbetonträgern ohne Verbund liegen die aus Spannstählen bestehenden Spannglieder frei neben oder innerhalb des eigentlichen Betonträgers in ent­ sprechenden Kanälen. Die Spannstähle sind dabei nur über die Endverankerungen mit dem Betonkörper verbunden. Spannbeton­ träger ohne Verbund bieten den Vorteil, daß die Spannglieder bei Beschädigung, wie sie beispielsweise durch Langzeitkor­ rosion auftreten kann, mit verhältnismäßig geringem Aufwand ersetzt werden können. Ein erheblicher Nachteil dieser Bau­ art ist jedoch die im Vergleich zur Verbundkonstruktion deutlich niedrigere Grenztragfähigkeit des Spannbetonträgers. In der Praxis bedeutet dies, daß Spannbetonträger ohne Ver­ bund einen erheblich höheren Anteil an Stahleinlagen aufwei­ sen, wodurch die Konstruktion im Vergleich zu Spannbetonträ­ gern mit Verbund erheblich aufwendiger und teurer wird.

Spannbetonträger mit Verbund weisen dagegen einen festen Verbund zwischen Spanngliedern und Beton über die gesamte Länge der Spannglieder auf. Bei dieser Ausführungsform unter­ scheidet man den sofortigen und den nachträglichen Verbund, wobei letzterer bei Spannbetonträgern für den Brückenbau vorwiegend zum Einsatz kommt. Bei dieser Bauart sind inner­ halb des Betonkörpers durchlaufende Hüllrohre angeordnet, in denen die Spannglieder verlegt und nach Erhärten des Betons vorgespannt werden. Nach Aufbringen der Vorspannung wird in den Zwischenraum zwischen den Hüllrohren und den Spannstählen ein Einpreßmörtel gepreßt, wodurch der Verbund zwischen den Spannstählen und dem Betonkörper hergestellt wird. Dieser Einpreßmörtel dient gleichzeitig als Korrosions­ schutz für die Spannglieder.

Wenn auch die nach diesem Verfahren hergestellten Spannbeton­ träger bei optimaler Ausführung eine hohe Tragfähigkeit aufweisen, so sind sie aus der Sicht der Praxis doch noch verbesserungswürdig. Das Einpressen des Einpreßmörtels ist sehr aufwendig. Da der Durchflußquerschnitt der Hüllrohre mit den darin befindlichen Spanngliedern klein ist, können außerdem beim Einpressen des Einpreßmörtels verhältnismäßig leicht Verstopfungen auftreten, die nur schwer erkennbar sind. Die Folge solcher Verstopfungen sind Störungen im Verbund zwischen den Spanngliedern und dem Betonkörper, die einerseits die Tragfähigkeit des Spannbetonträgers ver­ mindern können und andererseits die vorzeitige Korrosion der Spannstähle begünstigen. Selbst wenn ein solcher Fehler erkannt wird, so kann er meistens nicht behoben werden, da ein Entfernen der Spannglieder aus dem Betonkörper nicht mehr möglich ist.

Ausgehend vom letztgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen solchen Spannbetonträ­ ger derart zu verbessern, daß das Einpressen des Einpreßmör­ tels beim nachträglichen Verbund besser kontrollierbar und ein nachträglicher Austausch von Spanngliedern mit technisch vertretbarem Aufwand möglich ist. Die Tragfähigkeit eines solchen Spannbetonträgers soll dabei etwa der Tragfähigkeit eines mit nachträglichem Verbund hergestellten Spannbeton­ trägers entsprechen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den im kennzeich­ nenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Eine derartige Lösung kombiniert die Vorteile der mit und ohne Verbund hergestellten Spannbetonträger, wobei die oben erwähnten Nachteile der beiden Bauarten weitgehend vermieden werden. Der erfindungsgemäße Spannbetonträger hat bei ge­ schickter Anordnung der Freiräume im wesentlichen gleiche Tragfähigkeit wie ein mit nachträglichem Verbund hergestell­ ter Spannbetonträger. Durch die Freiräume im Spannbetonträ­ ger im Bereich der Spannglieder kann das Einpressen des Einpreßmörtels gut kontrolliert werden. Bei Verstopfungen kann das weitere Einpressen des Einpreßmörtels vom benach­ barten Freiraum aus über eine kurze Distanz erfolgen, wo­ durch der Einpreßvorgang und die Kontrolle des gleichmäßigen Verteilens des Einpreßmörtels erleichtert wird. Da das Ein­ pressen des Einpreßmörtels über eine kurze Distanz erfolgt, ist der Druckabfall innerhalb der zu verpressenden Kanäle verhältnismäßig gering, so daß der Verstopfungsneigung ent­ gegengewirkt wird.

Dadurch, daß Freiräume bestehen, in denen die Spannglieder ohne Verbund zum Beton sind, und dadurch, daß diese Freiräu­ me frei zugänglich sind, ist ein nachträglicher Austausch von Spanngliedern möglich. Hierzu werden die in den Freiräu­ men liegenden Teile eines Spannglieds herausgetrennt, wonach die mit dem Beton verbundenen Teile des Spannglieds durch mechanische Einwirkung gelöst werden können, da sich der Verbund jeweils nur über die verhältnismäßig kurze Distanz zwischen zwei Freiräumen erstreckt.

Die erfindungsgemäße Ausführungsform nach Anspruch 2 bietet den Vorteil, daß das Einlegen der Hüllrohre in den Beton wie bisher erfolgen kann, und daß die Spannglieder allseits durch die Hüllrohre und den darin befindlichen Einpreßmörtel gegen äußere Einflüsse geschützt sind.

Bei dieser Ausführungsform ist es gemäß Anspruch 3 ange­ bracht, im Bereich eines Freiraums jeweils eine Öffnung zum Verfüllen des Hüllrohrs beziehungsweise zur Kontrolle des Verfüllvorgangs vorzusehen, um die beim Einpressen des Einpreßmörtels möglicherweise auftretenden Verstopfungen zu verhindern. Diese Ausführungsform hat weiterhin den Vor­ teil, daß die Spannglieder über ihre gesamte Länge durch den Einpreßmörtel und das jeweilige Hüllrohr hermetisch abgeschlossen und so gegen äußere Einflüsse, beispielsweise Korrosion, geschützt sind.

Eine weitere Ausbildung gemäß Anspruch 4, bei der im Bereich der Freiräume keine Hüllrohre liegen, sieht vor, daß die Spannstähle im Bereich der Freiräume frei zugänglich sind. Diese Konstruktionsweise erlaubt eine schnelle und einfache Kontrolle der Spannstähle, beispielsweise auf Korrosion, und gewährleistet zudem eine gute Sichtkontrolle beim Ein­ pressen des Einpreßmörtels in die Hüllrohre im Verbund­ bereich.

Um eine Korrosion der freiliegenden Teile der Spannglieder zu vermeiden, sind die Spannglieder in diesen Bereichen besonders zu schützen, wie es Anspruch 5 lehrt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen vertikalen Querschnitt durch einen Spannbetonträger;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Teilstück des Spannbetonträgers der Fig. 1 entlang eines Spannglieds;

Fig. 3 einen zur Darstellung der Fig. 2 um 90° versetzt verlaufenden Längsschnitt entlang des Spannglieds und

Fig. 4 eine Darstellung gemäß Fig. 3 mit teilweise herausgetrenntem Spannglied.

Die Darstellungen in den Fig. 1 bis 4 sind stark verein­ facht gehalten, wobei in den Fig. 2 bis 4 zur besseren Übersicht jeweils nur ein Spannglied 3 veranschaulicht ist.

Der gezeigte Spannbetonträger 1 ist als Hohlkastenquer­ schnitt (siehe Fig. 1) ausgebildet, wie es häufig im Brückenbau der Fall ist.

In Längsrichtung ist der Spannbetonträger 1 im Bereich der Stege 2 mit Spanngliedern 3, bestehend aus einer Vielzahl von Spannstählen durchsetzt. Der Verlauf eines solchen Spann­ glieds 3 ist in Fig. 2 veranschaulicht. Wie bei Spannbeton­ trägern 1 dieser Art üblich, ist jedes Spannglied 3 an sei­ nen Enden über Verankerungen 4 im Beton verankert, so daß über die Zugspannung in den Spanngliedern 3 Druckspannungen im Beton hervorgerufen werden.

Die Spannglieder 3 liegen, wie die Fig. 1 bis 3 veran­ schaulichen, in Hüllrohren 5, die sich über die gesamte Länge des Spannbetonträgers 1 erstrecken. Die Spannglieder 3 werden nach dem Erhärten des Betons vorgespannt und die Zwischenräume zwischen den Spannstählen der Spannglieder 3 und den umgebenden Hüllrohren 5 durch Einpressen von Ein­ preßmörtel 6 gefüllt. Der Einpreßmörtel 6 schützt die Spann­ glieder 3 gegen Korrosion.

Wie den Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist, läuft ein in einem Hüllrohr 5 geführtes Spannglied 3 nicht über seine gesamte Länge innerhalb des Betons, sondern in Längsrichtung des Spannbetonsträgers 1 gesehen abwechselnd durch Verbundberei­ che 7 und Freiräume 8. Innerhalb der Verbundbereiche 7, die von den Stegen 2 des Spannbetonträgers 1 nach innen hin vorspringen und die Spannglieder 3 beziehungsweise die zugehörigen Hüllrohre 5 allseits umgeben, besteht ein Ver­ bund zwischen Spannglied 3, Hüllrohr 5 und Beton, während sich im Bereich der Freiräume 8 lediglich ein Spannglied 3 im Hüllrohr 5 befindet. Die hier liegenden Spannglieder 3 verhalten sich wie Spannglieder ohne Verbund, da sie in diesem Bereich keinen Verbund zum Beton aufweisen. Hier dienen Hüllrohr 5 und Einpreßmörtel 6 lediglich als Korro­ sionsschutz für die Spannglieder 3.

Um mögliche Fehler beim Einpressen des Einpreßmörtels 6 in die Hüllrohre 5 zu vermeiden, beziehungsweise um den Einpreßvorgang kontrollieren zu können, sind im Bereich des mittleren Freiraums 8 in Fig. 3, Öffnungen 9 im Hüll­ rohr 5 vorgesehen. Durch solch eine Öffnung 9 kann kontrol­ liert werden, ob der Einpreßmörtel das Spannglied 3 allseits umgibt und vollständig durch das Hüllrohr 5 durchgepreßt ist. Weiterhin besteht die Möglichkeit, bei Verstopfungen oder Unregelmäßigkeiten beim Einpressen, den Einpreßmörtel 6 direkt durch eine solche Öffnung 9 einzubringen, wodurch eine vollständige Verbindung des Hüllrohrs 5 mit Einpreßmör­ tel 6 über die gesamte Länge des Hüllrohrs 5 sichergestellt ist.

Durch eine geschickte Anordnung von Freiräumen 8 und Verbund­ bereichen 7, die je nach Bauform und Belastungsart des Spann­ betonträgers 1 entsprechend den zu erwartenden Belastungen gewählt wird, kann mit dieser Bauweise des Spannbetonträgers 1 eine Tragfähigkeit erreicht werden, die etwa der eines mit durchgehendem Verbund aufgebauten Spannbetonträgers entspricht. Der Vorteil dieser Bauart ist jedoch, daß die Spannglieder 3 gegebenenfalls auswechselbar sind, wie es anhand von Fig. 4 dargestellt ist.

Zum Auswechseln eines Spannglieds 3 wird das Hüllrohr 5 zusammen mit dem Spannglied 3 im Bereich der Freiräume 8 herausgeschnitten und entfernt, so daß nur noch die Teile des Spannglieds 3 im Bereich der Verbundbereiche 7 stehen bleiben. Da die Länge der Spanngliedteile im Bereich der Verbundbereiche 7 verhältnismäßig gering ist, läßt sich der durch den Einpreßmörtel 6 hergestellte Verbund wieder zerstören, beispielsweise durch dynamische Einwirkungen in Form von Schlägen, Rütteln oder dergleichen. Nach Zerstö­ rung des Verbunds zwischen Spannglied 3 und Beton, bezie­ hungsweise Hüllrohr 5, kann das Spannglied 3 vollständig entfernt und durch ein neues Spannglied 3 ersetzt werden, das dann erneut gespannt, mit Einpreßmörtel 6 umgeben und mit dem Beton verbunden wird.

Claims (5)

1. Spannbetonträger, insbesondere für Brücken, mit in Längs­ richtung verlaufenden Spanngliedern, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spannglieder (3) abwech­ selnd aus Beton bestehende Verbundbereiche (7) und Freiräume (8) durchlaufen.

2. Spannbetonträger nach Anspruch 1, bei denen die Spann­ glieder in Hüllrohren liegen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hüllrohre (5) durchgehend ausge­ bildet sind und die Spannglieder (3) auch im Bereich der Freiräume (8) umschließen.

3. Spannbetonträger nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Bereich der Freiräume (8) Öffnungen (9) in den Hüllrohren (5) vorgesehen sind.

4. Spannbetonträger nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spannglieder (3) in den Verbundbereichen (7) in Hüllrohre (5) und in den Bereichen der Freiräume (8) ohne Hüllrohre (5) verlegt sind.

5. Spannbetonträger nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spannglieder (3) im Be­ reich der Freiräume (8) korrosionsgeschützt sind.