DE4028067A1 - Spannglied - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannglied gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, ein Verfahren zu dessen Einbau, sowie einen Baukörper unter Verwendung des erfindungsgemäßen Spanngliedes.

In der frühen Phase der Spannbetontechnik wurden sogenannte "konzentrierte Spannglieder" zum Vorspannen von Brücken, vornehmlich von solchen, die im Taktschiebeverfahren hergestellt wurden, benützt. Bei diesen Spanngliedern wurde eine große Zahl von Litzen, Mann an Mann liegend, in einem rechteckigen oder quadratischen Kanal im oder am Brückenkörper geführt und unter Benützung von Umlenkblöcken an den Widerlagern der Brücke mit einfachen hydraulischen Zylindern vorgespannt. Sie wurden insbesondere da, wo zur Fertigung der Brückentragwerke das Taktschiebeverfahren angewendet wurde, an der Innenseite der Tragwerkshohlkästen angeordnet und mit einem an die Tragwerksstege angeschlossenen Betonkörper umhüllt. Die Litzen des Zuggliedes wurden durch Verfüllen mit dünnflüssigem Zementmörtel gegen Korrosion geschützt. Entgegen der damals geltenden Auffassung zeigte sich in der Zwischenzeit daß diese Art des Korrosions­ schutzes doch zu Schäden an den Litzen führen kann, insbesondere wenn durch undichte Fahrbahndecken Wasser an die Zugglieder zudringen konnte. Zur Erhaltung der Sicherheit der Bauwerke ergab sich die Notwendigkeit, die durch Korrosion schadhaft gewordenen Spannglieder durch neue zu ersetzen.

Der statische Sicherheitsnachweis ist auch für den sogenannten Traglastzustand zu führen. Dies ist ein fiktiver Verformungszustand, bei welchem gewisse, in den Normen festgelegte Verformungsgrenzwerte nicht überschritten werden dürfen.

Zur Einhaltung der geforderten Sicherheitswerte für diesen Traglast­ zustand ist es zweckmäßig, möglichst den größten Teil, am besten die ganze Endvorspannung, in Vorspannung mit Verbund mit dem Tragwerk zu wählen.

Die Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Spannglied zu ent­ wickeln, das unter Beibehaltung der geometrischen Bedingungen, der Raumachsen, der Umlenksättel an den Knickstellen, und ohne Zerstörung der bisherigen Kraftumlenkpunkte, in bezug auf Vorspannkraft und Geometrie, vergleichbar jenem aus dem Ursprungszustand ist, gleichzeitig aber dem heutigen Standard entsprechend gegen Korrosion der Zugglieder geschützt ist.

Eine weitere Aufgabe war es, ein günstiges Verfahren zum Einbau dieser Spannglieder anzugeben.

Eine weitere Aufgabe war es, einen Baukörper unter Verwendung dieses Spanngliedes in einfacher Weise aufzubauen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Merkmale des Patentanspruches 6 gekennzeichnet.

Der erfindungsgemäße Baukörper ist durch die Merkmale des Patentanspruches 10 gekennzeichnet.

Das Ersetzen der üblicherweise runden Spannbetonhüllrohre durch rechteckige oder quadratische Hüllrohre aus Metall oder Kunststoff bzw. einem Strang mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt bietet einen weiteren Vorteil: Die gewählte Querschnittsform sorgt für optimale Ausnutzung des Platzangebotes, was im besonderen bei Verwendung der Spannglieder gemäß der Erfindung zum Ersetzen der eingangs erwähnten "konzentrierten Spannglieder" alter Bauart von Bedeutung ist. In deren bereits vorhandene Kanäle gegebener Dimension müssen die neuen, verbesserten Spannglieder eingebracht werden.

Weitere Merkmale, Vorteile und bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein einzelnes Hüllrohr eines erfindungsgemäßen Spanngliedes,

Fig. 2 einen Abschnitt einer Seite des Hüllrohres gemäß einer Variante,

Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Spannglied, bestehend aus mehreren Zuggliederbündeln und mehreren Hüllrohren, in einer Betonummantelung,

Fig. 4 das Spannglied gemäß Fig. 3 im Bereich eines Umlenkkörpers,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine Brückenkonstruktion mit dem erfindungsgemäßen Spannglied und

Fig. 6 einen Längsschnitt durch das Spannglied gemäß Fig. 3 und Fig. 4 im Bereich eines Umlenkkörpers.

Die Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung von Zuggliedern 1, die in einem Hüllrohr 2 aus Metall geführt sind. Bei den Zuggliedern 1 kann es sich um Drähte als auch vorzugsweise um Litzen handeln. Der Ausdruck "Zugglied" umfaßt dabei sowohl z. B. einzelne Drähte als auch Litzen, die wiederum gegebenenfalls z. B. mit Rostschutzbelägen od. dgl. versehen sein können. Entsprechend dem Erfindungsgedanken liegen sowohl die Zugglieder 1 in einer rechteckigen, allenfalls auch quadratischen, Anordnung vor, und auch das Hüllrohr 2, das vorzugsweise aus Stahlblech angefertigt ist, hat rechteckigen bzw. quadratischen Querschnitt. Die Zugglieder 1 liegen in jedem Hüllrohr 2 lagenweise übereinander, d. h., daß die Achsen der Zugglieder 1 im Querschnitt gesehen ein Netz aus quadratischen Elementen bildet. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die einzelnen Lagen beim Spannen des Spanngliedes leichter aneinander gleiten und der zur Verfügung stehende Querschnitt im Hüllrohr 2 besser, durch mehr Zugglieder 1, ausgenützt wird. Der Raum 3 zwischen den Zuggliedern 1, bzw. zwischen diesen und dem Hüllrohr 2 wird mit Zementmörtel verpreßt, um die Zugglieder und auch die Hüllrohre vor Korrosion zu schützen.

Besonders vorteilhaft ist dabei der Aufbau des Hüllrohres 2 aus zwei Teilen, die sich entlang desselben Abschnittes der Zugglieder 1 erstrecken. Vorzugsweise sind diese Teile in Form eines U-förmigen Unterteiles 21 und eines ebenen Deckels 22 ausgeführt. Durch zwei Falzverbindungen 23 und 23′ ist der Deckel 22 zugfest an das Unterteil 21 angeschlossen, wobei die Verbindung der Hüllrohrteile sogar einen Verpreßdruck des Mörtels von etwa 5 bar ohne weitere Betonumhüllung aushält.

Um den Verbund zwischen dem Hüllrohr 2 und dem darin verfüllten Zementmörtel 3 weiter zu verbessern, sind die Wände des Hüllrohres 2 mit Prägungen 24 versehen. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, sind diese Prägungen 24 nach außen, d. h. vom Zentrum des Spanngliedes weg, ragende Ausbuchtungen der Hüllrohrwände, die vorzugsweise länglich und quer zur Achse des Spanngliedes liegend ausgeführt sind.

Nicht dargestellt ist eine Variante mit nach innen weisenden Prägungen, welche dieselbe Wirkung wie die erstgenannte Ausführung bietet.

Wie in Fig. 3 beispielhaft dargestellt, liegen gemäß einer Variante der Erfindung mehrere der erfindungsgemäßen Zugglieder unter Bildung eines Stranges mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt neben- bzw. übereinander. Sie befinden sich entweder in einer schon bestehenden weiteren Umhüllung aus Beton bzw. einem bestehenden Kanal in Bauwerken, wo sie zum Ersatz beschädigter Spannglieder älterer Bauart dienen. Aber auch bei den übrigen Anwendungen werden die Spannglieder meist durch eine, zumindest nach Verlegen der Hüllrohre 2 aufgebrachte Betonumhüllung 4, allenfalls mit Bewehrung 5, ummantelt.

An Umlenkkörper 8, 9, welche zur Führung der Zugglieder 1 entlang des gewünschten Verlaufes dienen, sind die Hüllrohre 2 dicht anschließbar.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spanngliedes geht die rechteckige bzw. quadratische Konfiguration der Zugglieder 1 eines Hüllrohres 2 in den beiden Endbereichen 12 des erfindungsgemäßen Spanngliedes in eine, im wesentlichen kreisförmige, Anordnung bei den Ankerkörpern 12′ über.

Der Einbau des neuen Spanngliedes geht erfindungsgemäß derart vor sich, daß die Zugglieder 1 in jedes vorzugsweise dicht an die Umlenkkörper angeschlossene Hüllrohr 2 lagenweise eingebracht wird. Danach erfolgt das Spannen der einzelnen Zugglieder je nach Bedarf teilweise oder sofort auf die volle Vorspannkraft mit einer Spannpresse, und danach wird das Innere des Hüllrohres 2 mit Zementmörtel verpreßt.

Im Falle des Aufbaues des Hüllrohres 2 aus zwei Teilen, vorzugsweise Unterteil 21 und Deckel 22, werden die Zugglieder 1 bei offenem Hüllrohr 2 ebenfalls lagenweise eingebracht, und danach das Hüllrohr durch Herstellen der Falzverbindungen 23 zwischen den beiden Teilen verschlossen. Daraufhin erfolgt analog zum zuvor Beschriebenen das Spannen und Verpressen.

Das einzelne Hüllrohr 2 bzw. die Hüllrohre 2 eines Stranges werden ebenfalls mit einer Betonumhüllung 4 ummantelt, und vorzugsweise wird der bestehende Zwischenraum 6 zwischen den etwas voneinander beabstandeten einzelnen Hüllrohren 2 über zumindest einen Injektionsanschluß 7 verpreßt bzw. mit Zementmörtel od. dgl. ausgefüllt. Bevorzugt wird dabei abschnittsweise vorgegangen, vorzugsweise immer von Umlenkstelle zu Umlenkstelle.

An den Umlenkstellen der Zugglieder sind die Hüllrohre 2 im Umlenkkörper 8 bzw. Umlenksättel 9 aus Stahlblech eingeführt und dort dicht angeschlossen (siehe dazu Fig. 4 bis 6). An den genannten Umlenkstellen können Gleiteinrichtungen 10 zur Verminderung der Reibungskräfte angeordnet sein. Dabei handelt es sich beispielsweise um zwischen den einzelnen Lagen oder auch nur an der konkaven Seite des Spanngliedes zwischen dem Hüllrohr 2 und der an der genannten Seite anliegenden Lage der Zugglieder angeordnete Stahlbleche. Vorzugsweise sind diese Bleche mit einer die Reibung herabsetzenden Teflon-Beschichtung versehen.

Wie in Fig. 5 dargestellt, ist das Spannglied in den erfindungsgemäßen Baukörper polygonal geführt, und die Umlenkkräfte werden an den Umlenkstellen in das Bauwerk eingeleitet. Die Umlenkstellen bestehen aus Umlenkkörpern 8, 9 aus Metall und sind, wie in Fig. 5 beispielhaft dargestellt, in Querscheiben 11 oder Stützwänden 11′ des Baukörpers eingebaut. Sie bilden die Führung für die lagenweise angeordneten Zugglieder, vorteilhafterweise sind an den Umlenkstellen zur Verminderung der Reibungskräfte Gleiteinrichtungen 10, z. B. Stahlbleche angeordnet. Diese sind vorzugsweise mit einer die Reibung weiter herabsetzenden Beschichtung wie etwa einer Teflon-Beschichtung versehen. Zwischen den Hüllrohren 12 sind im Bereich der Umlenkkörper 8, 9 überdies noch Stützstrukturen 13, vorzugsweise aus Metall, eingebracht.

Claims (13)

1. Spannglied, bestehend aus Zuggliedern, z. B. Drähten oder Litzen, und einem oder mehreren rechteckigen oder quadratischen Hüllrohr(en) aus Metall oder Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugglieder (1) im Hüllrohr (2) lagenweise übereinander und nebeneinander in rechteckiger oder quadratischer Anordnung liegen.

2. Spannglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüllrohre (2) zu einem Strang mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt zusammengefaßt sind.

3. Spannglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Umlenkstellen Gleiteinrichtungen (10) zur Verminderung der Reibungskräfte, z. B. Stahlbleche, vorzugsweise mit Teflon-Beschichtung angeordnet sind.

4. Spannglied nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr 2, bzw. der Strang von Hüllrohren (2), von einer Betonumhüllung (4), allenfalls mit Bewehrung (5), ummantelt ist.

5. Spannglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Hüllrohr(e) (2) an Umlenkkörper (8, 9) zur Führung der Zugglieder (1) dicht anschließbar sind.

6. Spannglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rechteckige bzw. quadratische Konfiguration der Zugglieder (1) eines Hüllrohres (2) bei den Ankerkörpern (12′) in eine im wesentlichen kreisförmige Anordnung übergeht.

7. Verfahren zum Einbau eines Spanngliedes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugglieder (1) in jedes Hüllrohr (2) lagenweise eingebracht und dann die Gesamtheit aller Zugglieder (1) eines Hüllrohres (2) mit einer Spannpresse gespannt und danach das Innere des Hüllrohres (2) mit Zementmörtel verpreßt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Hüllrohr(e) (2) mit einer Betonumhüllung (4) ummantelt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen den Hüllrohren (2) abschnittweise, vorzugsweise jeweils von Umlenkstelle zu Umlenkstelle, verpreßt bzw. mit Zementmörtel ausgefüllt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Hüllrohr(e) (2) dicht am Umlenkkörper (8, 9) für die Zugglieder (1) angeschlossen werden.

11. Baukörper mit einem Spannglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannglied polygonal geführt ist und die Umlenkkräfte an den Umlenkstellen in das Bauwerk eingeleitet werden.

12. Baukörper nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkstellen aus Umlenkkörpern (8, 9) aus Metall bestehen.

13. Baukörper nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß an den Umlenkstellen Gleiteinrichtungen (10) zur Verminderung der Reibungskräfte, z. B. Stahlbleche, vorzugsweise mit Teflon-Beschichtung, angeordnet sind.