DE4408043C2 - Vorrichtung zum Überwachen der Spannkraft eines Spannelementes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen der Spann­ kraft eines zur Vorspannung eines Bauwerks oder dergleichen dienenden Spannelementes, wobei das Spannelement verbundlos zwi­ schen jeweils eine bauwerksseitig festgelegte Unterlagsplatte sowie eine auf diese aufgelegte Ankerbüchse aufweisenden Verankerungen eingebaut ist und die Enden des Spannelementes jeweils durch Ausnehmungen der Unterlagsplatte sowie Ankerbüchse geführt und nach dem Spannen des Spannelementes unter Anpressen der Anker­ büchse von außen festgesetzt sind.

Spannelemente der genannten Art sind bekannt (DE-OS 41 18 897). Solche Spannelemente werden beispielsweise seit Jahren im Brücken­ bau benutzt, wo sie zur Vorspannung von Bauteilen oder auch zur Ableitung von Lasten eingesetzt werden. Im einzelnen handelt es sich dabei um sogenannte Spannbündel oder auch Schrägseilbündel, die über Endverankerungen hohe Lasten übertragen können. Hierbei ist es von erheblicher Bedeutung, die zu übertragende Last beim Bau des Gebäudes kontrolliert einzubringen, was unter Zuhilfenahme geeichter hydraulischer Pressen geschieht. In zunehmendem Maße wird in neuerer Zeit die Frage nach einer Kontrolle dieser Spannkraft während der Nutzungsdauer des Bauwerks gestellt. Hier­ bei ist das Problem zu lösen, nach Beendigung der Bauphase, d. h. nach dem endgültigen Spannen eines Spannelementes zu beliebigen späteren Zeitpunkten die im Spannelement vorhandene Spannkraft zu messen.

Bei verbundlos eingebauten Spanngliedern oder Schrägseilen ist eine Spannkraftkontrolle bisher durch folgende Maßnahmen möglich:
Durch Aufbringen einer zusätzlichen Spannkraft im Ankerbereich bis zum "Anlupfen" der Verankerung kann die vorhandene Spannglied­ kraft im Ankerbereich ermittelt werden (Lift-Off-Verfahren mit nor­ malen Spannpressen). Nachteilig ist die notwendige gute Zugänglich­ keit des Spannankers und eine gewisse Umständlichkeit des Verfah­ rens zufolge des Ab- und Anbaus von Ankerschutzkappen und der Handhabung schwerer Pressen. Für kontinuierliche Überwachung ist diese Maßnahme nicht geeignet.

Bekannt ist auch eine Methode, zwischen der durch die Vorspannung angepreßten Ankerbüchse, insbesondere Keilbüchse, und der einbeto­ nierten Unterlagsplatte einer Spanngliedverankerung auf Dauer eine Kraftmeßdose einzubauen (DE-PS 31 30 101). Das führt zwar zur Möglichkeit einer kontinuierlichen Kraftmessung, bedingt aber gleichzeitig den Nachteil einer erheblichen Vergrößerung des gesam­ ten Ankerbereiches und der Nutzung eines zusätzlichen Ankerteils (eben der Meßdose), was den eigentlichen Ankeraufbau erschwert.

Schließlich ist auch die Methode bekannt, durch Aufbringen von Dehnungsmeßstreifen oder dergleichen auf das eigentliche Spannele­ ment und Kontrolle dieser Dehnungsmeßstreifen den Spannungszustand des Spannelementes zu überwachen (DE-OS 28 08 041, DE-PS 31 01 575, DE-PS 35 13 991, EP-PS 278 021, EP-OS 304 376). Nachteilig ist hier die Notwendigkeit, eine Meßeinrichtung auf dem eigentlichen Spannelement anzuordnen, was z. B. bei einbetonierten verbundlosen Spannelementen wegen der Verletzungsgefahr der Meßeinrichtung beim Einbau der Spannelemente und der umständlichen Führung von Meßleitungen durch den Anker­ körper von Nachteil ist.

Bekannt ist auch ein elektrischer Kraftaufnehmer mit Dehnungsmeßstreifen und einem Verformungskörper vom Stauchkörpertyp (DE-OS 32 36 708). Die Probleme um die Vorrichtungen der eingangs genannten Art sind hierdurch einer Lösung bisher nicht näher gebracht worden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung der eingangs genannten Art anzugeben, die ohne wesentliche Änderung der Verankerungen eine kontinuierli­ che Überwachung zuläßt.

Hierzu ist die eingangs genannte Vorrichtung gekennzeich­ net durch zumindest einen in Umfangsrichtung der Anker­ büchse verlaufend am Außenmantel der Ankerbüchse befestigten Dehnungsmeßstreifen mit an ein elektronisches Meßgerät anschließbaren Meßleitungen.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform erleidet die Ankerbüchse beim Aufbringen der Vorspannkraft eine Verformung, die am äußeren Umfang der Ankerbüchse durch die Anordnung des bzw. der Dehnungsmeßstreifen gemessen wird. Bei Veränderung der Vorspannkraft verändert sich auch die Verformung der Ankerbüchse und damit das vom Dehnungsmeßstreifen erzeugte Meßsignal, so daß eine direkte Kontrolle gegeben ist. Diese Kontrolle kann sowohl kontinuierlich mit automatischer Warnmeldung bei Meßwertveränderung, als auch intermittierend zu bestimmten Zeitpunkten, z. B. etwa alle zwei oder fünf Jahre, im Zusammenhang mit routinemäßigen Bauwerkskon­ trollen durch Anschluß eines einfachen Meßgerätes überprüft werden.

Bei der Kontrolle vergleicht man die jeweils festgestell­ ten Meßwerte mit den Meßwerten der planmäßigen Vorspan­ nung. Aufgrund der einfachen und fest installierten Meß­ vorrichtung sind laufende Kontrollen in beliebigen Zeit­ abständen mit geringem Kontrollaufwand möglich. Damit besteht jederzeit Aufschluß über das aus der Vorspannung herrührende Sicherheitsniveau des Bauteiles. Bei den Meß­ vorgängen erfolgen keinerlei Eingriffe in das Vorspann­ system. Erst wenn die Messungen einen Abfall der Vor­ spannkraft in einer nicht mehr tolerierbaren Größen­ ordnung anzeigen, können die zu einem Spannelement gehörenden Drähte einzeln nachgeprüft und erforderlichen­ falls nachgespannt oder ausgewechselt werden.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile bestehen außerdem darin, daß die Kontrolle durch den Anschluß einer elektrischen Datenverarbeitungsanlage automatisch durchführbar ist. Der konstruktive Mehraufwand an den Verankerungen insgesamt ist geringfügig. Zusätzliche Ankerteile, die die Montage erschweren können, sind nicht erforderlich. Zur stichprobenartigen Kraftkontrolle genügt es, ein Meßgerät "per Stecker" an den Anker anzuschließen. Das zur Kontrolle anzuschließende Meßge­ rät, z. B. Ohmmeter, ist klein und handlich. Die Kontrolle bedingt keinen zusätzlichen Platzbedarf im Ankerbereich, die Anker können sogar im einbetonierten Zustand über­ prüft werden. Es ist sehr wesentlich, daß die korrosions­ schützende Abdeckung des Spannelementes für den Meß­ vorgang nicht entfernt werden muß.

Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. So ist nach einer bevorzugten Ausführungsform mit die Ankerbüchse aufnehmender, mit Fett gefüllter Anschlußkappe vorgesehen, daß die Meßleitungen durch die Abschlußkappe hindurch nach außen geführt sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausfüh­ rungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch ein Spannelement mit erfindungsgemäßer Vorrichtung.

Die in der Figur dargestellte Vorrichtung dient zum Überwachen der Spannkraft eines zur Vorspannung eines Bauwerkes 1 od. dgl. dienenden Spannelementes 2. Das Spannelement 2 ist verbundlos zwischen Verankerungen 3 eingebaut. Dies kann z. B. wie dargestellt durch Einbau in ein gefettetes Hüllrohr 4, aber auch durch einen externen Verlauf außerhalb des Bauwerkes 1 geschehen. Jede der beiden Verankerungen 3 ist so ausgerüstet, daß auf eine einbetonierte oder anderweitig befestigte Unterlagsplatte 5 eine Ankerbüchse 6 in Form einer Keilbüchse lose aufgelegt ist. Unter der Ankerbüchse 6 befindet sich in der Unterlagsplatte 5 ein zentrisches Loch, durch das das verbundlose Spannelement 2 hindurchgeführt ist. In der Anker- bzw. Keilbüchse 6, die aus einem Stahlzylinder mit keilförmigen Bohrungen besteht, wird das Spannelement 2 durch von außen eingedrückte Keile 7 in den Bohrungen nach dem Anspannen festgesetzt. Grundsätzlich wäre aber auch eine Verankerung durch Muttern gegen die Ankerbüchse 6 möglich. Der gesamte Ankerbereich ist fettgefüllt und mit einer Abschlußkappe 8 von außen abgeschlossen, die über die Anker- bzw. Keilbüchse 6 reicht. Zum Bauwerk hin schließt eine Dichtscheibe 9 den fettgefüllten Anker­ körper ab.

Auf den äußeren Umfang der Ankerbüchse 6 ist ein Dehnungsmeßstreifen 10 in Umfangsrichtung verlaufend befestigt. Mit Hilfe dieses Dehnungsmeßstreifens 10 ist eine Überprüfung der Veränderung des äußeren Büchsen­ umfanges gewährleistet. Die Meßleitungen 11 des Dehnungs­ meßstreifens 10 sind durch die äußere Abschlußkappe 8 hindurchgeführt, um die genannte Messung ohne Demontage­ arbeiten durchführen zu können.

Ohne weiteres besteht die im einzelnen nicht dargestellte Möglichkeit, auch mehrere Dehnungsmeßstreifen 10, z. B. in einer Brückenschaltung vorzusehen. Das an die Meßleitungen anschließbare Meßgerät 12 ist in der Zeichnungsfigur nur schematisch dargestellt.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum überwachen der Spannkraft eines zur Vorspannung eines Bauwerks od. dgl. dienenden Spann­ elementes, wobei das Spannelement verbundlos zwischen jeweils eine bauwerksseitig festgelegte Unterlagsplatte sowie eine auf diese aufgelegte Ankerbüchse aufweisenden Verankerungen eingebaut ist und die Enden des Spann­ elementes jeweils durch Ausnehmungen der Unterlagsplatte sowie Ankerbüchse geführt und nach dem Spannen des Spannelementes unter Anpresse n der Ankerbüchse von außen festgesetzt sind, gekennzeichnet durch zumindest einen in Umfangsrichtung der Ankerbüchse (6) verlaufend am Außenmantel der Ankerbüchse (6) befestigten Dehnungsmeßstreifen (10) mit an ein elektronisches Meßgerät (12) anschließbaren Meßleitungen (11).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 in der Ausführungsform mit die Ankerbüchse aufnehmender, mit Fett gefüllter dadurch gekennzeichnet, daß die Meßleitungen (11) durch die Anschlußkappe (8) hindurch nach außen geführt sind.