DE69518544T2 - ANCHORING DEVICE - Google Patents
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Classifications
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Verankerungsbaugruppen und insbesondere eine Verankerungsbaugruppe mit einer neuartigen Keilanordnung sowie ein Verankerungselement zum Einsatz mit einer Verankerungsbaugruppe auf dem Bausektor, so beispielsweise bei Spannbetonkonstruktionen.The invention relates to anchoring assemblies and in particular to an anchoring assembly with a novel wedge arrangement and to an anchoring element for use with an anchoring assembly in the construction sector, for example in prestressed concrete structures.
Die Erfindung betrifft insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, eine sogenannte bewegliche (live) Verankerungsbaugruppe zum Einsatz mit einem mehrsträngigen Spannglied des Typs, das eine Auflagerplatte oder ähnliches umfaßt, die an einer Fläche einer Konstruktion anliegt.The invention particularly, but not exclusively, relates to a so-called live anchor assembly for use with a multi-strand tendon of the type comprising a bearing plate or the like abutting against a surface of a structure.
Wenn eine Konstruktion aus Spannstahlbeton hergestellt wird, muß eine Reihe von Bewehrungsstäben unter Spannung gesetzt werden, nachdem der Beton eingebracht wurde. Normalerweise gehören zu diesem Herstellungsverfahren die folgenden Schritte: Herstellen einer Schalungsform aus einer Reihe von Metallstäben (wobei am Ende der Beton in diese Schalungsform gegossen wird), Befestigen von Verankerungselementen an der Schalungsform in einander gegenüberliegenden Paaren, Verbinden der einander gegenüberliegenden Paare von Verbindungselementen mittels eines mehrsträngigen Spanngliedes, indem das Spannglied durch ein erstes Verankerungselement jedes Paars sowie durch Kunststoffkanäle hindurchgeführt wird, um es mit dem zweiten Verankerungselement dieses Paars zu verbinden, Hindurchführen der einzelnen Stränge des Spanngliedes durch Löcher, die in einem Paar Auflagerplatten ausgebildet sind, die an einem Flächenrand anliegen, der an jedem Verankerungselement ausgebildet ist, Gießen von Beton in die Schalungsform und Pumpen von Vergußmasse (grouting) oder ähnlichem in die Verankerungselemente und den Verbindungskanal, um die einzelnen Stränge des Spanngliedes zu schützen, Spannen des Spanngliedes und Fixieren der Stränge des Spanngliedes unter Spannung, wobei das Fixieren mit Keilen ausgeführt wird, die in die Löcher der Auflagerplatten eingetrieben werden.When a structure is constructed from prestressed reinforced concrete, a series of reinforcing bars must be placed in tension after the concrete has been placed. This manufacturing process normally involves the following steps: making a formwork from a series of metal rods (at the end of which concrete is poured into this formwork), attaching anchoring elements to the formwork in opposing pairs, connecting the opposing pairs of connecting elements by means of a multi-strand tendon by passing the tendon through a first anchoring element of each pair and through plastic channels to connect it to the second anchoring element of that pair, passing the individual strands of the tendon through holes formed in a pair of bearing plates which bear against a surface edge formed on each anchoring element, pouring concrete into the formwork and pumping grouting or the like into the anchoring elements and the connecting channel to protect the individual strands of the tendon, tensioning the tendon and fixing the strands of the tendon under tension, the Fixing is carried out with wedges that are driven into the holes in the support plates.
Das obenbeschriebene Verfahren stellt die übliche Praxis beim Herstellen von Spannbetonkonstruktionen dar.The method described above represents the usual practice in the manufacture of prestressed concrete structures.
Bei einer typischen Anordnung ist die Auflagerplatte der Struktur zylindrisch geformt und weist eine Vielzahl darin ausgebildeter Öffnungen auf. Die Öffnungen sind im wesentlichen kegelstumpfförmig und verjüngen sich zur Oberfläche der Betonstruktur hin und sind so angeordnet, daß sie ein mehrsträngiges Spannglied sowie eine Vielzahl von Keilen aufnehmen. Jeder Spannstrang besteht aus einer Anzahl von Drähten, normalerweise sieben. Die Keile sind mit Zähnen versehen und so ausgeführt, daß sie in Funktion, wenn das Spannglied unter Last ist, in die Öffnungen hineingezogen und in Klemmeingriff mit ihren jeweiligen Strängen gedrückt werden.In a typical arrangement, the bearing plate of the structure is cylindrical in shape and has a plurality of apertures formed therein. The apertures are substantially frusto-conical in shape and taper towards the surface of the concrete structure and are arranged to receive a multi-strand tendon and a plurality of wedges. Each strand consists of a number of wires, normally seven. The wedges are toothed and designed so that, in operation, when the tendon is under load, they are drawn into the apertures and forced into clamping engagement with their respective strands.
Die Öffnungen in der Auflagerplatte haben im allgemeinen einen zweiteiligen Aufbau und umfassen einen ersten kegelstumpfförmigen Abschnitt, der in dem Bereich der Auflagerplatte, der am nächsten an der Oberfläche der Betonstruktur liegt, in einen zylindrischen Abschnitt übergeht.The openings in the bearing plate generally have a two-part construction and include a first frusto-conical section which transitions into a cylindrical section in the area of the bearing plate closest to the surface of the concrete structure.
Keile werden nicht nur bei Verankerungsbaugruppen für mehrsträngige Spannglieder (die normalerweise zwischen 4 und 37 Strängen oder mehr aufweisen) eingesetzt, sondern auch dort, wo einzelne Drähte eingeklemmt werden sollen.Wedges are used not only in anchoring assemblies for multi-strand tendons (which typically have between 4 and 37 strands or more), but also where individual wires are to be clamped.
Es hat sich herausgestellt, daß der Wirkungsgrad der Keile zunimmt, wenn eine gewisse "Nasenverjüngung" vorhanden ist. Ein Keil mit Nasenverjüngung ist in Fig. 1A und 18 dargestellt. Fig. 1A zeigt den Keil 1 in einer normalen Arbeitsposition. In dieser Arbeitsposition erstreckt sich der Keil lediglich bis in den kegelstumpfförmigen Abschnitt 2 der Öffnung hinein und klemmt den Draht bzw. den aus mehreren Drähten bestehenden Strang 3, wie dargestellt, über eine wirkungsvolle Länge X&sub1; ein. Unter derartigen normalen Lastbedingungen erzeugt der verjüngte Nasenabschnitt 4 des Keils 1 selbst keine tatsächliche Keilwirkung, sondern unter Ermüdungsbedingungen kann es zu Fressen an dem verjüngten Abschnitt 4 des Keils 1 kommen, an dem die scharfen Innenzähne des Keils, die über die Länge X&sub1; ausgebildet sind, in abgeflachte Zähne übergehen. In dem in Fig. 1B dargestellten Grenzzustand ist der verjüngte Abschnitt der Nase noch vollständig in den konischen Abschnitt der Öffnung eingeschlossen, unter stärkerer Last jedoch wird er von dem Mehrfachdrahtstrang über eine Länge X&sub2; getragen (d. h. ist in Kontakt mit ihr), die ungefähr seiner Gesamtinnenlänge entspricht.It has been found that the effectiveness of the wedges increases when there is some "nose taper". A wedge with a nose taper is shown in Figs. 1A and 1B. Fig. 1A shows the wedge 1 in a normal working position. In this working position the wedge extends only into the frusto-conical portion 2 of the opening and clamps the wire or multi-wire strand 3 over an effective length X₁ as shown. Under such normal loading conditions the tapered nose portion 4 of the wedge 1 does not itself produce an actual wedging action, but under fatigue conditions galling can occur at the tapered portion 4 of the wedge 1 where the sharp internal teeth of the wedge, formed over the length X₁, transition to flattened teeth. In the limit state shown in Fig. 1B, the tapered portion of the nose is still completely enclosed within the conical portion of the opening, but under heavier loading it is supported by (ie is in contact with) the multi-wire strand over a length X₂ approximately equal to its total internal length.
Es ist anzumerken, daß, wie oben angemerkt, der Innenabschnitt der Keile verzahnt ist, um mit dem Mehrfachdrahtstrang 3 in Eingriff zu kommen. Die Wirksamkeit des Keils wird mit Bruchlast des Strangs im Keil / Bruchlast des Strangs definiert und verringert sich in den Fällen, in denen die Nase nicht verjüngt ist.It should be noted that, as noted above, the inner portion of the wedges is serrated to engage the multiple wire strand 3. The effectiveness of the wedge is defined as Strand breaking load in the wedge / Strand breaking load and is reduced in the cases where the nose is not tapered.
Aus der obenstehenden Erläuterung geht hervor, daß bei Ermüdungsbeanspruchung die besten Keile aufgrund der Tatsache keine verjüngte Nase aufweisen, da der Ermüdungsbruch eines Strangs, der von dem Keil festgeklemmt wird, normalerweise aufgrund von Fressen an einem Punkt in der Nähe der Stelle auftritt, an der der Strang an dem Nasenende aus dem Keil austritt. Das Fressen bewirkt zunächst Ermüdungsrisse, die sich dann unter zyklischer Last ausbreiten, bis es zum Bruch kommt. Damit das Fressen auftreten kann, sind zwei Grundbedingungen erforderlich. Zunächst muß ein hoher Kontaktdruck zwischen den Bauteilen an der möglichen Freßstelle vorhanden sein, der jedoch nicht so hoch ist, daß er Bewegung zueinander verhindert, und zweitens muß eine Bewegung der Bauteile zueinander stattfinden. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, kommt es aufgrund des Drucks zwischen den Bauteilen zu Kaltpreßschweißen, und durch die Bewegung zueinander wird die Schweißstelle gebrochen. Das wiederholte Ausbilden und Brechen von Schweißstellen zwischen den Bauteilen bewirkt den Schaden, der die Ermüdungsrisse auslöst. Bei einem kurzen Keil ohne Nasenverjüngung verhindert das mechanische Festklemmen, das zwischen dem Strang und dem Keil an dem Punkt auftritt, an dem der Strang aus dem Keil austritt, Bewegung zueinander. Leider ist ein derartiger Keil für die meisten Einsatzzwecke nicht geeignet, da die Spannungsgradienten, die in dem Strang bei starker Belastung auftreten, erheblich sind, und sich die Wirksamkeit der Keile verringert. Um hohe Wirksamkeit zu erzielen, muß ein Keil einen allmählichen Übergang der Kraftübertragung von dem Strang auf den Keil erzeugen, und dies wird herkömmlicherweise, wie obenbeschrieben, dadurch erreicht, daß der Keil länger ist und eine innere Nasenverjüngung aufweist, d. h. genau das Gegenteil von dem, was für gute Ermüdungsleistung erforderlich ist.From the above discussion, it is clear that under fatigue loading the best wedges do not have a tapered nose due to the fact that fatigue failure of a strand clamped by the wedge usually occurs due to galling at a point near where the strand exits the wedge at the nose end. Galling first causes fatigue cracks which then propagate under cyclic loading until failure occurs. For galling to occur two basic conditions are required. Firstly there must be high contact pressure between the components at the potential galling point but not so high as to prevent movement relative to one another and secondly there must be movement of the components relative to one another. When these conditions are met cold pressure welding occurs due to the pressure between the components and the movement relative to one another breaks the weld. The repeated formation and breaking of welds between the components causes the damage which initiates the fatigue cracks. With a short wedge without a nose taper, the mechanical clamping that occurs between the strand and the wedge at the point where the strand exits the wedge prevents movement relative to each other. Unfortunately, such a wedge is not suitable for most applications because the stress gradients that occur in the strand under heavy loading are significant and the effectiveness of the wedges is reduced. To achieve high effectiveness a wedge must produce a gradual transition of force transfer from the strand to the wedge and this is conventionally achieved, as described above, by making the wedge longer and having an internal nose taper, ie exactly the opposite of what is required for good fatigue performance.
Die österreichische Patentanmeldung AT-A-251846 offenbart einen Keil mit abgeschrägten Enden, dieser Keil löst jedoch die grundlegenden Probleme, die oben aufgeführt sind, nicht.Austrian patent application AT-A-251846 discloses a wedge with bevelled ends, but this wedge does not solve the basic problems listed above.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Verankerungsbaugruppe für eine Spannbetonkonstruktion geschaffen, wobei die Baugruppe umfaßt: eine Auflagerplatte mit wenigstens einer Queröffnung sowie eine Vielzahl von sich verjüngenden Keilen, wobei die bzw. jede Queröffnung wenigstens einen kegelstumpfförmigen Abschnitt mit einer Mittelachse im allgemeinen quer zu der Auflagerplatte aufweist und in Funktion ein Spannelement und die Vielzahl von Keilen aufnimmt, wobei die Keile jeweils so geformt sind, daß ein Innenteil derselben mit dem Spannelement zusammenwirkt und ein Außenteil derselben mit der Öffnung zusammenwirkt, und die Vielzahl von Keilen und die Öffnung in Funktion bewirken, daß die Keile das Spannelement festklemmen, wenn es gespannt wird, um Bewegung des Elementes zu verhindern, jeder der Keile sowohl mit innen als auch mit außen verjüngten Abschnitten an einem konischen bzw. schmalen Endabschnitt desselben versehen ist, so daß ein Nasenabschnitt entsteht, der stärker verjüngt ist als der Rest des Keils und wobei die Baugruppe dadurch gekennzeichnet ist, daß der innen verjüngte Abschnitt von einer allgemeinen Ausdehnung des Innenteils des Keils weg um ungefähr 2 bis 4 Grad abgewinkelt ist und daß der außen ausgesparte Abschnitt von einer allgemeinen Ausdehnung des Außenteils des Keils weg um ungefähr 1 bis 1,5 Grad abgewinkelt ist.According to the present invention there is provided an anchoring assembly for a prestressed concrete structure, the assembly comprising a bearing plate having at least one transverse opening and a plurality of tapered wedges, the or each transverse opening having at least one frusto-conical portion having a central axis generally transverse to the bearing plate and operatively receiving a tensioning element and the plurality of wedges, the wedges each being shaped such that an inner portion thereof cooperates with the tensioning element and an outer portion thereof cooperates with the opening, the plurality of wedges and the opening operatively causing the wedges to clamp the tensioning element when tensioned to prevent movement of the element, each of the wedges being provided with both internally and externally tapered portions at a conical end portion thereof so as to provide a nose portion which is more tapered than the remainder of the wedge, and the assembly being characterized in that that the internally tapered portion is angled away from a general extension of the inner part of the wedge by approximately 2 to 4 degrees and that the externally recessed portion is angled away from a general extension of the outer part of the wedge by approximately 1 to 1.5 degrees.
Vorzugsweise ist der Innenteil jedes Keils mit einem verzahnten Bereich zum Festklemmen des Spannelementes versehen.Preferably, the inner part of each wedge is provided with a toothed area for clamping the clamping element.
Vorzugsweise ist der Nasenabschnitt des Keils so ausgebildet, daß der Keil bei normaler Belastung eine kürzere wirksame Länge hat als bei starker Belastung.Preferably, the nose portion of the wedge is designed such that the wedge has a shorter effective length under normal loading than under heavy loading.
Vorzugsweise liegt der Nasenabschnitt des Keils bei normaler Belastung nicht auf und ist im wesentlichen weder mit dem Spannelement noch mit der Auflagerplatte in Kontakt.Preferably, the nose portion of the wedge does not rest under normal loading and is substantially in contact neither with the clamping element nor with the support plate.
Vorzugsweise verformt sich der Nasenabschnitt bei starker Belastung plastisch, so daß er vollständig aufliegt und in Kontakt mit dem Spannelement und der Auflagerplatte ist.Preferably, the nose section deforms plastically under heavy load so that it rests completely on and is in contact with the clamping element and the support plate.
Zum besseren Verständnis der verschiedenen Aspekte der Erfindung werden spezielle Ausführungen im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:For a better understanding of the various aspects of the invention, specific embodiments are described below with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 2A eine Ausführung eines Keils entsprechend den Aspekten der vorliegenden Erfindung unter normalen Arbeitsbedingungen zeigt;Fig. 2A shows an embodiment of a wedge according to aspects of the present invention under normal working conditions;
Fig. 2B den Keil in Fig. 2A unter Grenzbedingungen zeigt;Fig. 2B shows the wedge in Fig. 2A under boundary conditions;
Fig. 3 bis 7 als Schnitt ausgeführte Draufsichten auf fünf verschiedene Verankerungsbaugruppen sind;Figures 3 to 7 are sectional plan views of five different anchoring assemblies;
Fig. 8 eine beispielhafte Vorderansicht eines Verankerungselementes ist, das eine verdeckte Einzelheit zeigt; undFig. 8 is an exemplary front view of an anchoring element showing a hidden detail; and
Fig. 9A und 9B eine typische Anordnung eines Verankerungselementes des in Fig. 7 dargestellten Typs beim Einsatz mit einer Spannstahlbetonstruktur zeigen.Fig. 9A and 9B show a typical arrangement of an anchoring element of the type shown in Fig. 7 in use with a prestressed reinforced concrete structure.
Im folgenden wird ausführlicher auf Fig. 2A Bezug genommen, in der ein Keil 21 mit einer inneren Verjüngung 24 und einer äußeren Verjüngung 25 dargestellt ist. Es ist zu sehen, daß bei normaler Last die Nase des Keils 21, die allgemein mit 26 dargestellt ist, freiliegt, da sie weder mit dem kegelstumpfförmigen Abschnitt der Öffnung 22 noch mit dem Spannglied 23 in Kontakt kommt. Dadurch wird verhindert, daß die abgeflachten Zähne, die in dem Bereich der inneren Nasenverjüngung 24 vorhanden sind, auf den Draht bzw. den Strang pressen, wodurch die Möglichkeit des Fressens verringert wird und die Lebensdauer verlängert wird. Das heißt, der Keil verhält sich wie ein kurzer Keil ohne innere Nasenverjüngung. Die "wirksame Länge" des Keils ist mit der Abmessung "X&sub3;" dargestellt.Reference is now made in more detail to Fig. 2A, in which a wedge 21 with an inner taper 24 and an outer taper 25 is shown. It can be seen that under normal loading the nose of the wedge 21, shown generally at 26, is exposed as it does not come into contact with either the frusto-conical portion of the opening 22 or the tendon 23. This prevents the flattened teeth present in the area of the internal nose taper 24 from pressing on the wire or strand, thereby reducing the possibility of galling and increasing life. That is, the wedge behaves like a short wedge without an internal nose taper. The "effective length" of the wedge is shown by the dimension "X₃".
Wie unter Bezugnahme auf Fig. 2B zu sehen ist, die den Keil im Grenzlastzustand zeigt, beginnen nunmehr sowohl die innere Verjüngung 24 als auch die äußere Verjüngung 25 an der Nase zu wirken. Das Material sowohl des Keils 21 als auch der Öffnung 22 verformt sich plastisch, und der Keil liegt nunmehr vollständig auf, wobei jedoch abgestufter Druck von der Nase des Keils bis zu dem Punkt wirkt, an dem ein vollständiger Eingriff der Keilzähne vorliegt, so daß ideale Bedingungen für hohe Wirksamkeit vorliegen. Die wirksame Länge des Keils hat nunmehr die Abmessung "X&sub4;".As can be seen by referring to Figure 2B, which shows the wedge in the ultimate load condition, both the inner taper 24 and the outer taper 25 now begin to act on the nose. The material of both the wedge 21 and the opening 22 deforms plastically and the wedge now fully seats, but with graduated pressure acting from the nose of the wedge to the point where there is full engagement of the wedge teeth, so ideal conditions for high efficiency exist. The effective length of the wedge now has the dimension "X₄".
Die Winkel der Nasenverjüngung sind in den Zeichnungen übertrieben dargestellt. Eine äußere Nasenverjüngung in der Größenordnung von 1 bis 1,5 Grad hat sich als ausreichend für *&sub2; erwiesen, das die Winkelverjüngung von Abschnitt 25 darstellt, wenn eine innere Nasenverjüngung von ungefähr 3 Grad für *&sub1; vorliegt, das die Winkelverjüngung von Abschnitt 24 darstellt.The nose taper angles are exaggerated in the drawings. An external nose taper on the order of 1 to 1.5 degrees has been found to be sufficient for *₂, which represents the angle taper of section 25, when an internal nose taper of approximately 3 degrees is present for *₁, which represents the angle taper of section 24.
Es ist also zu sehen, daß mit dem Einsatz der Keile 21 von dem Typ, wie er in Fig. 2A und 2B dargestellt ist, eine Verankerungsbaugruppe geschaffen wird, die sowohl hohe Wirksamkeit aufweist als auch gute Ermüdungseigenschaften hat, und zwar sowohl bei normaler als auch bei Grenzlast.It can thus be seen that the use of wedges 21 of the type shown in Figs. 2A and 2B provides an anchoring assembly which is both highly effective and has good fatigue properties, both under normal and ultimate loads.
In Fig. 3 bis 7 sind fünf verschiedene beispielhafte Ausführungen eines Verankerungselementes dargestellt.In Fig. 3 to 7, five different exemplary designs of an anchoring element are shown.
Jedes der Verankerungselemente umfaßt einen Zylinderabschnitt, der allgemein mit 31, 41, 51, 61, 71 dargestellt ist, und Mittelbereiche A-A' sowie einen Flächenrand 32, 42, 52, 62, 72 aufweist, mit dem in Funktion eine Auflagerplatte verbunden sein kann (weiter unten beschrieben).Each of the anchoring elements comprises a cylinder section, generally shown at 31, 41, 51, 61, 71, and having central regions A-A' and a surface edge 32, 42, 52, 62, 72 to which a bearing plate may be operatively connected (described below).
Jedes der Verankerungselemente umfaßt einen konischen hohlen Innenraum 33-73, in den ein Kunststoffverbindungskanal (nicht dargestellt) eingeführt werden kann, und durch den ein mehrsträngiges Spannglied hindurchgeführt werden kann.Each of the anchoring elements comprises a conical hollow interior 33-73 into which a plastic connecting channel (not shown) can be inserted and through which a multi-strand tendon can be passed.
Jedes der Verankerungselemente weist eine Vielzahl von Absätzen 34-74 auf, durch die es eine sich außen verjüngende Form erhält.Each of the anchoring elements has a plurality of shoulders 34-74, which give it an outwardly tapered shape.
Bei den in Fig. 3 und 4 dargestellten Beispielen sind die Absätze 34, 44 in umgekehrter Richtung zu der des Zylinders verjüngt. Es ist anzumerken, daß ein aufrechtstehender Abschnitt 35-75, der ein zweites Ende 36-76 eines vorhergehenden Absatzes mit einem ersten Ende 37-77 des folgenden Absatzes verbindet, eine Fläche schafft, durch die verhindert wird, daß das Verankerungselement auf das Innere des Betonblocks zu nach innen gezogen wird, wodurch das Element fest verankert wird.In the examples shown in Figures 3 and 4, the shoulders 34, 44 are tapered in the opposite direction to that of the cylinder. It should be noted that an upstanding portion 35-75 connecting a second end 36-76 of a preceding shoulder to a first end 37-77 of the following shoulder creates a surface which prevents the anchoring element from being pulled inwards towards the interior of the concrete block, thereby firmly anchoring the element.
Bei allen dargestellten Ausführungen ist das erste Ende 37-77 jedes Absatzes 34 senkrecht gegenüber der Mittelachse A-A' um eine Strecke X&sub5; versetzt, die kleiner ist (Fig. 3, 4, 6, 7) als die senkrechte Versetzung X&sub6; des zweiten Endes 36-76 dieses Absatzes gegenüber der gleichen Achse, oder im wesentlichen genauso groß (Fig. 5).In all the embodiments shown, the first end 37-77 of each shoulder 34 is offset vertically from the central axis A-A' by a distance X₅ which is less (Figs. 3, 4, 6, 7) than the vertical offset X₆ of the second end 36-76 of that shoulder from the same axis, or substantially equal to it (Fig. 5).
Es wird davon ausgegangen, daß durch das Vorhandensein eines Hauptabschnittes 38-78 des Absatzes 34-74, der sich entgegengesetzt zur Verjüngung des Zylinders verjüngt, der Grad der Berstkräfte in dem vorgespannten Block verringert wird.It is believed that the presence of a main section 38-78 of paragraph 34-74 which tapers opposite to the taper of the cylinder will reduce the level of bursting forces in the preloaded block.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführung ist der Hauptabschnitt 59 jedes Absatzes nicht umgekehrt verjüngt, sondern weist statt dessen eine Reihe von absteigenden ebenen Flä chen auf, die jeweils im wesentlichen parallel zur Mittelachse A-A' des Verankerungselementes sind.In the embodiment shown in Fig. 5, the main section 59 of each step is not reversely tapered, but instead has a series of descending flat surfaces which are each substantially parallel to the central axis AA' of the anchoring element.
Diese Anordnung führt, wie sich in Versuchen erwiesen hat, ebenfalls zu vorteilhaften Ergebnissen bezüglich der verringerten Berstkraft in dem Block.This arrangement, as has been shown in tests, also leads to advantageous results in terms of reduced bursting force in the block.
Mit den in Fig. 6 und 7 dargestellten Anordnungen sind besonders wirksame Ergebnisse erzielt worden, d. h., das Vorhandensein eines großen aufrechtstehenden Flansches 69, 79, der auf das zweite Ende 66, 76 jedes Absatzes zu gerichtet ist, bewirkt ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Bewegung des Verankerungselementes, und des weiteren hat sich herausgestellt, daß sich durch die sich verjüngende Rückseite 60, 70 des Flansches 69, 78, der mit einem im wesentlichen sich nicht verjüngenden Hauptabschnitt 8 jedes Absatzes verbunden ist, die Berstkräfte in dem Block weiter verringern.Particularly effective results have been achieved with the arrangements shown in Figures 6 and 7, i.e. the presence of a large upstanding flange 69, 79 directed towards the second end 66, 76 of each shoulder provides excellent resistance to movement of the anchoring element and furthermore the tapered back 60, 70 of the flange 69, 78 connected to a substantially non-tapered main portion 8 of each shoulder has been found to further reduce the bursting forces in the block.
Unter Bezugnahme auf Fig. 8 und 9 wird eine spezielle Anordnung der inneren Teile eines Verankerungselementes des in Fig. 7 dargestellten Typs beschrieben.With reference to Figs. 8 and 9, a specific arrangement of the internal parts of an anchoring element of the type shown in Fig. 7 is described.
In Fig. 8 weist das Verankerungselement nicht nur einen sich allgemein verjüngenden Innenabschnitt 73 auf, sondern hat darüber hinaus einen eingekerbten Endabschnitt mit ausgesparten Innenabschnitten 71 (siehe Fig. 7), die durch Einkerbungen 82 entstehen, die in dem Flächenrand 72 (Fig. 7) ausgebildet sind.In Fig. 8, the anchoring element not only has a generally tapered inner portion 73, but also has a notched end portion with recessed inner portions 71 (see Fig. 7) created by notches 82 formed in the surface edge 72 (Fig. 7).
Diese ausgesparten Abschnitte 71 verleihen dem Innenraum des Verankerungselementes ein trichterartiges Aussehen, wenn man sie im Schnitt zwischen einem Paar Schützen 82 entlang der Linie B-B' sieht.These recessed sections 71 give the interior of the anchoring element a funnel-like appearance when seen in section between a pair of shooters 82 along the line B-B'.
Die Vorderansicht in Fig. 8 ist von dem Flächenrandende 72 aus dargestellt, wobei der Flächenrand, wie zu sehen ist, im Unterschied zu dem Stand der Technik kreisförmigen Umriß hat. Die Anmelder haben nachgewiesen, daß ein kreisförmiger Rand mit richtigen Abmessungen genauso fest ist wie nicht kreisförmige Flansche nach dem Stand der Technik und des weiteren den Vorteil aufweist, daß der Materialverbrauch miniert wird. Der Flächenflansch 72 weist eine Auflagerfläche 84 (an die eine Auflagerplatte 95 (siehe Fig. 9) paßt) auf, die den hohlen Zylinderabschnitt 73 am Umfang umgibt.The front view in Fig. 8 is shown from the face edge end 72, which face edge can be seen to be circular in outline, unlike the prior art. Applicants have demonstrated that a circular edge of proper dimensions is as strong as non-circular flanges of the prior art and furthermore has the advantage that the material consumption is minimized. The surface flange 72 has a bearing surface 84 (to which a bearing plate 95 (see Fig. 9) fits) which surrounds the hollow cylinder section 73 on the circumference.
Die Einkerbungen bzw. ausgeschnittenen Abschnitte 82 erstrecken sich im allgemeinen über den Teil der Auflagerfläche 84 von Flansch 72 hinaus. Zu veranschaulichenden Zwecken ist der Teil der Auflagerfläche 84 des Flächenflansches 72 mit den gestrichelten Linien begrenzt dargestellt.The notches or cut-out portions 82 generally extend beyond the portion of the bearing surface 84 of flange 72. For illustrative purposes, the portion of the bearing surface 84 of the surface flange 72 is shown delimited by the dashed lines.
Vergußmörtel oder ein anderes flexibles Füllmaterial kann in die Schlitze 82 eingebracht werden, wenn die Auflagerplatte 95 an der Fläche 84 anliegend positioniert worden ist, und, da die Auflagerplatte 95 einen Radius hat, durch den sie den Hauptinnenabschnitt 73 des Verankerungselementes vollständig abdeckt (die Einkerbungen 82 jedoch nicht vollständig abdeckt), leiten die Einkerbungen das Material trichterartig in das Verankerungselement hinein.Grout or other flexible filler material can be placed into the slots 82 once the bearing plate 95 has been positioned adjacent to the surface 84 and, since the bearing plate 95 has a radius whereby it completely covers the main interior portion 73 of the anchor element (but does not completely cover the notches 82), the notches funnel the material into the anchor element.
In Fig. 8 ist des weiteren ein verdecktes Detail dargestellt, d. h. die Anbringungslöcher 83 sind zu sehen, mit denen das Verankerungselement an der Schalungsform angebracht wird.In Fig. 8, a hidden detail is also shown, i.e. the attachment holes 83 can be seen with which the anchoring element is attached to the formwork.
Linie B-B' zeigt die Linie, entlang der die Schnittansicht in Fig. 7 dargestellt ist.Line B-B' shows the line along which the sectional view in Fig. 7 is shown.
Unter Bezugnahme auf Fig. 9A und 9B wird im folgenden ein typischer Einsatz des Verankerungselementes beschrieben.With reference to Figs. 9A and 9B, a typical use of the anchoring element is described below.
In Fig. 9A ist das Verankerungselement in der in Fig. 7 dargestellten Ausführung dargestellt. Die folgende allgemeine Beschreibung gilt jedoch genauso für die anderen Typen des Verankerungselementes, wie sie in Fig. 5 oder 6 dargestellt sind.In Fig. 9A, the anchoring element is shown in the embodiment shown in Fig. 7. The following general description, however, also applies to the other types of anchoring element as shown in Fig. 5 or 6.
Der Vorgang des Fixierens der Verankerungselemente in einer Schalungsform und des Einbringens von Beton sowie des Vorspannens entspricht der Beschreibung für den Stand der Technik. Das heißt, nach dem Herstellen der Schalungsform und dem Anbringen einander gegenüberliegender Paare von Verankerungselementen daran werden die Verankerungselemente jedes Paars über Kanäle 96 miteinander verbunden, Stränge 97 des Spanngliedes 98 werden in ein erstes der Verankerungselemente, den Kanal 97 und in das zweite der Verankerungselemente geführt, und dann werden Auflagerplatten 95 an beiden Enden angeordnet. Jede der Auflagerplatten 95 weist eine Vielzahl darin ausgebildeter Löcher zum Durchführen der einzelnen Stränge 97 des Spanngliedes 98 auf, und die Platten 95 werden vorsichtig über die Stränge 97 des Spanngliedes 98 geführt und an die Auflagerfläche 94 des Flächenflansches 72 der Verankerungselemente angelegt. Dann wird Beton in die Baugruppe eingegossen, die Stränge 97 des Spanngliedes 98 werden gespannt, indem Spannung auf sie ausgeübt wird, und dann werden die Keile 99 des in Fig. 2 dargestellten Typs in die Löcher der Auflagerplatte 95 um jeden Strang 97 herum hineingedrückt, um weitere Bewegung des Spanngliedes zu vermeiden. Danach wird Vergußmasse um die Stränge herumgepumpt, um die einzelnen Stränge zu schützen.The process of fixing the anchoring elements in a formwork and pouring concrete and prestressing is as described in the prior art. That is, after the formwork is made and opposing pairs of anchoring elements are attached thereto, the anchoring elements of each pair are connected to one another via channels 96, strands 97 of the tendon 98 are passed into a first of the anchoring elements, the channel 97 and into the second of the anchoring elements, and then bearing plates 95 are arranged at both ends. Each of the bearing plates 95 has a plurality of holes formed therein for passing the individual strands 97 of the tendon 98 through, and the plates 95 are carefully passed over the strands 97 of the tendon 98 and placed against the bearing surface 94 of the surface flange 72 of the anchoring elements. Concrete is then poured into the assembly, the strands 97 of the tendon 98 are tensioned by applying tension to them, and then wedges 99 of the type shown in Fig. 2 are pressed into the holes in the bearing plate 95 around each strand 97 to prevent further movement of the tendon. Thereafter, grout is pumped around the strands to protect the individual strands.
Das Verfahren des Aufbringens der Vergußmasse auf das Verankerungselement wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 9B beschrieben. In Fig. 9B ist eine Kunststoffvergußkappe dargestellt, die auf das Ende der Verankerungsbaugruppe/Auflagerplatte sowie eine provisorische Vergußkappe 101 aus Stahl aufgesetzt wird. Die Vergußkappe aus Stahl nimmt Vergußmasse von einer externen Vergußquelle auf und ermöglicht das Hindurchtreten der Vergußmasse durch die Löcher 101A. Anschließend tritt die Vergußmasse durch die Löcher in der Kunststoffvergußkappe und durch die Vergußeinkerbungen 82 in dem Verankerungselement hindurch. Wenn sich die Vergußmasse verfestigt hat, kann die Stahlkappe entfernt werden. Die Kunststoffkappe 100 kann an ihrer Position belassen werden. Es hat sich herausgestellt, daß so eine besonders vorteilhafte Einrichtung zum Einbringen einer derartigen Vergußmasse bzw. eines flexiblen Füllmittels vorhanden ist.The method of applying the potting compound to the anchor element is described below with reference to Fig. 9B. In Fig. 9B there is shown a plastic potting cap which is placed over the end of the anchor assembly/support plate and a temporary steel potting cap 101. The steel potting cap receives potting compound from an external potting source and allows the potting compound to pass through the holes 101A. The potting compound then passes through the holes in the plastic potting cap and through the potting notches 82 in the anchor element. When the potting compound has solidified, the steel cap can be removed. The plastic cap 100 can be left in place. It has been found that this provides a particularly advantageous means for introducing such a potting compound or flexible filler.
Die bekannte Schalungsform, mit der die Verankerungselemente ursprünglich in Position gehalten wurden, ist, um die Darstellung zu vereinfachen, in Fig. 9 nicht dargestellt.The known form of formwork with which the anchoring elements were originally held in position is not shown in Fig. 9 in order to simplify the illustration.
Eine Spirale aus Spannstahl 91, die an der Schalungsform angebracht ist, umgibt, wie dargestellt, das Verankerungselement. Diese spiralförmige Verstärkung trägt dazu bei, in dem Block entstehenden Berstkräften entgegenzuwirken.A spiral of prestressing steel 91, attached to the formwork, surrounds the anchoring element as shown. This spiral reinforcement helps to counteract bursting forces developing in the block.
Die Konstruktion der Verankerungselemente führt nicht nur zu einer Verringerung von Spitzenberstkräften in dem Block, sondern trägt auch dazu bei, daß sich diese Spitzen von dem Flächenflanschbereich weg und weiter in den Block hinein bewegen. Dies ist auch insofern vorteilhaft als die Oberflächenbereiche des Blocks im allgemeinen weniger beständig gegenüber Berstkraft sind als das Innere, und so wird, wenn diese Spitze von dem Oberflächenbereich wegbewegt wird, größere Zuverlässigkeit erzielt.The design of the anchoring elements not only reduces peak burst forces in the block, but also helps to move these peaks away from the surface flange area and further into the block. This is also advantageous in that the surface areas of the block are generally less resistant to burst force than the interior, and so when this peak is moved away from the surface area, greater reliability is achieved.
Angesichts der Verbesserungen der Festigkeit, die sich durch die geringere Berstkraft ergeben, läßt sich eine bestimmte Struktur mit weniger Beton herstellen.Given the strength improvements resulting from the lower burst force, a given structure can be constructed using less concrete.
Des weiteren hat sich herausgestellt, daß Verankerungsbaugruppen, die Keile mit innerer und äußerer Nasenverjüngung enthalten, besonders wirkungsvoll sind, da damit eine leistungsfähige und wirkungsvolle Konstruktion entsteht, die kostengünstiger ist und bei der sich Beton leicht einbringen läßt.Furthermore, anchor assemblies incorporating wedges with internal and external nose tapers have been found to be particularly effective, providing a high performance and effective structure that is more cost effective and easy to place concrete.
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