DE872842C

DE872842C - Prestressed steel stone beam

Info

Publication number: DE872842C
Application number: DEC95A
Authority: DE
Inventors: Alexander Carroux
Original assignee: CARROUX GmbH
Current assignee: CARROUX GmbH
Priority date: 1949-11-01
Filing date: 1949-11-01
Publication date: 1953-11-05

Description

Vorgespannter Stahlsteinbalken Die Erfindung betrifft einen vorgespannten Stahlsteinbalken, dessen Spannglieder in lotrechter Richtung frei und an den Auflagern hochgezogen sind. Die bekannten Stahlsteinbalken .dieser Art haben den Nachteil, daß die Spannglieder durch Umlenkung um feste Querglieder von Sondersteinen dem Verlauf der Momentenlinie nur sehr unvollkommen angepaßt sind.Prestressed steel stone beam The invention relates to a prestressed one Steel stone beam, the tendons of which are free in the vertical direction and on the supports are pulled up. The well-known steel stone beams of this type have the disadvantage that the tendons by deflecting around fixed cross members of special stones dem The course of the moment line are only very imperfectly adapted.

Die Erfindung beseitigt diesen Nachteil durch .die Anordnung von Querschlitzen in den Balkensteinen, die das Befestigen von Quergliedern, z. B. Keilen, in beliebiger Höhe erlauben, so daß. die Spannglieder der Momentenlinie genau angepaßt -,verden können. Die Führung der Spannglieder kann in Längsschlitzen der Balkensteine erfolgen. Bei Verwendung breiter und hohler Balkensteine empfiehlt sich unter Umständen eine Führung der Spannglieder an den beiden äußeren Seitenflächen. Vorteilhaft ist es, für die Spannglieder bochzugfesten dünnen Stahldraht zu verwenden, der sich leicht in die gewünschte Form bringen läßt. Man kann auch Drähte oder Kabel aus zugfesten Metallegierungen verwenden. Bei der Herstellung des Balkens verankert man zunächst den Draht oben an den Balkenenden, nachdem er, z. B. durch Verdrillen, gespannt worden ist. Dann treibt man Keile in die Querschlitze der Balkensteine ein und biegt damit den Draht nach unten ab, bis er die gewünschte Form der Momentenlinie erlangt hat. Die dabei erreichte zusätzliche Vorspannung leann ,genau. berechnet und berücksichtigt' werden. Schließlich können- die Schlitze noch müit Mörtel ausgefüllt werden; z. B. kann man dünnen Zementmörtel durch besonders hierfür vorgesehene Öffnungen für den Steinen einspritzen. Dadurch wird neben einem erwünschten Korrosionsschutz für den Spanndraht erreicht, -daß bei einer möglichen Beschädigung der Endanker die Vorspannung durch die Haftkräfte aufgenommen und übertragen wird.The invention eliminates this disadvantage by .the arrangement of transverse slots in the beam stones, which the fastening of cross members, z. B. Wedges, in any Allow height so that. the tendons matched the line of moments exactly -, verden can. The tendons can be guided in longitudinal slots in the beam stones. When using wide and hollow beam stones, one may be advisable Guiding of the tendons on the two outer side surfaces. It is advantageous Use thin steel wire with high tensile strength for the tendons, which can be easily moved can be brought into the desired shape. You can also use tension-proof wires or cables Use metal alloys. When making the beam, the first step is to anchor the wire at the top of the beam ends after it, e.g. B. by twisting, stretched has been. Then you drive wedges into the cross slots of the beam stones and bend so that the wire downwards until it has the desired shape of the moment line Has. The additional preload achieved in this way lean, exactly. calculated and considered' will. Finally, the slots can still be filled with mortar; z. B. you can thin cement mortar through specially provided openings for inject the stones. As a result, in addition to a desired corrosion protection for reaches the tension wire, -that in the event of possible damage to the end anchor the Preload is absorbed and transmitted by the adhesive forces.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie zweckmäßige Verankerungen und eine Spannvorrichtung für die Drähte dargestellt. Es zeigt-Abb. i einen Längsschnitt durch einen Stahlsteinbalken mit erfindungsgemäß nach der Momentenlinie geformter Spannbewehrung und einer zusätzlichen Transportbewegung, -Abb, 2 a einen Querschnitt, Abb. 2b eine Seitenansicht, Abb. ac die Draufsicht eines Balkens mit einem Längsschlitz, Abb. 3 a einen: Querschnitt, Abb. 3 b eine Seitenansicht eines Balkens mit zwei Längsschlitzen, Abb. 4 .in gleichen Darstellungen a und b einen Balken mit Spanndrahtführung an -den äußeren Seitenwänden, Abb. 5 bis 7 ,drei verschiedene Formen von Endankern in Stirnansicht und Schnitt bzw. Seitenansicht, Abt. 8,% einen Endanker gemäß Abb. 7 mit Verdrillvorrichtung und Seitenansicht, teilweise im Schnitt, Abb.8b den gleichen Gegenstand in Stirnansicht.In the drawing, some embodiments of the invention as well as appropriate anchorages and a tensioning device for the wires are shown. It shows- Fig. i a longitudinal section through a steel stone beam with tensioning reinforcement shaped according to the invention according to the moment line and an additional transport movement, -Abb, 2a a cross-section, Fig. 2b a side view, Fig. ac the top view of a beam with a longitudinal slot, Fig. 3a a: cross-section , Fig. 3b a side view of a beam with two longitudinal slots, Fig. 4, in the same representations a and b, a beam with tension wire guides on the outer side walls, Fig. 5 to 7, three different forms of end anchors in front view and section or Side view, A b t. 8,% an end anchor according to Fig. 7 with twisting device and side view, partially in section, Fig.8b the same object in front view.

Die Abb. i veranschaulicht, wie die Spannglieder E mit der Verankerung V durch Eintreiben von Keilen K in die Querschlitze B ddr Balkensteine in eine Form gemäß der Momentenlinie gebracht sind. In der Druckzone ist eine zusätzliche Transportbewehrung E' eingebracht. Durch die Einfüllöffnungen C kann nachträglich Zementrriörtel eingespritzt werden. Es ist vorteilhaft, die Balkensteine mit einer Aussparung D zu versehen, in die eine Querbewehrung der Decke eingelegt werden kann.Fig. I illustrates how the tendons E with the anchorage V by driving wedges K into the transverse slots B ddr beam stones in a form are brought according to the moment line. There is additional transport reinforcement in the pressure zone E 'introduced. Cement mortar can subsequently be injected through the filling openings C. will. It is advantageous to provide the beam stones with a recess D, in which a cross reinforcement of the ceiling can be inserted.

Die Balken nach,den Abb. 2 und 3 weisen Längsschlitze, A zur in lotrechter Richtung freien Führung der Spannglieder auf, während hei -dem Balken nach Abb-. 4 die Bewehrung an den äußeren Seitenflächen geführt ist. Hier verläuft die Transportbewehrung E' oberhalb des Keiles' K.The bars according to Fig. 2 and 3 have longitudinal slots, A to the perpendicular Direction of free guidance of the tendons, while he -the beam according to Fig-. 4 the reinforcement is guided on the outer side surfaces. The transport reinforcement runs here E 'above the wedge' K.

Die Frage der Verankerung V der Drähte kann auf vielfältige Weise gelöst werden, Abb.5, 6 und 7 zeigen Möglichkeiten dieser- Art. In. Abb. 5 ist in Schnitt und Draufsicht ein Kraftverteilungsteller a mit kegelförmiger Bohrung dargestellt, der geeignet ist, einen einzelnen Draht aufzunehmen. Der Draht wird durch die Bohrurig des Verteilungstellers geführt und dann gespannt. Nachdem Spannen werden zwei Halbschalen b, die kegelig gedreht sind, in die kegelige Bohrung des Verteilungstellers zu beiden Seitendes Bewehrungsdrahtes eingesetzt und mit leichten Hammerschlägen angeklopft. Dann wird der- gespannte Draht abgeschnitten. Da der Draht beim Spannen eine Längung erfährt und gleichzeitig dünner wird, versucht er, nach dem Abschneiden wieder seine alte Form zu erreichen, d. h. kürzer und dicker zu werden. Die beiden keilförmigen Halbschalen verhindern dies dadurch, daß sie sich an den Bewehrungsdraht anpressen und durch die kegelige Form in der Verteilungsschale festkeilen. Der Verteilungsteller sitzt aber auf dem letzten der Balkenelemente des Kettenbalkens auf. Die .Elemente des Kettenbalkens müssen eine derartige Druckfestigkeit haben, daß sie nicht zusammengedrückt werden können. Hierdurch bleibt die durch das Ziehen des gespannten Drahtes erzielte Vorspäntiung im Draht erhalten. Durch das Eintreiben von Keilen in die Schlitze B der Balkenelemente erhält der Draht die gewünschte Anpassung an die Momentenlinie und gleichzeitig die zusätzliche Vorspannung.-Abb. 6 stellt eine andere Art der Verankerungsmöglichkeit für Drähte oder Seile dar. In diesem Fall besteht das Verankerungsstück aus. einem Zylinder mit ?Verteilerfuß d. In den Zylinder sind Rillen c eingefräst, die in Form einer Durch#bohrung e den Verteilerfuß durchdringen. Die einzelnen Drähte eines Seiles werden in die Durchbohrungene von,der Fußseite her eingeführt und in die Rille c eingelegt. Die Drähte können nun vorgespannt und mittels eines Kreuzmeißels oder eines ähnlichen Instrumentes: in der Rille fest verstemmt werden. Handelt es sich um Drähte, die zu einem Seil gedreht werden sollen, so werden die Drähte, sobald sie in den Rillen liegen, verstemmt, und,derZylinder wird so lange um seine Achse gedreht, bis die gewünschte und berechnete Vorspannung erreicht ist. Das Maß der Vorspannung kann, sofern notwendig, durch ein Dynamometer festgestellt werden, oder man kann, wenn man die Dehnungsspannung der verwendeten Drähte genau kennt, aus der Dehnung und dem Verdrillungswege die Anzahl der notwendigen Umdrehungen des Zylinders errechnen. Auf diese Weise ist eine mechanische, genaue Festlegung der Vorspannung ohne Einschaltung von Meßinstrumenten möglich. Da die `Vrerteilungsfläche des Zylinders auf der Beton- oder Steinfläche eine sehr hohe Reibung erfährt urrd ,diese durch die Vorspannung noch wesentlich erhöht wird, muß der Zylinder etwas von der Balkenfläche abgehoben werden. Die Einrichtung zum Erreichen dieser Effekte ist an sich einfach, da sie nur eines. Bügels bedarf, der sich auf das Balkenelement passend aufsetzt und eineDurchbohrung trägt, .durch welche ein Greifer mit Morsekonus einer Drehvorrichtung in die Öffnung eingeführt werden kann.The issue of anchoring V the wires can be in many ways be solved, Fig.5, 6 and 7 show possibilities of this- kind. In. Fig. 5 is in Section and top view of a force distribution plate a shown with a conical bore, which is suitable to accommodate a single wire. The wire is through the Bohrurig of the distribution plate and then stretched. After clamping there are two half-shells b, which are tapered, into the tapered bore of the distribution plate to both The reinforcement wire is inserted on the side and tapped with light hammer blows. Then the tensioned wire is cut off. Because the wire is elongated when it is tensioned experiences and becomes thinner at the same time, he tries to get his again after cutting off to achieve old form, d. H. getting shorter and thicker. The two wedge-shaped Half-shells prevent this by pressing against the reinforcing wire and due to the conical shape wedge it in the distribution bowl. The distribution plate but sits on the last of the beam elements of the chain beam. The Elements of the chain bar must have such a compressive strength that they are not compressed can be. This leaves the one achieved by pulling the tensioned wire Preservation in the wire. By driving wedges into the slots B of the beam elements, the wire receives the desired adaptation to the moment line and at the same time the additional pre-tensioning.-Fig. 6 represents a different type of Anchoring possibility for wires or ropes. In this case there is the anchoring piece the end. a cylinder with? distributor foot d. Grooves c are milled into the cylinder, which penetrate the distributor base in the form of a through-hole e. The individual wires of a rope are inserted into the perforations from, the foot side and in the groove c inserted. The wires can now be pre-tensioned using a cross chisel or a similar instrument: be firmly caulked in the groove. Does it If there are wires to be twisted into a rope, the wires will as soon as they lie in the grooves, caulked, and the cylinder is so long around its axis turned until the desired and calculated preload is reached. The measure of If necessary, preload can be determined by a dynamometer, or one can, if one knows exactly the tensile stress of the wires used, from the stretching and twisting paths the number of necessary revolutions of the Calculate the cylinder. In this way there is a mechanical, precise definition of the Pre-tensioning possible without using measuring instruments. Since the `distribution area the cylinder experiences very high friction on the concrete or stone surface , this is significantly increased by the preload, the cylinder must be somewhat be lifted off the beam surface. The facility to achieve these effects is in and of itself simple, since it is only one thing. Bracket that is on the beam element fits properly and carries a through-hole through which a gripper with a Morse taper a rotating device can be inserted into the opening.

Der Verankerungszylinder wird in diesen Greifer eingespannt und hierbei leicht angehoben, so daß der nötige Zwischenraum zwischen Zylinderfuß und Balkenfläche entsteht. Die Drehvorrichtung selbst ist mit einer Ratsche versehen, die das auf einem Drehschemel sitzende Drehwerk am Rücklaufen nach vollzogener Drehung verhindert. Sobald die genügende Anzahl von Drehungen gemacht ist, wird der Morsekonus des Greifers geöffnet. Der Verankerungszylinderschnellt nunmehr auf die rauhe Beton- oder Steinfläche der Balkenenden und durch die Reibung in der Ausgangsstellung liegen.The anchoring cylinder is clamped in this gripper and here slightly raised, so that the necessary space between the cylinder base and the beam surface arises. The turning device itself is provided with a ratchet that allows the A rotating mechanism seated on a turntable prevents it from running back after the rotation has been completed. Once the sufficient number of turns is made, the grapple becomes the Morse taper opened. The mooring cylinder shoots now on the rough Concrete or stone surface of the beam ends and the friction in the initial position lie.

Eine derartige Vorrichtung ist in Abb. 8 a und 8 b dargestellt, sie kann jedoch in jeder beliebigen anderen Ausführungsart Verwendung finden.Such a device is shown in Fig. 8 a and 8 b, they however, it can be used in any other embodiment.

In der Darstellung bedeutet: f Betonbalkenelement mit Schlitz A, i Aufsatzbügel mit festem Dorn K, und Schraubdorn K1, l Greifer, welcher Zylinder, V'erankerungsplatte oder Drahtbündel festhält, nt Morsekonus, der den Greifer l öffnet und schließt und durch die Ratschen um die eigeneAchse gedreht wird, o Federfinger, am Konus m befestigt, zum Einrasten in den Zahnkranz p, auf dem Aufsatzbügel i befestigt, q Kugellager, um,die Reibung zu vermindern und leichteres Drehen zu ermöglichen, r Haken zum Einhängen eines Dynamometers.In the representation means: f concrete beam element with slot A, i attachment bracket fixed mandrel K, and Schraubdorn K1, holds l gripper which cylinder V'erankerungsplatte or wire bundle, nt Morse cone, which opens the gripper l and closes and the ratchets to the own axis is rotated, o spring fingers, attached to the cone m, to snap into the ring gear p, attached to the attachment bracket i , q ball bearings to reduce friction and enable easier turning, r hooks for attaching a dynamometer.

Durch Betätigung,der Ratsche n drillt derMorsekonus m den im Greifer Z festgehaltenen Zylinder, die Verankerungsplatte oder -das Drahtbündel, wobei durch den Federfinger o ein Rücklauf des Morsekonus dadurch verhindert wird, daß er in den Zahnkranz p einrastet.When the ratchet is operated, the Morse cone drills in the gripper Z held cylinder, anchoring plate or wire bundle, being through the spring finger o a return of the Morse taper is prevented by the fact that it is in the ring gear p engages.

Hat die aus Drähten bestehende Bewehrung durch die Drillung die entsprechende 'Vorspannung erhalten, was durch Nachprüfen mittels eines am Haken r eingehängten und gegen das Betonbalkenelement a abgestützten Dynamometers festgestellt werden kann, so wird Zylinder oder Verankerungsplatte durch Lösen des Greifers freigegeben und durch die eigene Reibung auf .dem Beton oder Verankerungen in Form von Nocken oder Vertiefungen in seiner Lage festgehalten. Bei Drahtbündeln wird nach erreichter Vorspannung eine Rohrschelle mit Klemmring .direkt am Balkenende aufgesetzt und festgezogen, wobei ebenfalls Nocken oder Vertiefungen verhindern, daß die gedrillte Bewehrung zurücklaufen kann und dadurch die Vorspannung verliert. Sobald die Rohrschelle angebracht ist, kann durch den Morsekonus der Greifer gelöst werden.Does the reinforcement consisting of wires have the appropriate twisting 'Get pre-tensioned, which can be checked by means of a hooked on the hook r and be determined against the concrete beam element a supported dynamometer can, the cylinder or anchoring plate is released by releasing the gripper and through its own friction on the concrete or anchorages in the form of cams or depressions held in its position. With wire bundles is reached after Pretension a pipe clamp with a clamping ring, placed directly on the end of the beam and tightened, likewise cams or indentations preventing the drilled Reinforcement can run back and thereby lose the prestress. As soon as the pipe clamp attached, the gripper can be loosened by the Morse taper.

Wird eine große Anzahl von Drähten verwendet oder ist ein Seil aus sehr vielen Drähten zu verankern, so kann man Ankerplatten nach Abb. 7 verwenden, bei .denen das Drahtbündel .durch die Öffnung g geführt und,die einzelnen Drähte in die Allen h eingelegt werden. Im übrigen wickelt sich der Vorgang der Verankerung wie bei dem vorbeschriebenen Verankerungszylinder gemäß Abb.6 ab, mit dem Unterschied, @daß in diesem Falle an Stelle eines Greifers eine Platte verwendet wird, die auf der Verankerungsplattedurch Schrauben in den Löchern g befestigt wird. Bei dieser Anordnung lassen sich mehrere Platten übereinander anordnen, so daß eine sehr große Anzahl von Drähten verankert werden kann.If a large number of wires is used or a rope is made To anchor a large number of wires, anchor plates as shown in Fig. 7 can be used, in .those the wire bundle .through the opening g and, the individual wires in which all h are inserted. Otherwise the process of anchoring is winding as with the anchoring cylinder described above according to Fig. 6, with the difference, @ that in this case, instead of a gripper, a plate is used that on the anchoring plate is fixed by screws in the holes g. At this Arrangement, several plates can be arranged one above the other, so that a very large one Number of wires can be anchored.

Wesentlich einfacher kann,die Verankerung von Drähten dadurch erreicht werden, daß die in die Balkenelemente eingezogenen Drähte direkt in den Greifer einer wie oben beschriebenen Drehvorrichtung eingeführt werden. Ist nun einegenügendeVerdrillüng erreicht, so wird eine Rohrschelle mit Klemmring am Austritt der verdrillten Drähte aus dem Kettenbalken aufgesetzt und so fest angezogen, daß .die Drähte einen festen Sitz haben und durch die Reibung aneinander nicht schlüpfen können. Die Reibung der Rohrschelle, deren Fläche entsprechend den zu übertragendenKräften groß genug sein muß, genügt, um ein Aufdrehen der verdrillten Drähte oder des, Seiles zu verhindern.The anchoring of wires can thereby be achieved much more easily that the wires drawn into the beam elements go directly into the gripper a rotating device as described above. There is now sufficient twisting reached, a pipe clamp with a clamping ring at the exit of the twisted wires is achieved from the chain bar and tightened so tight that .the wires a firm Have a seat and cannot slip due to the friction against each other. The friction the pipe clamp, the area of which is large enough for the forces to be transmitted must be, is sufficient to prevent untwisting of the twisted wires or the rope.

Können die Bewehrungsdrähte um den Balken geschlungen werden, so können die beiden Enden des Drahtbündels oder Seiles gemeinsam verdreht und verankert werden.If the reinforcement wires can be wrapped around the beam, so can the two ends of the wire bundle or rope are twisted together and anchored.

Um die Drähte oder Seile in dieLage der Momentenlinie zu bringen, können an Stelle der angeführten Keile auch Ablenkrollen eingebaut werden, oder Nocken oder andere Vorrichtungen Verwendung finden.To bring the wires or ropes into the position of the line of moments, deflection rollers can also be installed in place of the wedges listed, or Find cams or other devices use.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Prestressed steel stone beam, its tendons are free in the vertical direction and drawn up on the supports through a series of joists with transverse slots that allow the attachment of transverse links at any height to guide the tendons in the form, allow the line of moments.

2. Steel stone hawks according to claim i, characterized in that the tendons are guided in longitudinal slots of the beam stones.

3. Steel stone beam according to claim i, characterized in that the tendons on the outer side surfaces of the Bar stones are led.

4. Method of making a steel stone beam, according to one of claims i to 3, characterized in that high tensile strength, thin, preferably anchored by twisting tensioned steel wire at the top of the beam ends and by driving wedges into the transverse slots down into the shape of the line of moments is bent and thereby additionally tensioned.

5. The method according to claim 4, characterized marked, d.aß finally the slots, e.g. By injection with mortar fill out.

6. End anchorage of a tension wire, especially for one Beam according to one of Claims 1 to 5, by wedging, characterized by two conical half-shells (b), which, as a wedge in an opening of a distributor plate (a) led, - enclose the wire.

7. End anchorage of a tendon in the form of a wire bundle or rope in grooves (c) of a clamping head, in particular for a beam according to one of claims i to 5, characterized. characterized in that the individual wires are caulked in the grooves. B. A device for twisting a tendon, in particular with an end anchorage according to claim 7, characterized by a gripper (l) which encompasses and rotates the clamping head, and by a device for lifting the clamping head from its support to reduce the friction during rotation. Attached publications: German Patent Specifications No. 570 492, Ego 179; French Patent Nos. 68o 547, 714 946; British Patent No. 657 738.