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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen vorgespannter Betonrohre
Die Erfindung bezieht sich rauf ein Verfahren zum Herstellen vorgespannter Betonrohre
mittels eines dehnbaren Kernes und einer dehnbaven äußeren Umschließung, bei. dem
eine Ringbewehrung durch Ausdehnung des zwischen Kern und Formwand! eingefüllten
Betons mi:ttelis. des Kernes während ' des, noch plastischen oder teilweise plastischen
Zustandes des Betons gespannt und durch Erhärtung dies Betons unter Spannung gehalten
wird. Bei einem bekannten Verfahren dieser Art wird als äußere Umschließung ein
dehnbarer Mantel verwendet. In dien Hohlraum zwischen Kern und Mantel wird bei dem
bekannten Verfahren nach denn Einsetzen: eines, die Ringbewehrung enthaltenen Bewehrungskorbets
Beton eingefüllt und verdichtet. Nach dem Vorverdichten des Betons wird dumch gleichzeitiges
Dehnen des. Kernes und des Mantels das, noch plastische Betonrohr ausgeweitet, wobei,
die in Beton, eingebettete Ring'-bewehrung von dem sich radial nach außen, be.-wegenden,
verdichteten Beton, mietgenommen und gespannt wird.
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Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß die Ringbewehrung als
äußere Umschließung verwendet wird. Die Verwendung einer Bewehrung als äußere Umschließung
ohne jede sonstige, Außenform
ist beim Herstellen von, nicht vorgespannten
Betonwaren schon bekannt. Hier jedoch setzt beim Dehnen, der Kern den Beton: unter
Druck, durch den die Ringbewehrung allseitig nach außen. gedrückt wird, so, daß
eine Durchmesservergrößerung eintritt und die Ringbewehrung gespannt wird. Neben,
der Einsparung des sehr kostspieligen Formmantiels hat das Verfahren gemäß der Erfindung
dem. Vorteil, daß sowohl der die Bewehrungsspannung verursachende Betondruck; z.
B. durch Druckmessungen, als. auch der Spannungszustand der Ringbewehrung durch
einfache Messung des Durchmessers der Bewehrungsri,nge vor und nach dem Vorspann
bestimmt weirden können. Ein weiterer Vorteil besteht darin,, daß die beim Einsformen
gegebenenfalls erforderlichen Rüttler unmittelbar an die Bewehrung angesetzt .werden
können, so daß die Rüttlerenergie nicht: von anderen Schwingungszwischenträglern,
wie z. B. vom Formmantel oder -kern, gedämpft wird. Um eine zusätzliche Längsbewehrung
des Rohres zu erreichen, kann die Ringbewehrung stark diagonal, d. h. in verhältnismäßig
steil ansteigenden Spiiralen gewickelt werden,, oder es, weirdesn in dem inneren
Betonmantel Längsbewehrungen:, die naturgemäß auch vorgespannt werden können, angebracht.
Der an sich bekannte Korrosionsschutz für die Ringbewehrung wird durch: Auftragen
oder Aufspritzen von Beton mittels bekannter Verfahren oder durch einen bituminösen
Schutz erzielt.
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Die Rohrherstellung geschieht nun so, daß zuerst der innere, verformbare
Kern als Innenschalung hergestellt wird. Um ihn herum wird im Abstand der ungefähren,
Betosnmante.lstärke mit Hilfe einer den Abstand von der Kernschalung haltenden Vorrichtung.,
z. B. mixt einem verlorenen Skelett aus gegebenenfalls gegen Betosnnetzwasser durchlässigem
Blech, die Ringbewehrung gewickelt, nachdem gegebenenfalls vorher in diesem Raum
die an sich bekannte Längsbewehrung gehängt und, wemz nötig, vorgespannt wurde.
Die Vo:rspannvorrichtung für die Längsbewehrung stützt sich auf der inneren Form
ab:.
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In dem Raum zwischen, der Kernform und der Ringbewehrung wird nun
der Beton am besten bereits während des Wickelns der Ringbewehrung stetig eingebracht
und vorverdichtet. Hierdurch erhält die Ringbewehrung die nötige Formstiabsilität
vor dem Vorspannen,. Die Form wird dann oben abgeschlossen und: die Ringbewehrung
durch Aussdehnen: der inneren Scha@lun:g gespannt. Während des Spaniens wird vorteilhaft
der Beton noch durch Rütteln weiter verdichtet.
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Eine vorteilhafte Herstellungsweisse sieht vor, daß der innere Kern
zusammen mit der Vorspannvorrichtung für die Längsbewehrung und dem Skelett, d.
h. dem Träger der Ringbewehrung, um eine senkrechte Achse drehbar aufgestellt wird,.
Von einer sich aufwärts bewegenden Bühne, am besten von einer Arbeitsbühne, die
rings um das Rohr herum gehst, wird. -nun der Draht der Ringbewehrung durch Drehen.
des inneren Kernes mit dem Skelett abgespult. Es, isst sehr zweckmäßig, diese Bühne
zugleich zum Einfüllen von Beton in: dien inneren, Mantel und zum Ansetzen: von
Verdichtungsgeräten für den Beton:, z. B. Rüttler; an: den bereits: mit Draht umwickelten
Teilen des inneren Mantels, zu benutzen. Hierbei ist es vorteilhaft, dass äußere
Skelett in mehremen Ringen nebeneinander anzubringen. Diese Maßnahmen erleichtern
das. Einbringen des Betons, außerordentlich. Es laufen hierbei über den. größten
Teil der Rohrlänge drei Arbeitsgänge nebeneinander: Wickeln, der Ringbewehrung,
Eifüllen des Betons und Vorverdichten des Betons.
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Die Erfindung sieht im weiteren Verfolg ihrer Gedanken vor, bei einem
Korrosionssch.u!tz der Ringbewehrung durch Auftragen einer Betonschicht diese in,
besonderen Fällen sofort nach dem Spannen der Ringbewehrung aufzutragen, so, daß
sie zusammen mit dem inneren Mantelbeton, am besten durch zusätzliches Heizen erhärtet.
Zur besseren: Verbindung der äußeren Mantelschicht mit der Ringbewehrung isst gegebenenfalls
eine zusätzliche Bewehrung vorgesehen, drie beim Wickeln der Ringbewehrung beispielsweise:
in Form von kleinen Drahtschleifen. so mi,te.ingewickelt wird; daß sie die Ringbewehrung
u@mfaßt und in die äußere Betonschicht mit herein ragt. Diese so verankerte äußere
Betonschicht erhält dann beim Aussthalen, des Rohres durch: das: elastische: Zusammenziehen.
des vorgespannten Kernes. durch die Voräpannung der Ringbewehrung und, gegebenenfalls
durch, die der vorgesehenen, Längsbewehrung ebenfalls, eine gewisse Vorspannung,
die festigkeitsmäßig mit ausgenutzt werden kann.. Der innere Kern wird zweckmäßigerweise-
in der Hauptsache aus einem unteren Teil, der die Drehvorrichtung um die Längsachse
hat, und; aus, einem oberen Teil, der die Spannvorrichtung der Längsbewehrung trägt,
aufgebaut. Zwischen, diesem Fuß und Kopf des inneren Formkernes werden zweckmäßigerweise
ein oder mehrere Zwischenstücke je nach der geforderten Rohrlänge aus, gleichartigen,
Stücken, die nur den Radialdruck und den Druck der Längsvorspannkräfte aufnehmen
und sonst keine; besonderen Einbauten haben, gesetzt. Außerdem erhält der Kern eine
aufweiitbare Außenhaut, z. B. eine Gummihaut und, eine Druckerzeugungsanlage zur
Aufw.eitung.
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Diese Aufteilung der Form in mehrere, gewichtlich leichte, im sich
funktionsmäßig abgeschlossene Abschnitte gibt erst einmal die wirtschaftlich sehr
vorteilhafte, Möglichkeit, den gesamtenAufbau, auf verschiedene Längen des. Betonrohres
leicht umzusted,len. Darüber hinaus kann: man infolge der Zerlegbarkeit und der
geringen Gewichte der Einzelteile von einer stationärem Fabrikationsstätte zu einer
»fliegenden Werkstatt« übergeh,. Dies ist vor allem für übergroße Durchmesser und
Längen der Erzeugnisse wichtig, da diese über große Entfernungsei nur schwer zu
transportieren. sind, während die Bestandteile des Betons: und. die Bewehrung leicht
zu befördern sind. Von einem leicht zu erstellenden Gerüstbock, z. B. Dreibein,
wird mit
Hilfe eines daran montierten Kraneis erst einanal die gesamte
Arbeitsvorrichtung (Form und Bühne) aus ihrem Teilen montiert. Der Kran dient dann
weiter zum Ausschalen,, d. h. Hochziehen und Verladen der fertigen. Rohre, sowie
zum Abbuu und Verladen; der Fabrikteile beim, »Weiterrücken«.
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Der innere Schalungskern oder Formkern besteht hauptsächlich aus einem
Druckkörper. Auf diesem ist in: einem durch Rippen hergestellten Abstand ein weiterer
mit Öffnungen versehener Mantel angebracht, auf den; sich eine dehnbare Haut mit
oder ohne Schutzschicht gegen Beton,, z. B. Gummi,. legt. In den Raum zwischen dem
festen innerem, Druckkern und der d!urchloahten Blechhaut, auf der die dehnbare
Haut liegt, wird Preßwasser zum Auf-@veiten der Form eingedrückt. Das überflüssige
Anmachwasser des, Betons wird beim Aufweiten des inneren Betonmantels im seinem
noch plastischen Zustand, wenn nötig durch Öffnungen in, dem die äußere Ringbewehrung
tragenden Skelett herausgepreßt. Zum schnelleren Abbinden wird, wenn nötig, einmal
bekanuterweise das Preßwasser erwärmt und dann weiter vom, außen nach dem-Betonieren
ein Ringschacht mit vorzugsweise Wasserdampf gesättigter Heißluft oder Wasserdampf
oder eine Strahlungsheizung vorgesehen..
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Zum Ausschalen ist gegebenenfalls. vorgesehen, nach, dem Erhärten;
des. Betons: zum besseren Lösen der dehnbaren; Haut vom Beton, zwischen beide Wasser
unter gleichzeitigem Ablassen des inneren, zum Spannen benötigten Preßwa@ssers.
einz.udrücken.
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Weiteree neue und fortschrittliche Merkmale; er-
geben sich
aus, der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der
Zeichnung und den: Ansprüchen..
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Fing. i stellt einen. Schnitt dwrch ein erfindungsgemäßes Betonrohr
senkrecht zur Längsachse dar; Fig.2 zeigt einen Schnitt durch die- Wand im Längsrichtung
der Rohrachse; Fig.3 zeigt ebenfalls einen Schnitt in Längsrichtung der Rohrachse
mit einem erfindungsgemäßen Beispitel des Skeletts und der Korrosiousschi.cht ;
Fig. 4 zeigt im Zusammenhang mit Fig.5 dien Vorgang dies: Spanneis: der Ring_ bewehrung
und des. Erhärtens dies, gesamten Beton, rohres:; Fig.6 zeigt das Beispiel einer
»fliegenden Fabrik« ; Fig. 7 zeigt die Draufsicht auf die verschiebbare Arbeitsbühne.
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In Fig. i ist ein Schnitt senkrecht zur Längsa.cbise dies Betonrohres
dargestellt. Der Betonlcörper i mit den, Längsbewehrungen 2 ist von. der Ringbewehrung
3 umgeben, die durch einen. Ko:rro:--sionsschutz q. geschützt ist.
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Die Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus der Wand des Rohres in einem
Schnitt parallel zur Längsachse. Die Längsbewehrung 5 ist in dem Beton 6 eingebettet.
Beide sind: von außen. umschlossen durch die Ringbewehrung 8, die auf dem mit Durchbrechungen,
9 versehenen Skelett 7 a.ufgewickelt ist. Dir-, Fig. 3 stellt ebenfalls. wieder
einen Schnitt wie Fig. 2 dar. Zusätzlich ist hier noch der Stoß zweier Skelettringe
7 und 12 dargestellt, die, bei13 durch Kröpfunig vom, 12 ineinandergeschoben sind:.
Unter die Bewehrung 8 ist eine zusätzliche Bewehrung io teilweise mit untergewickelt,
die zur besseren Haftung der in diesem Fall, aus Betton bestehenden Korro@sionsschutzschicht
i i mit der äußeren Ringbewehrung 8 dient.
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In den: Fig. q. und 5 ist der Spannvorgang der Ringbewehrung gezeigt.
Auf dem eigentlichen Druckkörper 14 sitzt in einem durch Rippen 15 erzielten Abstand
der mit Durchbrechungen 17 versehene Mantel 16. Auf ihn legt sich die elastische
Haut 18. In denn ungefähren Abstand der späterem: Betonwandstärke dies. Rohres:
ist Skeilett 21 und Ringbewehrung 22 aufgebaut. Der Räum zwischen 21 und 18, in
den gegebenenfalls die Längsbewehrung 1g eingebracht worden, isst, wird mit Beton
2o gefüllt und dieser vorverdichtest. In Fig. 5 isst nun durch Einpressen einer
Druckflüssigkeit zwischen Druckkörper 14 und elastische, Haut 18 diese um das Maß
24 nach außen bewegt. Die Bewehrung 22 ist bereitts, mit einer Korrosionsischutzschicht
- in diesem Fall Beton 23 - versehen dargestellt. In einem Abstand 25 ist eine-Wand
gezogen, damit der Schacht 26 entsteht, der zum Einführen von eorzugsweiseWasserdampf
gesättigtem heißem Gas oder Dampf für den Trockenvorgang dient.
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Fig.6 zeigt das Beispiel. einer Fertigung; in diesieim: Fall einer
»fli:egenden Fabrik«, die sich mit Hilfe der erfindungsgemäßen Gedanken verwirklichen
läßt. Mit den: leichtem Stützen 27, die am Gelenk 29, das zugleich zur Aufhängung
des, Kranes dient, zusammengeführt sind und die mit Hilfei der beweglichen Endpunkte
28 leicht aufgestellt werden können, wird .ein Gerüst zum Aufbau der Anlage und
zum Entschalen und Verladen der Rohre aufgestellt. Die, Teile 31, 32 und 33 stellen
Teile des aufweitbaren Kernes dar, und, zwar sind die Teile 31 gleichartig. Teil
3:2 und; Teil 33 enthalten, abgeschlossene Funktionsaggregate, wie z. B.
bei 32 die Drehvorrichtung des gesamten Körpers und bei 33 die Spannvorrichtung
für die Längsbewehrung u. a. Um diesen Kern ist mit Hilfe der Säulen, 30 die fahrbare
Bühne 34 angebracht, die erfindungsgemäß mit der Betonfüllvorrichtung, mit Wickelvorrichtung,
mit der Verdichtungsvorrichtung und gegebenenfalls mit der Anlage zum Anbringen
der äußeren Korrosionsschustz:schieht versehen ist.
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In der Fig. 7 ist eine Draufsicht auf die Bühne 34. gezeichnet, die
in den, Säulen 30 geführt wird. Von den verschiedenen Aggregaten isst hier
das Wickeln der äußeren Bewehrung 38 vom den Spulen 36 um das Skelett 37 durges:tellt.
Der Kern für das Rohr ist nicht gezeichnet.