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Verfahren zum Spannen und Verankern von Spanndrahtbündeln für eine
Tragkonstruktion aus erhärtetem Beton Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spannen
und Verankern von Spanndrahtbündeln für eine Tragkonstruktion aus erhärtetem Beton
unter Verwendung je eines zylindrischen Ankerkörpers an den Bündelenden, an welchem
die Spanndrähte festlegbar sind und an welchem eine Zugvorrichtung angreift.
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Es sind bisher im wesentlichen zwei Verfahren für die Herstellung
vorgespannter Bewehrungen mit Endankern bekannt. Beim ersten Verfahren verlaufen
die einzelnen Drähte der Bewehrung (Kabel) an den Enden längs der Wandung einer
(konischen) Öffnung in der vorzuspannenden Konstruktion. Mittels einer speziellen
Einrichtung, an deren Umfang die Drähte mit Keilen zu befestigen sind, werden die
Drähte gespannt, worauf in die erwähnte Öffnung mindestens ein Körper (z. B. Konus)
so eingepreßt wird, daß eine genügende Reibung entsteht, die ein Gleiten der Drähte
verhindert.
Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß keine
Sicherheit darüber besteht, daß die einzelnen Drähte nach der Verankerung alle gleich
stark gespannt sind, d. h., es ist fraglich, ob die gleichzeitige Verankerung von
mehr als zwei Drähten (die Regel bilden acht bis zwanzig und mehr Drähte) mittels
Keilwirkung zuverlässig ist oder ob nicht der eine oder andere Draht gleitet, was
ohne weiteres denkbar ist. Ein weiterer Nachteil des beschriebenen Verfahrens ist
der, daß es praktisch nicht möglich ist, die Verankerung und die tatsächliche Vorspannung
der Drähte zu kontrollieren. Dazu ist die Vorspanneinrichtung verhältnismäßig schwer
und kompliziert.
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Beim zweiten Verfahren durchfahren die einzelnen Drähte der Bewehrung
(ein Vorspannglied besteht in diesem Falle aus einer Mehrzahl von Drähten, die in
rechteckiger Anordnung - z. B. 4 ' 8 = 32 Drähte - und mit einem gewissen Abstand
parallel nebeneinander verlaufen) an ihren Enden paarweise die rechteckigen Öffnungen
einer Verankerungseinrichtung aus Stahl. Mittels einer speziellen Einrichtung werden
die Drähte nacheinander paarweise vorgespannt und mit Hilfe eines im Querschnitt
rechteckigen Keiles aus Stahl durch Klemmwirkung paarweise verankert.
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Die Nachteile dieses Verfahrens sind vor allem wirtschaftlicher Natur,
indem die verwendete Endverankerung verhältnismäßig teuer ist. Ferner erfordert
das paarweise Anspannen der Drähte einen größeren Zeitaufwand.
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Es ist auch bekannt, einzelne Drähte oder Drahtlitzen mit einer Hülse
zu versehen, die durch Aufziehen zugfest mit dem Draht oder der Litze verbunden
werden. Diese Zughülse wird mit einer Vorspanneinrichtung verbunden, und die Drähte
werden auf diese Weise vorgespannt. Der Nachteil dieser Methode besteht aber einmal
in den hohen Kosten der Zughülsen, sodann können. nur kleinere Litzen an den Hülsen
befestigt werden, so daß die maximale Kraft je Litze höchstens 3o bis 4o t beträgt.
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Schließlich ist es auch bekannt, bei der Spannbettbetonierung je zwei
Stabenden in konische Bohrungen von Ankerkörpern hineinzustauchen (Nietanker) oder
etwa knotenartige Verdickungen der Drähte an entsprechend ausgehöhlten Griffstücken
oder an Klauen vorübergehend zu halten.
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Demgegenüber zeichnet sich das Verfahren nach der Erfindung dadurch
aus., daß die Spanndrähte einzeln durch Bohrungen des Ankerkörpers, hindurchgeführt
und an den überstehenden Enden durch Stauchen mit die Drähte in Zugrichtung festlegenden
Köpfen versehen werden und daß der Ankerkörper nach dem Spannen entweder in an sich
bekannter Weise mittels Gewindemuttern oder Distanzstücken oder aber über nachträglich
in den Hohlraum hinter dem Ankerkörper eingebrachten, erhärteten Einpreßmörtel gegen
die Tragkonstruktion abgestützt wird.
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Dieses Verfahren ist gegenüber den bisher bekannten nicht nur einfacher,
sondern führt auch zu technisch besseren Ergebnissen. Die zylindrischen Ankerkörper
können auf Drehbankautomaten oder durch Gießen oder Pressen billig hergestellt werden,
während die Aufstauchung der Ankerköpfe auf einfache Weise mittels einer von den
Erfindern entwickelten Vorrichtung geschehen kann.
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Das Verfahren ermöglicht ferner beste Anpassungsfähigkeit an kleine
und große Vorspann-?n Durch Vereinigung einer beliebigen Anzahl von Drähten in einem
Ankerkopf kann bis zu den größten Vorspannkräften gegangen werden, d. h. bis zu
mehreren tausend Tonnen.
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Ferner ist die Möglichkeit der stufenweisen Regelung der Vorspannung
sowie der späteren Kontrolle oder Änderung der Vorspannkraft durch erneuten Anschluß
einer Presse in den Ankerköpfen geschaffen, sofern die Vorspannglieder nicht vermörtelt
worden sind. Ebenso besteht die Möglichkeit, die Gesamtheit des. Drahtbündels bis
zu den größten Vorspannkräften gleichzeitig unter Vermeidung unzulässiger Keilklemmung
anzuspannen und auch über die zulässigen Vorspannkräfte hinaus vorzuspannen und
somit die Zugfestigkeit der Drähte zu prüfen.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird nur eine einzige Verankerung
verwendet, und das Arbeiten dieser Verankerung kann während des Vorspannens genau
kontrolliert werden. Durch Überspannen kamt ebenfalls die Sicherheit der Verankerung
kontrolliert werden.
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Infolge der Möglichkeit, die Drähte gemeinsam und beidseitig zu spannen
und auch über die vorgesehene Vorspannkraft hinauszugehen, kann durch gleichzeitiges
oder wechselweises Anspannen der Verlust an Vorspannkraft infolge Reibung völlig
ausgeschaltet oder weitgehend gemindert werden.
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Mehrere Ausführungsbeispiele einer Einrichtung zur Ausführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens sind in der Zeichnung gezeigt, in welcher Fig. i die
Bewehrung und die Vorspannvorrichtung im Längsschnitt bzw. in der Ansicht zeigt;
Fig. 2 und 3 sind Querschnitte nach den Linien II-II bzw. III-I II in Fig. i ; Fig.
4 zeigt in größerem Maßstab einen Längsschnitt durch den Ankerkörper, den Zugstab,
eine Abstützmutter und die Abstützkonstruktion; Fig. 5 ist ein Schnitt nach Linie
V-V in Fig. 4; Fig.6 zeigt einen Längsschnitt durch die vorgespannte und mittels
Ankerkörper und Abstützmutter am Bauwerk verankerte Bewehrung nach Abnahme der Spannvorrichtung,
Fig.7 einen entsprechenden Längsschnitt ohne Verwendung einer Abstützmutter; Fig.
8 und 9 zeigen weitere Beispiele für Ausführungen des Ankerkopfes.
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Gemäß der in Fig. i dargestellten Ausführung weist die Spannvorrichtung
eine Presse i mit hydraulischem Kolben 2, Pumpe 3 und Manometer 4 auf. Der Kolben
besitzt eine durchgehende axiale Öffnung 5, durch welche ein Zugstab 6 verläuft.
Der Zugstab ist links in der Figur an einem zylindrischen, mit Außengewinde versehenen
Ankerkörper 7 befestigt und am rechten Ende mittels der Mutter 8 an der Presse abgestützt.
Am Fuße der
Presse i ist die Abstützkonstruktion 9 eingeschaltet,
die sich auf eine Unterlagsplatte io abstützt.
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Das Verfahren zur Vorspannung und Verankerung der Bewehrung ist das
folgende (vgl. Fig. i) Die in einer Hülle 11, 12 verlaufenden Drähte 13 sind an
ihrem Ende auf die bereits 1"cschrieb ene Art am gemeinsamen Ankerkörper ,7 v eranke@rt.
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Die gesamte Bewehrung, bestehend aus einer Anzahl von Drähten 13,
der Hülle 11, 12 und den Ankerkörpern 7 (an den beiden Enden), ist in der Tragkonstruktion
(z. B. Betonbrücke) eingebettet. Um nun die Drähte vorzuspannen, wird zunächst am
Ankerkörper 7 der Zugstab 6 befestigt (z. B. angeschraubt) und anschließend z. B.
eine Abstützmutter 16, die Abstützkonstruktion 9 und die Presse i (mit axialer Öffnung)
in Stellung gebracht. Zuletzt wird noch die Mutter 8 am Zugstab 6 angebracht und
bis zum Kolbenende 2' der Presse verschoben.
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Nun kann die Vorspannarbeit beginnen: Es wird die Pumpe 3 der Presse
i mit Hilfe des Armes 15 bedient, wobei der Kolben 2 den Zugstab 6 und den Ankerkörper
7 nach außen zieht (nach rechts in Fig. i). Dadurch werden die Drähte 13 gespannt.
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Zur Verankerung der Drähte wird die Abstützmutter 16, die auf das
Außengewinde des Ankerkörpers 7 aufgeschraubt ist, gegen die, Unterlagsplatte io
geschraubt. Das Nachziehen der Mutter geschieht dabei durch eine zeitliche Öffnung
9' in der Abstützkonstruktion 9.
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Nunmehr können der Zugstab, die Presse und die Abstützkonstruktion
wieder entfernt werden, wie Fig.6 zeigt, und die Tragkonstruktion ist fertig vorgespannt.
Zweckmäßig erfolgt noch das Einpressen von Zementmörtel oder einem anderen Produkt
in den Hohlraum 17 zwischen Hülle i 1, 12 und den Drähten 13.
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Bei der Verankerung der Drähte mit Köpfchen 14 im Ankerkörper 7 kann
dieser verhältnismäßig kurz sein; in diesem Falle und bei erheblicher Verlängerung
der Vorspannglieder wird die Abstützmutter (wie aus Fig. 4. ersichtlich) erst auf
den Ankerkörper geschraubt, wenn dieser aus der Tragkonstruktion austritt.
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Es sei noch auf die Möglichkeit hingewiesen, die Bewehrung ohne Abstützmutter
16 an der Tragkonstruktion zu verankern (vgl. Fig.7). Dies geschieht dadurch, daß
der Ankerkörper 7', der kein Außengewinde aufweist, provisorisch so lange in seiner
endgültigen Lage festgehalten wird (z. B. durch zeitweilige Verankerung des Zugstabes),
bis der in den Hohlraum 17 eingepreßte Mörtel erhärtet ist.
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Die Zahl der Bewehrungsdrähte kann beliebig sein. Wird eine Mehrzahl
von Drähten verwendet, so kommt beispielsweise die in Fig. i gezeigte Anordnung
zur Verwendung.
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In Fig. 8 ist eine weitere Art der Verankerung von mehreren Drähten
13 dargestellt. Dabei fällt die Abstützmutter 16 weg, und es treten an ihre Stelle
zwei Distanzstücke i9.
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In Fig. 9 ist noch ein weiteres Beispiel der Verankerung dargestellt,
welche aus drei Teilen besteht, nämlich dem Ankerkörper 7, dem Zugstab 6 und der
Abstützmutter 16.
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Es kann an beiden Enden gleichzeitig vorgespannt werden, was zur Verringerung
der Reibungsverluste sehr wichtig ist. Vorteilhaft ist ferner, daß die Bewehrung
als fertiges Element, bestehend aus Drähten, biegsamer Hülle und Ankerkörper, in
geprüftem Zustand auf die Baustelle geliefert werden kann.