EP0393013B2 - Spannbündel aus mehreren Spanngliedern - Google Patents

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EP0393013B2
EP0393013B2 EP90890090A EP90890090A EP0393013B2 EP 0393013 B2 EP0393013 B2 EP 0393013B2 EP 90890090 A EP90890090 A EP 90890090A EP 90890090 A EP90890090 A EP 90890090A EP 0393013 B2 EP0393013 B2 EP 0393013B2
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EP
European Patent Office
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strands
casing
plastic
tensioning
bundle
Prior art date
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EP90890090A
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English (en)
French (fr)
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EP0393013B1 (de
EP0393013A1 (de
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Hermann Dipl.-Ing. Thal
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Vorspann Technik GmbH
Original Assignee
Vorspann Technik GmbH
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Publication date
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Priority claimed from AT0138389A external-priority patent/AT404956B/de
Application filed by Vorspann Technik GmbH filed Critical Vorspann Technik GmbH
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Publication of EP0393013B1 publication Critical patent/EP0393013B1/de
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    • Y10T428/2947—Synthetic resin or polymer in plural coatings, each of different type

Definitions

  • the invention relates to a tension bundle according to the preamble of patent claim 1.
  • this document shows a bundle of wires running parallel to one another, which are individually sheathed in plastic. These sheathed wires are replaced by a second one Plastic cover held together in band form, but remain within this second cover loosely placed single tendons without a direct connection to each other.
  • tendons made of rods, wires or strands were guided individually or bundled in cladding tubes made of sheet metal or plastic, with the cavity between the tendons and the cladding tube being filled by means of cement or so-called permanent plastic masses by pressing in the filler material before or after tensioning the tendons.
  • the tendons were anchored at the ends and tensioned. They can be placed inside a structure or outside; in the latter case, the cladding tube itself must also be made of corrosion-resistant material.
  • a tension member which consists of steel ropes, a parallel wire or parallel strand bundle with a plastic sheath.
  • This plastic sheathing results in a largely round surface of the bundle and the plastic can also fill the cavities between the individual wires or strands.
  • strands would be in the compact Plastic matrix of WO88 / 09847 is not movable, since the plastic fills all cavities - ie also the surface structures of strands.
  • the object of the invention is to provide measures by which, while avoiding the above disadvantages, the smallest possible space requirement for the corrosion-protected tensioning bundle is achieved and the tensioning members can also be tensioned individually or jointly and can be moved within the casing in order to be relative to the other tendons as well Coat to be able to change their position or length. Touching or rubbing of the tendons should be avoided, i.e. that an orderly configuration should be maintained under all circumstances and over the entire course of the tension bundle.
  • This object is achieved by the characterizing features of patent claim 1.
  • This solution has the advantage that the sheath has penetrated between the strands - with their higher elasticity and their smaller diameter with the same pretensioning force - and thus keeps them in a predetermined configuration at a distance that prevents mutual contact - and thus also friction.
  • the surface structures of the strands are not filled with the material of the plastic sheath, so that the full flexibility of the strands in the sheath - and thus the independent tensionability of the individual tendons, which is not impeded by friction losses - is preserved.
  • the strands are individually greased. As a result, the relative mobility to one another can be guaranteed even with the closest arrangement.
  • the sheath containing all the strands advantageously has at least one essentially flat surface, preferably two mutually parallel, essentially flat surfaces. This significantly simplifies the combination of several tendons according to the invention.
  • the sheath is provided with at least one further sheathing made of plastic, which fits tightly on the outside of the sheath. This can compensate for deviations in the outline of the inner shell.
  • the further casing can combine homogeneously with the first casing, so that a one-piece casing is produced.
  • an inner sheath made of a soft plastic and an outer sheath made of a harder plastic are provided.
  • a layer of a lubricant is advantageously provided between at least two sheathing according to a further feature of the invention.
  • each plastic sheath consists of extruded material, which makes it particularly easy and economical to manufacture.
  • Hiebei is shown in FIGS. 1 to 3 and 5 to 9, only one strand, while the other strands are simply indicated by a circle.
  • a known strand bundle is shown. This consists of individual strands 1, which are each provided with a plastic sheath 2. In the example shown, six such strands 1 are arranged parallel to one another around a central strand 1 '. Such a strand bundle requires a relatively large accommodation space when used as a prestressed strand bundle due to the sheath 2 applied separately to each strand 1 or 1 '.
  • the bundle shown in cross section in Fig. 2 has strands running parallel to each other, as is provided according to the invention, and is together with preferably soft plastic e.g. Polyethylene, has been extrusion-coated using an extruder, the plastic 3 both forming a coating and penetrating into the spaces between the strands 1.
  • the strands can be dry before the sheathing with the soft plastic, but they can also, as shown, be provided with a coating 4 made of fat, a hard plastic or by galvanic application, which serves as corrosion protection. This coating can also fill the inner spaces between the tendons, especially if it is made of fat.
  • the bundle of strands 1 running in parallel is enclosed by a two-layer jacket or by two concentric jackets 3, 5.
  • the sheathing is preferably carried out in two stages with two extruders. Hiebei it is advisable to fill the space between the strands 1 in such a way that the distance between the strands is greater than in the final state, the plastic also penetrating into the space between the inner strand and the surrounding strands, whereupon the strands are squeezed together so that the smallest possible diameter of the sheathed bundle is achieved.
  • the outer plastic sheathing 5 is applied, so that a round sheathed bundle is formed.
  • the two plastics can be chosen as desired, depending on the desired property of the coated bundle. There is the possibility of producing both shells from the same plastic or the inner sheath 3 from softer plastic than the outer sheath 5. This process is preferably carried out by successive extrusions of two extruders connected in series.
  • the inner casing can be made of a harder plastic than the outer casing.
  • a lubricant can be enclosed between the two sheaths 3 and 5, or better between the outer sheath 5 and a further concentric sheath, which makes it possible for the bundle with the inner sheath to be stretched when the bundle is tensioned can move relative to the outer casing.
  • This type of sheathing can also be carried out in an extrusion process.
  • the strands 1 are at most enclosed by the sheath 4 and joined together to form a band by the plastic 3.
  • the band consists of two and in Figs. 5 and 6 from four strands, Fig. 6 showing a band with a different shape of the sheath than Fig.5
  • the embodiments according to Figs. 4 to 6 are Strands 1 separated from one another by longitudinal webs 7 of the sheathing.
  • individual wires can also be combined into a bundle within the scope of the invention, the individual wires being able to be provided with a dry plastic, a galvanic coating or a coating of fat or thin hard plastic before the sheathing.
  • the end of the bundle can be slit open, as shown in FIG. 10, each end of the strand or the tensioning element being provided with its own anchor body 8.
  • each end of the strand or the tensioning element being provided with its own anchor body 8.
  • bundles consisting of more than two tendons can be divided into individual members in the same way.
  • the bundles according to the invention are used, for example, for prestressing structures with external or internal arrangement of the bundles, for ground anchors or as inclined cables, e.g. applied to suspension bridges.
  • they have also the advantage that they can adapt to any desired course.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Spannbündel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Bisher war es üblich, zur Herstellung solcher Bündel die Litzen oder Drähte einzeln mit einem Kunststoffmantel, z.B. aus Polyäthylen, einem Fettüberzug (z.B. GB-A-2 140 480) oder einem galvanischen Überzug (z.B. FR-A-1 044 844) zu versehen und mehrere solche Litzen oder Drähte dann zu bündeln. Es ist weiters bekannt, die Litzen oder Drähte vor der Ummantelung mit Kunststoff galvanisch zu überziehen oder zu fetten. Derartige Litzen oder Drähte können sich im Kunststoffmantel bewegen. Der Nachteil der Bündelung der mit Kunststoff überzogenen Litzen oder Drähte liegt darin, daß ein verhälnismäßig dickes Bündel erzielt wird.
  • Bei der Konstruktion gemäß der DE-OS 16 59 205 sind mehrere glatte Spanndrähte parallel zueinander von einem eng anliegenden Kunststoffmantel umschlossen, wobei zur weitestgehenden Reibungsverminderung zwischen Mantel und Draht entsprechende Materialien verwendet werden und allenfalls noch ein Gleitmittel eingebracht sein kann. Die heute bevorzugten, aufgrund der höheren Flexibilität und bei gleicher Vorspannkraft dünner ausführbaren Litzen weisen aber eine bedeutend rauhere Oberfläche als Drähte auf, sodaß bei einem gemäß der Lehre der DE-OS 16 59 205 auf der gesamten Oberfläche des Spanngliedes eng anliegenden Mantel die gewünschte Beweglichkeit des Spanngliedes im Kunststoffmantel nicht mehr gegeben wäre, da der Mantel dann auch in die im Querschnitt zwickelförmigen Oberflächenstrukturen eingedrungen wäre. Gemäß einer speziellen Ausführungsform zeigt dieses Dokument ein Spannbündel aus parallel zueinander verlaufenden Drähten, die einzeln von Kunststoff ummantelt sind. Diese ummantelten Drähte werden durch einen zweiten Kunststoffüberzug in Bandform zusammengehalten, bleiben aber innerhalb dieses zweiten Überzuges lose nebeneinandergelegte Einzelspannglieder ohne direkte Verbindung miteinander.
  • Außerdem wurden Spannglieder aus Stäben, Drähten oder Litzen einzeln oder gebündelt in Hüllrohren aus Blech oder Kunststoff geführt, wobei die Füllung des Hohlraumes zwischen den Spanngliedern und dem Hüllrohr mittels Zement oder sogenannter dauerplastischer Massen durch Einpressen des Füllmaterials vor dem Spannen der Spannglieder oder nachher erfolgte.
  • Die Spannglieder wurden an den Enden mit Verankerungen versehen und gespannt. Sie können im Inneren eines Tragwerkes oder außen angeordnet werden; im letzteren Fall muß das Hüllrohr selbst auch aus korrosionsbeständigem Material hergestellt sein.
  • Die Nachteile der bekannten Verfahren waren häufig der Korrosionsschutz, für welchen ein eigener Arbeitsgang erforderlich war, wodurch ein hoher Zeit- und Kostenaufwand entstanden ist. Auch die Gefahr von Fehlern beim Schutz der Zugglieder war nicht unerheblich. Nicht unerwähnt dürfen Nachteile durch Berührung der Stäbe, Drähte oder Litzen an Umlenkstellen der Spannglieder bleiben, wodurch erhöhte Reibung beim Vorspannen und damit Verluste der Vorspannkräfte sowie Abminderung der Festigkeit, insbesondere der Ermüdungsfestigkeit, die Folge waren.
  • In der WO88/09847 ist ein Zugglied beschrieben, welches aus stählernen Seilen, einem Paralleldraht- bzw. Parallellitzenbündel mit einer Kunststoffummantelung besteht. Diese Kunststoffummantelung ergibt eine weitgehend runde Oberfläche des Bündels und der Kunststoff kann auch die Hohlräume zwischen den einzelnen Drähten oder Litzen ausfüllen. Litzen wären jedoch in der kompakten Kunststoffmatrix der WO88/09847 nicht beweglich, da der Kunststoff alle Hohlräume - d.h. auch die Oberflächenstrukturen von Litzen - ausfüllt.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung von Maßnahmen, durch welche unter Vermeidung der obigen Nachteile ein möglichst geringer Raumbedarf für das korrosionsgeschützte Spannbündel erzielt wird und die Spannglieder außerdem einzeln oder gemeinsam spannbar und innerhalb des Mantels beweglich sind, um relativ gegenüber den anderen Spanngliedern als auch dem Mantel ihre Position bzw. die Länge ändern zu können. Dabei soll ein Berühren oder Aneinanderreiben der Spannglieder sicher vermieden werden, d.h. daß eine geordnete Konfiguration unter allen Umständen und über den gesamten Verlauf des Spannbündels erhalten bleiben soll.
  • Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Diese Lösung hat den Vorteil, daß der Mantel zwar zwischen die als Litzen - mit ihrer höheren Elastizität und ihrem bei gleicher Vorspannkraft geringeren Durchmesser - eingedrungen ist und somit diese in einem die gegenseitige Berührung - und damit auch Reibung - verhindernden Abstand in vorgegebener Konfiguration hält. Die Oberflächenstrukturen der Litzen sind aber nicht von Material des Kunststoffmantels ausgefüllt, sodaß die volle Beweglichkeit der Litzen im Mantel - und damit die unabhängige und durch Reibungsverluste nicht behinderte Spannbarkeit der einzelnen Spannglieder - erhalten ist.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Litzen einzeln gefettet. Dadurch kann auch bei engster Anordnung die relative Beweglichkeit zueinander garantiert werden.
  • Vorteilhafterweise weist der alle Litzen enthaltende Mantel zumindest eine im wesentlichen ebene Oberfläche auf, vorzugsweise zwei parallel zueinander verlaufende im wesentlichen ebene Oberflächen. Dies erleichtert wesentlich die Zusammenfassung mehrerer erfindungsgemäßer Spannglieder.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Mantel mit zumindest einer weiteren Ummantelung aus Kunststoff versehen, die außen am Mantel eng anliegt. Damit können Abweichungen in der Umrißform des inneren Mantels ausgeglichen werden. Die weitere Ummantelung kann sich mit der ersten Ummantelung homogen verbinden, sodaß eine einstückige Ummantelung entsteht.
  • Vorzugsweise sind dabei eine innere Ummantelung aus einem weichen Kunststoff und eine äußere Ummantelung aus einem härteren Kunststoff vorgesehen. Damit ist trotz verstärktem Schutz der Spannglieder ein leichtes Biegen auf kleine Radien gewährleistet, sodaß das Bündel auf so kleine Dimensionen aufgerollt werden kann, wie es z.B. für Transportzwecke notwendig ist.
  • Um das leichte Biegen und Aufrollen dieses Spannbündels zu gewährleisten, ist vorteilhafterweise gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal zwischen mindestens zwei Ummantelungen eine Schicht aus einem Gleitmittel vorgesehen.
  • Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal besteht jeder Kunststoffmantel aus aufextrudiertem Material, wodurch eine besonders einfache und wirtschaftliche Herstellung gegeben ist.
  • Weitere Ausgestaltungen entsprechend der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, in welcher Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäß ausgebildete Spannbündel anhand von Zeichnungen näher erläutert werden.
  • In den Zeichnungen stellen die
    • Fig. 1
    einen bisher bekannten Aufbau für ein Litzenbündel mit kunststoffummantelten Einzellitzen im Querschnitt,
    Fig. 2 und 3
    je einen Querschnitt durch ein Litzenbündel gemäß der Erfindung,
    Fig. 4 bis 9
    Querschnitte durch weitere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dar, und
    Fig. 10
    ist eine Ausführungsform eines Endes eines solchen Bündels mit den Verankerungen.
  • Hiebei ist in den Fig. 1 bis 3 und 5 bis 9 nur eine Litze ausgeführt, während die anderen Litzen vereinfacht nur durch einen Kreis angedeutet sind.
  • In Fig. 1 ist ein bekanntes Litzenbündel dargestellt. Dieses besteht aus einzelnen Litzen 1, welche jeweils für sich mit einer Kunststoff-Ummantelung 2 versehen sind. Bei dem gezeigten Beispiel sind sechs derartige Litzen 1 um eine zentrale Litze 1' parallel zueinander angeordnet. Ein derartiges Litzenbündel benötigt infolge der auf jeder Litze 1 bzw. 1' getrennt aufgebrachten Ummantelung 2 einen verhältnismäßig großen Unterbringungsraum bei der Verwendung als vorgespanntes Litzenbündel.
  • Das in Fig. 2 im Querschnitt dargestellte Bündel hat parallel zueinander verlaufender Litzen, wie es gemäß der Erfindung vorgesehen ist, und ist gemeinsam mit vorzugsweise weichem Kunststoff z.B. Polyäthylen, mittels eines Extruders umspritzt worden, wobei der Kunststoff 3 sowohl einen Überzug bildet als auch in die Räume zwischen den Litzen 1 eingedrungen ist. Die Litzen können vor der Ummantelung mit dem weichen Kunststoff trocken sein, sie können aber auch, wie dargestellt, einen als Korrosionsschutz dienenden Überzug 4 aus Fett, aus einem harten Kunststoff oder durch galvanische Auftragung erhalten. Dieser Überzug kann auch, vor allem, wenn er aus Fett besteht, die inneren Räume zwischen den Spanngliedern ausfüllen.
  • In Fig. 2 ist ein Kranz von Litzen um eine mittige Litze angeordnet dargestellt. Es besteht aber auch die Möglichkeit, beliebig viele Kränze übereinanderliegend anzuordnen.
  • In Fig. 3 ist das Bündel parallel verlaufender Litzen 1 durch eine zweischichtige Ummantelung, bzw. durch zwei konzentrische Mäntel 3, 5 umschlossen. Die Ummantelung erfolgt vorzugsweise in zwei Etappen mit zwei Extrudern. Hiebei ist es zweckmäßig, vorerst den Raum zwischen den Litzen 1 zu füllen und zwar in der Weise, daß der Abstand der Litzen größer als im Endzustand ist, wobei der Kunststoff auch in den Raum zwischen der inneren Litze und den sie umgebenden Litzen eindringt, worauf die Litzen zusammengequetscht werden, sodaß ein möglichst kleiner Durchmesser des ummantelten Bündels erzielt wird.
  • In einer zweiten Stufe wird die äußere Kunststoffummantelung 5 aufgebracht, sodaß ein rundes ummanteltes Bündel entsteht.
  • Die beiden Kunststoffe können, je nach gewünschter Eigenschaft des ummantelten Bündels, beliebig gewählt werden. So besteht die Möglichkeit, beide Mäntel aus gleichem Kunststoff oder die innere Ummantelung 3 aus weicherem Kunststoff als die äußere Ummantelung 5 herzustellen. Dieser Vorgang wird vorzugsweise durch aufeinanderfolgende Extrusionen zweier hintereinander geschalteter Extruder durchgeführt Selbstverständlich kann im Rahmen der Erfindung die innere Ummantelung aus einem härteren Kunststoff als die äußere Ummantelung ausgeführt sein.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann zwischen den beiden Ummantelungen 3 und 5, oder besser zwischen der äußeren Ummantelung 5 und einer weiteren konzentrischen Ummantelung, ein Gleitmittel eingeschlossen sein, wodurch die Möglichkeit besteht, daß sich beim Spannen des Bündels das Bündel mit der inneren Ummantelung gegenüber der äußeren Ummantelung bewegen kann. Auch diese Art der Ummantelung kann in einem Extrusionsverfahren erfolgen.
  • Vielfach ist es jedoch notwendig, mehrere Litzen nebeneinander anzuordnen. In diesem Falle werden die Litzen 1 allenfalls von der Hülle 4 umschlossen und nebeneinander durch den Kunststoff 3 zu einem Band vereinigt. In Fig. 4 besteht das Band aus zwei und in den Fig. 5 und 6 aus vier Litzen, wobei Fig. 6 ein Band mit einer anderen Form der Ummantelung als Fig.5 darstellt Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 4 bis 6 sind die Litzen 1 durch Längsstege 7 der Ummantelung voneinander getrennt.
  • Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Litzen eng aneinander sich berührend anzuordnen, sodaß die Stege 7 entfallen.
  • Es ist dem Konstrukteur überlassen, die Litzen parallel zueinander liegend auch zu anderen Querschnittsformen der Litzenbündel anzuordnen, wie es beispielsweise die Fig. 7 bis 9 zeigen.
  • Im Rahmen der Erfindung ist die Anzahl und die Querschnittsform der übereinanderliegenden Ummantelungen sowie die Anzahl der Schichten von Gleitmitteln zwischen je zwei Ummantelungen nicht begrenzt.
  • Dadurch lassen sich die äußeren Formen der Bündel beliebig gestalten und sehr platzsparend sowohl im Bauwerk als auch an der Außenwand desselben anordnen.
  • Anstelle von Litzen können im Rahmen der Erfindung auch Einzeldrähte zu einem Bündel zusammengefaßt werden, wobei die Einzeldrähte vor der Ummantelung mit dem weichen Kunststoff trocken, mit einem galvanischen Überzug oder einem Überzug aus Fett oder dünnem harten Kunststoff versehen sein können.
  • Bei einer Verankerung werden die Enden der so hergestellten Bündel vom Kunststoffmantel befreit, die Oberflächen der Litzen gereinigt, sodaß sie dann einbetoniert, eingegossen oder geklemmt werden können.
  • Zur Verankerung der Litzen kann das Ende des Bündels, wie Fig. 10 zeigt, aufgeschlitzt werden, wobei jedes Ende der Litze bzw. des Spanngliedes mit einem eigenen Ankerkörper 8 versehen wird. Natürlich besteht auch die Möglichkeit, beide Enden in einer gemeinsamen Ankerplatte zu verankern. Obowohl im vorliegenden Fall ein Bündel aus nur zwei Litzen gezeigt ist, können in gleicher Weise auch Bündel, welche aus mehr als zwei Spanngliedern bestehen, in Einzelglieder aufgeteilt werden.
  • Die erfindungsgemäßen Bündel werden beispielsweise für die Vorspannnung von Tragwerken mit außen- oder innenliegender Anordnung der Bündel, für Bodenanker oder als Schrägkabel, z.B. bei Hängebrücken, angewendet. Sie haben u.a. auch den Vorteil, daß sie sich jedem gewünschten Verlauf anpassen können.

Claims (7)

  1. Spannbündel aus mehreren parallel zueinander verlaufenden und gemeinsam von einem Kunststoffmantel (3) eng umschlossenen, einzeln mit einem gleitfähigen Material (4) überzogenen Spanngliedern, wobei Material des Mantels (3) unter Bildung von Längsstegen (7) auch zwischen die Spannglieder eingedrungen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannglieder als Litzen (1) ausgebildet sind und der Mantel (3) diese Litzen (1) unter Freilassung von deren äußeren, im Querschnitt zwickelförmigen Oberflächenstrukturen eng umschließt.
  2. Spannbündel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Litzen (1) einzeln gefettet sind.
  3. Spannbündel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    der alle Litzen (1) enthaltende Mantel (3) zumindest eine im wesentlichen ebene Oberfläche, vorzugsweise zwei parallel zueinander verlaufende im wesentlichen ebene Oberflächen aufweist.
  4. Spannbündel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (3) mit zumindest einer weiteren Ummantelung (5) aus Kunststoff versehen ist, die außen am Mantel (3) eng anliegt.
  5. Spannbündel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine innere Ummantelung (3) aus einem weichen Kunststoff und eine äußere Ummantelung (5) aus einem härteren Kunststoff vorgesehen sind.
  6. Spannbündel nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen mindestens zwei Ummantelungen (3, 5) eine Schicht aus einem Gleitmittel vorgesehen ist.
  7. Spannbündel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kunststoffmantel (3, 5) aus aufextrudiertem Material besteht.
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