EP1532331A1 - Verfahren zum anbringen von zuggliedern an tragwerken sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum anbringen von zuggliedern an tragwerken sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens

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EP1532331A1
EP1532331A1 EP03792339A EP03792339A EP1532331A1 EP 1532331 A1 EP1532331 A1 EP 1532331A1 EP 03792339 A EP03792339 A EP 03792339A EP 03792339 A EP03792339 A EP 03792339A EP 1532331 A1 EP1532331 A1 EP 1532331A1
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tension
temporary
permanent
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Leonhardt Andra und Partner Beratende Ingenieure VBI GmbH
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    • E04G2023/0262—Devices specifically adapted for anchoring the fiber reinforced plastic elements, e.g. to avoid peeling off

Definitions

  • the invention relates to a method for attaching tensioned band-shaped tension members to structures, in particular concrete structures, wherein the tension member is tensioned at least at one end by means of a tensioning device via a temporary tension anchor attached to the tension member and then anchored to the structure by means of a permanent anchoring device.
  • the object of the invention is therefore to design a method of the type mentioned at the outset in such a way that the anchoring of surface-tension members is considerably simplified.
  • the ends of the tension member can be fastened to the temporary tension anchor on a tension plate of the temporary tension anchor located under the tension member, without having a recess in the surface for this tension plate of the structure would have to be manufactured.
  • a permanent anchor clamp By the subsequent pressing of the tension member to the surface by means of a permanent anchor clamp creates the non-positive connection between the tension member and the supporting structure, the band-shaped tension member now being arranged flush with the surface.
  • the tensioning force is introduced by utilizing the pressing force of the anchor bracket, so that the temporary tensioning anchor arranged between the anchor bracket and the end of the tension member can be removed.
  • the method consists in that it can also be used in haunched structures, in particular concrete structures, for example roadway slabs in bridge construction, the tension of the tension members being able to be introduced directly at the edge of the haunch. This is not possible with the conventional way of attaching tensioned band-shaped tension members to concrete structures. At least on the tension anchor side, the tension force cannot be introduced directly at the haunch, because the recess required for the tensioning device is too far into the
  • the tension member is tensioned between two temporary tension anchors attached to both ends of the tension member at a distance from the surface of the supporting structure and that the tension member is then pressed onto the surface close to both ends by means of a permanent anchor clamp.
  • the invention also relates to an apparatus for performing the method.
  • a known device DE 198 49 605 AI
  • a tensioning device acting on the temporary tension anchor during the tensioning process and with a permanent anchoring device
  • the device according to the invention is thereby characterized in that a base plate of the temporary tension anchor is arranged between the tension member and the surface of the structure and that at least one permanent anchor bracket engages over the tension member near the temporary tension anchor and can be pressed against the surface.
  • the device according to the invention is considerably less expensive because no permanent clamping plates remain on the structure and because there are no recesses in the surface for this purpose.
  • the band-shaped tension member can be pressed directly onto the surface.
  • the adhesive layer increases or takes over the force-transmitting connection between the tension member and the surface or the anchor bracket.
  • 1 is a simplified representation of a concrete structure with a prestressed tension member arranged at a distance from the concrete surface
  • FIG. 2 shows a section corresponding to FIG. 1 after the tension member has been pressed against the concrete surface by means of anchor clips
  • Fig. 9 is an enlarged section along the line IX-IX in Fig. 8 and
  • a band-shaped tension member 1 (FIG. 1) is provided for attachment to a concrete surface 2 of a concrete supporting structure 3 to increase the current load-bearing capacity.
  • the tension member 1 which is initially arranged at a distance a from the concrete surface 2 of the concrete supporting structure 3, is fastened at both ends to a temporary tension anchor 4, with a lower tension plate 5 of the temporary tension anchor, the thickness of which is equal to the distance a, between the underside of the tension member 1 and the concrete surface 2 comes to rest. Then the required pretensioning force is applied to the tension member 1 by mutual tensioning of the temporary tensioning anchors 4.
  • One of the two temporary tension anchors 4 is preferably attached to the concrete structure 3, while the other temporary tension anchor 4 is prestressed to the required extent by means of a tensioning device (not shown), as is known, for example, from DE 198 49 605 A1.
  • An anchor bracket 6 is then attached at a short distance in front of each of the two temporary tension anchors 4, which - because it later remains on the concrete supporting structure 3 - is referred to in this context as a permanent anchor bracket 6.
  • the permanent anchor bracket 6 (FIG. 7) is pressed onto the tension element 1 by means of screw bolts 7 and tension nuts 8 inserted in the concrete structure 3 on both sides of the tension element 1 such that this tension element 1 is pressed against the concrete surface 2.
  • the contact pressure exerted thereby brings about a non-positive connection between the prestressed tension member 1 arranged flush with the surface and the concrete surface 2.
  • the two temporary tension anchors are then removed after the tension member 1 has been pressed onto the concrete surface 2 (FIG. 3).
  • FIGS. 4-6 which correspond to FIGS. 1-3, show that the method steps described for attaching the tension member 1 to a concrete structure 3 can also be carried out when the concrete surface 2 'at the two ends of the concrete structure 3 one each Haunch 2'a has, that is, an area rising relative to the flat central area of the concrete surface 2 '.
  • the two temporary tension anchors 4 are located in the area of the groove 2'a without a recess in the surface area of the concrete structure 3 being necessary here as well.
  • an adhesive layer 9 can be arranged between the tension member 1 and the concrete surface 2, which hardens after the tension member 1 is pressed onto the concrete surface 2.
  • an adhesive layer 10 can also be arranged between the tension member 1 and the anchor bracket 6, which layer hardens after the tension member 1 is pressed onto the concrete surface 2.
  • a friction-increasing and / or load-distributing intermediate layer is glued on the tension member 1 in the region of the anchor bracket 7 by means of the adhesive layer 10.
  • Fig. 12 shows a further embodiment, in which the anchor bracket 6 has a stiffening rib 12 on its upper side, which serves to generate a uniform clamping pressure.
  • a spring-like load distribution plate can also be arranged on the anchor bracket 6.

Description

Verfahren zum Anbringen von Zuggliedern an Tragwerken sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anbringen von gespannten bandförmigen Zuggliedern an Tragwerken, insbesondere Betontragwerken, wobei das Zugglied an mindestens einem Ende mittels einer Spannvorrichtung über einen am Zugglied befestigten temporären Spannanker gespannt und anschließend mittels einer permanenten Verankerungseinrichtung am Tragwerk verankert wird.
Zur Erhöhung der Tragfähigkeit (Ertüchtigung) oder zur Wiederherstellung der ursprünglichen Tragfähigkeit
(Sanierung) von Tragwerken, insbesondere Betontragwerken aus Stahlbeton oder Spannbeton, ist es bekannt, nachträglich an der Oberfläche des Tragwerks bandförmige Zugglieder anzubringen, vorzugsweise lamellenartige Zugglieder aus Kunststoff mit zur Verstärkung eingelagerten Fasern, insbesondere Kohlefasern. Werden diese Zugglieder im vorgespannten Zustand verankert, so werden die Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit zusätzlich wesentlich verbessert. Hierzu ist es bekannt (DE 198 49 605 AI) , die oberflächenbündig angeordneten bandförmigen Zugglieder auf stählernen Grundplatten zu verankern, die in die Betonoberfläche eingelassen sind.
In entsprechender Weise können auch Tragwerke aus Stahl- oder Holzbauteilen saniert oder ertüchtigt werden. Das Herstellen der hierfür notwendigen Aussparung in der Betonoberfläche im Bereich der Verankerungseinrichtungen ist kostspielig und kann zu Beschädigungen der im Beton eingebetteten Bewehrung führen. Erschwerend kommt hinzu, dass diese notwendige Aussparung am spannseitigen Ende des Zugglieds nicht nur von der Größe der zur permanenten Verankerung vorgesehenen Grundplatte, sondern auch vom Spannweg der dort angeordneten Spannvorrichtung abhängt . Diese Aussparungen sind daher bei langen Zuggliedern, die einen größeren Spannweg erfordern, verhältnismäßig groß. Auch die im Betontragwerk verbleibende Grundplatte erhöht die Kosten der Verankerung der Zugglieder.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung so auszubilden, dass die Verankerung oberflächenbündiger Zugglieder wesentlich vereinfacht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Zugglied über den temporären Spannanker in einem
Abstand zu der Oberfläche des Tragwerks gespannt wird und dass das Zugglied anschließend mittels mindestens einer permanenten Ankerklammer auf die Oberfläche gedrückt wird.
Da sich das Zugglied während des Spannvorgangs in einem Abstand zu der Oberfläche des Tragwerks befindet, können die Enden des Zugglieds am temporären Spannanker auf einer unter dem Zugglied liegenden Spannplatte des temporären Spannankers durch Klemmung befestigt werden, ohne dass für diese Spannplatte eine Aussparung in der Oberfläche des Tragwerks hergestellt werden müsste. Durch das anschließende Andrücken des Zugglieds an die Oberfläche mittels einer permanenten Ankerklammer wird die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Zugglied und dem Tragwerk hergestellt, wobei das bandförmige Zugglied nunmehr oberflächenbündig angeordnet ist . Die Einleitung der Spannkraft erfolgt unter Ausnutzung der Andrückkraft der Ankerklammer, so dass der zwischen der Ankerklammer und dem Ende des Zugglieds angeordnete temporäre Spannanker entfernt werden kann.
Damit entfällt die Notwendigkeit, eine am Tragwerk verbleibende Grundplatte vorzusehen und eine Aussparung zum Versenken dieser Grundplatte herzustellen. Damit werden dem Verfahren auch neue Anwendungsgebiete erschlossen, bei denen von Hause aus Aussparungen für die Grundplatte und den Spannweg nicht möglich sind, so dass sogar eine Übertragung des Verfahrens auf Stahltragwerke oder Holztragwerke ermöglicht wird.
Ein weiterer besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen
Verfahrens besteht darin, dass es auch bei gevouteten Tragwerken, insbesondere Betontragwerken einsetzbar ist, beispielsweise Fahrbahnplatten im Brückenbau, wobei die Spannkraft der Zugglieder unmittelbar am Rand der Voutung eingeleitet werden kann. Dies ist bei der herkömmlichen Art zum Anbringen von gespannten bandförmigen Zuggliedern an Betontragwerken nicht möglich. Zumindest an der Spannankerseite kann die Spannkraft nicht unmittelbar an der Voutung eingeleitet werden, weil die für die Spanneinrichtung erforderliche Aussparung zu weit in den
Voutenbereich hineingreifen und möglicherweise die Voutenbewehrung durchstoßen würde . In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass das Zugglied zwischen zwei an beiden Enden des Zugglieds befestigten temporären Spannankern in einem Abstand zur Oberfläche des Tragwerks gespannt wird und dass das Zugglied anschließend nahe an seinen beiden Enden mittels jeweils einer permanenten Ankerklammer auf die Oberfläche gedrückt wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens . Ausgehend von einer bekannten Vorrichtung (DE 198 49 605 AI) mit einem bandförmigen Zugglied, das an mindestens einem Ende mit einem temporären Spannanker verbunden ist, mit einer am temporären Spannanker während des Spannvorgangs angreifenden Spannvorrichtung und mit einer permanenten Verankerungseinrichtung, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass eine Grundplatte des temporären Spannankers zwischen dem Zugglied und der Oberfläche des Tragwerks angeordnet ist und dass mindestens eine permanente Ankerklammer das Zugglied nahe dem temporären Spannanker übergreift und gegen die Oberfläche drückbar ist .
Im Vergleich zu der bekannten Vorrichtung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung wesentlich kostengünstiger, weil keine permanenten Spannplatten am Tragwerk verbleiben und weil hierfür keine Aussparungen in der Oberfläche vorgesehen werden müssen.
Das bandförmige Zugglied kann unmittelbar auf die Oberfläche gedrückt werden. In Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist es auch möglich, zwischen dem Zugglied und der Oberfläche des Tragwerks und/oder der Ankerklammer eine Kleberschicht anzuordnen, die nach dem Andrücken des Zugglieds auf die Oberfläche aushärtet.
Die Kleberschicht erhöht bzw. übernimmt die kraftübertragende Verbindung zwischen dem Zugglied und der Oberfläche bzw. der Ankerklammer.
Es ist auch möglich, im Bereich der Ankerklammer eine reibungserhöhende und/oder lastverteilende Zwischenschicht aufzukleben.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche .•
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen:
Fig. 1 in vereinfachter Darstellungsweise ein Betontragwerk mit einem im Abstand zur Betonoberfläche angeordneten vorgespannten Zugglied,
Fig. 2 einen Schnitt entsprechend der Fig. 1, nachdem das Zugglied mittels Ankerklammern gegen die Betonoberfläche gedrückt wurde,
Fig. 3 in einem Schnitt entsprechend den Fig. 1 und 2 die Anordnung des bandförmigen Zugglieds an der Betonoberfläche nach dem Entfernen der temporären Spannanker,
Fig. 4-6 in Darstellungen entsprechend den Fig. 1-3 die Verfahrensschritte bei Anwendung bei einem gevouteten Betontragwerk,
Fig. 7 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie VII-VII in Fig. 2,
Fig. 8 in einem Schnitt entsprechend der Fig. 3 eine Ausführung mit einer zwischen dem Zugglied und der Betonoberfläche angeordneten Kleberschicht,
Fig. 9 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie IX-IX in Fig. 8 und
Fig. 10-12 abgewandelte Ausführungsformen in Schnitten entsprechend der Fig. 9.
Ein bandförmiges Zugglied 1 (Fig. 1) ist zur Anbringung an einer Betonoberfläche 2 eines Betontragwerks 3 zur Erhöhung der aktuellen Tragfähigkeit vorgesehen. Hierzu wird das zunächst in einem Abstand a zu der Betonoberfläche 2 des Betontragwerks 3 angeordnete Zugglied 1 an seinen beiden Enden jeweils an einem temporären Spannanker 4 befestigt, wobei eine untere Spannplatte 5 des temporären Spannankers, deren Dicke gleich dem Abstand a ist, zwischen der Unterseite des Zuggliedes 1 und der Betonoberfläche 2 zu liegen kommt. Sodann wird durch gegenseitiges Spannen der temporären Spannanker 4 die erforderliche Vorspannkraft auf das Zugglied 1 aufgebracht. Vorzugsweise wird hierbei einer der beiden temporären Spannanker 4 am Betontragwerk 3 festgelegt, während der andere temporäre Spannanker 4 mittels einer Spannvorrichtung (nicht dargestellt) , wie sie beispielsweise aus der DE 198 49 605 AI bekannt ist, im erforderlichen Maße vorgespannt wird.
Sodann wird in geringem Abstand vor jedem der beiden temporären Spannanker 4 jeweils eine Ankerklammer 6 angebracht, die - weil sie später am Betontragwerk 3 verbleibt - in diesem Zusammenhang als permanente Ankerklammer 6 bezeichnet wird. Die permanente Ankerklammer 6 (Fig. 7) wird mittels beidseitig des Zuggliedes 1 im Betontragwerk 3 eingelassenen Schraubbolzen 7 und Spannmuttern 8 so auf das Zugglied 1 gedrückt, dass dieses Zugglied 1 gegen die Betonoberfläche, 2 gedrückt wird. Die dabei ausgeübte Anpresskraft bewirkt eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem vorgespannten, oberflächenbündig angeordneten Zugglied 1 und der Betonoberfläche 2.
Sodann werden die beiden temporären Spannanker nach dem Andrücken des Zuggliedes 1 auf die Betonoberfläche 2 entfernt (Fig. 3) .
In den Fig. 4-6, die den Fig. 1-3 entsprechen, ist dargestellt, dass die beschriebenen Verfahrensschritte zur Anbringung des Zuggliedes 1 an einem Betontragwerk 3 auch durchgeführt werden können, wenn die Betonoberfläche 2' an den beiden Enden des Betontragwerks 3 jeweils eine Voutung 2'a aufweist, d.h. einen gegenüber dem ebenen Mittelbereich der Betonoberfläche 2' ansteigenden Bereich. Die beiden temporären Spannanker 4 befinden sich hierbei im Bereich der Voutung 2'a, ohne dass auch hier eine Aussparung im Oberflächenbereich des Betontragwerks 3 erforderlich wäre.
In der schon vorher beschriebenen Weise wird das Zugglied 1 durch die permanenten Ankerklammern 6 an die Betonoberfläche 2' angedrückt (Fig. 5). Daraufhin werden die temporären Spannanker 4 entfernt (Fig. 6) .
Bei beiden beschriebenen Ausführungsformen wird beim Entfernen der temporären Spannanker 4 die Umlenkkraft, die beim Andrücken der Ankerklammern 6 einerseits an der Verankerung der Ankerklammer 6 und andererseits an der Spannplatte 5 des temporären Spannankers 4 entsteht, in einen Anpressdruck zwischen der Ankerklammer 6 und dem Betontragwerk 3 umverteilt. Dadurch wird das Zugglied 1 zwischen der Betonoberfläche 2 bzw. 2' und der Ankerklammer 6 eingeklemmt.
Wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, kann zwischen dem Zugglied 1 und der Betonoberfläche 2 eine Kleberschicht 9 angeordnet werden, die nach dem Andrücken des Zuggliedes 1 auf die Betonoberfläche 2 aushärtet .
In Fig. 10 ist gezeigt, dass zusätzlich auch zwischen dem Zugglied 1 und der Ankerklammer 6 eine KleberSchicht 10 angeordnet sein kann, die nach dem Andrücken des Zuggliedes 1 auf die Betonoberfläche 2 aushärtet. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 ist im Bereich der Ankerklammer 7 auf dem Zugglied 1 mittels der Kleberschicht 10 eine reibungserhöhende und/oder lastverteilende Zwischenschicht 11 aufgeklebt, beispielsweise aus Stahl.
Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Ankerklammer 6 auf ihrer Oberseite eine Versteifungsrippe 12 aufweist, die dazu dient, einen gleichmäßigen Klemmdruck zu erzeugen. Stattdessen oder zusätzlich kann auf der Ankerklammer 6 auch eine federartige Lastverteilungsplatte angeordnet sein.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Anbringen von gespannten bandförmigen Zuggliedern an Tragwerken, insbesondere Betontragwerken, wobei das Zugglied an mindestens einem Ende mittels einer Spannvorrichtung über einen am Zugglied befestigten temporären Spannanker gespannt und anschließend mittels einer permanenten Verankerungseinrichtung am Tragwerk verankert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugglied (1) über den temporären Spannanker (4) in einem Abstand (a) zu der Oberfläche (2) des Tragwerks (3) gespannt wird und dass das Zugglied (1) anschließend mittels mindestens einer permanenten Ankerklammer (6) auf die Oberfläche (2) gedrückt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugglied (1) zwischen zwei an beiden Enden des Zuggliedes (1) befestigten temporären Spannankern (4) in einem Abstand (a) zur Oberfläche (2) gespannt wird und dass das Zugglied (1) anschließend nahe seinen beiden Enden mittels jeweils einer permanenten Ankerklammer (6) auf die Oberfläche (2) gedrückt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der temporäre Spannanker (4) bzw. die beiden temporären Spannanker (4) nach dem Andrücken des Zuggliedes (1) auf die Oberfläche (2) entfernt wird bzw. werden.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-3 mit einem bandförmigen Zugglied (1) , das an mindestens einem Ende mit einem temporären Spannanker (4) verbunden ist, mit einer am temporären Spannanker (4) während des Spannvorgangs angreifenden Spannvorrichtung und mit einer permanenten Verankerungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spannplatte (5) des temporären Spannankers (4) zwischen dem Zugglied (1) und der Oberfläche (2) des Tragwerks angeordnet ist und dass mindestens eine permanente Ankerklammer (6) das Zugglied (1) nahe dem temporären Spannanker (4) übergreift und gegen die Oberfläche (2) drückbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zugglied (1) und der Oberfläche (2) eine Kleberschicht (9) angeordnet wird, die nach dem Andrücken des Zuggliedes (1) auf die Oberfläche (2) aushärtet .
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zugglied (1) und der Ankerklammer (6) eine Kleberschicht (10) angeordnet wird, die nach dem Andrücken des Zuggliedes (1) auf die Oberfläche (2) aushärtet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Zugglied (1) im Bereich der Ankerklammer (6) eine reibungserhöhende und/oder lastverteilende Zwischenschicht (11) aufgeklebt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet , dass die Ankerklammer (6) auf ihrer Oberseite mindestens eine Versteifungsrippe (12) aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Ankerklammer (6) federartige Lastverteilungsplatten angeordnet sind.
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