EP1753916A1 - Verankerungsanordnung, ankerstange und verfahren zur herstellung einer verankerungsanordnung - Google Patents

Verankerungsanordnung, ankerstange und verfahren zur herstellung einer verankerungsanordnung

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Publication number
EP1753916A1
EP1753916A1 EP05744810A EP05744810A EP1753916A1 EP 1753916 A1 EP1753916 A1 EP 1753916A1 EP 05744810 A EP05744810 A EP 05744810A EP 05744810 A EP05744810 A EP 05744810A EP 1753916 A1 EP1753916 A1 EP 1753916A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
anchor
anchor rod
anchoring
base
rod
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05744810A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen Grün
Robert Van Deuveren
Klaus Block
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fischerwerke GmbH and Co KG
Original Assignee
Fischerwerke Artur Fischer GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fischerwerke Artur Fischer GmbH and Co KG filed Critical Fischerwerke Artur Fischer GmbH and Co KG
Publication of EP1753916A1 publication Critical patent/EP1753916A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B1/00—Ballastway; Other means for supporting the sleepers or the track; Drainage of the ballastway
    • E01B1/002—Ballastless track, e.g. concrete slab trackway, or with asphalt layers
    • E01B1/007—Ballastless track, e.g. concrete slab trackway, or with asphalt layers with interlocking means to withstand horizontal forces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B13/00—Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose
    • F16B13/14—Non-metallic plugs or sleeves; Use of liquid, loose solid or kneadable material therefor
    • F16B13/141—Fixing plugs in holes by the use of settable material

Definitions

  • Anchoring arrangement Anchoring arrangement, anchor rod and method for producing an anchoring arrangement
  • the invention relates to an anchoring arrangement with at least two anchor rods, which are anchored by means of a mortar in an anchor base, with the features of
  • Anchoring arrangement suitable anchor rods with the features of the preambles of claims 3 or 7 and a method for producing the
  • Anchoring arrangement with the features of the preamble of claim 9.
  • the invention is in particular for anchoring or fastening a track body to be subsequently concreted or concreted on an existing concrete base layer
  • Invention are intended, for. B. also (one- or multi-component) synthetic resin mortar and synthetic resin adhesive and other, suitable for anchoring an anchor rod in an anchor base curing compositions.
  • an anchor rod for anchoring by means of a synthetic resin adhesive is known.
  • the known anchor rod has an anchoring section with a number of expansion bodies arranged axially one behind the other in the form of
  • Expanding cones For anchoring, a hole is drilled in an anchor base, the synthetic resin adhesive is filled in and the anchor rod with its anchoring section is inserted into the borehole. The synthetic resin adhesive is distributed in a casing space surrounding the anchoring section of the anchor rod and holds the anchor rod anchored in the anchor base after hardening.
  • the known anchor rod protrudes from the anchor base and has a thread as a fastening device at its end projecting from the anchor base.
  • Fastening device there are also other options such as an eyelet, a hole, a hook or a head and the like. More.
  • the invention has for its object to propose an anchoring arrangement of the type described above, the tensile and compressive stresses in an anchor base and in an attached object due to different strains and a resulting transverse stress on the anchor rods used.
  • Another object of the invention are anchor rods suitable for the anchoring arrangement and a method for producing the anchoring arrangement.
  • the anchoring arrangement according to the invention uses two different anchor rods. It has an anchor rod, also referred to below as a fixed anchor, which holds the object immovably on the anchor base. All other anchor rods, also referred to below as loose anchors, hold the object displaceably on the anchor base. Expansion compensation is thereby possible, mechanical stresses due to different expansions of the anchor base and the object attached to it and the resulting stresses are at least reduced, ideally even negligibly small.
  • the fixed anchor holds the object in a defined position on the anchor base and together the anchor rods prevent the object from lifting off from the anchor base, for example by arching in the edge or in the central region.
  • the invention has the advantage of tolerance compensation, it is inexpensive and can be produced with little effort, it is maintenance-free per se and does not need to be checked per se, and it can also be produced retrospectively, for example when repairs to existing anchorages or fastenings become.
  • the anchoring arrangement according to the invention is preferably intended for track construction, i.e. for anchoring or fastening a track body to be subsequently concreted on an existing concrete base layer (anchor base) or also individual concrete or other sleepers on the concrete base layer.
  • claim 3 provides an anchor rod with a deformable covering in a region between the anchoring section and the fastening device.
  • the deformable covering is located in the area of a separating surface between the anchor base and the attached object.
  • the anchor rod leaves one
  • the deformable covering enables the object to be fastened to be cast without having to create a free space surrounding the anchor rod.
  • the covering of the anchor rod consists of an elastically and / or plastically deformable plastic.
  • An embodiment of the invention provides a
  • Cladding that offers a high resistance to rapid deformation, whereas they have little or at least lower resistance at slower
  • Transverse displacement is low with long exposure. For example. In track construction, this has the advantage that the loose anchor almost overlaps the forces when crossing a train
  • Strains is low.
  • One embodiment of the invention provides that the sheathing encloses the anchor rod of the loose anchor with a space.
  • the intermediate space ensures a transverse mobility of the anchor rod so that the anchor rod of the loose anchor can fulfill its function of holding the object to be fastened displaceably on the anchor base.
  • the space ensures the transverse mobility even when the
  • Anchoring rod is cast with a hardening mass such as concrete, which forms the object to be fastened. Formwork or the like is not necessary.
  • a further development of the invention provides spacers on the inside of the casing, which center the casing on the anchor rod.
  • the spacers can be knobs encircling beads or the like. An exact centering is not important here, but a space around the anchor rod, even if the width of the space changes over the circumference.
  • the spacers ensure transverse mobility in all directions of the anchor rod.
  • claim 7 provides an anchor rod with a rigid sleeve in the area between the anchoring section and the fastening device of the anchor rod.
  • stiff is meant in particular a sleeve with high resistance to deformation and high shear strength. The sleeve penetrates the interface between the anchor base and the attached object, it takes
  • the sleeve has the advantage that the same anchor rods can be used for the fixed anchor and the loose anchor (s), the fixed anchor having the rigid sleeve and the loose anchor having the deformable covering.
  • the rigid sleeve can increase the shear strength and shear strength of the fixed anchor.
  • the anchor rod of the fixed and / or the loose anchor (s) has one or more expansion bodies arranged axially one behind the other.
  • the expansion bodies expand in the direction of the fastening device
  • Anchor rod away they can have, for example, a wedge, pyramid or cone shape. They spread out the surrounding mortar used for anchoring when, when the hole in which the anchor rod is anchored, the anchor rod loosens and moves axially.
  • the manufacturing method according to the invention with the features of claim 9 provides that a fixed and one or more loose anchors are anchored at a distance from one another in an anchor base.
  • the anchor rods protrude from the anchor base, the fastening devices of the anchor rods are outside the anchor base.
  • Protective caps are placed on the fastening devices and a hardening mass is applied to the anchor base, which forms the object to be fastened after hardening.
  • the hardening mass can be concrete, for example.
  • the hardening mass encloses the anchor rods, the protective caps protruding from the mass or at least being flush with it.
  • the protective caps form recesses in the hardening mass through which the
  • Fastening devices are accessible after removing the protective caps.
  • the method according to the invention provides that after the hardening mass has set, the protective caps are removed from the fastening devices of the anchor rods and the anchor rods are tensioned. This can be done, for example, by screwing and / or tightening a nut onto a thread forming the fastening device for the anchor rods.
  • the method according to the invention makes it possible to produce the object to be fastened in a simple manner by pouring or concreting onto the anchor base and applying a prestress to the anchor rods.
  • the pretensioning causes the anchor rods to be re-spread when the borehole is loosened.
  • the recesses can be poured out in the hardening mass.
  • Figure 1 shows an anchor rod (fixed anchor) according to the invention in axial section
  • FIG. 2 shows the anchor rod from FIG. 1 in the anchored state
  • Figure 3 shows a second anchor rod according to the invention (loose anchor) in axial section
  • FIG. 4 the anchor rod from FIG. 3 in the anchored state
  • FIGS. 5a-f successive anchoring steps for producing an anchoring arrangement according to the invention.
  • the anchor rod 10 according to the invention shown in FIG. 1 has a steel rod, for example made of structural steel or a higher or high-quality steel. It shows one
  • Anchoring section 12 with a number of axially successively arranged expansion bodies 14.
  • the expansion bodies 14 are conical, they taper in the direction of a screw thread 16 which is formed on an end of the anchor rod 10 remote from the anchoring section 12.
  • the screw thread 16 forms a fastening device for the anchor rod 10.
  • the anchor rod 10 has a rigid sleeve 18, for example also made of steel, which surrounds the anchor rod 10.
  • An inner diameter of the sleeve 18 is larger than a diameter of the anchor rod 10, an annular space between the anchor rod 10 and the
  • Sleeve 18 is poured out with a hardening mass, for example a shrink-free mortar 20, which holds sleeve 18 on anchor rod 10.
  • a hardening mass for example a shrink-free mortar 20, which holds sleeve 18 on anchor rod 10.
  • an elastic perforated disk 22 and a conical socket 24 are placed on the anchor rod 10 and a nut 26 is screwed onto the screw thread 16.
  • the conical socket 24 is a perforated disk with a conical countersinking of its perforated edge on a side facing the nut 26.
  • the nut 26 is a special nut with a spherical end-face surface on an end face facing the conical socket 24, which lies in the conical countersink of the conical socket 24. This creates a kind of ball joint, the one
  • Figure 2 shows the anchoring of the anchor rod 10 in an anchor base 28, which is a concrete base layer for a track body in the illustrated and described embodiment of the invention.
  • the anchor rod 10 is stepped Borehole 30 inserted in the anchor base 28, spaces between the anchor rod 10 or its rigid sleeve 18 and the borehole 30 are filled with a composite mortar.
  • the composite mortar anchors the anchor rod 10 in the borehole 30.
  • the expansion bodies 14 in the anchoring section 12 of the anchor rod 10 cause the anchoring to be re-spread when a borehole is widened, for example as a result of
  • the anchor rod 10 and the rigid sleeve 18 surrounding it protrude from the anchor base 28, i.e. the anchor rod 10 and the rigid sleeve 18 penetrate a separating surface 32 between the anchor base 28 and an object 34 to be fastened to the anchor base 28.
  • the object to be fastened becomes
  • the anchor rod 10 with the rigid sleeve 18 can therefore also be referred to as a fixed anchor.
  • the anchor rod 10 according to the invention shown in FIGS. 3 and 4 has, instead of a rigid sleeve, a deformable covering 36 in the area between the anchoring section 12 and the screw thread 16.
  • the deformable sheath 36 consists, for example, of a plastic and in particular of a material which has a high resistance to deformation at a high rate of deformation and a lower or lower resistance to deformation at a low rate of deformation.
  • a suitable material is PTP (polyterephthalate, which is commercially available, for example, under the brand name Ultradur KR 4071).
  • the envelope has a larger inner diameter than corresponds to a diameter of the anchor rod 10, there is a space around the anchor rod 10 between the anchor rod 10 and the envelope 36.
  • Inward, circumferential beads or thickenings of the envelope 36 form spacers 37, which Center the anchor rod 10 in the casing 36 or in any case space between the anchor rod 10 and the casing 36 over the entire circumference of the
  • the intermediate space ensures a transverse mobility of the anchor rod 10 even in the anchored state. Even if the anchor is encapsulated with a hardening mass such as concrete, the transverse mobility of the anchor rod 10 is ensured after the mass has hardened. It can thereby function as
  • FIG. 4 The anchorage of the anchor rod 10 shown in FIG. 3 is shown in FIG. 4, it is carried out in the same way as described above for FIG. essential
  • Object 34 may be arranged to reduce a frictional force between the object 34 and the anchor base 28.
  • the deformable covering 36 enables the fastened object 34 to be displaced with respect to the anchor base 28
  • Anchor rod 10 from Figures 3 and 4 can therefore also be referred to as a loose anchor.
  • the anchor rod deforms as in FIG.
  • Anchor base (concrete base layer) 28 explained.
  • the track body 34 forms the object to be fastened.
  • the track body 34 is fixed in the middle with a fixed anchor, as shown in Figures 1 and 2, and in its edge areas with a loose anchor, as shown in Figures 3 and 4, attached to the anchor base 28.
  • Figure 5a-f shows the anchoring of the fixed anchor in the middle of the track body 34, the anchoring of the loose anchors takes place in the same way.
  • the stepped bore 30 is drilled in the anchor base 28 (FIG. 5a).
  • An unstaged hole is drilled for the loose anchors.
  • the composite mortar is injected into the borehole 30 and the anchor is introduced into the borehole 30 (FIG. 5b).
  • anchor either the fixed anchor, i.e. the
  • Anchor rod 10 with the rigid sleeve 18, or the loose anchor, d. H. the anchor rod 10 is meant with the deformable covering 36.
  • the amount of mortar injected is dimensioned such that the mortar fills the space between the anchor and the borehole 30.
  • the anchor projects from the anchor base 28 by about half its length.
  • a protective cap 40 is placed on the screw thread 16 and the nut 26
  • the protective cap 40 is removed, as a result of which the nut 26 is accessible.
  • the nut 26 is tightened and the anchor rod 10 is thereby biased.
  • a recess in the track body 34 formed by the protective cap 40 can be poured out with a hardening mass, for example a low-shrinkage mortar 42. This secures the nut 26 against loosening and prevents the ingress of water.
  • the fixed anchor in the middle of the track body 34 fixes the track body 34 on the anchor base 28, the loose anchors, not shown in FIG. 5, arranged laterally at a distance from the fixed anchor, allow a displacement between the track body 34 and anchor base 28 and thereby enable expansion compensation.
  • the deformable casing 36 has a high deformation resistance at a high deformation speed, the loose anchors act like the fixed anchor when subjected to a short load, for example when driving over a train, and fix the track body 34 against displacement on the anchor base.
  • a slow displacement of the track body 34 on the anchor base 28, for example by different Thermal expansion is possible with little or at least less force.
  • the anchor rod 10 of the loose anchor is subjected to only a slight transverse force and is not subjected to shear stress, at least as long as the displacement of the track body 34 relative to the anchor base 28 is not greater than a wall thickness of the covering 36 and the space between the anchor rod 10 and the covering 36 ,
  • the rigid sleeve 18 of the fixed anchor holds the anchor rod 10 free of transverse force.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verankerungsanordnung zum Verankern bspw. eines betonierten Gleiskörpers (34) auf einer Betontragschicht (28). Die Erfindung schlägt vor, den Gleiskörper (34) mit einem Festanker und mit einem oder mehreren Losankern zu verankern, um unterschiedliche Dehnungen auszugleichen. Der Losanker weist eine Ankerstange (10) auf, die mit einem Mörtel in einem Loch (30) im Ankergrund (28) verankert wird. Die Ankerstange (10) weist eine verformbare Umhüllung (36) auf,' die eine Verschiebung des Gleiskörpers (34) auf dem Ankergrund (28) ermöglicht.

Description

Beschreibung
Verankerungsanordnung, Ankerstange und Verfahren zur Herstellung einer Verankerungsanordnung
Die Erfindung betrifft eine Verankerungsanordnung mit mindestens zwei Ankerstangen, die mittels eines Mörtels in einem Ankergrund verankert sind, mit den Merkmalen des
Oberbegriffs des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung für die
Verankerungsanordnung geeignete Ankerstangen mit den Merkmalen der Oberbegriffe der Ansprüche 3 oder 7 sowie ein Verfahren zur Herstellung der
Verankerungsanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 9. Die Erfindung ist insbesondere zur Verankerung bzw. Befestigung eines nachträglich zu betonierenden oder betonierten Gleiskörpers auf einer bestehenden Betontragschicht
(Ankergrund) vorgesehen, auch wenn sie nicht auf diesen Anwendungsfall beschränkt sein soll. Der Begriff Mörtel soll nicht eng ausgelegt werden, unter Mörtel im Sinne der
Erfindung sollen z. B. auch (Ein- oder Mehrkomponenten) Kunstharzmörtel und Kunstharzkleber und sonstige, zur Verankerung einer Ankerstange in einem Ankergrund geeignete aushärtende Massen verstanden werden.
Aus der DE 37 08 764 A1 ist eine Ankerstange zur Verankerung mittels eines Kunstharzklebers bekannt. Die bekannte Ankerstange weist einen Verankerungs- abschnitt mit einer Anzahl axial hintereinander angeordneter Spreizkörper in Form von
Spreizkonen auf. Zur Verankerung wird ein Loch in einen Ankergrund gebohrt, der Kunstharzkleber eingefüllt und die Ankerstange mit ihrem Verankerungsabschnitt in das Bohrloch eingebracht. Der Kunstharzkleber verteilt sich in einem den Verankerungsabschnitt der Ankerstange umgebenden Mantelraum im Bohrloch und hält die Ankerstange nach dem Aushärten im Ankergrund verankert. Bei einer
Bohrlochaufweitung infolge einer Rissbildung bewirken die Spreizkörper aufgrund Ihrer Konusform ein Nachspreizen des ausgehärteten Kunstharzklebers, d.h. wenn sich die Verankerung infolge der Bohrlochaufweitung lockert und die Ankerstange infolge dessen axial in Richtung aus dem Bohrloch heraus bewegt weiten die Spreizkörper der Ankerstange den Kunstharzmörtel auf, so dass die Ankerstange mit im Wesentlichen unveränderter Verankerungskraft im Bohrloch verankert bleibt.
Die bekannte Ankerstange steht aus dem Ankergrund vor und weist ein Gewinde als Befestigungseinrichtung an Ihrem aus dem Ankergrund vorstehenden Ende auf. Als
Befestigungseinrichtung bestehen auch andere Möglichkeiten wie bspw. eine Öse, ein Loch, ein Haken oder ein Kopf und dgl. mehr.
Bei einer Befestigung eines Gegenstandes an einem Ankergrund mit mehreren der bekannten Ankerstangen kommt es zu Zug- und Druckspannungen im Ankergrund und im befestigten Gegenstand, sofern sich diese bspw. bei Temperaturänderung unterschiedlich stark dehnen. Die Zug- und Druckspannungen beanspruchen die Ankerstangen quer auf Scherung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verankerungsanordnung der vorstehend erläuterten Art vorzuschlagen, die Zug- und Druckspannungen in einem Ankergrund und in einem daran befestigten Gegenstand aufgrund unterschiedlicher Dehnungen und eine daraus resultierende Querbeanspruchung der verwendeten Ankerstangen verringert. Weitere Aufgabe der Erfindung sind für die Verankerungsanordnung geeignete Ankerstangen sowie ein Verfahren zur Herstellung der Verankerungsanordnung.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 und im Weiteren der Ansprüche 3, 7 und 9 gelöst. Die erfindungsgemäße Verankerungsanordnung verwendet zwei unterschiedliche Ankerstangen. Sie weist eine nachfolgend auch als Festanker bezeichnete Ankerstange auf, die den Gegenstand unbeweglich am Ankergrund hält. Alle weiteren, nachfolgend auch als Losanker bezeichneten Ankerstangen halten den Gegenstand verschieblich am Ankergrund. Dadurch ist ein Dehnungsausgleich möglich, mechanische Spannungen aufgrund unterschiedlicher Dehnungen des Ankergrunds und des an ihm befestigten Gegenstands und daraus resultierende Beanspruchungen werden zumindest vermindert, im Idealfall sogar vernachlässigbar klein. Dabei hält der Festanker den Gegenstand in definierter Position am Ankergrund und gemeinsam verhindern die Ankerstangen, dass sich der Gegenstand bspw. durch Wölben im Rand- oder im Mittelbereich vom Ankergrund abhebt. Außer dem bereits genannten Vorteil des Dehnungsausgleichs hat die Erfindung den Vorteil eines Toleranzausgleichs, sie ist kostengünstig und mit geringem Aufwand herstellbar, sie ist an sich wartungsfrei und braucht an sich nicht kontrolliert werden, auch kann sie nachträglich bspw. bei Reparaturen vorhandener Verankerungen oder Befestigungen hergestellt werden.
Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Verankerungsanordnung für den Gleisbau vorgesehen, d.h. zur Verankerung bzw. Befestigung eines auf eine bestehende Betontragschicht (Ankergrund) nachträglich zu betonierenden Gleiskörpers oder auch einzelner Beton- oder sonstiger Schwellen auf der Betontragschicht.
Als Losanker sieht Anspruch 3 eine Ankerstange mit einer verformbaren Umhüllung in einem Bereich zwischen dem Verankerungsabschnitt und der Befestigungseinrichtung vor. Die verformbare Umhüllung befindet sich im Bereich einer Trennfläche zwischen dem Ankergrund und dem befestigten Gegenstand. Die Ankerstange lässt eine
Verschiebung des befestigten Gegenstands gegenüber dem Ankergrund zu, wenn unterschiedliche Dehnungen des Gegenstands und des Ankergrundes so groß sind, dass sie eine Reibungskraft zwischen dem Gegenstand und dem Ankergrund überwinden. Eine Querbeanspruchung der Ankerstange ist dabei gering, eine Scherung durch schafkantige Lochränder am Gegenstand und am Ankergrund wird vermieden.
Des Weiteren ermöglicht die verformbare Umhüllung ein Gießen des zu befestigenden Gegenstands ohne einen die Ankerstange umgebenden Freiraum schaffen zu müssen.
Insbesondere besteht die Umhüllung der Ankerstange aus einem elastisch und/oder plastisch verformbaren Kunststoff. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht eine
Umhüllung vor, die einer schnellen Verformung einen hohen Widerstand entgegensetzt, wogegen sie nur einen geringen oder jedenfalls niedrigeren Widerstand bei langsamer
Verformung aufweist. Geeignet ist bspw. PTP (Polyterephthalat bspw. mit der
Markenbezeichnung Ultradur KR 4071). Dadurch wirkt der Losanker bei einer kurzen Beanspruchung nahezu wie ein Festanker wogegen sein Widerstand gegen
Querverschiebung bei langer Beanspruchung gering ist. Bspw. beim Gleisbau hat dies den Vorteil, dass der Losanker beim Überfahren eines Zugs Querkräfte nahezu wie der
Festanker aufnimmt wogegen der Widerstand gegen Temperatur- und sonstige
Dehnungen gering ist. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Umhüllung die Ankerstange des Losankers mit einem Zwischenraum umschließt. Der Zwischenraum stellt eine Querbeweglichkeit der Ankerstange sicher, damit die Ankerstange des Losankers ihre Funktion erfüllen kann, den zu befestigenden Gegenstand verschieblich am Ankergrund zu halten. Der Zwischenraum stellt die Querbeweglichkeit auch dann sicher, wenn die
Ankerstange mit einer aushärtenden Masse wie Beton umgössen wird, die den zu befestigenden Gegenstand bildet. Eine Schalung oder dgl. ist nicht notwendig.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht Abstandshalter innen an der Umhüllung vor, die die Umhüllung auf der Ankerstange zentrieren. Die Abstandshalter können Noppen umlaufende Wulste oder dgl. sein. Dabei ist nicht eine genaue Zentrierung wichtig sondern ein Zwischenraum rings um die Ankerstange, auch wenn sich eine Breite des Zwischenraums über den Umfang ändert. Die Abstandshalter stellen die Querbeweglichkeit in allen Richtungen der Ankerstange sicher.
Für den Festanker sieht Anspruch 7 eine Ankerstange mit einer steifen Hülse in dem Bereich zwischen dem Verankerungsabschnitt und der Befestigungseinrichtung der Ankerstange vor. Mit steif ist insbesondere eine Hülse mit hohem Verformungswiderstand und hoher Scherfestigkeit gemeint. Die Hülse durchsetzt die Trennfläche zwischen dem Ankergrund und dem befestigten Gegenstand, sie nimmt
Querkräfte auf und verhindert dadurch eine Verschiebung des Gegenstands gegenüber dem Ankergrund an der Stelle des Festankers. Die Hülse hat den Vorteil, dass gleiche Ankerstangen für den Fest- und den/die Losanker verwendet werden können, wobei der Festanker die steife Hülse und der Losanker die verformbare Umhüllung aufweist. Zudem kann die steife Hülse eine Querkraft- und Scherfestigkeit des Festankers erhöhen.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist die Ankerstange des Fest- und/oder des/der Losanker einen oder mehrerer axial hintereinander angeordnete Spreizkörper auf. Die Spreizkörper erweitern sich in Richtung von der Befestigungseinrichtung der
Ankerstange weg, sie können bspw. eine Keil-, Pyramiden- oder Kegelform aufweisen. Sie spreizen den sie umgebenden, zur Verankerung verwendeten Mörtel nach, wenn sich bei einer Aufweitung des Lochs, in dem die Ankerstange verankert ist, die Ankerstange lockert und axial bewegt. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 sieht vor, dass ein Fest- und ein oder mehrere Losanker mit Abstand voneinander in einem Ankergrund verankert werden. Dabei stehen die Ankerstangen aus dem Ankergrund vor, die Befestigungseinrichtungen der Ankerstangen befinden sich außerhalb des Ankergrunds. Auf die Befestigungseinrichtungen werden Schutzkappen aufgesetzt und es wird eine aushärtende Masse auf den Ankergrund aufgebracht, die nach dem Aushärten den zu befestigenden Gegenstand bildet. Die aushärtende Masse kann bspw. Beton sein. Die aushärtende Masse umschließt die Ankerstangen, wobei die Schutzkappen aus der Masse vorstehen oder zumindest mit ihr bündig sind. Die Schutzkappen formen Ausnehmungen in die aushärtende Masse, durch die die
Befestigungseinrichtungen nach Abnehmen der Schutzkappen zugänglich sind.
In einer Weiterbildung sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass nach Abbinden der aushärtenden Masse die Schutzkappen von den Befestigungseinrichtungen der Ankerstangen abgenommen und die Ankerstangen gespannt werden. Dies kann bspw. durch Aufdrehen und/oder Festziehen einer Mutter auf ein die Befestigungseinrichtung der Ankerstangen bildendes Gewinde erfolgen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist in einfacher Weise die Herstellung des zu befestigenden Gegenstandes durch Gießen bzw. Betonieren auf den Ankergrund und das Aufbringen einer Vorspannung an den Ankerstangen möglich. Außer einer reibschlüssigen Verbindung des Gegenstands mit dem Ankergrund in der Ebene der Trennfläche zwischen dem Gegenstand und dem Ankergrund bewirkt die Vorspannung das Nachspreizen der Ankerstangen bei einer Lockerung infolge einer Bohrlocherweiterung.
Zum Schutz gegen das Eindringen von Nässe und als Sicherung gegen Lockern bspw. einer auf die Ankerstange aufgedrehten Mutter können die Ausnehmungen in der aushärtenden Masse ausgegossen werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Ankerstange (Festanker) im Achsschnitt;
Figur 2 die Ankerstange aus Figur 1 in verankertem Zustand; Figur 3 eine zweite erfindungsgemäße Ankerstange (Losanker) im Achsschnitt;
Figur 4 die Ankerstange aus Figur 3 in verankertem Zustand; und
Figuren 5a-f aufeinanderfolgende Verankerungsschritte zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verankerungsanordnung.
Die in Figur 1 dargestellte, erfindungsgemäße Ankerstange 10 weist einen Stahlstab bspw. aus Baustahl oder einem höher- oder hochwertigen Stahl auf. Sie weist einen
Verankerungsabschnitt 12 mit einer Anzahl axial aufeinanderfolgend angeordneter Spreizkörper 14 auf. Die Spreizkörper 14 sind konisch, sie verjüngen sich in Richtung eines Schraubengewindes 16, das an einem dem Verankerungsabschnitt 12 fernen Ende der Ankerstange 10 ausgebildet ist. Das Schraubengewinde 16 bildet eine Befestigungseinrichtung der Ankerstange 10.
In einem Bereich zwischen dem Verankerungsabschnitt 12 und dem Schraubengewinde 16 weist die Ankerstange 10 eine steife Hülse 18 bspw. ebenfalls aus Stahl auf, die die Ankerstange 10 umgibt. Ein Innendurchmesser der Hülse 18 ist größer als ein Durchmesser der Ankerstange 10, ein Ringraum zwischen der Ankerstange 10 und der
Hülse 18 ist mit einer aushärtenden Masse, bspw. einem schrumpffreien Mörtel 20 ausgegossen, die die Hülse 18 auf der Ankerstange 10 hält.
Auf der Seite des Schraubengewindes 16 ist eine elastische Lochscheibe 22 und auf diese eine Kegelpfanne 24 auf die Ankerstange 10 aufgesetzt und eine Mutter 26 auf das Schraubengewinde 16 aufgedreht. Die Kegelpfanne 24 ist eine Lochscheibe mit einer konischen Ansenkung ihres Lochrands auf einer der Mutter 26 zugewandten Seite. Die Mutter 26 ist eine Spezialmutter mit einer kalottenförmigen Stirnringfläche auf einer der Kegelpfanne 24 zugewandten Stirnseite, die in der konischen Ansenkung der Kegelpfanne 24 einliegt. Dadurch ergibt sich eine Art Kugelgelenk, das eine
Schrägstellung zwischen der Kegelpfanne 24 und der Mutter 26 ausgleicht.
Figur 2 zeigt die Verankerung der Ankerstange 10 in einem Ankergrund 28, der im dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Betontragschicht für einen Gleiskörper ist. Die Ankerstange 10 ist in ein gestuftes Bohrloch 30 im Ankergrund 28 eingesetzt, Zwischenräume zwischen der Ankerstange 10 bzw. deren steifer Hülse 18 und dem Bohrloch 30 sind mit einem Verbundmörtel verfüllt. Der Verbundmörtel verankert die Ankerstange 10 im Bohrloch 30. Die Spreizkörper 14 im Verankerungsabschnitt 12 der Ankerstange 10 bewirken ein Nachspreizen der Verankerung bei einer Bohrlocherweiterung bspw. infolge einer
Rissbildung: lockert sich die Verankerung infolge einer Bohrlocherweiterung, dann bewirkt eine Axialverschiebung der Ankerstange 10 bspw. aufgrund ihrer Vorspannung über die Spreizkörper 14 ein Aufweiten, d.h. Nachspreizen des den Verankerungsabschnitt 12 umgebenden Verbundmörtels, die Ankerstange 10 bleibt mit im Wesentlichen unveränderter Verankerungskraft im Bohrloch 30 verankert.
Die Ankerstange 10 und die sie umgebende steife Hülse 18 stehen aus dem Ankergrund 28 vor, d.h. die Ankerstange 10 und die steife Hülse 18 durchdringen eine Trennfläche 32 zwischen dem Ankergrund 28 und einem am Ankergrund 28 zu befestigenden Gegenstand 34. Durch Festziehen der Mutter 26 wird der zu befestigende Gegenstand
34 gegen den Ankergrund 28 gespannt, wobei die zwischen der Kegelpfanne 24 und der Hülse 18 befindliche elastische Lochscheibe 22 das Festspannen ermöglicht. Die in den Ankergrund 28 und in den zu befestigenden bzw. befestigten Gegenstand 34 eingreifende steife Hülse 18 verhindert eine Verschiebung des Gegenstands 34 gegenüber dem Ankergrund 28. Die Ankerstange 10 mit der steifen Hülse 18 kann deswegen auch als Festanker bezeichnet werden. Der in das Bohrloch 30 eingefüllte Verbundmörtel, der den Verankerungsabschnitt 12 und die steife Hülse 18 umschließt, fixiert die steife Hülse 18 gegen eine Querbewegung im Ankergrund 28.
Die in Figuren 3 und 4 dargestellte, erfindungsgemäße Ankerstange 10 weist anstelle einer steifen Hülse eine verformbare Umhüllung 36 in dem Bereich zwischen dem Verankerungsabschnitt 12 und dem Schraubengewinde 16 auf. Die verformbare Umhüllung 36 besteht bspw. aus einem Kunststoff und insbesondere aus einem Material, das bei hoher Verformungsgeschwindigkeit einen hohen und bei niedriger Verformungsgeschwindigkeit einen niedrigeren oder niedrigen Verformungswiderstand aufweist. Ein geeigneter Werkstoff ist PTP (Polyterephthalat, das bspw. unter der Markenbezeichnung Ultradur KR 4071 im Handel ist). Mit Ausnahme der elastischen Lochscheibe 22 und der elastischen Umhüllung 36 anstelle der steifen Hülse 18 ist die Ankerstange 10 in Figur 3 gleich wie die Ankerstange 10 in Figur 1 ausgebildet. Sie weist ebenso die konischen Spreizkörper 14 im Verankerungsabschnitt 12, das Schraubengewinde 16, die Sechskantmutter 26 mit der kalottenförmigen Stirnringfläche und die unter die Mutter 26 untergelegte und auf die Ankerstange 10 aufgesetzte Kegelpfanne 24 auf. Es wird insoweit auf die oben stehenden Aufführungen verwiesen.
Die Umhüllung weist einen größeren Innendurchmesser auf als es einem Durchmesser der Ankerstange 10 entspricht, es besteht ein Zwischenraum rings um die Ankerstange 10 zwischen der Ankerstange 10 und der Umhüllung 36. Nach innen stehende, umlaufende Wulste oder Verdickungen der Umhüllung 36 bilden Abstandshalter 37, die die Ankerstange 10 in der Umhüllung 36 zentrieren oder jedenfalls Zwischenraum zwischen der Ankerstange 10 und der Umhüllung 36 über den gesamten Umfang der
Ankerstange 10 sicherstellen, auch wenn sich eine Dicke des Zwischenraums über den Umfang ändert. Der Zwischenraum stellt eine Querbeweglichkeit der Ankerstange 10 auch in verankertem Zustand sicher. Auch wenn der Anker mit einer aushärtenden Masse wie bspw. Beton umgössen wird ist nach Aushärten der Masse die Querbeweglichkeit er Ankerstange 10 gewährleistet. Sie kann dadurch ihre Funktion als
Losanker erfüllen, der einen befestigten Gegenstand 34 verschiebbar mit einem Ankergrund 28 verhindert.
Die Verankerung der in Figur 3 dargestellten Ankerstange 10 ist in Figur 4 dargestellt, sie erfolgt in an sich gleicher Weise wie oben zu Figur 2 beschrieben. Wesentlicher
Unterschied ist, dass das Bohrloch 30 im Ankergrund 28 nicht gestuft ist. Außerdem kann eine Zwischenlage 38 zwischen dem Ankergrund 28 und dem befestigten
Gegenstand 34 angeordnet sein, um eine Reibungskraft zwischen dem Gegenstand 34 und dem Ankergrund 28 zu verringen. Die verformbare Unhüllung 36 ermöglicht eine Verschiebung des befestigten Gegenstands 34 gegenüber dem Ankergrund 28, die
Ankerstange 10 aus Figuren 3 und 4 kann deswegen auch als Losanker bezeichnet werden. Beim Verschieben des Gegenstands 34 verformt sich die Ankerstange wie in
Figur 4 übertrieben groß dargestellt. Eine Schrägstellung zwischen der Ankerstange 10 und der Kegelpfanne 24 wird durch die mit der Kegelpfanne 24 nach Art eines Kugelgelenks zusammenwirkende Mutter 26 ausgeglichen.
Die Herstellung einer erfindungsgemäßen Verankerungsanordnung wird nachfolgend anhand Figuren 5a-f anhand der Verankerung eines Gleiskörpers 34 auf einem
Ankergrund (Betontragschicht) 28 erläutert. Der Gleiskörper 34 bildet den zu befestigenden Gegenstand. Der Gleiskörper 34 wird in seiner Mitte mit einem Festanker, wie er in Figuren 1 und 2 dargestellt ist, und in seinen Randbereichen mit je einem Losanker, wie er in Figuren 3 und 4 dargestellt ist, am Ankergrund 28 befestigt. Figur 5a-f zeigt die Verankerung des Festankers in der Mitte des Gleiskörpers 34, die Verankerung der Losanker erfolgt in gleicher Weise.
Zuerst wird die Stufenbohrung 30 in den Ankergrund 28 gebohrt (Figur 5a). Für die Losanker wird ein ungestuftes Loch gebohrt. Nach einer Reinigung der Bohrlöcher 30, die für alle drei Anker mit einem Bohrautomaten gleichzeitig erstellt werden können, wird der Verbundmörtel in das Bohrloch 30 injiziert und der Anker wird in das Bohrloch 30 eingebracht (Figur 5b). Dabei ist mit Anker entweder der Festanker, d.h. die
Ankerstange 10 mit der steifen Hülse 18, oder der Losanker, d. h. die Ankerstange 10 mit der verformbaren Umhüllung 36 gemeint. Die injizierte Mörtelmenge ist so bemessen, dass der Mörtel den Zwischenraum zwischen Anker und Bohrloch 30 ausfüllt. Der Anker steht um etwa die Hälfte seiner Länge aus dem Ankergrund 28 vor. Auf das Schraubengewinde 16 und die Mutter 26 wird eine Schutzkappe 40 aufgesetzt
(Figur 5c) und anschließend der Gleiskörper 34 betoniert (Figur 5d). Die Schutzkappe 40 steht aus dem betonierten Gleiskörper 34 vor.
Nach dem Aushärten des den Gleiskörper 34 bildenden Betons und des die Ankerstange 10 im Ankergrund 28 verankerten Verbundmörtels wird die Schutzkappe 40 abgenommen, wodurch die Mutter 26 zugänglich wird. Die Mutter 26 wird festgezogen und die Ankerstange 10 dadurch vorgespannt. Nach dem Vorspannen kann eine durch die Schutzkappe 40 gebildete Ausnehmung im Gleiskörper 34 mit einer aushärtenden Masse, bspw. einem schwindarmen Mörtel 42 ausgegossen werden. Dadurch wird die Mutter 26 gegen Lockern gesichert und das Eindringen von Wasser verhindert.
Der Festanker in der Mitte des Gleiskörpers 34 fixiert den Gleiskörper 34 auf dem Ankergrund 28, die in Figur 5 nicht dargestellten, seitlich mit Abstand vom Festanker angeordneten Losanker lassen eine Verschiebung zwischen Gleiskörper 34 und Ankergrund 28 zu und ermöglichen dadurch einen Dehnungsausgleich. Da die verformbare Umhüllung 36 einen hohen Verformungswiderstand bei großer Verformungsgeschwindigkeit aufweist, wirken die Losanker bei kurzer Beanspruchung, bspw. beim Überfahren eines Zugs, wie der Festanker und fixieren den Gleiskörper 34 gegen Verschieben auf dem Ankergrund. Eine langsame Verschiebung des Gleiskörpers 34 auf dem Ankergrund 28 bspw. durch unterschiedliche Temperaturdehnungen ist mit geringer oder jedenfalls geringerer Kraft möglich. Die Ankerstange 10 des Losankers wird dabei mit einer nur geringen Querkraft beaufschlagt und nicht auf Scherung beansprucht, jedenfalls solange die Verschiebung des Gleiskörpers 34 gegenüber dem Ankergrund 28 nicht größer als eine Wanddicke der Umhüllung 36 und des Zwischenraums zwischen der Ankerstange 10 und der Umhüllung 36 ist. Die steife Hülse 18 des Festankers hält dessen Ankerstange 10 querkraftfrei.

Claims

Patentansprüche
1. Verankerungsanordnung mit mindestens zwei Ankerstangen, die mittels eines Mörtels oder dgl. mit Abstand voneinander in einem Ankergrund verankert sind und mit denen ein Gegenstand am Ankergrund befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ankerstange (10) (Festanker) den Gegenstand (34) unbeweglich am Ankergrund (28) hält und dass alle weiteren Ankerstangen (10) (Losanker) den Gegenstand (34) verschieblich am Ankergrund (28) halten.
2. Verankerungsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der am Ankergrund (28) befestigte Gegenstand eine Gleiskörper (34) ist.
3. Ankerstange zur Verankerung in einem Loch in einem Ankergrund mittels eines Mörtels oder dgl., wobei die Ankerstange (10) einen Verankerungsabschnitt (12) zur Verankerung in dem Ankergrund (28) und eine Befestigungseinrichtung (16) zur Befestigung eines Gegenstands (34) an der Ankerstange (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerstange (10) eine verformbare Umhüllung (36) in einem Bereich zwischen dem Verankerungsabschnitt (12) und der Befestigungseinrichtung (16) aufweist.
4. Ankerstange nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die verformbare Umhüllung (36) einen hohen Verformungswiderstand gegen schnelle Verformung und einen niedrigeren Verformungswiderstand gegen langsame Verformung aufweist.
5. Ankerstange nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (36) die Ankerstange (10) mit Zwischenraum umschließt.
6. Ankerstange nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (36) Abstandhalter (37) aufweist, die die Umhüllung (36) auf der Ankerstange (10) zentrieren.
7. Ankerstange zur Verankerung in einem Loch in einem Ankergrund mittels eines Mörtels oder dgl., wobei die Ankerstange (10) einen Verankerungsabschnitt (12) zur Verankerung in dem Ankergrund (28) und eine Befestigungseinrichtung (16) zur Befestigung eines Gegenstands (34) an der Ankerstange (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerstange (10) eine steife Hülse (18) in einem Bereich zwischen dem Verankerungsabschnitt (12) und der Befestigungseinrichtung (26) aufweist.
8. Ankerstange nach einem der Ansprüche 1 , 3 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerstange (10) mindestens einen sich von der Befestigungseinrichtung (16) weg aufweitenden Spreizkörper (14) aufweist.,
9. Verfahren zur Herstellung einer Verankerungsanordnung, wobei Ankerstangen, die eine Befestigungseinrichtung aufweisen, mit Abstand voneinander mittels Mörtels oder dgl. in einem Ankergrund (28) verankert werden, so dass sich die Befestigungseinrichtungen (16) außerhalb des Ankergrundes (28) befinden, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Befestigungseinrichtungen (16) der Ankerstangen (10) Schutzkappen (40) aufgesetzt werden, dass eine aushärtende Masse (34), die einen zu befestigenden Gegenstand bildet, auf den Ankergrund (28) aufgebracht wird, wobei die Masse (34) die aus dem Ankergrund (28) vorstehenden Ankerstangen (10) umschließt und wobei die Schutzkappen (40) aus der Masse (34) vorstehen oder zumindest mit ihr bündig sind.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die aushärtende Masse (34) ein Beton ist.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach Abbinden der aushärtenden Masse (34) die Schutzkappen (40) abgenommen und die Ankerstangen (10) gespannt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass von den Schutzkappen (40) hinteriassene Ausnehmungen in der aushärtenden Masse (34) ausgegossen werden.
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