EP2550404B1 - Vorrichtung für einen zumindest teilweise ausbaubaren anker und verfahren zum zumindest teilweisen ausbau eines ankers - Google Patents

Vorrichtung für einen zumindest teilweise ausbaubaren anker und verfahren zum zumindest teilweisen ausbau eines ankers Download PDF

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EP2550404B1
EP2550404B1 EP10711318.5A EP10711318A EP2550404B1 EP 2550404 B1 EP2550404 B1 EP 2550404B1 EP 10711318 A EP10711318 A EP 10711318A EP 2550404 B1 EP2550404 B1 EP 2550404B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
induction coil
tension member
anchor
carrier tube
tension members
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.)
Active
Application number
EP10711318.5A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP2550404A2 (de
Inventor
Hans Peter Von Allmen
Toni Baer
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.)
Stahlton AG
Original Assignee
Stahlton AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Stahlton AG filed Critical Stahlton AG
Priority to EP15192785.2A priority Critical patent/EP2998447B1/de
Publication of EP2550404A2 publication Critical patent/EP2550404A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2550404B1 publication Critical patent/EP2550404B1/de
Active legal-status Critical Current
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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/74—Means for anchoring structural elements or bulkheads
    • E02D5/76—Anchorings for bulkheads or sections thereof in as much as specially adapted therefor
    • E02D5/765—Anchorings for bulkheads or sections thereof in as much as specially adapted therefor removable

Definitions

  • the present invention relates to a device for an at least partially removable anchor and a method for at least partially removing an anchor.
  • Temporary prestressed anchors are often used to anchor the vertical walls of excavations.
  • Such prestressed anchors are composed for example of a bundle of parallel extending Siebendrähtiger prestressing steel strands, which serve as tension members.
  • the strands are fixed by means of clamping wedges in an anchor head.
  • the strands run individually or in a collective PE tube, without any bond with the foundation ground and freely stretchable via the so-called “free anchor length” L fr up to an anchoring body.
  • anchoring length L v the bare strands are connected in the anchoring body by means of injected cement mortar with the ground, in order to transmit the forces applied to the anchor head forces in the ground.
  • anchors without anchoring length L v so-called pressure tube anchors are used, in which the free anchor length L fr extends to the anchor end, from where the anchor force is introduced via a pressure member enclosing the draft tube in the ground.
  • conventional anchors have a breaking load of 400 to 2500 kN and a setting force of 240 to 1500 kN, which are offset in lateral and vertical distances of 2 to 4 m.
  • the anchors are composed according to the depth of the pit and the forces acting on the anchored structure forces typically from a free anchor length L fr of 7 to 25 m and - if available - an anchoring length L v of 4 to 8 m together and depending on the depth of the Excavation in several, staggered in depth layers installed.
  • L fr free anchor length
  • L v anchoring length
  • the majority of anchors come to lie beneath neighboring properties.
  • the anchors lose their function. If the whereabouts of the tension members in the ground e.g. is undesirable because of later proposed in this area, the anchors must be as far as possible, i. at least their over the free anchor length extending part are removed.
  • the method is known to produce predetermined breaking points at the transition L fr - L v by mechanical or thermal weaknesses of the tension members and to remove the free anchor length, the tension members at the predetermined breaking point by applying appropriate forces on the anchor head demolish (see, eg DE 195 00 091 C1 ).
  • This method has serious disadvantages.
  • the lost through the weakening of the tension members cross section must be compensated by additional, also weakened tension members.
  • the weakened tension members have a relatively rigid behavior, so that the break occurs abruptly and does not announce itself by a previous stretching. An abrupt failure of an anchor is undesirable in particular with regard to system security.
  • a disadvantage is, inter alia, that a uniform heating of the tension member is difficult and not always a complete separation takes place. For example, if several strands are present, they are not heated due to their different location in the hole exactly at the same time and thus not at the same time to break against. The first broken wires can lead to premature release of the anchoring on the anchor head, whereby the voltage on the not yet broken wires is eliminated and they do not break.
  • the cable runs to the power supply of the induction coil between serving as tension members strands and can also be easily damaged.
  • the cavities between the strands and the collecting duct are not sealed air-side in the region of the separation point, so that in the free anchor length L fr penetrating water can accumulate in the region of the separation point.
  • the heating of the strands due to continuous cooling by the heating and evaporation of the Water practically impossible or at least delayed until the water has evaporated completely.
  • the strands thus function in a similar way to the heating rods of an immersion heater to heat water.
  • Object of the present invention is to improve the known devices and methods so that the tension member of an anchor is separable in a simpler and more reliable manner.
  • the invention is based on the finding that contrary to the teaching of the EP 0 583 725 A1 no additional electrically conductive metal tube is required in order to heat a tension member beyond the Curie temperature to the melting point can. If the tension member is sufficiently biased during the heating process, a reliable separation at temperatures below the melting point is possible.
  • Fig. 1 shows an excavation 1, the vertical Baugrubenab gleich is secured with an anchored structure 19.
  • the anchoring is ensured by prestressed armature 5, which are connected via an anchor head 6 to the structure 19.
  • Each anchor 5 is installed in a previously drilled in the ground 3 hole 4 and extends below a neighboring plot. 2
  • each armature 5 are each designed, for example, as a seven-stranded prestressing steel strand and have a free anchor length (L fr ) 7 guided by a collecting duct 10 and an anchoring length (L v ) 8 joined to the ground 3 by cement mortar 11 in a force-transmitting manner.
  • a separator 13 for separating the tension members 9 in the armature 5 is integrated.
  • a cable 18 for powering the separator 13 extends outside of the collecting tube 10 and is attached thereto.
  • the injection line, through which the cement mortar is passed for anchoring, also runs outside the collecting duct 10 (not shown). When attaching the anchor injection line and cable 18 are secured together on the collecting tube 10 and inserted into the borehole 4.
  • Fig. 2 shows the structure of a first embodiment of the separation device 13 for separating the tension members 9 at the separation point 12.
  • the separation device 13 with an induction coil in the form of a single-layer winding 16 (inductor) of thermally insulated copper wire, wound on a support tube 15, equipped.
  • the winding 16 has a number of turns which is in the range of 5 to 50, preferably 10 to 30.
  • the cable 18 for powering the winding 16 is connected to the two ends of the winding 16 and extends outside of the support tube 15. Thus, the cable 18 is protected against damage during pretensioning of the tension members 9.
  • the support tube 15 is rigid to prevent displacement of the induction coil 16 relative to the tension members 9 and any resulting damage thereto, and is made of a material that is electrically insulating and non-ferromagnetic. Due to the rigidity of the support tube 15, inter alia, it is prevented that the forces occurring after the installation of the armature deform the support tube 15 at least over the region of the induction coil 16.
  • a material for the support tube 15 is eg glass fiber material, PE, PP or PVC.
  • the separating device 13 is arranged substantially centrally in the borehole 4 and the cavity between the rear end of the separating device 13 and the ground 3 is filled with cement mortar 11.
  • the induction coil 16 is supplied in operation via the electric cable 18 with higher frequency power to heat the tension members 9 inductively to breakage.
  • the cavities between the support tube 15 and the tension members 9 are filled with a filling 17.
  • a filling 17 Cement-water mixture with the possible addition of one or more additives, e.g. Propellant, plasticizer and setting accelerator, plastic-based mortar with thermally insulating additives, putty, etc.
  • additives e.g. Propellant, plasticizer and setting accelerator, plastic-based mortar with thermally insulating additives, putty, etc.
  • Fig. 2 further shows, the air-side end of the support tube 15 is inserted into the collecting duct 10.
  • Spacers 20 are inserted at the end of the support tube 15 and have passages through which the tension members 9 extend.
  • the spacers 20 are made of a solid or relatively solid material, such as metal or plastic. They ensure, in particular during assembly of the separating device 13, that the part of the tension members 9, which runs inside the carrier tube 15, comes to lie in a predetermined position with respect to the induction coil 16.
  • this position is chosen symmetrically, so that the tension members 9 as uniform as possible generated by the induction coil 16 magnetic field are penetrated and thus the most uniform and simultaneous heating is achieved.
  • the number of passages in the spacer 20 is arbitrarily adaptable to the number N of the tension members provided at the anchor.
  • the spacer 20 may be designed for anchors with 8 - 12 strands or 13 - 19 strands as tension members.
  • Fig. 4 shows the cross section through the separator 13 at the separation point 12.
  • the separator 13 is arranged substantially centrally in the borehole 4 in the ground 3 and outside filled with cement mortar 11.
  • seven tension members are provided, which are each formed as a strand 14 with seven wires and enclosed by the wound on the support tube 15 induction coil 16.
  • This has an outer diameter D a and an inner diameter Di, wherein the ratio D a to D i is at most 1.5 and preferably at most 1.25. This ensures that the lateral extent of the separating device 13 corresponds approximately to the diameter of the collecting duct 10 and that no enlargement of the borehole 4 is required.
  • Fig. 6 shows a longitudinal section through a structure of a separating device 13 according to a second embodiment for separating the tension members 9 at the separation point 12.
  • the separation device 13 with an induction coil in the form of a single-layer winding 16 (inductor) of a single or two-wire electric cable 18, wound directly on the collecting duct 10, equipped.
  • the electric cable 18, which leads along the collecting duct 10 to the outside, thus serves directly to form the winding 16. A transition between the electric cable and winding is thus eliminated.
  • the winding 16 has a number of turns, which is in the range of 5 to 50, preferably 10 to 30.
  • the winding is fixed on the collecting tube 10 by a shrink tube 23.
  • the electric cable 18 extends outside the collecting duct 10 to the anchor head 6 and is thereby protected against damage during pretensioning of the tension members 9.
  • the cavities between the collecting duct 10 and the tension members 9 are filled with a filling 17.
  • the filling 17 is bounded on both sides by spacer pins 21, which are made of an elastically deformable material, such as rubber.
  • the collecting duct 10 is locally compressed by means of steel strips 22, which are tensioned with a sufficiently large force, so that the play between the tension members 9 and the collecting duct 10 closes with respect to the spacer pin 21.
  • Fig. 7 shows the cross section through the separator 13 at the separation point 12th
  • Fig. 8 shows the distance pin 21 for a tension member consisting of 4 prestressing steel strands 14 with the passages 21.1 to 21.4.
  • the spacer pin 21 has a length which is at least equal to the width of the steel strip 22nd
  • Fig. 9 shows a longitudinal section through a structure of a separating device according to a third embodiment, which is mounted after the bitumen filling 24 at the end of the collecting duct of the free anchor length L fr .
  • the end of the collecting sleeve 10 is poured out against the cement mortar 11 injected into the anchoring length 8 with a hot-filled bitumen filling 24, which is fixed with steel bands 22 opposite the collecting sleeve 10.
  • the winding 16 consisting of turns of the electric cable 18 is seated on a support tube 15, which with a shrink tube 23 against the collecting tube 10 and the anchoring length 8 forming part of the tension members 14th is fixed.
  • the cavities between the support tube 15 and the tension members 9 are filled directly by the cement mortar 11 injected into the anchoring length 8.
  • the support tube 15 is sealed at the air-side end, but open at the mountain end, so that the injection material 11 can penetrate during injection into the support tube 15 and this can fill.
  • Fig. 10 shows the cross section through the separator 13 at the separation point 12th
  • the support tube 15 is sealed on the biasing part of the tension members 9 side facing the separation point 12, on the one hand, a passage of water and on the other a passage of injection material 11 are prevented. This ensures that, on the one hand, the injection material 11 does not reach the prestressable part of the tension members 9 during injection and, on the other hand, no water can penetrate from the outside to the separation point 12, thus enabling efficient heating of the tension members 9.
  • the respective strand 14 of the tension member 9 has a core around which wires are wound whose diameter is smaller than the diameter of the soul. This ensures that during the heating process, the soul, which is additionally heated by the surrounding wires, not the first rips, but all the wires of the strand 14 are separated simultaneously.
  • the tension members 9 of the prestressed ground and rock anchors 5 are usually biased to about 60% of the breaking force. Since an anchor 5 can be embedded in the ground for a long time, it must be ensured for the removal by means of the separating device 13 that the tension members 9 are still sufficiently prestressed.
  • the bias voltage is selected so that during the heating process by the induction coil 16, the respective tension member 9 is biased with a force corresponding to at least 10%, preferably at least 25% and more preferably at least 50% of the breaking force of the tension member 9 at 0 degrees Celsius.
  • the tension members 9 Due to sufficient preload it is possible to separate the tension members 9 at relatively moderate temperatures, which are below the melting point and typically below 700 degrees Celsius and even below 600 degrees Celsius. If the strength of the tension member 9 is lowered by heating below the voltage applied in the tension member 9, this tears. Due to the tension of the torn-off part of the tension member 9 will jump out of the anchor head. For safety reasons, therefore, the anchor head is covered during the heating process with a hood to catch the tension members 9 after the break.
  • Fig. 5 shows the curve of the strength F as a function of the temperature T for a drawn prestressing steel wire, where F is normalized to the value of the strength at 0 degrees Celsius. As can be seen, the strength at temperatures above 600 ° C falls below 10% of the original value. Accordingly, the higher the bias voltage during the heating operation, the lower the temperatures are sufficient to cause the tension member 9 to crack.
  • the separator 13 need not be designed to allow heating above the Curie temperature (for Fe 768 ° C) to the melting point as in the apparatus of FIG EP 0 583 725 A1 the case is.
  • no electrically conductive metal tube is required, which is arranged in the region between the induction coil 16 and the separation point 12 and the tension members 9 heated by heat conduction and heat radiation. The magnetic field generated by the induction coil 16 can therefore freely penetrate into the tension members 9 and heat them.
  • the load oscillating circuit is constructed as a parallel resonant circuit, which has power condensers as elements and the winding 16 connected via the cable 18. Capacitance and inductance of these elements determine the working frequency.
  • the load circuit is connected to a power source, which includes a connectable to the usual power grid main transformer, a rectifier, a chopper and a smoothing part.
  • the load circuit is connected to an H-bridge, which is controlled by the chopper.
  • the design of the power supply in the form of a circuit with electronic components allows a compact and relatively lightweight construction.
  • the static frequency converter is much lighter than a dynamic frequency converter can be built and typically weighs less than 100 kg, and preferably less than 50 kg.
  • the magnetic field optimized which is used to heat the tension members 9.
  • the induction coil 16 can be acted upon by a current which is above 2.5 A, preferably above 5 A and particularly preferably above 10 A, and which has a frequency f of more than 1 kHz and preferably more than 10 kHz.
  • the frequency is in the range of 30-50 kHz.
  • the power delivered by the frequency converter is greater than 1 kW and preferably greater than 3 kW, e.g. at 5 kW.
  • the heating power which is induced by means of the induction coil 16 in the tension members 9, increases with increasing frequency f of the flow.
  • the penetration depth of the current decreases as the frequency f increases.
  • the cable 18 is at least 5 m and preferably at least 10 m long and is a commercially available cable, for example one with more than two wires and / or with wires each having a cross section of at least 1.5 mm 2 .
  • the respective core can be designed either as a single wire or as a stranded wire. If a cable 18 is used with four wires, so the two opposite wires are advantageously connected together.
  • the separation device 13 shown here is for removal (deconstruction) at least the free anchor length of the tension members of prestressed floor and rock anchors, as described, for example, in the Swiss standard "SIA 267 geotechnics" and "EN 1537 ground anchors".
  • the separator is in addition to anchor with an anchoring length u.a. also suitable for those without anchoring length, in particular pressure tube anchor.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für einen zumindest teilweise ausbaubaren Anker und ein Verfahren zum zumindest teilweisen Ausbau eines Ankers.
  • Zur Verankerung der vertikalen Wände von Baugruben werden häufig temporäre vorgespannte Anker eingesetzt.
  • Solche vorgespannte Anker sind beispielsweise aus einem Bündel parallel verlaufender siebendrähtiger Spannstahllitzen zusammengesetzt, die als Zugglieder dienen. Luftseitig sind die Litzen mittels Klemmkeilen in einem Ankerkopf festgesetzt. Dahinter verlaufen die Litzen - einzeln oder in einem Sammelhüllrohrs aus PE verrohrt - ohne Verbund mit dem Baugrund und frei dehnbar über die sogenannte "freie Ankerlänge" Lfr bis zu einem Verankerungskörper. In der anschliessenden sogenannten "Verankerungslänge" Lv sind die blanken Litzen im Verankerungskörper mittels injiziertem Zementmörtel mit dem Baugrund verbunden, um die am Ankerkopf aufgebrachten Kräfte in den Baugrund übertragen zu können.
  • Es werden auch Anker ohne Verankerungslänge Lv, sogenannte Druckrohranker verwendet, bei welchen sich die freie Ankerlänge Lfr bis an das Ankerende erstreckt, von wo aus die Ankerkraft über ein das Zugglied umschliessendes Druckrohr in den Boden eingeleitet wird.
  • Je nach Baugrundqualität weisen gebräuchliche Anker eine Bruchlast von 400 bis 2500 kN und eine Festsetzkraft bzw. Gebrauchskraft von 240 bis 1500 kN auf, die in seitlichen und vertikalen Abständen von 2 bis 4 m versetzt angebracht werden.
  • Die Anker setzen sich entsprechend der Tiefe der Baugrube und den auf das verankerte Tragwerk einwirkenden Kräften typischerweise aus einer freien Ankerlänge Lfr von 7 bis 25 m und - falls vorhanden - einer Verankerungslänge Lv von 4 bis 8 m zusammen und werden je nach Tiefe der Baugrube in mehreren, in die Tiefe gestaffelten Lagen eingebaut. Dabei kann insbesondere in städtischen Gebieten der grösste Teil der Anker unter Nachbargrundstücke zu liegen kommen.
  • Sobald die vom verankerten Tragwerk aufgenommenen Kräfte im Laufe des Baufortschrittes auf das in der Baugrube errichtete Bauwerk abgegeben werden können, verlieren die Anker ihre Funktion. Falls der Verbleib der Zugglieder im Baugrund z.B. wegen später in diesem Bereich vorgesehener Bauten unerwünscht ist, müssen die Anker so weit möglich, d.h. mindestens ihren über die freie Ankerlänge verlaufenden Teil entfernt werden.
  • Zum Ausbauen der Anker ist das Verfahren bekannt, vorgängig Sollbruchstellen am Übergang Lfr - Lv durch mechanisches oder thermisches Schwächen der Zugglieder zu erzeugen und zum Ausbau der freien Ankerlänge die Zugglieder an der Sollbruchstelle mittels Aufbringen entsprechender Kräfte am Ankerkopf abzureissen (vgl. z.B. die DE 195 00 091 C1 ). Dieses Verfahren weist schwerwiegende Nachteile auf. So muss der durch die Schwächung der Zugglieder verlorene Querschnitt durch zusätzliche, ebenfalls geschwächte Zugglieder kompensiert werden. Auch weisen die geschwächten Zugglieder ein relativ starres Verhalten auf, sodass der Bruch abrupt erfolgt und sich nicht durch ein vorgängiges Dehnen ankündigt. Ein abruptes Versagen eines Ankers ist insbesondere hinsichtlich der Systemsicherheit unerwünscht.
  • Weiter sind Verfahren bekannt, die die Trennung der Zugglieder durch Erwärmen bzw. Schmelzen mittels eines aluminothermischen Reaktionsgemisches bewirken (vgl. z.B. die DE 34 00 350 A1 ). Nachteilig ist dabei u.a., dass ein gleichmässiges Erhitzen des Zuggliedes schwierig ist und nicht immer eine vollständige Trennung erfolgt. Sind z.B. mehrere Litzen vorhanden, so werden diese aufgrund ihrer unterschiedlichen Lage im Bohrloch nicht genau gleichzeitig erwärmt und somit nicht gleichzeitig zu Bruch gegen. Die zuerst gebrochenen Drähte können dabei zu einem vorzeitigen Lösen der verankerung am Ankerkopf führen, wodurch die Spannung auf den noch nicht gebrochenen Drähten wegfällt und diese nicht zu Bruch kommen.
  • Aus der Patentschrift CH 603 919 A5 ist es bekannt, die Zugglieder mittels einer Induktionsspule induktiv zu erhitzen, bis sie durchtrennt sind und aus dem Bohrloch herausgezogen werden können. Die Induktionsspule befindet sich zwischen einer flachen thermischen Isolation und einem Asbestschlauch. Dieser ist beweglich und schützt somit die Induktionsspule unzureichend gegen Verschiebungen relativ zu den Zuggliedern. Beim Einsatz des Ankers, insbesondere wenn er länger im Baugrund verbleibt, kann es beim Verschieben zu einer Beschädigung der Induktionsspule kommen, so dass diese nicht mehr funktionsfähig ist.
  • Im Weiteren verläuft das Kabel zur Energieversorgung der Induktionsspule zwischen den als Zuggliedern dienenden Litzen und kann ebenfalls leicht beschädigt werden. Zudem sind die Hohlräume zwischen den Litzen und dem Sammelhüllrohr im Bereich der Trennstelle nicht luftseitig abgedichtet, so dass in die freie Ankerlänge Lfr eindringendes Wasser sich im Bereich der Trennstelle ansammeln kann. Dadurch wird das Erwärmen der Litzen infolge dauernder Abkühlung durch die Aufheizung und Verdampfung des Wassers praktisch verunmöglicht oder zumindest so lange verzögert, bis das Wasser restlos verdampft ist. (Die Litzen funktionieren somit ähnlich wie die Heizstäbe eines Tauchsieders zur Erwärmung von Wasser.)
  • Auch aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 583 725 A1 ist die Trennung der Zugglieder mittels induktiver Erwärmung bekannt. Zwischen der Induktionsspule und den Zuggliedern ist zusätzlich ein elektrisch leitendes Metallrohr vorgesehen, welches ebenfalls induktiv erhitzt wird, um die Zugglieder über die Curie-Temperatur hinaus bis zum Schmelzpunkt zu erwärmen. Dies führt zu einem aufwändigen und teuren Aufbau. Im Weiteren hat sich gezeigt, dass bei der Erwärmung von Zuggliedern aus mehrdrähtigen Litzen die einzelnen Drähte nicht gleichzeitig erwärmt werden, was zu einem nicht zeitgleich erfolgenden Abreissen der Drähte führt. Der Impuls der in einer mehrdrähtigen Litze zuerst abreissenden Drähte löst die Keilverankerung der Litze am Ankerkopf, wodurch die noch nicht gerissenen Drähte entspannt werden und damit deren Abreissen verhindert wird. Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist ferner aus JP 2007 262880 A bekannt.
  • Der Anmelder hat sich unter Bezugnahme auf das ältere Patent CH 702926 B1 freiwillig eingeschränkt und gesonderte Patentansprüche für die Schweiz und Liechtenstein vorgelegt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bekannten Vorrichtungen und Verfahren so zu verbessern, dass das Zugglied eines Ankers auf einfachere und zuverlässigere Weise trennbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäss Anspruch 1 und ein Verfahren gemäss dem unabhängigen Verfahrensanspruch gelöst. Die weiteren Ansprüche geben bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung und des erfindungsgemässen Verfahrens sowie einen vorspannbaren Anker mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung an.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass entgegen der Lehre gemäss der EP 0 583 725 A1 kein zusätzliches elektrisch leitendes Metallrohr erforderlich ist, um ein Zugglied über die Curie-Temperatur hinaus bis zum Schmelzpunkt erhitzen zu können. Ist das Zugglied beim Erwärmungsvorgang genügend vorgespannt, ist eine zuverlässige Trennung bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes möglich.
  • Die Erfindung wird weiter an bevorzugten
    Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Baugrube mit einem Anker ausgestattet mit einer Trennvorrichtung zum Trennen der Zugglieder an einer vorbestimmten Trennstelle;
    • Fig. 2 einen Längsschnitt der Trennvorrichtung gemäss Fig. 1, die gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel am Ende des Sammelhüllrohres der freien Ankerlänge Lfr angebracht ist;
    • Fig. 3 eine Vorderansicht einer Distanzscheibe für eine Trennvorrichtung gemäss Fig. 1;
    • Fig. 4 einen Querschnitt der Trennvorrichtung gemäss Fig. 1 in der in Fig. 2 mit I-I bezeichneten Schnittebene;
    • Fig. 5 den Verlauf der relativen Festigkeit von Spannstahldraht in Funktion der Temperatur;
    • Fig. 6 einen Längsschnitt der Trennvorrichtung gemäss Fig. 1, bei welchem gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel das Ende des Sammelhüllrohres der freien Ankerlänge Lfr als Trägerrohr dient;
    • Fig. 7 einen Schnitt durch die Trennvorrichtung in der in Fig. 6 mit II-II bezeichneten Schnittebene;
    • Fig. 8 die Ansicht des Distanzzapfenes für die Trennvorrichtung gemäss Fig. 6, der die Verfüllung im Bereich der Trennstelle beidseits abschliesst;
    • Fig. 9 einen Längsschnitt der Trennvorrichtung gemäss Fig. 1, die gemäss einem dritten Ausführungsbeispiel am Ende des Sammelhüllrohres der freien Ankerlänge Lfr angebracht ist und mit Injektionsmaterial verfüllt ist; und
    • Fig. 10 einen Schnitt durch die Trennvorrichtung in der in Fig. 9 mit III-III bezeichneten Schnittebene.
  • Fig. 1 zeigt eine Baugrube 1, deren vertikaler Baugrubenabschluss mit einem verankerten Tragwerk 19 gesichert ist. Die Verankerung wird durch vorgespannte Anker 5 sichergestellt, die über jeweils einen Ankerkopf 6 mit dem Tragwerk 19 verbunden sind. Jeder Anker 5 ist in ein vorgängig in den Baugrund 3 gebohrtes Bohrloch 4 eingebaut und erstreckt sich unter ein Nachbargrundstück 2.
  • Die Zugglieder 9 jedes Ankers 5 sind beispielsweise jeweils als siebendrähtige Spannstahllitze ausgebildet und weisen eine verbundlos durch ein Sammelhüllrohr 10 geführte freie Ankerlänge (Lfr) 7 und eine mittels Zementmörtel 11 kraftübertragend mit dem Baugrund 3 in Verbund gebrachte Verankerungslänge (Lv) 8 auf.
  • An der Trennstelle 12 am Übergang der freien Ankerlänge (Lfr) 7 zur Verankerungslänge (Lv) 8 ist eine Trennvorrichtung 13 zum Trennen der Zugglieder 9 in den Anker 5 integriert.
  • Ein Kabel 18 zur Energieversorgung der Trennvorrichtung 13 verläuft ausserhalb des Sammelhüllrohrs 10 und ist an diesem befestigt. Die Injektionsleitung, durch welche der Zementmörtel zur Verankerung hindurchleitbar ist, verläuft ebenfalls ausserhalb des Sammelhüllrohrs 10 (nicht dargestellt). Beim Anbringen des Ankers werden Injektionsleitung und Kabel 18 zusammen am Sammelhüllrohr 10 befestigt und in das Bohrloch 4 eingefügt.
  • Fig. 2 zeigt den Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels der Trennvorrichtung 13 zum Trennen der Zugglieder 9 an der Trennstelle 12. Zur Energieübertragung ist die Trennvorrichtung 13 mit einer Induktionsspule in Form einer einlagigen Wicklung 16 (Induktor) aus thermisch isoliertem Kupferdraht, aufgewickelt auf ein Trägerrohr 15, ausgestattet. Die Wicklung 16 weist eine Anzahl von Windungen auf, die im Bereich von 5 bis 50, vorzugsweise 10 bis 30 liegt. Das Kabel 18 zur Energieversorgung der Wicklung 16 ist an den beiden Enden der Wicklung 16 angeschlossen und verläuft ausserhalb des Trägerrohrs 15. Dadurch ist das Kabel 18 gegen eine Beschädigung beim Vorspannen der Zugglieder 9 geschützt.
  • Das Trägerrohr 15 ist starr ausgebildet, um ein Verschieben der Induktionsspule 16 relativ zu den Zuggliedern 9 und eine dadurch resultierende etwaige Beschädigung zu vermeiden, und aus einem Material gefertigt, das elektrisch isolierend und nicht-ferromagnetisch ist. Aufgrund der Starrheit des Trägerrohrs 15 wird u. a. verhindert, dass die nach dem Einbau des Ankers auftretenden Kräfte das Trägerrohr 15 zumindest über den Bereich der Induktionsspule 16 verformen. Als Material für das Trägerrohr 15 eignet sich z.B. Glasfasermaterial, PE, PP oder PVC.
  • Die Trennvorrichtung 13 ist im Wesentlichen zentrisch im Bohrloch 4 angeordnet und der Hohlraum zwischen dem rückseitigen Ende der Trennvorrichtung 13 und dem Baugrund 3 ist mittels Zementmörtel 11 verfüllt.
  • Die Induktionsspule 16 wird im Betrieb über das Elektrokabel 18 mit Strom höherer Frequenz versorgt, um die Zugglieder 9 induktiv bis zum Bruch zu erwärmen.
  • Die Höhlräume zwischen dem Trägerrohr 15 und den Zuggliedern 9 sind mit einer Verfüllung 17 ausgefüllt. U.a. folgende Materialien eignen sich als Verfüllung 17: Zement-WasserGemisch mit etwaiger Zugabe eines oder mehrerer Zusatzmittel, wie z.B. Treibmittel, Verflüssiger und Abbindebeschleuniger, Mörtel auf Kunststoffbasis mit thermisch isolierenden Zuschlagstoffen, Kitt, etc.
  • Die Verfüllung 17 hat verschiedene Wirkungen:
    • Die Verfüllung 17 bewirkt eine thermische Isolation jedes einzelnen Zuggliedes 9, sodass die gleichmässige Erwärmung ohne Abstrahlung oder Aufnahme von Anstrahlungsenergie benachbarter Zugglieder 9 sichergestellt ist. Sind die Zugglieder 9 als Litzen 14 ausgebildet, ist gewährleistet, dass die Drähte der einzelnen Litzen 14 und die Litzen 14 insgesamt gleich schnell erwärmt werden.
    • Die Verfüllung 17 bewirkt eine minimale Verankerung der Zugglieder 9 luftseits der Trennstelle 12. Bei Litzen 14 als Zugglieder 9 werden die zuerst abreissenden Drähte der einzelnen Litzen 14 sich leicht verzögert erst dann in Bewegung setzen, wenn mehrere bzw. alle Drähte und Litzen 14 getrennt sind. Die Verankerung ist insbesondere dann wirksam, wenn sich ein möglichst grosser Teil des Trägerrohrs 15 luftseits der Trennstelle 12 befindet. Wie in Fig. 2 ersichtlich, ist zu diesem Zweck die Wicklung 16 seitlich versetzt zur Mitte des Trägerrohrs 15 angeordnet.
    • Durch das Distanzelement 20 sowie die Verfüllung 17 ist das Trägerrohr 15 abgedichtet, sodass eine Ansammlung von Wasser bei der Trennstelle 12 vermieden ist. Wasser ist nebst einer Verhinderung einer etwaigen Korrosion u.a. auch deshalb zu vermeiden, weil es die Zugglieder 9 beim Erwärmungsvorgang derart kühlen kann, dass diese für eine Trennung nicht mehr genügend erhitzt werden.
    • Durch das Distanzelement 20 sowie die Verfüllung 17 des Trägerrohres 15 ist die freie Ankerlänge Lfr 7 gegen das Eindringen von Zementmörtel 11 während dem Ausinjiziern der Verankerungsstrecke Lv 8 abgedichtet. Dadurch ist verhindert, dass sich in die freie Ankerlänge 7 eindringender Zementmörtel 11 an den Litzen festsetzen und deren Herausziehen nach der Trennung erheblich erschweren oder ganz verunmöglichen kann.
  • Aufgrund der thermischen Isolation der einzelnen Zugglieder 9 und der Verankerung der Zugglieder 9 luftseits der Trennstelle 12 ist insbesondere bei Zuggliedern 9 aus Litzen 14 ein synchrones Abreissen der einzelnen Drähte gewährleistet.
  • Wie Fig. 2 weiter zeigt, ist das luftseitige Ende des Trägerrohrs 15 in das Sammelhüllrohr 10 gesteckt. Endseitig des Trägerrohrs 15 sind Distanzscheiben 20 eingelassen, welche Durchgänge aufweisen, durch welche hindurch die Zugglieder 9 verlaufen. Die Distanzscheiben 20 sind aus einem soliden oder relativ solidem Material, z.B. Metall oder Kunststoff gefertigt. Sie gewährleisten insbesondere bei der Montage der Trennvorrichtung 13, dass der Teil der Zugglieder 9, welcher innerhalb des Trägerrohrs 15 verläuft, in einer vorgegebenen Lage in Bezug auf Induktionsspule 16 zu liegen kommt. Vorteilhafterweise ist diese Lage symmetrisch gewählt, so dass die Zugglieder 9 möglichst gleichmässig durch das von der Induktionsspule 16 erzeugte magnetische Feld durchdrungen werden und somit eine möglichst gleichmässige und gleichzeitige Erwärmung erzielt wird.
  • Fig. 3 zeigt eine Vorderansicht einer einzelnen Distanzscheibe 20, welche für maximal sieben Zugglieder 9 ausgelegt und somit mit sieben Durchgängen 20.1 - 20.7 versehen ist. Die äusseren Durchgänge 20.2 - 20.7 sind gleichmässig verteilt um den zentralen Durchgang 20.1 angeordnet. Je nach der Anzahl N der verwendeten Zugglieder 9 ist der jeweilige Durchgang 20.1 - 20.7 entweder mit einem Zugglied 9 durchsetzt oder durch die Verfüllung 17 abgedichtet. Eine symmetrische Anordnung der Zugglieder 9 ist z.B. erzielbar, indem ein Zugglied 9 durch folgende Durchgänge hindurch verläuft:
    • Durchgang 20.1 bei N=1,
    • Durchgang 20.2 und 20.5 bei N=2,
    • Durchgang 20.3, 20.5 und 20.7 bei N=3,
    • Durchgang 20.3, 20.4, 20.6 und 20.7 bei N=4,
    • Durchgang 20.1, 20.2, 20.4, 20.5 und 20.7 bei N=5,
    • Durchgang 20.2-20.7 bei N=6,
    • Durchgang 20.1-20.7 bei N=7.
  • Bei jeder Zahl N ergibt sich eine Drehsymmetrie, d.h. bei einer Drehung um den Winkel 360°/n kommen die mit einem Zugglied durchsetzten Durchgänge wieder zur Deckung, wobei n = 2 für N = 2, 4 oder 5; n = 3 für N = 3; n = 6 für N = 6 oder 7 und n = unendlich für N=1.
  • Natürlich ist die Anzahl der Durchgänge bei der Distanzscheibe 20 beliebig auf die beim Anker vorgesehene Anzahl N der Zugglieder anpassbar. Beispielsweise kann die Distanzscheibe 20 für Anker mit 8 - 12 Litzen oder 13 - 19 Litzen als Zugglieder ausgelegt sein.
  • Fig. 4 zeigt den Querschnitt durch die Trennvorrichtung 13 an der Trennstelle 12. Die Trennvorrichtung 13 ist im Wesentlichen zentrisch im Bohrloch 4 im Baugrund 3 angeordnet und aussen mit Zementmörtel 11 verfüllt. Im hier gezeigten Beispiel sind sieben Zugglieder vorgesehen, welche jeweils als Litze 14 mit sieben Drähten ausgebildet und von der auf das Trägerrohr 15 gewickelten Induktionsspule 16 umschlossen sind. Diese weist einen Aussendurchmesser Da und einen Innendurchmesser Di auf, wobei das Verhältnis Da zu Di höchstens 1.5 und vorzugsweise höchstens 1.25 beträgt. Dadurch ist gewährleistet, dass die seitliche Ausdehnung der Trennvorrichtung 13 in etwa dem Durchmesser des Sammelhüllrohrs 10 entspricht und keine Vergrösserung des Bohrlochs 4 erforderlich ist.
  • Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch einen Aufbau einer Trennvorrichtung 13 gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel zum Trennen der Zugglieder 9 an der Trennstelle 12. Zur Energieübertragung ist die Trennvorrichtung 13 mit einer Induktionsspule in Form einer einlagigen Wicklung 16 (Induktor) aus einem ein- oder zweiadrigen Elektrokabel 18, aufgewickelt direkt auf das Sammelhüllrohr 10, ausgestattet. Das Elektrokabel 18, welches entlang des Sammelhüllrohres 10 nach aussen führt, dient demnach direkt zur Bildung der Wicklung 16. Ein Übergang zwischen Elektrokabel und Wicklung entfällt damit.
  • Die Wicklung 16 weist eine Anzahl Windungen auf, die im Bereich von 5 bis 50, vorzugsweise 10 bis 30 liegt. Die Wicklung wird auf dem Sammelhüllrohr 10 durch einen Schrumpfschlauch 23 fixiert. Das Elektrokabel 18 verläuft ausserhalb des Sammelhüllrohres 10 zum Ankerkopf 6 und ist dadurch gegen eine Beschädigung beim Vorspannen der Zugglieder 9 geschützt.
  • Die Hohlräume zwischen dem Sammelhüllrohr 10 und den Zuggliedern 9 sind mit einer Verfüllung 17 ausgefüllt.
    Die Verfüllung 17 ist beidseits durch Distanzzapfen 21 begrenzt, die aus einem elastisch verformbaren Material, z.B. Gummi gefertigt sind.
  • Das Sammelhüllrohr 10 wird mittels Stahlbändern 22, welche mit genügend grosser Kraft gespannt werden, lokal so zusammengedrückt, dass sich das Spiel zwischen den Zuggliedern 9 und dem Sammelhüllrohr 10 gegenüber dem Distanzzapfen 21 schliesst.
  • Fig. 7 zeigt den Querschnitt durch die Trennvorrichtung 13 an der Trennstelle 12.
  • Fig. 8 zeigt den Distanzzapfen 21 für ein Zugglied bestehend aus 4 Spannstahllitzen 14 mit den Durchgängen 21.1 bis 21.4. Der Distanzzapfen 21 weist eine Länge auf, die mindestens gleich ist wie die Breite des Stahlbandes 22.
  • Fig. 9 zeigt einen Längsschnitt durch einen Aufbau einer Trennvorrichtung gemäss einem dritten Ausführungsbeispiel, die nach der Bitumenverfüllung 24 am Ende des Sammelhüllrohres der freien Ankerlänge Lfr angebracht ist.
  • Das Ende des Sammelhüllrohres 10 ist zwecks Abdichtung der freien Ankerlänge 7 gegen den in die Verankerungslänge 8 injizierten Zementmörtel 11 mit einer heiss eingefüllten Bitumenverfüllung 24 ausgegossen, die mit Stahlbändern 22 gegenüber dem Sammelhüllrohr 10 fixiert wird.
  • Die Wicklung 16 bestehend aus Windungen des Elektrokabels 18 sitzt auf einem Trägerrohr 15, welches mit einem Schrumpfschlauch 23 gegenüber dem Sammelhüllrohr 10 und der die Verankerungslänge 8 bildenden Teil der Zugglieder 14 fixiert wird. Die Hohlräume zwischen dem Trägerrohr 15 und den Zuggliedern 9 werden direkt durch den in die Verankerungslänge 8 injizierten Zementmörtel 11 ausgefüllt. Beim Einbau des Ankers 5 ist demnach das Trägerrohr 15 am luftseitigen Ende abgedichtet, jedoch am bergseitigen Ende offen, so dass das Injektionsmaterial 11 beim Injizieren in das Trägerrohr 15 eindringen und dieses verfüllen kann.
  • Fig. 10 zeigt den Querschnitt durch die Trennvorrichtung 13 an der Trennstelle 12.
  • So wie durch die Verfüllung 17 und den Distanzelementen 20, 21 beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ist hier durch die Verfüllung 24 das Trägerrohr 15 derart auf der dem vorspannbaren Teil der Zugglieder 9 zugewandten Seite der Trennstelle 12 abgedichtet, dass einerseits ein Durchtritt von Wasser und andererseits ein Durchtritt von Injektionsmaterial 11 verhindert sind. Dadurch ist gewährleistet, dass einerseits das Injektionsmaterial 11 beim Injizieren nicht zum vorspannbaren Teil der Zugglieder 9 gelangt und andererseits kein Wasser von aussen zur Trennstelle 12 vordringen kann und so ein effizientes Erwärmen der Zugglieder 9 ermöglicht wird.
  • Nachfolgend sind weitere Erläuterungen gegeben, die sich nicht speziell auf ein einzelnes Ausführungsbeispiel beziehen.
  • Vorteilhafterweise weist die jeweilige Litze 14 des Zuggliedes 9 eine Seele auf, um welche Drähte gewunden sind, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Seele ist. Dadurch ist gewährleistet, dass beim Erwärmungsvorgang die Seele, welche zusätzlich durch die sie umgebenden Drähte erwärmt wird, nicht als erste reisst, sondern alle Drähte der Litze 14 gleichzeitig getrennt werden.
  • Die Zugglieder 9 der vorgespannten Boden- und Felsanker 5 werden in der Regel auf ca. 60 % der Bruchkraft vorgespannt. Da ein Anker 5 über längere Zeit im Boden eingelassen sein kann, ist für den Ausbau mittels der Trennvorrichtung 13 sicherzustellen, dass die Zugglieder 9 noch genügend vorgespannt sind. Die Vorspannung ist so gewählt, dass beim Erwärmvorgang durch die Induktionsspule 16 das jeweilige Zugglied 9 mit einer Kraft vorgespannt ist, die mindestens 10 %, bevorzugt mindestens 25 % und besonders bevorzugt mindestens 50 % der Bruchkraft des Zugglieds 9 bei 0 Grad Celsius entspricht.
  • Aufgrund einer genügenden Vorspannung ist es möglich, die Zugglieder 9 bei relativ moderaten Temperaturen zu trennen, die unterhalb des Schmelzpunktes liegen und typischerweise unter 700 Grad Celsius und sogar unter 600 Grad Celsius sind. Wird die Festigkeit des Zuggliedes 9 durch Erwärmen unter die im Zugglied 9 anliegende Spannung abgesenkt, reisst dieses. Aufgrund der Spannung wird der abgerissene Teil des Zugglieds 9 aus dem Ankerkopf herausspringen. Aus Sicherheitsgründen wird daher der Ankerkopf beim Erwärmvorgang mit einer Haube abgedeckt, um die Zugglieder 9 nach dem Bruch aufzufangen.
  • Fig. 5 zeigt den Verlauf der Festigkeit F in Abhängigkeit der Temperatur T für einen gezogenen Spannstahldraht, wobei F auf den Wert der Festigkeit bei 0 Grad Celsius normiert ist. Wie ersichtlich, fällt die Festigkeit bei Temperaturen über 600°C unter 10 % des ursprünglichen Wertes. Je höher die Vorspannung während des Erwärmungsvorgangs ist, desto tiefere Temperaturen reichen demnach aus, um das Zugglied 9 zum Reissen zu bringen.
  • Somit braucht die Trennvorrichtung 13 nicht so ausgelegt zu werden, dass sie eine Erwärmung über die Curie-Temperatur (für Fe 768°C) hinweg bis zum Schmelzpunkt gestattet, wie dies bei der Vorrichtung gemäss EP 0 583 725 A1 der Fall ist. Insbesondere ist kein elektrisch leitendes Metallrohr erforderlich, welches im Bereich zwischen der Induktionsspule 16 und der Trennstelle 12 angeordnet ist und die Zugglieder 9 durch Wärmeleitung und Wärmestrahlung erhitzt. Das von der Induktionsspule 16 erzeugte Magnetfeld kann daher ungehindert in die Zugglieder 9 eindringen und diese erwärmen.
  • Als Speisegerät zur Energieversorgung der Induktionsspule 16 dient ein statischer Frequenzumformer, der einen Lastschwingkreis mit der Wicklung 16 als Induktion aufweist. Der Lastschwingkreis ist als Parallelschwingkreis aufgebaut, der als Elemente Leistungskondensätoren sowie die über das Kabel 18 angeschlossene Wicklung 16 aufweist. Kapazität und Induktivität dieser Elemente bestimmen die Arbeitsfrequenz. Der Lastschwingkreis ist an eine Stromquelle angeschlossen, die einen an das übliche Stromnetz anschliessbaren Haupttransformator, einen Gleichrichter, einen Chopper und einen Glättungsteil enthält. Der Lastschwingkreis ist an einer H-Brücke angeschlossen, welche mittels des Choppers geregelt wird.
  • Die Ausgestaltung des Speisegeräts in Form einer Schaltung mit elektronischen Komponenten erlaubt einen kompakten und relativ leichten Aufbau. So ist der statische Frequenzumformer wesentlich leichter als ein dynamischer Frequenzumformer aufbaubar und wiegt typischerweise weniger als 100 kg und vorzugsweise weniger als 50 kg. Auch ist durch die Integration der jeweilig verwendeten Induktionsspule 16 und des verwendeten Kabels 18 in den Schwingkreis das Magnetfeld optimierbar, welches zum Erwärmen der Zugglieder 9 verwendet wird.
  • Mittels des statischen Frequenzumformers kann die Induktionsspule 16 mit einem Strom beaufschlagt werden, der über 2.5 A, vorzugsweise über 5 A und besonders bevorzugt über 10 A liegt und der eine Frequenz f von über 1 kHz und vorzugsweise über 10 kHz aufweist. Typischerweise liegt die Frequenz im Bereich von 30 - 50 kHz. Die vom Frequenzumformer abgegebene Leistung ist über 1 kW und vorzugsweise über 3 kW, z.B. bei 5 kW.
  • Die Heizleistung, welche mittels der Induktionsspule 16 in den Zuggliedern 9 induziert wird, nimmt mit zunehmender Frequenz f des Stroms zu. Andererseits verringert sich aufgrund des Skineffektes die Eindringtiefe des Stromes, wenn die Frequenz f zunimmt.
  • Das Kabel 18 ist mindestens 5 m und bevorzugt mindestens 10 m lang und ist ein handelsübliches Kabel, z.B. eines mit mehr als zwei Adern und/oder mit Adern mit jeweils einem Querschnitt von mindestens 1.5 mm2. Die jeweilige Ader kann entweder als Einzeldraht oder als Litze ausgebildet sein. Wird ein Kabel 18 mit vier Adern verwendet, so werden vorteilhafterweise die jeweils beiden einander gegenüberliegenden Adern miteinander verbunden.
  • Überraschenderweise wurde festgestellt, dass sich ein handelsübliches Kabel 18 nicht merklich erwärmt, wenn der Strom mit hoher Frequenz hindurchgeleitet wird. Es sind somit keine teuren Spezialkabel für die Energiespeisung der Wicklung 16 erforderlich.
  • Die hier dargestellte Trennvorrichtung 13 ist zum Ausbau (Rückbau) mindestens der freien Ankerlänge der Zugglieder von vorgespannten Boden- und Felsankern verwendbar, wie sie z.B. in der Schweizer Norm "SIA 267 Geotechnik" und "EN 1537 Verpressanker" beschrieben sind.
  • Ausgehend von der vorausgehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen sind dem Fachmann abgewandelte Ausführungen zugänglich, ohne den Bereich der Erfindung wie in den Ansprüchen definiert zu verlassen.
  • Anstelle einer Verfüllung 17, die das Trägerrohr 15 vollständig ausfüllt, ist es auch möglich, eine Dichtung jeweils an den beiden Enden des Trägerrohrs 15 vorzusehen und den Hohlraum zwischen den beiden Dichtungen ungefüllt zu lassen. Die sich im Hohlraum befindende Luft wirkt dann für die einzelnen Zugglieder thermisch isolierend. Als Dichtung kann z.B. ein Element in Form des in Fig. 6 gezeigten Distanzzapfens 21 verwendet werden.
  • Anstelle einer einlagigen Wicklung 16 ist auch eine zweilagige Wicklung denkbar, wobei die Trennvorrichtung auch bei dieser Ausführungsform nach wie vor schlank in der seitlichen Ausdehnung bleibt.
  • Die Trennvorrichtung ist nebst Anker mit einer Verankerungslänge u.a. auch für solche ohne Verankerungslänge, insbesondere Druckrohranker verwendbar.

Claims (15)

  1. Vorrichtung für einen zumindest teilweise ausbaubaren Anker (5), der durch Injizieren von Zementmörtel in einem Baugrund (3) verkankerbar ist, mit
    mindestens einem Zugglied (9) mit einem vorspannbaren Teil (7),
    einer, das Zugglied umgebenden Induktionsspule (16) zum Trennen des Zuggliedes an einer Trennstelle (12) durch induktives Erwärmen, und
    mit einem Trägerrohr (15) zum Tragen der Induktionsspule (16), wobei im Querschnitt gesehen der Bereich zwischen der Induktionsspule (16) und der Trennstelle (12) frei von einem elektrisch leitenden Metallrohr ist, wobei das Trägerrohr (15) auf der dem vorspannbaren Teil (7) des Zuggliedes zugewandten Seite der Trennstelle (12) durch eine Abdichtung (17, 20, 21; 24) abgedichtet ist, welche beabstandet vom freien Ende des vorspannbaren Teils (7) ist, so dass sich beim Einbau des Ankers die Abdichtung im Baugrund (3) befindet, und welche den vorspannbaren Teil (7) beim Injizieren von Zementmörtel gegen dessen Eindringen abdichtet, wobei die Vorrichtung mindestens eine der folgenden Komponenten aufweist:
    - einen Schrumpfschlauch (23), wobei im Querschnitt gesehen das Trägerrohr (15) innerhalb des Schrumpfschlauches angeordnet ist,
    - einen statischen Frequenzumformer zum Beaufschlagen der Induktionsspule (16) mit einem Strom, der eine Frequenz von mindestens 30 kHz aufweist,
    - Distanzzapfen (21) aus einem elastisch verformbaren Material zur Abdichtung des Trägerrohrs (10) beidseits der Trennstelle (12).
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Trägerrohr (15) starr ausgebildet ist und vorzugsweise aus Kunststoff, insbesondere PE, PP oder PVC, oder aus Glasfasermaterial, gefertigt ist.
  3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem Sammelhüllrohr (10), in welchem der vorspannbare Teil (7) des Zuggliedes (9) verläuft, wobei vorzugsweise das eine Ende des Sammelhüllrohrs (10) als Trägerrohr für die Induktionsspule (16) dient.
  4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Trägerrohr (15) beidseitig der Trennstelle (12) abgedichtet (17, 20, 21; 11, 24) ist, um eine Ansammlung von Wasser zu vermeiden.
  5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Trägerrohr (15) mit einer Verfüllung (17; 11) versehen ist, die die Trennstelle (12) abdichtet und vorzugsweise das Zugglied (9) thermisch isoliert und/oder am Trägerrohr (15) verankert.
  6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis des Aussendurchmessers (Da) der Induktionsspule (16) zum Innendurchmesser (Di) der Induktionsspule höchstens 1.5 und vorzugsweise höchstens 1.25 beträgt und/oder die Wicklung der Induktionsspule (16) höchstens zweilagig und vorzugsweise einlagig ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem Kabel (18) zur Energieversorgung der Induktionsspule (16), das ausserhalb des Trägerrohrs (15) verläuft, um eine Beschädigung des Kabels (18) beim Vorspannen des Zugglieds (9) zu vermeiden.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Kabel (18) übergangslos um das Trägerrohr (15) gewickelt ist zur Bildung der Induktionsspule (16).
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 8, wobei das Kabel (18) mehr als zwei Adern und/oder Adern mit jeweils einem Querschnitt von mindestens 1.5 mm2 aufweist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Frequenzumformer zur Erzeugung eines Wechselstromes einen Schwingkreis aufweist, in welchen die Induktionsspule (16) integrierbar ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit mehreren Zuggliedern (9), wobei im Trägerrohr (15) mindestens ein Distanzelement (20; 21) mit Durchgängen (20.1 - 20.7; 21.1 - 21.4) aufgenommen ist, durch welche hindurch die Zugglieder (9) verlaufen, und wobei vorzugsweise die Durchgänge (20.1 - 20.7; 21.1 - 21.4) so angeordnet sind, dass sich im Querschnitt des Distanzelementes (20; 21) gesehen eine Drehsymmetrie ergibt.
  12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Zugglied (9) als Litze (14) ausgebildet ist, welche eine Seele aufweist, um welche Drähte gewunden sind, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Seele ist.
  13. Vorspannbarer Anker (5) mit einer Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  14. Verfahren zum zumindest teilweisen Ausbau eines Ankers (5) nach Anspruch 13 mit mindestens einem Zugglied (9), welches zum Trennen mittels einer Induktionsspule (16) erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Zugglied (9) beim Erwärmungsvorgang mit einer Kraft vorgespannt ist, die mindestens 10 %, bevorzugt mindestens 25 % und besonders bevorzugt mindestens 50 % der Bruchkraft des Zuggliedes (9) bei 0 Grad Celsius entspricht.
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