EP2570569A2 - Verfahren zum Vorspannen von Spannstahlstäben - Google Patents

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EP2570569A2
EP2570569A2 EP12184433A EP12184433A EP2570569A2 EP 2570569 A2 EP2570569 A2 EP 2570569A2 EP 12184433 A EP12184433 A EP 12184433A EP 12184433 A EP12184433 A EP 12184433A EP 2570569 A2 EP2570569 A2 EP 2570569A2
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EP
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steel rod
prestressing
thread
prestressing steel
nut
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EP12184433A
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Maximilian Aicher
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Stahlwerk Annahuette Max Aicher Gmbh&co KG
Original Assignee
Stahlwerk Annahuette Max Aicher Gmbh&co KG
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/12—Mounting of reinforcing inserts; Prestressing
    • E04G21/121—Construction of stressing jacks

Definitions

  • the invention relates to a method for prestressing threaded prestressing steel bars in prestressed concrete construction according to the preamble of claim 1. It also relates to a prestressing steel rod suitable for this method.
  • prestressing steel rods are currently u. a. Used rods with a coarse thread applied in the rolling process, to which the anchoring nuts are screwed.
  • a press chair with hydraulic press is placed on the anchor plate to which the anchoring nut has been screwed hand-tight.
  • Preloading with press chair and hydraulic press requires a sufficiently large working space. In tight spaces, the required preload force may not be introduced into the prestressing steel bar.
  • the object of the invention is to provide a method with which even when a small working space is available, the required biasing force can be introduced into the prestressing steel rod.
  • the claim 7 has a prestressing steel rod for prestressing by the inventive method to the subject.
  • prestressing rods provided with a special thread are used, onto which anchoring nuts provided with a corresponding special thread are screwed.
  • the special thread is finer than the thread with which standard steel bars are provided.
  • the anchoring nut is, as usual, provided for the displaceable anchoring of the prestressing steel rod. That is, the anchoring nut screwed onto the special thread and thus the prestressing steel rod to which it is screwed, rest on the anchor plate of the tensionable, displaceable anchoring prestressing steel rod on the outside of the concrete body.
  • the other end of the prestressing steel rod may be provided with an anchor body cast in the concrete body.
  • the bias can be done without bonding, so the prestressing steel rod between the anchor plate at one end and the anchor body at the other end in a cladding tube in the concrete body, so that the prestressing steel rod between the anchor plate and the anchor body can move relative to the concrete, or it may be a composite bias, i. H. the cladding be pressed after pre-stressing with grout, whereby a frictional bond between the prestressing steel rod and concrete is made.
  • the hydraulic wrench or hydraulic torque wrench has a receptacle for the nut and a lever arm extending away from the receptacle.
  • the receptacle or provided in the receptacle key insert can be designed to be rotatable to be set in rotation with a hydraulic drive.
  • a hydraulic cylinder may be attached to the lever arm, which upon pressurization pivotal movement with the Lever arm and thereby performs a rotational movement of the recording.
  • the lever arm and in the other case the hydraulic cylinder on the lever arm must be supported on a support fixedly connected to the anchor plate.
  • the support may for example be welded, screwed or otherwise secured to the anchor plate. In general, however, it is not necessary to provide a separate support. On the contrary, since a plurality of prestressing steel rods are generally introduced into the concrete, it is possible to use an adjacent prestressing steel rod for support, which protrudes from the anchor plate, even if it has not yet been prestressed.
  • the special thread is preferably applied by thread rolling or thread rolling on the prestressing steel rod, so by non-cutting production of the thread by cold forming, in which the thread profile is rolled into the surface of the rod.
  • a smooth clamping steel rod is preferably used, which has been previously peeled in the area in which it is rolled.
  • the end region of the prestressing steel rod is provided with the special thread onto which the anchoring nut is screwed.
  • the other end region of the prestressing steel rod can also be provided with a thread, possibly a special thread, in order to fasten the other end of the prestressing steel rod to the other anchor body.
  • the remaining region of the prestressing steel rod outside the one or both end regions with the special thread is preferably designed as a smooth rod.
  • the prestressing steel rod preferably has a yield point of at least 500 N / mm 2 , in particular from 835 to 950 N / mm 2 and a tensile strength of at least 550 N / mm 2 , in particular from 1035 to 1050 N / mm 2 .
  • the pitch of the special thread is preferably 1 to 10 mm, in particular 2 to 6 mm.
  • the diameter of the clamping steel rod and thus the outer diameter of the special thread can be 18 to 75 mm.
  • the thread flank of the special thread can be designed differently.
  • a round thread, trapezoidal thread or pointed thread can be used, in particular a used in aerospace spike thread, which has a particularly high strength.
  • the special thread can be formed one or two strings.
  • the bore in the anchor plate, through which projects the prestressing steel rod, at its side facing away from the concrete outside, for example, funnel-shaped widened and the prestressing steel rod may be provided with a cone-shaped or dome-shaped portion, for example the clamping steel rod may be integrally formed and is received by the funnel-shaped widening in the anchor plate.
  • a bearing 2 is arranged on a concrete component.
  • the bearing 2 consists of an upper bearing plate 3 and a lower bearing plate 4 and a bearing 5 between the two plates 3 and 4.
  • an anchor plate 6 is fixed on the lower bearing plate 4, which is penetrated by prestressing steel rods 7.
  • each prestressing steel rod 7 is, as in particular from FIG. 3 it can be seen, for the tensionable displaceable anchoring a special thread 8 is provided, onto which an anchoring nut 9 is screwed, which is supported on the anchor plate 6.
  • the introduced in the concrete component 1 prestressing steel rods 7 are anchored at its other end in the concrete component 1 each with an anchor body 10.
  • the hydraulic wrench 11 has a receptacle 12 with a rotatably mounted key sleeve 13, which is plugged onto the anchoring nut 9, and a lever arm 14 which is rotatably connected to the receptacle 12 and extends away from the latter.
  • a hydraulic cylinder 12 is mounted, which is supported on a support 16 which is fixed to the anchor plate 6.
  • the support 16 may be formed by an adjacent prestressing steel rod 7, which passes through the anchor plate 6.
  • FIG. 2b upon extension of the hydraulic cylinder 15 of the hydraulic wrench 11 is rotated according to the arrow 17.
  • the special thread 8 is only in the end region of the prestressing steel rod 7 attached (and optionally at the end region to which the anchor body 10 is fixed), while the remaining rod is formed smooth.
  • the bearing 2 described above is only one example among many, where a limited space requirement behind the anchoring nuts of a prestressed concrete component consists.
  • it may also be, for example, a stirrup for bracing a rope roof construction, for example at a football stadium. That is, the inventive method is generally applicable for prestressing in prestressed concrete under limited space.

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Abstract

Zum Vorspannen ist ein Spannstahlstabes (7) mit einem Sondergewinde (8) versehen, auf das eine Verankerungsmutter (9) aufgeschraubt ist, die sich auf einer Ankerplatte (6) abstützt. Zum Anziehen der Verankerungsmutter (9) wird ein Hydraulikschrauber (11) verwendet.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vorspannen von mit einem Gewinde versehenen Spannstahlstäben im Spannbetonbau nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie hat auch einen für dieses Verfahren geeigneten Spannstahlstab zum Gegenstand.
  • Als Spannstahlstäbe werden derzeit u. a. Stäbe mit einem im Walzprozess aufgebrachten Grobgewinde verwendet, auf das die Verankerungsmuttern aufgeschraubt werden. Zum Vorspannen des Spannstahlstabes wird auf der Ankerplatte, auf die die Verankerungsmutter handfest aufgeschraubt worden ist, ein Pressenstuhl mit Hydraulikpresse angeordnet.
  • Durch Ausfahren des Presszylinders der Hydraulikpresse in Stablängsrichtung wird der Spannstahlstab gedehnt und damit die Vorspannkraft in den Spannstahlstab eingebracht. Anschließend wird die durch den gedehnten Stab von der Ankerplatte angehobene Verankerungsmutter festgedreht und dann der Pressezylinder zurückgefahren, worauf die Hydraulikpresse und der Pressenstuhl abgebaut werden, um damit gegebenenfalls den nächsten Spannstahlstab vorzuspannen.
  • Das Vorspannen mit Pressenstuhl und Hydraulikpresse erfordert einen ausreichend großen Arbeitsraum. Bei beengten Platzverhältnissen kann eventuell die erforderliche Vorspannkraft nicht in den Spannstahlstab eingebracht werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem auch dann, wenn ein kleiner Arbeitsraum zur Verfügung steht, die erforderliche Vorspannkraft in den Spannstahlstab eingebracht werden kann.
  • Dies wird erfindungsgemäß mit dem im Anspruch 1 gekennzeichneten Verfahren erreicht. In den Unteransprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergegeben. Der Anspruch 7 hat einen Spannstahlstab zum Vorspannen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Gegenstand.
  • Nach der Erfindung werden zum Vorspannen mit einem Sondergewinde versehene Spannstahlstäbe verwendet, auf welche mit einem entsprechenden Sondergewinde versehene Verankerungsmuttern aufgeschraubt werden. Das Sondergewinde ist feiner als das Gewinde, mit dem handelsüblichen Spannstahlstäbe versehen sind.
  • Die Verankerungsmutter ist, wie üblich, zur verschiebbaren Verankerung des Spannstahlstabes vorgesehen. Das heißt, die auf das Sondergewinde aufgeschraubte Verankerungsmutter und damit der Spannstahlstab, auf den sie aufgeschraubt ist, stützen sich auf der Ankerplatte der spannbaren, verschiebbaren Verankerung Spannstahlstabes außen am Betonkörper ab.
  • Das andere Ende des Spannstahlstabes kann mit einem in den Betonkörper einbetonierten Ankerkörper versehen sein. Dabei kann die Vorspannung ohne Verbund erfolgen, also der Spannstahlstab zwischen der Ankerplatte an dem einen Ende und dem Ankerkörper an dem anderen Ende in einem Hüllrohr in dem Betonkörper verlaufen, sodass sich der Spannstahlstab zwischen der Ankerplatte und dem Ankerkörper relativ zum Beton verschieben kann, oder es kann eine Vorspannung mit Verbund sein, d. h. das Hüllrohr nach dem Vorspannen mit Einpressmörtel verpresst sein, wodurch ein kraftschlüssiger Verbund zwischen Spannstahlstab und Beton hergestellt wird.
  • Der Hydraulikschrauber oder Hydraulik-Drehmomentschrauber weist eine Aufnahme für die Mutter und einen sich von der Aufnahme weg erstreckenden Hebelarm auf. Dabei kann die Aufnahme bzw. der in der Aufnahme vorgesehene Schlüsseleinsatz drehbar ausgebildet sein, um mit einem Hydraulikantrieb in Drehung versetzt zu werden. Stattdessen kann an dem Hebelarm ein Hydraulikzylinder angebracht sein, der bei Druckbeaufschlagung eine Schwenkbewegung mit dem Hebelarm und dadurch eine Drehbewegung der Aufnahme ausführt. In dem einen Fall muss der Hebelarm und in dem anderen Fall der Hydraulikzylinder an dem Hebelarm an einer mit der Ankerplatte fest verbundenen Abstützung abgestützt werden.
  • Die Abstützung kann beispielsweise auf die Ankerplatte aufgeschweißt, aufgeschraubt oder in anderer Weise befestigt sein. Im allgemeinen ist es jedoch nicht erforderlich, eine gesonderte Abstützung vorzusehen. Da in den Beton im allgemeinen mehrere Spannstahlstäbe eingebracht werden, ist es vielmehr möglich, zur Abstützung einen benachbarten Spannstahlstab zu verwenden, der aus der Ankerplatte herausragt, auch wenn dieser noch nicht vorgespannt worden ist.
  • Das Sondergewinde wird vorzugsweise durch Gewinderollen oder Gewindewalzen auf den Spannstahlstab aufgebracht, also durch spanlose Fertigung des Gewindes mittels Kaltumformung, bei der das Gewindeprofil in die Oberfläche des Stabes gerollt wird. Dabei wird vorzugsweise ein glatter Spannstahlstab verwendet, der in dem Bereich, in den das gerollt wird, zuvor geschält worden ist.
  • Vorzugsweise wird zumindest nur der Endbereich des Spannstahlstabes mit dem Sondergewinde versehen, auf den die Verankerungsmutter aufgeschraubt wird. Gegebenenfalls kann auch der andere Endbereich des Spannstahlstabes mit einem Gewinde, gegebenenfalls einem Sondergewinde versehen werden, um das andere Ende des Spannstahlstabes an dem anderen Ankerkörper zu befestigen.
  • Der restliche Bereich des Spannstahlstabes außerhalb des einen oder der beiden Endbereiche mit dem Sondergewinde ist vorzugsweise als glatter Stab ausgebildet.
  • Der Spannstahlstab weist vorzugsweise eine Streckegrenze von mindestens 500 N/mm2, insbesondere von 835 bis 950 N/mm2 und eine Zugfestigkeit von mindestens 550 N/mm2, insbesondere von 1035 bis 1050 N/mm2 auf.
  • Die Steigung des Sondergewindes beträgt vorzugsweise 1 bis 10 mm, insbesondere 2 bis 6 mm. Der Durchmesser des Spannstahlstabes und damit der Außendurchmesser des Sondergewindes kann 18 bis 75 mm betragen.
  • Die Gewindeflanke des Sondergewindes kann unterschiedlich ausgebildet sein. So kann ein Rundgewinde, Trapezgewinde oder Spitzgewinde verwendet werden, insbesondere ein in der Luft- und Raumfahrt verwendetes Spitzgewinde, das eine besonders hohe Festigkeit aufweist. Das Sondergewinde kann ein- oder zweigängig ausgebildet sein.
  • Um den Spannstahlstab in der Ankerplatte zu zentrieren, kann die Bohrung in der Ankerplatte, durch die der Spannstahlstab ragt, an ihrer von der von dem Beton abgewandten Außenseite, beispielsweise trichterförmig aufgeweitet und der Spannstahlstab mit einem beispielsweise konusförmigen oder kalottenförmigen Abschnitt versehen sein, der mit dem Spannstahlstab einstückig ausgebildet sein kann und von der trichterförmigen Aufweitung in der Ankerplatte aufgenommen wird.
  • Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematisch
    • Figur 1 einen Querschnitt durch den oberen Teil eines Betonbauteils mit darauf angeordnetem Lager als Beispiel für ein vorzuspannendes Bauteil mit beschränktem Platzbedarf hinter der Verankerungsmutter;
    • Figur 2a und 2b die Draufsicht auf eine Ankerplatte mit einem Hydraulikschrauber in der Grundstellung bzw. in verschwenkter Position zum Anziehen der Verankerungsmutter; und
    • Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Figur 2.
  • Gemäß Figur 1 ist auf einem Betonbauteil ein Lager 2 angeordnet. Das Lager 2 besteht aus einer oberen Lagerplatte 3 und einer unteren Lagerplatte 4 sowie einem Lager 5 zwischen den beiden Platten 3 und 4. Um eine Verschiebung der unteren Lagerplatte 4 gegenüber dem Bauteil 1 zu verhindern, ist auf der unteren Lagerplatte 4 eine Ankerplatte 6 befestigt, die von Spannstahlstäben 7 durchsetzt wird.
  • An jedem Spannstahlstab 7 ist, wie insbesondere aus Figur 3 ersichtlich, zur spannbaren verschiebbaren Verankerung ein Sondergewinde 8 vorgesehen, auf das eine Verankerungsmutter 9 aufgeschraubt ist, welche sich auf der Ankerplatte 6 abstützt. Die im Betonbauteil 1 eingebrachten Spannstahlstäbe 7 sind mit ihrem anderen Ende in dem Betonbauteil 1 jeweils mit einem Ankerkörper 10 verankert.
  • Gemäß Figur 2a, 2b und 3 wird zum Anziehen der Verankerungsmutter 9 ein Hydraulikschrauber 11 verwendet.
  • Der Hydraulikschrauber 11 weist eine Aufnahme 12 mit einer darin drehfest angeordneten Schlüsselhülse 13, die auf die Verankerungsmutter 9 gesteckt wird, sowie einen Hebelarm 14 auf, der drehfest mit der Aufnahme 12 verbunden ist und sich von dieser weg erstreckt. An dem Hebelarm 14 ist ein Hydraulikzylinder 12 angebracht, der sich an einer Abstützung 16 abstützt, die an der Ankerplatte 6 befestigt ist.
  • Die Abstützung 16 kann dabei durch einen benachbarten Spannstahlstab 7 gebildet sein, der die Ankerplatte 6 durchsetzt.
  • Wie aus Figur 2b ersichtlich, wird beim Ausfahren des Hydraulikzylinders 15 der Hydraulikschrauber 11 entsprechend dem Pfeil 17 gedreht.
  • Wie aus Figur 3 ersichtlich, ist das Sondergewinde 8 nur in dem Endbereich des Spannstahlstabes 7 angebracht (sowie gegebenenfalls an dem Endbereich, an dem der Ankerkörper 10 befestigt ist), während der restliche Stab glatt ausgebildet ist.
  • Es versteht sich, dass das vorstehend beschriebene Lager 2 nur ein Beispiel unter vielen ist, wo ein beschränkter Platzbedarf hinter den Verankerungsmuttern eines vorzuspannenden Betonbauteils besteht. So kann es sich dabei ebenso z.B. um einen Bügelbock zur Abspannung einer Seildachkonstruktion handeln, z.B. bei einem Fußballstadion. Das heißt, das erfindungsgemäße Verfahren ist allgemein zum Vorspannen im Spannbetonbau unter beschränkten Platzverhältnissen anwendbar.

Claims (7)

  1. Verfahren zum Vorspannen eines mit einem Gewinde versehenen Spannstahlstabes (7) im Spannbetonbau, wobei zur spannbaren Verankerung des Spannstahlstabes (7) eine auf das Gewinde aufgeschraubte Verankerungsmutter (9) vorgesehen ist, die sich auf einer Ankerplatte (6) abstützt, um die Kräfte des Spannstahlstabes (7) auf den Beton zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannstahlstab (7) zum Aufschrauben der Verankerungsmutter (6) mit einem Sondergewinde (8) versehen ist und zum Anziehen der Verankerungsmutter (9) ein Hydraulikschrauber (11) verwendet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannstahlstab (7) an wenigstens dem einen Endbereich, auf den die Verankerungsmutter (6) aufgeschraubt wird, mit dem Sondergewinde versehen ist und im Übrigen glatt ausgebildet ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sondergewinde (8) durch Gewinderollen aufgebracht ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des Spannstahlstabes (7) an dem wenigstens einen Endbereich, auf den das Sondergewinde (8) aufgerollt wird, ein glatter Spannstahlstab verwendet wird.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sondergewinde (8) eine Steigung von 1 bis 10 mm aufweist.
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Abstützung (16) des Hydraulikschraubers (11) beim Anziehen der Verankerungsmutter (9) der Spannstahlstab (7) einer benachbarten spannbaren Verankerung verwendet wird.
  7. Spannstahlstab mit einem Sondergewinde (8) zum Vorspannen mit einem Hydraulikschrauber (11) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
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