NO850731L - Anordning ved spennarmering. - Google Patents

Abstract

For ved en skjøte- eller endeforankringsanordning for spenn-armeringskabler (1, 2) i betongkonstruksjoner å unngå at sprekker forløper gjennom de svekningsområder som finnes i endeforankringsområdene til armeringselementene (3, 4) er det anordnet en tilleggsarmering (26, 27), som er tilkoblet anordningen og samvirker med i det minste betongen i konstruksjonen, samt har en slik begrenset utstrekning fra et skjøteplan (23) at virkningen forholdsvis plutselig opphører i området ved overgangen mellom anordningen og en kabel.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning ved spennarmering i betongkonstruksjoner, slik som brokonstruksjoner som består av seksjoner som er støpt mot hverandre eller sammenføyd. Særlig angår oppfinnelsen løsning av visse problemer som har sammenheng med forankring og skjøting av armeringskabler.

Ved spennarmering anvendes enten bunter av armerixigstråder (kaldtrukket ståltråd) eller liner som.er tvunnet av- flere tråder (vanligvis syv). Hver armeringsenhet eller kabel, i form av en trådbunt, henholdsvis en eller flere liner, omgis av et tynt platerør (foringsrør), i hvilket kabelen kan gli ved oppspenningén, og hvilket etter oppspenningen vanligvis fylles med f.eks. injiseringsmaterial. I endene er kablene tilkoblet forankrings- eller skjøteorganer, som omfatter ankerelementer, i hvilke hver enkelt tråd eller line er tredd gjennom et hull og holdes fast ved hjelp av oppstuking av trådenden, kiler, kilehylser eller på annen måte. Dette arrangement medfører at tråd- eller linebunten er konisk utvidet i nærheten av et ankerelement. Dette innebærer i sin tur, ettersom hullene i ankerelementet som regel er aksiale, at særlig de ytre trådene eller linene utsettes for lokal bøyning og trykk fra ankerelementene, hvilket medfører over-lagrede egenspenninger som kan medføre lokale flytefenomener. Når forankrings- eller skjøteorganene utsettes for vekslende påkjenninger nedsettes derfor armeringsstålet utmatningsfasthet vesentlig i forankringssonen i forhold til dets poten-sielle utmatningsfasthet med hensyn til strekk.

De vekslende påkjenningene øker kraftig når en betongkonstruk-sjon er sprukket på tvers av forspenningsretningen, f.eks. på grunn av for sterk bøyning eller deformasjoner. Slike sprekker orienterer seg fortrinnsvis til påkjente tverrsnitt med støpeskjøter og/eller tverrsnitt med minsket stivhet, dvs. nettopp til skjøtesnitt, der også eventuelle ufullkommenheter vanligvis er konsentrert.

For å minske reduksjonen i utmatningsfastheten er det kjent på forskjellige måter å minske eller å eliminere de lokale bøye-og trykkpåkjenningene, ved f.eks. å minske tråd- eller line-buntens utvidelse ved å benytte så geometrisk konsentrerte ankerelementer som mulig, ved utforming av skrå hull for armeringstrådene eller -linene i ankerelementet, ved å minske armeringselementenes (trådenes, linenes) vinkelavvikelser med lange overgangsområder for foringsrøret mellom kabel og ankerelement samt ved å utføre forankringsorganene (trådhoder, kilehylster osv.) på en optimal måte med hensyn til påkjenn-ingsfordeling.

En annen kjent måte å minske risikoen for utmatningsbrudd i skjøtesoner for armeringskabler er ved fremstilling av en kon-struksjon å anordne mengden av ikke spent, parallell tilleggsarmering så stor at den vesentlig minsker påkjenningsvaria-sjonene i spennarmering og skjøtekoblinger. Tilleggsarmeringen foreskrives derved å godt forankret at dens avslutning befinner seg i stor avstand fra skjøtestedene. Dette tiltak forandrer imidlertid ikke den lille motstandsevne mot sprekk-dannelse i skjøtesnittet i forhold til inntilliggende tverrsnitt. Tiltaket er derfor kvantitativt og ikke kvalitativt.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å komme frem til midler for å forhindre at slike ufullkommenheter i anker- og skjøtesoner som er umulige eller kostbare å eliminere blir svekningsområder med hensyn til utmatningsfastheten i anker-eller skjøtearrangement. Hensikten med oppfinnelsen er med andre ord at opptredende sprekker hovedsakelig flyttes bort fra skjøte- eller forankringssoner, til slike områder der spennarmeringen har full kapasitet. Dette innebærer altså at spennarmeringen blir mindre påkjent i svekningsområdene.

I henhold til oppfinnelsen er dette oppnådd ved at det hovedsakelig parallelt med spennarmeringens armeringsenheter er anordnet i det minste et ekstra armeringselement, hvilket er direkte eller indirekte via endeankerorgan tilkoblet i det minste et ankerelement, og samvirker med masse som er injisert i foringsrøret eller konstruksjonsbetong som omgir dette, samt ikke er lenger enn at en trinnvis stivhetsforandring i konstruksjonen skjer i tilslutning til en kabelskjøt eller endeforankring, på en slik måte at opptredende bøyesprekker hovedsakelig inntreffer i tilslutning til området for den trinnvise stivhetsforandringen, og derved ikke passerer gjennom eller inntil skjøte- eller endeforankringsanordningens svekningsområder.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til de vedføyde, skjematiske tegninger, der fig. 1 viser et aksialsnitt gjennom en' vanlig type skjøteanordning mellom to spennkabler, fig. 2 viser en første komplettering i henhold til oppfinnelsen av den kjente skjøteanordningen vist i fig. 1, idet det i tilslutning til fig. 2 er tegnet et kraftdiagram for den viste tilleggsarmeringen, fig. 3 viser anordningen i fig. 2 sett aksialt, fig. 4 viser en annen komplettering av den kjente anordningen i fig. 1, fig. 5 viser en tredje kom-pletering av den kjente anordningen i fig. 1, fig. 6 viser et ankerelement i henhold til fig. 5 sett aksialt, fig. 7 viser et aksialsnitt gjennom en annen kjent type skjøteanordning, som er kompletert med en ytterligere form av tilleggsarmering i henhold til oppfinnelsen, og fig. 8 viser en utførelsesform av oppfinnelsen der de utvidede endepartiene av foringsrørene er fortykket.

Den kjente skjøteanordningen vist i fig. 1 utnyttes for å skjøte to spennkabler 1 og 2, som hver består av flere armeringsenheter, f.eks. liner eller tråder, av hvilke det for tydelighetens skyld bare er tegnet to tråder 3, 4. Kablene løper inne i forholdsvis tynnveggede, som oftest skruelinje-formet korrugerte foringsrør 5, 6, som tildels danner beskyt-telse for trådene og dels benyttes som injiseringsledning for masse som etter oppspenningen av spennarmeringen injiseres i foringsrørene for å oppnå samvirke mellom spenntrådene og for-ingsrørene på den ene side og mellom foringsrørene og betongen som er støpt rundt disse.

I endene er trådene forankret i ankerelementer i form av ring-formede, innvendig gjengede muttere 7, 8, som omfatter flere i ringform anordnede, aksialt gjennomgående hull 9, 10. Trådene 3 og 4 rager med sine ender gjennom disse hull, og er forankret mot uttrekking ved hjelp av stukede hoder 11, 12. Selve skjøten mellom kablene 1 og 2 er dannet ved en gjenget skjøtespindel 13, på hvilken de to ankerelementene 7 og 8 er skrudd.

For å gi plass til ankerelementene 7 og 8 er foringsrørene 5 og 6 utstyrt med utvidede endepartier 14, 15, bestående av forholdsvis tynnveggede rør med en sylindrisk del 16, 17 og en konisk del 18, 19.

Den høyre del av skjøteanordningen i fig. 1 er utformet som endeanker for kabelen 2. For dette formål er ankerelementet 8 gjenget også utvendig, og det er påskrudd en innvendig gjenget ring 20, som i sin tur ligger mot en utenpå den sylindriske rørdelen 17 anordnet støtteplate 21, som samvirker med en rundt endepartiet 15 viklet trådskrue 22. En ende- eller skjøteflate er antydet ved 23.

Som det fremgår av fig. 1, utvider buntene av tråder 3, 4 seg fra overgangen mellom foringsrørene 5, 6 og de koniske delene 18, 19 til endepartiene 14, 15, frem til ankerelementene 7, 8. Derved utsettes trådene for ugunstige strekk- og trykkpåkjen-ninger, tildels i den nevnte overgangen og tildels i munning-ene til hullene 9, 10.

For å forhindre at denne lokale svakhet i spennarmeringen får avgjørende innflytelse på betongkonstruksjonens styrke i et skjøtesnitt, foreslås det i henhold til oppfinnelsen de trekk som er angitt i de etterfølgende patentkrav, og som skal forklares nærmere i det følgende.

I en første utførelsesform av oppfinnelsen er støtteflaten 21 forbundet med flere hovedsakelig parallelt med spenntrådene 3, 4 liggende armeringsstenger, og i det viste eksempel i fig. 2 og 3 er det fire i underkant av støtteplaten 21 fastsveisede stenger 24, 25, 26, 27, av hvilke de to ytre stengene 24 og 27 avsluttes omtrent i overgangen mellom de sylindriske deler 16, 17 og de koniske deler 18, 19 av endepartiene 14, 15, mens de midtre stengene 25, 26 rager noe forbi overgangen mellom de koniske delene 18, 19 og foringsrørene 5, 6. Via•støtteplaten 21 og ringen 20 er armeringsstengene koblet i det minste til ankerelementet 8. De ekstra armeringselementene 24-27 er beregnet til å innstøpes i betong. Som et eksempel er stengene i den venstre del av fig. 2 vist som kamjern, mens stengene i den høyre del av figuren er rundtjern, men har oppstukede endehoder.

Kraftdiagrammet som er vist i tilslutning til fig. 2 illustre-rer den trinnvise stivhetsforandring som skjer i en konstruk-sjon på grunn av tilleggsarmering i henhold til oppfinnelsen, idet F angir strekkraft i de ekstra armeringselementene og L viser deres utstrekning. Som det fremgår, opphører armeringselementenes virkning forholdsvis plutselig ved eller nær endene av endepartiene 14, 15. Derved sikres det at sprekker som starter i eller nær snittet 23 ikke passerer gjennom skjøte-anordningen, men enten opphører ved denne eller passerer utenfor endene av endepartiene, der momentet er hovedsakelig det samme som i snittet 23, men der virkningen av tilleggsarmeringen har opphørt. På denne måte er sprekkdannelsen styrt bort fra spennarmeringens svekningsområder. Av diagrammet fremgår også den noe forskjellige virkning av kamjern, som gir en mindre plutselig endring av stivheten, og av endehoder som gir en mere plutselig endring av stivheten.

I den utførelsesform som er vist i fig. 4 er den gjengede skjøtespindelen 13' på begge ender utstyrt med stangformede forlengelser 28, 29 som rager til eller inn i de koniske delene 18, 19 av endepartiene 14, 15. Den av spindelen 13' og forlengelsene 28, 29 dannede armeringsenheten er beregnet til å omstøpes med masse som injiseres gjennom foringsrørene 5, 6, slik at armeringsenheten via endepartiene 14, 15 kan samvirke med den betong som støpes utenfor endepartiene. De stangformede forlengelsene 28, 29 kan for forbedret fastgjøring til den injiserte massen være utstyrt med ujevnheter på overflaten, idet minste på endene.

I fig. 5 og 6 vises en utførelsesform•av oppfinnelsen der det også tilstrebes samvirke mellom de ekstra armeringseiementer og den injiserte masse. Her er ankerelementene 7' og 8' utstyrt med ekstra gjennomgående hull 30, 31, som hensiktsmessig er anordnet i en ring utenfor hullene 9, 10 for spenntrådene. Gjennom hullene 30, 31 er løst trædde ekstra armeringstråder 32, 33, som kan ha forskjellig utstrekning, f.eks. slik at noen tråder 32 rager inn i de koniske delene 18, 19 mens andre tråder 33 rager et stykke inn i foringsrørene 5,6. De sist-nevnte tråder utsettes derfor for en viss bøyning.

De hittil beskrevne utførelsesformer av oppfinnelsen utgjør samtlige kompletteringer av den kjente anordningen vist i fig.

I fig. 7 vises en annen kjent anordning, der selve skjøten mellom trådene 3 og 4 til kablene 1 og 2 er dannet ved at et mutterformet ankerelement 34 for trådene 3 er skrudd inn på et skrueformet ankerelement 35 for trådene 4. Hullene 36 i ankerelementet for trådene 4 er slik sentralt plassert at trådene 4 ikke utsettes for noen påvirkning som minsker styrk-en, mens hullene 37 i ankerelementet 34 er plassert så langt fra sentrum at bunten av tråder .3 utsettes for en forholdsvis kraftig utvidelse fra foringsrøret 5 og frem til ankerelementet 34. Skadelig påvirkning av trådene 3 skjer således ved overgangen fra foringsrøret 5 til den koniske delen 18. Ved at hullene 37 er rettet i konisitetsretningen til trådene 3 skjer ingen skadelig påvirkning på trådene 3 ved hullene 37, idet minste ikke så lenge trådbunten løper sentralt ut av for-ingsrøret. I alle tilfeller er det bare den i figuren venstre del av skjøteanordningen som trenger tilleggsarmering, og dette er oppnådd ved at de armeringstrådene 4 som kommer fra høyre er forlenget forbi sine ankerhoder 12' med trådpartier 38, som rager til samme eller varierende avstand fra ankerelementet 34.

I fig. 8 er vist et arrangement der tilleggsarmeringen er dannet ved at de to møtende endepartier 14', 15<*>av foringsrørene er så tykkveggede at de er i stand til -å oppta de opptredende påkjenninger. ;Den sylindriske del 17' av det høyre endepartiet 15' ligger mot en tilhørende støtteplate 21', og er ved 39 fastsveiset til denne. På den flate av støtteflaten 21' som vender bort fra endepartiet 15' er det ved 40 fastsveiset en innvendig gjenget ring 41. I denne ring er innskrudd en utvendig gjenget, sylindrisk del 16' av det venstre endepartiet 14' vist i figuren. Forøvrig er dette arrangement det samme som vist i fig. 1. De to fortykkede endepartiene 14', 15<*>som på denne måte er fast forbundet med hverandre danner således her en kontinuerlig tilleggsarmering rundt og langs svekningsområdene til kablene 1 og 2.

Claims (9)

1. Skjøte- eller endeforankringsanordning for spennarmering i form av en kabel (1,2), omfattende flere armeringsenheter (3,4) som løper gjennom et foringsrør (5,6) og i endene er forankret i ankerelementer (7,8) som befinner seg inne i et utvidet endeparti (14,15) av foringsrøret og er innrettet til å overføre strekkrefter fra kabelen til et endeankerbrgan (21) eller - i en skjøt mellom to kabler - til et annet ankerelement, karakterisert ved at det hovedsakelig parallelt med spennarmeringens armeringsenheter (3,4) er anordnet i det minste et ekstra armeringselement (24,25,26,27;28,

29; 32,33;38;14' ,15' ), som er direkte eller indirekte via et endeankerorgan (21;21') tilkoblet i det minste et ankerelement (8';8) og samvirker med i foringsrøret (5,6) injisert masse eller betong som omgir dette, samt ikke er lenger enn at det skjer en trinnvis stivhetsforandring i konstruksjonen i tilslutning til en kabelskjøt eller endeforankring, på en slik måte at opptredende bø yesprekker hovedsakelig inntreffer i tilslutning til området for den trinnvise stivhetsforandringen og derved ikke passerer gjennom eller inntil skjøte- eller endeforankringsanordningens svekningsområder.

2. Anordning som angitt i krav 1, i hvilken endeankerorganet er en støtteplate, karakterisert ved at det ekstra armeringselementet (24-27;17') er festet i støtteplaten (21;21').

3. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at det ekstra armeringselementet er festet i det utvidede endepartiet av forings-røret .

4. Anordning som angitt i krav 1, i hvilken to kabler er skjøtet ved hjelp av et organ som forbinder kablenes ankerelementer , karakterisert ved at organet (13') som forbinder ankerelementene er forlenget (28,29) for dannelse av det ekstra armeringselementet.

5. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at flere ekstra armeringselementer (32,33) er løst ført gjennom hull (30,31) i det minste i ankerelement (7', 8').

6. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at spennarmeringens armeringsenheter (4) rager gjennom det ankerelement (34) som de overfører strekkrefter til, og fortsetter slakt som ekstra armeringselementer (38) forbi dette ankerelement (34).

7. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at veggene i foringsrørets utvidede endeparti (14',15') er slikt dimensjonert at forings-røret selv utgjør det ekstra armeringselementet.

8. Anordning som angitt i krav 7, i en skjøt mellom to kabler, karakterisert ved at de utvidede endepartiene (14 <1> ,15') av de to kablenes foringsrør er kraftoverførende forbundet med hverandre.

9. Anordning som angitt i krav 8, karakterisert ved at de utvidede endepartiene (14',15') av de to kablenes foringsrør er forbundet med hverandre ved hjelp av en gjengeforbindelse.