WO2000014357A2 - Vorrichtung zur externen vorspannung von bauwerken - Google Patents

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WO2000014357A2
WO2000014357A2 PCT/DE1999/002853 DE9902853W WO0014357A2 WO 2000014357 A2 WO2000014357 A2 WO 2000014357A2 DE 9902853 W DE9902853 W DE 9902853W WO 0014357 A2 WO0014357 A2 WO 0014357A2
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cladding tube
penetration channel
tendon
anchor
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PCT/DE1999/002853
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Karl SCHÜTT
Stephan Sonneck
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Bilfinger & Berger Bauaktiengesellschaft
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/08—Members specially adapted to be used in prestressed constructions
    • E04C5/12—Anchoring devices
    • E04C5/127—The tensile members being made of fiber reinforced plastics
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/08—Members specially adapted to be used in prestressed constructions
    • E04C5/12—Anchoring devices
    • E04C5/122—Anchoring devices the tensile members are anchored by wedge-action
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a device for the external prestressing of structures with at least one tendon and at least one anchor device for the tendon, the tendon comprising at least one tension element, wherein all tension elements of the tendon are guided at least in front of the anchor device through a common cladding tube, so that one end of the cladding tube is arranged in a penetration channel opening into the anchor device, and wherein the penetration channel and the cladding tube are filled with a self-setting compound at least in a composite area in front of the anchor device after the tensioning of the tension elements, so that the tension elements are embedded in the self-setting compound and with the penetration channel and the cladding tube are connected.
  • German Patent 41 18 897 describes such a device for external prestressing of buildings.
  • the tendon of the known device consists of several parallel guided monostrands, which are arranged in a common tubular sheath - the common cladding tube.
  • This cladding tube opens into a cladding tube arrangement concreted in front of the anchor device - the penetration channel.
  • the space between the monostrands is pressed out in a composite area in front of the anchor device with a self-setting compound, here with cement mortar.
  • the cladding tube and the penetration channel are firmly connected to one another before the composite region is pressed out, so that a relative movement between the cladding tube and the penetration channel is not possible during the pretensioning of the tension elements.
  • the known device for external prestressing of buildings often proves to be problematic in practice.
  • prestressing the tension elements of the tendon there are often angular deviations between the axis of the penetration channel and the axis of the tendon. These angular deviations can be so great that one or more tension elements of the tendon come into contact with the inner wall of the cladding tube during prestressing.
  • Friction occurring during the relative movement between the tension elements and the cladding tube then often leads to damage to the tension elements, as a result of which the load-bearing capacity of the known device for external prestressing of structures as a whole is impaired.
  • the present invention is therefore based on the object of designing and developing a device of the type in question in such a way that damage to the tension elements during pretensioning is largely avoided.
  • the device according to the invention for external prestressing of buildings solves the above object by the features of claim 1. Thereafter, the device mentioned at the outset is designed such that the cladding tube is slidable relative to the penetration channel, at least during the prestressing of the tension elements, and that means are provided which provide a Prevent relative movement between the cladding tube and the penetration channel after pretensioning.
  • the cladding tube does not necessarily have to be the cause of damage to the tension elements during pretensioning, but on the contrary can even serve to protect the tension elements if the cladding tube follows the movement of the tension elements during pretensioning. According to the invention, it is therefore proposed not to firmly connect the cladding tube to the penetration channel, but rather to arrange and design it so that it can be moved in the penetration channel with as little friction as possible during the pretensioning of the tension elements.
  • Adequate lubricity of the cladding tube in the penetration channel can often be achieved by loosely positioning the one cladding tube end in the penetration channel and relatively smooth design of the inner wall of the penetration channel and the outer wall of the cladding tube.
  • the lubricity can additionally be improved by introducing a suitable lubricant between the cladding tube and the penetration channel.
  • the cladding tube could be provided with through-openings in the composite area. If at all, these through openings have a positive effect on the sliding ability of the cladding tube in the penetration channel, since they reduce the surface of the cladding tube that comes into contact with the wall of the penetration channel. If the bonded area is then filled with a self-setting compound after the tensioning elements have been pre-tensioned, this also penetrates into the through-openings of the cladding tube, which leads to interlocking with the cladding tube after the self-setting compound has hardened. This toothing, together with the composite formed by the hardened self-setting compound, counteracts a relative movement between the cladding tube and the penetration channel.
  • the outer wall of the cladding tube can also be provided with a profiling, at least in the area of the bond, although care must be taken to ensure that the friction between the cladding tube and the penetration channel is not increased by this profiling.
  • the penetrates self-setting compound also in the punctiform depressions in the outer wall of the cladding tube, which after hardening, as in the case of the passage openings, leads to interlocking with the cladding tube.
  • the bond formed with the aid of the hardened self-setting compound between the tension elements and the cladding tube on the one hand and the cladding tube and the penetration channel on the other hand can be further improved by a suitable design of the wall of the penetration channel.
  • the wall of the penetration channel as well as the wall of the cladding tube could be provided with through openings.
  • the penetration channel is provided with a sheath at least in the area of the passage openings, so that at least during the assembly of the device according to the invention, the penetration of material into the penetration channel is prevented.
  • the inner wall of the penetration channel could also be provided with a suitable profiling, for example with essentially punctiform depressions - indentations.
  • the tendon-side end area of the penetration channel is an advantageous variant of the invention Device expanded like a funnel. By means of this measure, the tendon can simply be deflected continuously.
  • the end of the cladding tube projecting into the penetration channel is arranged loosely in the penetration channel.
  • the tension elements of which are guided in a common cladding tube over the entire length of the tendon.
  • the cladding tube can also be filled over its entire length with a self-setting compound, so that the bonded area extends over the entire length of the tendon.
  • the sealing means additionally form a firm connection between the tension elements and the cladding tube. This can ensure the fact that the cladding tube moves together with the traction elements in the penetration channel during the pretensioning of the traction elements and thus there is no relative movement between the traction elements and the cladding tube.
  • tension elements made of all possible suitable materials can be used in connection with the device according to the invention.
  • glass fiber strands or prestressing steel strands have proven their worth.
  • additional corrosion protection measures are taken for the individual tensile elements.
  • each tension element of a tendon could be provided with its own sheathing, for example a plastic cover. This plastic cover could also be filled with a permanently plastic anti-corrosion compound.
  • Such tension elements are known as monostrands.
  • the sheathing of the tension elements can also contribute to an improvement in the bond between the tension elements, the hardened self-setting mass and the cladding tube or the penetration channel.
  • the sheathing of the tension elements could be with a suitable profile or even with additional holding means, such as extensive thickening.
  • Corrosion protection of tendons is particularly important for the external prestressing of structures, particularly when tendons with tension elements made of a material susceptible to corrosion are involved. Even with such tension elements, which are usually provided with a sheath over their entire length, the stripped ends of the tension elements are fixed in the anchor device. For this purpose, the stripped ends of the tension elements are guided through corresponding bushings of the anchor device and then anchored on the side facing away from the tendon, for example with the aid of wedges.
  • transition tubes protruding on the tendon side for the stripped ends of the tension elements are arranged in the bushings, each of which extends at least over the entire stripped area of a tension element in front of the anchor device. stretch.
  • transition tubes can be fixed, for example, by means of appropriate threads in the bushings of the anchor devices.
  • the transition tubes can also be filled with a permanently plastic corrosion protection compound.
  • the length of the transition tube is chosen so that the overlap required for corrosion protection with the sheathing of the tension elements is maintained at all times, even if the sheaths shift, for example during pretensioning, with respect to the anchor device.
  • cover tubes are also provided for the stripped ends of the tension elements protruding from the anchor device.
  • These cover tubes should be tightly connected to the anchor device and can also be filled with an anti-corrosion compound.
  • the covering tubes can, for example, be filled with corrosion protection compound starting from their air-side ends, in one go with the respective passage in the anchor device and the corresponding transition tubes. As a rule, this backfilling will only take place after the tensioning of the tension elements.
  • the plug formed from the hardened self-setting mass must be removed from the bonded area.
  • the old tendon is usually first cut on the free path.
  • the traction elements if they were provided with a casing, can then be pulled out of their casings and transition tubes on the anchor device, so that the plug with the empty casings and transition tubes then remains in the bonded area.
  • This plug must then be pushed or pulled out of the penetration channel.
  • at least one suitable force transmission element for pulling out the plug is already embedded in the self-setting compound when the composite area is filled.
  • This can be, for example, a special tension element with end anchorages that are suitable for transmitting the pull-out force.
  • the means provided according to the invention for preventing a relative movement between the cladding tube and the penetration channel after the tensioning of the tension elements should be designed such that the composite produced with the aid of the self-setting mass is used during the normal use of the tensioning device according to the invention a building has existed in any case and in particular has the effect of removing the forces resulting from the effects of temperature.
  • the bond force can be overcome when pulling or pushing the hardened plug out of the penetration channel.
  • the retention can be produced or improved in a targeted manner by means of tie rods attached to the anchor device and extending into the hardened self-setting mass, which have a ribbed surface and / or an end anchorage.
  • the tie rods can be attached to the anchor device from the air side of the anchor device.
  • the retention can also be effected in a targeted manner by fastening means attached to the end facing away from the anchor device, these fastening means providing support for the plug formed from the hardened self-setting mass, which can be removed if necessary, e.g. in the course of replacing the tendon.
  • the deflection area could be realized by an appropriately shaped penetration channel or saddle.
  • the two end regions of the penetration channel or of the saddle are widened in a funnel shape. This enables a continuous transition of the tendon in the deflection area into the free tendon length, even in the event of angular deviations of the tendon axis from the axis of the penetration channel or of the saddle. This is because the tendon should not be guided over edges in the deflection area, in order to avoid impairments of the load-bearing capacity and / or damage to the tendon.
  • this coupling anchor can be pulled out.
  • the tension elements of the first tendon are stretched beyond their already existing stretch by the force required for pulling free.
  • Tension elements, which are provided with a sheathing slide out of their sheathing and the transition tubes possibly arranged on the coupling anchoring by the amount of the extension beyond the coupling anchoring, so that they subsequently have no sheathing in this area - that is, they are pulled free.
  • this area is provided with a suitable covering after pretensioning, which is particularly necessary if the tension elements are at risk of corrosion and must be protected with suitable corrosion protection measures.
  • Coupling anchors generally include an anchor plate with first bushings for the tension elements of the first tendon, a coupling plate with first bushings for the tension elements of the first tension member and with second bushings for the tension elements of the second tension member, and one with which is arranged between the anchor plate and the coupling plate
  • Anchor plate connected support element with first bushings for the tension elements of the first tendon.
  • the coupling anchorage should be designed such that the coupling plate returns to its original position on the support element or the anchor plate when the second tendon is relaxed. returns, so that the first tendon can be used alone again, which is, for example, a prerequisite for the removal of the second tendon.
  • Fig. 1 shows a sectional view of an embodiment of an inventive device for external prestressing of structures in the area of the anchor device, the axes of the penetration channel and the tendon being oriented parallel to one another.
  • Fig. 2 also shows a sectional view of the anchoring area of the device shown in Fig. 1, but here there is an angular deviation between the axis of the penetration channel and the axis of the tendon.
  • FIG. 3 shows in a sectional representation the area of the coupling anchoring of a device according to the invention for external prestressing of buildings in the not yet released state
  • Fig. 4 also shows in a sectional view that shown in Fig. 3
  • the tendon 1 and 2 show an anchoring area of a device according to the invention, which is to be used for the external prestressing of a bridge.
  • the anchoring area is located on a cross member 6 of the bridge.
  • the tendon 1 and an anchor device 2 for the tendon 1 are shown here.
  • the tendon 1 comprises two tension elements 3, which are guided through a common cladding tube 4 at least in front of the anchor device 2.
  • the end of the cladding tube 4 shown here is arranged in a penetration channel 5 opening into the anchor device 2.
  • the penetration channel 5 is a pipe concreted into the end cross member 6.
  • the anchor device 2 here comprises an anchor plate 7, which is placed on the end cross member 6, and a perforated disc 8, which is supported on the anchor plate 7.
  • the individual tension elements 3 of the tendon 1 are guided through the penetration channel 5 and corresponding through openings in the anchor plate 7 and the perforated disc 8.
  • the ends of the tension elements 3 are fixed with wedges 9 in the conical through openings of the perforated disc 8. In this way, the force of the tension elements 3 is transmitted to the end cross member 6 and thus to the structure.
  • the cladding tube 4 is designed to be slidable with respect to the penetration channel 5, at least during the pretensioning of the tension elements 3.
  • the penetration channel 5 and the cladding tube 4 are filled with a self-setting mass in a composite area, which is designated here by 10, so that the tension elements 3 are embedded in the self-setting mass and with the penetration channel 5 and the cladding tube 4 are connected.
  • means are also provided which prevent a relative movement between the cladding tube 4 and the penetration channel 5 after the tensioning elements 3 have been preloaded.
  • Fig. 2 illustrates that the sheathing tube 4 loosely arranged in the penetration channel 5 can be pressed at least on one side against the inner wall of the penetration channel 5 during pretensioning of the tension elements 3, namely whenever angular deviations between the axis of the penetration channel 5 and the axis of the Tendon 1 occur.
  • the angular deviations can be so large that not only does the cladding tube 4 come into contact with the inner wall of the penetration channel 5, but also the cladding tube is pressed against the tension elements 3.
  • the tendon 1 of the device according to the invention is now designed such that the cladding tube 4 also carries out the movement of the tension elements 3 during pretensioning, that is to say is displaced together with the tension elements 3 in the penetration channel 5.
  • the cladding tube 4 according to the invention should be slidable with respect to the penetration channel 5.
  • the friction occurring during the relative movement between the cladding tube 4 and the penetration channel 5 can be reduced simply by applying a suitable lubricant either on the inner wall of the penetrating channel 5 and / or on the outer wall of the cladding tube 4.
  • the cladding tube 4 wants to move with respect to the penetration channel 5 when the tensioning elements 3 of the tensioning element 1 are tightened and pre-tensioned, and in particular, in connection with the expansion of the tensioning elements 3 and the movement of the sheaths 16 of the tensioning elements 3, execute a movement in the direction of the anchor device 2 . So that this movement is not hindered as far as possible, a lubricating layer, for example, can be applied between the outer wall of the cladding tube 4 and the inner wall of the penetration channel 5.
  • the lubricating layer is usually already applied to the cladding tube 4 during the assembly of the cladding tube 4, so that the lubrication is effective in every case, even if it is not yet known on which side the cladding tube 4 comes into contact with the penetration channel 5, ie in which direction the eccentric position will occur when prestressing the tension elements 3.
  • the wall of the cladding tube 4 in the composite region 10 is provided with through openings 11.
  • the wall of the penetration channel 5 in the composite region 10 is also provided with through openings 12.
  • the penetration channel 5 is provided with a casing 13 in the area of the passage openings 12 (only shown in FIG. 1). Neither the through openings 11 in the cladding tube 4 nor the through openings Solutions 12 in the penetration channel 5 hinder sliding of the cladding tube 4 in the penetration channel 5. The sliding is even more favored by the through openings 11 and 12, since these represent a reduction in the surface of the cladding tube 4 on the one hand and the penetration channel 5 on the other hand, which is the friction between the Cladding tube 4 and the penetration channel 5 reduced overall.
  • the composite region 10 is filled with a self-setting compound after the tensioning of the tension elements 3, which is done here via the line 19.
  • the line 20 is provided for venting the composite area 10 when filling.
  • the self-setting mass penetrates into the through openings 11 of the cladding tube 4 as well as into the through openings 12 of the penetration channel 5 during the filling of the composite area 10 and leads to a toothing during hardening and thus to an improved bond between the hardened self-setting mass, the cladding tube 4 and the penetration channel 5.
  • a relative movement between the cladding tube 4 and the penetration channel 5 after the tensioning of the tension elements 3 can thereby be effectively prevented.
  • the tension-side end region of the penetration channel 5 is widened in a funnel-like manner in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, so that the tension member 1 can be continuously led out of the penetration channel 5 even in the event of angular deviations between the axis of the penetration channel 5 and the axis of the tension member 1. which is particularly illustrated by Fig. 2.
  • connection area 10 is delimited by the anchor device 2, the penetration channel 5, a transition tube 14, the cladding tube 4 and sealing means 15 arranged in the cladding tube 4.
  • the transition tube 14 establishes a tight connection between the funnel-shaped end of the penetration channel 5 and the cladding tube 4 .
  • the transition tube 14 is designed flexibly in the form of a bellows, so that it is then easily in the transition area between Penetration channel 5 and cladding tube 4 can be arranged when the prestressing of the tension elements 3 has led to an angular deviation between the axis of the penetration channel 5 and the axis of the tendon 1.
  • the sealing means 15 are provided with bushings for the tension elements 3 and seal the cladding tube 4 against the free tendon length.
  • the sealing means 15 in the exemplary embodiment shown here establish a firm connection between the tension elements 3 and the cladding tube 4.
  • transition tubes 17 are screwed into the anchor plate 7 or an intermediate plate 18 arranged between the anchor plate 7 and the perforated disc 8, which is provided with corresponding threaded holes for this purpose. These transition tubes 17 each extend at least over the entire stripped area of a tension element 3 in front of the anchor device 2.
  • cover tubes (not shown here) can be provided for the stripped ends of the tension elements 3 protruding from the anchor device 2.
  • Both the cover tubes and the transition tubes 17 are - as a rule only after the tensioning of the tension elements 3 - filled with a plastic corrosion compound. With the help of the transition tube 17 it is also prevented that the anti-corrosion compound penetrates up to the conical through openings in the perforated disc 8 and thus up to the wedges 9, which could hinder the slipping of the wedges 9.
  • the coupling area of a device according to the invention is shown once before the pull elements 40 of the first tendon 31 - FIG. 3 - and once after the pull elements 40 of the first tendon 31 - FIG. 4 are pulled free.
  • an anchor plate 33 On the anchor plate 33 is an intermediate plate 35 and a holding plate 36 a support tube 37 attached.
  • a guide insert 38 for the individual tension elements 40 of the first tensioning element 31 is arranged in the support tube 37.
  • the support tube 37 forms a support element together with the guide insert 38.
  • the anchor plate 33, the intermediate plate 35, the holding plate 36 and the guide insert 38 are each provided with mutually aligned through openings for the tension elements 40 of the first tendon 31.
  • the ends of the tension elements 40 which are guided through the anchor plate 33, the intermediate plate 35, the holding plate 36 and the guide insert 38 of the support tube 37, are further guided through a coupling plate 41, which is seated on the support tube 37 in FIG. 3, but not is firmly connected to this.
  • the ends of the tension elements 40 of the first tendon 31 are fixed to the coupling plate 41.
  • the coupling plate 41 also has through openings for the tension elements 42 of the second tension member 32. The ends of these tension elements 42 are also fixed to the coupling plate 41.
  • FIG. 4 shows the coupling area after prestressing the second tendon 32.
  • the tension elements 40 of the first tendon 31 were stretched beyond their already existing elongation.
  • the tension elements 40 were pulled out together with the coupling plate 41.
  • a sheath 43 surrounding the area pulled out was arranged after the removal. This is particularly important if the tension elements 40 are at risk of corrosion and must be protected with an anti-corrosion compound.
  • Fig. 4 also illustrates that when pulling free a deflection of the individual tension elements 40 of the first tendon 31 can occur in the pulled-out area because the tendon 31 is aligned with the axis of the coupled tendon 32. It is therefore advantageous to design the bushings in the guide insert 38 and possibly also the bushings in the coupling plate 41 in order to create a smooth transition for the tension elements 40 of the first tensioning element 31 and to avoid damage to the tension elements 40.
  • the coupling anchor 30 shown here is designed such that the coupling plate 41 when the second is relaxed Tension member 32 returns to its original position shown in Fig. 3 on the support tube 37, so that the first tension member 31 can be effective again alone.

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Abstract

Eine Vorrichtung zur externen Vorspannung von Bauwerken mit mindestens einem Spannglied (1) und mindestens einer Ankereinrichtung (2) für das Spannglied (1), wobei das Spannglied (1) mindestens ein Zugelement (3) umfaßt; wobei alle Zugelemente (3) des Spanngliedes (1) zumindest vor der Ankereinrichtung (2) durch ein gemeinsames Hüllrohr (4) geführt sind, so daß ein Ende des Hüllrohrs (4) in einem in die Ankereinrichtung (2) mündenden Durchdringungskanal (5) angeordnet ist; und wobei der Durchdringungskanal (5) und das Hüllrohr (4) nach dem Vorspannen der Zugelemente (3) zumindest in einem Verbundbereich (10) vor der Ankereinrichtung (2) mit einer selbstabbindenden Masse verfüllt werden, so daß die Zugelemente (3) in die selbstabbindende Masse eingebettet sind und mit dem Durchdringungskanal (5) und dem Hüllrohr (4) in Verbund stehen, soll - um Beschädigungen der Zugelemente beim Vorspannen zu vermeiden - so ausgestaltet werden, daß das Hüllrohr (4) zumindest während dem Vorspannen der Zugelemente (3) gleitfähig gegenüber dem Durchdringungskanal (5) ist und daß Mittel vorgesehen sind, die eine Relativbewegung zwischen dem Hüllrohr (4) und dem Durchdringungskanal (5) nach dem Vorspannen der Zugelemente (3) verhindern.

Description

„Vorrichtung zur externen Vorspannung von Bauwerken"
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur externen Vorspannung von Bauwerken mit mindestens einem Spannglied und mindestens einer Ankereinrichtung für das Spannglied, wobei das Spannglied mindestens ein Zugelement umfaßt, wobei alle Zugelemente des Spanngliedes zumindest vor der Ankereinrichtung durch ein gemeinsames Hüllrohr geführt sind, so daß ein Ende des Hüllrohrs in einem in die Ankereinrichtung mündenden Durchdringungskanal angeordnet ist, und wobei der Durchdringungskanal und das Hüllrohr nach dem Vorspannen der Zugelemente zumindest in einem Verbundbereich vor der Ankereinrichtung mit einer selbstabbindenden Masse verfüllt werden, so daß die Zugelemente in die selbstabbindende Masse eingebettet sind und mit dem Durchdringungskanal und dem Hüllrohr in Verbund stehen.
In der deutschen Patentschrift 41 18 897 wird eine derartige Vorrichtung zur externen Vorspannung von Bauwerken beschrieben. Das Spannglied der bekannten Vorrichtung besteht aus mehreren parallel geführten Monolitzen, die in einer gemeinsamen rohrförmigen Umhüllung - dem gemeinsamen Hüllrohr - angeordnet sind. Dieses Hüllrohr mündet in eine vor der Ankereinrichtung einbetonierte Hüllrohranordnung - den Durchdringungskanal. Nach dem Vorspannen der Zugelemente des Spanngliedes wird der Zwischenraum zwischen den Monolitzen in einem Verbundbereich vor der Ankereinrichtung mit einer selbstabbindenden Masse, hier mit Zementmörtel, ausgepreßt. Bei der bekannten Vorrichtung sind das Hüllrohr und der Durchdringungskanal bereits vor dem Auspressen des Verbundbereichs fest miteinander verbunden, so daß eine Relativbewegung zwischen Hüllrohr und Durchdringungskanal während dem Vorspannen der Zugelemente nicht möglich ist.
Die bekannte Vorrichtung zum externen Vorspannen von Bauwerken erweist sich in der Praxis häufig als problematisch. Beim Vorspannen der Zugelemente des Spanngliedes kommt es nämlich häufig zu Winkelabweichungen zwischen der Achse des Durchdringungskanals und der Achse des Spanngliedes. Diese Winkelabweichungen können so groß sein, daß sich ein oder auch mehrere Zugelemente des Spanngliedes beim Vorspannen an die Innenwandung des Hüllrohres anlegen. Die bei der Relativbewegung zwischen den Zugelementen und dem Hüllrohr auftretende Reibung führt dann häufig zu einer Beschädigung der Zugelemente, wodurch die Belastbarkeit der bekannten Vorrichtung zur externen Vorspannung von Bauwerken insgesamt beeinträchtigt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der hier in Rede stehenden Art so auszugestalten und weiterzubilden, daß eine Beschädigung der Zugelemente beim Vorspannen weitestgehend vermieden wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur externen Vorspannung von Bauwerken löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Danach ist die eingangs genannte Vorrichtung derart ausgebildet, daß das Hüllrohr zumindest während dem Vorspannen der Zugelemente gleitfähig gegenüber dem Durchdringungskanal ist und daß Mittel vorgesehen sind, die eine Relativbewegung zwischen dem Hüllrohr und dem Durchdringungskanal nach dem Vorspannen verhindern.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß das Hüllrohr nicht zwangsläufig die Ursache für eine Beschädigung der Zugelemente beim Vorspannen sein muß, sondern im Gegenteil sogar als Schutz der Zugelemente dienen kann, wenn das Hüllrohr der Bewegung der Zugelemente beim Vorspannen folgt. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen das Hüllrohr nicht fest mit dem Durchdringungskanal zu verbinden, sondern vielmehr so anzuordnen und auszugestalten, daß es während dem Vorspannen der Zugelemente möglichst reibungsarm im Durchdringungskanal verschiebbar ist. Dadurch tritt selbst bei einer Winkelabweichung zwischen der Achse des Durchdringungskanals und der Achse des Spannglieds und einem dadurch bedingten einseitigen Anpressen der Zugelemente an das Hüllrohr und die Wandung des Durchdringungskanals allenfalls eine Abnutzung des Hüllrohrs in diesem Bereich auf, nicht aber eine Beschädigung der Zugelemente. Erfindungsgemäß ist außerdem erkannt worden, daß sich die gleitende Lagerung des Hüllrohrs im Durchdringungskanal zwar positiv beim Vorspannen der Zugelemente auswirkt, daß diese Gleitfähigkeit des Hüllrohrs aber nach der Montage unerwünscht ist. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, spezielle Mittel vorzusehen, die eine Relativbewegung zwischen dem Hüllrohr und dem Durchdringungskanal nach dem Vorspannen der Zugelemente verhindern. Eine hinreichende Gleitfähigkeit des Hüllrohrs im Durchdringungskanal kann oftmals schon durch lose Positionierung des einen Hüllrohrendes im Durchdringungskanal und relativ glatte Ausbildung der Innenwandung des Durchdringungskanals und der Außenwandung des Hüllrohrs erreicht werden. Die Gleitfähigkeit kann zusätzlich noch durch Einbringen eines geeigneten Schmiermittels zwischen dem Hüllrohr und dem Durchdringungskanal verbessert werden.
Grundsätzlich gibt es verschiedene Möglichkeiten für die Realisierung der erfindungsgemäß vorgesehenen Mittel zur Verhinderung einer Relativbewegung zwischen dem Hüllrohr und dem Durchdringungskanal nach dem Vorspannen der Zugelemente.
In einer herstellungstechnisch sehr einfach zu realisierenden Variante könnte das Hüllrohr im Verbundbereich mit Durchtrittsöffnungen versehen sein. Diese Durchtrittsöffnungen wirken sich - wenn überhaupt - allenfalls positiv auf die Gleitfähigkeit des Hüllrohrs im Durchdringungskanal aus, da sie die mit der Wandung des Durchdringungskanals in Kontakt tretende Fläche des Hüllrohrs vermindern. Wird nun der Verbundbereich nach dem Vorspannen der Zugelemente mit einer selbstabbindenden Masse verfüllt, so dringt diese auch in die Durchtrittsöffnungen des Hüllrohrs ein, was nach dem Aushärten der selbstabbindenden Masse zu einer Verzahnung mit dem Hüllrohr führt. Diese Verzahnung wirkt zusammen mit dem durch die ausgehärtete selbstabbindende Masse gebildeten Verbund einer Relativbewegung zwischen dem Hüllrohr und dem Durchdringungskanal entgegen. Ergänzend oder auch alternativ zu den voranstehend beschriebenen Durchtrittsöffnungen kann die Außenwandung des Hüllrohrs zumindest im Verbundbereich auch mit einer Profilierung versehen sein, wobei allerdings darauf zu achten ist, daß die Reibung zwischen dem Hüllrohr und dem Durchdringungskanal durch diese Profilierung nicht erhöht wird. In einer vorteilhaften Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird daher vorgeschlagen, die Außenwandung des Hüllrohrs im Verbundbereich mit im wesentlichen punktförmigen Vertiefungen - Eindellungen - zu versehen. Eine Relativbewegung zwischen dem Hüllrohr und dem Durchdringungskanal wird durch derartige punkt- förmige Vertiefungen genausowenig behindert wie durch die voranstehend beschriebenen Durchtrittsöffnungen. Beim Verfüllen des Verbundbereichs dringt die selbstabbindende Masse auch in die punktförmigen Vertiefungen in der Außenwandung des Hüllrohres ein, was nach dem Aushärten, wie im Falle der Durchtrittsöffnungen, zu eine Verzahnung mit dem Hüllrohr führt.
Der mit Hilfe der erhärteten selbstabbindenden Masse gebildete Verbund zwischen den Zugelementen und dem Hüllrohr einerseits und dem Hüllrohr und dem Durchdringungskanal andererseits kann durch eine geeignete Ausgestaltung der Wandung des Durchdringungskanals noch verbessert werden. Dazu könnte die Wandung des Durchdringungskanals genauso wie die Wandung des Hüllrohrs mit Durchtrittsöffnungen versehen sein. In diesem Falle ist es von Vorteil, wenn der Durchdringungskanal zumindest im Bereich der Durchtrittsöffnungen mit einer Ummantelung versehen ist, so daß zumindest bei der Montage der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Eindringen von Material in den Durchdringungskanal verhindert wird. Ergänzend oder auch alternativ zu den Durchtrittsöffnungen könnte die Innenwandung des Durchdringungskanals auch mit einer geeigneten Profilierung, beispielsweise mit im wesentlichen punktförmigen Vertiefungen - Eindellungen - versehen sein. Weder die Durchtrittsöffnungen in der Wandung des Durchdringungskanals noch die im wesentlichen punktförmigen Vertiefungen in der Innenwandung des Durchdringungskanals würden eine Relativbewegung zwischen dem Hüllrohr und dem Durchdringungskanal während dem Vorspannen der Zugelemente behindern. Beim Verfüllen des Verbundbereiches nach dem Vorspannen der Zugelemente würde die selbstabbindende Masse auch in die Durchtrittsöffnungen bzw. punktförmigen Vertiefungen in der Wandung des Durchdringungskanals eintreten und zu einer zusätzlichen Verzahnung des Durchdringungskanals mit entstehenden Verbund führen.
Wie bereits erwähnt, kann es beim Vorspannen der Zugelemente eines Spannglieds zu Winkelabweichungen zwischen der Achse des Durchdringungskanals und der Achse des Spannglieds kommen. Um nun zu verhindern, daß das Spannglied im Übergangsbereich zwischen Durchdringungskanal und Hüllrohr abgeknickt wird, was einerseits zu Beschädigungen der Zugglieder führen kann und sich andererseits negativ auf die Tragwirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auswirken würde, ist der spanngliedseitige Endbereich des Durchdringungskanals in einer vorteilhaften Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung trichterartig aufgeweitet. Durch diese Maßnahme kann das Spannglied einfach kontinuierlich umgelenkt werden. Erfindungsgemäß ist das in den Durchdringungskanal ragende Ende des Hüllrohrs lose in dem Durchdringungskanal angeordnet. Um nun einen definierten Bereich des Durchdringungskanals und des Hüllrohrs mit einer selbstabbindenden Masse verfüllen zu können, wird vorgeschlagen, nach dem Vorspannen der Zugelemente am spanngliedseitigen Endbereich des Durchdringungskanals ein Übergangsrohr anzuordnen, das eine dichte Verbindung zwischen dem Durchdringungskanal und dem Hüllrohr bildet. Der Verbundbereich wird dann einfach durch die Ankereinrichtung, den Durchdringungskanal, das Übergangsrohr und das Hüllrohr begrenzt. Die Montage des Übergangsrohres nach dem Vorspannen der Zugelemente empfiehlt sich in Anbetracht der beim Vorspannen der Zugelemente häufig auftretenden Winkelabweichungen zwischen der Achse des Durchdringungskanals und der Achse des Spanngliedes. In diesem Zusammenhang ist es außerdem vorteilhaft, wenn das Übergangsrohr flexibel ist, sich also einfach an die Umlenkung des Spannglieds im Übergangsbereich zwischen dem Durchdringungskanal und dem Hüllrohr anpassen läßt.
Für einige Anwendungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur externen Vorspannung von Bauwerken kann es von Vorteil sein, ein Spannglied zu verwenden, dessen Zugelemente über die gesamte Länge des Spanngliedes in einem gemeinsamen Hüllrohr geführt sind. In diesem Falle kann das Hüllrohr auch über seine gesamte Länge mit einer selbstabbindenden Masse verfüllt werden, so daß sich der Verbundbereich über die gesamte Länge des Spanngliedes erstreckt.
In einer anderen vorteilhaften Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird lediglich ein begrenzter Bereich vor der Ankereinrichtung mit einer selbstabbindenden Masse verfüllt. Dieser Bereich wird mit Hilfe von in dem Hüllrohr angeordneten Dichtmitteln gegen die freie Spanngliedlänge abgedichtet, so daß zwischen der Ankereinrichtung und den Dichtmitteln innerhalb des Durchdringungskanals, ggf. des Übergangsrohrs und des Hüllrohrs ein abgeschlossener Raum gebildet ist, der nach dem Vorspannen der Zugelemente mit der selbstabbindenden Masse verfüllt wird und also den Verbundbereich bildet. In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Dichtmittel zusätzlich auch noch eine feste Verbindung zwischen den Zugelementen und dem Hüllrohr bilden. Dadurch kann sichergestellt wer- den, daß sich das Hüllrohr beim Vorspannen der Zugelemente zusammen mit den Zugelementen in dem Durchdringungskanal bewegt und also keine Relativbewegung zwischen den Zugelementen und dem Hüllrohr stattfindet.
Grundsätzlich können in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Zugelemente aus allen möglichen geeigneten Materialien eingesetzt werden. In der Praxis haben sich bspw. Glasfaserlitzen oder Spannstahllitzen bewährt. Insbesondere bei Verwendung von Zugelementen aus nicht korrosionsbeständigen Materialien erweist es sich als vorteilhaft, wenn neben dem gemeinsamen Hullrohr zusätzliche Korrosionsschutzmaßnahmen für die einzelnen Zugelemente getroffen werden. Dazu könnte jedes Zugelement eines Spanngliedes mit einer eigenen Ummantelung, bspw. einer Kunststoffhülle, versehen sein. Diese Kunststoffhülle könnte außerdem noch mit einer dauerplastischen Korrosionsschutzmasse verfüllt sein. Derartige Zugelemente sind unter der Bezeichnung Monolitzen bekannt.
Je nach Ausgestaltung können die Ummantelungen der Zugelemente zusätzlich zu ihrer Funktion als Korrosionsschutz auch zu einer Verbesserung des Verbundes zwischen den Zugelementen, der ausgehärteten selbstabbindenden Masse und dem Hüllrohr bzw. dem Durchdringungskanal beitragen. Dazu könnten die Ummantelungen der Zugelemente mit einer geeigneten Profilierung oder sogar mit zusätzlichen Haltemitteln, wie z.B. umfänglichen Verdickungen, versehen sein.
Gerade bei der externen Vorspannung von Bauwerken kommt dem Korrosionsschutz der Spannglieder besondere Bedeutung zu, insbesondere wenn es sich um Spannglieder mit Zugelementen aus einem korrosionsanfälligen Material handelt. Auch bei derartigen Zugelementen, die in der Regel über ihre gesamte Länge mit einer Ummantelung versehen sind, werden die entmantelten Enden der Zugelemente in der Ankereinrichtung festgelegt. Dazu werden die entmantelten Enden der Zugelemente durch entsprechenden Durchführungen der Ankereinrichtung geführt und dann auf der dem Spannglied abgewandten Seite bspw. mit Hilfe von Keilen verankert. In einer vorteilhaften Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden in den Durchführungen spanngliedseitig abragende Übergangsröhrchen für die entmantelten Enden der Zugelemente angeordnet, die sich jeweils mindestens über den gesamten entmantelten Bereich eines Zugelements vor der Ankereinrichtung er- strecken. Diese Ubergangsröhrchen können bspw. über entsprechende Gewinde in den Durchführungen der Ankereinrichtungen fixiert werden. Als zusätzliche Korrosionsschutzmaßnahme können die Ubergangsröhrchen zusätzlich noch mit einer dauerplastischen Korrosionsschutzmasse verfüllt werden. In jedem Falle wird die Länge der Ubergangsröhrchen so gewählt, daß die für den Korrosionsschutz notwendige Überlappung mit den Ummantelungen der Zugelemente jederzeit gewahrt bleibt, auch wenn sich die Ummantelungen, z.B. beim Vorspannen, gegenüber der Ankereinrichtung verschieben.
In diesem Zusammenhang erweist es sich zusätzlich als vorteilhaft, wenn auch Ab- deckröhrchen für die aus der Ankereinrichtung ragenden entmantelten Enden der Zugelemente vorgesehen sind. Diese Abdeckröhrchen sollten dicht an die Ankereinrichtung angeschlossen sein und können ebenfalls mit einer Korrosionsschutzmasse verfüllt werden. Die Abdeckröhrchen können bspw. von ihren luftseitigen Enden ausgehend, in einem Zuge mit der jeweiligen Durchführung in der Ankereinrichtung und den entsprechenden Ubergangsröhrchen mit Korrosionsschutzmasse verfüllt werden. In der Regel wird diese Verfüllung erst nach dem Vorspannen der Zugelemente erfolgen.
Zum Auswechseln des Spanngliedes der erfindungsgemäßen Vorrichtung und zum Einbau eines neuen Spanngliedes muß der aus der erhärteten selbstabbindenden Masse gebildete Pfropfen aus dem Verbundbereich entfernt werden. Dazu wird das alte Spannglied in der Regel zunächst auf der freien Strecke durchtrennt. Die Zugelemente können dann, falls sie mit einer Ummantelung versehen waren, aus ihren Ummantelungen und Ubergangsröhrchen an der Ankereinrichtung herausgezogen werden, so daß danach der mit den leeren Ummantelungen und Ubergangsröhrchen durchsetzte Pfropfen im Verbundbereich verbleibt. Dieser Pfropfen muß dann anschließend aus dem Durchdringungskanal gedrückt oder gezogen werden. In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn bereits beim Verfüllen des Verbundbereichs mindestens ein geeignetes Kraftübertragungselement zum Herausziehen des Pfropfens in die selbstabbindende Masse eingebettet wird. Dabei kann es sich bspw. um ein spezielles Zugelement mit Endverankerungen handeln, die zur Übertragung der Herausziehkraft geeignet sind. ln diesem Zusammenhang sei angemerkt, daß die erfindungsgemäß vorgesehenen Mittel zum Verhindern einer Relativbewegung zwischen dem Hüllrohr und dem Durchdringungskanal nach dem Vorspannen der Zugelemente derart ausgelegt sein sollten, daß der mit Hilfe der selbst abbindenden Masse hergestellte Verbund während der üblichen Nutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Vorspannung eines Bauwerks in jedem Falle bestand hat und insbesondere die Abtragung der aus Temperatureinwirkungen resultierenden Kräfte bewirkt. Die Verbundkraft aber beim Herausziehen oder -drücken des erhärteten Pfropfens aus dem Durchdringungskanal überwunden werden kann.
Die Festhaltung kann gezielt durch an der Ankereinrichtung befestigte, in die erhärtete selbstabbindende Masse hineinreichende Zugstangen hergestellt bzw. verbessert werden, die eine gerippte Oberfläche und/oder eine Endverankerung aufweisen. Die Befestigung der Zugstangen an der Ankereinrichtung kann von der Luftseite der Ankereinrichtung her wieder gelöst werden. Die Festhaltung kann außerdem gezielt durch an dem der Ankereinrichtung abgewandten Ende angebrachte Befestigungsmittel bewirkt werden, wobei diese Befestigungsmittel für den aus der erhärteten selbstabbindenden Masse gebildeten Pfropfens eine Abstützung bewirken, die bei Bedarf wieder entfernt werden kann, z.B. im Zuge des Auswechseins des Spanngliedes.
In der Praxis ist es oftmals erforderlich, das Spannglied einer Vorrichtung zur externen Vorspannung von Bauwerken über einen Umlenkbereich zu führen. Der Umlenkbereich könnte durch einen entsprechend geformten Durchdringungskanal oder Sattel realisiert sein. In beiden Fällen erweist es sich als vorteilhaft, wenn die beiden Endbereiche des Durchdringungskanals bzw. des Sattels trichterförmig erweitert sind. Dadurch wird ein kontinuierlicher Übergang des Spanngliedes im Umlenkbereich in die freie Spanngliedlänge ermöglicht, und zwar auch bei Winkelabweichungen der Spanngliedachse von der Achse des Durchdringungskanals bzw. des Sattels. Das Spannglied sollte nämlich auch im Umlenkbereich möglichst nicht über Kanten geführt werden, um Beeinträchtigungen der Tragfähigkeit und/oder eine Beschädigung des Spanngliedes zu vermeiden. Des weiteren ist es in der Praxis häufig erforderlich, zwei Spannglieder über eine Koppelverankerung aneinander zu koppeln. Dabei wird ein zweites Spannglied an ein bereits gespanntes erstes Spannglied angekoppelt. In einer vorteilhaften Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist diese Koppelverankerung freiziehbar. Beim Freiziehen werden die Zugelemente des ersten Spanngliedes durch die zum Freiziehen erforderliche Kraft über ihre bereits vorliegende Dehnung hinaus gedehnt. Zugelemente, die mit einer Ummantelung versehen sind, gleiten dabei aus ihrer Ummantelung und den ggf. an der Koppelverankerung angeordneten Ubergangsröhrchen um das Maß der Verlängerung über die Koppelverankerung hinaus, so daß sie in diesem Bereich anschließend keine Umhüllung aufweisen - also freigezogen sind. In einer vorteilhaften Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dieser Bereich nach dem Vorspannen mit einer geeigneten Umhüllung versehen, was insbesondere dann erforderlich ist, wenn die Zugelemente korrosionsgefährdet sind und mit geeigneten Korrosionsschutzmaßnahmen geschützt werden müssen.
Koppelverankerungen umfassen in der Regel eine Ankerplatte mit ersten Durchführungen für die Zugelemente des ersten Spanngliedes, eine Koppelpiatte mit ersten Durchführungen für die Zugelemente des ersten Spanngliedes und mit zweiten Durchführungen für die Zugelemente des zweiten Spanngliedes und ein zwischen der Ankerplatte und der Koppelplatte angeordnetes, mit der Ankerplatte verbundenes Stützelement mit ersten Durchführungen für die Zugelemente des ersten Spanngliedes. Oftmals entsteht beim Freiziehen der Zugelemente des ersten Spanngliedes am Austritt aus der Ankerplatte bzw. dem Stützelement eine Umlenkung der einzelnen Zugelemente, die auf eine Winkelverdrehung des ersten Spanngliedes zurückzuführen ist bzw. darauf, daß sich das erste Spannglied nach der Achse des angekoppelten zweiten Spanngliedes ausrichtet. Um nun zu verhindern, daß die Zugelemente des ersten Spanngliedes aufgrund dieser Winkelverdrehung beschädigt werden, ist es vorteilhaft, wenn die ersten Durchführungen in dem Stützelement und ggf. auch in der Ankerplatte koppelplattenseitig trichterförmig erweitert sind.
Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß die Koppelverankerung so ausgebildet sein sollte, daß die Koppelplatte beim Entspannen des zweiten Spanngliedes wieder in ihre ursprüngliche Position auf dem Stützelement bzw. der Ankerplatte zurück- kehrt, so daß das erste Spannglied wieder alleine wirksam werden kann, was bspw. Voraussetzung für den Ausbau des zweiten Spanngliedes ist.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnungen zu verweisen.
Fig. 1 zeigt in geschnittener Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur externen Vorspannung von Bauwerken im Bereich der Ankereinrichtung, wobei hier die Achsen des Durchdringungskanals und des Spanngliedes parallel zueinander orientiert sind.
Fig. 2 zeigt ebenfalls in geschnittener Darstellung den Verankerungsbereich der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung, wobei hier allerdings eine Winkelabweichung zwischen der Achse des Durchdringungskanals und der Achse des Spanngliedes besteht.
Fig. 3 zeigt in geschnittener Darstellung den Bereich der Koppelverankerung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur externen Vorspannung von Bauwerken im noch nicht freigezogenen Zustand, und
Fig. 4 zeigt ebenfalls in geschnittener Darstellung den in Fig. 3 dargestellten
Bereich der Koppelverankerung im freigezogenen Zustand.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Verankerungsbereich einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die zum externen Vorspannen einer Brücke eingesetzt werden soll. Der Verankerungsbereich befindet sich an einem Querträger 6 der Brücke. Hier dargestellt sind das Spannglied 1 und eine Ankereinrichtung 2 für das Spannglied 1. Das Spannglied 1 umfaßt zwei Zugelemente 3, die zumindest vor der Ankereinrichtung 2 durch ein gemeinsames Hüllrohr 4 geführt sind. Das hier dargestellte Ende des Hüllrohrs 4 ist in einem in die Ankereinrichtung 2 mündenden Durchdringungskanal 5 angeordnet. Bei dem Durchdringungskanal 5 handelt es sich um ein in den Endquerträger 6 einbetoniertes Rohr.
Die Ankereinrichtung 2 umfaßt hier eine Ankerplatte 7, die auf dem Endquerträger 6 aufgesetzt ist, und eine Lochscheibe 8, die sich auf der Ankerplatte 7 abstützt. Die einzelnen Zugelemente 3 des Spanngliedes 1 sind durch den Durchdringungskanal 5 und entsprechende Durchgangsöffnungen in der Ankerplatte 7 und der Lochscheibe 8 geführt. Die Enden der Zugelemente 3 sind mit Keilen 9 in den konisch ausgebildeten Durchgangsöffnungen der Lochscheibe 8 festgelegt. Auf diese Weise wird die Kraft der Zugelemente 3 auf den Endquerträger 6 und damit auf die Tragwerkstruktur übertragen.
Erfindungsgemäß ist das Hüllrohr 4 zumindest während dem Vorspannen der Zugelemente 3 gleitfähig gegenüber dem Durchdringungskanal 5 ausgebildet. Nach dem Vorspannen der Zugelemente 3 werden der Durchdringungskanal 5 und das Hüllrohr 4 in einem Verbundbereich, der hier mit 10 bezeichnet ist, mit einer selbstabbindenden Masse verfüllt, so daß die Zugelemente 3 in die selbstabbindende Masse eingebettet sind und mit dem Durchdringungskanal 5 und dem Hüllrohr 4 in Verbund stehen. Erfindungsgemäß sind schließlich noch Mittel vorgesehen, die eine Relativbewegung zwischen dem Hüllrohr 4 und dem Durchdringungskanal 5 nach dem Vorspannen der Zugelemente 3 verhindern.
Fig. 2 verdeutlicht, daß das lose in dem Durchdringungskanal 5 angeordnete Hüllrohr 4 beim Vorspannen der Zugelemente 3 zumindest einseitig gegen die Innenwandung des Durchdringungskanals 5 gepreßt werden kann, nämlich immer dann, wenn beim Vorspannen Winkelabweichungen zwischen der Achse des Durchdringungskanals 5 und der Achse des Spanngliedes 1 auftreten. Die Winkelabweichungen können so groß sein, daß nicht nur zu einer Anlage des Hüllrohrs 4 an der Innenwandung des Durchdringungskanals 5 kommt sondern auch zu einem Anpressen des Hüllrohrs über die Zugelemente 3. Das Spannglied 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nun so ausgebildet, daß das Hüllrohr 4 die Bewegung der Zugelemente 3 beim Vorspannen mit ausführt, also zusammen mit den Zugelementen 3 im Durchdringungskanal 5 verschoben wird. Um diese Bewegung auch bei starken Winkelabweichungen zwischen der Achse des Durchdringungskanals 5 und der Achse des Spanngliedes 1 zu ermöglichen, soll das Hüllrohr 4 erfindungsgemäß gleitfähig gegenüber dem Durchdringungskanal 5 sein.
Die bei der Relativbewegung zwischen Hüllrohr 4 und Durchdringungskanal 5 auftretende Reibung kann durch Aufbringen eines geeigneten Schmiermittels entweder auf der Innenwandung des Durchdringungskanals 5 und/oder auch auf der Außenwandung des Hüllrohrs 4 einfach reduziert werden. Das Hüllrohr 4 will sich beim Straffziehen und Vorspannen der Zugelemente 3 des Spanngliedes 1 gegenüber dem Durchdringungskanal 5 bewegen und dabei insbesondere, im Zusammenhang mit der Dehnung der Zugelemente 3 und der Bewegung der Ummantelungen 16 der Zugelemente 3, eine Bewegung in Richtung der Ankereinrichtung 2 ausführen. Damit diese Bewegung möglichst nicht behindert wird, kann zwischen der Außenwandung des Hüllrohrs 4 und der Innenwandung des Durchdringungskanals 5 eine Schmierschicht, z.B. aus Fett, angeordnet werden, so daß die Bewegung trotz der zwischen dem Hüllrohr 4 und dem Durchdringungskanal 5 aus der Anpreßkraft resultierenden Reibung das erwünschte Gleiten stattfinden kann. Die Schmierschicht wird in der Regel bereits bei der Montage des Hüllrohrs 4 auf dem Hüllrohr 4 aufgebracht, so daß die Schmierung in jedem Fall wirksam wird, auch wenn noch nicht bekannt ist, an welcher Seite das Hüllrohr 4 mit dem Durchdringungskanai 5 in Anlage kommt, d.h. in welcher Richtung die exzentrische Lage beim Vorspannen der Zugelemente 3 eintreten wird.
In dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Wandung des Hüllrohrs 4 im Verbundbereich 10 mit Durchtrittsöffnungen 11 versehen. Außerdem ist auch die Wandung des Durchdringungskanals 5 im Verbundbereich 10 mit Durchtrittsöffnungen 12 versehen. Um zu verhindern, daß beim Einbetonieren des Durchdringungskanals 5 in den Endquerträger 6 Beton durch die Durchtrittsöffnungen 12 in den Durchdringungskanal 5 eintritt, ist der Durchdringungskanal 5 im Bereich der Durchtrittsöffnungen 12 mit einer Ummantelung 13 versehen (nur in Fig. 1 dargestellt). Weder die Durchtrittsöffnungen 11 im Hüllrohr 4 noch die Durchtrittsöff- nungen 12 im Durchdringungskanal 5 behindern ein Gleiten des Hüllrohrs 4 im Durchdringungskanal 5. Das Gleiten wird durch die Durchtrittsöffnungen 11 und 12 sogar eher begünstigt, da diese eine Reduktion der Oberfläche des Hüllrohrs 4 einerseits und des Durchdringungskanals 5 andererseits darstellen, was die Reibung zwischen dem Hüllrohr 4 und dem Durchdringungskanal 5 insgesamt reduziert.
Wie bereits erwähnt, wird der Verbundbereich 10 nach dem Vorspannen der Zugelemente 3 mit einer selbstabbindenden Masse verfüllt, was hier über die Leitung 19 erfolgt. Zum Entlüften des Verbundbereichs 10 beim Verfüllen ist die Leitung 20 vorgesehen. Die selbstabbindende Masse dringt beim Verfüllen des Verbundbereichs 10 sowohl in die Durchtrittsöffnungen 11 des Hüllrohrs 4 als auch in die Durchtrittsöffnungen 12 des Durchdringungskanals 5 ein und führt beim Erhärten zu einer Verzahnung und im Ergebnis also zu einem verbesserten Verbund zwischen der erhärteten selbstabbindenden Masse, dem Hüllrohr 4 und dem Durchdringungskanal 5. Eine Relativbewegung zwischen dem Hüllrohr 4 und dem Durchdringungskanal 5 nach dem Vorspannen der Zugelemente 3 kann dadurch wirkungsvoll unterbunden werden.
Der spanngiiedseitige Endbereich der Durchdringungskanals 5 ist bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel trichterartig aufgeweitet, so daß das Spannglied 1 auch bei Winkelabweichungen zwischen der Achse des Durchdringungskanals 5 und der Achse des Spannglieds 1 kontinuierlich aus dem Durchdringungskanal 5 herausgeführt werden kann, was insbesondere durch Fig. 2 verdeutlicht wird.
Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung wird lediglich ein begrenzter Bereich, nämlich der Verbundbereich 10, vor der Ankereinrichtung 2 mit einer selbstabbindenden Masse verfüllt. Der Verbundbereich 10 wird begrenzt durch die Ankereinrichtung 2, den Durchdringungskanal 5, ein Übergangsrohr 14, das Hüllrohr 4 und in dem Hüllrohr 4 angeordnete Dichtmittel 15. Das Übergangsrohr 14 stellt eine dichte Verbindung zwischen dem trichterförmig erweiterten Ende des Durchdringungskanals 5 und dem Hüllrohr 4 her. In einer vorteilhaften, in Fig. 2 dargestellten Variante ist das Übergangsrohr 14 flexibel in Form eines Faltenbalges ausgebildet, so daß es auch dann ohne weiteres im Übergangsbereich zwischen Durchdringungskanal 5 und Hüllrohr 4 angeordnet werden kann, wenn die Vorspannung der Zugelemente 3 zu einer Winkelabweichung zwischen der Achse des Durchdringungskanals 5 und der Achse des Spanngliedes 1 geführt hat. Die Dichtmittel 15 sind mit Durchführungen für die Zugelemente 3 versehen und dichten das Hüllrohr 4 gegen die freie Spanngliedlänge ab. Außerdem stellen die Dichtmittel 15 im hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine feste Verbindung zwischen den Zugelementen 3 und dem Hüllrohr 4 her.
Die Zugelemente 3 der in den Fig. 1 und 2 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung sind - wie bereits angedeutet - über ihre gesamte Länge mit Kunststoff ummantelt. Lediglich die durch die Ankerplatte 7 und Lochscheibe 8 geführten Enden der Zugelemente 3 sind entmantelt. Um nun eine Korrosion der nackten Zugelemente in diesem Bereich zu verhindern, sind Ubergangsröhrchen 17 in die Ankerplatte 7 bzw. eine zwischen Ankerplatte 7 und Lochscheibe 8 angeordnete Zwischenplatte 18 geschraubt, die eigens dafür mit entsprechenden Gewindebohrungen versehen ist. Diese Ubergangsröhrchen 17 erstrecken sich jeweils mindestens über den gesamten entmantelten Bereich eines Zugelements 3 vor der Ankereinrichtung 2. Außerdem können noch, hier nicht dargestellte Abdeckröhrchen für die aus der Ankereinrichtung 2 herausragenden entmantelten Enden der Zugelemente 3 vorgesehen sein. Sowohl die Abdeckröhrchen als auch die Ubergangsröhrchen 17 werden - in der Regel erst nach dem Vorspannen der Zugelemente 3 - mit einer plastischen Korrosionsmasse verfüllt. Mit Hilfe der Ubergangsröhrchen 17 wird außerdem verhindert, daß die Korrosionsschutzmasse bis zu den konischen Durchgangsöffnungen in der Lochscheibe 8 und also bis zu den Keilen 9 vordringt, was das Schlüpfen der Keile 9 behindern könnte.
In den Fig. 3 und 4 ist der Koppelbereich einer erfindungsgemäßen Vorrichtung einmal vor dem Freiziehen der Zugelemente 40 des ersten Spanngliedes 31 - Fig. 3 - und einmal nach dem Freiziehen der Zugelemente 40 des ersten Spanngliedes 31 - Fig. 4 - dargestellt.
Die Koppelverankerung 30, über die das erste Spannglied 31 mit einem zweiten Spannglied 32 verkoppelt ist, umfaßt hier eine Ankerplatte 33, die in einen Querträger 34 der Brücke einbetoniert ist. An der Ankerplatte 33 ist über eine Zwischenplatte 35 und eine Halteplatte 36 ein Stützrohr 37 befestigt. Im Stützrohr 37 ist ein Führungseinsatz 38 für die einzelnen Zugelemente 40 des ersten Spanngliedes 31 angeordnet. Das Stützrohr 37 bildet zusammen mit dem Führungseinsatz 38 ein Stützelement. Die Ankerplatte 33, die Zwischenplatte 35, die Halteplatte 36 und der Führungseinsatz 38 sind jeweils mit ineinander fluchtenden Durchgangsöffnungen für die Zugelemente 40 des ersten Spanngliedes 31 versehen. Die Enden der Zugelemente 40, die durch die Ankerplatte 33, die Zwischenplatte 35, die Halteplatte 36 und den Führungseinsatz 38 des Stützrohres 37 geführt sind, sind weiter durch eine Koppelplatte 41 geführt, die in Fig. 3 auf dem Stützrohr 37 aufsitzt, aber nicht fest mit diesem verbunden ist. Die Enden der Zugelemente 40 des ersten Spanngliedes 31 sind an der Koppelplatte 41 festgelegt. Die Koppelplatte 41 weist des weiteren auch Durchgangsöffnungen für die Zugelemente 42 des zweiten Spanngliedes 32 auf. Die Enden dieser Zugelemente 42 sind ebenfalls an der Koppelplatte 41 festgelegt.
Fig. 4 zeigt den Koppelbereich nach dem Vorspannen des zweiten Spanngliedes 32. Beim Vorspannen des zweiten Spannglieds 32 wurden die Zugelemente 40 des ersten Spanngliedes 31 über ihre bereits vorliegende Dehnung hinaus gedehnt. Dabei wurden die Zugelemente 40 zusammen mit der Koppelplatte 41 freigezogen. Um nun zu verhindern, daß die Zugelemente 40 im Bereich zwischen dem Stützrohr 37 und der Koppelplatte 41 ungeschützt vorliegen, wurde nach dem Freiziehen eine den freigezogenen Bereich umgebende Umhüllung 43 angeordnet. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn die Zugelemente 40 korrosionsgefährdet sind und mit einer Korrosionsschutzmasse geschützt werden müssen.
Fig. 4 verdeutlicht außerdem, daß beim Freiziehen eine Umlenkung der einzelnen Zugelemente 40 des ersten Spannglieds 31 im freigezogenen Bereich eintreten kann, weil sich das Spannglied 31 nach der Achse des angekoppelten Spanngliedes 32 ausrichtet. Es ist daher vorteilhaft, die Durchführungen im Führungseinsatz 38 und ggf. auch die Durchführungen in der Koppelplatte 41 trichterförmig auszubilden, um einen weichen Übergang für die Zugelemente 40 des ersten Spannglieds 31 zu schaffen und Beschädigungen der Zugelemente 40 zu vermeiden.
Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß die hier dargestellte Koppelverankerung 30 so ausgebildet ist, daß die Koppelplatte 41 beim Entspannen des zweiten Spannglieds 32 wieder in ihre ursprüngliche, in Fig. 3 dargestellte Position auf dem Stützrohr 37 zurückkehrt, so daß das erste Spannglied 31 wieder alleine wirksam werden kann.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Vorrichtung zur externen Vorspannung von Bauwerken mit mindestens einem Spannglied (1) und mindestens einer Ankereinrichtung (2) für das Spannglied (2), wobei das Spannglied (1) mindestens ein Zugelement (3) umfaßt, wobei alle Zugelemente (3) des Spanngliedes (1) zumindest vor der Ankereinrichtung (2) durch ein gemeinsames Hüllrohr (4) geführt sind, so daß ein Ende des Hüllrohrs (4) in einem in die Ankereinrichtung (2) mündenden Durchdringungskanal (5) angeordnet ist, und wobei der Durchdringungskanal (5) und das Hüllrohr (4) nach dem Vorspannen der Zugelemente (3) zumindest in einem Verbundbereich (10) vor der Ankereinrichtung (2) mit einer selbstabbindenden Masse verfüllt werden, so daß die Zugelemente (3) in die selbstabbindende Masse eingebettet sind und mit dem Durchdringungskanal (5) und dem Hüllrohr (4) in Verbund stehen,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Hüllrohr (4) zumindest während dem Vorspannen der Zugelemente (3) gleitfähig gegenüber dem Durchdringungskanal (5) ist und daß Mittel vorgesehen sind, die eine Relativbewegung zwischen dem Hüllrohr (4) und dem Durchdringungskanal (5) nach dem Vorspannen der Zugelemente (3) verhindern.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (4) gegenüber dem Durchdringungskanal (5) geschmiert ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Hüllrohrs (4) im Verbundbereich (10) mit Durchtrittsöffnungen (11) versehen ist.
4. Vorrichtung nach einem der Absprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwandung des Hüllrohrs im Verbundbereich mit im wesentlichen punktförmigen Vertiefungen versehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Durchdringungskanals (5) mit Durchtrittsöffnungen (12) versehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchdringungskanal (5) zumindest im Bereich der Durchtrittsöffnungen (12) mit einer Ummantelung (13) versehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung des Durchdringungskanals mit im wesentlichen punktförmigen Vertiefungen versehen ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der spanngliedseitige Endbereich des Durchdringungskanals (5) trichterartig aufgeweitet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Vorspannen der Zugelemente (3) im spanngliedseitigen Endbereich des Durchdringungskanals (5) ein Übergangsrohr (14) angeordnet wird, wobei das Übergangsrohr (14) eine dichte Verbindung zwischen dem Durchdringungskanal (5) und dem Hüllrohr (4) bildet.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Übergangsrohr (14) flexibel ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der sich im Verbundbereich (10) befindende Abschnitt des Hüllrohrs (4) mit Hilfe von Dichtmitteln (15) gegen die freie Spanngliedlänge abgedichtet ist, so daß zwischen der Ankereinrichtung (2) und den Dichtmitteln (15) innerhalb des Durchdringungskanals (5), ggf. des Übergangsrohrs (14) und des Hüllrohrs (4) ein abgeschlossener Raum gebildet ist, und daß dieser abgeschlossene Raum den Verbundbereich (10) bildet, indem er nach dem Vorspannen der Zugelemente (3) mit einer selbstabbindenden Masse verfüllt wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmittel (15) eine feste Verbindung zwischen den Zugelementen (3) und dem Hüllrohr (4) bilden.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugelemente (3) mit einer Ummantelung (16) versehen sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Monolitzen als Zugelemente (3) verwendet werden.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung der Zugelemente zumindest im Bereich des Hüllrohrs mit Haltemitteln und/oder einer Profilierung versehen ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankereinrichtung (2) Durchführungen für die entmantelten Enden der Zugelemente (3) aufweist und daß in den Durchführungen Ubergangsröhrchen (17) angeordnet sind, die sich jeweils mindestens über den gesamten entmantelten Bereich eines Zugelements (3) vor der Ankereinrichtung (2) erstrecken.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß Abdeckröhrchen für die aus der Ankereinrichtung ragenden entmantelten Enden der Zugelemente vorgesehen sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kraftübertragungselement zum Herausziehen des aus der erhärteten selbstabbindenden Masse gebildeten Pfropfens vorgesehen ist, und daß das Kraftübertragungselement in die selbstabbindende Masse im Verbundbereich eingebettet wird.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei das Spannglied über einen Umlenkbereich geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkbereich durch einen Durchdringungskanal gebildet ist und daß die beiden Endbereiche des Durchdringungskanals trichterförmig erweitert sind.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei das Spannglied über einen Umlenkbereich geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkbereich durch einen Sattel gebildet ist und daß die beiden Endbereiche des Sattels trichterförmig erweitert sind.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei eine Koppelverankerung (30) vorhanden ist, über die zwei Spannglieder (31 , 32) aneinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelverankerung (30) freiziehbar ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, daß der nach dem Vorspannen der Zugelemente (42) des zweiten Spanngliedes (32) freigezogene Bereich der Zugelemente (40) des ersten Spanngliedes (31) mit einer Umhüllung (43) versehen wird.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelverankerung (30) eine Ankerplatte (33) mit ersten Durchführungen für die Zugelemente (40) des ersten Spanngliedes (31) umfaßt, eine Koppelplatte (41) mit ersten Durchführungen für die Zugelemente (40) des ersten Spanngliedes (31) und mit zweiten Durchführungen für die Zugelemente (42) des zweiten Spanngliedes (32) und ein zwischen der Ankerplatte (33) und der Koppelplatte (41) angeordnetes, mit der Ankerplatte (33) verbundenes Stützelement (37, 38) mit ersten Durchführungen für die Zugelemente (40) des ersten Spanngliedes (31) und daß zumindest die ersten Durchführungen in dem Stützelement (37, 38) koppelplattenseitig trichterförmig erweitert sind.
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