DE2300943A1

DE2300943A1 - Drahtkabel-verankerung

Info

Publication number: DE2300943A1
Application number: DE2300943A
Authority: DE
Inventors: Antonio Brandestini; Hans-Rudolf Siegwart; Gerald Welbergen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-01-21
Filing date: 1973-01-10
Publication date: 1973-08-02
Also published as: AU470412B2; ATA39273A; AU5126473A; CA983243A; NO138966C; AR206288A1; JPS5612643B2; BR7300406D0; ZA73379B; DK146742B; NL182659C; GB1418763A; SE395495B; ES410547A1; IT976568B; US3866273A; FR2168792A5; BE794024A; NL182659B; DE2300943C2

Description

- -m. Wilhelm Heichel
Wag. Weliycmg Esidiel 2300943

b Frcaüäuii a. M. 1
i'aiksircße 13

Antonio Brandestini, Küsnacht (Schweiz)

Drahtkabel - Verankerung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drahtkabel-Verankerung für hohe dynamische Beanspruchungen, bei welcher die einzelnen Drähte des Kabels durch Bohrungen eines gemeinsamen Ankerkörpers führen und an ihren Enden an demselben verankert sind.

Es ist bekannt, dass für die Verankerung von Drahtseilen, u.a. auch von verschlossenen Drahtseilen, z.B. solchen für Hänge- oder Schrägseilbrücken, die .Drahtseile an den Enden aufgefächert werden und das ganze aufgefächerte Bündel in einem Ankerkörper aus Stahl unter Verwendung einer speziellen erhitzen Metallegierung vergossen wird (metallischer Heissverguss).

• Durch die Verwendung eines speziell zusammengesetzten und eingebrachten Kaltvergusses auf Kunststoffbasis gelingt es, Seilverankerung und im besonderen Paralleldrahtbündelverankerungen herzustellen, die im Vergleich zu den metallisch vergossenen Seilenden eine wesentlich höhere Schwingungsamplitude,

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bei gleicher Grundspannung, erreichen. Dies bringt gegenüber der ersten Verankerungsmethode erhebliche technische und wirtschaftliche Vorteile mit sich.

Eine noch rationellere Lösung müsste sich ergeben, wenn es gelingen sollte, und zwar für ähnliche oder höhere Schwingampl'ituden, die einzelnen Drähte an ihren Enden am gemeinsamen Ankerkörper direkt zu befestigen, bzw. zu verankern. Dann könnte der teure kraftübertragende Verguss wegfallen,und die gesamte Ankerkonstruktion bekäme kleinere Abmessungen und würde billiger.

Es ist nun bekannt, dass mittels spezieller

Formgebung und Vorkehrungen einzelne, hochwertige Stahldrähte von z.B. 5-12 mm Durchmesser und mit Festigkeiten von 160-200 kg/ mm2 an ihren Enden so gegen einen Ankerkörper aus Stahl abgestützt werden können, dass bei z.B. 2 Millionen Lastwechsel und einer Grundspannung von 80-160 kg/mm2 Spannung-'amplituden von mindestens 20 kg/mm2 gut erreicht werden können.

Als einfachster Endanker der einzelnen Drähte hat sich dabei ein zu einem konischen Köpfchen aufgestauchtes Drahtende erwiesen, das es zudem gestattet, die einzelnen Drähte eines Bündels mit kleinsten Zwischenabständen am gemeinsamen stählernen Ankerkörper zu befestigen. Die Drähte verlaufen dabei in parallelen Bohrungen im Ankerkörper. Dieser ist nur so lang, wie die statischen Verhältnisse es erfordern; er kann z.B. ein Aussengewinde aufweisen und mittels einer Mutter gegen die Tragkonstruktion abgestützt sein, oder er kann einen erweiterten Aussendurchmesser haben und auf der so geschaffenen Ringfläche aufruhen.

Verankerungen von Drahtbündeln in der vorstehend beschriebenen Art sind bekannt und werden vor allem in der Spannbetontechnik mit Erfolg.verwendet. Will man jedoch solche Verankerungen für freiliegende Tragseile, die der weiter oben erwähnten sehr hohen dynamischen Schwingbeanspruchung ausge-

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setzt sind (z.B. bei Schrägseilbrücken) verwenden, so sind einige sehr wichtige Vorkehrungen zu treffen, und zwar im Hinblick auf die auftretenden Ablenkkräfte, die Korrosion und dergleichen Probleme.

Aus praktischen Gründen soll das Drahtbündel

eines freiliegenden Drahtseiles möglichst nahe der Austrittsstelle aus dem Ankerkörper eng zusammengefasst werden, wobei die einzelnen Drähte sich berühren können. Dies führt dazu, dass die Drähte sich in den Bohrungen des Ankerkörpers, durch welche die Drähte verlaufen, gegen die Bohrlochwandung, in Richtung der Drahtbündelachse, anpressen und beim. Austritt aus dem Ankerkörper einen Knick bilden. Es kann auch vorkommen, dass das Drahtbündel leicht verdreht werden muss (wenn _{es z}.b. aus transporttechnischen Gründen aufgerollt werden soll); auch dadurch können die Drähte beim Austritt aus dem Ankerkörper so abgelenkt werden, dass sie gegen die Bohrlochwandung zum Anliegen kommen. Es hat sich herausgestellt, dass dieses Anpressen und Knicken der Drähte zu einer ganz erheblichen Abminderung der Schwingfestigkeit einer solchen Verankerung führt.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es nun,

eine Drahtkabel-Verankerung zu schaffen, welche die an sie gestellten Anforderungen erfüllt und die bekannten Nachteile vermeidet.

Die erfindungsgemässe Drahtkabel-Verankerung

für hohe dynamische Beanspruchungen, bei welcher die einzelnen Drähte des Kabels durch Bohrungen eines gemeinsamen Ankerkörpers führen und an ihren Enden an demselben verankert sind, zeichnet sich dadurch aus, dass zwecks Aufnahme von Ablenkkräften Stützmittel vorgesehen sind, gegen welche die Drähte anliegen und v:elche die Drähte gegenüber dem Ankerkörper in einer vorbestimmten Lage halten. Das Einfügen der Stützmittel kann durch Einführen oder Einlegen oder, was besonders vorteilhaft ist, durch Eingiessen erfolgen.

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ORlGSNALiNSPSCTED

Eine erfindungsgemässe Drahtbündel-Verankerung wird nachstehend rein beispielsweise anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine besonders einfache Ausführungsform einer erfindungsgemässen Verankerung;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine fertige

Verankerung (zwecks besserer Uebersicht sind im Ankerkörper nur wenige Drähte eingezeichnet);

Fig. 3 eine Ansicht auf die konischen Endanker,

d.h. die Endköpfchen der am Ankerkörper verankerten, aufgefächerten Drähte, und

Fig. 4 einen Schnitt durch das in einigem Abstand von der Verankerung eng zusammengefasste Drahtbündel.

Fig. 1 der Zeichnung zeigt eine Verankerung in besonders einfacher Ausführung. Die Enden der einzelnen Drähte l',lⁿ,lⁿⁱ usw. eines Kabels, d.h. eines Drahtbündels 1 führen, leicht auseinandergespreizt, durch parallele Bohrungen 2', 2", 2'" usw. eines gemeinsamen Ankerkörpers 2 aus Stahl. An ihren Enden weisen die einzelnen Drähte aufgestauchte Köpfchen 3¹, 3", 3"' usw. auf, mittels welchen die Drähte am Ankerkörper 2 verankert sind.

Im Ablenkbereich der zu einem engen Bündel zusammenlaufenden Drähte, d.h. beim gezeigten Beispiel im Ankerkörper selbst und am Aus trittsende der Bohrungen 2¹, 2", 2"^f usw., sind Stützpolster 2a,2b,2c usw. vorgesehen, welche die Ablenkkräfte aufnehmen und die Drähte gegenüber dem Ankerkörper in einer vorbestimmten Lage halten ("zentrieren", bzw. parallel zur Bündelachse führen). Die Stützpolster 2a, 2b, 2c usw. bestehen aus Stützkörpern aus einem Material, das weicher ist als jenes der Drähte oder des Ankerkörpers. Die Stützkörper sind in den Räumen zwischen den Drähten und der jeweiligen Bohrungswand eingefügt und füllen diese Räume aus. Damit wird nicht nur die Stützfunktion erzielt, sondern auch gleichzeitig ein Korrosionsschutz. Die Stützkörper 2a,2b,2c usw. bestehen vorzugsweise aus Kunststoff,

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z.B. aus Epoxy-, Polyamid- oder Polyacetalharzen, und sind zweckmässig an Ort durch Eingiessen entsprechender, erhärtender Massen gebildet worden.

Fig. 2 der Zeichnung zeigt einen Schnitt durch eine andere erfindungsgemässe Drahtkabel-Verankerung, d.h. eine Verankerung der Enden der aufgefächerten Einzeldrähte l',l",lⁿⁱ usw. eines Drahtbündels 1.

Die einzelnen Drähte 1',1",I¹" usw. des Kabels

1 führen ebenfalls durch parallele Bohrungen 2',2",2¹^ eines gemeinsamen Ankerkörpers 2 aus Stahl. An ihren Enden weisen die einzelnen Drähte wiederum aufgestauchte Köpf chen 3¹,3",3'" auf, mittels welchen die Drähte am Ankerkörper 2 verankert sind. Der gezeigte Ankerkörper 2 weist ein Aussengewinde 4 auf, auf welches eine Mutter 5 aufgeschraubt ist. Die Mutter 5 stützt sich gegen eine Tragkonstruktion 6 ab. Selbstverständlich könnte an Stelle der Mutter ein Teil des Ankerkörper selbst treten (siehe Fig. 1), und der Ankerkörper sich somit direkt auf der Tragkonstruktion abstützen. In einigem Abstand vom Ankerkörper 2 führen die einzelnen Drähte dann in ein eng zusammengefasstes Drahtbündel 1 über (siehe Querschnitt Fig. 4, im Vergleich zu den aufgefächerten Drahtenden Fig. 3). ^---"

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine mit dem Ankerkörper unverrückbar verbundene Führungsscheibe 7, als Doppelscheibe 7^f,7" ausgebildet, vorgesehen. Die Führungsscheibe 7 besteht aus Kunststoff oder einem verglichen mit dem Drahtmaterial weichen Metall (z.B. Aluminium, Gusseisen). Die Führungsscheibe 7 ist in geringem Abstand vom eigentlichen Anker teil, d.h. dem zentralen Teil 8 des Ankerkörpers 2 angeordnet und dient als Begrenzung, bzw. als eine Art Deckel bei der Herstellung des nachstehend beschriebenen Stützkörpers für die einzelnen Drähte des Bündels.

Zwecks Aufnahme der Ablenkkräfte der hinter dem Ankerkörper 2 zu einem Bündel zusammenlaufenden Drähte 1',1",I¹" usw. ist im Ablenk- oder Knickbereich der Drähte, d.h. am und in

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Nähe von deren Austritt aus den Bohrungen 2',2",2"¹ usw. des Ankerkörpers ein Stützkörper 9 vorgesehen.

Dieser Stützkörper 9 liegt im Raum zwischen der Führungsscheibe 7 und dem zentralen Teil 8 des Ankerkörpers 2. Der Stützkörper 9 besteht beim gezeigten Beispiel aus einer erhärteten Kunststoffmasse, z.B. aus Epoxyharz, welches durch die seitliche Bohrung 10 eingespritzt wurde. Die einzelnen Drähte liegen gegen den Stützkörper 9 an und werden dadurch gegenüber dem Anker körper in einer vorbestimmten Lage gehalten (die Drähte werden nicht gegen die Bohrungswandungen gepresst¹.) Die erhärtete Masse des Stützkörpers 9 führt auch in die Räume zwischen den Drähten 1',1",I¹" usw. und den Wandungen der Bohrungen 2',2",2'" usw. hinein und sogar über diese hinaus und bildet einen idealen Korrosionsschutz für die Drähte und die Köpfchen der letzteren. Damit nicht Material unnötig verloren geht, ist über den Endköpfchen 3',3",3'^¹ usw. ein Deckel 11 auf den Anker körper 2 aufgeschraubt. Damit die zu erhärtende Masse gut eindringen kann, ist der mit dem Deckel 11 abgeschlossene Raum mit wenigstens einer Entlüftungsöffnung 12 versehen.

Dank dem Stützkörper 9 erfüllt diese neuartige

Verankerung alle an sie gestellten Anforderungen und eine Festigkeit, die mit früheren Verankerungen nicht erreichbar, bzw. undenkbar waren.

Der Stützkörper könnte auch aus einem anderen

Material bestehen. Statt eingegossen, könnte er auch eingelegt sein. Als Materialien eignen sich solche, welche verglichen mit dem Material der Drähte weicher sind. Besonders geeignet sind erhärtende Giessmassen, da sich das Eingiessen des Stützkörpers als besonders vorteilhaft und wirtschaftlich erwiesen hat. Bei an Ort gefertigtem Stützkörper, d.h. bei gegossenem Stützkörper wird nicht nur das Problem der Aufnahme der Ablenkkräfte, sondern auch gleichzeitig jenes des Korrosionsschutzes gelöst.

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Bei der gezeigten Lösung mit der Doppelscheibe 7 als Führungsscheibe, bzw* Abschlussdeckel, wird vorzugsweise in den Raum zwischen den Scheiben 7¹ und 7" ein Dichtungsmaterial eingefüllt, z.B. durch Einspritzen einer Kunststoffmasse.

Obwohl die Führungs- bzw. Abschlussscheibe 7 besonders zweckmässig ist (bei gegossenem Stützkörper), kann diese selbstverständlich auch wegfallen.

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Claims

Pa ten tansprüche

JDrahtkabel-Verankerung für hohe dynamische Beanspruchungen, bei welcher die einzelnen Drähte des Kabels durch Bohrungen eines gemeinsamen Ankerkörpers führen und an ihren Enden an demselben verankert sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Aufnahme von Ablenkkräften Stützmittel vorgesehen sind, gegen welche die Drähte anliegen, und welche die Drähte gegenüber dem Ankerkörper in einer vorbestimmten Lage halten.
2. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmittel aus einem Material bestehen, das weicher ist als das Material der Drähte und/oder des Ankerkörpers
3. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmittel aus Kunststoff, z.B. aus Epoxy-, Polyamid- oder Polyacetalharzen bestehen.
4. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmittel aus einem weichen Metall, z.B. Aluminium, bestehen.
5. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmittel aus einer erhärteten Giessmasse bestehen.
6. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, dass die Stützmittel aus einem Stützkörper bestehen, welcher am Ankerkörper und an den Drähten anliegt.
7. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmittel wenigstens im Ablenkbereich der Drähte am Austritt aus dem Ankerkörper wirksam sind.
8. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmittel wenigstens im Austrittsabschnitt der Bohrlöcher des Ankerkörpers, im Raum zwischen den Drähten und den Bohrlochwandungen vorgesehen sind.

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9. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmittel direkt hinter dem Ankerkörper vorgesehen sind.
10. Verankerung nach Anspruch"1, gekennzeichnet durch eine hinter dem Ankerkörper angeordnete, entsprechend den Bohrungen des Ankerkörpers gelochte Führungsscheibe.
11. Verankerung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsscheibe mit dem Ankerkörper verbunden ist.
12. Verankerung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsscheibe aus Kunststoff oder einem weichen Metall besteht.
13. Verankerung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsscheibe von einer Doppelscheibe gebildet ist und dass zwischen den beiden Scheiben ein Dichtungsmaterial, z.B. aus Kunststoff angeordnet ist.
14. Verankerung nach Ansprüchen 1 und 10, da-

durch gekennzeichnet, dass die Stützmittel zwischen Ankerkörper und Führungsscheibe angeordnet sind.
15. Verankerung nach Anspruch 1 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmittel zudem in den Ankerkörperbohrungen, über deren ganzenLänge vorgesehen sind.

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