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ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT
LANDAU/PFALZ
03.08.1998 M/Mr.
Dyckerhoff & Widmann Aktiengesellschaft, 81902 München
Umlenkvorrichtung für ein Spannglied an einem Bauwerksteil
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Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Umlenkvorrichtung für ein außerhalb des Bauwerksquerschnitts geführtes Spannglied an einem Bauwerksteil gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.
Bei der Konstruktion von Bauwerken aus Spannbeton, insbesondere bei Brückenbauwerken, kennt man die Vorspannung mit und ohne Verbund. Vorspannung mit Verbund wird meist als Vorspannung mit nachträglichem Verbund ausgeführt, wobei die Spannglieder innerhalb des Betonquerschnitts liegen und nach dem Spannen durch Injizieren von Zementleim in Verbund mit dem Bauwerk gebracht werden. Bei Vorspannung ohne Verbund liegen die Spannglieder außerhalb des Betonquerschnitts, sind jedoch gegenüber dem Bauwerk abgestützt. Diese Spannglieder, die auch als externe Spannglieder bezeichnet werden, können so jederzeit kontrolliert, nachgespannt und gegebenenfalls auch ausgewechselt werden. Externe Spannglieder werden oft auch für die Sanierung oder nachträgliche Verstärkung von Brücken eingesetzt.
Bei externen Spanngliedern, die im wesentlichen außerhalb des Betonquerschnitts verlaufen, ist es in der Regel nicht möglich, die Spanngliedachse kontinuierlich gekrümmt dem Verlauf der Biegemomente anzupassen; es ist vielmehr notwendig, die Spannglieder polygonzugartig zu führen. Dadurch entstehen Umlenkstellen, an denen zur Innenseite der Krümmung hin gerichtete Kräfte aufgenommen werden müssen.
Bei größeren Umlenkwinkeln muß für eine knickfreie Führung eines Spannglieds im Bereich einer Umlenkstelle ein Umlenksattel mit dem Krümmungsradius des Spannglieds entsprechender Krümmung geschaffen werden, um eine weiche Aufnahme der Umlenkkräfte zu erreichen.
In diesem Zusammenhang ist es bekannt, ein Spannglied im Bereich einer Umlenkstelle in einem stetig, insbesondere kreisbogenförmig vorgekrümmten
Rohr, vorzugsweise einem Stahlrohr, zu führen (DE 37 34 954 C2). Wenn auch die Herstellung und der Einbau eines derart vorgekrümmten Rohres aufwendig ist, so ist dieser Aufwand dann noch vertretbar, wenn es sich um ein neu herzustellendes Bauwerk handelt und das gekrümmte Rohr genau eingemessen und einbetoniert werden kann. Nicht mehr vertretbar ist der Aufwand dann, wenn zur Sanierung oder Verstärkung eines bestehenden Bauwerks ein gekrümmtes Rohr etwa in einer Bohrung angebracht werden muß, wobei der Hohlraum zwischen der Bohrung und dem Rohr zur Kraftübertragung ausinjiziert werden muß, was zusätzlichen Aufwand und zeitliche Verzögerungen des Bauablaufes mit sich bringt.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache und wirtschaftliche Möglichkeit zu schaffen, um derartige Umlenkstellen von externen Spanngliedern herstellen zu können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, ein das gerade geführte Spannglied umgebendes Formstück zu haben, dessen Außenkontur gewissermaßen mit negativem Vorzeichen dem Krümmungsradius des herzustellenden Umlenksattels entspricht und das durch Verformung beim Aufbringen der Spannkraft auf das betreffende Spannglied mit diesem derart verformt wird, daß durch Anlage an der Wandung einer gerade verlaufenden Aufnahme der erforderliche Umlenksattel entsteht. Dadurch ist die erfindungsgemäße Umlenkvorrichtung mit besonderem Vorteil bei der Sanierung von Brücken einzusetzen, weil es zur Erzeugung einer Umlenkstelle nurmehr erforderlich ist, eine gerade verlaufende Aufnahme, beispielsweise eine gerade Kernbohrung zu haben. Der gewünschte Umlenkradius stellt sich dann automatisch in der richtigen Ausrichtung ein,
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unabhängig von etwa vorhandenen Toleranzen. Da die Montage trocken erfolgen kann, ist sie billig und schnell.
Das erfindungsgemäße Formstück besteht zweckmäßigerweise aus einem Abschnitt eines Rohres aus Kunststoff, insbesondere PE. Bei einem derartigen Rohr ist es ohne weiteres möglich, durch Abarbeiten, insbesondere durch Drehen, die erforderliche Kontur zu erzeugen. Reicht die Wanddicke eines Rohres nicht aus, um den Stich der Krümmung einer Umlenkstelle zu bewältigen, dann ist es ohne weiteres möglich, zwei oder mehr Rohrabschnitte konzentrisch zueinander übereinander zu schieben, wobei der innere Bereich des jeweils inneren Rohres die normale Wanddicke aufweist, während die erforderliche Kontur an dem jeweils darüber liegenden Rohrabschnitt ausgebildet ist.
Das Formstück kann gegebenenfalls auch aus einem Rechteckquerschnitt oder auch aus einzelnen Platten gebildet sein, die das Spannglied umgeben.
Um in jedem Fall eine satte Anlage des Formstücks an dem das Spannglied umgebenden Hüllrohr zu erreichen, ist es zweckmäßig, das Formstück in Längsrichtung aufzuschneiden bzw. bei Formstücken mit größeren Durchmessern einen entsprechenden Streifen herauszuschneiden. Dadurch wird einerseits die Montage erleichtert, andererseits auch erreicht, daß es sich infolge seiner Rückstellkräfte satt um das Spannglied schließt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Umlenkvorrichtung im Einbauzustand bei einem zylindrischen Durchgang,
Fig. 2 die Umlenkvorrichtung gemäß Fig. 1 im Gebrauchszustand, Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Umlenkvorrichtung und
Fig. 4 die Anwendung der Umlenkvorrichtung bei einer kegelstumpfförmigen Öffnung.
In dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist angedeutet, wie ein Spannglied 1 durch eine Aussparung 2 in einem Bauwerksteil 3 hindurchgeführt und so umgelenkt werden soll, daß sich im unteren Wandungsbereich der Aussparung 2 eine Umlenkstelle mit einem Umlenksattel ausbildet.
Bei dem Spannglied 1 handelt es sich um ein übliches Spannglied, bei dem ein Bündel von Einzelelementen, z.B. Stahldrahtlitzen, in einem Hüllrohr aus Kunststoff, z.B. PE, mit Kreisquerschnitt untergebracht ist. Das Bauwerksteil 3 kann z. B. eine Lisene, ein Wandvorsprung oder dergleichen sein, in den die Ausnehmung 2 als zylindrischer Durchgang zum Beispiel durch eine Kembohrung hineingeschnitten ist.
Erfindungsgemäß ist auf das Spannglied 1 in dem Bereich, in dem die Umlenkstelle erzeugt werden soll, ein Formstück 4 aufgeschoben. Dieses Formstück besteht aus einem Abschnitt eines Rohres aus Kunststoff, z. B. PE, dessen Wanddicke vom mittleren Bereich 5 zu den Enden 6 hin entsprechend der Krümmung, im vorliegenden Fall entsprechend dem Radius Ri der Umlenkstelle abgearbeitet ist. Dies ist z. B. durch Drehen, Fräsen oder dergleichen ohne weiteres möglich.
Das Formstück 4 kann auf das Spannglied 1 aufgeschoben sein. Um diese Montage zu erleichtern und eine satte Anlage zu gewährleisten, ist es sinnvoll, das Formstück 4 in Längsrichtung aufzuschneiden; dadurch wird erreicht, daß es leicht auf das Spannglied 1 aufgeschoben werden kann und sich infolge seiner Rückstellkräfte satt um das Hüllrohr des Spannglieds 1 schließt. Bei Formstücken größeren Durchmessers ist es auch möglich, in Längsrichtung einen Streifen aus der Rohrwandung herauszuschneiden.
Während Fig. 1 den Einbauzustand zeigt, in dem das Spannglied 1 noch gestreckt verläuft, ist in Fig. 2 der Gebrauchszustand dargestellt. Hier ist erkennbar, wie sich durch Aufbringen der Spannkraft auf das Spannglied 1 der Umlenkwinkel einstellt. Dadurch verformt sich das Formstück 4 so, daß sich die gekrümmte Außenkontur an die gerade Wandung der Ausnehmung 2 anlegt und so mit dem Krümmungsradius Ri eine satte und dazu weiche Auflagerung des Spannglieds 1 an der Umlenkstelle bildet. Der zwischen dem Formstück 4 und der Ausnehmung 2 verbliebene Hohlraum kann auch mit einem erhärtenden Material, z.B. Zementmörtel, injiziert werden.
In Fig. 3 ist angedeutet, wie verfahren werden kann, wenn der Umlenkwinkel des Spannglieds 1 größer, der Umlenkradius also kleiner und der Stich der Krümmung größer ist als die Wanddicke eines Rohres, aus dem das Formstück 41 gefertigt werden kann. Hier besteht das erfindungsgemäße Formstück 4' aus einem ersten inneren Teil 4a von der Länge Li, das nur an den Enden 6 abgearbeitet ist, im inneren Bereich über die Länge L2 aber konstante Wanddicke aufweist, und einem über das erste Teil 4a geschobenen zweiten Teil 4b, das über die Länge L2 reicht und seinerseits in ähnlicher Weise abgearbeitet ist wie das Formstück 4 gemäß Fig. 1. Auf diese Weise läßt sich auch ein geringerer Krümmungsradius R2 verwirklichen.
Anhand der Fig. 3 kann auch angedeutet werden, daß es, vor allem bei längeren Durchgängen, auch möglich ist, nur die Enden 6 eines Formstücks anzubringen, das Spannglied dazwischen aber frei zu spannen.
Schließlich zeigt Fig. 4 noch die Möglichkeit, das erfindungsgemäße Formstück 4 auch in einer konisch aufgeweiteten Durchgangsöffnung 2' eines Bauteils 31 anzuordnen, sofern sie eine gerade Wandung aufweist.