DE903219C - Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Bauteilen und Bauwerken aus vorgespanntem Beton - Google Patents

Description

• Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Bauteilen und Bauwerken aus vorgespanntem Beton Bei den bisher bekannten Spannbetonverfahren werden in bezug auf die Art der Herstellung des Verbundes solche mit Verbund und solche mit nachträglichem Verbund unterschieden. Bei Verfahren mit Verbund werden die Spannglieder gegen ein Spannbett gespannt und anschließend der Spannbetonkörper betoniert. Nach Erhärten des Betons werden die Spannglieder vom Spannbett gelöst, wodurch der Betonkörper unter Spannung gelangt, d. h. vorgespannt wird. Nach Entfernung des Spannbetonkörpers aus dem Spannbett kann dieses in gleicher Weise wieder verwendet werden.
• Da die Herstellung des Spannbettes verhältnismäßig kostspielig ist, kommt das Spannbettverfahren nur in Frage, wenn eine oftmalige Verwendung des Spannbettes möglich ist, d. h. vor allem für fabrikmäßige Herstellung von Spannbetonträgern. Die Träger müssen dann vom Herstellungsort bis zur Einbaustelle transportiert werden, wodurch deren Gewicht und. Anwendungsmöglichkeit beschränkt bleibt.
• Für die Herstellung großer Spannbetonträger, vor allem für Spannbetonbrücken, wird eine Spannbettherstellung meistens unwirtschaftlich oder sogar unmöglich sein. Die Spannbetonkörper müssen dann an Ort und Stelle hergestellt werden. Das Vorspannen erfolgt nach dem Erhärten des Betons in der Weise, daß der Betonkörper selbst als Widerlager für das Spannen der Spannglieder dient, wobei sich die Spannglieder zunächst ohne Verbund und möglichst ohne Reibung innerhalb des Betonkörpers bewegen können müssen, Der Verbund zwischen dem Betonkörper und den Spanngliedern erfolgt nachträglich. Das wird in der Regel dadurch erreicht, daß die Zwischenräume zwischen dem vorgespannten Beton und den Spanngliedern mit Zementmilch, d. h. Zement und Wasser, ausgepreßt werden.
• Die erhärtete Zementmilch ist ein Baustoff, der bekanntlich die größten Schwindverformungen hat. Da weiterhin dieser unter starken Schwindzugspannungen stehende, nicht vorgespannte Auspreßmörtelkörper entlang der Spannglieder läuft und deshalb in der Regel in der Zugzone des Trägers liegt, erhält dieser dünne, oft über roo m lange Betonkörper unter Einwirkung von. Schwinden und Verkehrslasten zahlreiche Zugrisse. Dabei ist der Zweck dieses Auspreßmörtels nicht nur, die Verbundkräfte zwischen den Spanngliedern und dem Spannbetonkörper zu übertragen, sondern auch den wichtigen Rostschutz der Spannglieder zu sichern. Diese beiden Funktionen können von der mit vielen Rissen durchsetzten Zementmilch nicht einwandfrei erfüllt werden.
• Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorspannverfahren mit nachträglichem 'Verbund besteht darin, daß im Falle gekrümmter Führung - der Spannglieder erhebliche Verluste an Vorspannkraft durch Reibung entstehen. Das ist nicht nur deshalb ein Nachteil, weil der Verlust durch Erhöhung des Querschnitts der Spannglieder gedeckt «-erden muß, sondern auch wegen der Unsicherheit bei der Errechnung der Größe der Reibungsverluste. Die Reibungszahlen und die damit ermittelten Reibungskräfte sind immer als grobe Schätzungswerte zu betrachten.
• Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erstmalig ein Verfahren geschaffen, bei welchem die Spannglieder gegen den schon betonierten Bauteil gespannt «-erden und dennoch der im zweiten Arbeitsgang betonierte Umhüllungsbeton der Spannglieder ebenfalls mittels derselben Spannglieder vorgespannt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß nach dem Erhärten des zuerst betonierten Teilkörpers und nach dem Spannen der Spannglieder der Umhüllungsbeton eingebracht und nach dem Erhärten dieses später betonierten Teilkörpers durch teilweise Entspannung der Spannglieder unter Vorspannung gebracht wird.. Zweckmäßig wird die Größe der anfänglichen Vorspannung des Trägerbetons so gewählt, daß nach der teilweisen Entspannung der Spannglieder die Sollspannung für den Träger- und. Umhüllungsbeton erhalten wird. Für den Umhüllungsbeton wird dadurch ein Beton gleicher Güte wie für den Träger selbst erreicht. Dadurch, daß jetzt der Umhüllungsbeton kein verlorener Betonquerschnitt ist, ist es nicht notwendig, die Spannglieder auf engstem Raum zusammenzudrängen. Sie können vielmehr in genügendem gegenseitigem Abstand geführt werden, so daß der sie umhüllende Beton ohne Schwierigkeiten einwandfrei eingebracht und verdichtet werden kann. Aus demselben Grund, d. h. weil der Umhüllungsbeton kein verlorener Querschnitt ist und deshalb nicht möglichst klein gehalten werden muß, ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, die nachteiligen Reibungsverluste so gut wie ganz zii vermeiden. Die Spannglieder werden im allgemeinen geradlinig bespannt, und erst nach dem Spannen wird den Spanngliedern die gewünschte gekrümmte bzw. polygonale Form gegeben.
• Durch konstruktive Maßnahmen wird auch nach dem Einbringen, Verdichten und Erhärten des Umhüllungsbetons der Spannglieder immer noch eine genügende gegenseitige Bewegungsmöglichkeit zwischen dem Trägerbeton und dem Umhüllungsbeton gewährleistet.
• Der so gewonnene Spannbetonkörper besteht jetzt aus zwei getrennten Teilen, welche beide vorgespannt sind. Dieser zweiteilige Spannbetonkörper kann in einen einheitlich wirkenden verwandelt werden, wenn der Zwischenraum zwischen dein Trägerbeton und dem Umhüllungsbeton teilweise oder vollständig ausbetoniert wird. Da dieser Zwischenraum ohne Nachteile mehrere Zentimeter betragen kann und in der Regel gut zugänglich ist, kann der Verbund mit einem Beton hergestellt werden, der von gleicher Güte ist wie der Beton der übrigen Querschnittsteile.
• Gegenüber den bekannten Vorspannverfahren mit nachträglichem Verbund hat dieser Verbundbeton, der die zwei Spannbetonteilkörper verbindet, nicht die Aufgabe, den Rostschutz der Spannglieder zu liefern, da die Spannglieder in Bauteilen, die nach dem vorliegenden Verfahren hergestellt werden, in weit besserer Weise in vorgespanntem, rissefreiem Beton eingebettet sind.
• Als Spannglieder können Formstähle, Einzeldrähte, Drahtlitzen oder Drahtseile verwendet werden, die in üblicher Weise verankert werden, d. 1i. entweder mit Ankerplatten oder Spannköpfen.
• Beim vorliegenden Verfahren wird besonders auf einwandfreie Einbettung der Spannglieder Wert gelegt, wobei dann erforderlich ist, daß die Spannglieder nur punktweise und nicht auf größere Länge durchgehend gestützt werden. Zwischen den zwei Verankerungsenden werden die Spannglieder durch Umlenlariigel nur punktweise gestützt, wobei der gegenseitige Abstand der Spannglieder genügend groß gehalten wird, so daß nachträglich eine einwandfreie Umhüllung mit Beton möglich ist. Eine punktweise Abstützung der Spannglieder kann auch bei Spannköpfen dadurch erreicht werden, daß die Flächen, auf welchen die Spannglieder aufliegen, wellenförmig ausgebildet werden. Ein derartiger Spannkopf kann am einfachsten in der Weise hergestellt werden, daß für die wellenförmigen Flächen Wellblech als Schalung verwendet wird. Auch wenn die Spannglieder ohne Zwischenräume dicht nebeneinander einreihig um den Spannkopf geführt werden, können die Hohlräume unter den Vorspanngliedern, die durch die wellenförmige Oberfläche des Spannkopfes entstehen, mit Zementmörtel ausgepreßt werden und dadurch eine beiderseitige Umhüllung erreicht werden.
• Durch die Eigenart des Verfahrens entstehen in den Spannköpfen erhebliche Biegespannungen während des Vorspannens. Der größte Teil der hierzu erforderlichen Bewehrung ist nach dein Spannvorgang und dein Unterbetonieren der Spannköpfe überflüssig. Zur -Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignen sich daher in besonderer Weise Spannköpfe, die eine Bewehrung besitzen, die ohne Verbund in entsprechenden Kanälen geführt «erden und nach dem erfolgten Vorspannen und Unterbetoniereii der Spannköpfe wieder entfernt werden können.
• Die Umlenkung bzw. Ablenkung der Spannglieder erfolgt durch sägeförmige bzw. kammartige Bügel, wobei die Spannglieder einzeln durch einen bzw. zwei Zähne des Bügels gehalten werden, so daß in keinem Fall gegenseitiger Druck von Spannglied zu Spannglied entstehen kann. Eine zweite Ausführungsmöglichkeit besteht darin, daß die Zähne des kammartigen Bügels aus Rundstählen oder Halbrundstählen hergestellt werden.
• An Hand der Zeichnung sei das .'erfahren nach der Erfindung erläutert. Es zeigt Abb. i einen Balkenquerschnitt kleiner Breite, Abb.2 einen Querschnitt durch eine Brückenkonstruktion, Abb.3 einen Längsschnitt durch einen vorgespannten Betonträger mit eingezeichneter Lage der Spannglieder, wie sie vor dem Umlenken der Spannglieder vorhanden ist, Abb. q. einen Längsschnitt durch den gleichen Träger der Abb.3, jedoch mit schon umgelenkten Spanngliedern, Abb.5 einen Umlenkbügel.
• Mit i ist der Trägerbeton, d. h. der Beton, der in der ersten Betonierungsstufe hergestellt wird, bezeichnet. 2 sind die Spannglieder und 3 der Umhüllungsbeton der Spannglieder, der in der zweiten Betonierungsstufe hergestellt wird und nachträglich unter Vorspannung gebracht wird. Mit 4 ist der nachträglich eingebrachte Verbundbeton bezeichnet, der, wie insbesondere aus Abb. 2 ersichtlich, auch nur einen kleinen Teil des Hohlraumes, in welchem sich der vorgespannte Betonkörper 3 befindet, betragen kann.
• Abb.3 zeigt einen Längsschnitt mit schematischer Darstellung der Führung der Spannglieder 2, wie sie unmittelbar nach dem ersten Spannvorgang, d. h. dein Spannen in Längsrichtung, erscheint. Die zum Spanien der Spannglieder 2, erforderliche Kraft wird durch die Spannpressen 5 erzeugt, die sich gegen den Teilkörper i abstützen. Durch Wegdrücken der Spannköpfe 6 um ein vorberechnetes Maß wird in den Spanngliedern ,:2 die erwünschte Spannung erreicht.
• Die Führung der Spannglieder 2 nach dem zweiten Spannvorgang, d. h. dem Umlenken der Spannglieder, ist in der Abb. q. dargestellt. In dieser Lage werden dann die Spannglieder eindetoniert.
• In der Abb. 5 ist ein sägeförmiger Umlenkbügel aus Flachstahl dargestellt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Herstellen von Bauteilen und Bauwerken, insbesondere Brücken, aus vorgespanntem Beton, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile bzw. Bauwerke aus mindestens zwei ineinander- oder nebeneinanderliegenden, gegeneinander beweglichen Teilkörpern so hergestellt werden, daß der zuerst hergestellte Teilkörper nach dem Erhärten des Betons vorgespannt wird, während der zweite, die Spannglieder umhüllende Teilkörper nach dem Spannen betoniert und nach seinem Erhärten durch teilweises Entspannen der Spannglieder bzw. des zuerst hergestellten Teilkörpers vorgespannt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der im ersten Arbeitsgang hergestellte Teilkörper als Fertigbetonteil zur Einbaustelle gebracht, verlegt und vorgespannt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannglieder iir offenen oder geschlossenen Kanälen bzw. Hohlräumen des zuerst hergestellten Teilkörpers geführt werden, daß die Spannglieder zunächst geradlinig oder felderweise geradlinig gespannt werden und daß erst nach dem Spannen den Spanngliedern durch Umlenkungen in senkrechter oder waagerechter Richtung oder in beiden Richtungen die gewünschte Form bzw. Führung gegeben wird. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Zustand vor der Herstellung des Verbundes zwischen den zwei Teilkörpern aus vorgespanntem Beton die Vorspannung beider Körper durch Änderung des gegenseitigen Abstandes in gewünschter Weise bzw. um gewünschte Beträge geändert wird. 5. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch teilweises oder vollständiges Ausbetonieren der Zwischenräume zwischen den beiden Teilkörpern aus vorgespanntem Beton ein Verbund, hergestellt wird. 6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkung der Spannglieder durch sägeförmige Bügel aus Formstahl erfolgt, die so ausgebildet sind, daß jeweils mit einem Zahn ein Draht bzw. eine Litze bzw. ein Seil gefaßt wird und dadurch kein gegenseitiger Druck von Spanngliedern möglich ist. 7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkung der Spannglieder durch kammartige Bügel aus Formstahl erfolgt und daß die Zähne aus aufgeschweißten Formstahlstücken bestehen und so angebracht sind, daß beim Umlenken der Spannglieder diese auf den runden Zylinderflächen der Stahlstücke aufliegen, daß jeder Zahn jeweils nur ein Spannglied umlenkt und dadurch ein gegenseitiger Druck von Spanngliedern vermieden wird. B. Spannkopf, Ankerkörper od. dgl. zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche r bis 5, gekennzeichnet durch eine zum Teil wellenförmige Oberfläche, die vorzugsweise durch Verwendung von Wellblechen als Schalung erreicht wird, wobei das Wellblech eine verlorene oder wiederzugewinnende Schalung sein kann. 9. Spannkopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein wesentlicher Teil der Be.-wehrurig ohne Verbund in offenen oder geschlossenen Kanälen geführt ist und nach dem Spannen der Spannglieder und Unterbetonierung der Spannköpfe zur Wiederverwendung herausgenommen wird. Angezogene Druckschriften: Vorträge auf der Tagung des Deutschen Beton-Vereins 1949, S. 5o6.