| Dokumentenidentifikation |
DE69837524T2 20.12.2007 |
| EP-Veröffentlichungsnummer |
0000935034 |
| Titel |
Verfahren zur Herstellung einer Verankerung, Verankerungsteil und Spannelement zu diesem Zweck |
| Anmelder |
VSL International AG, Bern, CH |
| Erfinder |
Belbeoc'h, Herve, 78000 Versailles, FR |
| Vertreter |
Strohschänk und Kollegen, 81667 München |
| DE-Aktenzeichen |
69837524 |
| Vertragsstaaten |
CH, DE, ES, FR, GB, IT, LI, SE |
| Sprache des Dokument |
FR |
| EP-Anmeldetag |
09.02.1998 |
| EP-Aktenzeichen |
988100962 |
| EP-Offenlegungsdatum |
11.08.1999 |
| EP date of grant |
11.04.2007 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
20.12.2007 |
| IPC-Hauptklasse |
E04C 5/08(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
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| IPC-Nebenklasse |
E04C 5/12(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP
E04G 21/12(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP
E02D 5/58(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP
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| Beschreibung[de] |
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Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Verankerungen im
Bauwesen und insbesondere Blindverankerungen, die nur von einer Seite aus zugänglich
sind.
Für bestimmte Verankerungen mit oder ohne Ankerkopf des vorgespannten
Spannelements ist es nicht möglich, von hinten an die Verankerung zu gelangen.
Dies gilt insbesondere für den Fall einer Bodenverankerung, bei welcher der
Zugang zur Verankerung lediglich von der Bodenoberfläche aus möglich ist,
oder für den Fall, dass eine Abdichtung oder ein Korrosionsschutz besonders
sorgfältig ausgeführt werden muss, und die hintere Seite der Verankerung
daher geschlossen sein muss. Diese Vorgabe verhindert den Einsatz einer herkömmlichen
Verankerungsplatte oder die Befestigung des Spannelements beispielsweise mittels
Ankerkonen an der Platte und erfordert die Entwicklung neuer Verankerungstypen.
Das Patent EP-0.351.582 zeigt eine, nur von einer Seite aus zugängliche
Verankerung. Der Nachteil der hier beschriebenen Vorrichtung ist, dass alle Spannelemente,
beziehungsweise das Rohr, in die diese eingeführt werden, nur durch Längshaftung
gehalten werden, was die Zugkraft, der eine solche Verankerung standhalten kann,
stark begrenzt und zu einer sehr großen Ankerlänge führt, um eine
ausreichende Haftfläche zu erzielen. Ebenso sieht das Patent US-4.043.133 ein
Mantelrohr für Spannelemente vor, das allein durch Längshaftung in dem
umgebenden Boden gehalten wird. Die Spannelemente ragen über das untere Rohrende
hinaus und sind alle an einer Verankerungsplatte befestigt, ohne dass die Art und
Weise, wie letztere Platte in den Hohlraum eingeführt wird oder wie diese Spannelemente
an der genannten Platte befestigt werden beschrieben wird. Im Fall, dass eine solche
Ausführungsform realisierbar wäre, wird die Übertragung der Verankerungskraft
vom Ende der Spannelemente in den umgebenden Boden über das eingesetzte Mantelrohr
nur durch Längshaftung gewährleistet, ohne die in der nachfolgenden Erfindung
beschriebene Keilwirkung nutzen zu können.
Das Dokument DE-A-44 37 104 auf den Namen des Anmelders betrifft eine
werksseitig oder auf der Baustelle vorgefertigte Verankerungsvorrichtung (Spalte
3, Zeile 17 bis 21), die dazu bestimmt ist, in einen Verankerungsklotz eingeschlossen
zu werden, um die Ausführung einer Verankerung in einem solchen Verankerungsklotz
zu gestatten.
Die vorgefertigte Verankerungsvorrichtung des Dokuments DE-A-44 37
104 verwendet
- – ein axiales Teil, das mindestens aus einer Zugstange besteht, die aus
einer Zusammenstellung von Metalldrähten gebildet wird und zwei Enden aufweist,
darunter
- – ein erstes Ende, das nach der Konstruktion der genannten Verankerung
zugänglich bleibt,
- – ein zweites Ende, das durch radiales Auseinanderspreizen und Krümmen
der genannten Drähte gebildet wird, und nach der Konstruktion der genannten
Verankerung unzugänglich wird, das heißt nach Einbau der vorgefertigten
Verankerungsvorrichtung in einen Verankerungsblock, und
- – einen Schutzmantel des Mittelstücks gegen Korrosion, der sich
zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Spannelements erstreckt, und dazu
bestimmt ist, nach dem Einschließen der vorgefertigten Verankerungsvorrichtung
in dem Verankerungsblock mit Einpresszement ausgefüllt zu werden,
- – eine Materialmasse, die
- – vor dem Einbau der Verankerungsvorrichtung in den Verankerungsblock
- – um das zweite Ende des Spannelements geformt wird,
- – und dies auf solche Weise, dass ein geschulterter Teil gebildet wird,
der eine Verankerung des Mittelteils in einem solchen Block gestattet.
Diese Verankerungsvorrichtung wird vorbereitet, bevor sie an einem
bestimmten Standort eingesetzt wird, und die Vorbereitung besteht darin:
- – sich mit einer Zugstange zu versehen, die ein solches zweites radial
erweitertes Ende aufweist, oder sich mit einer Gruppe von Zugstangen zu versehen,
von denen jede ein solches zweites radial erweitertes Ende aufweist, und dann
- – einen Mantel über die Zugstange oder die Gruppe von Stangen zu
schieben und
- – den geschulterten Teil um das zweite Ende oder um die ersten Enden
zu bilden.
Die im Fall der Vorrichtung des Dokuments DE-A-44 37 104 verwendeten
Zugstangen können nicht zur Konstruktion einer erfindungsgemäßen
Verankerung verwendet werden.
Das zweite Ende dieser Stangen wird nämlich durch radiales Auseinanderspreizen
und Krümmen der Metalldrähte gebildet und gestattet es nicht zu garantieren,
dass das von der Erfindung beabsichtige Ergebnis erhalten wird, das heißt,
das Gleiten eines zweiten Endes auf einem anderen, zweiten Ende, das bereits in
dem im Verankerungsblock eingearbeiteten Hohlraum montiert ist.
Eine erste Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur
Herstellung einer von nur einer Seite zugänglichen Verankerung bereitzustellen,
welche nicht die erwähnten Nachteile der bekannten Verankerungen aufweist,
das heißt, das es gestattet, eine Verankerung auszuführen, in der die
Spannelemente derart gehalten werden, dass die Zugkraft an jedem
von ihnen an der Verankerung durch Haftung übertragen wird, wobei diese Haftung
durch den Einschluss begünstigt wird, der durch die allgemeine Form der Verankerung
und durch das mechanische Festklemmen der Enden der Spannelemente in Längsrichtung
aufgrund der besonderen Form der genannten Enden und ihrer Anordnung in einem Hohlraum
von im Wesentlichen verjüngter Form verursacht wird.
Die zweite Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung bereitzustellen,
welche die Ausführung einer solchen Verankerung ermöglicht.
Diese Aufgaben werden durch das Verfahren zur Herstellung einer wie
in Anspruch 1 beschriebenen Verankerung und durch eine Vorrichtung nach Anspruch
9 gelöst.
Im Folgenden wird die Erfindung detailliert beschrieben, wobei beim
Lesen dieser Beschreibung die angefügte Zeichnung mit den Figuren hinzuzuziehen
ist, in der:
die 1 eine Schnittansicht einer bevorzugten
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verankerungsteils ist,
die 2A bis 2L
jeweils einen besonderen Schritt des Verfahrens zur Ausführung eines erfindungsgemäßen
Verankerungsteils zeigen, und
die 3A, 3B
und 3C drei besondere Ausführungsformen eines
erfindungsgemäßen Spannelements zeigen, wobei die 3D
ein Beispiel zeigt, das mittels einer aus Strängen zusammengesetzten Zugstange
erhalten wurde.
Zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung handelt es sich
zunächst darum, einen Verankerungshohlraum einer bestimmten Form zu erhalten.
Der Verankerungshohlraum hat im Wesentlichen eine längliche, verjüngte
Form mit einem ersten offenen Ende auf der zugänglichen Seite der Verankerung
und ein zweites geschlossenes Ende auf der unzugänglichen Seite der Verankerung.
Außerdem muss der Querschnitt des ersten Endes der Verankerung kleiner als
ein anderer Querschnitt des Hohlraums sein, unabhängig davon, ob dieser Querschnitt
mit dem des zweiten Endes oder mit einem dazwischen liegenden Querschnitt des Hohlraums
übereinstimmt.
Mehrere Mittel oder Vorrichtungen gestatten es, einen solchen Hohlraum
zu erhalten. Ein erstes Mittel besteht in der Verwendung eines Verankerungsteils,
das einen vorgefertigten Innenhohlraum aufweist, welcher die gewünschte Form
des Verankerungsholraums hat. Eine bevorzugte Ausführungsform eines solchen
Verankerungsteils wird in 1 dargestellt. Das Verankerungsteil
1 wird im Wesentlichen aus einer vorzugsweise dünnen Wandung
10 gebildet, welche den Innenhohlraum 11 begrenzt. Ein erstes
Ende des Verankerungsteils 1, das heißt in der Figur das obere Ende
des Teils, weist eine Öffnung 12 sowie Befestigungsmittel
13 für einen rohrförmigen Schutzmantel der Spannelemente auf,
deren Zweck weiter unten beschrieben wird. Das andere Ende des Verankerungsteils
1 wird durch eine Bodenwandung 14 verschlossen. Die äußere
Form des Verankerungsteils 1 beziehungsweise des Innenhohlraums
11 ist im Wesentlichen verjüngt, beispielsweise kegel- oder pyramidenstumpfförmig
mit dem kleinsten Querschnitt nahe der Öffnung 12 und dem größten
Querschnitt nahe der Bodenwandung 14. Es wird in Nähe der Bodenwandung
14 eine Eintrittsöffnung 15 eingearbeitet, wobei ein Einspritzrohr
16 an der genannten Eintrittsöffnung befestigt wird oder befestigt
werden kann. In ähnlicher Weise wird eine Austrittsöffnung 17
in Nähe der Öffnung 12 eingearbeitet, wobei ein Auslassrohr
18 an der genannten Austrittsöffnung befestigt wird oder befestigt
werden kann. Der Zweck dieser Öffnungen und Rohre wird weiter unten beschrieben.
Die verjüngte, kegel- oder pyramidenstumpfförmige Außenfläche
des Verankerungsteils 1 weist vorzugsweise einen oder mehrere am Umfang
der genannten Fläche angeordnete Verankerungsringe 19 auf, welche
zum Ziel haben, die Übertragung und die Verteilung der Verankerungskraft in
die umgebende Struktur zu verbessern. Die in der Figur dargestellte Ausführungsform
weist zwei solcher Ringe 19 auf. Das Verankerungsteil 1 kann aus
Kunststoff, Metall oder Beton bestehen, wobei seine Abmessungen im Wesentlichen
von der Größe der betreffenden Verankerung abhängen.
Die 2A zeigt den ersten Schritt des Herstellungsverfahrens
einer erfindungsgemäßen Verankerung, das ein solches Verankerungsteil
verwendet. Wenn die umgebende Betonstruktur noch nicht ausgeführt ist, wird
ein Verankerungsteil 1 genau an die Stelle gesetzt, an der die Verankerung
hergestellt werden soll, wobei die Öffnung 12 in Richtung der späteren
Spannelemente gerichtet ist. Das Verankerungsteil 1 wird durch ein provisorisches
Gerüst oder vorzugsweise durch Stahlstäbe 20 der Betonbewehrung
gehalten. Man ordnet vorzugsweise, aber ohne dass dies für die Erfindung zwingend
erforderlich wäre, um das Verankerungsteil 1 einen oder mehrere ringförmige
Stahlstäbe 21 an, die ein oder mehrere Ringbewehrungen bilden, um
die Festigkeit des Betons an dieser Stelle zu verbessern.
In der 2B sieht man, dass die Betonstruktur
2, welche die Verankerung tragen soll, auf herkömmliche Weise um das
Verankerungsteil 1 betoniert wurde. Mit Ausnahme seines ersten, mit der
Öffnung 12 versehenen Endes, das bündig mit der oberen Fläche
der Betonstruktur 2 abschließt oder das, wie hier
dargestellt, leicht aus der oberen Fläche der Betonstruktur 2 herausragt,
sowie die Enden des Einspritzrohrs 16 und des Auslassrohrs 18,
die außerhalb der Betonstruktur 2 zugänglich bleiben, wird das
Verankerungsteil 1 somit vollständig von der Betonstruktur
2 umgeben und gehalten.
Man stellt daher fest, dass man durch diesen zweiten Schritt des Verfahrens
im Inneren der Betonstruktur 2 einen Hohlraum 11 von bestimmter
Form erhält. Wie bisher beschrieben wurde dieser Hohlraum 11 mittels
Verwendung eines Verankerungsteils 1 erhalten, das mit einem vorgefertigten
Hohlraum versehen wurde. Ein gleicher Hohlraum 11 in einer Betonstruktur
2 kann auch auf andere Art, wie zum Beispiel durch seine Herstellung vor
Ort erhalten werden. So kann man beispielsweise eine abbaubare Schalung aus Holz
oder einem anderen Werkstoff vorsehen, die eine äußere, dem gewünschten
Hohlraum 11 entsprechende Form aufweist, die an die gewünschten Stelle
gesetzt wird, und um die herum dann die Betonstruktur 2 gegossen wird.
Nach dem Erhärten des Betons wird die Schalung durch Arbeiten von der Öffnung
12 aus abgebaut und durch diese Öffnung aus dem Hohlraum
11 herausgenommen. Auf eine recht ähnliche Art ist die Anordnung eines
flexiblen und aufblasbaren Teils möglich, das nach dem Aufblasen die gewünschte
Form des Hohlraums 11 hat und an die gewünschte Stelle gesetzt wird.
Nach dem Giessen der Betonstruktur 2 wird die Luft aus dem aufblasbaren
Teil herausgelassen, was einen Hohlraum 11 der gewünschten Form in
der Betonstruktur 2 hinterlässt. Auf noch eine weitere Art kann der
Hohlraum 11 durch Bohren eines Hohlraums 11 der gewünschten
Form in eine schon bestehende Struktur 2 erhalten werden. Diese letzte
Vorgehensweise durch Bohren ist eher Fällen einer direkt in der Erde erfolgenden
Verankerung oder der Anbringung einer neuen Verankerung in einer schon bestehenden
Struktur 2 vorbehalten. Der auf eine beliebige der oben beschriebenen Arten
erhaltene Hohlraum 11 weist zwei wichtige Abmessungen, eine mit S12 bezeichnete
Durchgangsfläche der Öffnung 12 und eine mit S11 bezeichnete
maximale Querschnittsfläche (siehe 1) auf.
Beim dritten, in 2C sichtbaren Schritt
des Verfahrens, wird das vorzuspannende Strukturelement 3 auf bekannte
Weise auf die Betonstruktur 2aufgesetzt oder aufbetoniert, wobei das genannte
Strukturelement 3 vorzugsweise einen Schacht oder ein Mantelrohr
30 aufweist, von dem ein Ende in die Öffnung 12 mündet,
um mittels der an die Öffnung 12 angrenzenden Befestigungsmittel
13 befestigt zu werden. Der Querschnitt des Mantelrohrs 30 oder
des Schachtes, die für die Spannelemente in das Strukturelement 3
eingearbeitet sind, entspricht im Wesentlichen dem Querschnitt der Öffnung
12 des Hohlraums 11. Das entsprechende Mantelrohr 30
oder der entsprechende Schacht, die in das Strukturelement 3 eingearbeitet
sind, weist mindestens eine Einspritzöffnung 31 auf, die mit einem
Einspritzrohr 32 verbunden ist, wobei mindestes eine der genannten Einspritzöffnungen
31 vorzugsweise in Nähe des Endes des Rohrs 30 unweit der
Öffnung 12 angeordnet ist, und ebenso mindestens eine Auslassöffnung,
die mit dem Auslassrohr verbunden ist, wobei mindestes eine der genannten Auslassöffnungen
vorzugsweise unweit des anderen (in der Figur nicht sichtbaren) Endes des Rohrs
30 beziehungsweise des Strukturelements 3 angeordnet ist.
Der vierte, in der 2D gezeigte Schritt
besteht in der Einführung der Spannelemente.
Hierzu kann man die 3A, 3B,
3C und 3D betrachten,
die als nicht einschränkende Beispiele vier Ausführungsformen eines solchen
Spannelements 4 zeigen. Das Spannelement 4 wird im Wesentlichen
aus einer Zugstange 40 und einem Endstück 41 gebildet. Das
Endstück 41 an der Zugstange 40 wurde so entworfen, dass
das genannte Endstück 41 eine Querschnittsfläche S41 aufweist,
die größer als die Querschnittsfläche S40 der Zugstange
40 ist, und dies aus Gründen, die weiter unten erläutert werden.
Das andere Ende der Zugstange 40 weist kein Endstück dieses Typs auf
und wird von einer normalen, nach dem Stand der Technik bekannten Verankerung gebildet.
Die Zugstange 40 kann von jedem bekannten Typ sein und zur
Bildung des Zugseils entweder von einem Einzelstrang oder einer Mehrzahl von spiralförmig
zusammengesetzten Strängen gebildet werden. Der Einzelstrang oder die zusammengesetzten
Stränge können zur Bildung der Zugstange 40 aus Stahl und vorzugsweise
aus hochzugfestem Stahl oder einem Kunststoffmaterial wie zum Beispiel auf Basis
von Kohlenstoff- oder Kevlarfasern sein.
Das Endstück 41 kann von einem Endteil 41 aus
Metall oder Kunststoffmaterial gebildet werden, das fest am Ende der Zugstange
40 befestigt ist. Die Wahl des Materials des Endstückes
41 sowie seine Befestigungsart an der Zugstange 40 hängen
im Wesentlichen vom Material sowie von der Weise ab, wie die Zugstange
40 gebildet wird. Das Endteil 41 weist im Wesentlichen einen Mittelkörper
42 auf, der von einem oberen Teil 43 und einem unteren Teil
44 begrenzt wird. Der Mittelkörper kann eine gerade zylindrische Form
mit einem kreisrunden Querschnitt, wie in 3A, oder
mit mehreckigem Querschnitt, oder aber eine verjüngte Kegel- oder Pyramidenstumpfform
mit einem kreisrunden oder mehreckigen Querschnitt wie in 3B
aufweisen. Im Fall der verjüngten Form grenzt der Teil mit dem kleineren Durchmesser
an den oberen Teil 43. Die beiden Teile 43 und 44 sind
gewölbt oder aus geneigten Flächen gebildet, um das Gleiten eines gerade
in Montage befindlichen Endstücks auf ein schon montiertes
Endstück zu erleichtern, wie man weiter unten sehen wird.
Nach einer anderen Ausführungsform, kann das Endstück
41 direkt durch Verformung oder spanende Bearbeitung am Ende der Zugstange
40 gebildet werden. Die 3C und 3D
zeigen Beispiele von Endstücken dieses Typs. In 3C
wird die Zugstange 40 von einem einzelnen Strang gebildet und das Endstück
41 durch Verformung, beispielsweise durch Schmieden, Gesenkschmieden oder
Pressen des Endes der Zugstange 40 erhalten. Die 3D
zeigt das Beispiel für ein Endstück 41, das an einer aus zusammengesetzten
Strängen gebildeten Zugstange 40 erhalten wurde. In diesem Beispiel
wurde das Ende jedes Stranges von seiner normalen Position abgespreizt, wobei kurz
vor der Aufspreizung ein Ring oder eine Bindung vorgesehen werden kann, um ein Öffnen
des Geflechts des restlichen Zugseils zu verhindern. Die auseinandergespreizten
Enden der Stränge können durch ein zusätzliches Halteteil
45, wie zum Beispiel eine runde, mittels Schweißen oder auf irgendeine
andere Art unter den auseinandergespreizten Strängen befestigte Scheibe in
Position gehalten, oder lose gelassen werden. Nach einer nicht dargestellten Ausführungsform
kann das Halteteil der auseinandergespreizten Stränge aus einem Bauteil bestehen,
das die Form zweier konischer, mit ihrer Grundfläche verbundenen Teile hat,
wobei ein erster konischer Teil zwischen die Stränge eingeführt wird,
um sie auseinanderzuspreizen, während der zweite konische Teil genauso verwendet
wird, wie der weiter oben beschriebene untere Teil 44. Somit kann nach
irgendeiner Ausführungsform des Endstücks 41 dieser auch eine
kreisrunde oder eine mehreckige Form aufweisen und wie oben beschrieben den oberen
und unteren Teil 43 und 44 aufweisen.
Die beschriebenen Beispiele für die Endteile 41 oder
für die verformten Endstücke 41 sind weder hinsichtlich ihrer
Form noch hinsichtlich der Mittel zu ihrer Herstellung einschränkend. Es können
alle Mittel in Betracht kommen, die es gestatten, die Querschnittsfläche des
Endstücks der Zugstange 40 zu vergrößern. Im weiteren Verlauf
der Beschreibung spricht man von Endteil 41, wobei es sich selbstverständlich
ebenfalls, wie weiter oben beschrieben, um ein Endstück handeln kann.
Unter erneuter Betrachtung der 2D sieht
man, das ein erstes Spannelement 4 in das Führungsrohr 30
und dann in den Hohlraum 11 eingeschoben wurde, bis sein Endstück
41 die Innenfläche des genannten Hohlraums berührt hat. Ein zweites
Spannelement 4 wird soeben auf dieselbe Art montiert.
Die 2E zeigt den Zweck der gewölbten
oder geneigten Form, die am oberen Teil 43 und am unteren Teil
44 des Endteils 41 vorgesehen werden kann. Wenn ein Spannelement
4 montiert wird, ist es gut möglich, dass sein Endteil 41
gegen ein anderes Endteil eines schon montierten Spannelements stößt.
Aufgrund der gewölbten oder geneigten Form der genannten Teile verklemmt sich
das zweite Endteil nicht am ersten, sondern wird von diesem abgelenkt und gleitet
an ihm vorbei, um seine endgültige Position neben diesem einzunehmen.
Die 2F zeigt, dass nach der Montage einer
bestimmten Anzahl von Spannelementen ein neues, zu montierendes Endteil keinen Platz
mehr auf dem Boden des Hohlraums 11 mehr finden kann. Damit das betreffende
Spannelement in diesem Fall später seine Aufgabe voll erfüllt, reicht
es in diesem Fall, dass das Endteil so weit wie möglich nach unten in den Hohlraum
bis an den Anschlag mit einem oder mehreren schon montierten Teilen oder gegen die
Seitenwand des Hohlraums geschoben wird.
Zur Ausführung der Verankerung der Abspannung oder des vorgespannten
Elements ist es erforderlich, eine bestimmte Anzahl von „N" Spannelementen
4 in den Hohlraum 11 einzuführen. Da man weiß, dass
der Querschnitt jeder Zugstange 40 eine Fläche S40 aufweist und die
maximale Querschnittsfläche des Endteils 41 gleich S41 ist (siehe
3A, 3B, 3C
und 3D), müssen sich folgende Verhältnisse
ergeben:
um die Einführung des letzten Spannelements 4 zu gestatten, und so
entweder die Durchführung des letzten Endteils 41 durch das Führungsrohr
30 oder durch die Öffnung 12 zu gestatten, ergibt sich:
[(N – 1) × S40] + S41 < S12,
wobei S12 der Querschnittsfläche der Öffnung 12 (1)
entspricht,
- – um eine geeignete Anordnung der Endstücke 41 auf dem
Boden des Hohlraums 11 zu gestatten, ergibt sich:
(N × S41) < S11,
wobei S11 der Querschnittsfläche mit der größten Öffnung des
Hohlraums 11 (1) entspricht.
Wenn alle Spannelemente 4 so durch den Schacht oder das Rohr
30 geschoben worden sind, dass alle Endstücke 41 wie oben
angegeben im Hohlraum 11 liegen, kann man zum nächsten Schritt des
Verfahrens übergehen, wie man ihn in 2G sieht.
Bei diesem Schritt wird ein flüssiges Vergussmaterial 50 durch das
Einspritzrohr 16 eingeführt. Dieses Material dringt durch die Einspritzöffnung
15 in den Hohlraum 11 ein und füllt die Leerräume zwischen
den Endstücken 41 und den Enden der Zugstangen 40 im Hohlraum
11 aus, bis der Hohlraum 11 zumindest teilweise gefüllt ist.
Während dieses Vorgangs dienen die Austrittsöffnung
17 beziehungsweise das Auslassrohr 18 dazu, die im Hohlraum
11 enthaltene Luft während seiner Befüllung entweichen zu lassen
sowie den Füllstand des Hohlraums 11 zu kontrollieren. Vorzugsweise
wird der Hohlraum 11 solange befüllt, bis die eingefüllte, flüssige
Masse die Höhe der Austrittsöffnung 17 erreicht hat. Das im Hohlraum
11 enthaltene Material erhärtet dann, um einen starren Block
5 von hoher mechanischer Festigkeit zu bilden, in dem die Endteile
41 sowie die Enden der Zugstangen 40 eingegossen sind.
Beim folgenden, in 2H dargestellten Schritt,
wird jedes der Spannelemente 4 unter Zugspannung gesetzt, bis der vorgegebene
Wert der Vorspannung erreicht wird. Dieses Spannen erfolgt auf herkömmliche
Weise durch Einwirken auf das andere Ende jedes Spannelements 4 beziehungsweise
jeder Zugstange 40, wobei die Spannelemente gleichzeitig oder aufeinanderfolgend
vorgespannt werden. Wie man in der Figur sehen kann, ermöglich die verjüngte
Kegel- oder Pyramidenstumpfform des Hohlraums 11 beziehungsweise der erhärteten
Masse, in der die Endteile 41 und die Enden der Stangen 40 der
Spannelemente 4 eingegossen sind, eine wirksame, keilförmige Verankerung
in der umgebenden Betonstruktur 2. Im Gegensatz zu den nach dem früheren
Stand der Technik bekannten, oben erwähnten Vorrichtungen verhindert diese
Keilform jegliche eventuelle Axialverschiebung der erhärteten Masse
5 und bewirkt die Übertragung der Verankerungskräfte in die umgebende
Struktur 2 durch Axialdruck und nicht durch einfache Haftung. Die Länge
dieser Verankerung wird somit vorteilhaft verkürzt.
Eine zusätzliche Verankerungssicherheit wird durch die besondere
Anordnung der Endteile 41 im Inneren des Hohlraums 11 gewährleistet.
Wenn man berücksichtigt, dass die Endteile 41 als Bündel im Hohlraum
11 angeordnet sind, ist die vom Umfang des Bündels der zusammengesetzten
Endstücke 41 erzeugte Querschnittsfläche größer als
die Fläche der Öffnung 12 des Hohlraum 11. Das Bündel
aus Endstücken 41 ist somit im Hohlraum 11 festgeklemmt.
Unter erneuter Berücksichtigung der oben genannten Ausdrücke,
ergibt sich folgendes Verhältnis:
- – um ein Festklemmen der Spannelemente 4 im Hohlraum
11 zu gestatten und ein Herausziehen der untereinander festgeklemmten Endstücke
durch die Öffnung 12 zu verhindern, benötigt man:
(N × S41)* > S12.
In dem obenstehenden Ausdruck stellt (N × S41)* in allgemeiner
Form die Fläche dar, die vom Umfang des Bündels aus N zusammengesetzten
Endteilen erzeugt wird, die jeweils eine Querschnittsfläche von S41 aufweisen.
Um den Umstand zu berücksichtigen, dass gegebenenfalls ein oder zwei Endteile
41 nicht ihren Platz gefunden haben können, müssen, wie in
2H gezeigt, die einzelnen Querschnitte S41 und der
Durchgangsquerschnitt S12 so bemaßt werden, dass die Endstücke
41 festklemmen, wenn eine Zugkraft auf alle Spannelemente 4 gleichzeitig
einwirkt.
Es muss bemerkt werden, dass der soeben beschriebene Schritt der Vorspannung
der Spannelemente 4 von der Beschreibung abweichend ausgeführt werden
kann, insbesondere im Fall einer einfachen, nicht vorgespannten Verspannung.
Beim letzten, in der 2L gezeigten Schritt
des Verfahrens, kann der leere Raum im Inneren des Mantelrohrs 30 beziehungsweise
im Inneren des eingearbeiteten Schachtes des Strukturelements 3 mit einem
Vergussmaterial 60 über das oder die Einspritzrohre 32 und
die Einspritzöffnung oder Einspritzöffnungen 31 befüllt
werden, um die Dichtigkeit des vorgespannten Systems zu gewährleisten und die
Korrosion der Vorspannelemente zu verhindern. Je nachdem, ob ein solcher Schutz
6 erforderlich oder notwendig ist, ist dieser letzte Schritt obligatorisch
oder nicht.
Man stellt somit fest, dass man so eine besonders wirksame Verankerung
erhält, wobei die Längszugkraft jedes Spannelements 4 vor allem
von seinem Endteil oder Endstück 41 aufgenommen und an den erhärteten
Vergussblock 5 von hoher mechanischer Festigkeit weitergegeben wird. Eine
wirksame Übertragung dieser Kraft ist dank der soliden Befestigung des Endteils
41 an der Zugstange 40 möglich. Da diese Befestigung werksseitig
ausgeführt werden kann, ist ihre mechanische Festigkeit besonders hoch. Diese
Kraft wird dann über die schrägen Wandungen des Hohlraums 11
an die umgebende Struktur 2 weitergegeben. Durch Anordnung eines oder mehrerer
Verankerungsringe 19 auf dem Verankerungsteil 1 ist es auch möglich,
die Wirkung der erwähnten Verankerung in der umgebenden Struktur
2 zu verbessern. Wie erwähnt können Ringbewehrungen
21 vorgesehen werden, um die Festigkeit der umgebenden Struktur
2 um den Hohlraum 11 herum noch zu verbessern. Zusätzlich
zu der erwähnten Längsfestigkeit wird jedes Ende der Zugstange
40 in dem Vergussblock 5 gehalten, wobei ein zusätzlicher
Halt durch Radialdruck jeder Stange 40 erzielt wird.
Dieser Verankerungstyp eignet sich besonders gut für eine vorgespannte
Verankerung eines vorgespannten Strukturelements 3. Er kann sich ebenso
für die Verankerung von nicht vorgespannten Spannelementen eignen, wie zum
Beispiel von Abspannseilen eines Masten oder Pfeilers, wobei die Abspannseile dann
auf den Schutz durch ein Schutzrohr 30 verzichten können. Ebenso ist
es nicht zwingend erforderlich, dass der Hohlraum 11 in
einer umgebenden Betonstruktur eingearbeitet ist, da zum Erhalten des erforderlichen
Hohlraums auch ein Bohren in die Erde oder in den Fels erwogen werden kann. Die
Beschreibung wurde für einen Hohlraum mit im Wesentlichen senkrechter Längsachse
und nach oben gerichteter Öffnung 12 gemacht. Es sind auch andere
geometrische Anordnungen möglich, wobei die Abmessungen des Hohlraums
11 angepasst werden müssen, um eine ausreichende Befüllung des
Hohlraums 11 mit der Vergussflüssigkeit 50 zu erzielen.
|
| Anspruch[de] |
Verfahren zur Herstellung einer Verankerung aus mehr als einem Spannelement
(4), bei der die genannte Verankerung nur von einer Seite aus zugänglich
ist und dieses Verfahren insbesondere aus folgenden Schritten besteht:
– Herstellung eines Hohlraums (11) in einer umgebenden Struktur
(2), wobei der genannte Hohlraum im Wesentlichen von länglicher Form
ist und zwei Enden aufweist, die Querschnittsfläche (S12) des auf der zugänglichen
Seite der Verankerung angeordneten Endes kleiner ist als die Querschnittsfläche
(S11) eines anderen Abschnitts des Hohlraums und der Hohlraum auf der zugänglichen
Seite der Verankerung eine Öffnung (12) aufweist,
– aufeinanderfolgende Einführung eines Endes jedes der Spannelemente
(4) durch die Öffnung (12), wobei jedes der genannten Spannelemente
aus einer Zugstange (40) gebildet wird, die eine erste Querschnittsfläche
(S40) und ein Endstück (41) hat, das eine zweite Querschnittsfläche
(S41) aufweist, die größer als die erste genannte Querschnittsfläche
(S40) ist, und
– Befüllung des Hohlraums (11) mit einem Vergussmaterial (50),
wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass:
– die Einführung jedes Spannelements (4) darin besteht, es
in ein Führungsrohr 30 und dann in den Hohlraum (11) einzuschieben,
bis sein Endteil (41) die Innenfläche des genannten Hohlraums (11)
berührt, der eine Fläche (S11) aufweist, die mit der Querschnittsfläche
der größten Fläche des genannten Hohlraums (11) entspricht,
– die Einführung eins Spannelements (4) wiederholt wird, bis
nach der Montage einer bestimmten Anzahl von Spannelementen (4)
– ein neu zu montierendes Endteil (41) keinen Platz mehr auf dem
Boden des Hohlraums 11 finden kann und
– [damit] das betreffende Spannelement später seine Aufgabe voll erfüllt,
das Endteil (41) so weit wie möglich nach unten in den Hohlraum (11)
bis an den Anschlag mit einem oder mehreren schon montierten Teilen (41)
oder gegen die Seitenwand des Hohlraums (11) geschoben wird,
– die Herstellung der Verankerung daher eine Einführung einer bestimmten
Anzahl von „N" Spannelementen (4) in den Hohlraum (11)
voraussetzt, wobei dieser Einführung die Wahl von Spannelementen (4)
und eines Hohlraums (11) vorausgeht, die folgende Verhältnisse einhalten:
(N × S41) < S11,
um eine richtige Anordnung der Endteile (41) auf dem Boden des Hohlraums
(11) zu gestatten, und
[(N – 1) × S40] + S41 < S12,
um die Einführung des letzten Spannelements (4) zu gestatten, und
entweder die Durchführung des letzten Endteils (41) durch das Führungsrohr
(30) oder durch die Öffnung (12) mit dem Querschnitt (S12)
des Hohlraums (11) zu gestatten, und
(N × S41)* > S12,
um ein Festklemmen der Spannelemente (4) im Hohlraum (11) zu gestatten
und ein Herausziehen der untereinander festgeklemmten Endstücke durch die Öffnung
(12) zu verhindern, wobei (N × S41)* in allgemeiner Form die Fläche
darstellt, die vom Umfang des Bündels aus N zusammengesetzten Endteilen (41)
gebildet wird, die jeweils eine Querschnittsfläche von (S41) aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung
des Hohlraums durch Einsetzen eines im Wesentlichen länglichen, verjüngten,
zwei Enden aufweisenden Verankerungsteils (1) erzielt wird, wobei die Querschnittsfläche
eines ersten Endes kleiner ist als die Querschnittsfläche eines anderen Abschnitts
des Verankerungsteils, und das genannte Verankerungsteil im Wesentlichen aus einer
Wandung (10) gebildet wird, welche den Hohlraum (11) begrenzt,
der im Wesentlichen die gleiche Form wie das genannte Teil aufweist und mit einer
Öffnung (12) versehen ist, die eine erste Querschnittsfläche
(S12) am genannten ersten Ende des Verankerungsteils aufweist und am zweiten Ende
eine Bodenwandung (14) aufweist, wobei ein anderer Querschnitt des genannten
Hohlraums eine andere Fläche (S11) aufweist, die größer als die erste
Fläche (S12) ist, und das genannte Verankerungsteil (1) dann in die
umgebende Struktur (2) unter Freilassung der genannten Öffnung (12)
eingegossen oder einbetoniert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung
des Hohlraums (11) durch Einsetzen einer ausbaubaren Form erzielt wird,
deren äußere Form im Wesentlichen länglich und verjüngt ist,
wobei die umgebende Struktur (2) dann um die genannte Form betoniert wird,
die genannte Form dann an einem ihrer Enden ausgebaut wird und
einen Hohlraum (11) von im Wesentlichen länglicher und verjüngter
Form in der umgebenden Betonstruktur (2) sowie eine Öffnung (12)
zum genannten Hohlraum (11) hinterlässt, wobei die Querschnittsfläche
(S12) eines Abschnitts des genannten Hohlraums in der Nähe der Öffnung
(12) kleiner als die Fläche (S11) des Querschnitts eines anderen Abschnitts
des genannten Hohlraums ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung
des Hohlraums (11) durch Einsetzen eines flexiblen und aufblasbaren Teils
erzielt wird, das nach dem Aufblasen eine im Wesentlichen längliche und verjüngte
Form aufweist, wobei die umgebende Struktur (2) dann um das genannte aufgeblasene
Teil betoniert wird, die Luft aus dem genannten Teil herausgelassen wird, was einen
Hohlraum (11) von im Wesentlichen länglicher und verjüngter Form
in der umgebenden Betonstruktur (2) sowie eine Öffnung (12)
zum genannten Hohlraum hinterlässt, wobei die Querschnittsfläche (S12)
eines Abschnitts des genannten Hohlraums in der Nähe der Öffnung (12)
kleiner als die Fläche (S11) des Querschnitts eines anderen Abschnitts des
genannten Hohlraums ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung
des Hohlraums (11) durch Bohren eines Hohlraums, der im Wesentlichen eine
längliche und verjüngte Form aufweist, in die umgebende Struktur (2)
erzielt wird, wobei der genannte Hohlraum eine Öffnung (12) aufweist
und die Querschnittsfläche (S12) eines Abschnitts des genannten Hohlraums in
der Nähe der Öffnung (12) kleiner als die Fläche (S11) des
Querschnitts eines anderen Abschnitts des genannten Hohlraums ist.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass es nach dem Schritt der Herstellung des Hohlraums (11) einen Schritt
zum Einsetzen oder Einbetonieren eines vorzuspannenden Strukturelements (3)
umfasst, wobei das genannte Strukturelement (3) einen Längsschacht
(30) zur Durchführung der Spannelemente (4) aufweist und
ein Ende des genannten Längsschachtes (30) in Verbindung (13)
mit der in der Verankerung des Hohlraums (11) vorgesehenen Öffnung
(12) tritt.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass es nach dem Schritt der Befüllung des Hohlraums (11) mit einem
Vergussmaterial (50) einen Schritt zur Spannung jedes der Spannelemente
(4) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es nach dem
Schritt des Spannens der Spannelemente (4) einen Schritt zum Befüllen
des Längsschachtes (30) des vorgespannten Strukturelements (3)
mit einem Dichtmaterial (60) umfasst.
Vorrichtung zur Herstellung einer Verankerung aus mehr als einem Spannelement,
wobei die genannte Verankerung nur von einer Seite aus zugänglich ist und diese
Vorrichtung folgendes einsetzt:
– ein Teil mit im Wesentlichen länglicher, verjüngter Form, das
zwei Enden aufweist, wobei die Querschnittsfläche eines ersten Endes kleiner
ist als die Querschnittsfläche eines anderen Abschnitts des Verankerungsteils,
und das genannte Verankerungsteil im Wesentlichen aus einer Wandung (10)
gebildet wird, welche den Hohlraum (11) begrenzt, der im Wesentlichen die
gleiche Form wie das genannte Teil aufweist und mit einer Öffnung (12)
versehen ist, die eine erste Querschnittsfläche (S12) am genannten ersten Ende
des Verankerungsteils und am zweiten Ende eine Bodenwandung (14) hat, wobei
ein anderer Querschnitt des genannten Hohlraums eine andere Fläche (S11) aufweist,
die größer als die erste Fläche (S12) ist,
– eine vorbestimmte Anzahl (N) von Spannelementen (4), von denen
jedes ein Ende aufweist, das dazu bestimmt ist, in einen Verankerungshohlraum (11)
einer nur von einer Seite zugänglichen Verankerung eingeführt zu werden,
wobei jedes Spannelement aus einer Zugstange (40) gebildet wird, die an
ihrem zur Einführung in den genannten Hohlraum bestimmten Ende mit einem Endstück
(41) versehen ist, dessen Querschnittsfläche (S41) größer
ist als die Querschnittsfläche (S40) der genannten Zugstange (40),
wobei diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass
– das Endstück (41) jedes Spannelements (4) einen
Mittelkörper (42) aufweist, der von einem oberen Teil (43)
und einem unteren Teil (44) begrenzt wird, wobei diese beiden Teile gewölbt
sind oder aus geneigten Flächen gebildet werden, um das Gleiten eines gerade
in Montage befindlichen Endstücks auf einem schon montierten Endstück
zu erleichtern,
– die Spannelemente (4) und der Hohlraum (11) folgende
Verhältnisse einhalten:
– die Querschnittsfläche (S12) der Öffnung (12) des Hohlraums
(11) des Verankerungsteils (1) ist größer als die aus
der Summe der Querschnittsflächen (S40) von (N – 1) Zugstangen (40)
gebildeten Fläche zuzüglich der maximalen Querschnittsfläche (S41)
eines Endstücks oder Endteils (41) der Spannelemente (4),
– die maximale Querschnittsfläche (S11) des Hohlraums (11)
ist größer als die Summe der maximalen Querschnittsflächen (S41)
der in den genannten Hohlraum eingeführten Endstücke oder Endteile (41),
– die Querschnittsfläche (S12) der Öffnung (12) des Hohlraums
(11) ist kleiner als die Querschnittsfläche, die durch Zusammensetzung
der Querschnittsflächen (S41) der in den genannten Hohlraum eingeführten
Endstücke oder Endteile (41) gebildet wird.
Vorrichtung zur Herstellung einer Verankerung nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, dass das Verankerungsteil im Wesentlichen stumpfkegelförmig
ist.
Vorrichtung zur Herstellung einer Verankerung nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, dass das Verankerungsteil im Wesentlichen pyramidenstumpförmig
ist.
Vorrichtung zur Herstellung einer Verankerung nach einem der Ansprüche
9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungsteil mit einer Einspritzöffnung
(15) versehen ist, die in Nähe ihrer Bodenwandung (14) angeordnet
wird, wobei die genannte Einspritzöffnung mit einem Einspritzrohr (16)
für ein flüssiges oder halbflüssiges Produkt (50) verbunden
wird oder verbunden werden kann.
Vorrichtung zur Herstellung einer Verankerung nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, dass das Verankerungsteil mit einer Austrittsöffnung (17)
versehen ist, die in Nähe ihrer Öffnung (12) angeordnet wird,
wobei die genannte Austrittsöffnung mit einem Auslassrohr (18) verbunden
wird oder verbunden werden kann.
Vorrichtung zur Herstellung einer Verankerung nach einem der Ansprüche
9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (12) mit Mitteln
zur Befestigung (13) eines Führungsrohrs (30) versehen ist,
das dazu bestimmt ist, die Spannelemente (4) aufzunehmen.
Vorrichtung zur Herstellung einer Verankerung nach einem der Ansprüche
9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungsteil auf seiner äußeren
Seitenfläche mit mindestens einer Umfangserweiterung (19) versehen
ist.
Vorrichtung zur Herstellung einer Verankerung nach einem der Ansprüche
9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungsteil mindestens teilweise
aus Metall hergestellt ist.
Vorrichtung zur Herstellung einer Verankerung nach einem der Ansprüche
9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungsteil mindestens teilweise
aus Kunststoff hergestellt ist.
Vorrichtung zur Herstellung einer Verankerung nach einem der Ansprüche
9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungsteil mindestens teilweise
aus Beton hergestellt ist.
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