DD153158A5 - Verfahren und vorrichtung zum spannen eines kabels fuer spannbetonkonstruktionen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Spannen eines Litzen- oder Drahtkabels fuer Spannbetonkonstruktionen u. die zur Durchfuehrung des Verfahrens erforderliche Vorrichtung. Die Erfindung wird in der Bauindustrie angewendet. Ziel ist es, den technisch- oekonomischen Herstellungsaufwand fuer die Spannvorrichtung zu verringern, den Arbeitskraeftebedarf und die Arbeitszeit zum Spannen zu reduzieren und Materialeinsparungen zu erreichen. Die Aufgabe besteht darin, einen einfachen, sicheren und schnellen Spannvorgang zu ermoeglichen, eine genaue Bestimmung zur Laengsdrehung des Kabels, sowie eine besonders kompakte Ausbildung des Ankerkopfes. Als Loesung wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Kabel auf ein gleiches Mass geschnitten werden und in einem mit einem Aussengewinde versehenen Kopf verankert werden, der gleichzeitig zum Spannen der Kabel dient und auf den die Winde einwirkt. Wenn die gewuenschte Laengsdehnung erreicht ist, uebertraegt der bewegbare Kopf ueber eine mit einem Innengewinde versehene Mutter die Vorspannkraft auf eine auf dem Beton angebrachte Stuetzplatte zur Druckverteilung.
Description
Berlin, den 5.2.1981
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Verfahren und Vorrichtung zum Spannen eines Kabels für Spannbetonkonstruktionen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Spannen eines Litzen- oder Drahtkabels für Spannbetonkonstruktionen und die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Vorrichtung. Die Erfindung wird in der Bauindustrie angewendet-?
Es sind bereits Spannbetonsysteme bekannt, bei denen die Zugglieder aus Litzen- oder Drahtkabeln bestehen. Für diese Systeme ist charakteristisch, daß die Litzen oder Drähte auf ein Maß geschnitten werden müssen, das größer ist als die effektive Länge des Kabels» Dieses Übermaß ist erforderlich, damit die Winde die Litzen bzw« Drähte an ihren freien Enden gleichzeitig ergreifen und unter Längsdehnung spannen kann«
Die Litzen oder Drähte werden durch Verankerung mittels Keilen oder dergleichen an der Winde und an dem betreffenden Ankerkopf befestigt·
Spannbetonsysteme dieser Art besitzen folgende Nachteile:
Die Winden besitzen beträchtliche Abmessungen und ein entsprechend großes Gewicht, Der für ihre Unterbringung erforderliche Raum kann nicht immer zur Verfügung gestellt
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werden« Es ist ferner erforderlich, geeignetes Hebezeug vorzusehen t das während der gesamten Spannperiode zur Verfugung gehalten werden muße Die äußeren Abmessungen der Winden erschweren darüber hinaus die Handhabung und tragen zu einer Vergrößerung der für das Spannen erforderlichen Zeit bei; während des Spannvorganges bei fortlaufenden Trägern mit zusammengefügten Kabeln oder bei ausladenden Brückenkonstruktionen z* B0 bestimmt die für das Spannen erforderliche Zeit wesentlich die Geschwindigkeit für die Ausführung des Gesamtbauwerkes und damit dessen Kosten»
Das oben erwähnte Übermaß beim Ablängen der einzelnen Litzen oder Drähte stellt eine Materialvergeudung dar, die prozentual um so mehr ins Gewicht fällt, je kurzer die Kabel sind«
Die Bestimmung des Endmaßes der Längsdehnung eines Kabels, das beispielsweise aus 12 und 31 Litzen von 0,5" gebildet ist, ist auf Grund der Tatsache, daß sich die Keile bei jedem Verklemmen des Kabels in den entsprechenden konischen öffnungen des Ankerkopfes unterschiedlich "setzen", stets unsicher und problematisch« Diese Unsicherheit fällt insbesondere dann stark ins Gewicht, wenn das Kabel in mehreren Etappen gespannt werden muße In dfeseri Fällen muß das Kabel nämlich jedes Mal in einer Zwischenposition blockiert und dann zur Fortsetzung des Spannvorganges wieder gelöst werden, so daß Unsicherheiten sowohl hinsichtlich des Sstzens der Keile als auch hinsichtlich der Kraft bestehen, die für das Lgsen erforderlich ist* Der Endwert der Längsdehnung läßt sich definitiv nicht mit hinreichender Genauigkeit abschätzen« Die Verwendung von Litzen aus Stählen mit immer
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höheren Bruchspannungen und mit Spannkräften, die in der Nähe der Walkgrenze liegen, macht es hingegen immer mehr erforderlich, den genauen Wert der endgültigen Längsdehnungen zu kennen, insbesondere dann, wenn die Kabel kurz sind und Fehler daher einen starken prozentualen Einfluß haben.
Wenn ein bereits auf seinen Endwert gespanntes Kabel vollständig gelockert werden soll, müssen an den Litzen Oberspannungen angreifen, um sie von den Keilen zu lösen* Dabei kann - insbesondere bei kurzen Kabeln - der Wert der Oberspannung leicht die zulässigen Werte überschreiten. Es ist nicht ratsam, hierbei die schwere und große Winde zu verwenden, die zuvor für das Spannen des Kabels benutzt wurde, da die Litzen einzeln mit einer kleinen Spezialwinde gelockert werden sollen· Dies erfordert eine langwierige und nicht ungefährliche Operation,
Ziel der Erfindung ist es, den technisch-ökonomischen Herstellungsaufwand für die Spannvorrichtung zu verringern, den Arbeitskräftebedarf und die Arbeitszeit zum Spannen zu reduzieren und Materialeinsparungen zu erreichen,
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Spannen eines Kabels für Spannbetonkonstruktionen, wobei das Kabel aus einer Mehrzahl von Litzen oder Drähten gebildet ist und bei dem für das Spannen ein bewegbarer Kopf verwendet wird, zu entwickeln, das einen einfachen, sicheren und schnellen Spannvorgang ermöglicht sowie eine genaue
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Bestimmung der Längsdehnung des Kabels» Ferner ist es Aufgäbe, die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Vorrichtung, bestehend aus einem bewegbaren Ankerkopf, der durchgehende Bohrungen aufweist, in denen die Litzen oder Drähte verankert sind, und der ein Außengewinde zur Aufnahme einer mit einem Innengewinde versehenen Mutter aufweist ( die das Stützelement zur Übertragung der Spannkräfte auf eine Druckverteilerplatte bildet e zu schaffen, die eine besonders kompakte Ausbildung des Ankerkopfes ermöglicht*
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die einzelnen Litzen oder Drähte des Kabels auf gleiches Maß abgelängt werden und vorzugsweise mittels Klemmkeilen in den durchgehenden Bohrungen des Ankerkopfes verankert werden* Anschließend wird ein Zwischenstück mit Hilfe von Gewindestäben, vorzugsweise unter Verwendung eines Drehmomentenschlüssels, mit dem Ankerkopf verschraubt* Auf denjenigen Teil eines Außengewindes des Zwischenstückes, der aus einer in oer Betonkonstruktion gebildeten öffnung herausragt, wird eine Mutter aufgeschraubt, bis sie an einer die öffnung umgebenden Druckverteilungsplatte anliegt. Auf das Außengewinde wird ein Greifkopf einer Winde aufge~ schraubt, die sich mit seitlichen Stützteilen gegen die genannte Druckverteilungsplatte abstützte Durch Betätigung der Winde wird der Greifkopf aus dem Ankerkopf und dem Zwischenstück angezogen, bis das Kabel die der gewünschten Vorspannung entsprechende Längsdehnung erreicht hato Im Anschluß daran wird die Mutter über das Außengewinde des Zwischenstückes hinweg und auf das Außengewinde des Ankerkopfes bis zu der Druckverteilungsplatte fortgeschraubt 9 und der Greifkopf der Winde wird von dem Außengewinde des Zwischenstückes abgeschraubt und entfernt*
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Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderliche Vorrichtung ist so aufgebaut, daß ein koaxial mit dem Ankerkopf verbindbares, wiederverwendbares Zwischenstück mit einem dem Außengewinde des Ankerkopfes entsprechenden Außengewinde angeordnet ist, auf welches die Mutter aufschraubbar ist, derart, daß das Zwischenstück zusammen mit dieser Mutter während aufeinanderfolgender Phasen.des Spannvorganges als verstellbare Abstützung verwendbar ist. Das Zwischenstück weist zur Verbindung mit dem Ankerkopf durchgehende Bohrungen zur Aufnahme von Gewindestäben auf, die im Gewinde eingreifen, welche in den nach außen weisenden Abschnitten zumindest eines Teiles der durchgehenden Bohrung des bewegbaren Ankerkopfes ausgebildet sind. Der mit Gewinde ausgestattete Abschnitt dieser Bohrungen weist vorzugsweise einen größeren Durchmesser auf als der restliche Bereich. Die Gewindestäbe besitzen Köpfe zu ihrer Abstützung an dem Zwischenstück.
Im Gegensatz zu allen anderen, die Litzenkabel als Zugglieder für Spannbetonkonstruktionen verwenden, werden die ein Kabel bildenden Litzen oder Drähte bei dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung zunächst auf das gleiche Maß geschnitten und in definierter Weise in einem mit einem Außengewinde versehenen Kopf verankert, der dazu dient, die Litzen bzw« Drähte gleichzeitig zu spannen und auf den die Winde einwirkt. Wenn die gewünschte Längsdehnung erreicht ist, überträgt der bewegbare Kopf über eine mit einem Innengewinde versehene Mutter die Vorspannkraft auf eine auf dem Beton angebrachte Stützplatte zur Druckverteilung.
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Das Prinzip, für das Spannen der ein Kabel bildenden Drähte einen bewegbaren Kopf zu verwenden, ist nicht neu. Es existieren Systeme, bei denen Kabel verwendet werden, die allerdings nicht aus Litzen^ sondern aus Drähten bestehen, deren Durchmesser beispielsweise in der Größenordnung von 7 mm liegt und die an einem bewegbaren Kopf verankert sind, öer eine durchgehende Gewindebohrung aufweist, in welche der mit der Winde verbundene Spannstab eingreift. Der Raumbedarf der bewegbaren Köpfe ist dabei hinreichend klein, so daß die Verankerung sowohl technisch als auch wirtschaftlich befriedigend ist«, Theoretisch könnten die Rundeisen bzw* Drähte mit dem Durchmesser von beispielsweise 7 mm durch aus Litzen gebildete Zugglieder mit äquivalenter Ouersehnittsflächa ersetzt werden, die mittels Keilen in konischen Durchbrüchen des bewegbaren Kopfes verankert werden t wobei sowohl die Form des bewegbaren Kopfes als auch das Greifsystem mit zentraler Gewindestange unverändert gelassen werden« In einer solchen theoretischen Lösung könnte auch ein aus Litzen gebildetes Kabel verankert werden« Die Abmessungen der bewegbaren Köpfe würden in diesem Fall jedoch insgesamt so groß werden, daß die Verankerung sowohl vom technischen als auch vom ökonomischen Standpunkt aus ungünstig wird»
Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind hingegen die Außenab.messungen des bewegbaren Kopfes und damit der gesamten Verankerung sehr gering und damit sowohl vom technischen als auch vom ökonomischen Standpunkt aus sehr vorteilhaft β
Das einen wesentlichen Bestandteil der Vorrichtung gemäß der Erfindung bildende Zwischenstück besitzt gemäß einer
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weiteren Ausgestaltung im Nachbarbereich seiner zur Verbindung mit dem Ankerkopf bestimmten Stirnseite eine gewindefreie Zone, längs derer die Mutter zur Übertragung der Spannkräfte auf die Druckverteilungsplatte des Betons hach dem Aufschrauben auf das Zwischenstück und nach dem Verlassen von dessen Außengewinde zum Aufschrauben auf das Außengewinde des Ankerkopfes selbst verschiebbar ist.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Fig. 1: eine teilweise geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2: einen der Gewindestäbe zur Verbindung des erfindungsgemäß vorgesehenen Zwischenstückes mit dem Ankerkopf;
Fig. 3: eine mit einem Gewinde versehene Klemmscheibe zum Eintreiben von Verankerungskeilen;
Fig. 4: den Ankerkopf in teilweise geschnittener Seitenansicht ;
Fig. 5: die Draufsicht auf den Ankerkopf in teilweise geschnittener Darstellung;
Fig. 6 bis 10: die schematische Darstellung der einzelnen Phasen des Spannvorganges.
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Die in den Zeichnungen dargestellte Vorrichtung beinhaltet einen als Metallzylinder ausgebildeten bewegbaren Ankerkopf 1, der mit einem Außengewinde IA versehen ist und der eine der Anzahl der zu verankernden Litzen 5 entsprechende Zahl von durchgehenden Bohrungen 3 aufweist, die beispielsweise bienenvvabenförmig angeordnet sind* Oede dieser durchgehenden Bohrungen 3 besteht aus einem mit einem Gewinde versehenen zylindrischen Abschnitt 3A größeren Durchmessers und einem konischen Abschnitt 3B sowie gegebenenfalls aus einem weiteren zylindrischen Abschnitt 3C mit geringerem Durchmesser« Der konische Abschnitt 3B dient zur Verankerung einer Litze 5 an dem Ankerkopf 1«, Die Verankerungstnittel sind beispielsweise mit Zähnen versehene Keile 7« Der mit einem Innengewinde versehene zylindrische Abschnitt 3A dient als Mutter für einen kleinen Gewindestab 9«, Die Gesamtheit der in die Bohrungen 3 einschraubbaren Gewinde« stäbe 9 dient zum Greifen des bewegbaren Kopfes 1 und zum Spannen des Kabels» Die Verankerung der einzelnen Litzen 5 an dem bewegbaren Kopf 1 kann statt mit den dargestellten Keilen auch auf andere Weise. ze B, mit aufgepreßten zylindrischen Muffen erfolgen. Es ist oft vorteilhaft, eine Verankerungsart zu wählen, die eine Konfektionierung bereits in der Produktionsstätte ermöglicht,. Auf jeden Fall werden die Litzen vor dem Spannen stabil und definitiv an dem Kopf 1 verankerte
Zur Konfektionierung des Kabels werden sämtliche Litzen 5 auf gleiches Maß geschnitten, in die entsprechenden Bohrungen 3 des bewegbaren Kopfes 1 eingeführt und dort verankert« Bei dem in den Zeichnungen dargestellten Fall werden die Klemmkeile 7 in die Abschnitte 3B der Bohrungen eingebracht und in Richtung auf deren Verengung bewegt.
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Hierzu dienen beispielsweise mit Gewinde versehene Klemmscheiben 10, die in die Gewinde der Abschnitte 3A der Bohrungen 3 eingeschraubt werden, bis sie auf die Keile 7 mit einer Kraft einwirken, die genau demjenigen Wert der Klemmkraft entspricht, welche eine unverzügliche Verankerung jeder Litze 5 gewährleistet, sobald das Kabel unter Spannung gesetzt wird» Falls die Keile 7 in dieser Weise mit Hilfe der Klemmscheiben 10 vorgespannt werden, wobei beim Einschrauben der Klenmscheiben 10 Drehmoment schlüssel verwendet werden sollen, wird gleichzeitig erreicht, daß während des Transportes des Kabels und bei seinem Anbringen an der Betonkonstruktion ein Lösen der Keile 7 verhindert ist. Die Klemmscheiben 10 können nach dem Spannen des Kabels entweder wieder verwendet oder in dem Kopf 1 belassen werden. Die endgültige Blockierung läßt sich auch auf andere Weise erreichen.
Zur Verbindung des bewegbaren Kopfes 1 mit der Winde und damit zum Spannen des Kabels dient ein Zwischenstück 12, das aus einem als Ausziehwerkzeug ausgebildeten zylindrischen Körper besteht. Dieser zylindrische Körper 12 hat den gleichen Durchmesser wie der Kopf 1 und ist ebenso wie dieser mit einem Außengewinde 12A versehen. Dieses erstreckt sich fast über die gesamte Mantellänge bis zu einem gewindefreien Abschnitt 12B. Das Zwischenstück 12 besitzt durchgehende Bohrungen 14, deren Anzahl derjenigen der Bohrungen 3 des bewegbaren Kopfes 1 entspricht und die in der gleichen Verteilung angeordnet sind wie diese. In jede dieser Bohrungen 14.wird ein kleiner Gewindestab 9 eingeführt und in das Gewinde des Abschnittes 3A der entsprechenden Bohrung des bewegbaren Kopfes eingeschraubt, bis der Kopf 9A des Gewindestabes 9 an der äußeren Stirnseite des Ausziehzylin-
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ders 12 anschlägt und diesen mit dem bewegbaren Kopf 1 fest verbindete Alle Gewindestäbe 9 werden vorzugsweise mit derselben Kraft mittels eines Drehmomentschlüssels auf Zug vorgespannt, so daß die Verbindung zwischen dem Ausziehzylinder 12 und dem bewegbaren Kopf 1 vollständig und gleichförmig iste Die Länge des Ausziehzylinders 12 ist so gewählt, daß eine ringförmige Mutter 16, deren Innengewinde den Außengewinden 12A und IA entspricht, vor dem Beginn des Spannvorganges auf den Ausziehzylinder aufgeschraubt werden, kanne Die Mutter 16 dient gleichzeitig zur einfachen Zentrierung des aus dem bewegbaren Kopf 1 und dem Ausziehzylinder 12 bestehenden Komplexes in der Aufnahrneöffnung 18, welche in dem Betonkörper C gebildet ist» Diese Aufnahmeöffnung 18 ist von einer Druckverteilung^-= scheibe 20 umgeben, die eine Zentrierungsmarke für die Mutter 16 darstellt.
Der von der Blockierungsmutter 16 nach außen ragende Abschnitt des Ausziehzylinders 12 wird über das Gewinde 12A mit dem Greifkopf Ml einer Winde M verbunden. Beim Spannen des Kabels stützt sich die Winde M mit ihrem Teil M2 gegen die Platte 20e
Der bewegbare Kopf 1 und der Ausziehzylinder 12 bilden praktisch einen einheitlichen Körper, Das Spannen eines Kabels - sei es kurz oder lang - läßt sich durch' die Verbindung zwischen der Mutter 16 und dem mit Gewinde versehenen Kopf 1 regulieren und ist daher einfach, schnell, sicher und genau auszuführen»
Der Spannvorgang kann in einem Zuge oder etappenweise erfolgen, indem die Mutter 16 auf dem Gewinde 12A allmählich
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nach innen geschraubt und - nachdem sie über die Zone 12B geführt ist - auf das Gewinde IA aufgeschraubt wird. Ein bereits vollständig gespanntes Kabel läßt sich auch ganz oder teilweise lockern, wobei auch hier die Möglichkeit gegeben ist4 die effektive Längsdehnung des Kabels in jedem Zeitpunkt und mit größtmöglicher Genauigkeit zu messen. Bei dem Lockern erfolgt keine Oberbeanspruchung des Kabels, Es lassen sich einfache und sichere Winden mit geringem Gewicht und kleinen Abmessungen verwenden. Zum Spannen eines Kabels auf eine Anfangskraft von 350 t beispielsweise bedarf es lediglich zweier Arbeitskräfte. Hebezeuge sind nicht erforderlich. Die entsprechenden Winden besitzen ein Gewicht von wenigen zehn Kilogramm,
Die vorangehend beschriebene Lösung läßt sich analog auch bei Spannbetonkonstruktionen einsetzen, bei denen anstelle von Litzen Drähte, d, h, Rundstähle als Zugglieder Verwendung finden.
Claims (5)
1* Verfahren zum Spannen eines Kabels für Spannbetonkonstruktionen, wobei das Kabel aus einer Mehrzahl von Litzen oder Drähten gebildet ist, und bei dem für das Spannen ein bewegbarer Kopf verwendet wird, gekennzeichnet dadurch, daß die einzelnen Litzen (5) oder ;. Drähte des Kabels auf gleiches Maß abgelängt werden und vorzugsweise mittels Klemmkeilen (7) in den durchgehenden Bohrungen (3) des Ankerkopfes verankert werden, daß ein Zwischenstück (12) mit Hilfe von Gewindestäben (9), vorzugsweise unter Verwendung eines Drehmomenten« schlüsseis, mit dem Ankerkopf (1) verschraubt wird, daß auf denjenigen Teil eines Außengewindes (12A) des Zwi~ schenstücfces (12), der aus einer in der Betonkonstruktion (C) gebildeten Öffnung (18) herausragt, eine Mutter (15) aufgeschraubt wird, bis sie an einer die Öffnung (18) umgebenden Druckverteilungsplatte (20) anliegt, daß auf das Außengewinde (12A) ein Greifkopf (Ml) einer Winde (M) aufgeschraubt wird, die sich mit seitlichen Stützteilen (M2) gegen die genannte Druckverteilungsplatte (20) abstützt, daß durch Betätigung der Winde (M) der Greifkopf (Ml) aus dem Ankerkopf (1) und dem Zwischenstück (12) angezogen wird, bis das Kabel die der gewünschten Vorspannung entsprechende Längsdehnung erreicht hat, daß die Mutter (16) über das Außengewinde (12A) des Zwischenstückes (12) hinweg und auf das Außengewinde (IA) des Ankerkopfes (1) bis zu der Druckverteilungsplatte (20) fortgeschraubt wird, und daß der Greifkopf (Ml) der Winde (M) von dem Außengewinde (12A) des Zwischenstückes (12) abgeschraubt und entfernt wirde
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2· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, bestehend aus einem bewegbaren Ankerkopf, der durchv gehende Bohrungen aufweist, in denen die Litzen oder Drähte verankert sind, und der ein Außengewinde zur Aufnahme einer mit einem Innengewinde versehenen Mutter aufweist, die das Stützelement zur Übertragung der Spannkräfte auf eine Druckverteilungsplatte bildet, gekennzeichnet dadurch, daß ein koaxial mit dem Ankerkopf (1) verbindbares wiederverwendbares Zwischenstück (12) mit einem dem Außengewinde (IA) des Ankerkopfes (1) entsprechenden Außengewinde (12A) angeordnet ist, auf welches die Mutter (16) aufschraubbar ist, derart, daß das Zwischenstück (12) zusammen mit dieser Mutter (16) während aufeinanderfolgender Phasen des Spannvorganges als verstellbare Abstützung verwendbar ist, wobei das Zwischenstück (12) zur Verbindung mit dem Ankerkopf (1) durchgehende Bohrungen (14) zur Aufnahme von Gewindestäben (9) aufweist, die in Gewinde (3A) eingreifen, welche in den nach außen weisenden Abschnitten zumindest eines Teiles der durchgehenden Bohrungen (3) des bewegbaren Ankerkopfes (1) ausgebildet sind, wobei der mit Gewinde ausgestattete Abschnitt dieser Bohrungen (3) vorzugsweise einen größeren Durchmesser aufweist als der restliche Bereich,
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3* Vorrichtung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Gewindestäbe (9) Köpfe (9A) zu ihrer Abstützung an dem Zwischenstück (12) besitzen.
4» Vorrichtung nach Punkt 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Zwischenstück (12) im Nachbarbereich seiner zur Verbindung mit dem Ankerkopf (1) bestimmten Stirnseite
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eine gewindefreie Zone (12B) besitzt, längs derer die Mutter (16) nach dem Aufschrauben auf das Zwischenstück (12) und nach dem Verlassen von dessen Außengewinde (12A) zum Aufschrauben auf das Außengewinde des Ankerkopfes (1) verschiebbar ist«
Hierzu ^Seiten Zeichnungen
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