DE3032165A1

DE3032165A1 - Verfahren und vorrichtung zum spannen eines litzen- oder drahtkabels fuer spannbetonkonstruktionen

Info

Publication number: DE3032165A1
Application number: DE19803032165
Authority: DE
Inventors: Romualdo Pisa Macchi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-09-28
Filing date: 1980-08-26
Publication date: 1981-04-16
Also published as: ATA458880A; JPS5655666A; DD153158A5; GB2060802B; IT1166000B; AR226072A1; CS230576B2; ES495767A0; MX150628A; AU544373B2; FR2466588A1; AU6272980A; SE8006766L; CH641519A5; US4345740A; SE442313B; FR2466588B1; BE885427A; IT7909550A0; GB2060802A

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Spannen eines Litzen- oder

Drahtkabels für Spannbetonkonstruktionen

Es ist für Spannbetonsysteme, bei denen die Zugglieder aus Litzen- oder Drahtkabeln bestehen, 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 "V.r ihre Unterbringung erforderliche Raum kann nicht immer zur Verfügung gestellt werden. Es ist ferner erforderlich, geeignetes Hebezeug vorzusehen, das während der gesamten Spannperiode zur Verfügung gehalten werden muß. Die äußeren Abmessungen der Winden erschweren darüberhinaus 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.B. bestimmt die für das

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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 kürzer 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 muß: In diesen 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 Setzens der Keile als auch hinsichtlich der Kraft bestehen, die für das Lösen erforderlich ist. Der Endwert der Längsdehnung läßt sich definitiv nicht mit hinreichender Genauigkeit abschätzen. Die Verwendung von Litzen aus Stählen mit immer 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 heben.

Wenn ein bereits auf seinen Endwert gespanntes Kabel vollständig gelockert werden soll, müssen an den Litzen Überspannungen angreifen, um sie von den Keilen zu lösen. Dabei kann - insbesondere bei kurzen Kabeln - der Wert der Überspannung leicht die zulässigen Werte überschreiten. Es ist nicht ratsam,hierbei die schwere und große Winde

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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.

DLe modernen ausgeklügelten Konstruktionsverfahren und die Verwendung von Materialien mit immer größerer Widerstandsfähigkeit, erfordern Vorspannsysteme, die gleichermaßen genau, einfach und sicher sind und ein rasches Arbeiten ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Spannen von Zuggliedern für Spannbetonkonstruktionen zu schaffen, die die vorangehend beschriebenen Nachteile vermeiden, besonders rationell und ökonomisch einsetzbar sind und bei denen die Konstruktion des Ankerkopfes besonders kompakt sein kann.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 beschrieben.

Ein entsprechendes Verfahren ist im Patentanspruch 4 ber schrieben.

Im Gegensatz zu allen anderen Systemen, die Litzenkabel als Zugglieder für Spannbetonkonstruktionen verwenden, werden die ein Kabel bildenden Litzen oder Drähte bei der Vorrichtung und dem Verfahren 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 Kalbel 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, der 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 könnte man die Rundeisen bzw. Drähte mit dem Durchmesser von beispielsweise 7 mm durch aus Litzen gebildete Zugglieder mit äqui·*· valenter Querschnittsfläche ersetzen, die mittels Keilen in konischen Durchbrüchen des bewegbaren Kopfes verankert werden, wobei sowohl die Form des bewegbaren Kopfes als auch das Greifsystem mit zentraler Gewindestange unverändert gelassen werden. In einer solchen theoretischen Lösung könnte man auch ein aus Litzen gebildetes Kabel verankern. 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 Außenabmessungen des bewegbaren Kopfes und damit der gesamten Verankerung sehr gering und damit sowohl vom technischen als auch vom ökonomischen Standpunkt aus sehr vorteilhaft.

Das einen wesentlichen Bestandteil der Vorrichtung gemäß der Erfindung bildende Zwischenstück besitzt gemäß einer 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 nach dem Aufschrauben auf das Zwischenstück und nach dem

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Verlassen von dessen Außengewinde zum Aufschrauben auf das Außengewinde des Ankerkopfes selbst verschiebbar ist.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 zeigt einen der Gewindestäbe zur Verbindung des erfindungsgemäß vorgesehenen Zwischenstückes mit dem Ankerkopf,

Fig. 3 zeigt eine mit einem Gewinde versehenen Klemmscheibe zum Eintreiben von Verankerungskeilen,

Fig. 4 und 5 zeigen den Ankerkopf in teilweise geschnittener Seitenansicht bzw. in ebenfalls teilweise geschnittener Draufsicht,

Fig. 6 bis 10 veranschaulichen die einzelnen Phasen des Verfahrens gemäß der Erfindung.

Die in den Zeichnungen dargestellte Vorrichtung beinhaltet einen als Metallzylinder ausgebildeten bewegbaren Ankerkopf 1, der mit einem Außengewinde 3A versehen ist und der eine der Anzahl der zu verankernden mit 5 bezeichneten Litzen entsprechende Zahl von durchgehenden Bohrungen 3 aufweist, die beispielsweise bienenwabenförmig angeordnet sind. Jede 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 Verankerungsmittel 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 Gewindestäbe 9 dient zum Greifen des bewegbaren Kop-

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fes 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, z.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 verankert.

Zur Konfektionierung des Kabels werden sämtliche Litzen 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 3 eingebracht und in Richtung auf deren Verengung bewegt. 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 Klemmscheiben 10 Drehmomentschlüssel verwendet werden sollen/erreicht man gleichzeitig, 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

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wie dieser mit einem mit 12A bezeichneten Außengewinde 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 Kop fes 1 entspricht und die in der gleichen Verteilung ange ordnet sind wie diese. In jede dieser Bohrungen 14 wird ein kleiner Gewindestab 9 eingeführt und in das Gewinde des Abschnittes 3A der entsprechenden Bohrung 3 des bewegbaren Kopfes eingeschraubt, bis der mit 9A bezeichnete Kopf des Gewindestabes 9 an der äußeren Stirnseite des Ausziehzylinders 12 anschlägt und diesen mit dem bewegbaren Kopf 1 fest verbindet. Alle Gewindestäbe 9 werden vorzugsweise mit derselben Kraft mittels eines Drehmoment Schluss eis auf Zug vorgespannt, so daß die Verbindung zwischen dem Ausziehzylinder 12 und dem bewegbaren Kopf 1 vollständig und gleichförmig ist. Die Länge des Ausziehzylinders 3 ist so gewählt, daß eine ringförmige Mutter 16, deren Innengewinde den Außengewinden 12A und 1A entspricht, vor dem Beginn des Spannvorganges auf den Ausziehzylinder 12 aufgeschraubt werden kann. Die Mutter 16 dient gleichzeitig zur einfachen Zentrierung des aus dem bewegbaren Kopf 1 und dem Ausziehzylinder 12 bestehenden Komplexes in der Aufnahmeöffnung 18, welche in dem mit C bezeichneten Betonkörper gebildet ist. Diese Aufnahmeöffnung 18 ist von einer Druckverteilungsscheibe 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 mit M1 bezeichnetenGreifkopf einer Winde M verbunden. Beim Spannen des Kabels stützt sich die Winde M mit ihrem mit M2 bezeichneten Teil gegen die Platte 20.

Der bewegbare Kopf 1 und der Ausziehzylinder 12 bilden

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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 nach innen geschraubt und .- nachdem sie über die Zone 12B geführt ist - auf das Gewinde 1A aufgeschraubt wird. Ein bereits vollständig gespanntes Kabel läßt sich auch ganz oder teilweise lockern, wobei auch hier die Möglichkeit gegeben ist, die effektive Längsdehnung des Kabels in jedem Zeitpunkt und mit größtmöglicher Genauigkeit zu messen. Bei dem Lockern erfolgt keine Uberbeanspruchung 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.

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum Spannen eines Litzen- oder Drahtkabels für Spannbetonkonstruktionen, wobei das Kabel aus einer Mehrzahl von Litzen oder Drähten gebildet ist, die in durchgehenden Bohrungen eines bewegbaren Ankerkopfes verankert sind, der ein Außengewinde zur Aufnahme einer mit einem Innengewinde versehenen Mutter aufweist, die das Stützelement zur Übertragung der Spannkräfte auf eine Druckverteilungsplatte darstellt, gekennzeichnet durch ein koaxial mit dem Ankerkopf (1) verbindbares wiederverwendbares Zwischenstück (12) mit einem dem Außengewinde (1A) des Ankerkopfes (1) entsprechenden Aussengewinde (12A), auf welches die genannte 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.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindestäbe (9) Köpfe (9A) zu ihrer Abstützung an dem Zwischenstück (12) besitzen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (12) im Nachbarbereich seiner zur Verbindung mit dem Ankerkopf (1) bestimmten Stirnseite eine gewindefreie Zone (12B) be-

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sitzt, 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.
4. Verfahren zum Spannen eines Litzen- oder Drahtkabels für Spannbetonkonstruktionen unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Die einzelnen Litzen (5) oder Drähte des Kabels werden auf gleiches Maß abgelängt und, vorzugsweise mittels Klemmkeilen (7) in den durchgehenden Bohrungen (3) des Ankerkopfes (1) verankert,

- das Zwischenstück (12) wird mit Hilfe der genannten Gewindestäbe (9)_f vorzugsweise unter Verwendung eines Drehmomentschlüssels, mit dem Ankerkopf (1) verschraubt,

- auf denjenigen Teil des Außengewindes (12A) des Zwischenstückes (12), der aus einer in der Betonkonstruktion (C) gebildeten öffnung (18) herausragt, wird die genannte Mutter (16) aufgeschraubt, bis sie an einer die öffnung (18) umgebenden Druckverteilungsplatte (20) anliegt,

- auf das Außengewinde (12A) wird der Greifkopf (M1) einer Winde (M) aufgeschraubt, die sich mit seitlichen Stützteilen (M2) gegen die genannte Druckverteilungsplatte (20) abstützt,

- durch Betätigung der Winde (M) wird der aus dem Ankerkopf (1) und dem Zwischenstück (12) angezogen, bis das Kabel die der gewünschten Vorspannung entsprechende Längsdehnung erreicht hat,

- die Mutter (16) wird über das Außengewinde (12A) des Zwischenstückes (12) hinweg und auf das Außengewinde (1A) des Ankerkopfes (1) bis zu der Druckverteilungsplatte (20) fortgeschraubt,

- der Greifkopf (M1) der Winde (M) wird von dem Aus-

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sengewinde (12A) des Zwischenstückes (12) abgeschraubt und entfernt.

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