DE4319888C2 - Rohrförmige Ummantelung für ein Zugglied - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine rohrförmige Ummantelung für ein Zugglied, insbesondere für ein Schrägseil einer Schrägseilbrücke, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zugglieder dieser Art werden im Bauwesen generell als Abspannungen für Bauwerksteile, insbesondere aber als Schrägseile für Schrägseilbrücken eingesetzt. Diese bestehen aus einer Mehrzahl von tragenden Einzelelementen aus Stahl, wie Stäben, Drähten oder Litzen, die zu einem Bündel zusammengefaßt und von einer rohrförmigen Ummantelung umgeben sind. Da solche Zugglieder nicht nur hochbelastet, sondern auch der Witterung ausgesetzt sind, kommt ihrem Schutz gegen korrosive Einflüsse besondere Bedeutung zu. Oft besteht auch das Problem, bestehende Zugglieder dieser Art, deren Korrosionsschutz nicht mehr als ausreichend angesehen wird oder bereits beeinträchtigt sein sollte, zu sanieren, d. h. erneut und zuverlässig gegen Korrosion zu schützen. Dies ist insofern schwierig, als bei in Bauwerke eingebauten Zuggliedern keines seiner Enden freiliegt, so daß etwa ein Überschieben von Rohren nicht möglich ist.

In diesem Zusammenhang ist es bereits bekannt geworden, nach der Befestigung der Einzelelemente in den Verankerungen diese zu spannen und danach die rohrförmige Umhüllung aufzubringen (DE 34 37 350 C2). Zu diesem Zweck wird im Bereich einer Verankerung, bei einer Schrägkabelbrücke der fahrbahnseitigen Verankerung, eine ortsfeste Form- und Falzstation eingerichtet, der entsprechend der Anzahl der für die Herstellung einer Umhüllung benötigten Streifen Blechstreifen zugeführt werden. Diese Blechstreifen werden um das Kabel gelegt und an den Längskanten der Streifen jeweils durch eine Falznaht miteinander verbunden. Die so gefertigte Umhüllung wird fortlaufend längs des gespannten Kabels in Richtung auf die gegenüberliegende Verankerung verschoben. Nach vollständiger Umhüllung des Kabels und Abdichtung gegenüber den Verankerungen wird der verbleibende Hohlraum zwischen dem Kabel und der rohrförmigen Umhüllung mit Injiziermaterial ausgefüllt.

Um die Stöße von solchen rohrförmigen Umhüllungen zu dichten bzw. auch um solche rohrförmigen Umhüllungen unmittelbar zu bilden, ist es auch schon bekannt geworden, schalenförmige Elemente um ein gespanntes Kabel herumzulegen, die an den Längsrändern aneinander angepaßte Verbindungsteile besitzen (EP 0 156 441 B1). Diese Verbindungsteile sind jeweils an einem Rand der schalenförmigen Elemente nach Art einer Feder und am anderen Rand nach Art einer Nut ausgebildet; sie besitzen sägezahnartige Profilierungen und können durch tangential zum Querschnitt wirkenden Druck in rastende Verbindung miteinander gebracht werden. Diese Rastverbindung wirkt zwar in gewissem Maß auf Zug; ihre Zuverlässigkeit ist aber von der Festigkeit des für die schalenförmigen Elemente verwendeten Materials abhängig. Bei höheren Ringzugspannungen, wie sie z. B. beim Injizieren des Hohlraums zwischen dem Kabel und der Umhüllung auftreten, besteht die Gefahr, daß sich insbesondere die beiden Schenkel des Nutteils verformen und so das Federteil aus der Rastung herausgleitet.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfach zu montierende, in jedem Fall aber zuverlässige und sichere Verbindung von schalenförmigen Elementen zur Bildung einer rohrförmigen Ummantelung von Zuggliedern zum Schutz gegen Korrosion zu schaffen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Lösung ist die Abkehr von einer durch Anwendung tangentialer Kräfte erzielbaren Rastverbindung von Nut- und Federteilen hin zu einer durch Einschieben unter Anwendung axialer Kräfte erreichbaren formschlüssigen Verbindung. Die erfindungsgemäß vorgesehenen schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge mit hinterschnittenen Flächen, die an Nut und Feder einander in Form und Größe entsprechen und so entlang des gesamten Umfangs flächig miteinander in Berührung geraten, ermöglichen eine formschlüssige Verbindung der schalenförmigen Elemente, die auch bei höheren Ringzugspannungen infolge Injektion des Hohlraumes oder bei Verformungen der Elemente ein Aufspringen der Schalenlängskanten und damit ein öffnen der Fugen mit Sicherheit vermeidet; vielmehr wird bei Auftreten von Ringzugkräften der Formschluß verstärkt und eine selbsttätige Dichtung der Fugen erzielt. Es ist auch möglich, die Längsfugen entlang der Außenfläche zu verschweißen; hierdurch wird zugleich eine schubfeste Verbindung der Elemente erzielt.

Die Verbindungsteile der schalenförmigen Elemente sind erfindungsgemäß in ihrer gegenständlichen Ausbildung so konzipiert, daß sie bei kreisförmigem Außenquerschnitt der Ummantelung in einer nach innen gerichteten Verdickung untergebracht werden können. Durch diese Verdickung wird zugleich eine Versteifung der schalenförmigen Elemente erzielt, so daß die Wanddicke in den übrigen Bereichen ihres Umfangs verringert werden kann.

Die Herstellung der Elemente ist in Kunststoff durch Extrudieren auf einfache Weise kostengünstig möglich, so daß ihre Länge grundsätzlich nicht begrenzt ist. Die Verbindung der die erfindungsgemäße Ummantelung bildenden Elemente kann so kontinuierlich über deren gesamte Länge verlaufen. Da Nut und Feder wechselseitig angeordnet sind, sind alle Elemente gleich; somit sind Herstellung und Handhabung einfach und wirtschaftlich.

Die erfindungsgemäß ausgebildeten Elemente können sowohl als alleinige rohrförmige Ummantelung, als auch zur Sanierung einer schadhaft gewordenen Ummantelung eingesetzt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine aus zwei Halbschalen bestehende rohrförmige Ummantelung für ein Zugglied gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Nutteil und

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Federteil der Verbindung jeweils in größerem Maßstab.

In Fig. 1 ist ein Querschnitt durch eine rohrförmige Ummantelung 1 für ein Zugglied, beispielsweise ein Schrägseil für eine Schrägseilbrücke, dargestellt. Auf die Darstellung des Zugglieds selbst, das aus einem Einzelzugglied oder aus einem Bündel von Einzelelementen, wie Stahlstäben, -drähten oder -litzen bestehen kann, wurde der Übersichtlichkeit halber verzichtet. Lediglich der Umriß des Zugglieds wurde durch eine gestrichelte Kreislinie angedeutet; daneben sind aber auch andere Querschnittsformen möglich, wie z. B. ein Sechseck.

Die Ummantelung 1 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei schalenförmigen Elementen 2, von denen das - in der Darstellung der Fig. 1 - untere Element geschnitten und das obere Element nur in seinen Umrissen angedeutet ist. Die Elemente 2 sind untereinander gleich ausgebildet und somit austauschbar; sie bestehen aus Kunststoff und können durch Extrudieren hergestellt werden. Anstatt, wie dargestellt, aus zwei Elementen 2, könnte eine solche Ummantelung auch z. B. aus drei oder mehr Elementen bestehen.

Die Elemente 2 sind bei kreisförmigem Außenumriß und konstanter Wanddicke d an ihren Längsrändern 3 und 4 zur formschlüssigen Verbindung miteinander im Bereich von Verdickungen 5 mit nach Art von Nut und Feder ausgebildeten Verbindungsmitteln versehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind am - rechten - Längsrand 3 die "Feder" 6 und am - linken - Längsrand 4 die "Nut" 7 angeordnet. Infolge der untereinander gleichen Gestalt der Elemente 2 paßt die Feder 6 eines Elementes jeweils in die Nut 7 eines anderen Elementes und umgekehrt. Die Umrisse von Feder 6 und Nut 7 entsprechen einander, so daß, ein entsprechendes Spiel vorausgesetzt, durch Längsverschiebung der Elemente 2 gegeneinander eine formschlüssige Verbindung erreichbar ist.

Die, wie beschrieben, unter Erhaltung des kreisförmigen Außenumrisses nach innen gerichteten Verdickungen 5 ergeben Anlagestellen für das Zugglied, die gewissermaßen als Abstandhalter wirken. Um eine Zentrierung des Zugglieds zu erreichen, können an anderen Stellen des Umfangs leistenförmige, in Längsrichtung verlaufende Vorsprünge 8 vorgesehen sein, so daß zwischen der Außenfläche des Zugglieds und der Innenfläche der Umhüllung ein ringförmiger Hohlraum verbleibt, der mit Injektionsgut zum weiteren Korrosionsschutz ausgefüllt werden kann. Bei aufschiebbaren Muffenrohren werden die Verdickungen unter Beibehaltung eines kreisförmigen Innenumrisses nach außen angeordnet. Wenn kein kreisförmiger Querschnitt erforderlich ist, können die Verdickungen auch nach innen und außen gerichtet sein.

Die Ausbildung der Verbindungsteile im einzelnen kann anhand der Fig. 2 und 3, die in vergrößerter Darstellung Querschnitte durch die Feder 6 und die Nut 7 zeigen, näher erläutert werden.

Sowohl die Feder 6, als auch die Nut 7 sind spiegelbildlich symmetrisch zu einer Symmetrielinie X-X ausgebildet, die rechtwinklig zu dem durch die Verbindungen verlaufenden Radius R verläuft. Die Feder 6 besitzt einen aus der Verdickung 5 aufragenden Steg 9 mit einem diesem gegenüber verdickten Kopf 10. Der Kopf 10 besteht im wesentlichen aus gegenüber dem Steg 9 zu beiden Seiten der Symmetrielinie X-X auskragenden schwalbenschwanzförmigen Vorsprüngen 11, 12, die am unteren Ende des Kopfes 10 hinterschnittene Flächen 13 und am oberen Ende des Kopfes 10 hinterschnittene Stirnflächen 14 aufweisen, die dort eine dreieckförmige Vertiefung 15 bilden.

Die seitlichen Flanken 16 sowohl des Stegs 9, als auch die Flanken 17 der schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge 11 und 12 sind parallel zueinander oder, wie dargestellt, schwach gegeneinander geneigt, die Flanken 16 gegen die Verdickung 5 und die Flanken 17 gegen die Vertiefung 15. Zusätzlich sind auch die Stirnflächen 18 der Verdickung 5 hinterschnitten und die entsprechenden Stirnflächen 20 der Schenkel 19 des Nutteils 7 abgeschrägt ausgebildet.

Um eine einwandfreie Übertragung von Ringzugkräften sicherzustellen, entsprechen die Dicke d₁ des Steges 9 der Feder 6 der Wanddicke d₂ der Elemente 2 außerhalb der Verdickungen 5 und die Summe der senkrecht zur Symmetrielinie X-X gemessenen Höhe der Vorsprünge 11, 12 des Kopfes 10 der Feder 6 und der Dicke der Schenkel 19 des Nutteils 7 wiederum der Dicke d₁ des Steges 9 der Feder 6.

Die Nut 7 ist in ihrem inneren Umriß exakt der Form der Feder 6 entsprechend ausgebildet; es muß lediglich so viel Spiel bestehen, daß die Feder 6 eines Elements in die Nut 7 eines benachbarten Elements eingeschoben werden kann. Dadurch entsteht eine formschlüssige Verbindung beider Elemente. Durch die Ausbildung schwalbenschwanzförmiger Verzahnungen mit hinterschnittenen Flächen, die aktiv einerseits am Kopf 10 der Feder 6 und innen an den Enden der Schenkel 19 der Nut 7 vorgesehen sind, entsteht eine doppelte Verzahnung mit der Wirkung, daß bei Auftreten von Ringzugkräften eine Verriegelung und eine selbsttätige Dichtung erzielt, ein öffnen der Verbindungen an den Schalenlängskanten jedoch mit Sicherheit vermieden wird.

Um das axiale Einschieben der Elemente 2 zu erleichtern, kann zwischen die Umfangsflächen von Feder 6 und Nut 7 ein Gleitmittel gebracht werden. Gegebenenfalls kann als Gleitmittel auch ein Material verwendet werden, das Gleiteigenschaften nur für eine begrenzte Zeit aufweist und das später erhärtet und damit auch abdichtet.

Zum Aufbringen der erfindungsgemäßen Ummantelung auf ein bestehendes Zugglied, z. B. ein Schrägseil einer Schrägseilbrücke, muß nach dem Ansetzen eines aus zwei Elementen 2 bestehenden Teils der Ummantelung ein "Fenster" von mindestens doppelter Länge der Elemente 2 belassen werden, um jeweils ein Element 2 ansetzen und das zweite Element 2 in dieses hineinschieben zu können. Dieses "Fenster" kann nachträglich durch ein Überschubrohr geschlossen werden.

Zur Erzielung einer zuverlässigen Abdichtung der Ummantelung werden die Elemente 2 an den stirnseitigen Stößen stumpf und entlang der Längsfugen verschweißt. Dabei ist es möglich, aufeinanderfolgende Elemente 2 jeweils um 90 Grad zu verschwenken, um die Querkraftübertragung zu verbessern.

Claims (8)

1. Rohrförmige Ummantelung für ein Zugglied aus einem oder mehreren Zugelementen, wie Stahlstäben, -drähten oder -litzen, insbesondere für ein Schrägseil einer Schrägseilbrücke, aus mindestens zwei schalenförmigen Elementen, die an den Längsrändern durch einander entsprechende, nach Art von Nut und Feder ausgebildete Verbindungsteile in Umfangsrichtung zugfest miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (6) einen Steg (9) mit einem Kopf (10) aufweist, der aus beidseits einer rechtwinklig zum Radius (R) verlaufenden Symmetrieachse (X-X) angeordneten schwalbenschwanzförmigen Vorsprüngen (11, 12) gebildet ist, und daß die am jeweils anderen Längsrand (4) angeordnete Nut (7) in Form und Größe der Feder (6) entspricht.

2. Ummantelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (d₁) des Steges (9) der Wanddicke (d₂) der Elemente (2) entspricht.

3. Ummantelung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der senkrecht zur Symmetrieachse (X-X) gemessenen Höhe der Vorsprünge (11, 12) und der Dicke der Nutschenkel (19) der Dicke (d₁) des Steges (9) entspricht.

4. Ummantelung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in Richtung der Symmetrieachse (X-X) verlaufenden Flanken (17) der Vorsprünge (11, 12) zum Ende des Kopfes (10) hin schwach geneigt verlaufen.

5. Ummantelung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in Richtung der Symmetrieachse (X-X) verlaufenden Flanken (16) des Stegs (9) der Feder (6) zum Körper des jeweiligen Elements (2) hin schwach geneigt verlaufen.

6. Ummantelung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Feder (6) zugekehrten Stirnflächen (18) des Körpers des jeweiligen Elementes (2) hinterschnitten und die entsprechenden Stirnflächen (20) des Nutteils (7) abgeschrägt ausgebildet sind.

7. Ummantelung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (2) kreisförmig gekrümmt und im Bereich ihrer Längsränder mit innenliegenden Verdickungen (5) versehen sind.

8. Ummantelung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Elementen (2) nach innen gerichtete leistenförmige Vorsprünge (8) als Abstandhalter für das Zugglied angeordnet sind.