EP1532331B1 - Verfahren zum anbringen von zuggliedern an tragwerken sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum anbringen von zuggliedern an tragwerken sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens Download PDF

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EP1532331B1
EP1532331B1 EP03792339A EP03792339A EP1532331B1 EP 1532331 B1 EP1532331 B1 EP 1532331B1 EP 03792339 A EP03792339 A EP 03792339A EP 03792339 A EP03792339 A EP 03792339A EP 1532331 B1 EP1532331 B1 EP 1532331B1
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tension member
anchor
tensioning
temporary
tension
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Hans-Peter ANDRÄ
Markus Maier
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    • E04G2023/0262—Devices specifically adapted for anchoring the fiber reinforced plastic elements, e.g. to avoid peeling off

Definitions

  • the invention relates to a method for attaching tensioned band-shaped tension members to supporting structures (3), in particular concrete structures, wherein the tension member is tensioned at least one end by means of a tensioning device via a temporary tension anchor attached to the tension member and then attached to the structure.
  • structures made of steel or wood components can be rehabilitated or upgraded.
  • the object of the invention is to provide a method of the type mentioned in such a way that the anchoring surface-flush tension members is substantially simplified.
  • the ends of the tension member can be secured to the temporary tension anchor on a lying under the tension member clamping plate of the temporary tension anchor by clamping, without that for this clamping plate a recess in the surface of the structure would have to be made.
  • the subsequent pressing of the tension member to the surface by means of a permanent anchor bracket the non-positive connection between the tension member and the supporting structure is produced, wherein the band-shaped tension member is now arranged flush with the surface.
  • the introduction of the clamping force takes place by utilizing the pressing force of the anchor bracket, so that the arranged between the anchor bracket and the end of the tension member temporary tension anchor can be removed.
  • Another particular advantage of the method according to the invention is that it can also be used in wished structures, in particular concrete structures, for example, roadway plates in bridge construction, wherein the tension of the tension members can be initiated directly at the edge of the Voutung. This is not possible in the conventional manner for attaching tensioned band-shaped tension members to concrete structures. At least on the tension armature side, the tensioning force can not be introduced directly to the haunch because the clearance required for the tensioner would extend too far into the haunch area and possibly pierce the haunch reinforcement.
  • the tension member between two fixed at both ends of the tension member temporary tension anchors is stretched at a distance from the surface of the structure and that the tension member is then pressed close to its two ends by means of a respective permanent anchor bracket on the surface.
  • the invention also relates to a device for carrying out the method.
  • a device for carrying out the method.
  • the device according to the invention is characterized by the features of claim 4.
  • the device according to the invention is much cheaper, because no permanent clamping plates remain on the structure and because this no recesses must be provided in the surface.
  • the band-shaped tension member can be pressed directly onto the surface.
  • the adhesive layer increases the force-transmitting connection between the tension member and the surface or the anchor bracket.
  • a band-shaped tension member 1 ( Fig. 1 ) is provided for attachment to a concrete surface 2 of a concrete structure 3 to increase the current carrying capacity.
  • the first arranged at a distance a to the concrete surface 2 of the concrete structure 3 tension member 1 is attached at its two ends to a temporary tension anchor 4, wherein a lower clamping plate 5 of the temporary tension anchor whose thickness is equal to the distance a, between the bottom the tension member 1 and the concrete surface 2 comes to rest.
  • the required biasing force is applied to the tension member 1.
  • one of the two temporary tensioning anchors 4 is fixed to the concrete structure 3, while the other temporary tensioning anchor 4 by means of a tensioning device (not shown), as for example from the DE 198 49 605 A1 is known to be biased to the extent necessary.
  • an anchor bracket 6 is attached at a short distance in front of each of the two temporary clamping anchor 4, which - because it later remains on the concrete structure 3 - is referred to in this context as a permanent anchor bracket 6.
  • the permanent anchor bracket 6 ( Fig. 7 ) is pressed by means of both sides of the tension member 1 embedded in the concrete structure 3 bolts 7 and 8 clamping nuts so on the tension member 1 that this tension member 1 is pressed against the concrete surface 2.
  • the applied pressure force causes a frictional connection between the prestressed, flush-mounted tension member 1 and the concrete surface. 2
  • the described method steps for attaching the tension member 1 to a concrete structure 3 can also be performed when the concrete surface 2 'at the two ends of the concrete structure 3 each one Voutung 2'a has, ie a relative to the flat central region of the concrete surface 2 'increasing region.
  • the two temporary tensioning anchors 4 are located in the area of the haunch 2'a, without any need for a recess in the surface area of the concrete structure 3.
  • the tension member 1 is pressed by the permanent anchor brackets 6 to the concrete surface 2 '( Fig. 5 ). Then the temporary tension anchors 4 are removed ( Fig. 6 ).
  • an adhesive layer 9 can be arranged between the tension member 1 and the concrete surface 2, which cures after pressing the tension member 1 on the concrete surface 2.
  • Fig. 10 It is shown that in addition between the tension member 1 and the anchor bracket 6, an adhesive layer 10 may be arranged, which cures after pressing the tension member 1 on the concrete surface 2.
  • Fig. 11 is in the region of the anchor bracket 7 on the tension member 1 by means of the adhesive layer 10, a friction-increasing and / or load-distributing intermediate layer 11 bonded, for example made of steel.
  • Fig. 12 shows a further embodiment in which the anchor bracket 6 has on its upper side a stiffening rib 12 which serves to produce a uniform clamping pressure.
  • a spring-like load distribution plate may be arranged on the anchor bracket 6.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anbringen von gespannten bandförmigen Zuggliedern an Tragwerken (3), insbesondere Betontragwerken, wobei das Zugglied an mindestens einem Ende mittels einer Spannvorrichtung über einen am Zugglied befestigten temporären Spannanker gespannt und anschließend am Tragwerk befestigt wird.
  • Zur Erhöhung der Tragfähigkeit (Ertüchtigung) oder zur Wiederherstellung der ursprünglichen Tragfähigkeit (Sanierung) von Tragwerken, insbesondere Betontragwerken aus Stahlbeton oder Spannbeton, ist es bekannt, nachträglich an der Oberfläche des Tragwerks bandförmige Zugglieder anzubringen, vorzugsweise lamellenartige Zugglieder aus Kunststoff mit zur Verstärkung eingelagerten Fasern, insbesondere Kohlefasern. Werden diese Zugglieder im vorgespannten Zustand verankert, so werden die Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit zusätzlich wesentlich verbessert. Hierzu ist es bekannt ( DE 198 49 605 A1 ), die oberflächenbündig angeordneten bandförmigen Zugglieder auf stählernen Grundplatten zu verankern, die in die Betonoberfläche eingelassen sind.
  • In entsprechender Weise können auch Tragwerke aus Stahl- oder Holzbauteilen saniert oder ertüchtigt werden.
  • Das Herstellen der hierfür notwendigen Aussparung in der Betonoberfläche im Bereich der Verankerungseinrichtungen ist kostspielig und kann zu Beschädigungen der im Beton eingebetteten Bewehrung führen. Erschwerend kommt hinzu, dass diese notwendige Aussparung am spannseitigen Ende des Zugglieds nicht nur von der Größe der zur permanenten Verankerung vorgesehenen Grundplatte, sondern auch vom Spannweg der dort angeordneten Spannvorrichtung abhängt. Diese Aussparungen sind daher bei langen Zuggliedern, die einen größeren Spannweg erfordern, verhältnismäßig groß. Auch die im Betontragwerk verbleibende Grundplatte erhöht die Kosten der Verankerung der Zugglieder.
  • Bei einem bekannten Verfahren der eingangs genannten Gattung (PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1999, no. 12 (1999-10-29) & JP 11 182061 A (1999-07-06 )) wird das mittels einer gesonderten Spannvorrichtung vorgespannte Zugglied im vorgespannten Zustand an der Tragwerksoberfläche angeklebt. Die Enden des Zugglieds werden mittels Endbefestigungsblechen gehalten, um ein Abschälen zu verhindern. Die Kraftübertragung zwischen dem Zugglied und dem Tragwerk erfolgt ausschließlich durch Klebung.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung so auszubilden, dass die Verankerung oberflächenbündiger Zugglieder wesentlich vereinfacht wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das in Anspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst.
  • Da sich das Zugglied während des Spannvorgangs in einem Abstand zu der Oberfläche des Tragwerks befindet, können die Enden des Zugglieds am temporären Spannanker auf einer unter dem Zugglied liegenden Spannplatte des temporären Spannankers durch Klemmung befestigt werden, ohne dass für diese Spannplatte eine Aussparung in der Oberfläche des Tragwerks hergestellt werden müsste. Durch das anschließende Andrücken des Zugglieds an die Oberfläche mittels einer permanenten Ankerklammer wird die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Zugglied und dem Tragwerk hergestellt, wobei das bandförmige Zugglied nunmehr oberflächenbündig angeordnet ist. Die Einleitung der Spannkraft erfolgt unter Ausnutzung der Andrückkraft der Ankerklammer, so dass der zwischen der Ankerklammer und dem Ende des Zugglieds angeordnete temporäre Spannanker entfernt werden kann.
  • Damit entfällt die Notwendigkeit, eine am Tragwerk verbleibende Grundplatte vorzusehen und eine Aussparung zum Versenken dieser Grundplatte herzustellen. Damit werden dem Verfahren auch neue Anwendungsgebiete erschlossen, bei denen von Hause aus Aussparungen für die Grundplatte und den Spannweg nicht möglich sind, so dass sogar eine Übertragung des Verfahrens auf Stahltragwerke oder Holztragwerke ermöglicht wird.
  • Ein weiterer besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass es auch bei gevouteten Tragwerken, insbesondere Betontragwerken einsetzbar ist, beispielsweise Fahrbahnplatten im Brückenbau, wobei die Spannkraft der Zugglieder unmittelbar am Rand der Voutung eingeleitet werden kann. Dies ist bei der herkömmlichen Art zum Anbringen von gespannten bandförmigen Zuggliedern an Betontragwerken nicht möglich. Zumindest an der Spannankerseite kann die Spannkraft nicht unmittelbar an der Voutung eingeleitet werden, weil die für die Spanneinrichtung erforderliche Aussparung zu weit in den Voutenbereich hineingreifen und möglicherweise die Voutenbewehrung durchstoßen würde.
  • In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass das Zugglied zwischen zwei an beiden Enden des Zugglieds befestigten temporären Spannankern in einem Abstand zur Oberfläche des Tragwerks gespannt wird und dass das Zugglied anschließend nahe an seinen beiden Enden mittels jeweils einer permanenten Ankerklammer auf die Oberfläche gedrückt wird.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Ausgehend von einer bekannten Vorrichtung ( DE 198 49 605 A1 ) mit einem bandförmigen Zugglied, das an mindestens einem Ende mit einem temporären Spannanker verbunden ist, mit einer am temporären Spannanker während des Spannvorgangs angreifenden Spannvorrichtung und mit einer permanenten Verankerunseinrichtung, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 4 gekennzeichnet.
  • Im Vergleich zu der bekannten Vorrichtung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung wesentlich kostengünstiger, weil keine permanenten Spannplatten am Tragwerk verbleiben und weil hierfür keine Aussparungen in der Oberfläche vorgesehen werden müssen.
  • Das bandförmige Zugglied kann unmittelbar auf die Oberfläche gedrückt werden. In Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist es auch möglich, zwischen dem Zugglied und der Oberfläche des Tragwerks und/oder der Ankerklammer eine Kleberschicht anzuordnen, die nach dem Andrücken des Zugglieds auf die Oberfläche aushärtet.
  • Die Kleberschicht erhöht die kraftübertragende Verbindung zwischen dem Zugglied und der Oberfläche bzw. der Ankerklammer.
  • Es ist auch möglich, im Bereich der Ankerklammer eine reibungserhöhende und/oder lastverteilende Zwischenschicht aufzukleben.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind.
    Es zeigen:
    • Fig. 1 in vereinfachter Darstellungsweise ein Betontragwerk mit einem im Abstand zur Betonoberfläche angeordneten vorgespannten Zugglied,
    • Fig. 2 einen Schnitt entsprechend der Fig. 1, nachdem das Zugglied mittels Ankerklammern gegen die Betonoberfläche gedrückt wurde,
    • Fig. 3 in einem Schnitt entsprechend den Fig. 1 und 2 die Anordnung des bandförmigen Zugglieds an der Betonoberfläche nach dem Entfernen der temporären Spannanker,
    • Fig. 4-6 in Darstellungen entsprechend den Fig. 1-3 die Verfahrensschritte bei Anwendung bei einem gevouteten Betontragwerk,
    • Fig. 7 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie VII-VII in Fig. 2,
    • Fig. 8 in einem Schnitt entsprechend der Fig. 3 eine Ausführung mit einer zwischen dem Zugglied und der Betonoberfläche angeordneten Kleberschicht,
    • Fig. 9 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie IX-IX in Fig. 8 und
    • Fig. 10-12 abgewandelte Ausführungsformen in Schnitten entsprechend der Fig. 9.
  • Ein bandförmiges Zugglied 1 (Fig. 1) ist zur Anbringung an einer Betonoberfläche 2 eines Betontragwerks 3 zur Erhöhung der aktuellen Tragfähigkeit vorgesehen. Hierzu wird das zunächst in einem Abstand a zu der Betonoberfläche 2 des Betontragwerks 3 angeordnete Zugglied 1 an seinen beiden Enden jeweils an einem temporären Spannanker 4 befestigt, wobei eine untere Spannplatte 5 des temporären Spannankers, deren Dicke gleich dem Abstand a ist, zwischen der Unterseite des Zuggliedes 1 und der Betonoberfläche 2 zu liegen kommt.
  • Sodann wird durch gegenseitiges Spannen der temporären Spannanker 4 die erforderliche Vorspannkraft auf das Zugglied 1 aufgebracht. Vorzugsweise wird hierbei einer der beiden temporären Spannanker 4 am Betontragwerk 3 festgelegt, während der andere temporäre Spannanker 4 mittels einer Spannvorrichtung (nicht dargestellt), wie sie beispielsweise aus der DE 198 49 605 A1 bekannt ist, im erforderlichen Maße vorgespannt wird.
  • Sodann wird in geringem Abstand vor jedem der beiden temporären Spannanker 4 jeweils eine Ankerklammer 6 angebracht, die - weil sie später am Betontragwerk 3 verbleibt - in diesem Zusammenhang als permanente Ankerklammer 6 bezeichnet wird. Die permanente Ankerklammer 6 (Fig. 7) wird mittels beidseitig des Zuggliedes 1 im Betontragwerk 3 eingelassenen Schraubbolzen 7 und Spannmuttern 8 so auf das Zugglied 1 gedrückt, dass dieses Zugglied 1 gegen die Betonoberfläche 2 gedrückt wird. Die dabei ausgeübte Anpresskraft bewirkt eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem vorgespannten, oberflächenbündig angeordneten Zugglied 1 und der Betonoberfläche 2.
  • Sodann werden die beiden temporären Spannanker nach dem Andrücken des Zuggliedes 1 auf die Betonoberfläche 2 entfernt (Fig. 3).
  • In den Fig. 4-6, die den Fig. 1-3 entsprechen, ist dargestellt, dass die beschriebenen Verfahrensschritte zur Anbringung des Zuggliedes 1 an einem Betontragwerk 3 auch durchgeführt werden können, wenn die Betonoberfläche 2' an den beiden Enden des Betontragwerks 3 jeweils eine Voutung 2'a aufweist, d.h. einen gegenüber dem ebenen Mittelbereich der Betonoberfläche 2' ansteigenden Bereich. Die beiden temporären Spannanker 4 befinden sich hierbei im Bereich der Voutung 2'a, ohne dass auch hier eine Aussparung im Oberflächenbereich des Betontragwerks 3 erforderlich wäre.
  • In der schon vorher beschriebenen Weise wird das Zugglied 1 durch die permanenten Ankerklammern 6 an die Betonoberfläche 2' angedrückt (Fig. 5). Daraufhin werden die temporären Spannanker 4 entfernt (Fig. 6).
  • Bei beiden beschriebenen Ausführungsformen wird beim Entfernen der temporären Spannanker 4 die Umlenkkraft, die beim Andrücken der Ankerklammern 6 einerseits an der Verankerung der Ankerklammer 6 und andererseits an der Spannplatte 5 des temporären Spannankers 4 entsteht, in einen Anpressdruck zwischen der Ankerklammer 6 und dem Betontragwerk 3 umverteilt. Dadurch wird das Zugglied 1 zwischen der Betonoberfläche 2 bzw. 2' und der Ankerklammer 6 eingeklemmt.
  • Wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, kann zwischen dem Zugglied 1 und der Betonoberfläche 2 eine Kleberschicht 9 angeordnet werden, die nach dem Andrücken des Zuggliedes 1 auf die Betonoberfläche 2 aushärtet.
  • In Fig. 10 ist gezeigt, dass zusätzlich auch zwischen dem Zugglied 1 und der Ankerklammer 6 eine Kleberschicht 10 angeordnet sein kann, die nach dem Andrücken des Zuggliedes 1 auf die Betonoberfläche 2 aushärtet.
  • Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 ist im Bereich der Ankerklammer 7 auf dem Zugglied 1 mittels der Kleberschicht 10 eine reibungserhöhende und/oder lastverteilende Zwischenschicht 11 aufgeklebt, beispielsweise aus Stahl.
  • Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Ankerklammer 6 auf ihrer Oberseite eine Versteifungsrippe 12 aufweist, die dazu dient, einen gleichmäßigen Klemmdruck zu erzeugen. Stattdessen oder zusätzlich kann auf der Ankerklammer 6 auch eine federartige Lastverteilungsplatte angeordnet sein.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Anbringen von gespannten bandförmigen Zuggliedern (1) an Oberflächen von Tragweren (3), insbesondere Betontragwerken, wobei das Zugglied (1) an mindestens einem Ende mittels einer Spannvorrichtung über einen am Zugglied (1) befestigten temporären Spannanker (4) gespannt und anschließend am Tragwerk (3) befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugglied (1) über eine zwischen dem Zugglied (1) und der Oberfläche des Tragwerks angeordnete Spannplatte (5) des temporären Spannankers (4) in einem Abstand (a) zu der Oberfläche (2) des Tragwerks (3) gespannt wird und dass das Zugglied (1) anschließend mittels mindestens einer das Zugglied (1) nahe dem temporären Spannanker (4) übergreifenden, permanenten Ankerklammer (6) auf die Oberfläche (2) gedrückt und mit dieser kraftschlüssig verbunden wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugglied (1) zwischen zwei an beiden Enden des Zuggliedes (1) befestigten temporären Spannankern (4) in einem Abstand (a) zur Oberfläche (2) gespannt wird und dass das Zugglied (1) anschließend nahe seinen beiden Enden mittels jeweils einer permanenten Ankerklammer (6) auf die Oberfläche (2) gedrückt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der temporäre Spannanker (4) bzw. die beiden temporären Spannanker (4) nach dem Andrücken des Zuggliedes (1) auf die Oberfläche (2) entfernt wird bzw. werden.
  4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-3 mit einem Tragwerk (3) und einem daran anzubringenden bandförmigen Zugglied (1), das an mindestens einem Ende mit einem temporären Spannanker (4) verbunden ist, mit einer am temporären Spannanker (4) während des Spannvorgangs angreifenden Spannvorrichtung und mit einer permanenten Verankerungseinrichtung, wobei die Spannplatte (5) des temporären Spannankers (4) zwischen dem Zugglied (1) und der Oberfläche (2) des Tragwerks angeordnet ist und wobei die Vorrichtung mindestens eine Ankerklammer (6) aufweist, die das Zugglied (1) nahe dem temporären Spannanker (4) übergreift und gegen die Oberfläche (2) zur kraftschlüssigen Verbindung drückbar ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zugglied (1) und der Oberfläche (2) eine Kleberschicht (9) angeordnet wird, die nach dem Andrücken des Zuggliedes (1) auf die Oberfläche (2) aushärtet.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zugglied (1) und der Ankerklammer (6) eine Kleberschicht (10) angeordnet wird, die nach dem Andrücken des Zuggliedes (1) auf die Oberfläche (2) aushärtet.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Zugglied (1) im Bereich der Ankerklammer (6) eine reibungserhöhende und/oder lastverteilende Zwischenschicht (11) aufgeklebt ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerklammer (6) auf ihrer Oberseite mindestens eine Versteifungsrippe (12) aufweist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Ankerklammer (6) federartige Lastverteilungsplatten angeordnet sind.
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EP (1) EP1532331B1 (de)
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