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Verfahren zur Herstellung von balkenförmigen Spannbetonkörpern Die
bekannten Verfahren zur Herstellung von Spannbeton, dessen Bewehrung aus Stahleinlagen
hoher Festigkeit und geringen Querschnitts besteht, werden in der Weise durchgeführt,
daB man besondere Spannfundamente verwendet, die gegebenenfalls gleichzeitig die
Form für die Betonmasse aufnehmen, wobei die Betonmasse bis zur Erhärtung des Betonkörpers
und bis zur Lösung der Vorspanciung in der Form verbleibt. Soweit es sich um dünne
Stahldrähte ausreichender Länge handelt, ist dann eine feste Verbindung zwischen
der Oberfläche der Stahleinlagen und der sie umgebenden Betonmasse hergestellt.
Bei stärkeren Stahleinlagen finden zusätzlich besondere Verankerungsplatten Verwendung,
die eine sichere übertragung der in den Einlagen wirkenden Zugkräfte auf den Beton
gewährleisten. Ein nachträglicher Ausgleich von unerwünschten Formänderungen des
Betons (Schwinden und Kriechen) ist dann nicht mehr möglich.
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Bei anderen bekannten Herstellungsmethoden zur Fertigung von Spannbeton
wird so verfahren, daB man die Stahleinlagen zur Verbesserung der Oberflächenhaftung
zwischen Stahl und Beton verdrillt, was ebenfalls die Verwendung von hochwertigen
Stählen voraussetzt. Der Preis der hochwertigen Stähle, die örtliche Gebundenheit
der schweren Spannfundamente und die lange Beanspruchung der Form durch die Betonkörper
bis zu einer die sichere Haftung der Betonmasse an der
Bewehrung
verbürgenden Erhärtungszeit beschränken die Verwendung des Spannbetons in erheblichem
Maße. Außerdem ist die sichere Beherrschung der Spannungszustände kaum möglich.
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Um demgegenüber insbesondere balkenförmige Spannbetonkörper unter
voller Ausnutzung der Vorteile dieses Baustoffes in einfacher Weise herstellen zu
können, werden erfindungsgemäß die Bewehrungsstäbe zunächst im spannungslosen Zustand
und der Beton unter Ausschließung der Betonhaftung an der Bewehrung in einen Formkasten
eingebracht. Alsdann wird der Betonkörper entschalt, und erst nach vorbestimmter
bzw. hinreichender Erhärtung der Betonmasse werden die vorgesehenen und vorher ermittelten
Druckspannungen im Beton durch Anspannen der Bewehrung jeweils bis zur zulässigen
Grenze in mehreren Spannabschnitten erzeugt.
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Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Herstellung
von Eisenbahnschwellen. Hierbei werden die Druckspannungen auf die entsprechend
geformten und entschalten Betonkörper mittels Spannplatten übertragen, die auf jede
Stahleinlage aufgesetzt und gegen Entspannen gesichert werden. Der durch die Alterung
des Betons, insbesondere dessen Schwinden und Kriechen, entstehende Spannungsabfall
im Betonkörper und der Bewehrung wird dann in gewissen Zeitabständen durch mehrfaches
Nachspannen und Sichern der Bewehrung wieder ausgeglichen, bis der Alterungsprozeß
praktisch beendet ist.
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Da nach einem Merkmal der Erfindung die Stahlbewehrung unter Ausschließung
der Betonhaftung eingelegt wird, besteht auch die Möglichkeit, die einzelnen Bewehrungen
in rohrförmige Offnungen einzuziehen, die beim Einformen des Betonkörpers gegebenenfalls
durch Kernstücke ausgespart werden. In Anwendung dieser Verfahrensweise können auch
mehrere entschalte Betonkörper durch Aufziehen auf die Bewehrung zu Baukörpern zusammengesetzt
werden, was besonders bei der Herstellung von Baukörpern größerer Länge vorteilhaft
ist. Die Druckspannungen werden dann in allen oder einzelnen Spannabschnitten auf
die zusammengefügten Betonkörper gemeinsam aufgebracht. Zur Herstellung von Fachwerkträgern,
Masten od. dgl. können die einzelnen entschalten Baukörper nach ihrem Zusammenbau
durch Aufziehen auf die Bewehrung durch Querverbindungen zusammengehalten werden,
die man dann nachträglich verspannt.
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Die Zeichnung veranschaulicht beispielsweise die Durchführung des
Verfahrens bei der Herstellung von Eisenbahnschwellen mittels einer Dauerform aus
Stahl, die schematisch in Fig. i in einem Längsschnitt, in Fig. 2 in einem Grundriß
und in Fig. 3 in einer Seitenansicht dargestellt ist; Fig. ,4 veranschaulicht eine
zur Durchführung des Verfahrens geeignete Spannvorrichtung; Fig. 5 und 6 geben den
Schuß eines Mastes in Vorder- und Seitenansicht wieder, der in Fig. 7 in ganzer
Länge dargestellt ist. Ausführungsbeispiel unter Bezugtiahnie auf die Fig. i bis
4 der Zeichnung: Zur Herstellung von Eisenbahnschwellen wird eine entsprechende,
für das Aufsetzen auf Rütteltische hergerichtete Dauerform io aus Stahlblech mit
zwei nebeneinanderliegenden Stahleinlagen i i versehen, deren Oberflächen zur Ausschließung
der Betonhaftung mit Biturnen od. dgl. überzogen sind. Die freien Enden der Stahleinlagen
stecken in hülsenförmigen Einsatzkörpern 12. durch die an den späteren Schwellenköpfen
vertiefte Aussparungen 15 etwa vom Durchmesser der auf jede Einlagen aufzuziehenden
Druckplatten 14 ausgeformt werden. An den vorbestimmten Befestigungsstellen für
die Eisenbahnschienen werden Stahl- oder Holzdübel i5 für die Scliienenscliraulren
eingesetzt, worauf man die Betonmasse in die Form einbringt.
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Nach Beendigung der Rüttelung wird die Schwelle nach Entfernung der
an den Sch-,vellenköpfen eingesetzten Hülsen 12 durch Drehen der Form um ihre Längsachse
ausgeschalt. Zur Beschleunigung der Abbindung kann auch eine vorhergehende Wärmebehandlung
vorteilhaft in einem Durchlaufofen erfolgen.
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Nach einer Erhärtungszeit von einigen Tagen werden auf die freien
Enden der Stahleinlagen i i, die mit Gewinde versehen sind, je eine Unterlegscheibe
als Druckplatte 14, eine Mutter 16 und außerdem eine Spannhülse 17 aufgesetzt, die
ihrerseits in einem glockenförmigen Spannblock 18 mit einer Gewindespindel ig geführt
ist. Der freie Rand der Spannglocke 18 stützt sich gegen die auf die Stahleinlagen
i i aufgesetzte Druckplatte 14 ab. Durch Drehen der Spannspindel ig wird in der
betreffenden Stahleinlage i i die erwünschte Vorspannung erzeugt, die durch Anziehen
der vorerwähnten Mutter 16 gesichert wird. Erfolgt die Spannung nur einseitig, so
ist (las entgegengesetzte Ende der Stahleinlage i i durch eine ebenfalls mittels
einer Mutter 16' gehaltenen Spannplatte 1d' gesichert. Durch die dargestellte Spannglocke
18 ist die Ausführungsmöglichkeit derartiger Spannwerkzeuge nicht beschränkt. Diese
können vielmehr eine beliebige Ausführung aufweisen. durch die ein Spannen der Stahleinlage
und getrennt hiervon eine Sicherung der aufgebrachten Spannung durchAnziehen einerllutter
gewährleistet ist.
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Nachdem bei der Erhärtung des Betons, insbesondere durch dessen Kriechen.
unter Wirkung der aufgebrachten Spannung ein Teil der Vorspannung verlorengegangen
ist. wird nach erneutem Aufsetzen der Spannglocke 18 der Spannvorgang ein oder mehrmals
wiederholt, his auch nach einer längeren Alterungszeit ein Spannungsabfall in den
Stahleinlagen ii nicht mehr beobachtet wird. Das Anziehen der Muttern 16 bzw. der
Spannspindel ig erfolgt mit entsprechend ausgebildeten Betätigungshebeln 20, 21.
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Die Aussparungen 13 werden dann unter Einbettung der Muttern 16 und
der freien Enden der Stahleinlagen i i sowie der Druckplatte 14 mit Beton verschlossen.
Diese Betonmasse sichert gleichzeitig die Muttern 16 gegen ein unerwünschtes
Lösen,
z. B. durch die Fahrerschütterungen nach dem Einbau der Schwellen in einem Gleis.
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Der Abschnitt eines Mastes gemäß Fig. 5 und 6 besteht aus zwei balkenförmigen
Stäben 22, 23, die jeder für sich in der Weise hergestellt sein können, wie dieses
im Ausführungsbeispiel angegeben ist. Die Anzahl der Stahleinlagen i i richtet sich
dann nach den Abmessungen und dem Profil der Formkörper. Diese werden nach ihrer
Fertigstellung mittels Stegen 24, 25 zusammengesetzt. Die balkenförmigen Körper
22, 23 können jeder für sich unter Spannung gesetzt werden, bevor der Zusammenbau
eines Mastes aus derartigen Körpern in der in Fig. 7 angegebenen \\'eise erfolgt.
Eine Verspannung der Querstücke 24, 25 erfolgt am besten nach dem Zusammensetzen
der einzelnen Mastschüsse, wol-)ei die zu verspannenden Stahleinlagen im Verlauf
der strichpunktierten Linien 26 eingezogen werden. Die Querstücke 24, 25 weisen
entsprechende Durchbrechungen und die balkenförmigen Körper 22, 23 entsprechend
angeordnete Aussparungen 27 auf, die nach dem Zusammenbau des Mastes mit Zementmörtel
ausgefüllt werden.
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Die Zusammensetzung des Mastes kann auch aus zunächst nicht einzeln
verspannten Mastschüssen erfolgen. In diesem Falle werden Stahleinlagen vorteilhaft
von der Gesamtlänge des Mastes in die rohrförmigen Durchbrechungen der einzelnen
Mastschüsse eingezogen. Auf die Enden des Mastes wird ein Kopfstück 28 bzw. eine
Fundamentplatte 29 mit Fußanker 3o aufgezogen, und es können diese oder einzelne
Bauteile hiervon gleichzeitig als Gegenlager Verwendung finden, wenn der gesamte
lfast erst nach seinem Zusammenbau verspannt wird. Das Spannen der Stahleinlagen
erfolgt dann ebenfalls abschilittsweise, wie dieses im Ausführungsbeispiel angegeben
ist.
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Erfindungsgemäß wird der Vorteil erreicht, daß die Spann- bzw. Schwindvorgänge
im Beton vollkommen beherrscht und berücksichtigt werden können. Ist -r..13. nach
Aufbringen der ersten Spannung nach etwa 7 Tagen ein gewisses Nachlassen der Spannung
eingetreten, so wird nachgespannt. In gleicher Weise können etwa nach Ablauf von
3 Monaten die Muttern 16 nachgezogen werden. Unter Umständen folgt nach weiteren
3 Monaten ein nochmaliges Spannen. Diese genaue überwachung der Spannvorgänge und
die damit ermöglichte Beanspruchung der Stahleinlagen auf Zug in mehreren Stufen
ermöglicht die Verwendung von weniger hochwertigen Stählen. Diese haben beispielsweise
nach der Aufbringung der dritten Nachspannung, wenn die Formänderung im wesentlichen
abgeschlossen ist, eine gleich gute Wirkung für die Chertragung der Spannkräfte
auf den Beton wie hochlegierte Stähle.
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Das Spannen kann je nach der Form des Werkstückes von einer oder beiden
Seiten aus erfolgen. Die Verspannung eines Baukörpers in einzelnen Teilen oder nach
deren Zusammenfügung erfolgt je nach den örtlichen Verhältnissen an der Baustelle
oder in der Fabrikationsanlage. Weirden beispielsweise hohe Masten, Dachbinder mit
größerer Spannweite od. dgl. hergestellt, so wird die Verspannung am besten an der
Baustelle selbst erfolgen. Trotzdem können einzelne Bauteile auch schon für sichvorgespanntworden
sein. Es besteht dann ohne weiteres die Möglichkeit, die ohne Haftung an dem umgebenden
Beton eingelegten Stähle aus den einzelnen Bauteilen herauszuziehen und durch Stahleinlagen
zu ersetzen, die einheitlich durch den gesamten Bauteil laufen.
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Große Spannfundamente entfallen ebenso wie komplizierte Spannmaschinen.
Die einzelnen Körper können alsbald nach ihrer Fertigstellung ausgeformt werden,
wonach das Spannen nach der üblichen Lagerung erfolgt. Es ist deshalb möglich, mit
einer verhältnismäßigen geringen Anzahl von Formen eine größere Fabrikation zu betreiben.
Die Dampfhärtung kann zu keinen unerwünschten Einflüssen führen, weil diese stets
durch die Möglichkeit des N achspannens der Stahleinlagen korrigiert werden können.
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Nach der Fertigstellung der erfindungsgemäß hergestellten Baukörper
sind die freien Enden der Stahleinlagen durch die Abdeckung mit Zementmörtel ebenso
gegen Witterungseinflüsse geschützt wie die zum Aufbringen der Spannung dienenden
Spannplatten r4 und Muttern 16.