DE903219C

DE903219C - Process and device for the production of components and structures from prestressed concrete

Info

Publication number: DE903219C
Application number: DEB17037A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Horvat
Original assignee: Bauunternehmung Kani & Horvat
Current assignee: Bauunternehmung Kani & Horvat
Priority date: 1951-10-05
Filing date: 1951-10-05
Publication date: 1954-02-04

Description

Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Bauteilen und Bauwerken aus vorgespanntem Beton Bei den bisher bekannten Spannbetonverfahren werden in bezug auf die Art der Herstellung des Verbundes solche mit Verbund und solche mit nachträglichem Verbund unterschieden. Bei Verfahren mit Verbund werden die Spannglieder gegen ein Spannbett gespannt und anschließend der Spannbetonkörper betoniert. Nach Erhärten des Betons werden die Spannglieder vom Spannbett gelöst, wodurch der Betonkörper unter Spannung gelangt, d. h. vorgespannt wird. Nach Entfernung des Spannbetonkörpers aus dem Spannbett kann dieses in gleicher Weise wieder verwendet werden.Process and device for the production of components and structures made of prestressed concrete In the previously known prestressed concrete processes, in relation to on the type of production of the composite, those with composite and those with subsequent Composite differentiated. In the case of methods with bond, the tendons are against a The prestressed bed is tensioned and the prestressed concrete body is then concreted. After hardening of the concrete, the tendons are detached from the tension bed, thereby removing the concrete body comes under tension, d. H. is biased. After removing the prestressed concrete from the bed, this can be used again in the same way.

Da die Herstellung des Spannbettes verhältnismäßig kostspielig ist, kommt das Spannbettverfahren nur in Frage, wenn eine oftmalige Verwendung des Spannbettes möglich ist, d. h. vor allem für fabrikmäßige Herstellung von Spannbetonträgern. Die Träger müssen dann vom Herstellungsort bis zur Einbaustelle transportiert werden, wodurch deren Gewicht und. Anwendungsmöglichkeit beschränkt bleibt.Since the manufacture of the bed is relatively expensive, The fitted bed method is only suitable if the fitted bed is used frequently is possible, d. H. especially for the factory production of prestressed concrete beams. The carriers must then be transported from the place of manufacture to the place of installation, whereby their weight and. Application remains limited.

Für die Herstellung großer Spannbetonträger, vor allem für Spannbetonbrücken, wird eine Spannbettherstellung meistens unwirtschaftlich oder sogar unmöglich sein. Die Spannbetonkörper müssen dann an Ort und Stelle hergestellt werden. Das Vorspannen erfolgt nach dem Erhärten des Betons in der Weise, daß der Betonkörper selbst als Widerlager für das Spannen der Spannglieder dient, wobei sich die Spannglieder zunächst ohne Verbund und möglichst ohne Reibung innerhalb des Betonkörpers bewegen können müssen, Der Verbund zwischen dem Betonkörper und den Spanngliedern erfolgt nachträglich. Das wird in der Regel dadurch erreicht, daß die Zwischenräume zwischen dem vorgespannten Beton und den Spanngliedern mit Zementmilch, d. h. Zement und Wasser, ausgepreßt werden.For the production of large prestressed concrete girders, especially for prestressed concrete bridges, the manufacture of a fitted bed will mostly be uneconomical or even impossible. The prestressed concrete bodies then have to be produced on site. The pre-tensioning takes place after the concrete has hardened in such a way that the concrete body itself as Abutment is used for tensioning the tendons, whereby the tendons are initially be able to move within the concrete body without bonding and, if possible, without friction must, The bond between the concrete body and the tendons is carried out subsequently. This is usually achieved by removing the gaps between the prestressed concrete and tendons with cement slurry, d. H. Cement and Water to be squeezed out.

Die erhärtete Zementmilch ist ein Baustoff, der bekanntlich die größten Schwindverformungen hat. Da weiterhin dieser unter starken Schwindzugspannungen stehende, nicht vorgespannte Auspreßmörtelkörper entlang der Spannglieder läuft und deshalb in der Regel in der Zugzone des Trägers liegt, erhält dieser dünne, oft über roo m lange Betonkörper unter Einwirkung von. Schwinden und Verkehrslasten zahlreiche Zugrisse. Dabei ist der Zweck dieses Auspreßmörtels nicht nur, die Verbundkräfte zwischen den Spanngliedern und dem Spannbetonkörper zu übertragen, sondern auch den wichtigen Rostschutz der Spannglieder zu sichern. Diese beiden Funktionen können von der mit vielen Rissen durchsetzten Zementmilch nicht einwandfrei erfüllt werden.The hardened cement milk is a building material that is known to be the largest Has shrinkage deformations. Since this continues to be subject to strong shrinkage stresses standing, non-prestressed grout body runs along the tendons and therefore usually lies in the wearer's tension zone, the wearer receives a thin, often over roo m long concrete bodies under the action of. Shrinkage and traffic loads numerous train cracks. The purpose of this grout is not only to increase the bond forces between the tendons and the prestressed concrete body, but also to secure the important rust protection of the tendons. These two functions can are not perfectly fulfilled by the cement milk, which is interspersed with many cracks.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorspannverfahren mit nachträglichem 'Verbund besteht darin, daß im Falle gekrümmter Führung - der Spannglieder erhebliche Verluste an Vorspannkraft durch Reibung entstehen. Das ist nicht nur deshalb ein Nachteil, weil der Verlust durch Erhöhung des Querschnitts der Spannglieder gedeckt «-erden muß, sondern auch wegen der Unsicherheit bei der Errechnung der Größe der Reibungsverluste. Die Reibungszahlen und die damit ermittelten Reibungskräfte sind immer als grobe Schätzungswerte zu betrachten.Another disadvantage of the known prestressing method with subsequent The composite consists in the fact that in the case of curved guidance - the tendons are considerable Loss of preload force occurs due to friction. That's not just a why Disadvantage because the loss is covered by increasing the cross-section of the tendons «- but also because of the uncertainty involved in calculating the size of the Frictional losses. The coefficients of friction and the resulting frictional forces are always to be regarded as rough estimates.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erstmalig ein Verfahren geschaffen, bei welchem die Spannglieder gegen den schon betonierten Bauteil gespannt «-erden und dennoch der im zweiten Arbeitsgang betonierte Umhüllungsbeton der Spannglieder ebenfalls mittels derselben Spannglieder vorgespannt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß nach dem Erhärten des zuerst betonierten Teilkörpers und nach dem Spannen der Spannglieder der Umhüllungsbeton eingebracht und nach dem Erhärten dieses später betonierten Teilkörpers durch teilweise Entspannung der Spannglieder unter Vorspannung gebracht wird.. Zweckmäßig wird die Größe der anfänglichen Vorspannung des Trägerbetons so gewählt, daß nach der teilweisen Entspannung der Spannglieder die Sollspannung für den Träger- und. Umhüllungsbeton erhalten wird. Für den Umhüllungsbeton wird dadurch ein Beton gleicher Güte wie für den Träger selbst erreicht. Dadurch, daß jetzt der Umhüllungsbeton kein verlorener Betonquerschnitt ist, ist es nicht notwendig, die Spannglieder auf engstem Raum zusammenzudrängen. Sie können vielmehr in genügendem gegenseitigem Abstand geführt werden, so daß der sie umhüllende Beton ohne Schwierigkeiten einwandfrei eingebracht und verdichtet werden kann. Aus demselben Grund, d. h. weil der Umhüllungsbeton kein verlorener Querschnitt ist und deshalb nicht möglichst klein gehalten werden muß, ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, die nachteiligen Reibungsverluste so gut wie ganz zii vermeiden. Die Spannglieder werden im allgemeinen geradlinig bespannt, und erst nach dem Spannen wird den Spanngliedern die gewünschte gekrümmte bzw. polygonale Form gegeben.With the method according to the invention, a method is created for the first time, in which the tendons are tensioned against the already concreted component and yet the encasing concrete of the tendons that was concreted in the second work step is also prestressed using the same tendons. This is achieved by that after hardening of the first concreted part of the body and after tensioning the Tendons of the encasing concrete are introduced and after hardening this later concrete part of the body through partial relaxation of the tendons under prestress The size of the initial prestressing of the carrier concrete is appropriate chosen so that after the partial relaxation of the tendons, the nominal stress for the carrier and. Encasing concrete is obtained. For the encasing concrete this achieves a concrete of the same quality as for the carrier itself. As a result of that Now the encasing concrete is not a lost concrete cross-section, it is not necessary to force the tendons together in a confined space. Rather, you can do enough mutual distance are performed, so that they enveloping concrete without difficulty can be properly introduced and compacted. For the same reason, i. H. because the encasing concrete is not a lost cross-section and therefore not as possible Must be kept small, it is possible in the method according to the invention, the as good as completely avoiding adverse frictional losses. The tendons are generally stretched in a straight line, and only after tensioning is the tendons given the desired curved or polygonal shape.

Durch konstruktive Maßnahmen wird auch nach dem Einbringen, Verdichten und Erhärten des Umhüllungsbetons der Spannglieder immer noch eine genügende gegenseitige Bewegungsmöglichkeit zwischen dem Trägerbeton und dem Umhüllungsbeton gewährleistet.Constructive measures ensure compression even after it has been introduced and hardening of the concrete covering the tendons is still sufficient mutual Possibility of movement between the carrier concrete and the encasing concrete guaranteed.

Der so gewonnene Spannbetonkörper besteht jetzt aus zwei getrennten Teilen, welche beide vorgespannt sind. Dieser zweiteilige Spannbetonkörper kann in einen einheitlich wirkenden verwandelt werden, wenn der Zwischenraum zwischen dein Trägerbeton und dem Umhüllungsbeton teilweise oder vollständig ausbetoniert wird. Da dieser Zwischenraum ohne Nachteile mehrere Zentimeter betragen kann und in der Regel gut zugänglich ist, kann der Verbund mit einem Beton hergestellt werden, der von gleicher Güte ist wie der Beton der übrigen Querschnittsteile.The prestressed concrete body obtained in this way now consists of two separate ones Parts, both of which are prestressed. This two-part prestressed concrete body can can be transformed into a uniform when the space between your carrier concrete and the encasing concrete are partially or completely concreted out will. Since this gap can be several centimeters without disadvantages and is usually easily accessible, the bond can be made with a concrete, which is of the same quality as the concrete of the other cross-sectional parts.

Gegenüber den bekannten Vorspannverfahren mit nachträglichem Verbund hat dieser Verbundbeton, der die zwei Spannbetonteilkörper verbindet, nicht die Aufgabe, den Rostschutz der Spannglieder zu liefern, da die Spannglieder in Bauteilen, die nach dem vorliegenden Verfahren hergestellt werden, in weit besserer Weise in vorgespanntem, rissefreiem Beton eingebettet sind.Compared to the known pre-stressing process with subsequent bond this composite concrete, which connects the two prestressed concrete sub-bodies, does not have the Task to provide the rust protection of the tendons, since the tendons are in components, which are produced by the present process, in a far better manner in pre-stressed, crack-free concrete are embedded.

Als Spannglieder können Formstähle, Einzeldrähte, Drahtlitzen oder Drahtseile verwendet werden, die in üblicher Weise verankert werden, d. 1i. entweder mit Ankerplatten oder Spannköpfen.Shape steels, single wires, wire strands or Wire ropes are used which are anchored in the usual way, d. 1i. either with anchor plates or clamping heads.

Beim vorliegenden Verfahren wird besonders auf einwandfreie Einbettung der Spannglieder Wert gelegt, wobei dann erforderlich ist, daß die Spannglieder nur punktweise und nicht auf größere Länge durchgehend gestützt werden. Zwischen den zwei Verankerungsenden werden die Spannglieder durch Umlenlariigel nur punktweise gestützt, wobei der gegenseitige Abstand der Spannglieder genügend groß gehalten wird, so daß nachträglich eine einwandfreie Umhüllung mit Beton möglich ist. Eine punktweise Abstützung der Spannglieder kann auch bei Spannköpfen dadurch erreicht werden, daß die Flächen, auf welchen die Spannglieder aufliegen, wellenförmig ausgebildet werden. Ein derartiger Spannkopf kann am einfachsten in der Weise hergestellt werden, daß für die wellenförmigen Flächen Wellblech als Schalung verwendet wird. Auch wenn die Spannglieder ohne Zwischenräume dicht nebeneinander einreihig um den Spannkopf geführt werden, können die Hohlräume unter den Vorspanngliedern, die durch die wellenförmige Oberfläche des Spannkopfes entstehen, mit Zementmörtel ausgepreßt werden und dadurch eine beiderseitige Umhüllung erreicht werden.In the case of the present method, particular emphasis is placed on perfect embedding value placed on the tendons, in which case it is necessary that the tendons only be supported point by point and not continuously over a greater length. Between The tendons are attached to the two anchorage ends only at points by means of Umlenlariigel supported, the mutual spacing of the tendons kept sufficiently large so that a perfect covering with concrete is possible afterwards. One Point-wise support of the tendons can also be achieved in the case of clamping heads be that the surfaces on which the tendons rest, formed wave-shaped will. Such a clamping head can most easily be manufactured in such a way that that corrugated sheet metal is used as formwork for the undulating surfaces. Even if the tendons close to each other in one row around the tendon head without any gaps can be guided, the cavities under the tendons created by the wave-shaped Surface of the clamping head arise, are pressed out with cement mortar and thereby envelopment on both sides can be achieved.

Durch die Eigenart des Verfahrens entstehen in den Spannköpfen erhebliche Biegespannungen während des Vorspannens. Der größte Teil der hierzu erforderlichen Bewehrung ist nach dein Spannvorgang und dein Unterbetonieren der Spannköpfe überflüssig. Zur -Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignen sich daher in besonderer Weise Spannköpfe, die eine Bewehrung besitzen, die ohne Verbund in entsprechenden Kanälen geführt «erden und nach dem erfolgten Vorspannen und Unterbetoniereii der Spannköpfe wieder entfernt werden können.Due to the peculiarity of the process, considerable amounts arise in the clamping heads Bending stresses during prestressing. Most of the required for this Reinforcement is after your tensioning process and your underpinning the Clamping heads superfluous. Suitable for performing the method according to the invention therefore in a special way clamping heads that have reinforcement that without Earth the connection in appropriate channels and after the prestressing has taken place and sub-concreting of the clamping heads can be removed again.

Die Umlenkung bzw. Ablenkung der Spannglieder erfolgt durch sägeförmige bzw. kammartige Bügel, wobei die Spannglieder einzeln durch einen bzw. zwei Zähne des Bügels gehalten werden, so daß in keinem Fall gegenseitiger Druck von Spannglied zu Spannglied entstehen kann. Eine zweite Ausführungsmöglichkeit besteht darin, daß die Zähne des kammartigen Bügels aus Rundstählen oder Halbrundstählen hergestellt werden.The deflection or deflection of the tendons is done by saw-shaped or comb-like stirrups, the tendons individually by one or two teeth of the bracket so that there is no mutual pressure from the tendon to tendon can arise. A second option is to that the teeth of the comb-like bracket made of round steels or half-round steels will.

An Hand der Zeichnung sei das .'erfahren nach der Erfindung erläutert. Es zeigt Abb. i einen Balkenquerschnitt kleiner Breite, Abb.2 einen Querschnitt durch eine Brückenkonstruktion, Abb.3 einen Längsschnitt durch einen vorgespannten Betonträger mit eingezeichneter Lage der Spannglieder, wie sie vor dem Umlenken der Spannglieder vorhanden ist, Abb. q. einen Längsschnitt durch den gleichen Träger der Abb.3, jedoch mit schon umgelenkten Spanngliedern, Abb.5 einen Umlenkbügel.The experience according to the invention will be explained with the aid of the drawing. Fig. I shows a cross-section of a beam with a small width, Fig. 2 shows a cross-section through a bridge construction, Figure 3 is a longitudinal section through a prestressed one Concrete girders with the position of the tendons shown as they were before the deflection the tendons are in place, Fig. q. a longitudinal section through the same beam Figure 3, but with the tendons already deflected, Figure 5 a deflection bracket.

Mit i ist der Trägerbeton, d. h. der Beton, der in der ersten Betonierungsstufe hergestellt wird, bezeichnet. 2 sind die Spannglieder und 3 der Umhüllungsbeton der Spannglieder, der in der zweiten Betonierungsstufe hergestellt wird und nachträglich unter Vorspannung gebracht wird. Mit 4 ist der nachträglich eingebrachte Verbundbeton bezeichnet, der, wie insbesondere aus Abb. 2 ersichtlich, auch nur einen kleinen Teil des Hohlraumes, in welchem sich der vorgespannte Betonkörper 3 befindet, betragen kann.With i the carrier concrete, i.e. H. the concrete that is used in the first concreting stage is made, called. 2 are the tendons and 3 are the encasing concrete the tendons that are produced in the second concreting stage and afterwards is brought under tension. With 4 is the subsequently added composite concrete referred to, which, as can be seen in particular from Fig. 2, also only a small one Part of the cavity in which the prestressed concrete body 3 is located can.

Abb.3 zeigt einen Längsschnitt mit schematischer Darstellung der Führung der Spannglieder 2, wie sie unmittelbar nach dem ersten Spannvorgang, d. h. dein Spannen in Längsrichtung, erscheint. Die zum Spanien der Spannglieder 2, erforderliche Kraft wird durch die Spannpressen 5 erzeugt, die sich gegen den Teilkörper i abstützen. Durch Wegdrücken der Spannköpfe 6 um ein vorberechnetes Maß wird in den Spanngliedern ,:2 die erwünschte Spannung erreicht.Fig.3 shows a longitudinal section with a schematic representation of the guide the tendons 2 as they are immediately after the first tensioning process, d. H. your Tension lengthways appears. The one required for the span of tendons 2 Force is generated by the clamping jacks 5, which are supported against the partial body i. By pushing away the clamping heads 6 by a pre-calculated amount, the tendons ,: 2 reaches the desired voltage.

Die Führung der Spannglieder 2 nach dem zweiten Spannvorgang, d. h. dem Umlenken der Spannglieder, ist in der Abb. q. dargestellt. In dieser Lage werden dann die Spannglieder eindetoniert.The leadership of the tendons 2 after the second tensioning process, d. H. the deflection of the tendons, is shown in Fig. q. shown. Be in this position then the tendons are set in concrete.

In der Abb. 5 ist ein sägeförmiger Umlenkbügel aus Flachstahl dargestellt.In Fig. 5 a saw-shaped deflection bracket made of flat steel is shown.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of components and structures, in particular bridges made of prestressed concrete, characterized in that the components or structures made up of at least two nested or adjacent to each other movable part-bodies are produced so that the part-body produced first after the concrete has hardened, the prestressing is carried out during the second, the tendons enveloping part of the body concreted after clamping and through after it has hardened partial relaxation of the tendons or the part of the body produced first is biased.

2. The method according to claim i, characterized in that the Partial body produced in the first step as a precast concrete part to the installation site is brought, laid and prestressed.

3. The method according to claim i or 2, characterized characterized in that the tendons iir open or closed channels or Cavities of the part-body produced first are guided that the tendons are initially stretched in a straight line or in a straight line and that only after the tensioning of the tendons by deflections in a vertical or horizontal direction Direction or in both directions the desired shape or guidance is given. Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that in the state prior to the production of the composite between the two sub-bodies made of prestressed Concrete the prestressing of both bodies by changing the mutual distance in is changed in the desired manner or by desired amounts. 5. The method according to claim i or 2, characterized in that by partially or completely concreting the spaces between the two sub-bodies made of prestressed concrete are a composite, will be produced. 6. Device for carrying out the method according to one of the Claims 3 to 5, characterized in that the deflection of the tendons by saw-shaped bracket made of structural steel, which are designed so that each with a tooth a wire or a strand or a rope is grasped and thus no mutual pressure of tendons is possible. 7. Implementation facility of the method according to one of claims 3 to 5, characterized in that the The tendons are deflected by comb-like brackets made of structural steel and that the teeth consist of welded sections of shaped steel and are attached in such a way that when deflecting the tendons, these on the round cylindrical surfaces of the steel pieces rest that each tooth deflects only one tendon and thus a mutual one Pressure from tendons is avoided. B. clamping head, anchor body od. The like. For carrying out the method according to one of claims r to 5, characterized by a partly wavy surface, preferably by using is achieved by corrugated iron as formwork, the corrugated iron being a lost or formwork to be recovered. 9. Clamping head according to claim 8, characterized in that that a substantial part of the defense system without association in open or closed Channels is guided and after the tensioning of the tendons and sub-concreting of the Clamping heads are removed for reuse. Referred publications: Lectures at the conference of the German Concrete Association 1949, p. 5o6.