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Verfahren und Vorrichtung zum Verankern von Spannbetonbewehrungen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verankern von Spannbetonbewehrungen
durch Keile, und zwar vorzugsweise durch Außenkeile in einem Ankerkörper, und auf
eine Presse zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Es ist bekannt, Spannbetonbewehrun.gen, z. B. Drähte oder Stahlstäbe
mit Gewinde, mittels angestauchter Köpfe, durch Schlaufen oder mit Keilen im Bauwerk
oder in Ankerplatten zu verankern. Bei den bisherigen Keilverankerungen werden zwei
oder mehr Drähte an der Ankerstelle auseinandergenommen und es wird ein Keil zwischen
sie gepreßt, so daß die Bewehrungselemente durch den Keil von innen nach außen gegen
die Mantelfläche der in der Ankerplatte angeordneten Durchgangsöffnung gep.reßt
werden. Bei einem bekannten Verfahren werden zwölf und mehr Drähte mit einem Innenkeil
gegen die kegelförmige Innenfläche eines Ankerkopfes gepreßt, die quer zur Spannrichtung
profiliert ist. Beim Spannen wird dabei die zur Umlenkung in die Keilrichtung notwendige
Biegestelle der Drähte durch deren Spannbewegung im Draht laufend verschoben; die
Drähte erleiden also zweimal bleibende Verformungen. Die Spannkraft
des
Einzeldrahtes wird nur entlang einer Berührungslinie an der kegelförmigen Innenfläche
des Ankerkopfes übertragen. Der festgepreßte Drahtteil muß daher verhältnismäßig
lang sein. Trotzdem zeigen bei dieser Bauart die Spanndrähte beim Lösen- von der
Spannpresse noch einen gewissen Schlupf, bis sie festsitzen.
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Um diesen Schlupf zu verkleinern, ist es bereits bekannt, eine doppelkolbige
Presse anzuwenden, bei welcher der Hauptkolben zum Spannen der Bewehrung dient und
ein kleinerer Nebenkolben nach dem Spannen der Bewehrung den Keil eindrückt. Dabei
sind. die Spanndrähte während des Eindrückens des Keiles wnverschieblich an der
Presse festgehalten, so daß gegenseitige Bewegungen zwischen Keil und Spanndraht
entstehen. Diese gegenseitigen Bewegungen verhindern, daß sich der Keil mit den
Spanndrähten verzahnt. Beim Lösen der Drähte von der Spannpresse tritt deshalb noch
ein gewisser Schlupf ein, bis sich Keil, Spanndrähte und Ankerplatte gegenseitig
festgedrückt haben. Erst während dieses Schlupfes entsteht die für die Sicherheit
der Verankerung notwendige feine gegenseitige Verzahnung. Bei dieser bekannten Presse
wird außerdem der Keil nur mit einem Bruchteil der Hauptspannkraft eingepreßt, so
daß schon deshalb nicht der zum endgültigen Festhalten der Spanndrähte notwendige
Querdruck entstehen kann..
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Neuerdings ist es auch bekanntgeworden, mehrere Bewehrungselemente
zugleich durch von außen nach innen wirkende Keile festzuhalten, .und zwar gegen
einen mittleren Auflagekörper.
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Die Erfindung besteht darin, daß nach dem Spannen der@Bewehrungen
mittels eines sich gegen das Bauwerk oder eine daran angeordnete Ankerplatte abstützenden
Gerätes der volle Stützdruck durch eine Umsetzvorrichtung zwecks Festklemmens der
gespannten Bewehrungen auf die Keile, vorzugsweise Außenkeile, verlagert wird. Die
Umsetzvorrichtung ist so eingerichtet, daß die Außenkeile .und die Bewehrungsglieder
gemeinsam, also ohne Relativbewegung gegeneinander, in die die Keile aufnehmende
konische Durchgangsöffnung gedrückt und darin festgeklemmt werden. Die Bewehrungsglieder
können bei Verwendung von Außenkeilen durch die Durchgangsöffnung in der Ankerplatte
gerade hindurchgeführt werden, so da-ß sie beim Spannen an dieser Stelle keine bleibenden
Biegeverformungen erleiden. Wenn die Bewehrung aus mehreren gleichartigen Gliedern,
z. B. Drähten oder Stäben, besteht, werden die Bewehru.ngsgliede.r von außen nach.
innen gegeneinandergepreßt, wobei ein mittlerer Durchgangsraum frei bleibt.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient eine Presse
zum Spannen der Bewehrungsglieder, die für das Umsetzen des StÜtzdruckes derart
eingerichtet ist, daß dieser beim Spannen auf den Ankerkörper und nach dem Umsetzen
auf die Klemmkeile wirkt. Eine solche Presse kann verschieden ausgebildet sein,
z. B. so, daß ein den Spanndruck aufnehmendes Pressenteil auf einem entleerbaren
Flüssigkeitskissen ruht und so ausgebildet ist, daß es bei teilweiser Entleerung
dieses Flüssigkeitskissens auf die Klemmkeile drückt, oder so, daß das die Gegenkraft
gegen die Spannkraft liefernde Pressenteil auf einer entriegelbaren mechanischen
Anordnung, z. B. auf gesichertem und zu entsicherndem Steilgewinde, abgestützt und
derart ausgebildet ist, daß er bei Freigabe dieser Abstützung auf die Klemmkeile
einwirkt.
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Weitere Merkmale ergeben sich aus der folgenden Erläuterung von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit der Zeichnung.
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Fig. i ist eine schematische Schnittdarstellung einer zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Presse; Fig. 2 ist eine der Fig. i ähnliche
schematische Schnittdarstellung einer anderen Pressenbauart. Bei dem Beispiel nach
Fig. i ist in das Betonbauwerk i eine Ankerplatte 2 eingesetzt, die eine sich bei
3 kegelförmig erweiternde Durchgangsöffnung 4 für ein Bündel Spanndrähte 5 aufweist.
Die Spanndrähte 5 sind durch die Öffnung 3, 4 gerade hindurchgeführt. Innerhalb
der Öffnung 3,4 ist das Bündel der Spanndrähte 5 von Außenkeilen 6 umgeben. Auf
die Ankerplatte 2 ist eine als Ganzes mit 7 bezeichnete hydraulische Spannpresse
aufgesetzt. Auf einem im wesentlichen ringförmigen Grundelement 8 der Presse, das
auf der Ankerplatte 2. ruht, ist ein ringkolbenartiges Bauteil 9 verschiebbar geführt.
Zwischen den Teilen 8 und 9 ist eine Ringkammer io gebildet, die ein Flüssigkeitskissen
aufnimmt. Die Kammer ist durch Dichtung i i nach außen abgedichtet. In der Kammer
sind Federn 12 angeordnet, die bestrebt sind, die Teile 8 und 9 auseinanderzudrücken.
In dem Ringkolben 9 befindet sich ein Vorratsraum 13, der über einen Kanal 14 und
eine von einem Ventil 15 verschlossene Ventilkammer 16 mit der Kammer io in Verbindung
steht. Auf dem Ringkolben 9 ist ein Ringzylinder 17 geführt, der gegenüber dem Ringkolben
9 einen Druckraum 18 bildet, in den durch einen Kanal i9 Druckflüssigkeit eingepreßt
werden kann. Der Ringkolben 9 und der Ringzylinder 17 sind gegeneinander durch Dichtungen
2o abgedichtet. Das Mittelstück 21 des Ringzylinders 17 enthält eine Bohrung 22,
die einen kegelig verbreiterten Teil :23 aufweist und durch die die Spanndrähte
5 in derselben Weise gerade hindurchgeführt sind, wie durch die Öffnungen in der
Ankerplatte 2. Innerhalb des kegeligen Teiles 23 der Öffnung 22, 23 sind die Spanndrähte
5 von Klemmkeilen 24 umgeben.
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Wird bei i9 Druckflüssigkeit eingepreßt, so ist diese bestrebt, den
Ringzylinder 17 in Fig. i auf dem Ringkolben 9 nach oben zu drücken. Dadurch werden
die Keile 24 gegen die Spanndrähte 5 und diese gegeneinandergepreßt, so daß die
Spanndrähte bei weiterem Einpressen von Druckflüssigkeit gespannt werden, wobei
sie sich elastisch dehnen. Die Dehnung wird über das für die Betriebsspannung erforderliche
Maß hinaus so weit gesteigert, daß später eine geringfügige Rückbewegung des Ringkolbens
9 zur Herbeiführung des
Festklemmers der Spanndrähte in der Ankerplatte
2 möglich ist, ohne daß die Spannung der Drähte unter das Sollmaß sinkt. Während
des Spanngins stützt sich der Ringkolben g auf dem in der Kammer io gebildeten Flüssigkeitskissen
ab. Das Ventil 15 ist dabei verschlossen. Vor dem Spannen wurde das Ventil 15
so lange geöffnet, bis der Ringkalben g auf den Keilen 6 aufsaß. Wird nun nach dem
Spannen das Ventil 15 geöffnet, so daß Druckflüssigkeit aus der Kammer io in den
Vorratsraum entweichen kann, so wirkt die Druckkraft in der Kammer 18 über
den Ringkolben, g nunmehr, statt auf das Flüssigkeitskissen in der Kammer io, über
den Ringkolben 9 auf die Keile 6 ein, so daß diese die Spanndrähte 5 in der Ankerplatte
2 festklemmen. Dabei entspannen sich die Drähte 5 etwas, und zwar in einem solchen
Maße, daß das elastische Zurückgleiten der Drähte 5 in der Öffnung 3, 4 der Ankerplatte
2 gleichlaufend mit dem Eindrücken der Keile 6 erfolgt, d. h., es findet keine Relativbewegung
zwischen den Keilen 6 und .den Drähten 5 statt: Dadurch pressen sich die Unebenheiten,
Zähne, Rippen oder sonstigen Profilierungen der Keilflächen in den. Werkstoff der
Bewehrungsglieder ein, ohne zerstört zu werden. Hiernach wird dieDruckflüssigkeitszuführung
bei igentspannt, so daß die Spannkeile 24 entfernt werden können. Anschließend läßt
sich die Presse von der Ankerplatte .2 abheben. Die Federn 12 führen, wenn die Presse
weggenommen ist, die Teile 8 und 9 wieder auseinander, sobald das Ventil 15 geöffnet
ist; diese Bewegung ist durch nicht gezeichnete Anschläge begrenzt, so daß der Ringkolben
9 nicht ganz von dem Grundkörper 8 abgehoben bzw. der Grundkörper & nicht ganz
aus dem Ringkolben g herausgeschoben werden kann.
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Bei dem Beispiel nach Fig. i war davon ausgegangen, daß die Ankerplatte
2 mit der Außenfläche des Bauwerkes i abschnitt. Es ist jedoch auch bekannt, die
Ankerplatten im Bauwerk zu versenken und außen mit Beton zu verdecken. Auch bei
verdeckt angeordneter Ankerplatte läßt sich das erfindungsgemäße Verankerungsverfahren
mit Vorteil verwenden.
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Die Presse nach Fig.2 ist wie diejenige nach Fig. i so ausgebildet,
daß sie sich wahlweise auf dem Ankerkörper oder auf den .Klemmkeilen abstützen kann.
Auch bei ihr wird der Stützdruck nach dem Spannen von dem Ankerkörper auf die Klemmkeile
verlagert, die damit durch die Spannkraft festgeklemmt werden. Während aber bei
der Presse nach Fig. i das den Stützdruck aufnehmende Pressenteil auf einem- entleerbaren
Flüssigkeitskissen ruhte, ist bei der Bauart nach Fig. 2 das entsprechende Pressenteil
auf einer entriegelbaren mechanischen Anordnung, z. B. auf gesichertem und zu entsicherndem
Steilgewinde, abgestützt und derart ausgebildet, daß es bei Freigabe dieser Abstützung
auf die Klemmkeile drückt.
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Der Innenteil 21 des Zylinders 17 hat an seinem unteren Ende
ein Gewinde 47, auf das ein Spannkopf 46 aufgeschraubt ist. Die kegelge Innenbohrung
dieses. Spannkopfes nimmt den oder die Spannkeile 24' auf, die durch eine zwischen
den Innenteil 21 und die Keile eingeschaltete Druckfeder 48 in Anlage an der Kegelmantelfläche
gehalten werden.
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Der Ringkolben g stützt sich auf einem Innenring 49 ab, der seinerseits
in einem auf der Ankerplatte 2 ruhenden Ankerring 5,o gehalten ist. Der Innenring
49 ist in den Ankerring 5o mit steilem, mehrgängigem Gewinde 5 i, vorzugsweise Trapezgervi,nde,
eingeschraubt. Die Steigung ist so groß, daß keine Selbsthemmung eintritt. Der Ringkolben
g trägt an seinem unteren äußeren Teil Gewinde 52, das selbsthemmend ist und auf
das ein Sicherungsring 53 aufgeschraubt ist, der auf dem Ankerring 5o aufliegt und
verhindert, däß der Ringkolben 9 mit dem Innenring 49 auf dem Gewinde 51 innerhalb
des Ankerringes 5o abwärts gleitet, wenn in die Druckkammer 18 zwischen Kolben 9
und Zylinder 17 bei i9 die Druckflüssigkeit eingepreßt wird. In die in der
Ankerplatte 2 vorgesehene Durchgangsöffnung für die Bewehrungsglieder 5 sind Klemmkeile
6' eingesetzt, deren Steigung bei dem gezeichneten Beispiel nach oben hin bei 44
zunimmt und in einen Flansch 45 übergeht. Statt mehrerer Klemmkeile kann auch nur
ein Klemmkeil angeordnet werden. Wird der Sicheru@ngsring 53 durch beliebige von
außen auf ihn ,einwirkende Betätigungsmittel weiter auf den Ringkolben 9 aufgeschraubt,
also im Sinn eines Entfernens vom Ankerring 5o gedreht, so bewirkt der vom Spannen
der Bewehrungsglieder her in der Kammer i8 herrschende Druck, der auf dem Ringkolben
9 lastet, daß sich dieser mit dem Innenring 49, auf den er drückt, senkt, weil der
Ring 49 in dem nicht selbsthemmenden Steilgewinde 51 abgleitet, bis es sich schließlich
auf den Flansch 45 der Klemmkeile 6' aufsetzt. Die Spannkraft wirkt dann über die
Druckkammer i8 und den Ringkolben g sowie den Innenring 4c9 auf die Klemmkeile ein
und drückt sie fest. Hiernach können die Spannkeile 24 in entsprechender Weise gelöst
werden, wie es für die Keile 24 der Presse nach Fig. i beschrieben wurde. Die Auflagestelle
der Ringkolbens 9 auf den Innenring 49 ist zweckmäßig so ausgebildet, daß eine Drehbewegung
zwischen diesen beiden Teilen möglich bleibt, so daß also der Ringkolben 9 der Drehung
des Innenringes 49 nicht zu folgen braucht. Gegebenenfalls kann zwischen beiden
Teilen eine Wälzlagerung vorgesehen sein. Die Abmessungen müssen im übrigen so gewählt
sein, daß die Senkbewegung beim Festklemmen der Keile 6', die ja mit einem Zurückgehen
der Spannung der Bewehrungsglieder 5 einhergeht, nur einen sehr geringen Betrag
erreicht.
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Im Gegensatz zu der Presse nach Fig. i sind bei der Presse nach Fig.
2 in die Dichtungen 2o noch Ringe 54 eingelegt, auf denen sich ein Druckring 55
abstützt.
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Die Außenkeile brauchen auf ihren Rückenflächen nicht unbedingt genau
bearbeitet zu sein. Die Rückenflächen können auch Auswölbungen und zwischen diesen
liegende Vertiefungen aufweisen, auf deren Grund sich ein Zahn befindet. Die Erfindung
läßt
sich auch beim Spannen von Einzelstäben vorteilhaft anwenden.