(19)
(11) EP 1 481 139 B1

(12) EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45) Hinweis auf die Patenterteilung:
18.07.2007  Patentblatt  2007/29

(21) Anmeldenummer: 02793028.8

(22) Anmeldetag:  16.12.2002
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC): 
E04G 23/02(2006.01)
(86) Internationale Anmeldenummer:
PCT/EP2002/014304
(87) Internationale Veröffentlichungsnummer:
WO 2003/064789 (07.08.2003 Gazette  2003/32)

(54)

VERSTÄRKUNGSVORRICHTUNG

REINFORCING DEVICE

DISPOSITIF DE CONSOLIDATION


(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE SI SK TR

(30) Priorität: 29.01.2002 EP 02002144

(43) Veröffentlichungstag der Anmeldung:
01.12.2004  Patentblatt  2004/49

(73) Patentinhaber: Sika Schweiz AG
8064 Zürich (CH)

(72) Erfinder:
  • BLEIBLER, Alexander
    CH-8406 Winterthur (CH)
  • CLENIN, Reto
    CH-8523 Hagenbuch (CH)

(74) Vertreter: Isler, Jörg et al
c/o Sika Technology AG, Tüffenwies 16 Postfach
8064 Zürich
8064 Zürich (CH)


(56) Entgegenhaltungen: : 
EP-A- 0 645 239
WO-A-99/10613
DE-A- 19 753 318
US-A- 5 649 398
EP-A- 0 967 330
DE-A- 10 060 459
DE-A- 19 944 573
   
  • PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 018, no. 640 (M-1717), 6. Dezember 1994 (1994-12-06) & JP 06 248758 A (KAJIMA CORP), 6. September 1994 (1994-09-06)
  • PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2002, no. 02, 2. April 2002 (2002-04-02) & JP 2001 279932 A (SHIMIZU CORP), 10. Oktober 2001 (2001-10-10)
  • PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 017, no. 088 (M-1370), 22. Februar 1993 (1993-02-22) & JP 04 285247 A (SHIMIZU CORP), 9. Oktober 1992 (1992-10-09)
   
Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


Beschreibung

Technisches Gebiet



[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verstärkungsvorrichtung für Tragstrukturen, die eine Lamellenstruktur aufweist, welche in eine Verankerungsvorrichtung mündet, wobei die Lamellenstruktur aus einer Mehrzahl von separaten oder separierbaren Einzelschichten besteht, zwischen denen zumindest im Bereich der Verankerungsvorrichtung Einlageschichten angeordnet sind. Ausserdem werden Verfahren zur Sanierung und/oder Verstärkung von Bauwerken mit einer Verstärkungsvorrichtung nach einem derartigen Herstellungsverfahren sowie Verwendung einer Verstärkungsvorrichtung nach einem derartigen Herstellungsverfahren bereitgestellt.

Stand der Technik



[0002] Die internationale Patentanmeldung PCT/CH98/00346 (veröffentlicht als WO99/10613) offenbart ein gattungsgemässes Verfahren zur Herstellung einer Verstärkungsvorrichtung. Dort sind die Enden von für die Verstärkung von Tragelementen, wie beispielsweise Betonträgern vorgesehenen CFK-Lamellen in mindestens zwei ca. gleich dicke Fahnen aufgetrennt und in entsprechende, in einem Winkel zueinander angeordnete Halteschlitze jeweils eines Abschlusselements eingeklebt. Diese Anordnung wird nun auf die Zugseite des Tragelements aufgeklebt, wobei die CFK-Lamelle vorzugsweise gegenüber dem Tragelement direkt über die Abschlusselemente vorgespannt wird. Das Abschlusselement kann in eine entsprechende Ausnehmung im Tragelement eingesetzt sein oder direkt auf die Oberfläche des Tragelements aufgeklebt und/oder verdübelt sein, ggf. unter Anwendung einer Querspanneinrichtung.

[0003] Insbesondere im Bereich der Mündung einer derartigen Verstärkungsvorrichtung in die Verankerungsvorrichtung treten jedoch infolge der unvermittelten Querschnittsänderung regelmässig erhebliche, transversal zur Hauptachse der Verstärkungsvorrichtung wirkende Querkräfte auf.. Dadurch werden ungewollt "Sollbruchstellen" innerhalb solcher gattungsgemässer Verstärkungsvorrichtungen geschaffen, welche die Verstärkungsvorrichtung im Laufe der Zeit beschädigen und schliesslich deren Festigkeit bis hin zum Bruch der gesamten Vorrichtung zunehmend beeinträchtigen können.

[0004] Zum Schutz gegen dieses Problem wird daher häufig eine geeignete Querspannvorrichtung im Bereich der Mündung einer derartigen Verstärkungsvorrichtung in die Verankerungsvorrichtung vorgesehen. Diese ist jedoch ihrerseits naturgemäss störungsanfällig und erschwert und verteuert zudem die gesamte Konstruktion erheblich. Ferner wird dadurch die Verstärkungsvorrichtung in Richtung der Hauptachse nicht selten bis an die Belastungsgrenze und darüber hinaus beansprucht, so dass im Bereich der Verankerungsvorrichtung ein Bruch der tragenden Befestigung der Lamellenstruktur auftreten kann.

Darstellung der Erfindung



[0005] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des bestehenden Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren zur Herstellung einer Verstärkungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die sowohl im Bereich der Mündung in die Verankerungsvorrichtung bruchsicher und belastbar ist, als auch gleichzeitig einer maximalen Belastung der tragenden Hauptverankerung in Richtung der Hauptachse ohne weiteres standhält.

[0006] Diese Aufgabe wird mit Hilfe eines erfindungsgemässen Verfahrens zur Herstellung einer Verstärkungsvorrichtung nach Anspruch 1 gelost. Ausserdem werden Verfahren zur Sanierung und/oder Verstärkung von Bauwerken auf der Basis einer Verstärkungsvorrichtung nach einem derartigen Verfahren Sowie Verwendung einer Verstärkungsvorrichtung nach einem derartigen Verfahren bereitgestellt. Vorzugsweise weist die Lamellenstruktur als Einzelschichten Carbonfaserverstärkte Kunststofflamellen (CFK) auf, die in eine thermoplastische Matrix eingebettet sind. Bevorzugt basieren die Einzelschichten der Lamellenstruktur auf einem thermoplastischen Gebrauchskunststoff und weisen als Einlageschichten vorzugsweise zusätzlich dazwischen angeordnete Gewebeeinlagen oder Metallplatten auf, und zwar besonders bevorzugt ein bidirektional orientiertes Gewebe, insbesondere ein bidirektional orientiertes Aramidfasergewebe.

Weg zur Ausführung der Erfindung



[0007] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verstärkungsvorrichtung nach Anspruch 1. Bevorzugt münden bei einer solchen Verstärkungsvorrichtung jeweils beide Enden der Lamellenstruktur in eine Verankerungsvorrichtung. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform weist eine solche Verstärkungsvorrichtung eine Lamellenstruktur auf, die als Einzelschichten Carbonfaserverstärkte Kunststofflamellen (CFK) aufweist. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform sind die Einzelschichten der Verstärkungsvorrichtung in eine thermoplastische Matrix eingebettet. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform basieren die Einzelschichten der Lamellenstruktur einer derartigen Verstärkungsvorrichtung auf einem thermoplastischen Gebrauchskunststoff. Gemäss einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der Verstärkungsvorrichtung sind zwischen den Einzelschichten der Lamellenstruktur als Einlageschichten zusätzlich Gewebeeinlagen oder Metallplatten angeordnet, wobei vorzugsweise ein bidirektional orientiertes Gewebe als Einlageschicht angeordnet ist, insbesondere ein bidirektional orientiertes Aramidfasergewebe . Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Verstärkungsvorrichtung handelt es sich bei der Verankerungsvorrichtung um eine Mehrzahl, vorzugsweise zwei von zu einem das Lamellenende räumlich umschliessenden Hohlkörper verbundenen Hohlkörpersegmenten. Diese Hohlkörpersegemente können mit Hilfe von durch die gesamte Lamellendicke geführten Zylinderrbohrungen verbunden werden, vorzugsweise verschraubt. Dabei hat die Verwendung eines thermoplastischen Materials den zusätzlichen, erheblichen Vorteil, dass ein beheizbares Instrument verwendet werden kann, um sehr gezielte und sorgfältig angesetzte Öffnungen im Material zu erzeugen, derart dass die eingebetteten Carbonfasern dem Instrument ausweichen können und daher durch die Bohrung in keiner Weise beschädigt werden, was sich entsprechend vorteilhaft auf die Stabilität und somit insbesondere axiale Belastbarkeit der gesamten Verstärkungsvorrichtung auswirkt.

[0008] In einer alternativen Ausführungsform handelt es sich bei einer derartigen Verankerungsvorrichtung um mindestens einen axial justierbaren Zylinder, besonders bevorzugt um mindestens einen axial drehbar gelagerten Zylinder aus Stahl oder insbesondere faserverstärkten Kunststoff, der mit einer Stellschraube versehen sein kann. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Verankerungsvorrichtung um einen Spannkopf, der vorzugsweise mit Hilfe einer axial geführten Gewindestange justierbar und arretierbar ist.

[0009] Ausserdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Verstärkungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass es folgende Schritte (a) bis (d) aufweist:
  1. (a) Aufspleissen von üblichen Lamellen zu einer Mehrzahl von Einzelschichten in an sich bekannter Weise;
  2. (b) Einlegen einer Mehrzahl von Einlageschichten zwischen die nach (a) hergestellten Einzelschichten;
  3. (c) Verschmelzen der Lamellenstruktur zu einem sandwichartigen Paket, vorzugsweise durch Einwirkung von Hitze und/oder Druck;
  4. (d) Anbringen der Verankerungsvorrichtung, vorzugsweise mit Hilfe einer geeigneten Klemmvorrichtung.


[0010] Gemäss einer weiteren Ausführungsform ist ein erfindungsgemässes Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte (a) bis (c) aufweist:
  1. (a) Zusammensetzen einer Lamelle aus mehreren dünnen Lagen welche unter Hitze und Druck zu einer einzigen Lamelle verpresst werden und wobei Trennfolien beim Herstellungsprozess in den Verankerungsbereichen eingelegt werden;
  2. (b) Einlegen einer Mehrzahl von Einlageschichten zwischen die nach (a) hergestellten Einzelschichten;
  3. (c) Verschmelzen der Lamellenstruktur zu einem sandwichartigen Paket, vorzugsweise durch Einwirkung von Hitze und/oder Druck;
  4. (d) Anbringen der Verankerungsvorrichtung, vorzugsweise mit Hilfe einer geeigneten Klemmvorrichtung.


[0011] Eine weitere, bevorzugte Ausführungsform eines solchen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass jeweils beide Enden der Lamellenstruktur in eine Verankerungsvorrichtung münden.

[0012] Eine weitere, bevorzugte Ausführungsform eines solchen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenstruktur als Einzelschichten Carbonfaserverstärkte Kunststofflamellen (CFK) aufweist.

[0013] Eine weitere, bevorzugte Ausführungsform eines solchen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelschichten der Lamellenstruktur in eine thermoplastische Matrix eingebettet sind.

[0014] Eine weitere, bevorzugte Ausführungsform eines solchen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelschichten der Lamellenstruktur auf einem thermoplastischen Gebrauchskunststoff basieren.

[0015] Eine weitere, bevorzugte Ausführungsform eines solchen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Einzelschichten der Lamellenstruktur als Einlageschichten zusätzlich Gewebeeinlagen oder Metallplatten angeordnet sind, vorzugsweise ein bidirektional orientiertes Gewebe, insbesondere ein bidirektional orientiertes Aramidfasergewebe.

[0016] Eine weitere, bevorzugte Ausführungsform eines solchen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Verankerungsvorrichtung um eine Mehrzahl, vorzugsweise zwei von zu einem das Lamellenende räumlich umschliessenden Hohlkörper verbundenen Hohlkörpersegmenten handelt.

[0017] Eine weitere, bevorzugte Ausführungsform eines solchen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Verankerungsvorrichtung um mindestens einen axial justierbaren Zylinder, vorzugsweise mindestens einen axial drehbar gelagerten Stahlzylinder mit Stellschraube handelt.

[0018] Eine weitere, bevorzugte Ausführungsform eines solchen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Verankerungsvorrichtung um einen Spannkopf handelt, der vorzugsweise mit Hilfe einer axial geführten Gewindestange justierbar und arretierbar ist.

[0019] Ausserdem betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Verstärkung und/oder Sanierung von Bauwerken, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man im Rahmen dieses Verfahrens mindestens eines der tragenden Konstruktionselemente dieses Bauwerkes mit einer Verstärkungsvorrichtung nach dem oben beschriebenen Verfahren ausstattet.

[0020] Schliesslich betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer Verstärkungsvorrichtung nach dem oben beschriebenen Verfahren zur Verstärkung und/oder Sanierung von Bauwerken, vorzugsweise tragenden Konstruktionselementen auf Betonbasis, insbesondere zur Verstärkung von Brückenkonstruktionen.

[0021] Im folgenden Textabschnitt werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Hinblick auf die in den Figuren 1 bis 3 offenbarten, typischen Ausführungsbeispiele näher beschrieben:

Ausführungsbeispiele



[0022] Die Figur 1 zeigt ein Beispiel für eine Verstärkungsvorrichtung nach dem erfindungsgemässe Verfahren hergestellte und illustriert gleichzeitig das Herstellungsverfahren, wobei im oberen Figurenbereich eine Längsschnittansicht und darunter eine Querschnittsansicht gezeigt wird. Diese Ausführungsform der Verstärkungsvorrichtung kann vorzugsweise wie folgt gemäss den Verfahrensschritten 1. bis 5. hergestellt werden (anstelle der Gewebeeinlagen (1) können auch ersatzweise Metallplatten verwendet werden):
  1. 1. Aufteilen der Lamelle in der Dicke zur Vergrösserung der Oberfläche (in z.B. 2-7 Teile):
    1. a) Aufspleissen von handelsüblichen Lamellen:
      • die Lamelle kann beispielsweise mittels eines erhitzten Schneidwerkzeuges (z.B. Messer, heisser Draht) in die gewünschte Anzahl Teillamellen in der Dicke aufgeteilt werden. Dieser Prozess ist faserschonender als der bereits bekannte Prozess des Aufspleissens von Duroplast-Lamellen (siehe Offenbarung der WO 00/50706).
      • Die Fasern der Lamellenenden können durch erhitzen von der Matrix freigelegt werden. Danach können die Fasern in gewünschter Form ausgelegt und in einem Spannkopf verschmolzen werden.
    2. b) Eine alternative Herstellungsmethode funktioniert wie folgt:
      • Eine Lamelle wird aus mehreren dünnen Lagen (sogenannte Tapes) zusammengesetzt. Diese einzelnen dünnen Tapes werden unter Hitze und Druck miteinander zu einer einzigen Lamelle verpresst. Einlegen von Trennfolien beim Herstellungsprozess in den Verankerungsbereichen (keinen Verbund der einzelnen Tapes in den gewünschten Bereichen).
      • Zuerst Herstellung des Verankerungskopfes aus den Tapes, erst danach verschweissen der Tapes auf der freien Länge zu einer Lamelle.
      • Die Lamelle wird, vorzugsweise über ihre gesamte Dicke, zwischen den Tapes mit bidirektionalem Gewebe (siehe Schritt 2.) versehen.
  2. 2. Einlegen von bidirektionalem Gewebe (vorzugsweise Aramidgewebe mit Orientierung von +/- 45°) mit thermoplastischer Matrix. Es wird in jeder 1. entstandenen Trennschicht ein Gewebe eingelegt.
  3. 3. Zusätzlich kann gegebenenfalls der Querschnitt im Verankerungsbereich vergrössert werden, indem abwechslungsweise ein Gewebe und ein dünnes (ca. 0.2mm) dickes Lamellentape aussen aufgeklebt werden.
  4. 4. Die so erhaltene, sandwichartige Lamellenstruktur wird unter Einwirkung von Hitze und Druck zu einem Paket verschmolzen. Dieser Vorgang muss unter Umständen in mehreren Stufen erfolgen (je Einzelschicht).
  5. 5. Im Übergang zwischen Lamelle und Kopf können Querzugkräfte infolge sich der Querschnittsänderung entstehen. Diese können vorzugsweise mittels einer geeigneten Vorrichtung (z.B. Stahl-/ oder Kohlefaserprofil) mit Hilfe von Schrauben zusammengeklemmt werden (3).


[0023] Die Figur 2 gibt mögliche weitere Varianten der Endverankerung einer Verstärkungsvorrichtung nach dem erfindungsgemässe Verfahren in der Verankerungsvorrichtung wieder, wobei im linken Figurenbereich eine Längsschnittansicht und im rechten Figurenbereich eine Querschnittsansicht dargestellt ist.

[0024] Die Literaturstelle EP 1 000 208 B1 (= WO 99/06651) offenbart die gattungsgemässe Ausführungsform der im Rahmen von Figur 2 wiedergegebenen Zick-Zack Form des Lamellenendes. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Zick-Zack förmige Lamellenende zusätzlich so abgebogen, dass durch die somit bewirkte Variation der Lamellenradien in der Verankerungsvorrichtung ein spannungsangepasster Biegeradius realisiert wird, was die Gefahr des vorstehend diskutierten Auftretens von "Sollbruchstellen" im Mündungsbereich der Verankerungsvorrichtung zusätzlich reduziert.)

[0025] Mögliche Herstellungsmethoden für diese bevorzugte Ausführungsform der Erfindung können wie folgt beschrieben werden, wobei die Verankerungsteile aus einem üblichen Gebrauchskunststoff oder aus Metall sein können:
  1. 1. Zick-Zack - Form:
    1. a) Zunächst wird die Zick-Zack Form des Lamellenendstückes hergestellt (z.B. durch Erhitzen und Verpressen in einer geeigneten Form), gefolgt vom nachträglichen Einpassen in eine geeignete Positiv- und Negativform.
    2. b) Einpressen des Endes in eine erhitzte Positiv-Negativ Form, welche die Lamelle in die gewünschte Zick-Zack Form bringt. Diese Form wird dann als Verankerungsteil an der Lamelle belassen.
  2. 2. Befestigen der Form am Zick-Zack Lamellenendstück:

    Die Ummantelungsform (aus einem üblichen Gebrauchskunststoff oder Metall) kann am Rand verklebt (B1), verschraubt (B2), oder vollflächig umschnürt (B3, z.B. mit Aramid-, Glas-, oder vorzugsweise Kohlefasern) ausgeführt werden.



[0026] Gemäss einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform kann die Verankerungsvorrichtung einer wie vorstehend beschriebenen Verstärkungsvorrichtung auf einem Stahlzylinder basieren, wie schematisch in Figur 3 wiedergegeben (im oberen Bereich ist eine Längsschnittansicht und darunter eine Draufsicht dargestellt).

[0027] Mögliche Herstellungsmethoden für diese bevorzugte Ausführungsform der Erfindung können wie folgt beschrieben werden
  1. 1. Damit die Lamelle auf einen so kleinen Radius gewickelt werden kann, muss sie aufgespalten werden (oder aufgespalten worden sein). Dies kann analog zur Ausführungsform gemäss Figur 1 (Aufteilen der Lamellendicke zur Vergrösserung der Oberfläche) erfolgen (siehe oben).
  2. 2. Aufwickeln der Lamellenstruktur auf einen Zylinder aus Stahl oder vorzugsweise faserverstärkten Kunststoff. Die verschiedenen Einzelschichten der Lamellenstruktur können zur Befestigung durch einen Schlitz geführt werden oder mechanisch (mittels Querriegel und Schrauben) gehalten werden. Der Spannungsabbau erfolgt durch die Haftreibung zwischen Zylinder und CFK-Lamelle. Es sollte deshalb die Oberfläche des Zylinders vorzugsweise möglichst rauh gewählt werden.
  3. 3. Durch Erwärmen des Kopfes entsteht ein kompaktes Bauteil.


[0028] Entsprechend einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform ist es auch möglich, jede Einzelschicht der Lamellenstruktur um jeweils einen Zylinder aus Stahl oder vorzugsweise faserverstärkten Kunststoff zu wickeln und somit die Verankerungsvorrichtung auf der Basis mehrerer Zylinder aufzubauen.


Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Verstärkungsvorrichtung für Tragstrukturen, aufweisend eine Lamellenstruktur, die in eine Verankerungsvorrichtung mündet, wobei die Lamellenstruktur aus einer Mehrzahl von separaten oder separierbaren Einzelschichten besteht, zwischen denen zumindest im Bereich der Verankerungsvorrichtung Einlageschichten angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte aufweist:

(a) Aufteilung der Lamelle in der Dicke zur Vergrösserung der Oberfläche;

(b) Einlegen einer Mehrzahl von Einlageschichten zwischen die nach (a) hergestellten Einzelschichten;

(c) Verschmelzen der Lamellenstruktur zu einem sandwichartigen Paket, vorzugsweise durch Einwirkung von Hitze und/oder Druck;

(d) Anbringen der Verankerungsvorrichtung, vorzugsweise mit Hilfe einer geeigneten Klemmvorrichtung.


 
2. Verfahren zur Herstellung einer Verstärkungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufteilung der Lamelle nach (a) erfolgt durch:

- Aufspleissen von üblichen Lamellen zu einer Mehrzahl von Einzelschichten in an sich bekannter Weise, oder

- Zusammensetzen einer Lamelle aus mehreren dünnen Lagen welche unter Hitze und Druck zu einer einzigen Lamelle verpresst werden und wobei Trennfolien beim Herstellungsprozess in den Verankerungsbereichen eingelegt werden.


 
3. Verfahren zur Herstellung einer Verstärkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zusätzlich einen Schritt aufweist, im Rahmen dessen der Querschnitt der Lamellenstruktur im Bereich der Verbindung mit der Verankerungsvorrichtung vergrössert wird, indem zusätzliche Einzelschichten und/oder Einlageschichten vorzugsweise alternierend auf die Lamellenstruktur aufgebracht werden.
 
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils beide Enden der Lamellenstruktur in eine Verankerungsvorrichtung münden.
 
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenstruktur als Einzelschichten Carbonfaserverstärkte Kunststofflamellen (CFK) aufweist.
 
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelschichten der Lamellenstruktur in eine thermoplastische Matrix eingebettet sind.
 
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelschichten der Lamellenstruktur auf einem thermoplastischen Gebrauchskunststoff basieren.
 
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Einzelschichten der Lamellenstruktur als Einlageschichten zusätzlich Gewebeeinlagen oder Metallplatten angeordnet sind, vorzugsweise ein bidirektional orientiertes Gewebe, insbesondere ein bidirektional orientiertes Aramidfasergewebe.
 
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Verankerungsvorrichtung um eine Mehrzahl, vorzugsweise zwei von zu einem das Lamellenende räumlich umschliessenden Hohlkörper verbundenen Hohlkörpersegmenten handelt.
 
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Verankerungsvorrichtung um mindestens einen axial justierbaren Zylinder, vorzugsweise mindestens einen axial drehbar gelagerten Zylinder aus Stahl oder besonders bevorzugt faserverstärkten Kunststoff handelt, der gegebenenfalls mit einer Stellschraube versehen ist.
 
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Verankerungsvorrichtung um einen Spannkopf handelt, der vorzugsweise mit Hilfe einer axial geführten Gewindestange justierbar und arretierbar ist.
 
12. Verfahren zur Verstärkung und/oder Sanierung von Bauwerken, dadurch gekennzeichnet, dass man im Rahmen dieses Verfahrens mindestens eines der tragenden Konstruktionselemente dieses Bauwerkes mit einer Verstärkungsvorrichtung, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ausstattet.
 
13. Verwendung einer Verstärkungsvorrichtung hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Verstärkung und/oder Sanierung von Bauwerken, vorzugsweise tragenden Konstruktionselementen auf Betonbasis, insbesondere Brückenkonstruktionen.
 


Claims

1. Process for production of a reinforcing device for load-bearing structures, having a lamellar structure, terminating in an anchoring device, where the lamellar structure is composed of a plurality of separate or separable individual layers, between which, at least in the region of the anchoring device, insert layers have been arranged, characterized in that the process has the following steps:

(a) division of the thickness of the lamella in order to enlarge the surface;

(b) insertion of a plurality of insert layers between the individual layers produced according to (a) ;

(c) fusion of the lamellar structure to give a sandwich-like assembly, preferably via exposure to heat and/or pressure;

(d) attachment of the anchoring device, preferably with the aid of a suitable clamping device.


 
2. Process for production of a reinforcing device according to Claim 1, characterized in that the division of the lamella according to (a) takes place via:

- splitting of conventional lamellae to give a plurality of individual layers in a manner known per se, or

- assembly of a lamella from a plurality of thin sublayers which on exposure to heat and pressure are pressed to give a single lamella, with insertion of separator films during the production process in the anchoring regions.


 
3. Process for production of a reinforcing device according to Claim 1 or 2, characterized in that the process also has a step in the course of which the cross section of the lamellar structure is enlarged in the region of the connection to the anchoring device, by applying additional individual layers and/or insert layers preferably in alternation to the lamellar structure.
 
4. Process according to any of Claims 1 to 3, characterized in that in each case two ends of the lamellar structure terminate in an anchoring device.
 
5. Process according to any of the preceding claims, characterized in that the individual layers of the lamellar structure comprise carbon-fibre-reinforced plastics lamellae (CFP).
 
6. Process according to any of the preceding claims, characterized in that the individual layers of the lamellar structure have been embedded into a thermoplastic matrix.
 
7. Process according to any of the preceding claims, characterized in that the individual layers of the lamellar structure are based on a commodity thermoplastic.
 
8. Process according to any of the preceding claims, characterized in that textile inserts or metal plates have also been arranged as insert layers between the individual layers of the lamellar structure, preference being given to a bidirectionally oriented textile, in particular a bidirectionally oriented aramid fibre textile.
 
9. Process according to any of the preceding claims, characterized in that the anchoring device involves a plurality of, preferably two, hollow-body segments connected so as to give a hollow body spatially enclosing the end of the lamella.
 
10. Process according to any of the preceding claims, characterized in that the anchoring device involves at least one axially adjustable cylinder, preferably at least one cylinder mounted so that it can rotate axially and composed of steel or particularly preferably of fibre-reinforced plastic, if appropriate provided with a regulating screw.
 
11. Process according to any of the preceding claims, characterized in that the anchoring device involves a clamping head which can preferably be adjusted and arrested with the aid of an axially guided screw-threaded rod.
 
12. Process for reinforcement and/or renovation of construction works, characterized in that, during the course of this process, at least one of the load-bearing structural elements of this construction work is equipped with a reinforcing device produced according to the process according to any of Claims 1 to 11.
 
13. Use of a reinforcing device produced according to any of Claims 1 to 11 for reinforcement and/or renovation of construction works, preferably of load-bearing structural elements based on concrete, in particular bridge structures.
 


Revendications

1. Procédé de fabrication d'un dispositif de renfort pour structures portantes, qui présente une structure en lamelles qui débouche dans un dispositif d'ancrage, la structure en lamelles étant constituée de plusieurs couches différentes, séparées ou séparables, entre lesquelles, au moins dans la partie occupée par la dispositif d'ancrage, des couches de garniture sont disposées, le tel procédé est caractérisé en ce qu'il présente les étapes qui consistent à :

(a) diviser les lamelles en épaisseur pour augmenter leur surface,

(b) introduire plusieurs couches de garniture entre les différentes couches préparées au point (a),

(c) fusionner la structure en lamelles en un ensemble de type sandwich, de préférence en faisant agir la chaleur et/ou une pression et

(d) installer le dispositif d'ancrage, de préférence à l'aide d'un dispositif de serrage approprié.


 
2. Procédé de fabrication d'un dispositif de renfort selon la revendication 1, caractérisé en ce que la division des lamelles du point (a) s'effectue par :

- séparation des lamelles habituelles en plusieurs couches différentes, de manière connue en soi ou

- formation d'une lamelle à partir de plusieurs couches minces qui sont comprimées en une lamelle unique sous l'action de la chaleur et de la pression, des films de séparation étant placés dans les zones d'ancrage lors de l'opération de fabrication.


 
3. Procédé de fabrication d'un dispositif de renfort selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le procédé présente une étape supplémentaire au cours de laquelle la section transversale de la structure en lamelles est agrandie dans la zone de la liaison au dispositif d'ancrage en appliquant différentes couches supplémentaires et/ou des couches supplémentaires de garniture, de préférence en alternance, sur la structure en lamelles.
 
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les deux extrémités de la structure en lamelles débouchent chacune dans un dispositif d'ancrage.
 
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure en lamelles présente comme couches individuelles des lamelles de matière synthétique renforcée par fibres de carbone (CFK) .
 
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les différentes couches de la structure en lamelles sont incorporées dans une matrice thermoplastique.
 
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les différentes couches de la structure en lamelles sont à base d'une matière synthétique thermoplastique recyclée.
 
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des garnitures tissées ou des plaques métalliques sont disposées comme couches supplémentaires de garniture entre les différentes couches de la structure en lamelles, de préférence un tissu à orientation bidirectionnelle et en particulier un tissu de fibres d'aramide à orientation bidirectionnelle.
 
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'ancrage est constitué de plusieurs, de préférence deux, segments de corps creux rassemblés en un corps creux qui entoure l'espace occupé par l'extrémité des lamelles.
 
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'ancrage est constitué d'au moins un cylindre ajustable axialement, de préférence d'au moins un cylindre en acier ou de façon particulièrement préférable en matière synthétique renforcée de fibres, monté de manière à pouvoir tourner axialement et éventuellement doté d'une vis de réglage.
 
11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'ancrage est une tête de serrage qui peut être ajustée et bloquée de préférence à l'aide d'une tige filetée guidée axialement.
 
12. Procédé de renforcement et/ou de rénovation d'ouvrages de construction, caractérisé en ce que dans le cadre de ce procédé, au moins l'un des éléments porteurs de cet ouvrage de construction est doté d'un dispositif de renfort fabriqué par le procédé selon l'une des revendications 1 à 11.
 
13. Utilisation d'un dispositif de renfort fabriqué selon l'une des revendications 1 à 11 pour le renfort et/ou la rénovation d'ouvrages de construction, de préférence d'éléments porteurs de construction à base de béton et en particulier de structures de pont.
 




Zeichnung














Angeführte Verweise

IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



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In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente