Verfahren zur Herstellung von langen Fertigteilen im Spannbett

Abstract

 Bei der Herstellung von langen Fertigteilen aus Spannbeton - vornehmlich von Weichenschwellen - im Spannbett werden zusammen mit den planmäßigen Fertigteilen (2/1, 2/2...2/n) in den Endbereichen (5,6) der Schalung (1) am Anfang und am Ende des Spannbetts je ein zusätzliches, im Regelfall verlorenes Widerlagerelement (7,8) aus Beton gegossen. Die Länge der Widerlagerelemente (7,8) ist so bemessen, daß die Reibungskraft zwischen Beton und Spannbettschalung die Teilspannkraft, die auf die Fertigteile in Endlage (2/1, 2/n) durch Umlagerung der Spannkraft beim Erhärten des Betons entsteht, aufnehmen kann.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von langen Fertigteilen im Spannbett, wie es gattungs­mäßig im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 be­schrieben ist, sowie Mittel zur Durchführung des Ver­fahrens.

[0002] Vorgespannte lange Fertigteile mit konstantem Querschnitt, wie er beispielsweise bei Weichenschwellen gegeben ist, werden bevorzugt hintereinander in langen Spannbetten hergestellt. Sie sind bei der Fertigung mit dem vollen Querschnitt oder mindestens mit den von Widerlager zu Widerlager durchgespannten Spanngliedern miteinander verbunden und werden nach Erhärtung des Betons durch Trennschnitte voneinander getrennt.

[0003] Während des Herstellprozesses treten Umlagerungen der Spannkraft auf, die zu Schäden an den Fertig­teilen führen können: Beim Erhärten des Betons in der von vorgespannten Spanngliedern durchzogenen Schalung entwickelt sich Hydratationswärme, die den Fertigteilstrang und die Schalung gleichermaßen erwärmt und verlängert, die Spannbettlänge jedoch nicht verändert.

[0004] Die Spannungsumlagerungen spielen sich zwischen zwei Grenzfällen ab und werden am Beispiel eines 80 m langen Spannbetts mit 83 m Widerlagerabstand erläutert:

1. Hydratationserwärmung und Wärmedehnungen finden im vollständig weichen Beton statt, die Abkühlung in einem Beton mit vollständig entwickelter Haft­festigkeit. Die Vorspannung ist festgelegt durch ein ε_v = 5mm/m = 5 x 10⁻³, bezogen auf die Spanngliedlänge von 80 m. Eine Erwärmung von 20° durch Hydratation von
ε_t+ = α_t+ x Δ t = 1,0 x 10⁻⁵ x 20 = 2 x 10⁻⁴
Der Spannungsverlust beträgt in diesem Fall

d.h. Δ6 ist ein vernachlässigbarer Wert.

2. Hydratationserwärmung und Wärmedehnung finden im bereits vollständig erstarrten Beton bei voll ausgebildeter Haftung statt. Die Spannkraft im Fertigteil verändert sich dann nicht. Die Län­genänderung des Fertigteilstrangs bewirkt eine entsprechende Verkürzung, d.h. Entspannung der nicht in Beton eingebetteten Endabschnitte der Spannglieder. Die Längenänderung des Fertigteil­strangs beträgt bei einem 80 m langen Spannbett:
Δℓ₁ ≈ ℓ₁ x α_t x Δt = 80 x 10⁻⁵ x 20
= 1600 x 10⁻⁵ = 1.610⁻² m
Die Längenänderung aus Vorspannung in den Endabschnitt beträgt bei ℓ₂ = Länge eines Endabschnitts = 1,5 m:
Δ ℓ₂ = 2 x ℓ₂ x ε_v = 2 x 1,5 m x 5 x 10⁻³ = 1,5 x 10⁻²,
d.h. diese Längenänderung hat dieselbe Größenord­nung wie die Längenänderung des Stranges, d.h. an den Endflächen ist die Vorspannung null. Der Grenzfall 2 ist demnach der kritische Fall und ist gekennzeich­net durch das Verhältnis freie Spannglied-Endlängen zu Spannbettlänge.

[0005] Die wirklichen Abläufe bei der Erhärtung liegen zwischen den beiden Grenzfällen. Der Vorspannungsverlust in den Endabschnitten der Spannglieder liegt zwischen 4 und 100 %, im praktischen Fall des Beispiels bei etwa 25 %.

[0006] Der Spannungsverlust von 25 % wirkt als Vorspannung an den Stirnflächen der beiden Fertigteile in der Endlage und muß in einem Frühstadium der Erhärtung vom Beton aufgenommen werden. Diese Vorspannung ist genügend groß, um bei dem jungen Beton die Haftfestigkeit zum Spannglied und die Spaltzugfestigkeit im Eintragungs­bereich der Kraft zu überschreiten und Schaden in den Endverankerungsstrecken des Spannglieds zu erzeugen.

[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, bei Herstellung von Fertigteilen im Spannbett Schäden in der Endlage angeordneter Fertigteile zu vermeiden.

[0008] Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, wie es im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 be­schrieben ist.

[0009] In Anspruch 2 ist ein Widerlagerelement zur Durch­führung des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben, das für Beton mit normalem Erhärtungsverhalten die Voraussetzungen des Anspruchs 1 erfüllt.

[0010] In Anspruch 3 werden Mittel vorgeschlagen, mit denen die Reibung zwischen Widerlagerelement und Schalung gesteigert und die Länge und damit zugleich die Kosten für das Widerlagerelement vermindert werden können.

[0011] Zur weiteren Erhöhung der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens wird man anstreben, die Widerlagerelemente so auszubilden, daß sie wirtschaftlich weiternutz­bar sind.

[0012] Die Erfindung wird mit einem Beispiel in den Figuren 1 bis 5 erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 + 2: ein Spannbett für die Herstellung langer Fertigteile, z.B. Weichenschwellen.
Fig. 1 in Aufsicht, Fig. 2 im Längsschnitt;

Fig. 3 : einen Längsschnitt durch ein Widerlagerelemen nach Anspruch 3 mit erfindungsgemäßer die Reibung verstärkender Vorrichtung;

Fig. 4 + 5: das Beispiel einer Vorrichtung nach Anspruch 3.
Fig. 4 im Teilquerschnitt, Fig. 5 in Teilaufsicht.

[0013] Zu einer Vorrichtung zur Herstellung von langen vorge­spannten Fertigteilen 2/1, 2/2... 2/n - beispielsweise Weichenschwellen - im Spannbett werden die Fertigteile 2 in einer Schalung 1 zwischen Widerlagern 3, gegen die Spannglieder 4 verankert und vorgespannt sind, hinter­einanderliegend gegossen. In den Endbereichen 5,6 der Schalung 1 sind die erfindungsgemäßen Widerlagerelemente 7,8 angeordnet. Die einzelnen hintereinander in einem Spannbett gefertigten Fertigteile 2/1, 2/2...2/n sind durch die Kopfscalungen 10 der die Fertigteile 2 bildenden Trennvorrichtungen 9 begrenzt.

[0014] Das Widerlagerelement 8 ist durch die Reibung zwischen Schalung und Widerlagerelement in seiner Länge bestimmt. Das Widerlagerelement 7 weist eine die Reibung verstär­kende Vorrichtung 11 auf. Sie besteht aus zwei Teilen 12,13, von denen der Teil 12 fest mit der Seitenwand der Schalung 1 verbunden ist und sich nach oben keil­förmig verjüngt, während der Teil 13 mindestens die Dicke des Teils 12 aufweist - im Beispiel hat es eine größere Dicke und umgreift Teil 12 von drei Seiten -, den Teil 12 sich nach unten entsprechend öffnend übergreift und Mittel 14 aufweist, mit denen es nach oben aus der Schalung 1 ausziehbar ist.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von langen Fertig­teilen aus Spannbeton - vornehmlich von Weichen­schwellen - im Spannbett, wobei die Fertig­teile hintereinander zwischen Stirnschalungs­platten in einem von vorgespannten Spannglie­dern durchzogenem Spannbett hergestellt werden und die in unabhängig gegründeten Widerlagern verankerten Spannglieder nach ausreichender Erhärtung des Betons entspannt und zwischen den Stirnschalungsplatten aufeinanderfolgender Fertigteile durchtrennt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß zusammen mit den planmäßigen Fertigteilen (2/1, 2/2...2/n) in den Endbereichen (5,6) der Schalung (1) am Anfang und am Ende des Spannbetts je ein zusätzliches, im Regelfall verlorenes Widerlagerelement (7,8) aus Beton gegossen wird, und daß die Länge der Widerlager­elemente (7,8) so bemessen ist, daß die Reibungskraft zwischen Beton und Spannbettscha­lung mindestens so groß ist wie die Teilspann­kraft, die sich vor dem Lösen der Spannglieder (4) vom Widerlager (3) während des Erhärtungsprozesses des Betons auf die den Widerlagern (3) zugekehrten Stirnflächen dieser Widerlagerelemente (7,8) ergibt.

2. Widerlagerelemente aus Beton zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge des Elements bei einer Teilspann­kraft von 25 % der planmäßigen Vorspannung 1-1,5 m mißt.

3. Widerlagerelement nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet,
. daß auf den Seitentafeln der Schalung (1) des Spannbetts im Bereich der Kontaktflächen der Seitentafeln mit dem Widerlagerelement (7,8) je mindestens eine in den Lichtraum des Spannbetts hineinstehende, die Reibung zwischen Schalung (1) und Widerlagerelement (7,8) verstärkende Vorrich­tung (11) angeordnet ist,
. daß diese Vorrichtungen aus zwei Teilen (12, 13) bestehen, von denen der eine Teil (12) sich nach oben keilförmig verjüngt und fest mit der Schalungsseitenwand verbunden ist, während der andere mindestens gleich dicke Teil (13)den ersten Teil (12) übergreifend sich nach unten entsprechend keilförmig öffnet und nach oben entfernbar ist und
. daß der Freiraum, der durch Ziehen des lösbaren Teils (13) zwischen den Seitentafeln der Schalung des Spannbetts und dem Widerlagerelement (7,8) entsteht, in Längsachse des Spannbetts mindestens so lang ist, daß er das Mitgleiten des Wider­lagerelements (7,8) mit den sich entspannenden Spanngliedern (4) im Spannbett nach dem Lösen der Verankerung am Spanngliedwiderlager (3) ermöglicht.

Zeichnung