Verfahren und Anordnung zum Spannen eines Stufenankers

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Spannen eines Stufenankers gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1 und dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 13.

[0002] Verpressanker sind hinlänglich bekannt, beispielsweise als Erd- oder Felsanker. In der Regel bestehen sie aus einer Vielzahl achsparalleler Zugglieder aus Stahlstäben, Stahldrähten oder Stahldrahtlitzen, die in ein Bohrloch eingeführt werden. Durch Verpressen im Bohrlochtiefsten entsteht ein Verpresskörper, der die Zugglieder zur Lastübertragung in den Untergrund in Verbund mit dem umgebenden Erdreich bringt. Der Längsabschnitt eines Zugglieds, der zur Lastabtragung dient, wird als Verankerungslänge L_tb bezeichnet. Am gegenüberliegenden Ende sind die Zugglieder in einer sich gegen das luftseitige Bohrlochende abstützenden Verankerungsscheibe mit Hilfe von Verankerungskeilen verankert. Beim Spannen des Verpressankers können sich die Zugglieder in dem Bereich zwischen Verankerungsscheibe und Verpresskörper frei dehnen. Dieser Bereich wird deshalb auch als freie Stahllänge L_tf genannt.

[0003] Ein Stufenanker stellt eine besondere Ausführungsform eines Verpressankers dar, bei dem sich der Lastübertragungsbereich nicht konzentriert am Ende des Verpressankers befindet, sondern sich über einen größeren Längsabschnitt.des Verpressankers verteilt. Durch die Verteilung der Ankerkraft auf einen verlängerten Lastübertragungsbereich findet eine vergleichmäßigte Lasteintragung in den Untergrund statt und damit eine Verbesserung der Ankerwirkung. Die Verteilung der Lasten erreicht man durch die Verwendung von Zugglieder unterschiedlicher Länge, deren Enden in unterschiedlichen Bohrlochtiefen enden. Daraus ergibt sich eine axiale Staffelung der Verankerungslänge L_tb im Bohrloch.

[0004] Beim Spannen von Verpressankem erfordern die einschlägigen Normen, dass die Zugglieder aus Sicherheitsgründen bis zu einer vorgegebenen Prüflast Fp gespannt werden, bevor sie anschließend durch wiederholtes Ablassen und Wiederanspannen mit der Last des Gebrauchszustandes beaufschlagt werden. Für den Spannvorgang ist es bei Verpressankern mit Zuggliedern gleicher Länge üblich, hierzu eine Bündelspannpresse zu verwenden, bei der mit einem Pressenhub alle Zugglieder um den gleichen Weg gedehnt werden. Dadurch stellt sich während des Spannvorgangs in allen Zuggliedern ein identischer Spannungszustand ein.

[0005] Beim Spannen von Stufenankern besteht hingegen die Problematik, dass bei einheitlicher Dehnung aller Zugglieder aufgrund deren unterschiedlich freier Stahllängen L_tf sich unterschiedliche Spannungszustände einstellen würden. Kürzere Zugglieder würden gegenüber längeren Zuggliedern stärker beansprucht werden, so dass sich die Prüflast Fp bei kürzeren Zuggliedern schon bei einer Dehnung einstellte, bei der längere Zugglieder noch weit unterhalb der Prüflast F_p liegen.

[0006] Aus diesem Grund werden Stufenanker mit untereinander hydraulisch verbundenen Einzelspannpressen gespannt, d. h. jedem Zugglied ist eine Spannpresse zugeordnet, die das Zugglied bis zum Erreichen der Prüflast Fp dehnt. Aufgrund der unterschiedlichen freien Stahllängen L_tf der Zugglieder ergeben sich dabei unterschiedliche Dehnwege. Nach Erreichen der Prüflast Fp werden die einzelnen Zugglieder auf eine einheitliche Gebrauchslast eingestellt, d. h. nach Abschluss des Spannvorgangs weisen alle Zugglieder unabhängig von ihrer Länge die gleiche Last im Gebrauchszustand auf.

[0007] Durch die Notwendigkeit eine Vielzahl von Einzelspannpressen vorhalten und bedienen zu müssen stellt sich diese Vorgehensweise sowohl in technischer als auch wirtschaftlicher Hinsicht als äußerst aufwändig heraus. Zusätzlich ist mit dem Einsatz einer Vielzahl von Einzelspannpressen ein erheblicher Aufwand für die erforderliche Mess- und Protokollierarbeit verbunden. In technischer Hinsicht trägt das Beaufschlagen der einzelnen Zugglieder mit einer einheitlichen Gebrauchslast zwar zu einer hohen Ankerkraft bei, hat jedoch den Nachteil, dass im Falle unvorhergesehener Dehnungen des Ankers, beispielsweise durch Verformungen im Untergrund, die Dehnungsreserven der einzelnen Zugglieder unterschiedlich groß sind. Bei Zuggliedern mit kürzerer freier Stahllänge sind die Reserven schon nach kurzer Überdehnung aufgebraucht mit der Gefahr, dass diese Zugglieder versagen.

[0008] Zur Verringerung des Arbeitsaufwands beim Spannen ist aus der WO 03/100177 A1 ein Ankersystem mit einer Vielzahl von Zugelementen unterschiedlicher Länge bekannt, die alle gleichzeitig gespannt werden. Da jedoch bei dieser Vorgehensweise kürzere Zugglieder bezogen auf ihre Länge einer stärkeren Dehnung unterworfen und daher stärker beansprucht werden, wird erfindungsgemäß die Verwendung eines komprimierbaren Ausgleichselements im Bereich des Ankerfußes vorgeschlagen. Damit wird erreicht, dass kürzere Zugglieder beim Aufbringen der Spannkraft das Ausgleichselement stärker stauchen als längere, so dass am Ende des Spannvorgangs alle Zugglieder einen einheitlichen Spannungszustand bei unterschiedlicher Dehnung aufweisen.

[0009] Eine ähnliche Problematik liegt der in der JP 2000204550 offenbarten Spannvorrichtung für Spannglieder zu Grunde, wenngleich auch ohne Bezug auf Anker oder Stufenanker. Dort wird das Problem uneinheitlicher Spannungszustände einzelner Zugglieder bei deren Spannen durch den Einsatz von Spannkörpern vorgesehen, die im Bereich der Spannverankerung jeweils zwischen Zugglied und Spannvorrichtung zvvischengeschaltet sind. Ein Spannkörper besteht im Wesentlichen aus einer zylindrischen dickwandigen Platte, in die koaxial zur Spannrichtung der einzelnen Zugglieder verlaufende zylindrische Ausnehmungen eingebracht sind, in denen zylindrische Kolben längsverschieblich gelagert sind. Der Raum zwischen Kolben und Ausnehmung ist jeweils mit einer Druckflüssigkeit gefüllt und die Hohlräume aller Spannkörper sind nach Art eines kommunizierenden Systems miteinander verbunden. Jeder Kolben besitzt eine axiale Durchgangsbohrung zur Durchführung eines Zugglieds, das mittels Verankerungskeilen am Kolbenende festgelegt ist. Das Spannen der einzelnen Zugglieder erfolgt dann mit Hilfe einer Spannpresse, deren Kraft auf den Spannkörper wirkt. Ober das kommunizierende System der Hohlräume findet ein Lastausgleich zwischen den einzelnen Zuggliedern statt, indem die Kolben mit den einzelnen Verankerungsstellen eine Ausgleichsbewegung längs der Spannrichtung ausführen können.

[0010] Vor diesem Hintergrund stellt sich der Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren und eine Anordnung zum Spannen von Stufenankern anzugeben, mit dem der Spannvorgang vereinfacht und das Tragverhalten eines Stufenankers bei Überdehnung verbessert wird.

[0011] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie einer Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst.

[0012] Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

[0013] Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die Zugglieder eines Stufenankers ausgehend von deren jeweiliger Dehnung bei einer vorbestimmtem maximalen Last derart auf den Gebrauchszustand des Stufenankers einzustellen, dass alle Zugglieder im Gebrauchszustand um einen einheitlichen Längenbetrag weniger stark gedehnt sind als bei vorbestimmter maximaler Last. Die Dehnungsdifferenz der Zugglieder zwischen Vorspannung mit vorbestimmter maximaler Last und der Last im Gebrauchszustand ist somit für alle Zugglieder ein identisch Betrag. Aufgrund der unterschiedlichen freien Stahllängen der einzelnen Zugglieder führt die einheitliche Längenänderung der Zugglieder beim Übergang in den Gebrauchszustand jedoch zu unterschiedlichen Spannungszuständen der einzelnen Zugglieder.

[0014] Die vorbestimmte maximale Last ist dabei entsprechend den spezifischen Anforderungen des jeweiligen Anwendungsfalles frei wählbar und wird vorteilhafterweise der Prüflast F_P der Zugglieder entsprechen um deren mögliche Tragkraft voll auszunutzen.

[0015] Der sich daraus ergebende große Vorteil besteht darin, dass alle Zugglieder unabhängig von ihrer Länge bei einer Beanspruchung über die Gebrauchslast hinaus bis zum Erreichen der Grenztraglast des Stufenankers eine gleiche Tragreserve besitzen. Die Grenztraglast entspricht dabei dem Spannungszustand des Stufenankers bei dem alle Zugglieder mit der vorbestimmtem maximalen Last, vorzugsweise der Prüflast F_P , beaufschlagt sind. Damit zeichnet sich ein erfindungsgemäßer Stufenanker durch eine große Sicherheit gegen Versagen aus.

[0016] Der beschriebene Grundgedanke kann umgesetzt werden, indem die Zugglieder des Stufenankers mittels Einzelspannpressen bis zur vorbestimmten maximalen Last gespannt und dann weg- oder kraftabhängig abgelassen werden. Das Ablassen der Zugglieder kann dabei einzeln oder auf einmal erfolgen. Danach besitzen alle Zugglieder des Stufenankers eine einheitliche Traglastreserve.

[0017] Da damit aber immer noch ein nicht zu vernachlässigender Aufwand beim Spannen der Zugglieder erforderlich ist, geht eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung einen anderen Weg. Dabei wird ausgehend von den unterschiedlichen freien Stahllängen L_tf der einzelnen Zugglieder der Dehnweg bis zum Erreichen einer vorbestimmten maximalen Last, vorzugsweise der Prüflast Fp, für jedes Zugglied berechnet. Auf dieser Basis erfolgt dann ein Spannen aller Zugglieder in nur einer Spannebene, wobei Zugglieder mit unterschiedlich freier Stahllänge nacheinander und bis zum Erreichen der vorbestimmten maximalem Last mit unterschiedlicher, vorab berechneter Dehnung gespannt werden. Aus den Dehnungsdifferenzen im Spannweg unterschiedlicher Zugglieder ergibt sich, dass sich erst mit Erreichen der vorbestimmten maximalen Last in allen Zuggliedern gleichzeitig der gleiche Spannungszustand einstellt.

[0018] Der Vorteil dieser Vorgehensweise liegt zunächst darin, dass nur eine Presse für den Spannvorgang benötigt wird. Dies kann beispielsweise eine handelsübliche Bündelspannpresse sein, wodurch sich für den Betreiber eines erfindungsgemäßen Verfahrens lediglich geringe Investitionskosten gegenüber der Verwendung von Einzelspannpressen ergeben. Der Spannvorgang eines Stufenankers beschränkt sich auf nur einem Arbeitshub und ist somit rasch bewerkstelligt. Da nur eine Presse Verwendung findet, entsteht dabei ein nur geringer Aufwand für Mess- und Protokollierarbeiten. Dies gereicht der Erfindung zu einer einfachen Bedienung und schnellen Ausführung des Spannvorgangs, was nicht zuletzt deren Wirtschaftlichkeit steigert.

[0019] Nach Spannen der Zugglieder auf die vorbestimmte maximale Last wird der Stufenanker auf den Gebrauchszustand eingestellt. Dabei wird auch hier ein Zustand hergestellt, bei dem die einzelnen Zugglieder um einen gegenüber der Dehnung unter der vorbestimmten maximalen Last für alle Zugglieder gleichen Betrag weniger stark gedehnt sind. Dadurch besitzen unter Gebrauchslast des Stufenankers alle Zugglieder die gleiche Dehnungsreserve bis zum Erreichen der vorbestimmten maximalen Last. Bei einer Überdehnung des Stufenankers im Gebrauchszustand kann daher die Ankerkraft ohne Überbeanspruchung des Ankers gesteigert werden. Die beste Ausnutzung und damit maximale Tragkraft ergibt sich mit dem gleichzeitigen Erreichen der vorbestimmten maximalen Last in allen Zuggliedern. Ein erfindungsgemäß vorgespannter Stufenanker stellt somit ein Optimum an Sicherheit gegenüber Überdehnung dar bei einfacher und schneller Durchführung des Spannvorgangs.

[0020] Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

[0021] Es zeigen

Fig. 1a einen Längsschnitt durch einen gespannten Stufenanker,

Fig. 1b den Lastübertragungsbereich des unter Fig. 1a dargestellten Stufenankers,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Anordnung zum Spannen des in Fig. 1 dargestellten Stufenankers,

Fig. 3a und 3b eine Seitenansicht und Draufsicht auf den Fixierabschnitt eines erfindungsgemäßen Spannkeils der in Figur 2 dargestellten Anordnung,

Fig. 4a und 4b eine Seitenansicht und Draufsicht auf den Klemmabschnitt eines erfindungsgemäßen Spannkeils der in Figur 2 dargestellten Anordnung,

Fig. 5a und 5b eine Seitenansicht und Draufsicht auf ein Justierelement für einen erfindungsgemäßen Spannkeil der in Figur 2 dargestellten Anordnung,

Fig. 6 eine teilgeschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Spannkeils in Kombination mit einem erfindungsgemäßen Justierelement,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch einen Stufenanker im Bereich der Spannebene während des Einrichtens der Spannkeile,

Fig. 8 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Justierelements und

Fig. 9 ein Diagramm mit dem Last-Dehnungsverlauf der einzelnen Zugglieder.

[0022] Fig. 1 zeigt einen Erdanker als Stufenanker 1 im Gebrauchszustand. Der Stufenanker 1 ist in ein Bohrloch 2 eingeführt, dessen luftseitige Öffnung von einer Auflagerplatte 3 eingefasst ist. Die Auflagerplatte 3 besitzt eine zentrale Öffnung, durch welche sich der Stufenanker 1 mit seinem luftseitigen Ende hindurch erstreckt. Die Längsachse des Stufenankers 1 ist mit 14 bezeichnet.

[0023] Der Stufenanker 1 setzt sich aus mehreren achsparallelen Zuggliedern 4, 5 und 6 zusammen. Jedes der Zugglieder 4, 5 und 6 besteht im wesentlichen aus einer Stahldrahtlitze 7, die über den größten Teil ihrer Länge mit einer Ummantelung 8 versehen ist. Das dem Bohrlochgrund zugeordnete Ende 9 der Stahldrahtlitze 7 hingegen bleibt nackt. Durch die unterschiedlichen Längen der Zugglieder 4, 5 und 6 ergibt sich eine in Längsrichtung 14 des Stufenankers 1 gestaffelte Anordnung der Enden 9 der Stahldrahtlitzen 7 im Bohrloch 2.

[0024] Die gegenüberliegenden luftseitigen Enden der Zugglieder 4, 5 und 6 sind durch Bohrungen in einer Verankerungsscheibe 10 geführt. Zur Bildung einer Aufnahme 11 erweitern sich die Bohrungen in Richtung der freien Enden der Zugglieder 4, 5 und 6 konusförmig. In den Aufnahmen 11 sind in bekannter Weise dreigliedrige segmentförmige Verankerungskeile 12 angeordnet, die sich gegen die Verankerungsscheibe 10 abstützen und dabei eine Klemmwirkung auf die Stahldrahtlitzen 7 ausüben, wodurch sich eine Verankerung der Stahldrahtlitzen 7 in der Verankerungsscheibe 10 einstellt.

[0025] Zur Eintragung der Ankerkraft in den Untergrund ist das Bohrloch 2 mit einem Injektionsmörtel 13 verpresst. Im Bereich der freien Enden 9 kommt es dabei zu einem Verbund zwischen den Litzen 7 und dem Injektionsmörtel 13, so dass die Ankerkraft auf die Wandung des Bohrlochs 2 und im Weiteren auf das umgebende Erdreich übertragen wird. Der Bereich der Zugglieder 4, 5, 6, der zur Lastabtragung in den Untergrund wirksam ist, ist als Verankerungslänge L_tb bezeichnet.

[0026] Im Bereich der Ummantelung 8 hingegen verhindert die Ummantelung 8 die Ausbildung eines kraftschlüssigen Verbundes zwischen den Litzen 7 und dem Injektionsmörtel 13. Die Litzen 7 sind trotz des Injektionsmörtels 13 frei dehnbar in der Ummantelung 8 angeordnet, so dass im Bereich der Ummantelung 8 keine Lastübertragung in den Untergrund stattfinden kann. Der Bereich der freien Dehnbarkeit der Litzen 7 wird als freie Stahllänge L_tf bezeichnet und ist in Figur 1b lediglich für das Zugglied 6 eingezeichnet.

[0027] Wie aus Fig. 1b ersichtlich, erfolgt bei einem Stufenanker 1 die Lasteintragung in den Untergrund entsprechend der im Bohrloch 2 gestaffelten Anordnung der freien Enden 9 der Drahtlitzen 7. Die Ankerkraft wird somit nicht konzentriert in einer Verankerungsebene in den Untergrund eingetragen, sondern über einen durch die Wahl der Staffelung der Zugelemente 4, 5, 6 bestimmbaren Längsabschnitt, der im vorliegenden Beispiel aus der dreifachen Verankerungslänge L_tb besteht.

[0028] Fig. 2 zeigt eine Anordnung zum Spannen des in Fig. 1 beschriebenen Stufenankers 1 in einem Längsschnitt. Auf der rechten Seite der Darstellung sieht man das luftseitige Ende des Stufenankers 1 mit Auflagerplatte 3, Verankerungsscheibe 10 und Verankerungskeilen 12. Zum Zeitpunkt des Spannens des Stufenankers 1 sind die Litzen 7 der Zugglieder 4, 5 und 6 noch nicht hinter den Verankerungskeilen 12 abgetrennt (siehe Fig. 1), sondern setzen sich in der Längsachse 14 des Stufenankers 1 fort, um die Anbringung einer Spannanordnung zu ermöglichen.

[0029] Die in Fig. 2 dargestellte Spannanordnung umfasst im wesentlichen eine Bündelspannpresse 15 mit einem in der Ankerlängsachse 14 ausgerichteten, das Gehäuse der Bündelspannpresse 15 bildenden Spannzylinder 16 und einem darin verschieblich angeordneten Spannkolben 17. Der Spannzylinder 16 weist zur besseren Handhabung Handgriffe 18 auf, der Spannkolben 17 eine zentrale Durchführung für die Litzen 7 der Zugglieder 4, 5 und 6.

[0030] Fig. 2 zeigt die Bündelspannpresse 15 in der Ausgangsstellung für den Spannvorgang, bei der der Spannkolben 17 vollständig in den Spannzylinder 16 eingefahren ist. Zum Spannen des Stufenankers 1 wird der Spannkolben 17 ausgefahren. Der dabei von dem Spannkolben 17 beschriebene Spannweg definiert sowohl die Spannachse 26 als auch die Spannrichtung 27.

[0031] Bohrlochseitig stützt sich die Bündelspannpresse 15 auf einem hohlzylindrischen Bauteil 19 ab, das zum Zurückhalten der Verankerungskeile 12 in den Aufnahmen 11 der Verankerungsscheibe 10 während des Spannens der Zugglieder 4, 5, 6 dient. Das Bauteil 19 ist zu diesem Zweck auf die Verankerungsscheibe 10 aufgesetzt und somit druckkraftübertragend zwischen Bündelspannpresse 15 und Verankerungsscheibe 10 zwischengeschaltet. Das Zurückhalten der Verankerungskeile 12 bewirkt eine das Bauteil 19 stirnseitig verschließende Keilrückhaltescheibe 20. Diese wandert beim Ablassen der Zugglieder 4, 5, 6 während des Prüfvorgangs mit den Verankerungskeilen 12 mit. Erst nach dem letzten Ablassen und vor dem Aufspannen der Zugglieder 4, 5, 6 auf die Gebrauchslast F_W wird die Keilrückhaltescheibe 20 im Bauteil 19 festgelegt.

[0032] Der Spannkolben 17 trägt mit seinem freien Ende eine ebenfalls lochscheibenförmige Klemmplatte 21, die in ihrer Ausbildung weitestgehend der Verankerungsscheibe 10 entspricht. Die Klemmplatte 21 besitzt also Durchgangsbohrungen, die sich zur Bildung von Aufnahmen 22 zu deren Stirnseite 23 hin konisch erweitern. Durch jede Aufnahme 22 erstreckt sich die bloße Litze 7 der Zugglieder 4, 5 und 6, die somit mit ihrem freien Ende über die Stirnseite 23 der Klemmplatte 21 hinausragen.

[0033] Auf den überstehenden Enden der Litzen 7 sitzen Sperrelemente in Form von Spannkeilen 25, deren Aufgabe darin besteht, die Litzen 7 für den Spannvorgang gegenüber der Klemmplatte 21 in Spannrichtung 27 zu fixieren. Dies geschieht durch Einklemmen der Litze 7 mittels eines Spannkeils 25, der sich wiederum gegen die Wandung der Aufnahme 22 der Klemmplatte 21 abstützt. Zwar wird die Klemmkraft über die gesamte Länge des Spannkeils 25 in die Litze 7 eingetragen. Zur Vereinfachung des Verständnisses der Erfindung wird jedoch bei der weiteren Betrachtung die Klemmwirkung auf eine idealisierte, radial zur Spannachse 26 ausgerichtete und spannkeilspezifische Klemmebene A, B, C reduziert.

[0034] Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die Spannkeile 25 vor dem Spannen in Spannrichtung 26 gestaffelt angeordnet. Der Spannkeil 25 für die Litze 7 des Zugglieds 4 definiert somit die Klemmebene A, der Spannkeil 25 für die Litze 7 des Zugglieds 5 die Klemmebene B und der Spannkeil 25 der Litze 7 des kürzesten Zugglieds 6 die Klemmebene C. Der Abstand der Klemmebene B von der Klemmebene A ist in Figur 2 mit Δl₁ bezeichnet, der Abstand der Klemmebene C von der Klemmebene A mit Δl₂.

[0035] Dem gegenüber wird als Spannebene 24 diejenige radial zur Spannachse 26 ausgerichtete Ebene bezeichnet, die sich beim Spannen des Stufenankers 1 in Spannrichtung 27 bewegt und dabei die Spannkraft auf die Zugglieder 4, 5, 6 überträgt. Eine Beaufschlagung einer Litze 7 mit Spannkraft und damit eines Zugglieds 4, 5, 6 tritt demgemäß erst ein, wenn die Spannebene 24 deckungsgleich mit einer der Klemmebene A, B, C geworden ist.

[0036] Im vorliegenden Beispiel wird die Spannebene 24 von der Klemmplatte 21 verkörpert. Die Spannebene 24 und eine Klemmebene A, B, C sind dann deckungsgleich, sobald der Spannkeil 25 fest in der Aufnahme 22 der Klemmplatte 21 sitzt. Dieser Zustand ist in Figur 2 für das Zugglied 4 wiedergegeben. Infolge der geometrischen Abstimmung der Aufnahmen 22 der Klemmplatte 21 auf die Geometrie der Spannkeile 25 liegt die Spannebene 24 zudem in der Ebene der Stirnseite 23 der Klemmplatte 21.

[0037] Die Funktion der beschriebenen Anordnung sowie der Verlauf des Spannvorgangs wird später unter zusätzlicher Zuhilfenahme von Fig. 9 noch weiter erläutert.

[0038] Der nähere Aufbau des zur Spannanordnung gehörenden Spannkeils 25 ist in seiner Gesamtheit in Fig. 6 gezeigt; dessen einzelne Bestandteile in den Fig. 3a, 3b, 4a, 4b. Die Fig. 3a und 3b zeigen den Fixierabschnitt 30 des Spannkeils 25 in einer Ansicht und Draufsicht. Der Fixierabschnitt 30 wird von einem dickwandigen Hohlzylinder 31 gebildet, in dessen Außenmantel im unteren Bereich eine Ringnut 32 eingefräst ist. Daraus ergibt sich an der unteren Stirnseite ein Ringflansch 33, der sich durch einen gegenüber dem Hohlzylinder 31 geringeren Außendurchmesser auszeichnet. Auf halber Höhe des Fixierabschnitts 30 sieht man ferner eine sich radial durch die Zylinderwandung erstreckende Gewindebohrung 34, die zur Aufnahme einer Madenschraube 35 (Fig. 6) dient.

[0039] Im Gebrauchszustand ist der Fixierabschnitt 30 zur Bildung eines vollständigen erfindungsgemäßen Spannkeils 25 mit dem in den Fig. 4a und 4b dargestellten Klemmabschnitt 36 axial zusammengefügt. Der Klemmabschnitt 36 besteht im wesentlichen aus drei identischen Keilsegmenten 37, die zylinderförmig zusammengesetzt die Form eines Kegelstumpfes mit axialer Durchgangsbohrung ergeben. Zur Verbesserung der Klemmkraftübertragung ist die Wandung der Durchgangsbohrung profiliert ausgebildet. Die Segmente 37 besitzen an ihrer äußeren Umfangsfläche eine Ringnut 38, in welcher eine Ringfeder 39 angeordnet ist, die die drei Segmente 37 zusammenhält. Solche Segmente 37 sind als Keile zum Spannen und Verankern von Zuggliedern an sich bekannt.

[0040] Erfindungsgemäß kommt hinzu, dass sich die Segmente 37 im dickwandigen Bereich zur gemeinsamen Bildung eines Verbindungsschaftes 42 mit konstanter Dicke axial fortsetzen. In diesem Bereich besitzen die Segmente 37 eine innen liegende Ringnut 40, so dass sich am stirnseitigen Ende des Verbindungsschaftes 42 ein Ringflansch 41 (Fig. 6) ergibt.

[0041] In Fig. 6 ist ein kompletter Spannkeil 25 abgebildet, teilweise in einer Seitenansicht, teilweise im Längsschnitt. Man sieht, wie eine formschlüssige Verbindung durch axiales Aneinandersetzen des Fixierabschnitts 30 und Klemmabschnitts 36 entsteht, wobei die Ringflansche 33 und 41 zur Ausbildung einer Verzahnung jeweils in die Ringnuten 32 und 38 eingreifen.

[0042] In der Längsachse des Spannkeils 25 bilden der Fixierabschnitt 30 und Klemmabschnitt 36 einen durchgängigen Hohlraum, so dass ein axiales Aufschieben des Spannkeils 25 auf eine in Fig. 6 lediglich gestrichelt angedeutete Litze 7 von deren freiem Ende her möglich ist. Durch Einschrauben der Madenschraube 35 dringt diese in den durchgehenden Hohlraum und stößt dabei auf die darin verlaufende Litze 7. Mit Hilfe der Madenschraube 35 ist es also möglich, den Fixierabschnitt 30 und damit den gesamten Spannkeil 23 gegenüber der Litze 7 zu fixieren.

[0043] Da die Spannkeile 25 die Klemmebenen A, B, C definieren, ist es für die Erfindung wesentlich, die Spannkeile 25 in bestimmungsgemäßer Position auf den Litzen 7 anzubringen. Für deren bestimmungsgemäße Position ist ausschließlich der vorab rechnerisch ermittelte axiale Abstand Δl der Spannkeile 25 untereinander maßgebend. Der erfindungsgemäße axiale Abstand Δl zwischen den Spannkeilen 25 der Zugglieder 4, 5 oder 6 entspricht jeweils der Differenz der Dehnungen der einzelnen Zugglieder beim Aufbringen der vorbestimmten maximalen Last auf jedes Zugglied ausgehend von dessen unbelastetem Ausgangszustand. Diese Dehnungsdifferenz Δl kann bei Kenntnis der freien Stahllänge L_tf und der vorbestimmten maximalen Last bzw. der Prüflast Fp rechnerisch ermittelt werden.

[0044] Zum erfindungsgemäßen Einrichten der Spannkeile 25 auf den Litzen 7 der Zugglieder 4, 5 und 6 im richtigen gegenseitigen Abstand dient vorteilhafterweise eine einheitliche Bezugsebene, deren axialer Abstand zu den einzelnen Klemmebenen A, B, C ermittelt und von der aus dann die Klemmebenen A, B, C eingemessen werden.

[0045] Im vorliegenden Beispiel dient als Bezugsebene die Stirnseite 23 der Klemmplatte 21, die gleichzeitig die Spannebene 24 darstellt. Da der Spannkeil 25 des Zugglieds 4 fest in der Aufnahme 22 der Klemmplatte 21 sitzt, befindet sich dessen Klemmebene A bereits in der Spannebene 24 und damit in der Bezugsebene. Es müssen daher nur noch die Abstände Δl₁ von der Bezugsebene zur Klemmebene B des Spannkeils 25 des Zugglieds 5 und Δl₂ von der Bezugsebene zur Klemmebene C des Spannkeils 25 des Zugglieds 6 eingemessen werden.

[0046] Für diesen Arbeitsvorgang eignet sich vorteilhafterweise das vor allem in den Figuren 5a und b dargestellte Justierelement 45, dessen erfindungsgemäße Verwendung die Figuren 6 und 7 zeigen. Das Justierelement 45 besteht im wesentlichen aus einer Ringscheibe 46, die im Durchmesser und der Größe der Durchgangsöffnung dem Fixierabschnitt 30 entspricht. Am Außenumfang der Ringscheibe 46 ist eine Gewindemutter 47 befestigt, durch welche ein Gewindestab 48 senkrecht zur Ebene der Ringscheibe 46 geschraubt werden kann. Mit Hilfe einer Kontermutter 49 lässt sich die Lage des Gewindestabs 48 gegenüber der Ringscheibe 46 festlegen. Auf dem oberen Ende des Gewindestabs 48 sitzt eine Kappenmutter 50. Für jeden einzurichtenden Spannkeil 25 wird vorzugsweise ein eigenes Justierelement 45 vorgehalten.

[0047] Die Verwendung der Justierelemente 45 geht aus den Figuren 6 und 7 hervor. Da ein Spannkeil 25 mit seiner Oberseite mit dem bekannten, spannkeilspezifischen Betrag p über die Klemmebene A, B, C hinausragt und die Justierelemente 45 mit der Unterseite der Ringscheibe 46 eine Kontaktfläche mit der Oberseite der Spannkeile 25 ausbilden, wird zunächst der Gewindestab 48 eines jeden Justierelements 45 auf den erforderlichen Überstand P_1,2 + Δl_1,2 gegenüber der Unterseite der Ringscheibe 46 eingestellt (siehe Fig. 6). Δl_1,2 entspricht dem vorab rechnerisch ermittelten Betrag, um welchen die kürzeren Zugglieder 5 und 6 gegenüber dem längsten Zugglied 4 weniger stark gedehnt werden müssen, damit bei Erreichen der vorbestimmten maximalen Last sich in allen Zuggliedern 4, 5 und 6 der gleiche Spannungszustand einstellt.

[0048] Die so voreingestellten Justierelemente 45 werden zusammen mit den Spannkeilen 25 in der aus Fig. 7 ersichtlichen Art und Weise auf die Enden der Litzen 7 der Zugglieder 5 und 6 geschoben, bis der Gewindestab 48 jeweils auf die Stirnseite 23 der Klemmplatte 21 aufläuft. Dadurch stellt sich der erfindungsgemäße Abstand Δl_1,2 der Klemmebenen A, B, C zueinander ein.

[0049] Durch Eindrehen der Madenschraube 35 erfolgt eine Fixierung der Spannkeile 25 auf den Litzen 7 in dieser Position. Danach können die Justierelemente 45 wieder von den Litzen 7 abgenommen werden. Der auf diese Weise erreichte Zustand entspricht dem in Fig. 2 dargestellten Ausgangszustand vor dem Betätigen der Bündelspannpresse 15.

[0050] Eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Justierelements 52 ist in Fig. 8 dargestellt. Dort sieht man einen kreisscheibenförmigen Grundkörper 53 der entsprechend der Anzahl und Anordnung der Zugglieder 4, 5, 6 mit Durchgangsbohrungen versehen ist. Die Bohrungen besitzen an ihrer inneren Mantelfläche eine Innengewinde, das infolge der gewählten Darstellung nicht sichtbar ist.

[0051] Durch jede der Bohrungen erstreckt sich jeweils eine Abstandshülse 54 deren Außenmantel ein mit dem Innengewinde korrespondierendes Außengewinde 55 besitzt. Auf diese Weise sind die Abstandshülsen 54 in die Durchgangsbohrungen des Grundkörpers 53 einschraubbar. Durch mehr oder weniger weites Einschrauben der Abstandshülsen 54 in den Grundkörper 53 kann die Lage des freien Endes der Abstandshülsen 54 eingestellt werden. Eine auf die Abstandshülse 54 aufgeschraubte und sich gegen den Grundkörper 53 abstützende Kontermutter 56 fixiert die Lage der Abstandshülse 54 in der eingestellten Position.

[0052] Auf diese Weise werden die Abstandshülsen 54 in ihrer gegenseitigen Lage derart eingestellt, dass ihre freien Enden im Abstand der Klemmebenen A, B, C angeordnet sind, wobei die Abstandshülsen 54 mit dem größten Überstand zum Grundkörper 53 den Zuggliedern 4, 5 mit längerer freier Stahlstrecke L_tf zugeordnet sind und Abstandshülsen 54 mit kleinerem Überstand zum Grundkörper 53 den Zuggliedern 5, 6 mit kleinerer freier Stahllänge L_tf.

[0053] Der bestimmungsgemäße Gebrauch eines solchen Justierelements 52 erfolgt nachdem die Sperrelemente, das heißt im vorliegenden Beispiel die Spannkeile 25 bestehend aus Klemmabschnitt 36 und Fixierabschnitt 30 auf die einzelnen Litzen 7 aufgeschoben worden sind. Danach werden die freien Enden der Litzen 7 der einzelnen Zugglieder 4, 5, 6 einzeln jeweils durch die ihnen zugeordnete Abstandshülse 54 hindurch gefädelt und das Justierelement 52 insgesamt auf den Litzen 7 in Richtung der Klemmplatte 21 geschoben. Dabei geraten die einzelnen Spannkeile 25 nach und nach in Anlage mit den freien Enden der Abstandshülsen 54, wodurch sich ein Abstand der Spannkeile 25 entsprechend dem Abstand der Klemmebenen A, B, C untereinander ergibt. Um den Spannweg möglichst kurz zu gestalten, wird das Justierelement 52 vorteilhafterweise soweit auf den Stufenanker 1 aufgeschoben, bis die Abstandshülse 54 mit dem größten Überstand über den Grundkörper 53 den Spannkeil 25 auf dem Zugglied 4, 5 mit der längsten freien Stahllänge L_tf in die zugehörige Aufnahme 22 in der Klemmplatte 21 drückt. Die in Längsrichtung gestaffelte Anordnung der übrigen Spannkeile 25 auf den Zuggliedern 5, 6 mit kürzerer freier Stahllänge L_tf ergibt sich dabei von selbst.

[0054] Der Spannvorgang wird nachfolgend anhand der Figuren 2 und 9 näher beschrieben. Mit Ausfahren des Spannkolbens 17 aus der Bündelspannpresse 15 wird die Klemmplatte 21 entlang der Spannachse 26 in Richtung des Pfeils 27 bewegt. Da die Spannkeile 25 auf den Litzen 7 der längsten Zugglieder 4 bereits fest in der Aufnahme 22 der Klemmplatte 21 sitzen, befindet sich die Spannebene 24 in der Klemmebene A. Durch Ausfahren des Spannkolbens 17 wird eine linear ansteigende Last im Zugglied 4 erzeugt. Der Lastverlauf entspricht der in Fig. 9 dargestellten Linie a.

[0055] Nach Erreichen eines Spannwegs von Δl₁ gelangt die Spannebene 24 in eine mit der Klemmebene B deckungsgleiche Position, das heißt die Spannkeile 25 auf der Litze 7 des zweitlängsten Zugglieds 5 sitzen passgenau in den Aufnahmen 22. Durch weiteres Ausfahren des Spannzylinders 17 werden nun beide Zugglieder 4 und 5 gedehnt, wobei die Last im Zugglied 4 weiter gesteigert und eine Last mit dem Verlauf b im Zugglied 5 initiiert wird.

[0056] Mit dem weiteren Spannen des Stufenankers 1 gelangt die Spannebene 24 nach Zurücklegen des Spannwegs Δl₂ in den Bereich der Klemmebene C und damit die Spannkeile 25 auf den Litzen 7 des kürzesten Zugglieds 6 in die Aufnahmen 22. Durch weiteres Ausfahren des Spannzylinders 17 bis zu einem maximalen Spannweg Δl_max sind nun alle Zugglieder 4, 5 und 6 mit der vorbestimmten maximalen Last beaufschlagt. Der Spannungsverlauf des Zugglieds 6 ist mit c bezeichnet.

[0057] Wie aus Figur 9 hervorgeht ist der Lastanstieg in den einzelnen Zuggliedern 4, 5 und 6 bei konstanter Dehnung um so steiler, je kürzer deren freie Stahllänge L_tf ist. Aus diesem Grund weisen kürzere Zugglieder einen Spannungsverlauf mit höherer Steigung auf. Der Abstand Δl₁ der Klemmebene A von B sowie der Abstand Δl₂ der Klemmebene A von C ist dabei unter Berücksichtigung der jeweiligen freien Stahllängen L_tf so gewählt, dass die Spannungsverläufe a, b, c mit zunehmendem Spannweg derart konvergieren, dass in den einzelnen Zuggliedern 4, 5 und 6 gleichzeitig die vorbestimmte maximale Last, vorzugsweise die Prüflast F_P , erreicht wird.

[0058] Durch anschließendes Ablassen des Stufenankers 1 durch Zurückfahren des Spannkolbens 17 um den Wert Δl_max - Δl_w oder Zurückfahren des Spannkolbens 17 und anschließendes Aufspannen der Zugglieder 4, 5, 6 um den Wert Δl_wwerden die einzelnen Zugglieder 4, 5 und 6 auf die Gebrauchslast F_w des Stufenankers 1 eingestellt. Das Erreichen der Gebrauchslast F_w kann über den damit korrespondierenden Pressendruck oder den Pressenhub angezeigt werden. In diesem Zustand weisen längere Zugglieder höhere Spannungen auf als kürzere Zugglieder (Fig. 9). Daraus ergibt sich eine einheitliche Dehnungsreserve für alle Zugglieder 4, 5, 6 des Stufenanker 1 in der Höhe von Δl_max - Δl_w.

Ansprüche

1. Verfahren zum Spannen eines Stufenankers (1) mit einer Vielzahl von Zuggliedern (4, 5, 6), die in unterschiedlichen Tiefen im Bohrloch (2) verankert sind und demzufolge unterschiedliche freie Stahllängen (L_tf) besitzen, wobei jedes Zugglied (4, 5, 6) bis zu einer vorbestimmten maximalen Last gespannt und dann auf die Gebrauchslast (F_W) eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einstellen des Stufenankers (1) auf die Gebrauchslast (F_W) alle Zugglieder (4, 5, 6) bezogen auf die jeweilige Dehnung (Δl_max) bei der vorbestimmten maximalen Last auf eine demgegenüber um eine einheitliche Dehnungsdifferenz (Δl_max - Δl_W) verringerte Dehnung (Δl_W) eingestellt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte maximale Last der Prüflast (F_P) entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellen auf die Gebrauchslast (F_W) durch Ablassen der Zugglieder (4, 5, 6) erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellen der Zugglieder (4, 5, 6) auf die Gebrauchslast (F_W) wegabhängig oder kraftabhängig erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass alle Zugglieder (4, 5, 6) gleichzeitig abgelassen werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Spannvorgang zuerst bei Zuggliedern (4, 5, 6) mit längerer freier Stahllänge (L_tf) begonnen wird und Zugglieder (4, 5, 6) mit kürzerer freier Stahllänge (L_tf) nachfolgen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannvorgang für alle Zugglieder (4, 5, 6) gleichzeitig beendet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Zugglieder (4, 5, 6) mit gleicher freier Stahllänge (L_tf) gleichzeitig gespannt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugglieder (4, 5, 6) unabhängig voneinander gespannt werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannen der Zugglieder (4, 5, 6) in einer einzigen Spannebene (24) für alle Zugglieder (4, 5, 6) erfolgt, wobei vor dem Spannen für jedes Zugglied (4, 5, 6) eine Klemmebene (A, B, C) festgelegt wird und mit dem Erreichen der Klemmebene (A, B, C) eines Zugglieds (4, 5, 6) durch die Spannebene (24) eine Kraftkopplung zwischen Spannebene (24) und Zugglied (4, 5, 6) hergestellt wird, wobei die Klemmebenen (A, B, C) kürzerer Zugglieder (4, 5, 6) in Spannrichtung nach den Klemmebenen (A, B, C) längerer Zugglieder (4, 5, 6) liegen.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Festlegung des Abstand (ΔI_1,2) der Klemmebenen (A, B, C) untereinander derart erfolgt, dass bei Erreichen einer vorbestimmten Grenzlast des Stufenankers (1) alle Zugglieder (4, 5, 6) einen identischen Spannungszustand aufweisen, vorzugsweise die Prüflast (F_P).

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (ΔI_1,2) der Klemmebenen (A, B, C) untereinander der Differenz in der Dehnung der einzelnen Zugglieder (4, 5, 6) bis zum Erreichen einer vorbestimmten maximalen Last, vorzugsweise der Prüflast (F_P ), entspricht, bedingt durch die unterschiedlichen freien Stahllängen der einzelnen Zugglieder (4, 5, 6).

13. Anordnung zum Spannen eines sich aus mehreren Zuggliedern (4, 5, 6) mit unterschiedlicher freier Stahllänge (L_tf) zusammensetzenden Stufenankers (1) mittels einer Spannpresse (15), die zwischen einer bohrlochseitigen Ankerebene (10) und einer Spannebene (24) angeordnet ist und mit einer Klemmplatte (21), die in der Spannebene (24) angeordnet ist und von der Spannpresse (15) in Spannrichtung (27) bewegbar ist, wobei die einzelnen Zugglieder (4, 5, 6) jeweils mit einem Sperrelement (25) versehen sind, die die Zugglieder (4, 5, 6) in der Spannebene (24) gegenüber der Klemmplatte (21) festlegen, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zugglieder (4, 5, 6) unterschiedlicher freier Stahllänge (L_tf) der Klemmplatte (21) zugeordnet sind und die Sperrelemente (25) in bezüglich der Spannrichtung gestaffelten Klemmebenen (A, B, C) angeordnet sind.

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass alle Sperrelemente (25) von Zuggliedern (4, 5, 6) mit gleicher freier Stahllänge (L_tf) der gleichen Klemmebene (A, B, C) zugeordnet sind.

15. Anordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugglieder (4, 5, 6) mit gleicher freier Stahllänge (L_tf) gleichmäßig auf einer Umfangslinie bezüglich der Spannachse (26) verteilt sind.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmebene (A, B, C) von Zuggliedern (4, 5, 6) mit kürzerer freier Stahllänge (L_tf) in Spannrichtung (27) nach der Klemmebene (A, B, C) von Zuggliedern (4, 5, 6) mit längerer freier Stahllänge (L_tf) angeordnet sind.

17. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (ΔI_1,2) der Klemmebenen (A, B, C) untereinander derart erfolgt, dass bei Beaufschlagung des Stufenankers mit einer vorbestimmten Grenzlast alle Zugglieder (4, 5, 6) einen identischen Spannungszustand aufweisen, vorzugsweise die Prüflast (F_P).

18. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zweier aufeinanderfolgender Klemmebenen (A, B, C) der Differenz der Dehnungen (ΔI_1,2) der einzelnen Zugglieder (4, 5, 6) entspricht, bei welcher Zugglieder (4, 5, 6) mit längerer freier Stahllänge (L_tf) die gleiche Last (F_P) aufweisen wie die Zugglieder (4, 5, 6) mit kürzerer freier Stahllänge (L_tf).

19. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrelemente (25) einen mehrgliedrigen keilförmigen Klemmabschnitt (36) und einen Fixierabschnitt (30) aufweisen, die miteinander verbunden sind, wobei durch den Fixierabschnitt (30) eine Festlegung des Sperrelements (25) gegenüber dem Zugglied (4, 5, 6) in der entsprechenden Klemmebene (A, B, C) erreichbar ist und durch den Klemmabschnitt (36) eine Festlegung des Zugglieds (4, 5, 6) gegenüber der Spannebene (24).

20. Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmabschnitt (36) und der Fixierabschnitt (30) durch formschlüssige Ausbildung im überlappenden Bereich miteinander verbunden sind, insbesondere durch Ringnut (32, 40) und Ringflansch (33, 41).

21. Anordnung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Fixierabschnitt (30) ringförmige Gestalt besitzt und eine radiale Gewindebohrung (34) aufweist, in welcher eine Madenschraube (35) zum Festlegen des Fixierabschnitts (30) gegenüber dem Zugglied (4, 5, 6) angeordnet ist.

22. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, gekennzeichnet durch ein Justierelement (45) zum Ausrichten eines Sperrelements (25) in der zugehörigen Klemmebene (A, B, C), wobei das Justierelement (45) zur Bildung einer Bezugsebene in Kontakt mit dem Sperrelement (25) bringbar ist und einen gegen eine Bezugsfläche, vorzugsweise gegen die Klemmplatte (21) wirkenden Abstandshalter besitzt.

23. Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Justierelement (45) eine auf ein Zugglied (4, 5, 6) aufschiebbare Ringscheibe (46) umfasst.

24. Anordnung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter auf unterschiedliche Abstände der Klemmebenen (A, B, C) zur Spannebene (24) einstellbar ist.

25. Anordnung nach Anspruch 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandhalter aus einem Gewindestab (48) besteht, der in einer an der Ringscheibe (46) befestigten Gewindemutter (47) geführt und vorzugsweise durch eine Kontermutter (49) gesichert ist.

26. Anordnung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Justierelement (45) vom Sperrelement (25) lösbar ist, um ein Abnehmen des Justierelements (45) vom Zugglied (4, 5, 6) nach Einrichten des Sperrelements (25) zu ermöglichen.

27. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, gekennzeichnet durch ein Justierelement (52) zum Ausrichten aller Sperrelemente (25) in den zugehörigen Klemmebene (A, B, C), wobei das Justierelement (52) einen Grundkörper (53) besitzt, an dem achsparallele Abstandhülsen (54) in ihrer Längsachse einstellbar befestigt sind, wobei die Enden der Abstandshülsen (54) entsprechend des Abstandes der Klemmebenen (A, B, C) voneinander gestaffelt angeordnet sind und jeweils eine Abstandshülse (54) einem Zugglied (4, 5, 6) zugeordnet ist, so dass mit dem Aufschieben des Justierelements (52) auf die freien Enden der Zugglieder (4, 5, 6) die Sperrelemente (25) in Anlage mit den Enden der Abstandshülsen (54) bringbar sind, wodurch sich deren gestaffelte Anordnung in den Klemmebenen (A, B, C) ergibt.

28. Anordnung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (53) achsparallele Bohrungen mit Innengewinde besitzt, und die Abstandshülsen (54) ein mit dem Innengewinde korrespondierendes Außengewinde (55) aufweisen, so dass die Abstandshülsen (54) durch mehr oder weniger weites Einschrauben in den Grundkörper (53) in ihrer relativen Lage zueinander in Längsrichtung einstellbar sind.

29. Anordnung nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch eine Kontermutter (56), die zur örtlichen Fixierung der Abstandshülsen (54) gegenüber dem Grundkörper (53) auf die Abstandshülsen (54) aufschraubbar sind.

30. Anordnung nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (53) im wesentlichen scheibenförmige, vorzugsweise kreisscheibenförmige Gestalt besitzt.

Claims

1. A method of tensioning a stepped anchor (1) with a plurality of tension members (4,5,6) which are anchored at different depths in the borehole (2) and, therefore, have different free steel lengths (L_tf), wherein each tension member (4,5,6) is tensioned up to a predetermined maximum load and is then adjusted to the working load (F_w), characterised in that to adjust the stepped anchor (1) to the working load (F_w) all the tension members (4,5,6) are adjusted in relation to the respective elongation (ΔI_max) at the predetermined maximum load to an elongation (ΔI_w) reduced accordingly by a uniform elongation difference (ΔI_max - ΔI_w).

2. A method according to Claim 1, characterised in that the predetermined maximum load corresponds to a test load (F_P).

3. A method according to Claim 1 or 2, characterised in that the adjustment to the working load (F_w) is effected by relieving the tension members (4,5,6).

4. A method according to any one of Claims 1 to 3, characterised in that the adjustment of the tension members (4,5,6) to the working load (F_w) is effected displacement-dependently or force-dependently.

5. A method according to any one of Claims 1 to 4, characterised in that all the tension members (4,5,6) are relieved simultaneously.

6. A method according to any one of Claims 1 to 5, characterised in that the tensioning procedure starts with tension members (4,5,6) of longer free steel length (L_tf) followed by tension members (4,5,6) of shorter free steel length (Lt_f).

7. A method according to any one of Claims 1 to 6, characterised in that the tensioning procedure for all the tension members (4,5,6) is concluded simultaneously.

8. A method according to any one of Claims 1 to 7, characterised in that tension members (4,5,6) with the same free steel length (L_tf) are tensioned simultaneously.

9. A method according to any one of Claims 1 to 8, characterised in that the tension members (4,5,6) are tensioned independently of one another.

10. A method according to any one of Claims 1 to 8, characterised in that the tensioning of the tension members (4,5,6) is effected in a single tensioning plane (24) for all the tension members (4,5,6), wherein, before the tensioning, for each tension member (4,5,6) a clamping plane (A,B,C) is determined and upon reaching the clamping plane (A,B,C) of a tension member (4,5,6) by the tensioning plane (24) a force coupling is established between the tensioning plane (24) and the tension member (4,5,6), wherein the clamping planes (A,B,C) of shorter tension members (4,5,6) lie in clamping direction after the clamping planes (A,B,C) of longer tension members (4,5,6).

11. A method according to Claim 10, characterised in that the determining of the distance apart (Δl_1,2) of the clamping planes (A,B,C) is effected in such a way that, upon reaching a predetermined limit load of the stepped anchor (1), all the tension members (4,5,6) have an identical tensioning state, preferably the test load (F_P).

12. A method according to Claim 10 or 11, characterised in that the distance apart (ΔI_1,2) of the clamping planes (A,B,C) corresponds to the difference in the elongation of the individual tension members (4,5,6) until a predetermined maximum load is attained, preferably the test load (F_P), depending on the different free steel lengths of the individual tension members (4, 5, 6) .

13. An assembly for tensioning a stepped anchor (1) assembled from a plurality of tension members (4,5,6) with different free steel length (L_tf) by means of a prestressing jack (15), which is arranged between an anchor plane (10) on the borehole side and a tensioning plane (24), and with a clamping plate (21), which is arranged in the tensioning plane (24) and can be moved by the prestressing jack (15) in the tensioning direction (27), wherein the individual tension members (4,5,6) are provided with a respective locking element (25), which locking elements locate the tension members (4,5,6) in the tensioning plane (24) relative to the clamping plate (21), characterised in that a plurality of tension members (4,5,6) of different free steel length (L_tf) are associated with the clamping plate (21) and the locking elements (25) are arranged in clamping planes (A,B,C) staggered in relation to the tensioning direction.

14. An assembly according to Claim 13, characterised in that all the locking elements (25) of tension members (4,5,6) of equal free steel length (L_tf) are associated with the same clamping plane (A,B,C).

15. An assembly according to Claim 13 or 14, characterised in that the tension members (4,5,6) of equal free steel length (L_tf) are uniformly distributed on a circumferential line in relation to the tensioning axis (26).

16. An assembly according to any one of Claims 13 to 15, characterised in that the clamping planes (A,B,C) of tension members (4,5,6) with shorter free steel length (L_tf) are arranged in tensioning direction (27) along the clamping plane (A,B,C) of tension members (4,5,6) with longer free steel length (L_tf).

17. An assembly according to any one of Claims 13 to 16, characterised in that the distance apart (ΔI_1,2) of the clamping planes (A,B,C) is such that, when a predetermined limit load acts on the stepped anchor, all the tension members (4,5,6) exhibit an identical tensioning state, preferably the test load (F_P).

18. An assembly according to any one of Claims 13 to 17, characterised in that the distance apart of two successive clamping planes (A,B,C) corresponds to the difference in the elongations (ΔI_1,2) of the individual tension members (4,5,6), in which tension members (4,5,6) with longer free steel length (L_tf) have the same load (F_P) as the tension members (4,5,6) with shorter free steel length (L_tf).

19. An assembly according to any one of Claims 13 to 18, characterised in that the locking elements (25) have a multipart wedge-shaped clamping portion (36) and a fixing portion (30) which are joined together, wherein the fixing portion (30) enables the locking element (25) to be located relative to the tension member (4,5,6) in the corresponding clamping plane (A,B,C) and the clamping portion (36) enables the tension member (4,5,6) to be located relative to the tensioning plane (24).

20. An assembly according to Claim 19, characterised in that the clamping portion (36) and the fixing portion (30) are joined together by being of form-locking shape in the overlapping zone, in particular by an annular groove (32,40) and an annular flange (33,41).

21. An assembly according to Claim 19 or 19, characterised in that the fixing portion (30) is of annular shape and has a threaded radial bore (34), in which a setscrew (35) is provided for locating the fixing portion (30) relative to the tension member (4,5,6).

22. An assembly according to any one of Claims 13 to 21, characterised by an adjusting element (45) for aligning a locking element (25) in the associated clamping plane (A,B,C), wherein the adjusting element (45) can be brought into contact with the locking element (25) so as to form a reference plane and has a spacer acting against a reference surface, preferably against the clamping plate (31).

23. An assembly according to Claim 22, characterised in that the adjusting element (45) comprises a washer (46) which can be pushed on to a tension member (4,5,6).

24. An assembly according to Claim 22 or 23, characterised in that the spacer can be adjusted to different distances apart of the clamping planes (A,B,C) relative to the tensioning plane (24).

25. An assembly according to Claims 22 to 24, characterised in that the spacer comprises a threaded rod (48) which is guided in a threaded nut (47) mounted on the washer (46) and is preferably secured by a lock nut (49).

26. An assembly according to any one of Claims 22 to 25, characterised in that the adjusting element (45) can be released from the locking element (25) so as to enable the adjusting element (45) to be removed from the tension member (4,5,6) after the positioning of the locking element (25).

27. An assembly according to any one of Claims 13 to 21, characterised by an adjusting element (52) for aligning all the locking elements (25) in the associated clamping plane (A,B,C), wherein the adjusting element (52) has a base member (53) on which axially parallel spacer sleeves (54) are fastened so as to be adjustable in their longitudinal axis, wherein the ends of the spacer sleeves (54) are arranged staggered from one another corresponding to the distance apart of the clamping planes (A,B,C) and in each case one spacer sleeve (54) is associated with a tension member (4,5,6) so that, when the adjusting element (52) is pushed on to the free ends of the tension members (4,5,6), the locking elements (25) can be brought into abutment with the ends of the spacer sleeves (54), thereby giving rise to their staggered arrangement in the clamping planes (A,B,C).

28. An assembly according to Claim 27, characterised in that the base member (53) has axially parallel internally threaded bores and the spacer sleeves (54) have an external screw thread (55) corresponding to the internal screw thread so that, by being screwed to a greater or lesser extent into the base member (53), the spacer sleeves (54) are adjustable in their relative position to one another in a longitudinal direction.

29. An assembly according to Claim 28, characterised by a lock nut (56) which can be screwed on to the spacer sleeves (54) so as to locate the spacer sleeves (54) in relation to the base member (53).

30. An assembly according to any one of Claims 27 to 29, characterised in that the base member (53) is of substantially disc-like shape, preferably of circular disc-like shape.

Revendications

1. Procédé pour tendre un ancrage étagé (1) pourvu d'une pluralité de tirants (4, 5, 6) qui sont ancrés à différentes profondeurs dans le trou foré (2) et qui possèdent donc des longueurs différentes d'acier libre (L_tf), sachant que chaque tirant (4, 5, 6) est tendu jusqu'à une charge maximale prédéterminée puis est réglé à la charge de travail (F_W), caractérisé en ce que, pour régler l'ancrage étagé (1) à la charge de travail (F_W), les tirants (4, 5, 6) sont tous réglés à un allongement (Δl_W) réduit d'une différence d'allongement uniforme ((Δl_max - Δl_W) par rapport à l'allongement respectif (Δl_max) à la charge maximale prédéterminée.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charge maximale prédéterminée correspond à la charge de test (F_P).

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le réglage à la charge de travail (F_W) s'effectue en détendant les tirants (4, 5, 6).

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le réglage des tirants (4, 5, 6) à la charge de travail (F_W) s'effectue en fonction de la course ou en fonction de la force.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les tirants (4, 5, 6) sont tous simultanément détendus.

6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le processus de tension commence avec les tirants (4, 5, 6) de plus grande longueur d'acier libre (L_tf) et se poursuit avec les tirants (4, 5, 6) de plus courte longueur d'acier libre (L_tf).

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le processus de tension s'achève simultanément pour tous les tirants (4, 5, 6).

8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les tirants (4, 5, 6) de même longueur d'acier libre (L_tf) sont simultanément tendus.

9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les tirants (4, 5, 6) sont tendus indépendamment les uns des autres.

10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la tension des tirants (4, 5, 6) s'effectue dans un unique plan de tension (24) pour tous les tirants (4, 5, 6), sachant qu'on définit avant la tension un plan de serrage (A, B, C) pour chaque tirant (4, 5, 6), et qu'à l'atteinte du plan de serrage (A, B, C) d'un tirant (4, 5, 6) par le plan de tension (24), on réalise un couplage de force entre le plan de tension (24) et le tirant (4, 5, 6), sachant que les plans de serrage (A, B, C) des tirants plus courts (4, 5, 6) se situent, dans la direction de tension, après les plans de serrage (A, B, C) des tirants plus longs (4, 5, 6).

11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la définition de l'espacement (ΔI_1,2) entre les plans de serrage (A, B, C) s'effectue de telle sorte que, à l'atteinte d'une charge limite prédéterminée de l'ancrage étagé (1), les tirants (4, 5, 6) présentent tous un état de tension identique, de préférence la charge de test (F_P).

12. Procédé selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que l'espacement (ΔI_1,2) entre les plans de serrage (A, B, C) correspond à la différence d'allongement des tirants individuels (4, 5, 6) jusqu'à l'atteinte d'une charge maximale prédéterminée, de préférence de la charge de test (F_P), du fait des longueurs différentes d'acier libre des tirants individuels (4, 5, 6).

13. Dispositif pour tendre un ancrage étagé (1) se composant de plusieurs tirants (4, 5, 6) ayant des longueurs différentes d'acier libre (L_tf), au moyen d'une presse tendeuse (15) qui est disposée entre un plan d'ancrage (10) côté trou foré et un plan de tension (24), et qui est pourvue d'une plaque de serrage (21) disposée dans le plan de tension (24) et pouvant être déplacée par la presse tendeuse (15) dans la direction de tension (27), sachant que les tirants individuels (4, 5, 6) sont respectivement pourvus d'un élément de blocage (25) qui fixe en position les tirants (4, 5, 6) dans le plan de tension (24) par rapport à la plaque de serrage (21), caractérisé en ce que plusieurs tirants (4, 5, 6) de longueurs différentes d'acier libre (L_tf) sont associés à la plaque de serrage (21), et les éléments de blocage (25) sont disposés dans des plans de serrage (A, B, C) échelonnés relativement à la direction de tension.

14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les éléments de blocage (25) de tirants (4, 5, 6) de même longueur d'acier libre (L_tf) sont tous associés au même plan de serrage (A, B, C).

15. Dispositif selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que les tirants (4, 5, 6) de même longueur d'acier libre (L_tf) sont uniformément répartis sur une ligne circonférentielle par rapport à l'axe de tension (26).

16. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que les plans de serrage (A, B, C) de tirants (4, 5, 6) de plus courte longueur d'acier libre (L_tf) sont disposés, dans la direction de tension (27), après les plans de serrage (A, B, C) de tirants (4, 5, 6) de plus grande longueur d'acier libre (L_tf).

17. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 16, caractérisé en ce que l'espacement (ΔI_1,2) entre les plans de serrage (A, B, C) s'effectue de telle sorte que, lorsque l'ancrage étagé est sollicité avec une charge limite prédéterminée, les tirants (4, 5, 6) présentent tous un état de tension identique, de préférence la charge de test (F_P).

18. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 17, caractérisé en ce que l'espacement entre deux plans de serrage consécutifs (A, B, C) correspond à la différence des allongements (Δl_1,2) des tirants individuels (4, 5, 6), pour lesquels les tirants (4, 5, 6) de plus grande longueur d'acier libre (L_tf) présentent la même charge de test (F_P) que les tirants (4, 5, 6) de plus courte longueur d'acier libre (L_tf).

19. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 18, caractérisé en ce que les éléments de blocage (25) présentent une partie de serrage cunéiforme (36) en plusieurs éléments et une partie d'immobilisation (30), qui sont mutuellement assemblées, sachant que la partie d'immobilisation (30) permet d'obtenir une fixation en position de l'élément de blocage (25) par rapport au tirant (4, 5, 6) dans le plan de serrage correspondant (A, B, C), et que la partie de serrage (36) permet d'obtenir une fixation en position du tirant (4, 5, 6) par rapport au plan de tension (24).

20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que la partie de serrage (36) et la partie d'immobilisation (30) sont mutuellement assemblées par une configuration en engagement positif dans la région de chevauchement, en particulier par une rainure annulaire (32, 40) et une bride annulaire (33, 41).

21. Dispositif selon la revendication 19 ou 20, caractérisé en ce que la partie d'immobilisation (30) possède une forme annulaire et présente un perçage fileté radial (34), dans lequel est disposée une vis sans tête (35) pour fixer en position la partie d'immobilisation (30) par rapport au tirant (4, 5, 6).

22. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 21, caractérisé par un élément d'ajustement (45) pour aligner un élément de blocage (25) dans le plan de serrage associé (A, B, C), sachant que l'élément d'ajustement (45) peut être amené en contact avec l'élément de blocage (25) pour former un plan de référence et possède un écarteur agissant contre une surface de référence, de préférence contre la plaque de serrage (21).

23. Dispositif selon la revendication 22, caractérisé en ce que l'élément d'ajustement (45) comprend une rondelle annulaire (46) pouvant être enfilée sur un tirant (4, 5, 6).

24. Dispositif selon la revendication 22 ou 23, caractérisé en ce que l'écarteur peut être réglé à différentes distances des plans de serrage (A, B, C) par rapport au plan de tension (24).

25. Dispositif selon l'une des revendications 22 à 24, caractérisé en ce que l'écarteur est constitué d'une tige filetée (48) qui est guidée dans un écrou fileté (47) fixé sur la rondelle annulaire (46), et qui est de préférence bloquée par un contre-écrou (49).

26. Dispositif selon l'une des revendications 22 à 25, caractérisé en ce que l'élément d'ajustement (45) peut être détaché de l'élément de blocage (25), afin de pouvoir retirer l'élément d'ajustement (45) du tirant (4, 5, 6) après avoir aligné l'élément de blocage (25).

27. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 21, caractérisé par un élément d'ajustement (52) pour aligner tous les éléments de blocage (25) dans les plans de serrage associés (A, B, C), sachant que l'élément d'ajustement (52) possède un corps de base (53) sur lequel des douilles d'espacement (54) parallèles à l'axe sont fixées avec possibilité de réglage dans leur axe longitudinal, sachant que les extrémités des douilles d'espacement (54) sont disposées en étant échelonnées conformément à l'espacement entre les plans de serrage (A, B, C) et qu'une douille d'espacement respective (54) est associée à un tirant (4, 5, 6), de sorte qu'en enfilant l'élément d'ajustement (52) sur les extrémités libres des tirants (4, 5, 6), les éléments de blocage (25) peuvent être amenés en application avec les extrémités des douilles d'espacement (54), conduisant ainsi à leur disposition échelonnée dans les plans de serrage (A, B, C).

28. Dispositif selon la revendication 27, caractérisé en ce que le corps de base (53) possède des perçages parallèles à l'axe, à filetage intérieur, et les douilles d'espacement (54) présentent un filetage extérieur (55) correspondant au filetage intérieur, de sorte que les douilles d'espacement (54) peuvent être réglées en direction longitudinale dans leur position relative mutuelle par un vissage plus ou moins profond dans le corps de base (53).

29. Dispositif selon la revendication 28, caractérisé par un contre-écrou (56) qui, afin d'immobiliser localement les douilles d'espacement (54) par rapport au corps de base (53), peut être vissé sur les douilles d'espacement (54).

30. Dispositif selon l'une des revendications 27 à 29, caractérisé en ce que le corps de base (53) possède essentiellement une forme de disque, de préférence de disque circulaire.

Zeichnung