Spannstahl

Hüllrohre für Spannstahl in der Brückenbodenplatte

Fertige Spannkabel mit Koppelanker

Spannstahl ist hochfester Stahl, der vor allem im Spannbetonbau zum Vorspannen verwendet wird. Spannstahl gehört meist zur Gruppe der unlegierten Stähle. Seine hohen Festigkeitswerte ermöglichen eine große elastische Dehnung des Stahles beim Vorspannen. Daraus ergeben sich im Spannbetonbau kleinere Spannkraftverluste infolge Kriechen und Schwinden des Betons, die die Vordehnung verringern und so die anfangs aufgebrachte Vorspannkraft abbauen.

Form und Eigenschaft

Die Bezeichnung der Spannstähle erfolgt entsprechend ihrer Festigkeit: In Deutschland lautet diese zurzeit St Streckgrenze (R_p0,2) / Nennwert der Zugfestigkeit (Rm) jeweils in N/mm², für eine Spanndrahtlitze z.B. St1570/1770. In Europa ist meist die Bezeichnung Y Zugfestigkeit in N/mm² üblich. Der Elastizitätsmodul für Spannstahl darf mit Ep = 195 000 N/mm² für Litzen und Ep = 205 000 N/mm² für Stäbe und Drähte angenommen werden. Die Spannstähle unterliegen in Deutschland der Bauaufsichtlichen Zulassung.

Vorspannstahl wird in verschiedenen Erzeugnisformen und Festigkeiten eingesetzt. So gibt es diesen heute in Deutschland zum Beispiel

als warmgewalzte Stäbe glatt mit Gewinde oder mit Gewinderippen und Durchmessern von 26 bis 40 mm und mit Festigkeiten von 835/1030 bis 1080/1230 N/mm²
als vergütete runde Drähte (glatt oder gerippt) mit Durchmessern von 5,2 bis 14 mm. (Beim Vergüten wird ein leicht legierter warmgewalzter Draht durch mehrstufige Wärmebehandlung auf die gewünschte Eigenschaft gebracht.)
als kaltgezogene runde Drähte (glatt oder profiliert), mit Durchmessern von 4 bis 12,2 mm mit Festigkeiten von 1370/1570 bis 1600/1860 N/mm². (Die kaltgezogenen Drähte werden durch einen Mehrfachziehvorgang auf die gewünschte Eigenschaft gebracht.)

Der bekannteste Spannstahl ist die Spanndrahtlitze, die aus 3 oder 7 verseilten kaltgezogenen runden Einzeldrähten mit Durchmessern von 6,9 bis 18,3 mm eingesetzt wird.

Ankerplatte mit Trompete des Hüllrohres und Spiralbewehrung

Spannglied

Erfolgt das Vorspannen gegen den erhärteten Beton, so wird der Spannstahl im vorzuspannenden Bauteil als Spannglied gleitfähig eingebaut. Dazu erhält er eine Schutzhülle, ein Metall- oder Plastikhüllwellrohr, die den Spannstahl vom Beton trennt. Zusätzlich wird der Spannstahl an seinen Enden mit Verankerungen versehen. Spannstahl, Hüllrohr und Verankerung bezeichnet man mit dem Sammelbegriff Spannglied.

Hüllrohr

Die Spannglieder werden auf einer Kabeltrommel entweder als fertige Einheit geliefert und eingebaut oder vor Ort zusammengebaut. Dabei werden die einzelnen Spannstahldrähte oder -litzen nacheinander durch das Hüllrohr geschossen und anschließend in die Anker eingefädelt. Der Hohlraum in den profilierten Hüllrohren wird entweder mit Zementmörtel verpresst (nachträglicher Verbund) oder ist schon werksseitig mit einem Fett gefüllt (ohne Verbund), wie bei der Monolitze, um den korrosionsempfindlichen Spannstahl zu schützen. Das Vorspannen geschieht mit hydraulischen Pressen.

Spannanker mit Ankerplatte, Ankerkopf und Keilverankerung der Spanndrahtlitzen

Spanngliedverankerung

Die Verankerung hat die Aufgabe, die Kräfte des Spanngliedes auf den Beton zu übertragen. Dies geschieht meist mit Ankerplatten, auf die der Spannstahl je nach Art durch Keilverankerung, aufgestauchte Köpfchen oder Muttern die Kräfte weiterleitet. Bei den Spanngliedverankerungen unterscheidet man zwischen den spannbaren (verschieblichen) Ankern, die zugänglich sind und an denen vorgespannt wird, sowie den festen (unverschieblichen) Ankern, an denen der Spannstahl schon beim Einbau verankert ist.

Siehe auch