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Title:
METHOD AND DEVICE FOR APPLYING PRETENSED TENSION-PROOF REINFORCING STRIPS TO A CONSTRUCTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/043909
Kind Code:
A1
Abstract:
According to the invention, lamellar, fibre-reinforced plastic strips (9) can be used to reinforce a linearly expanded or flat construction part (7) having a support function against any bending stress to which it is exposed. These strips are usually applied to the construction (7) from the outside, or from the inside in the case of hollow structures, and fixed by means of an adhesive. The lamellar strips (9) are pretensed with the tensioning means (15, 16) of the tension device, treated with adhesive in a pretensed state, and then moved to the area to be treated together with the tension device. The tension device is provisionally fixed to the construction (7) with displaceable fixing devices (3) and pressed against said construction. Thereafter the lamellar strips (9) are pressed against the construction (7) by means of an air bag (6) or air hose until the adhesive has hardened.

Inventors:
MEIER URS (CH)
STOECKLIN IWAN (CH)
WINISTOERFER ANDREAS (CH)
Application Number:
PCT/CH1999/000076
Publication Date:
September 02, 1999
Filing Date:
February 16, 1999
Export Citation:
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Assignee:
EMPA (CH)
MEIER URS (CH)
STOECKLIN IWAN (CH)
WINISTOERFER ANDREAS (CH)
International Classes:
E04C5/07; E04C5/08; E04G23/02; (IPC1-7): E04C5/07; E04G23/02
Domestic Patent References:
WO1999015744A11999-04-01
WO1997021009A11997-06-12
WO1996021785A11996-07-18
Foreign References:
FR2594871A11987-08-28
Other References:
LUYCKX ET AL.: "L'utilisation des fibres de carbone comme matériaux de structure dans les BTP", COMPOSITES, no. 15, June 1996 (1996-06-01), XP000635546
"ITBTP nr. 278 Série beton, beton armé nr. 116", 1971, article J. BRESSON: "Nouvelles recherches et applications concernant l'utilisation des collages dans les structures beton plaqué"
"empa düdendorf, Bericht", vol. 206, 1981, article LADNER, M: "Geklebte bewehrung im stahlbetonbau"
"Schweizer bauzeitung, sonderdruck aus dem jahrgang", vol. 19, 1974, article LEDNER, M: "Verstärkung von tragkonstruktionen mit geklebter armierung"
"schweiz ingenieur & architekt, sonderdruck aus heft 41", vol. 41, 1980, article LADNER, M: "die sanierung der gizenenbrück üder die muota"
"material & technik 15 jahrgang", vol. 4, 1987, article MEIER, U: "brückensanierung mit hochleistungs-faserverbundwerkstoffen"
"dissertation ETH Zürich", 1989, article H.P. KAISER
Attorney, Agent or Firm:
FELBER & PARTNER AG (Dufourstrasse 116 Zürich, CH)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Applizieren von vorgespannten, zugfesten Verstärkungsbän dern (9) an Bauwerken (7), bei dem das zu applizierende Band (9) vorge spannt und mit Klebstoff vorbehandelt auf einer Vorrichtung an das Bauwerk herangefahren und mittels der Vorrichtung an die entsprechende, vorbehan delte Stelle am Bauwerk (7) angepresst wird, bis der Klebstoff ausgehärtet ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (9) nacheinander abschnittsweise mit unterschiedlichen Vorspannungen auf das Bauwerk (7) angepresst wird, bis der Klebstoff an jedem dieser Abschnitte ausgehärtet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (9) mit kontinuierlich veränderter Vorspannung auf das Bauwerk (7) angepresst wird und lokal angepresst wird, bis der Klebstoff an dieser lokalen Stelle ausge härtet ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass a) das zu applizierende Band (9) gestreckt an seinen beiden Enden je um eine konvex gekrümmte Flache (13,14) an einer Vorrichtung befestigt wird ; b) das zu applizierende Band (9) durch Verdrehen mindestens einer der ge krümmten Flächen (13,14) in Umfangsrichtung vorgespannt wird ; c) der zu applizierende Bandabschnitt (9) auf der gegen das Bauwerk (7) gerichteten Seite mit Klebstoff versehen wird ; d) der zu applizierende, jetzt vorgespannte Bandabschnitt (9) mitsamt der Vorrichtung an die zu verstärkende, vorbehandelte Stelle am Bauwerk (7) gefahren wird, und die Vorrichtung dort mittels verstellbarer Befestigungs vorrichtungen (3) provisorisch lösbar befestigt wird ; e) die Vorrichtung mittels der verstellbaren Befestigungsvorrichtungen (3) an das Bauwerk (7) angepresst wird, bis die gekrümmten Flächen (13,14) an denjenigen Stellen, wo das Band (9) sie tangential verlässt, an das Bau werk angepresst werden ; der Bandabschnitt (9) im Bereich zwischen den gekrümmten Flächen (2) mit Hilfsmitteln lokal, abschnittsweise oder über die ganze Abschnittlänge an das Bauwerk angepresst wird, bis der Klebstoff ausgehärtet ist, wobei die Vorspannung gegebenenfalls für verschiedene Stellen oder Ab schnitte verändert wird ; g) die Vorspannung des Bandes (9) durch Zurückdrehen mindestens einer der gekrümmten Flächen (2) gelöst und der aufgeklebte Bandabschnitt (9) von der Vorrichtung getrennt wird ; h) die Vorrichtung vom Bauwerk (7) zurückgefahren wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach den Schrit ten a) bis e) der Bandabschnitt (9) im Bereich zwischen den beiden gekrümmten Fla chen (13,14) mittels eines aufblasbaren Luftkissens (6), das zwischen der Vorrichtung und dem auf sie gespannten Band (9) wirksam ist, an das Bauwerk (7) angepresst wird, bis der Klebstoff ausgehärtet ist, und nach Aushärtung des Klebstoffes das Luftkissen (6) durch Ablassen der Druckluft entlastet wird ; anschliessend die Schritte g) bis h).
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach den Schrit ten a) bis e) der Bandabschnitt (9) im Bereich zwischen den beiden gekrümmten Flä chen (13,14) mittels mindestens eines Heiz/Anpresselementes (19) über die ganze Bandabschnittlänge kontinuierlich oder in diskreten Schritten an einer lokalen Stelle oder über einen Teil des Bandabschnitt geheizt und an das Bauwerk (7) angepresst wird, bis der Klebstoff an dieser Stelle oder diesem BandabschnittTeil ausgehärtet ist ; anschliessend die Schritte g) bis h).
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Applizieren von zugfesten Verstärkungsbändern (9) an Bauwerken (7) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei über einen Träger (1) druckfest und biegesteif voneinander beab standet angeordnete, konvex gekrümmte, mit Bezug auf den Träger (1) nach aussen hin weisenden Flächen (13,14) mit Halterungen (18) zum Befestigen mindestens eines auf der Fläche (13,14) in Umfangsrichtung aufliegenden Bandes (9), wobei der Träger (1) so gestaltet ist, dass die beiden gekrümm tem F ! ächen (13,14) von einem Bandabschnitt (9) als Tangente verbindbar sind, wobei wenigstens eine der gekrümmten Flächen (13,14) in Umfangs richtung verdrehbar und in jeder Drehlage festhaltbar ist, und weiter dass die Vorrichtung Mittel zu ihrer lösbaren Befestigung am Bauwerk (7) einschliesst.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmten Flächen (13,14) von zwei Rädern (2) gebildet sind, wobei die zwei Räder (2) an einem zwischenliegenden Träger (1) gelagert sind, wobei mechanische, hydraulische oder pneumatischen Antriebsmittel vorhanden sind, mittels derer mindestens eines der Räder (2) verdrehbar ist und durch eine Feststellvor richtung (5) in der verdrehten Lage festhaltbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (1) den Raum zwischen den beiden gekrümmten Flächen (13,14) einnimmt, wobei er auf derjenigen Seite, auf welcher das Band (9) aufspannbar ist, eine gegen das Band hin gerichtete ebene Fläche (17) bildet, auf welcher ein aufblasbares Luftkissen (6) angeordnet ist, mittels dessen ein zwischen den gekrümmten Flächen (13,14) aufgespanntes Band (9) vom Träger (1) aus gesehen nach aussen hin pressbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (1) den Raum zwischen den beiden gekrümmten Flächen (13,14) einnimmt, wobei er auf derjenigen Seite, auf welcher das Band (9) aufspannbar ist, mindestens ein Heiz/Anpresselement (19) aufweist, welches motorisch oder von Hand betrieben über die Länge des zwischen den ge krümmten Flächen (13,14) aufgespannten Bandes (9) fahrbar ist, und mittels dessen das aufgespannte Band (9) lokal oder abschnittsweise heizbar und auf das Bauwerk (7) anpressbar ist.
Description:
Verfahren und Vorrichtung zum Applizieren von vorqespannten, zugfesten Verstärkunosbändern an Bauwerken [0001] Die vorliegende Erfindung betriffl ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Applizieren von vorgespannten, zugfesten Verstärkungsbändern an Bauwerken, die mittels eines Klebstoffes an das Bauwerk geklebt werden.

[0002] Seit vielen Jahren beschäftigt man sich in Forschung und Praxis mit der nachträglichen Verstärkung von Stahlbetonkonstruktionen durch Anlegen einer zusätzlichen Bewehrung. Die Anfänge dieser Technik werden beschrieben im Werk von J. Bresson,"Nouvelles recherches et applications concernant l'utilisation des collages dans les structures Beton plaque", Annales ITBTP Nr.

278 (1971), Série beton, Beton armé Nr. 116. Sie gehen auf die sechziger Jahre zurück. Dabei hatte Bresson seine Anstrengungen insbesondere auf die Erforschung der Verbundspannungen im Bereich der Verankerungen von aufgeklebten Stahilamellen gerichtet. Seit rund 25 Jahren können in der Folge bestehende Stahlkonstruktionen wie Brücken, Boden-und Deckenplatten, Längsträger und dergleichen durch nachträgliches Aufkleben von Stahllamellen verstärkt werden. Die Verstärkung von Betonbauwerken durch Aufkleben von Stahilamellen mit beispielsweise Epoxidharzklebern darf heute als eine Standardtechnik bezeichnet werden. Mit einer derartigen Verstärkung will man von Fall zu Fall folgendes erreichen : * Erhöhung der Nutzlast * Änderung des statischen Systems, indem tragende Elemente, zum Beispiel Stützen, nachträglich entfernt werden oder deren Stützfunktionen reduziert werden * Verstärkung von ermüdungsgefährdeten Bauteilen Erhöhung der Steifigkeit Kompensation von Schäden am Tragsystem bzw. Sanierung bestehender Bauwerke Nachverstärkung bei fehlerhafter Berechnung oder Ausführung eines Bauwer- kes [0003] Nachträgliche Verstärkungen mit aufgeklebten Stahllamellen haben sich an zahlreichen Bauwerken bewährt, wie beispielsweise in den nachfolgenden Literaturzitaten beschrieben : Ladner, M., Ch. :"Geklebte Bewehrung im Stahlbetonbau", EMPA Dübendorf, Bericht Nr. 206 (1981) ;"Verstärkung von Tragkonstruktionen mit geklebter Armierung", Schweizer Bauzeitung, Sonderdruck aus dem 92. Jahrgang, Heft 19 (1974) ;"Die Sanierung der Gizenenbrücke über die Muota", Schweiz. Ingenieur & Architekt, Sonderdruck aus Heft 41 (1980).

[0004] Diese Verstärkungsverfahren weisen jedoch Nachteile auf. Stahllamellen können nur in kurzen Längen geliefert werden, und daher ist nur die Applikation relativ kurzer Lamellen möglich. Bei längeren Spannweiten sind somit Lamelienstösse unvermeidlich, und somit entstehen unweigerlich potentielle Schwachstellen. Die umständliche Handhabung von schweren Stahllamellen auf der Baustelle kann ausserdem bei hohen oder schwer zugänglichen Bauwerken erhebliche ausführungstechnische Probleme verursachen. Zudem besteht beim Stahl, auch bei einer sorgfältigen Korrosionsschutzbehandlung, die Gefahr des seitlichen Unterrostens der Lamellen bzw. der Korrosion an der Grenzfläche zwischen Stahl und Beton, was zum Ablösen und somit zum Verlust der Verstärkung führen kann. [0005] In der Publikation von U. Meier,"Brückensanierung mit Hochleistungs- Faserverbundwerkstoffen", Material + Technik, 15. Jahrgang, Heft 4 (1987), und in der Dissertation von H. P. Kaiser, Dissertation ETH Zürich (1989), wurde als Abhilfe vorgeschlagen, die Stahllamellen durch kohlenstoffaserverstärkte Epoxidharzlamellen zu ersetzen. Lamellen aus diesem Werkstoff zeichnen sich durch eine geringe Rohdichte, sehr hohe Festigkeit, ausgezeichnete Ermüdungseigenschaften und eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit aus.

Es ist also möglich, anstelle der schweren Stahilamellen leichte, dünne, kohlenstoffaserverstärkte Kunststofflamellen zu verwenden, die quasi endlos in aufgerolltem Zustand auf die Baustelle transportiert werden können. Praktische Untersuchungen ergaben, dass Kohlenstoffaser-Lamellen von 0.5mm Dicke eine Zugkraft aufzunehmen vermögen, welche der Fliesskraft einer 3mm dicken FE360 Stahllamelle entspricht.

[0006] Heute ist deshalb das nachträgliche Verstärken von Bauwerken mit direkt auf das Bauwerk aufgeklebten Kohlenstoffaser-Lamellen bereits Stand der Technik. Das Verfahren der Verstärkung mit Stahllamellen wurde grösstenteils durch das Verfahren der Verstärkung mit nicht-vorgespannten Kohlenstoffaser- Lamellen abgelöst.

[0007] Insbesondere bei der Verwendung von den in der ETH Dissertation Nr. 8919 vorgeschlagenen Faserverbundlamellen, wie beispielsweise Kohlen- stoffaser-Lamellen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, diese am Betonbauwerkteil angeordneten Lamellen zusätzlich vorzuspannen, um die Gebrauchstauglichkeit des Bauteils zu verbessern und das Abscheren der Lamelle infolge Betonschubbruchs in der Zugzone zu verhindern. Die grosse elastische Dehnbarkeit der Kohlenstoffaser-Lamellen stellt eine grosse Chance für die erwähnte Vorspannung dar. Die grosse elastische Dehnung und der auf die jeweiligen Verhältnisse angepasste E-Modul wirken sich günstig auf Spannverluste infolge Schwindens und Kriechens aus. Ein problematischer Punkt allerdings ist die Verankerung der Kohlenstoffaser-Lamellen beim Vorspannen, da es hier um Vorspannkräfte von einigen Zehntausend N geht. Diese enormen Kräfte müssen mindestens bis zum voliständigen Aushärten des Klebstoffes die aufzubringende Lamelle am Bauwerk selbst unter Spannung halten.

[0008] Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Applizieren von zugfesten Verstärkungsbändern an Bauwerken anzugeben, das ein Vorspannen des Verstärkungsbandes und dessen anschliessendes Aufbringen ermöglicht, und das sicher, einfach und kostengünstig in der Anwendung ist. Weiter ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens zu offenbaren, die kompakt, einfach und sicher anwendbar ist, sowie in der Herstellung kostengünstig ist.

[0009] Diese Aufgabe wird gelöst von einem Verfahren zum Applizieren von vorgespannten, zugfesten Verstärkungsbändern an Bauwerken, bei dem das zu applizierende Band vorgespannt und mit Klebstoff vorbehandelt auf einer Vor- richtung an das Bauwerk herangefahren und mittels der Vorrichtung an die entsprechende, vorbehandelte Stelle am Bauwerk angepresst wird, bis der Klebstoff ausgehärtet ist. Die Aufgabe wird weiter gelöst von einer Vorrichtung gemäss Patentanspruch 7 zur Durchführung dieses Verfahrens.

[0010] In den Zeichnungen wird eine Vorrichtung als Beispiel vorgestellt, und anhand dieser Vorrichtung wird deren Funktion und das Verfahren zum Applizieren der zugfesten Verstärkungsbänder im einzelnen eriäutert.

Es zeigt : Figur 1 a Den Spannmechanismus der Vorrichtung schematisch darge- stellt, vor dem Spannen des zugfesten Bandes ; Figur 1 b Den Spannmechanismus der Vorrichtung schematisch darge- stellt, während des Spannens des zugfesten Bandes ; Figur 2 Den Spannmechanismus der Vorrichtung im Detail dargestellt, von der Seite her gesehen ; Figur 3 Die ganze Vorrichtung von der Seite her gesehen mit vorge- spanntem Verstärkungsband, montiert am Bauwerk und kurz vor dem Aufbringen des Verstärkungsbandes auf das Bauwerk.

Figur 4a Die ganze Vorrichtung von der Seite her gesehen beim Applizie- ren einer diskontinuierlich gespannten Lamelle, wobei die bei- den Heiz-/Anpresselemente aus dem Bereich der Mitte gegen die Enden der Spannvorrichtung bewegt werden ; Figur 4b Die ganze Vorrichtung von der Seite her gesehen beim Applizie- ren einer diskontinuierlich gespannten Lamelle, wobei ein Heiz- /Anpresselement von einem Ende der Spannvorrichtung zum anderen Ende bewegt wird ; Figur 4c Beispiel eines Verlaufes der Vorspannung entlang der fertig applizierten, diskontinuierlich gespannten Lamelle.

[0011] In Figur 1a ist das Grundprinzip der Vorrichtung gezeigt. Es besteht in einer verdrehbaren gekrümmten Fläche 14, die hier durch die Aussenfläche des Rades 2 gegeben ist, an welcher das vorzuspannende Verstärkungsband, nämlich die faserverstärkte Kunststofflamelle 9, mit ihrem einen Ende befestigt wird. Mit dem anderen Ende kann die Kunststoff-Lamelle 9 in beliebiger Art zugfest verankert werden, oder aber in genau gleicher Weise wie hier dargestellt. Im gezeigten Beispiel ist auf der gekrümmten Fläche 14, also hier auf der Radaussenseite, eine Halterung 18 angebracht, an der das Band 9 mittels mindestens einer Schraube 10 durch Klemmen befestigbar ist. Die Kunststofflamelle 9 ist ein Band und ist in der Regel einige Zentimeter breit und etwa einen Millimeter stark. Die drehbare gekrümmte Fläche 14, das heisst im gezeigten Beispiel das Rad 2, ist mit einem Hebel 4 verbunden, mittels dessen Verschwenkung um die Radachse, hier im Bild im Uhrzeigersinn, das Rad 2 und somit die gekrümmte Fläche 14 verdrehbar ist.

[0012] Die Figur 1b zeigt diesen Teil der Vorrichtung beim Verdrehen des Rades 2, indem der Hebel 4 mit der zum Rad 2 möglichst tangentialen Kraft F beaufschlagt wird. Dadurch wird das Verstärkungsband 9 um das Rad 2 geschlungen, in der gezeigten Situation ist es bereits um 270° um die gekrümmte Fläche 14 geschlungen. Infolge der hohen Zugkraft wird auch die Haftreibung des Bandes 9 auf der gekrümmten Flache 14 beeinflusst, indem eine sehr hohe Normaikraft wirksam ist. Untersuchungen zeigten, dass eine Umwicklung um bloss den halben Umfang, also um 180°, die wirksame Zugkraft am Ende des Bandes 9 in Bandrichtung auf bereits einen Viertel abbaut. Diese Erkenntnis ist der Grundgedanke hinter der Konstruktion der Vorrichtung und dem Applikationsverfahren.

[0013] Die Figur 2 zeigt die eigentliche Spanneinheit in vergrösserter Darstellung.

Die gekrümmte Fläche 14 wird hier von einem Rad 2 gebildet, das an einem Rahmen 12 drehbar gelagert ist. An diesem Rahmen 12 ist eine verstellbare Befestigungsvorrichtung 3 vorhanden, um die ganze Vorrichtung am zu verstärkenden Bauwerk 7 provisorisch zu befestigen. Die Lamelle 9 bzw. das Band 9 wurde zuvor eingespannt und wurde hier durch ein Verdrehen der gekrümmten Fläche 14 bereits um einem Umschlingungswinkel von 270° aufgewickelt. Mittels des Bolzens 11 kann der Hebelarm 4 in diskreten Lagen des Rades 2 am Rahmen 12 arretiert werden. Durch eine Feststelivorrichtung 5 kann die eingeleitete Vorspannkraft gehalten werden. Die zur Aufbringung der Vorspannkraft nötigen Elemente, beispielsweise eine hydraulische Kolben- Zylinder-Einheit oder ein Spindeltrieb, können Teil der Spanneinheit sein, oder auch als Anbaumodule eingesetzt werden, sodass sie nur bei Bedarf an der Vorrichtung montiert werden und nach erfolgter Vorspannng wieder demontiert werden. Die Spanneinheit mit ihrem Spannmechanismus ist mit ihrem Rahmen 12 über den Befestigungsflansch 8 mit einem Verbindungsträger 1 verbunden. Die Befestigung der Spannvorrichtung am zu verstärkenden Bauwerk 7 geschieht über zwei Befestigungsvorrichtungen 3, die in ihrer Höhe verschieb-und arretier- bar mit der Spannvorrichtung verbunden sind. Diese Höhe wird erst nach erfolgtem Kontakt der Spannvorrichtung mit dem Bauwerk 7 eingestelit, sodass eine einwandfreie Verbindung und Positionierung hergestelit werden kann. Auf mindestens einer Seite der Spannvorrichtung muss die Befestigung der Vorrichtung als längsverschiebbares Loslager ausgebildet sein, um eventuelle Längenausdehnungen der Spannvorrichtung aufnehmen zu können.

[0014] Die Vorrichtung muss aber nicht nur allein das Vorspannen des Bandes 9 ermöglichen, sondern auch dessen Aufbringen auf das Bauwerk 7 und Halten im vorgespannten Zustand, bis der Klebstoff ausgehärtet ist. Eine hierzu nötige ganze Vorrichtung wird in Figur 3 von der Seite her gesehen dargestellt. Diese Vorrichtung besteht aus einem biegesteifen Stahl-oder Aluminiumträger 1, einem extrudierten oder geschweissten Kastenträger, einem Fachwerk oder einem gewickelten faserverstärkten Kunststoffträger, der zwischen zwei oben dem Prinzip nach erläuterten Spanneinheiten 15,16 befestigt ist und diese gegeneinander lagert. Die gekrümmte Flache 13 auf einer Seite ist drehbar, während die gegenüberliegende gekrümmte Fläche 14 ebenfalls drehbar sein kann, aber nicht drehbar sein muss. Die ganze Vorspannvorrichtung weist hier an ihren Enden die verstellbaren Befestigungsvorrichtungen 3 auf, mittels derer sie am Bauwerk 7 provisorisch befestigt werden kann. Wenigstens eine der Befestigungsvorrichtungen 3 ist als längsverschiebbares Loslager ausgelegt.

[0015] Die Figur 3 zeigt die Spannvorrichtung hier unmittelbar vor dem Aufbringen des Bandes 9 auf das Bauwerk 7. Zwischen der Lamelle 9 und dem Träger 1 der Vorspannvorrichtung ist ein Luftkissen 6 oder ein dehnbarer Luftschlauch plaziert, mit dem mittels Luftdruck eine über die ganze mit dem Bauwerk in Kontakt stehende Lamellenfläche gleichmässige Anpresskraft erzeugt werden kann.

[0016] Für die Applikation einer Lamelle 9 kann die Vorrichtung zunächst mit einem Band geladen werden. Das Band oder die Lamelle 9 wird zunächst tangential an die gekrümmte Flache an den beiden Rädern 2 der zum Beispiel am Boden liegenden Vorrichtung herangeführt und dann mit den Halterungen 18 (Fig.

1) und den zugehörigen Klemmschrauben an beiden Flächen 13,14 eingespannt.

Durch eine Oberflächenbehandlung der gekrümmten Flächen 13,14 oder Dazwischenlegen von geeigneten Folien lässt sich der Reibungskoeffizient zwischen den gekrümmten Flächen 13,14 und der Lamelle 9 in grossen Bereichen einstelien und somit auch die verbleibende Vorspannkraft an der Halterung 18 (Fig. 1) der Lamelle 9 nach dem Spannen. Die beiden gekrümmten Flächen 13,14 werden von Hand oder mit einem Werkzeug so weit gedreht, bis die Lamelle 9 um einen bestimmten Umschlingungswinkel aufgewickelt ist und somit auf den beiden gekrümmten Flächen 13,14 eine hinreichende Haftreibung entwickelt, sodass bei weiterem Verdrehen der einen Fläche 13 oder 14 eine Vorspannung der Lamelle 9 möglich ist. Der Hebelarm wird in der idealen Position vorübergehend mit einem Bolzen 11 (Fig. 1) arretiert und dann wird die Spannvorrichtung zum Aufbringen der benötigten Vorspannkraft installiert. Diese Kraft kann hydraulisch oder pneumatisch durch eine entsprechende Kolben- Zylinder-Einheit oder durch einen Spindeltrieb oder einfach durch eine Schraube aufgebracht werden. Nach erfolgtem Aufbringen der Vorspannkraft wird diese Spannvorrichtung gegebenenfalls wieder von der Vorrichtung demontiert, es sei denn, dass die Spannvorrichtung Teil der ganzen Vorrichtung ist und fest mit ihr verbunden ist. Die drehbare gekrümmte Fläche 13,14 wird mit der Feststellvorrichtung 5 festgestellt, sodass die eingeleitete Vorspannkraft sicher gehalten wird. Auf die vorgespannte Lamelle 9 wird an den entsprechenden Stel- len der Klebstoff in der gewünschten Dicke und Verteilung aufgetragen. Dann wird die Vorrichtung mit der darauf vorgespannten Lamelle 9 an das Bauwerk 7 herangefahren. Hierzu wird die Vorrichtung mit einem Hebezeug, vorteilhaft mit einem Hydraulikbagger mit allseits verdrehbarem Greifer, mit einem Kran oder einer hydraulischen Hebebühne an die zu verstärkende, zuvor vorbehandelte Betonoberfläche am Bauwerk 7 herangeführt und so am Bauwerk positioniert, dass das Band 9 an der gewünschten Stelle und dort in der richtigen Richtung verläuft. Hernach wird die Vorrichtung mit den beiden höhenverstellbaren Befesti- gungsvorrichtungen 3 am Bauwerk 7 provisorisch befestigt. Die Befestigungsvor- richtungen 3 werden hernach so verstellt, dass die Lamelle 9 satt am Bauwerk anliegt. Schliesslich wird noch das zur Vorrichtung gehörige Luftkissen 6 bzw. der Luftschlauch mit Druckluft beaufschlagt, sodass die Lamelle 9 in ihrem ganzen Auflagebereich, wo sie mit dem Bauwerk 7 verklebt werden soll, gleichmässig an das Bauwerk 7 angepresst wird. Die Lamelle 9 wird daher also in vorgespanntem Zustand an das Bauwerk 7 angepresst, bis der Klebstoff gänzlich ausgehärtet ist. Gegebenenfalls kann die Spannung in der Lamelle 9 durch darauf aufgeklebte Dehnmessstreifen gemessen werden. Bei grösseren Schwankungen während der Aushärtezeit, hervorgerufen durch die Temperaturänderungen zwischen Tag und Nacht, kann mittels einer Heizung im Träger der Vorspannvorrichtung dessen Temperatur geregelt werden, um die Temperaturänderung zu kompensieren und somit eine Dilatation zu vermeiden. Erst wenn die Aushärtung des Klebstoffes vollendet ist, werden die Endverankerungen der Lamelle 9 angebracht und erst jetzt wird auf mindestens einer Seite der Vorrichtung die Vorspannkraft langsam reduziert und die Vorrichtung entlastet. Die Lamelle 9 wird nun an den Enden der Klebstellen durchtrennt. Sobald das geschehen ist, können die Befestigungsvor- richtungen 3 gelost und die Vorrichtung kann mittels des Krans oder Baggers wieder vom Bauwerk 7 weggefahren werden.

[0017] Die gleiche Vorrichtung kann in leicht abgewandelter Form und Vorgehensweise auch zum Verstärken mit diskontinuierlich vorgespannten Lamellen verwendet werden. In diesem Fall hat die am Bauwerk angebrachte Lamelle nicht auf ihrer ganzen Länge die gleiche Vorspannung, sondern an ihren Enden weniger oder sogar gar keine Vorspannung mehr, und an den gewünschten Stellen, meistens in der Mitte der Lamelle, aber auch an weiteren Stellen, die maximale Vorspannung. Diese Vorspannungsverteilung wird dadurch erreicht, dass der Verbund zwischen Bauwerk und Lamelle lokal in kleinen Bereichen hergestellt wird und nachher die Vorspannung der noch aufzuklebenden Lamellenbereiche verändert wird. In jedem bereits geklebten Bereich hat die Lamelle also diejenige Vorspannung gespeichert, die bei der Herstellung des Verbundes gerade herrschte.

[0018] In Figur 4a wird die Vorrichtung zum Applizieren einer diskontinuierlich gespannten Lamelle gezeigt. Auf das Luftkissen 6 wird verzichtet. Zwischen dem Träger 1 und der gespannten Lamelle 9 befindet sich dafür mindestens ein in Längsrichtung der Vorrichtung verschiebbares Heiz-/Anpresselement 19. Im hier gezeigten Beispiel sind zwei solche Heiz/Anpresselemente 19 vorhanden. Diese Heiz-/Anpresselemente 19 sind entweder von Hand oder besser motorisch über die ganze Länge des Trägers fahrbar. Hierzu können sie zum Beispiel mit einem Elektromotor angetrieben sein, und längs einer Schiene und zum Beispiel einer Zahnstange am Träger fahrbar sein. Die Heiz-/Anpresselemente 19 können aber zum Beispiel auch mittels eines elektrischen Seilzuges längs einer Gieitschiene über den Träger 1 gezogen werden. Sie weisen elektrische Heizmittel auf und sind in Bezug auf die Heizung und ihren Antrieb mit Vorteil ferngesteuert. Mit jedem Element 19 kann der von ihm gerade beaufschlagte Lamellenabschnitt erwärmt und an das Bauwerk 7 angepresst werden. Durch die Erwärmung wird der Verbund des entsprechenden Lamellenabschnittes mit dem Bauwerk herge- stellt oder beschleunigt. Diese Heiz-/Anpresselemente 19 werden im gezeigten Beispiel vom Bereich der Mitte der Lamelle 9 nach aussen bewegt. Während dieser langsamen Bewegung der Elemente 19 gegen aussen wird die Vorspann- kraft der Lamelle 9 im gewünschten Masse kontinuierlich oder in diskreten Schritten reduziert. Damit ist die Lamelle 9 schliesslich über ihre ganze Länge mit unterschiedlichen Vorspannkräften fest mit dem Bauwerk 7 verbunden, sodass die Vorspannkraft ganz nach Wunsch über die ganze Lamellenlänge verteilt ist.

[0019] Eine gleiche Verteilung der Vorspannkraft in der Lamelle kann auch erreicht werden, wenn nur ein einziges Heiz-/Anpresselement 19 eingesetzt wird, wie das in Figur 4b gezeigt ist. Hier wird dieses Heiz-/Anpresselement 19 von einem Ende der Spannvorrichtung zum anderen Ende bewegt. Die Vorspannung der Lamelle 9 wird ausgehend von einem Minimalwert kontinuierlich oder in Schritten bis zum Maximalwert erhöht, während gleichzeitig mit dem Heiz- /Anpresselement 19 gefahren wird, hier von links nach rechts, bis zum Beispiel das Heiz-/Anpresselement 19 die Mitte der Lamelle 9 erreicht hat. Dann wird die Vorspannkraft wieder zum gewünschten Minimalwert reduziert, während das Heiz- /Anpresselement 19 gleichzeitig im Bild nach rechts zum anderen Ende der Lamelle 9 gefahren wird.

[0020] Die aktuelle Spannkraft der Lamelle 9 wird mit genau positionierbaren und steuerbaren hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten oder Spindeltrieben aufgebracht und verändert. Die genaue Vorspannung wird über Dehnmessstreifen auf der Lamelle oder durch eine in der Vorspannvorrichtung eingebaute Kraftmessvorrichtung gemessen. Die Heiz-/Anpresselemente 19 können von Hand oder mit Vorteil automatisch auf der ganzen Länge des Spannbalkens verschoben werden. Gerade wenn die vorgespannten Bänder in grossen Höhen an Brücken mittels eines Krans oder Baggers angebracht werden müssen, ist es vorteilhaft, wenn die ganze Applikation ferngesteuert erfolgen kann. Das gleiche gi ! t für Fähe, wo bei hohlen Strukturen von innen an das Bauwerk herangefahren werden muss, sodass d, e Zugänglichkeit eingeschränkt ist.

[0021] Für jene Fälle, in denen die Vorspannung des Bandes während dessen Aufklebens verändert wird, müssen die beiden Befestigungen 3 der Vorspannvorrichtung beide als längsverschiebbare Loslager ausgebildet sein, um eine statische Unbestimmtheit der Befestigung der Spannvorrichtung mit dem Bauwerk zu vermeiden.

[0022] Die Figur 4c zeigt als Beispiel einen möglichen Verlauf der Vorspannung in der Lamelle 9. Hier weist die Lamelle 9 an ihren Enden eine gleichgrosse Minimalvorspannung Fmin auf, die gegen die Mitte der Lamelle 9 in kontinuierlich auf eine maximale Vorspannkraft Fmax zunimmt. Der Verlauf der Vorspannkraft der Lamelle 9 über ihre Länge kann jedoch je nach Anwendung angepasst werden.