Vorspannung

Vorspannung: durch Eintragen einer Zugkraft in Spannglieder entstehende bleibende Spannung im Spannbetonelement. Die bes. in biegebeanspruchten Elementen exzentrisch liegenden Spannglieder bewirken durch den damit verbundenen exzentrischen Druckkraftangriff eine Durchbiegung nach oben (negative Durchbiegung), die der Durchbiegung, die infolge einer aufzubringenden äußeren vertikalen Belastung oder der Eigenmasse entsteht, entgegengesetzt gerichtet ist. Erfolgt bei einem bestimmten Lastfall (meist Eigenmasse) weder eine negative noch eine positive Durchbiegung, ist die Achse des Spannbetonelements also geradlinig, so spricht man von formgetreuer Vorspannung. Erst bei einer weiteren Erhöhung der äußeren vertikalen Belastung (Nutzlasten) erfolgt eine Durchbiegung nach unten. Um eine hohe Vorspannkraft im Bereich der Maximalbeanspruchung des Spannbetonelements zu erhalten, werden zunächst die eingelegten Spannglieder mit der größtmöglichen Kraft vorgespannt; es handelt sich um eine Überspannung, d. h., die zulässigen Spannwerte werden kurzzeitig überschritten. Damit aber die Materialbeanspruchung im Bereich der Verankerung möglichst niedrig liegt, wird die Vorspannung dann wieder nachgelassen. Das wird jedoch nur im Endbereich wirksam, da die Reibung im gekrümmten Hüllrohr beim Nachlassen größer ist als beim Vorspannen. Der Punkt im Spannungsdiagramm, von dem ab die ursprünglich Vorspannung im Bauelement erhalten bleibt, heißt Blockierungspunkt. Über die Gesamtlänge des Spanngliedes wirkende Spannkraftverluste treten durch Reibungsverluste und Betonverkürzungen infolge Temperaturreduzierung (Schwinden, Kriechen) auf. Die sich aus den einzelnen Lastfällen ergebenden Spannungsdiagramme werden superponiert (überlagert) und führen zu dem Gesamtspannungszustand. Die dargestellten Diagramme für die Gesamtspannungszustände verdeutlichen, dass bei voller Vorspannung die aus der Biegung für Gebrauchslasten herrührenden Zugspannungen im Beton vollkommen beseitigt werden, während bei beschränkter Vorspannung auch Betonzugspannungen in gewissen Grenzen zugelassen werden. Bevorzugt wird die volle Vorspannung, da bei ihr eine Korrosion der Spannbewehrung ausgeschlossen ist. Das Vorspannen geschieht mit Hilfe einer Spannpresse. Das Vorspannen durch Erhitzen oder mit Hilfe des Kniehebelprinzips hat sich nicht durchgesetzt.