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Patent Searching and Data


Title:
REINFORCING SYSTEM FOR STRUCTURES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/113442
Kind Code:
A1
Abstract:
A reinforcing system for structures comprises at least one tension portion which absorbs tensile forces and at least two anchoring portions for anchoring the at least one tension portion on a structure to be reinforced. The at least one tension portion and the at least two anchoring portions are non-releasably interconnected. Furthermore, each of the at least one tension portion and the at least two anchoring portions is composed at least partially of at least one glass-fibre-reinforced plastic and/or at least one carbon-fibre-reinforced plastic.

Inventors:
GOLLER RALF (DE)
PLAGGENBORG BERNHARD (DE)
PETERS HORST (DE)
PAULA JOSEF (DE)
KLINGER JUERGEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2012/075515
Publication Date:
August 08, 2013
Filing Date:
December 14, 2012
Export Citation:
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Assignee:
SGL CARBON SE (DE)
GOLLER RALF (DE)
PLAGGENBORG BERNHARD (DE)
PETERS HORST (DE)
PAULA JOSEF (DE)
KLINGER JUERGEN (DE)
International Classes:
E04G23/02
Domestic Patent References:
WO2004038129A12004-05-06
Foreign References:
US6418684B12002-07-16
EP1397569B12006-01-11
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Claims:
Patentansprüche

Verstärkungssystem (10) für Bauwerke, umfassend:

wenigstens einen Zugkräfte aufnehmenden Zugabschnitt ( 2) und wenigstens zwei Verankerungsabschnitte (14) zum Verankern des wenigstens einen Zugabschnitts (12) an einem zu verstärkenden Bauwerk,

wobei der wenigstens eine Zugabschnitt (12) und die wenigstens zwei Verankerungsabschnitte (14) unlösbar miteinander verbunden sind, und wobei jeder des wenigstens einen Zugabschnitts (12) und der wenigstens zwei Verankerungsabschnitte (14) zumindest teilweise aus wenigstens einem glasfaserverstärkten Kunststoff und/oder wenigstens einem carbonfaserverstärkten Kunststoff zusammengesetzt ist.

Verstärkungssystem nach Anspruch 1 ,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

wenigstens einer der wenigstens zwei Verankerungsabschnitte (14) eine Ausnehmung (22) zur Aufnahme eines Befestigungselements aufweist, insbesondere eine sich senkrecht zu der Längsachse (L) des Zugabschnitts (12) erstreckende Bohrung, wobei der wenigstens eine Verankerungsabschnitt (14) zumindest im Bereich der Ausnehmung (22) aus wenigstens einem glasfaserverstärkten Kunststoff und/oder wenigstens einem carbonfaserverstärkten Kunststoff zusammengesetzt ist.

Verstärkungssystem nach Anspruch 2,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

der eine Ausnehmung (22) zur Aufnahme eines Befestigungselements aufweisende Verankerungsabschnitt keine durch die Erzeugung der Aus- nehmung hervorgerufene Beschädigungen der Faserstruktur im Verankerungsabschnitt aufweist.

Verstärkungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

zumindest ein Teil der Fasern des glasfaserverstärkten Kunststoffs und/oder carbonfaserverstärkten Kunststoffs, aus dem/denen der wenigstens eine Zugabschnitt (12) zumindest teilweise zusammengesetzt ist, zumindest im Wesentlichen parallel zueinander orientiert ist und zumindest ein Teil der Fasern des glasfaserverstärkten Kunststoffs und/oder carbonfaserverstärkten Kunststoffs, aus dem/denen die wenigstens zwei Verankerungsabschnitte (14) zumindest teilweise zusammengesetzt sind, zumindest im Wesentlichen parallel zueinander orientiert ist und eine Faserrichtung aufweist, die von der Richtung der Fasern des glasfaserverstärkten

Kunststoffs und/oder carbonfaserverstärkten Kunststoffs, aus dem der we nigstens eine Zugabschnitt (12) zumindest teilweise zusammengesetzt ist abweicht.

Verstärkungssystem nach Anspruch 4,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Abweichung der Faserrichtungen wenigstens 10°, bevorzugt wenigstens 25°, insbesondere bevorzugt wenigstens 45°, besonders bevorzugt wenigstens 70°, ganz besonders bevorzugt wenigstens 80° und höchst bevorzugt 90° beträgt.

Verstärkungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

wenigstens einer der wenigstens zwei Verankerungsabschnitte (14) aus wenigstens zwei übereinander angeordneten Lagen (24, 24', 24") zusammengesetzt ist, wobei wenigstens zwei und bevorzugt alle der wenigstens zwei Lagen (24, 24', 24") aus wenigstens einem glasfaserverstärkten Kunststoff und/oder wenigstens einem carbonfaserverstärkten Kunststoff zusammengesetzt sind.

Verstärkungssystem nach Anspruch 6,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

in wenigstens zwei und bevorzugt in jeder der wenigstens zwei Lagen (24, 24', 24") jeweils zumindest ein Teil der Fasern im Wesentlichen parallel zueinander orientiert ist und die Fasern von wenigstens einer der Lagen (24, 24', 24") eine Richtung aufweisen, welche von der Richtung der Fasern wenigstens einer anderen der Lagen (24, 24', 24") abweicht.

Verstärkungssystem nach Anspruch 7,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Abweichung der Faserrichtungen wenigstens 10°, bevorzugt wenigstens 25°, insbesondere bevorzugt wenigstens 45°, besonders bevorzugt wenigstens 70°, ganz besonders bevorzugt wenigstens 80° und höchst bevorzugt 90° beträgt.

Verstärkungssystem nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

dieses einen Zugabschnitt (12) umfasst, in dem zumindest ein Teil der darin vorliegenden Fasern zumindest im Wesentlichen parallel zu der Längsachse des Zugabschnitts ( 2) orientiert ist, und die Fasern der direkt an den Zugabschnitt (12) angrenzenden Lage (24) wenigstens eines Verankerungsabschnitts (14) und bevorzugt jedes der wenigstens zwei Verankerungsabschnitte (14) zumindest im Wesentlichen parallel zueinander orientiert sind sowie eine Richtung aufweisen, welche von der Richtung der Fasern des Zugabschnitts (12) abweicht. Verstärkungssystem nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Fasern in wenigstens einer und bevorzugt in jeder der wenigstens zwei Lagen (24, 24', 24") in einer Faserstruktur vorliegen, welche aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus unidirektionalen Gelegen, Geweben, Gewirken, Gestricken und Geflechten besteht.

Verstärkungssystem nach Anspruch 10,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Faserrichtungen der wenigstens zwei übereinander angeordneten Lagen (24, 24', 24") wenigstens eines der wenigstens zwei Verankerungsabschnitte (14) alternierend in wenigstens einem ersten Winkel und einem zweiten Winkel bezogen auf eine Längsachse (L) des Zugabschnitts (12) angeordnet sind, wobei der erste Winkel vorzugsweise -15° bis +15°, besonders bevorzugt -5° bis +5° und ganz besonders bevorzugt 0° beträgt, und wobei der zweite Winkel vorzugsweise 60° bis 120°, besonders bevorzugt 80° bis 90° und ganz besonders bevorzugt 90° beträgt.

Verstärkungssystem nach Anspruch 10,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Faserrichtungen der wenigstens zwei übereinander angeordneten Lagen (24, 24', 24") wenigstens eines der wenigstens zwei Verankerungsabschnitte (14) alternierend in wenigstens einem ersten Winkel und einem zweiten Winkel bezogen auf eine Längsachse (L) des Zugabschnitts (12) angeordnet sind, wobei der erste Winkel vorzugsweise 30° bis 60°, besonders bevorzugt 40° bis 50° und ganz besonders bevorzugt 45° beträgt, und wobei der zweite Winkel vorzugsweise -30° bis -60°, besonders bevorzugt -40° bis -50° und ganz besonders bevorzugt -45° beträgt.

Verstärkungssystem nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

wenigstens einer der wenigstens zwei Verankerungsabschnitte (14) aus wenigstens vier übereinander angeordneten Lagen (24, 24', 24") zusammengesetzt ist, wobei die Faserrichtungen der wenigstens vier übereinander angeordneten Lagen (24, 24', 24") alternierend in wenigstens einem ersten Winkel, einem zweiten Winkel, einem dritten Winkel und einem vierten Winkel bezogen auf eine Längsachse (L) des Zugabschnitts (12) angeordnet sind, wobei einer der vier Winkel vorzugsweise 30° bis 60°, besonders bevorzugt 40° bis 50° und ganz besonders bevorzugt 45° beträgt, ein zweiter der vier Winkel vorzugsweise -30° bis -60°, besonders bevorzugt -40° bis -50° und ganz besonders bevorzugt -45° beträgt, ein dritter der vier Winkel vorzugsweise 60° bis 120°, besonders bevorzugt 80° bis 100° und ganz besonders bevorzugt 90° beträgt und der vierte der vier Winkel vorzugsweise -15° bis 15°, besonders bevorzugt -5° bis 5° und ganz besonders bevorzugt 0° beträgt.

14. Verstärkungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der wenigstens eine Zugabschnitt (12) ausschließlich aus einem carbonfaserverstärkten Kunststoff zusammengesetzt ist und die wenigstens zwei Verankerungsabschnitte (14) ausschließlich aus einem carbonfaserverstärkten Kunststoff oder aus wenigstens einer Lage aus carbonfaserverstärktem Kunststoff und wenigstens einer Lage aus glasfaserverstärktem Kunststoff zusammengesetzt sind.

15. Verstärkungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

die wenigstens zwei Verankerungsabschnitte (14) jeweils aus faserverstärktem Kunststoff mit einem Faservolumengehalt zwischen 20 Vol.-% und 95 Vol.-%, vorzugsweise zwischen 50 Vol.-% und 70 Vol.-% und besonders bevorzugt zwischen 55 Vol.-% und 65 Vol.-% zusammengesetzt sind.

Verstärkungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

wenigstens einer der wenigstens zwei Verankerungsabschnitte (14) unter Ausbildung eines Flansches (21) von einer ersten, geringeren Dicke zu einer zweiten, größeren Dicke erweitert ist.

Verstärkungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

das Verstärkungssystem zumindest teilweise mit einem elastomeren und/oder thermoplastischen und/oder duroplastischen Kunststoffsystem ummantelt ist.

Description:
Verstärkunqssvstem für Bauwerke

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verstärkungssystem insbesondere für Bauwerke, welches wenigstens einen Zugkräfte aufnehmenden Zugabschnitt und wenigstens zwei Verankerungsabschnitte zum Verankern des wenigstens einen Zugabschnitts an einem zu verstärkenden Bauwerk umfasst. Derartige Verstärkungssysteme kommen in verschiedenen Bereichen insbesondere des Bauwesens zum Einsatz, wie beispielsweise zur Erhöhung der Tragfähigkeit von Bauwerken, insbesondere auch zur nachträglichen Erhöhung der Tragfähigkeit von Bauwerken, oder zur Wiederherstellung der ursprünglichen Tragfähigkeit von Bauwerken im Rahmen einer Sanierung. Eine beispielhafte Anwendung ist die Verwendung eines solchen Verstärkungssystems als Spannvorrichtung bei Brücken. Der Zugabschnitt eines solchen Verstärkungssystems kann insbesondere als längliches Band bzw. Lamelle oder auch als Seil zur Aufnahme von Zugkräften entlang seiner Längsachse ausgebildet sein. Dabei wird der Zugabschnitt mittels der Verankerungsabschnitte an entsprechenden Stellen des Bauwerks, wie entsprechenden Betonoberflächen des Bauwerks, befestigt, und zwar vorzugsweise unter einer Vorspannung. Beispielsweise können zur Verankerung an der jeweiligen Betonoberfläche Fest- oder Spannanker aus Stahl angedübelt oder mit einem anderen Befestigungselement angebracht werden. Damit das Verstärkungssystem dessen Aufgabe zufriedenstellend erfüllen kann, ist eine feste und sichere Verbindung zwischen dem Zugabschnitt und den beiden Verankerungsabschnitten des Verstärkungssystems sowie gegebenenfalls zwischen den Verankerungsabschnitten des Verstärkungssystems und den jeweiligen an dem Bauwerk angebrachten Befestigungselementen wesentlich. Dabei kann der Zugabschnitt mit den Verankerungsabschnitten des Verstärkungssystems durch einen Klebstoff oder durch Klemmen verbunden sein, wie dies beispielsweise in der

EP 1 397 569 B1 offenbart ist.

Allerdings sind Stahlanker für die vorstehend genannten Anwendungen aufgrund ihres vergleichsweise hohen Gewichts und ihrer Korrosionsanfälligkeit problematisch. Außerdem kann es beim Anbringen der Anker am Zugabschnitt vor Ort, also beispielsweise auf einer Baustelle, zu kritischen Qualitätseinbußen des Verstärkungssystems kommen, da der Verbindungsprozess unter vorgegebenen Bedingungen erfolgen muss, die auf einer Baustelle oft nicht mit der nötigen Exaktheit einzuhalten sind. Beispielsweise müssen Verklebungen häufig bei einer definierten und konstanten Luftfeuchtigkeit durchgeführt werden. Besonders schwierig kann ein Verkleben des Zugabschnitts mit den Verankerungsabschnitten sein, wenn diese aus artfremden Materialien bestehen, beispielsweise die Verankerungsabschnitte aus Stahl und der Zugabschnitt aus Kunststoff. Ein weiteres Prob- lern besteht darin, dass auf Baustellen oft kein geschultes Personal zur zuverlässigen Durchführung des Befestigungsvorgangs zur Verfügung steht, so dass der Zusammenbau in der Praxis oftmals nicht vorschriftsmäßig durchgeführt wird, infolge dessen das Verstärkungssystem seine Funktion nur unzureichend erfüllt. Die Verankerungsabschnitte aus Stahl werden auch teilweise bereits im Werk mit dem Zugabschnitt verbunden und das Verstärkungssystem vorkonfektioniert ausgeliefert. Neben den Nachteilen bedingt durch den unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizient bei artfremden Materialien in Verankerungsabschnitt und Zugabschnitt, die Korrosion des Stahls und dem hohen Gewicht des Stahls (was unter anderem das Handling des Verstärkungssystems erschwert: Das Anbringen der Anker z.B. an einer Brückenunterseite erfordert meist spezielle Hebevorrichtungen) kommt hier ein weiterer Nachteil hinzu, nämlich, dass die Gefahr der Beschädigung des Verstärkungssystems während des Transports erhöht wird.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verstärkungssystem insbesondere für Bauwerke bereitzustellen, dass sich durch eine erhöhte Festig- keit und Beständigkeit auszeichnet und gleichzeitig einen einfachen Aufbau aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass bei einem eingangs beschriebenen Verstärkungssystem, welches wenigstens einen Zugkräfte aufnehmenden Zugabschnitt und wenigstens zwei Verankerungsabschnitte zum Verankern des wenigstens einen Zugabschnitts an einem zu verstärkenden Bauwerk umfasst, der wenigstens eine Zugabschnitt und die wenigstens zwei Verankerungsabschnitte unlösbar miteinander verbunden sind, und dadurch, dass jeder des wenigstens einen Zugabschnitts und der wenigstens zwei Verankerungsabschnitte zumindest teilweise aus wenigstens einem glasfaserverstärkten Kunststoff und/oder wenigstens einem carbonfaserverstärkten Kunststoff zusammengesetzt ist. Unter einer unlösbaren Verbindung von zwei oder mehr Abschnitten wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Verbindung verstanden, die eine derart hohe Festigkeit aufweist, dass die miteinander verbundenen Abschnitte nicht zerstörungsfrei voneinander getrennt werden können. Dies ist unter anderem deshalb vorteilhaft, weil dadurch ein Lösen und ein anschließendes erneutes Verbinden der Abschnitte unter unkontrollierten Bedingungen, wie beispielsweise auf einer Baustelle, nicht erforderlich und sogar ausgeschlossen sind. Vielmehr werden die Verankerungsabschnitte, und zwar vorzugsweise bei dem Hersteller, unter standardisierten und überwachten Prozessbedingungen mit dem Zugabschnitt verbunden, wobei das so hergestellte Verstärkungssystem anschließend mit den unlös- bar miteinander verbundenen Abschnitten - quasi als Einzelbauteil - ausgeliefert wird, so dass eine einheitliche und hohe Qualität des Verstärkungssystems sichergestellt ist. Weiterhin ist auch der Einbau des Verstärkungssystems erleichtert, da auf der Baustelle lediglich ein Bauteil handzuhaben ist. Fehler bei der Verklebung oder Verklemmung von Ankerkörpern am zugehörigen Zugband, wel- che bei der Verstärkung von Bauwerken besonders kritisch sein können, sind bei einem erfindungsgemäß gestalteten System von vornherein ausgeschlossen.

Dadurch, dass sowohl der Zugabschnitt als auch die Verankerungsabschnitte des Verstärkungssystems aus Verbundwerkstoff auf Basis von glasfaserverstärktem und/oder carbonfaserverstärktem Kunststoffs zusammengesetzt sind, werden sowohl Korrosionsprobleme des Verstärkungssystems als auch Verspannungen in dem Verstärkungssystem beispielsweise aufgrund unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten der einzelnen Abschnitte vermieden oder zumindest beträcht- lieh verringert. Auch das Gewicht des Verstärkungssystems ist so günstiger Weise reduziert. Faserverstärkte Verbundwerkstoffe zeichnen sich nämlich nicht nur durch eine hohe Steifigkeit, sondern auch durch eine insbesondere in Faserrichtung sehr hohe Festigkeit, eine im Vergleich zu Stahl geringe Dichte sowie eine geringe Wärmeausdehnung aus. Je nach Anwendung können der Zugabschnitt und die Verankerungsabschnitte aus dem gleichen Faserverbundwerkstoff oder aus voneinander verschiedenen Faserverbundwerkstoffen zusammengesetzt sein. Vorzugsweise ist wenigstens einer des wenigstens einen Zugabschnitts und der wenigstens zwei Verankerungsabschnitte und besonders bevorzugt ist jeder des wenigstens einen Zugabschnitts und der wenigstens zwei Verankerungsabschnitte vollständig aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff und/oder einem carbonfaserverstärkten Kunststoff zusammengesetzt. Eine derartige Ausgestaltung gewährleistet ein besonders geringes Gewicht sowie die Vermeidung jeglicher Korrosionsprobleme. In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird es vorgeschlagen, dass wenigstens einer der wenigstens zwei Verankerungsabschnitte eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Befestigungselements aufweist, insbesondere eine sich senkrecht zu der Längsachse des Zugabschnitts erstreckende Bohrung, wobei der wenigstens eine Verankerungsabschnitt zumindest im Bereich der Ausnehmung und bevorzugt vollständig aus wenigstens einem glasfaserverstärkten Kunststoff und/oder wenigstens einem carbonfaserverstärkten Kunststoff zusammengesetzt ist. Unter der Ausnehmung ist jede zur Aufnahme eines Befestigungselements geeignete Formgestaltung des Verankerungsabschnitts zu verstehen. Die Ausnehmung ermöglicht eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Verstär- kungssystem und einem zugehörigen Befestigungselement, wie einem Ankerbolzen. Anstelle einer Durchgangsbohrung oder Sackbohrung können auch beispielsweise zwei gegenüberliegende Kerben als Formschlussmittel vorgesehen sein. Durch den zumindest an der Ausnehmung vorgesehenen faserverstärkten Verbundstoff wird dem kritischen Bereich, in welchem eine Kraftein leitung von außen in das Verstärkungssystem erfolgt, eine hohe Härte und Festigkeit verliehen, ohne dass ein schweres Stahlbauteil vorgesehen werden muss.

In der Ausnehmung kann ferner ein Hülsenelement vorgesehen sein, welches zumindest teilweise und bevorzugt vollständig aus wenigstens einem glasfaser- verstärkten Kunststoff und/oder wenigstens einem carbonfaserverstärkten Kunststoff zusammengesetzt ist. Ein derartiges Hülsenelement bewirkt eine gleichmäßigere Verteilung der von einem Befestigungselement auf das Verstärkungssystem übertragenen Kräfte. Außerdem kann ein derartiges Hülsenelement dazu eingesetzt werden, an der Wand der Ausnehmung vorhandene offene Fasern abzude- cken und so die Ausnehmung zusätzlich zu verstärken. Als Hülsenelement kann beispielsweise ein gewickeltes Rohr aus glasfaserverstärktem Kunststoff und/oder carbonfaserverstärktem Kunststoff vorgesehen sein.

Die genannte Ausnehmung sowie jede geeignete Formgestaltung des Veranke- rungsabschnitts zur Aufnahme eines Befestigungselements kann durch eine formgebende Bearbeitung des erfindungsgemäßen Verstärkungssystems erzeugt werden, beispielsweise durch bereits genannte Bohrungen. Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verstärkungssystems weist jedoch einen Verankerungsabschnitt auf, der keinerlei, durch formgebende Bearbeitung erzeug- te Beschädigungen der Faserstruktur aufweist und dennoch Ausnehmungen oder andere geeignete Formgestaltungen zur Aufnahme eines Befestigungselements aufweist. Dies kann dadurch erreicht werden, dass bei der Herstellung des Verankerungsabschnitts die Formgestaltung bereits integriert ist, beispielsweise durch das Einlegen der noch formbaren Faserstruktur des Verankerungsabschnitts in eine (Press-)Form, welche geeignete Ausnehmungen vorsieht.

Gemäß dieser Ausführungsform können beispielweise trockene Faserstrukturen in die Form eingelegt werden und anschließend mit dem Matrixmaterial des Verbundwerkstoffs infusioniert werden. Es ist jedoch auch möglich, bereits vorim- prägnierte Faserstrukturen in der Form auszulegen und anschließend auszuhärten. Durch diese Ausführungsform wird eine nachträgliche Formgebung des Verankerungsabschnitts überflüssig und Beschädigungen der Fasern des Verankerungsabschnitts dadurch können vermieden werden. Zudem können die Faserstrukturen an den Ausnehmungen, die durch die (Press-)Form vorgegeben sind, gezielt orientiert werden. Dies bewirkt eine Erhöhung der Stabilität des Verankerungsabschnitts

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der oben genannten Ausführungsform wird der Zugabschnitt bereits in dem formgebenden Herstellungsver- fahren des Verankerungsabschnitts mit diesem verbunden. Der Zugabschnitt kann hierzu, mit einem seiner Enden, an einer dafür vorgesehenen Stelle der (Press-) Form, in die Form hineinragen und so mit der Faserstruktur des Verankerungsabschnitt laminiert werden. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass zumindest ein Teil der Fasern des glasfaserverstärkten Kunststoffs und/oder carbonfaserverstärkten Kunststoffs, aus dem/denen der wenigstens eine Zugabschnitt zumindest teilweise zusammengesetzt ist, zumindest im Wesentlichen parallel zueinander orientiert ist und zumindest ein Teil der Fasern des glas- faserverstärkten Kunststoffs und/oder carbonfaserverstärkten Kunststoffs, aus dem/denen die wenigstens zwei Verankerungsabschnitte zumindest teilweise zusammengesetzt sind, zumindest im Wesentlichen parallel zueinander orientiert ist und eine Faserrichtung aufweist, die von der Richtung der Fasern des glasfaserverstärkten Kunststoffs und/oder carbonfaserverstärkten Kunststoffs, aus dem der wenigstens eine Zugabschnitt zumindest teilweise zusammengesetzt ist, abweicht. Der Ausdruck "im Wesentlichen parallel zueinander orientiert" bedeutet dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die Richtungen dieser Fasern zu einer Referenzachse jeweils um weniger als 10°, bevorzugt um weniger als 5°, besonders bevorzugt um weniger als 2°, ganz besonders bevorzugt um weniger als 1 ° und höchst bevorzugt um weniger als 0,5° voneinander abweichen. Während nämlich die Fasern des Zugabschnitts zum Erzielen einer hohen Zugfestigkeit vorzugsweise in der Richtung der auftretenden Zugkräfte ausgerichtet sind, also beispielsweise in der Längsrichtung des Zugbands oder Zugseils, kann eine derartige einheitliche Längsausrichtung der Fasern an den Verankerungsabschnit- ten problematisch sein. An den Verankerungspunkten, d.h. den Stellen, an denen die Verankerungsabschnitte beispielsweise über Befestigungselemente mit dem Bauwerk verbunden sind, treten nämlich während des Gebrauchs des Verstärkungssystems auch Querkräfte auf. Insbesondere besteht daher während des Gebrauchs des Verstärkungssystems die Gefahr, dass ein durch den Veranke- rungsabschnitt hindurchreichender Ankerbolzen unter einem Aufspleißen des Faserverbunds in Zugrichtung ausreißt. Diese Gefahr wird durch die bei dieser Ausführungsform vorgesehene Abweichung der Faserrichtungen zwischen dem Zugabschnitt und den Verankerungsabschnitten verringert. Mit anderen Worten erfolgt die Ableitung der Kräfte nicht in einer einzigen Richtung, sondern diese wird durch die Faserrichtung des faserverstärkten Kunststoffs in den Verankerungsabschnitten gesteuert.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel beträgt die Abweichung der Faserrichtungen wenigstens 10°, bevorzugt wenigstens 25°, insbesondere bevorzugt wenigstens 45°, besonders bevorzugt wenigstens 70°, ganz besonders bevorzugt wenigstens 80° und höchst bevorzugt etwa 90°. Durch eine, in Bezug auf die Längsrichtung des Zugabschnitts, Querstellung der Fasern in einem oder beiden Verankerungsabschnitten kann ein Ausreißen eines zugehörigen Ankerbolzens besonders gut vermieden werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens einer der wenigstens zwei Verankerungsabschnitte und ist bevorzugt jeder der wenigstens zwei Verankerungsabschnitte aus wenigstens zwei übereinander angeordneten Lagen zusammengesetzt, wobei wenigstens zwei und bevorzugt alle der wenigstens zwei Lagen aus wenigstens einem glasfaserverstärkten Kunststoff und/oder wenigstens einem carbonfaserverstärkten Kunststoff zusammengesetzt sind. Ferner ist es bei dieser Ausführungsform vorzugsweise vorgesehen, dass in wenigstens zwei und bevorzugt in jeder der wenigstens zwei Lagen jeweils zumindest ein Teil der Fasern im Wesentlichen parallel zueinander orientiert ist und die Fasern von wenigstens einer der Lagen eine Richtung aufweisen, welche von der Richtung der Fasern wenigstens einer anderen der Lagen abweicht. Ein solcher Lagenaufbau wirkt hinsichtlich der Wärmeausdehnung und des Elastizitätsmoduls ausgleichend, so dass unerwünschte Materialverspannungen vermieden werden. Dadurch, dass die Fasern der einzelnen Lagen winklig zueinander versetzt sind, weist der entsprechende Verankerungsabschnitt eine besonders hohe Festigkeit auf und kann unterschiedliche Querkräfte sicher aufnehmen. Insbesondere kann die Entstehung und Weiterbildung von Rissen in dem Material vermieden werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel beträgt die Abweichung der Faserrichtungen in der oben genannten Ausführungsform wenigstens 10°, bevorzugt wenigstens 25°, insbesondere bevorzugt wenigstens 45°, besonders bevorzugt wenigstens 70°, ganz besonders bevorzugt wenigstens 80° und höchst bevorzugt etwa 90°. Eine Kombination dieser unterschiedlichen Winkel für die Abweichung der Faserrichtungen ist besonders bevorzugt. Dies kommt einer Vermeidung von Rissen besonders entgegen. Das Verstärkungssystem kann einen Zugabschnitt umfassen, in dem zumindest ein Teil der darin vorliegenden Fasern zumindest im Wesentlichen parallel zu der Längsachse des Zugabschnitts orientiert ist, wobei die Fasern der direkt an den Zugabschnitt angrenzenden Lage wenigstens eines Verankerungsabschnitts und bevorzugt jedes der wenigstens zwei Verankerungsabschnitte zumindest im Wesentlichen parallel zueinander orientiert sind sowie eine Richtung aufweisen, welche von der Richtung der Fasern des Zugabschnitts abweicht. Die Abweichung der Faserrichtungen beträgt hierbei wiederum insbesondere wenigstens 10°, be- vorzugt wenigstens 25°, insbesondere bevorzugt wenigstens 45°, besonders bevorzugt wenigstens 70°, ganz besonders bevorzugt wenigstens 80° und höchst bevorzugt etwa 90°. Hierdurch wird ein Ausreißen eines Befestigungselements im Bereich des Verankerungsabschnitts und insbesondere auch ein Reißen der Fasern in den Bereichen, in denen die Verankerungsabschnitte mit dem Zugab- schnitt verbunden sind, besonders zuverlässig vermieden.

Grundsätzlich können die Fasern der Zug- und Verbindungsabschnitte des Verstärkungssystems in jeder denkbaren Faserstruktur vorliegen. Gute Ergebnisse werden jedoch insbesondere bei den Ausführungsformen, in denen die Fasern zumindest teilweise parallel und mit eine spezifischen Faserrichtung ausgerichtet sind, erreicht, wenn die Fasern in wenigstens einer und bevorzugt in jeder der wenigstens zwei Lagen in einer Faserstruktur vorliegen, welche aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus unidirektionalen Gelegen, Geweben, Gewirken, Gestricken und Geflechten besteht. Bei einem Gelege ist hierbei die Faserrichtung durch die Längsachse der Fasern definiert, während in dem Fall von Geweben, Gewirken, Gestricken und Geflechten die Faserrichtung entlang einer bevorzugten Längsachse definiert ist, wie beispielsweise bei einem Gewebe durch die Richtung des Kettfadens. Durch derartige Faserstrukturen werden besonders gute Ergebnisse in Bezug auf die Festigkeit des Verstärkungssystems erreicht. Besonders gut kann einer Entstehung und Weiterleitung von Rissen insbesondere in den Bereichen der Verankerungsabschnitte, die mit den Befestigungselementen und den Zugabschnitt(en) in Kontakt stehen, entgegengewirkt werden, wenn die Faserrichtungen der wenigstens zwei übereinander angeordneten Lagen wenigs- tens eines und bevorzugt jedes der wenigstens zwei Verankerungsabschnitte alternierend in wenigstens einem ersten Winkel und einem zweiten Winkel bezogen auf eine Längsachse des Zugabschnitts angeordnet sind, wobei der erste Winkel vorzugsweise -15° bis +15°, besonders bevorzugt -5° bis +5° und ganz besonders bevorzugt 0° beträgt, und wobei der zweite Winkel vorzugsweise 60° bis 120°, besonders bevorzugt 80° bis 90° und ganz besonders bevorzugt 90° beträgt. Vorzugsweise liegen genau zwei verschiedene Winkel vor und die Faserstruktur ist ein Gelege, d.h. es kommt ein biaxiales Gelege zur Anwendung, bei dem die Abfolge der Winkel in benachbarten Lagen besonders bevorzugt 0 90° beträgt.

Ein dazu alternatives Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die Faserrichtungen der wenigstens zwei übereinander angeordneten Lagen wenigstens eines und bevorzugt jedes der wenigstens zwei Verankerungsabschnitte alternierend in wenigstens einem ersten Winkel und einem zweiten Winkel bezogen auf eine Längsach- se des Zugabschnitts angeordnet sind, wobei der erste Winkel vorzugsweise 30° bis 60°, besonders bevorzugt 40° bis 50° und ganz besonders bevorzugt 45° beträgt, und wobei der zweite Winkel vorzugsweise -30° bis -60°, besonders bevorzugt -40° bis -50° und ganz besonders bevorzugt -45° beträgt. Vorzugsweise liegen genau zwei verschiedene Winkel vor und die Faserstruktur ist ein Gelege, d.h. es kommt ein biaxiales Gelege zur Anwendung, bei dem die Abfolge der Winkel in benachbarten Lagen besonders bevorzugt -457+45° beträgt.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist wenigstens einer und bevorzugt jeder der wenigstens zwei Verankerungsabschnitte aus wenigstens drei überein- ander angeordneten Lagen zusammengesetzt, wobei die Faserrichtungen der wenigstens drei übereinander angeordneten Lagen alternierend in wenigstens einem ersten Winkel, einem zweiten Winkel und einem dritten Winkel bezogen auf eine Längsachse des Zugabschnitts angeordnet sind, wobei einer der drei Winkel vorzugsweise -15° bis 15°, besonders bevorzugt -5° bis 5° und ganz besonders bevorzugt 0° beträgt, ein zweiter der drei Winkel vorzugsweise 30° bis 60°, besonders bevorzugt 40° bis 50° und ganz besonders bevorzugt 45° beträgt, und der dritte der drei Winkel vorzugsweise -30° bis -60°, besonders bevorzugt -40° bis -50° und ganz besonders bevorzugt -45° beträgt. Eine besonders gute Ableitung der Kräfte wird durch eine Konfiguration mit genau drei verschiedenen Winkeln und einem Gelege als Faserstruktur erzielt. Ein derartiges Gelege wird auch als triaxiales Gelege bezeichnet. Bevorzugt beträgt dabei die Abfolge des ersten, zweiten und dritten Winkels 0 -45 +45° oder 07+457-45°.

Weiterhin kann wenigstens einer und bevorzugt jeder der wenigstens zwei Veran- kerungsabschnitte aus wenigstens vier übereinander angeordneten Lagen zusammengesetzt sein, wobei die Faserrichtungen der wenigstens vier übereinander angeordneten Lagen alternierend in wenigstens einem ersten Winkel, einem zweiten Winkel, einem dritten Winkel und einem vierten Winkel bezogen auf eine Längsachse des Zugabschnitts angeordnet sind, wobei einer der vier Winkel vor- zugsweise 30° bis 60°, besonders bevorzugt 40° bis 50° und ganz besonders bevorzugt 45° beträgt, ein zweiter der vier Winkel vorzugsweise -30° bis -60°, besonders bevorzugt -40° bis -50° und ganz besonders bevorzugt -45° beträgt, ein dritter der vier Winkel vorzugsweise 60° bis 120°, besonders bevorzugt 80° bis 100° und ganz besonders bevorzugt 90° beträgt und der vierte der vier Winkel vorzugsweise -15° bis 15°, besonders bevorzugt -5° bis 5° und ganz besonders bevorzugt 0° beträgt. Vorzugsweise liegen genau vier verschiedene Winkel vor und die Faserstruktur ist ein Gelege. Ein derartiges Gelege wird auch als quadra- xiales Gelege bezeichnet. Besonders bevorzugt beträgt die Abfolge des ersten, zweiten, dritten und vierten Winkels 07-457+45790°, 07+457-45790°,

07-457907+45° oder 07+457907-45°. Grundsätzlich können bei den vorstehenden Ausführungsformen die wenigstens zwei Lagen durch jedes beliebige Verfahren miteinander verbunden sein. Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn die wenigstens zwei Lagen miteinander heiß- verpresst sind, weil sich dadurch ein besonders guter Schichtverbund ergibt.

Ebenfalls bevorzugt ist eine Verbindung der Lagen unter Einsatz eines RTM- ("res/n transfer moulding") Verfahrens oder eines Vakuum-Infusions-Verfahrens.

Um eine besonders zuverlässige Verbindung der Lagen untereinander zu gewähr- leisten, kann jeweils zwischen benachbarten Lagen der wenigstens zwei Lagen ein Klebeband ("adhesive tape") angeordnet sein.

Vorzugsweise weisen die faserverstärkten Kunststoffe der wenigstens zwei Lagen das gleiche Matrixmaterial auf. Dies kommt einer einfachen und kostengünstigen Herstellung entgegen. Außerdem werden Verspannungen aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungen der Materialien vermieden.

Vorzugsweise werden die Lagen von faserverstärkten Kunststoffe so angeordnet, dass ein symmetrischer Aufbau im Bezug auf die Mittelachse des Verstärkungs- Systems entsteht. Hierdurch werden ebenfalls Deformation und interne Spannungen vermieden

Grundsätzlich können die erfindungsgemäß eingesetzten Faserverbundwerkstoffe als Matrixmaterial jedes dem Fachmann zu diesem Zweck bekannte Material ent- halten. Gute Ergebnisse werden insbesondere erhalten, wenn die Matrizes der faserverstärkten Kunststoffe des wenigstens einen Zugabschnitts sowie der wenigstens zwei Verankerungsabschnitte, unabhängig voneinander, aus einem Material zusammengesetzt sind, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Epoxidharzen, Phenolharzen, Vinylesterharzen, Polyesterharzen, Benzoxazinhar- zen, Novolaken, Cyanatesterharzen, Bismaleimidharzen, Bisoxazolinen und beliebigen Mischungen aus zwei oder mehr der vorstehenden Verbindungen besteht.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird es vorgeschlagen, dass die we- nigstens zwei Verankerungsabschnitte mit dem Zugabschnitt jeweils verklebt sind, und zwar vorzugsweise mit einem auf Epoxidharz oder Polyurethan basierenden Klebstoff. Hierdurch ergibt sich im Vergleich zu einer Klemmung eine erhöhte Festigkeit gegenüber einem Trennen der Verankerungsabschnitte vom Zugabschnitt.

Der wenigstens eine Zugabschnitt ist vorzugsweise bandförmig ausgestaltet, wobei jeder Verankerungsabschnitt durch zwei Verankerungseinheiten gebildet ist, welche an entgegengesetzten Flachseiten des wenigstens einen Zugabschnitts vorgesehen sind. Hierdurch ergibt sich eine besonders großflächige Verbindung zwischen Zugabschnitt und Verankerungsabschnitt und folglich eine erhöhte Festigkeit gegenüber einem Trennen der Verankerungsabschnitte vom Zugabschnitt. Bandförmige Zugabschnitte von Verstärkungssystemen werden auch als "Lamellen" bezeichnet. Bevorzugt sind die Enden des wenigstens einen Zugabschnitts jeweils mit einem der wenigstens zwei Verankerungsabschnitte verbunden. Die Enden können so mittels der Verankerungsabschnitte zuverlässig an einem Bauwerk oder an verschiedenen Teilen eines Bauwerks befestigt werden. Um einerseits einen einfachen Aufbau zu gewährleisten und andererseits Probleme durch unterschiedliche Materialverformungen zu vermeiden, weisen der faserverstärkte Kunststoff des wenigstens einen Zugabschnitts und der faserverstärkte Kunststoff der wenigstens zwei Verankerungsabschnitte vorzugsweise das gleiche Matrixmaterial auf. Ferner ist es gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass der wenigstens eine Zugabschnitt ausschließlich aus einem carbonfaserverstärkten Kunststoff zusammengesetzt ist und die wenigstens zwei Verankerungsabschnitte ausschließlich aus einem carbonfaserverstärkten Kunststoff oder aus wenigstens einer Lage aus carbonfaserverstärktem Kunststoff und wenigstens einer Lage aus glasfaserverstärktem Kunststoff zusammengesetzt sind. Durch das Vorsehen wenigstens einer Lage aus glasfaserverstärktem Kunststoff kann die Steifigkeit der Verankerungsabschnitte angepasst werden, falls dies aufgrund der Anwendungsvorgaben nötig ist. Besonders bevorzugt wird eine Lage aus glasfaservestärktem Kunststoff an der Oberfläche des Verankerungsabschnitts eingesetzt. Dies dient der elektrischen Isolierung, wodurch die elektrochemische Korrosion zwischen Verankerungsabschnitt und beispielsweise einem Stahlbolzen, an dem der Verankerungsabschnitt befestigt, bzw. aufgehängt wird, verhindert, zumindest jedoch verzögert werden kann.

Insbesondere ist es bevorzugt, dass die wenigstens zwei Verankerungsabschnitte jeweils aus faserverstärktem Kunststoff mit einem Faservolumengehalt zwischen 20 Vol.-% und 95 Vol.-%, vorzugsweise zwischen 50 Vol.-% und 70 Vol.-% und besonders bevorzugt zwischen 55 Vol.-% und 65 Vol.-% zusammengesetzt sind. Hierdurch werden besonders gute Ergebnisse hinsichtlich der Festigkeit und der Beständigkeit erzielt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens einer und bevorzugt jeder der wenigstens zwei Verankerungsabschnitte unter Ausbildung eines Flansches von einer ersten, geringeren Dicke zu einer zweiten, größeren Dicke erweitert. Der Flansch bewirkt eine stufenförmige Spannungsübertragung von dem Verankerungsabschnitt auf den Zugabschnitt. Dadurch wird Spannungsüberhöhungen und Rissen entgegengewirkt. Ein besonders sanfter Spannungsübergang wird bei dieser Ausführungsform erzielt, wenn der Flansch bezüglich der Längsachse des Zugabschnitts schräg verläuft. Besonders gute Ergebnisse hinsichtlich der Vermeidung von Spannungsüberhöhungen werden darüber bei dieser Ausführungsform erreicht, wenn der Flansch bezüglich einer durch den bandförmigen Zugabschnitt definierten Längsebene um 3° bis 45°, bevorzugt zwischen 7° und 30° und besonders bevorzugt zwischen 10° und 20° geneigt ist.

Vorzugsweise beträgt die Länge des Flansches in Richtung der Längsachse des Zugabschnitts gesehen wenigstens 5%, besonders bevorzugt zwischen 10% und 70% und ganz besonders bevorzugt zwischen 20% und 40% der Länge des betreffenden Verankerungsabschnitts. Hierdurch wird eine Spannungserhöhende Kante zwischen dem dünneren und dem dickeren Bereich des Verankerungsabschnitts vermieden und die Zugfestigkeit des Verstärkungssystems erhöht.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Dicke wenigstens eines und bevorzugt jedes der wenigstens zwei Verankerungsabschnitte, in einer senkrecht zu der Längsachse des Zugabschnitts verlaufenden Richtung gesehen, zumindest das Dreifache, vorzugsweise das Vierfache bis Sechsfache der Dicke des wenigstens einen Zugabschnitts beträgt. Dies hat sich hinsichtlich der Festigkeit des Verstärkungssystems als besonders vorteilhaft erwiesen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Verstärkungssystem zumindest teilweise mit einem elastomeren und/oder thermoplastischen und/oder duroplastischen Kunststoffsystem zu ummanteln. Diese Ummantelung bietet nicht nur den Schutz des Matrixmaterials vor Umwelteinflüssen, wie z.B. Sonneneinstrahlung, "saurer" Regen oder Wind mit Staubanteilen, sondern er- leichtert zudem die Handhabung des Verstärkungssystems enorm. Der bevorzugt flach ausgebildete Zugabschnitt ist ohne eine solche Ummantelung am seinem Rand besonders empfindlich, insbesondere schlagempfindlich, was eine erhöhte Vorsicht bei Transport und Einbau des Verstärkungssystems erfordert. Durch die Ummantelung wird ein Herabsetzen der Festigkeit durch Randverletzungen ver- hindert oder zumindest abgemindert.

Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform besteht in der Möglichkeit des Einsatzes von kostengünstigeren Matrixsystemen, wie z.B. nicht alkalibeständigen Harzsystemen. Denn ohne Ummantelung werden bevorzugt alkalibeständige Harzsys- teme verwendet, da die tragende Struktur des Zugabschnitts, bzw. des Zugelements unmittelbar äußeren Einflüssen ausgesetzt ist. Durch eine Kunstoffumman- telung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist es nicht mehr, oder nur noch in geringerem Maße notwendig, das Harzsystem der Matrix des Faserverbundmaterials mit Zusatzstoffen, bzw. Fremdstoffen auszurüs- ten, die es vor Umwelteinflüssen schützt.

Darüber hinaus wurde überraschend gefunden, dass eine Ummantelung zu einer überproportionalen Steigerung der Festigkeit führt. Dies bedeutet, dass nicht nur die Festigkeit des Kunststoffes der Ummantelung in die Gesamtfestig keitsbetrach- tung mit eingeht, sondern dass die Gesamtfestigkeit deutlich höher als die Summe der Einzelfestigkeiten ist. Ein maßgeblicher Parameter hierfür ist der Translationsfaktor. Der Translationsfaktor beschreibt, welcher Anteil der theoretischen Faserfestigkeit in das Bauteil übertragen wird. Bei einer theoretischen Bruchkraft von beispielsweise 100kN und einer gemessenen Bruchkraft von 80 kN, beträgt der Translationsfaktor 80%. Bei Vergleichsmessungen von baugleichen Zugabschnitten, wobei einer der Zugabschnitte zusätzlich eine Ummantelung aus TPU, ein thermoplastisches Polyurethan, aufwies, während der andere keine Ummantelung aufwies, betrug der Translationsfaktor ohne Ummantelung 87%, mit Ummantelung jedoch 94%. Ohne an die Richtigkeit der Theorie gebunden sein zu wollen, wird vermutet, dass eine solche Ummantelung kleine Oberflächenfehler kaschiert, wodurch die Fortpflanzung kleiner Risse verzögert wird und keine schädlichen Spannungsspitzen auftreten. Dies bewirkt eine bessere Krafteinleitung in das Verstärkungssystem und die darin enthaltene Carbonfaser kann nahezu Ihr volles Potential ausschöpfen.

Besonders bevorzugt ist eine Ummantelung die feuerfest ist, insbesondere die Feuerschutznorm UL94 mit einem Rating V-0 erfüllt, wie beispielsweise TPU mit einer Flammschutzausrüstung. Häufig muss, um gültige nationale und internationale Feuerschutzrichtlinien zu erfüllen, ein hoher Anteil Flammschutzmittel, als ein Fremdstoff in das Matrixmaterial eingebracht werden, dieser hohe Anteil Fremdstoff wiederum verringert die Festigkeit des Matrixmaterials und damit des gesamten Verstärkungssystems und führt auch zu Problemen hinsichtlich des Produktionsprozesses des Zugabschnitts. Durch die Verwendung einer Ummantelung gemäß dieser Ausführungsform, kann der Anteil von Flammschutzmittel im Mat- rixmaterial des Zugabschnitts oder auch des Verankerungsabschnitts verringert werden, womit gleichzeitig auch die mechanischen Eigenschaften des Matrixmaterials verbessert werden.

Bevorzugte Kunststoffmaterialien für die Ummantelung sind thermoplastische Elastomere, basierend auf Polyurethan, Polyamid und/oder Polyester, natürliche und synthetische Kautschuke und thermoplastische Kunststoffe wie Polyamid, Polyethylen, Polypropylen und Polyethersulfon. Bei den thermoplastischen Kunststoffen ist Polyamid besonders bevorzugt. Vorzugsweise wird die Ummantelung in einem kontinuierlichen Prozess unmittelbar nach der Herstellung des Zugabschnitts mittels Extrusion erzeugt. In dieser Ausführungsform kann der Verankerungsabschnitt im Anschluss entweder direkt mit dem ummantelten Zugabschnitt verbunden werden oder, bevor der Verankerungsabschnitt mit dem ummantelten Zugabschnitt verbunden wird, die Ummante- lung am Zugabschnitt im Bereich der anzubringenden Verankerungsabschnitte wieder entfernt werden, beispielsweise mit Hilfe eines geeigneten Lösungsmittels oder durch thermische und/oder mechanische Methoden.

Der Vorteil der Variante, in der der Verankerungsabschnitt direkt auf die freigeleg- te Faserverbundstruktur laminiert wird, ist eine Steigerung der Lasteinleistungsfähigkeit des Gesamtsystems, da die Spannungsspitze im Bereich des laminierten Verankerungsabschnitts verringert wird.

Die andere Variante, in der der Verankerungsabschnitt direkt auf die Ummante- lung geklebt wird ist ebenfalls vorteilhaft. Dabei wird der Kunststoff der Ummantelung bevorzugt angeschmolzen und der Verankerungsabschnitt mit dem angeschmolzenen Kunststoff direkt verklebt. Ein entscheidender Parameter ist hierbei die Klebkraft zwischen den Materialien der Ummantelung einerseits und der Matrix des Verbundwerkstoffs des Verankerungsabschnitts und des Zugabschnitts ande- rerseits. Diesbezüglich besonders bevorzugt ist hier eine Kombination aus auf Polyurethan-Elastomer basierendem Material der Ummantelung und auf Epoxidharz basierendem Matrixmaterial des Verbundwerkstoffs in Verankerungsabschnitt und Zugabschnitt. Bei beiden vorstehenden Varianten ist es weiter bevorzugt, dass zusätzlich der Verankerungsabschnitt ummantelt, insbesondere mit einem geeigneten Kunststoff der Ummantelung, wie zum Beispiel einem reaktiven Polyurethan-Elastomer umgössen wird. Alternativ dazu kann der Verankerungsabschnitt mittels Umschrumpfen mit einem Kunststoffschlauch ummantelt werden. Der Schlauch wird hierbei über den Verankerungsabschnitt gezogen und erhitzt. Durch das Erhitzen zieht sich das Kunststoffmaterial des Schlauchs zusammen und umschließt so fest den Verankerungsabschnitt. Die für die Technik des Umschrumpfens geeigneten Kunststoffe sind dem Fachmann bekannt und deren Auswahl ist nicht besonders eingeschränkt. Es ist jedoch auch möglich ein erfindungsgemäßes, fertiges Verstärkungssystem nachträglich zu ummanteln, bevorzugt durch Umgießen des kompletten Verstärkungssystems mit einem dafür geeigneten Kunststoff der Ummantelung wie zum Beispiel einem reaktiven Polyurethan-Elastomer.

Eine alternative, bevorzugte Methode das erfindungsgemäße, fertige Verstärkungssystem nachträglich zu ummanteln, besteht im Umschrumpfen mit einem Kunstoffschlauch. Der Schlauch wird hierbei über das Verstärkungssystem gezogen und erhitzt. Durch das Erhitzen zieht sich das Kunststoffmaterial des

Schlauchs zusammen und umschliesst so fest das Verstärkungssystem. Die für die Technik des Umschrumpfens geeigneten Kunststoffe sind dem Fachmann bekannt und deren Auswahl ist nicht besonders eingeschränkt.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung eines wie vorstehend beschriebenen Verstärkungssystems zum Verstärken von Bauwerken, wie beispielsweise zum Verstärken von Brücken.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von diese erläuternden, diese aber nicht einschränkenden Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter be- schrieben.

Fig. 1 ist eine perspektivische Teilansicht eines Verstärkungssystems gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 ist eine Draufsicht auf das Verstärkungssystem gemäß der Fig. 1 .

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch das Verstärkungssystem gemäß der

Fig. 1 . Fig. 4 ist eine vergrößerte Teilansicht eines Verankerungsabschnitts des

Verstärkungssystems gemäß der Fig. 3.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Verstärkungssystem 10 dient zur Verstärkung von Bauwerken, insbesondere zum Verspannen von Brücken, und weist einen bandförmigen Zugabschnitt 12 auf, der auch als "Lamelle" bezeichnet wird. Der nur teilweise dargestellte Zugabschnitt 12 ist durch eine einzelne flächige Lage eines carbonfaserverstärkten Kunststoffs (CFK) gebildet und dient dem Aufnehmen von Zugkräften in Richtung seiner Längsachse L. Um eine hohe Zugfestigkeit in Richtung der Längsachse L zu erzielen, handelt es sich bei dem Zugabschnitt 12 um eine unidirektionale Lage (UD-Lage), wobei die Fasern des carbonfaserverstärkten Kunststoffs im Wesentlichen parallel zueinander und in Richtung der Längsachse L ausgerichtet sind. An den beiden axialen Enden des Zugabschnitts 12 sind jeweils ein Verankerungsabschnitt 14 vorgesehen, von denen in den Fig. 1 und 2 lediglich einer dargestellt ist. Mittels der Verankerungsabschnitte 14 kann der Zugabschnitt 12 unter Vorspannung an einem zu verstärkenden Bauwerk oder an den betreffenden Bauwerksteilen befestigt werden. Jeder Verankerungsabschnitt 14 setzt sich aus zwei gleichartigen Ankerkörpern 16A, 16B zusammen, welche derart auf entgegengesetzte Flachseiten des Zugabschnitts 12 aufgeklebt sind, dass sich jeweils eine unlösbare Verbindung zwischen dem Zugabschnitt 2 und dem entsprechenden Verankerungsabschnitt 14 ergibt. In Richtung der Längsachse L und von der Mitte des Zugabschnitts 12 aus gesehen ist jeder Ankerkörper 16A, 16B in einen Ausgangsabschnitt 18, einen Übergangsabschnitt 19 und einen Endabschnitt 20 unterteilt. Der Endabschnitt 20 weist eine größere Dicke auf als der Ausgangsabschnitt 18, so dass der bezüglich der Längsachse L schräg verlaufende Übergangsabschnitt 19 einen Flansch 21 bildet. Eine rechtwinklig zur Längsachse L verlaufende Durchgangsbohrung 22 erstreckt sich durch beide Ankerkörper 16A, 16B sowie durch den Zugabschnitt 12 hindurch. Die Durchgangsbohrung 22 dient der Aufnahme eines Befestigungselements, wie eines Ankerbolzens, um so eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Verstärkungssystem 10 und beispielsweise einer Betonoberfläche eines Bauwerks zu ermöglichen. In den Fig. 3 und 4 ist der Aufbau eines der Verankerungsabschnitte 14 genauer dargestellt. Wie der Zugabschnitt 12 ist auch der Verankerungsabschnitt 14 vollständig aus einem faserverstärkten Kunststoff aufgebaut. Im Gegensatz zu dem Zugabschnitt 12 sind die Ankerkörper 16A, 16B der Verankerungsabschnitte 14 bei diesem Ausführungsbeispiel jedoch aus einem Gemisch aus carbonfaser- verstärktem Kunststoff (CFK) und glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) zusammengesetzt. Durch den Zusatz von glasfaserverstärktem Kunststoff kann insbesondere die Steifigkeit des Verankerungsabschnitts 14 an die Anwendung ange- passt werden. Weiterhin ist jeder der Ankerkörper 16A, 16B im Gegensatz zu dem Zugabschnitt 12 nicht durch eine einzelne flächige Lage aus faserverstärktem Kunststoff gebildet, sondern aus einer gestapelten Anordnung mehrerer flächiger Lagen 24, 24', 24" aus faserverstärktem Kunststoff. Die Lagen 24, 24', 24" sind miteinander heißverpresst und ihrerseits mittels einer in der Fig. 4 dargestellten Klebeschicht 26 mit der Oberfläche des Zugabschnitts 12 verbunden. Die Fasern des faserverstärktem Kunststoffs der Ankerkörper 16A, 16B sind nicht sämtlich in Richtung der Längsachse L ausgerichtet, um die Gefahr des Aufspleißens des Verankerungsabschnitts 14 und des damit verbundenen Ausreißens eines in der Durchgangsbohrung 22 aufgenommenen Befestigungselements zu verringern. Konkret weisen alle Lagen 24, 24', 24" eine unidirektionale Faserstruk- tur auf, wobei die Fasern der Lagen 24, 24', 24", von der Klebeschicht 26 nach außen gesehen, zur Längsachse jeweils in einem Winkel von 90°, 45°, -45° und 0° ausgerichtet sind. Die Verankerungsabschnitte 14 können somit auch Querkräfte wirksam aufnehmen und bewirken eine günstige Kraftverteilung. Der Flansch 21 bewirkt eine allmähliche, d.h. nicht abrupte Übertragung der Kraft auf den Zugab- schnitt 12 und verringert dadurch unerwünschte Spannungsüberhöhungen. Zum Verstärken eines Bauwerkes wird einer der Verankerungsabschnitte 14 mittels eines durch die Durchgangsbohrung 22 geführten, in den Figuren nicht dargestellten Ankerbolzens an der Betonoberfläche eines Bauwerksteiles befestigt. Dieser Verankerungsabschnitt 14 bildet einen Festanker des Verstärkungssystems 10. Anschließend wird mittels einer hydraulischen Spannvorrichtung eine Zugspannung auf den zweiten Verankerungsabschnitt 14 ausgeübt, um so den Zugabschnitt 12 in einen vorgespannten Zustand zu versetzen. In diesem vorgespannten Zustand des Zugabschnitts 12 wird der einen Spannanker bildende zweite Verankerungsabschnitt 14 dann ebenfalls an der Betonoberfläche eines Bauwerkteiles befestigt.

Dadurch, dass der Zugabschnitt 12 und die beiden Verankerungsabschnitte 14 aus der gleichen Materialart - nämlich carbonfaserverstärktem und/oder glasfaser- verstärktem Kunststoff - hergestellt sind, können Korrosions- und Verspannungs- probleme vermieden und das Gewicht des Verstärkungssystems verringert werden. Da das Verstärkungssystem 10 aus unlösbar verbundenen Abschnitten 12, 14 besteht, also als einstückiges Bauteil vorliegt, ist der Einbau vor Ort besonders leicht. Weiterhin kann das Verbinden der Lagen 24, 24', 24" untereinander sowie mit dem Zugabschnitt 12 beim Hersteller unter kontrollierten Bedingungen erfolgen und ist später nicht mehr zu beeinträchtigen, so dass im Ergebnis ein hoher Qualitätssicherungs-Standard erzielt werden kann.

Bezugszeichenliste:

Verstärkungssystenn

Zugabschnitt

Verankerungsabschnitt

A oberer Ankerkörper

B unterer Ankerkörper

Ausgangsabschnitt

Übergangsabschnitt

Endabschnitt

Flansch

Durchgangsbohrung

, 24', 24" Lage

Klebeschicht

Längsachse