InleidingReeds enige malen werd in Cement aandacht gevraagd vooreen voorspansysteem*.In onderstaand artikel vindt men thans een verhandeling overhet Zwitserse voorspansysteem V.S.L. (Vorspann-System Losin-ger), dat ontwikkeld werd door de aannemingsmaatschappijLosinger & Co. A.G. te Bern.Dit voorspansysteem behoort tot de groep van de zgn. 'post-tensioning' systemen, d.w.z. dat de voorspankabels wordengespannen nadat het beton verhard is.VerankeringHet meest karakteristieke van elk voorspansysteem is de wijze,waarop de kabels of draden worden verankerd.In het systeem V.S.L. is deze verankering tweeledig: de kabelsworden namelijk door middel van een conusvormige hard-stalen prop verankerd in een zgn. trekhuls, terwijl deze huls-- althans bij de beweegbare verankeringen -- met behulpvan een schroefverankering tegen het verharde beton wordtvastgezet.Bij korte kabels (tot 45 m lengte) is het mogelijk om aan ??nzijde te spannen; men past dan derhalve aan de spanzijdeeen beweegbare verankering toe, terwijl aan de zijde waarniet gespannen wordt, een vaste verankering wordt aan-gebracht.Bij lange of sterk gebogen kabels dient aan beide zijden ge-spannen te worden ten einde de door wrijving veroorzaaktespanningsverliezen zoveel mogelijk te beperken; in deze ge-vallen wordt dus aan beide zijden een beweegbaar anker aan-gebracht.AnkertypenDe verankeringsmogelijkheden bij het systeem V.S.L. zijn welbijzonder talrijk.Er zijn twee typen beweegbare verankeringen en drie typenvaste verankeringen, die hier achtereenvolgens besproken zul-len worden.A. B e w e e g b a r e v e r a n k e r i n g e n7. Type M (foto 1 en fig. 2)Bij dit type verankering worden de draden van de voorspan-kabel door middel van de reeds genoemde conusvormigeprop vastgeklemd in de trekhuls, en zij zijn daarbij gelijkmatigover de cirkelvormige omtrek van de prop verdeeld.De trekkracht in de kabel wordt op het beton overgebrachtvia de ringmoer en de van te voren ingebetonneerde kopplaat.De uitstekende draadeinden worden na het spannen omge-bogen en vormen op deze wijze de wapening van het lateraan te brengen beschermbeton.De vrij kostbare verankeringsconstructie wordt dus ?ngebeton-neerd; dit vormde de aanleiding tot de ontwikkeling van eenander type beweegbare verankering, namelijk type /.2. Type I (foto 3 en fig. 4)Bij d?t zgn. injectie-anker worden de kabels in eerste instantiegespannen en verankerd met een anker van het reeds ge-noemde type M.De kabels zijn echter over een lengte van 1,50--2,00 m metbehulp van ringen en proppen voorzien van drie 'golven'.*1. 'De systemen Leonhardt', Cement VIII (1956) Nr. 15-16 en Nr. 17-182. 'Het systeem P.Z.', Cement VIII (1956) Nr. 21-223. 'Het systeem Gifford-Udall C.C.L.', Cement IX (1957) Nr. 7-84. 'Het systeem B.B.R.V.', Cement X (1958) Nr. 15-165. 'Nieuwe ontwikkelingen bij het systeem B.B.R.V.', Cement XII (I960)Nr. 86. 'Het systeem Strabed', Cement XII (1960) Nr. 10f/g. 2. doorsnede beweegbare verankering type M; van dit typekomen vier uitvoeringen voor met respectievelijk: =105, 135, 156 en 170 mm; = 110, 120, 120 en 130 mm;F = 770, 790, 220 en 260 mm; G = 50, 62, 70 en 102 mm;L = 150-250, 150-450, 150-450 en 150-450 mmNa het verharden van de injectiemortel kan het M-anker wor-den teruggewonnen, want de verankering wordt bewerkstel-ligd door het gegolfde einde van de kabel.Uitvoerige proeven hebben aangetoond, dat deze zeer eco-nomische en elegante methode van verankeren ruimschootsaan de gestelde eisen voldoet; bij deze proeven bleek zelfs??n golf in staat te zijn om de vereiste voorspanning op tenemen.Uiteraard dient hierbij aan de injectiemortel grote zorg be-steed te worden, maar ieder die wel eens iets met voorspan-nen te maken heeft gehad, weet dat vooral voor het injecterengeldt 'non sine cure'.foto 3. beweegbare verankering type Ifig. 4. doorsnede beweegbare verankering type I; van dit typekomen twee uitvoeringen voor met respectievelijk: A =80/87 en 90/97 mm-, B = 1350-1550 en 1800-2000 mm; =350 en 500 mm; G = 770 en 790 mm46 Cement XV (1963) Nr. 1B. . V a s t e v e r a n k e r i n g e n?. Type F (foto 5)Het vaste verankeringstype F is op dezelfde wijze gevormdals het beweegbare M-anker, maar het heeft geen ringmoer,doch een kransvormige huls, die tegen de kopplaat rust.2. Type S (foto 6)Ook bij de vaste ankers is gezocht naar een meer economischeoplossing en dit heeft geleid tot het in foto 6 afgebeelde an-ker, waarbij de spankracht in de kabel door middel van degebogen draden en het kruisnet op het beton wordt over-gebracht.De splijtkrachten worden opgenomen door de spiraal en deversterkte be?indiging van de kabelomhulling.3. Type U (foto 7)Indien in een constructie veel kabels voorkomen, kunnen deminder plaats innemende U-ankers worden toegepast; daarbijis het kruisnet van het ankertype S vervangen door een U-vormig gebogen staalplaat, waarop d? draden van de kabelgespreid bevestigd zijn. C. K a b e l v e r b i n d i n g e nIn het voorspansysteem V.S.L. zijn twee typen kabelverbindin-gen ontwikkeld, namelijk:1. Type (foto 8 en fig. 9)Hiermee kan een voorspankabel verbonden worden aan eenr e e d s v o o r g e s p a n n e n kabel, zoals dit bij voorbeeldkan voorkomen bij viaducten, die in twee delen worden uit-gevoerd, en bij betonwegen.De trekhulzen van beide kabels worden zonder meer onder-ling verbonden door middel van een zware ringmoer, waarnahet geheel wordt opgeborgen in een speciale omhulling.2. Type G (foto 10)Met dit type kan een voorspankabel in o n g e s p a n n e ntoestand worden verlengd met een andere kabel, waarna bei-de kabels onder spanning gebracht kunnen worden.Ook hier is het geheel weer opgeborgen in een speciale om-hulling, waarin de koppeling echter beweegbaar is.foto 8. kabelverbinding type Cfig. 9. doorsnede kabelverbinding type C; van dit type komenvier uitvoeringen voor met respectievelijk: = 705, 735,156 en 770 mm; G = 50, 62, 70 en 702 mm; H = 90, 130,en 735 mm; L = 750-250, 750-450, 750-450 en 200-450mm; 0 = 130, 160, 185 en 200 mm; = 300, 320, 320 en330 mmfofo 5. vaste verankering type rfofo 6. vaste verankering type SCement XV (1963) Nr. 147De grootte van de voorspaneenhedenIn Zwitserland wordt over het algemeen gebruik gemaakt vanvoorspanstaal ? 8 mm; in ons land blijkt hoogwaardig staal-draad ? 7 mm economischer te zijn en daarom zijn de ver-ankeringen en verbindingen van het systeem V.S.L. thans ookgeschikt gemaakt voor de toepassing van draad ? 7 mm.Alle in het voorgaande genoemde verankeringstypen wordenbovendien vervaardigd in vier uitvoeringen, die aangeduidworden met de getallen 65, 90, 125 en 170, waarmee de groottevan de spancapaciteit wordt aangegeven.Deze vier uitvoeringen zijn gemaakt voor resp. 7 --14, 16 -- 21,23 --28 en 30 --36 draden.Met 36 draden ? 7 QP 170 is derhalve maximaal bereikbaareen initiale voorspankracht van:0,65 ? 170 ? 36 ? /4 ? 72= 154 ton.Door het weglaten of toevoegen van ??n of meer draden, kanmen de gewenste voorspankracht tot op ca. 4 ton nauw-keurig verkrijgen.Ten einde tegemoet te komen aan het verlangen naar groterevoorspankrachten, is de zgn. tweelingkabel ontwikkeld (foto11), waarbij twee draadbundels in ??n omhulling worden aan-gebracht, die op ca. 4 m van de verankering af naar twee af-zonderlijke ankers worden geleid.Op deze wijze is een voorspankracht van 308 ton per v?or-spaneenheid te verkrijgen, terwijl door de concentratie van debundels in ??n omhulling de excentriciteit van de kabels groterkan zijn, hetgeen een besparing aart benodigde voorspan-kracht oplevert.Het spanneni de span-apparatuurHet spannen geschiedt met een V.S.L.-spanvijzel; dit is eendubbelwerkende, cilindervormige vijzel met een slag van16 cm.In de trekhuls wordt een hulpstuk geschroefd, dat daartoeaan de ene zijde voorzien is van een uitwendige schroef-draad; aan de andere zijde is een inwendige bajonetsluitingfig. 12. schema van het aanbrengen en spannen van de kabels (met de ankertypen M en F)48 Cement XV (1963) Nr. 1aangebracht, die correspondeert met eenzelfde sluiting Opde kop van de vijzel.Vanwege deze bajonetsluiting kan de vijzel zeer snel gemon-teerd worden.tijdens het spannen wordt de druk van de vijzel door eenaangebrachte centreer-ring overgebracht op de ankerplaat;deze centreer-ring is aan de bovenzijde open ten einde deringmoer te kunnen stellen en de kabelverlenging te kunnenmeten.In figuur 12 is schematisch weergegeven, hoe de kabels en deverankeringen worden aangebracht en op welke wijze wordtgespannen.Bij het spannen wordt dus getrokken aan de trekhuls, waarinde draden verankerd zijn; de in deze verankering optredendeslip kan tijdens het spannen worden gemeten en gecorri-geerd, zodat het voorspansysteem V.S.L. derhalve slipvrij is.De vijzel kan aangesloten worden op een met de hand be-diende of een elektrisch aangedreven hoge-drukpomp.Beide pomptypen werken in twee trappen: de eerste trapgeeft zeer snel een druk tot 20 ato en daarna schakelt depomp automatisch over naar de hoge druk, die in een lang-zamer tempo wordt opgevoerd.Door deze twee-traps uitvoering wordt bereikt, dat de hande-ling van het voorspannen in een snel tempo kan worden ver-richt.Tussen de pomp en de vijzel is een bedieningsapparaat meteen manometer aangebracht ?foto 13).De spankracht in de kabels kan worden bepaald door de ver-lenging van de kabels te meten en ook met behulp van de inhet voorgaande genoemde manometer.Het is echter ook mogelijk om tussen trekhuls en vijzel een bijde vijzelapparatuur aangepaste, eenvoudig aan te brengendynamometer te plaatsen; hiermee kan de werkelijk op dekabel uitgeoefende kracht met behulp van rekstrookjes elek-trisch gemeten worden [foto 14).Een aantrekkelijke eigenschap van het voorspansysteem V.S.L.is, dat in opeenvolgende trappen kan worden voorgespannen;nadat met behulp van een vijzel de drukkracht tegen de anker-plaat is opgeheven, kan de verankering door het aan- of los-draaien van de ringmoer worden versteld.Het is derhalve bij voorbeeld mogelijk om na enige verhardingvan het beton alle kabels tot een bepaald percentage van deeindbelasting te spannen, zodat op deze wijze het ontstaanvan krimpscheuren in het verhardende beton kan worden te-gengegaan.Voorts kan het in een later stadium nodig zijn om zover voorte spannen, dat het eigen gewicht door de voorspanning kanworden gedragen, zodat men tot het ontkisten kan overgaan.Bij het aanbrengen van de definitieve voorspanning kan eenzekere, tijdelijke ?verspanning worden aangebracht, ten eindewrijvings- en relaxatie-verliezen te compenseren.Omdat in de genoemde gevallen alle kabels tot een be-paald percentage van de eindbelasting worden voorgespan-nen, wordt over het betonvlak waar de ankers zijn aangebrachteen betere spanningsverdeling bereikt dan wanneer eerst eenbepaald gedeelte van de kabels tot 100% van de eindbelastingfoto ?3. bedieningsapparaat met manometer (midden),geplaatst tussen vijzel en pompzou worden voorgespannen in het laatstgenoemde gevalwordt plaatselijk een grote druk op het nog niet volledig ver-harde beton uitgeoefend). De tijdens het spannen benodigderuimte voor het werken met de span-apparatuur is weergegevenin fig. 15a-b.ToepassingenDe meeste toepassingen van het voorspansysteem V.S.L. zijnuiteraard te vinden in Zwitserland, zowel in verkeers- en spoor-bruggen als in utiliteitsbouw.Ook in Oostenrijk komen vrij veel toepassingen voor; in Duits-land zijn door Losinger & Co. A.G. stappen ondernomen omgoedkeuring van het systeem te verkrijgen, en in Frankrijk enLuxemburg is het systeem reeds toegepast.In ons land worden de belangen van Losinger & Co. A.G. be-hartigd door de N.V. Ingenieurs-Bureau voor Bouwnijverheidte Oegstgeest; de eerste toepassing in ons land is de onder-doorgang 'Spaanse Bocht' te Rotterdam, die momenteel onderdirectie van de N.V. Spoorwegopbouw in uitvoering is**.Op grond van de tot nu toe opgedane ervaringen ben ik vanmening, dat het voorspansysteem V.S.L. alle aandacht ver-dient; ongetwijfeld zal ook ons land vele mogelijkheden voortoepassing van dit systeem kunnen bieden.** Een beschrijving ven het ontwerp en de uitvoering ven deze onderdoor-gang zal in een volgend nummer van Cement gepubliceerd worden.foto 74. dynamometer (links) en Tepic-indicator (rechts)Cement XV (1363) Nr. 1 49fig. 15a-b. benodigde werkruimte voor het voorspannen vanresp. platen en balken