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Anordnung zur Lagekorrektur eines Bauwerkes
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Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Anordnung zur Lagekorrektur
eines Bauwerkes mit (infolge Erdsenkung, Bergschäden oder dergleichen) in einer
schiefen Fundamentebene liegendem Fundament, -mit einer Mehrzahl von außerhalb des
Schnittpunktes der Schwerelinie des Bauwerkes mit der Fundamentebene unter dem Fundament
angeordneten hydraulischen Pressen und Steuereinrichtung für die Betätigung der
hydraulischen Pressen,
wobei die Fundamentebene durch die Preßkraftresultierende
von Pressen eines Pressenverbundes um eine Korrekturachse richtbar (drehbar) ist.
- Der Ausdruck Fundament umfaßt im Rahmen der Erfindung nicht lediglich plattenförmige
Fundamente sondern auch solche mit Untergurten oder Fundamente, die als Roste oder
Rahmen ausgeführt sind. Der Ausdruck Fundamentebene ist für all diese Ausführungsformen
in der Baukunst ein definierter Begriff. Schwerelinie meint die Angriffs linie der
Resultierenden aller am Fundament angreifenden Lasten, einschließlich der Fundamentlasten.
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Lagekorrektur meint, daß die schiefe Fundamentebene eine Ausrichtung
erfährt, bis sie ausreichend genau in der Horizontalen liegt. Pressenverbund bezeichnet
die Tatsache, daß bei Betätigung der Anordnung mehrere hydraulische Pressen gleichzeitig
arbeiten. Dabei kann es sich um alle hydraulischen Pressen handeln, die unter dem
Fundament angeordnet sind, - oder um eine ausgewählte Teilmenge aus der Gesamtheit
der hydraulischen Pressen. Die hydraulische Schaltung ist entsprechend eingerichtet.
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Im Rahmen der bekannten gattungsgemäßen Anordnungen (DE-PS 678 629,
BE-PS 670 872) sind die hydraulischen Pressen oder andere Hubvorrichtungen nach
Maßgabe der Steifheit des Fundamentes bzw. des Bauwerkes über den Fundamentgrundriß
verteilt. Sie sind einzeln oder in Gruppen einzeln steuerbar und werden einzeln
oder in Gruppen einzeln so gesteuert,
daß die Fundamentebene eine
Lagekorrektur erfährt und die angestrebte horizontale Lage einnimmt. Das wird meßtechnisch
verfolgt und ist meßtechnisch sowie steuerungstechnisch aufwendig. Dabei können
gefährliche Biegemomente im Fundament und damit im Bauwerk auftreten.
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Im übrigen sind für Erdsenkungsgebiete und dergleichen besondere Bauwerke
bekannt, deren Aufbau von vornherein so getroffen ist, daß eine Lagekorrektur gegenüber
einem zugeordneten Fundament, welches der Erdsenkung oder den Bergschäden folgt,
durchführbar ist. So ist ein Bauwerk bekannt (FR-PS 10 56 518), welches auf einer
Tragkonstruktion aufgebaut ist. Diese Tragkonstruktion ist zentral über ein Gelenk
an das Fundament angeschlossen und über drei höhenverstellbare und an den Ecken
eines Dreiecks angeordneten Stützen statisch bestimmt abgestützt. Bei einem ähnlichen
Bauwerk (DE-AS 12 83 759) wird das Gebäude auf einer dreieckförmigen Tragkonstruktion
errichtet, die an ihren Ecken mit gelenkigen Stützfüßen versehen ist. Zwei dieser
Stützfüße sind in konkaven Lagerschalen der zugeordneten Fundamente verschiebbar
geführt, so daß geringe Lagekorrekturen möglich sind. Das alles bedingt jedoch umständliche
und aufwendige Konstruktionen, die sich nicht auf einfache Weise durchführen und
verwirklichen lassen. Endlich ist
eine bergschadensichere Brücke
bekannt (DE-PS 426 921), deren Grundriß in mehrere sich zu einem Rechteck ergänzende
Dreiecke aufgeteilt ist. Auflager sind im Bereich der Ecken dieser Dreiecke angeordnet
und mittels zugeordneter Vorrichtungen zur Lagekorrektur anhebbar. Diese Maßnahme
läßt sich auf solche Bauwerke nicht übertragen, bei denen eine derartige Aufteilung
des Grundrisses nicht durchführbar oder nicht durchgeführt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Anordnung
zu schaffen, die meßtechnisch und steuerungstechnisch einfach die Durchführung der
Lagekorrektur zuläßt, und zwar so, daß in jedem Korrekturzustand das Kräftespiel
der äußeren und der inneren Kräfte statisch genau erfaßbar ist und daß darüber hinaus
diese Kräfte im Bauwerk nur ein Minimum von Biegemomenten erzeugen, welches das
Fundament bzw. das Bauwerk ohne weiteres aufzunehmen in der Lage ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Preßkraftresultierende
der Pressen des Pressenverbundes im Bereich des Schnittpunktes der Schwerelinie,
d.h. der Funda-
mentEesultierenden, mit der Fundamentebene angeordnet ist.
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Nach bevorzugter Ausführungsform liegt die Preßkraftresultierende
auf einer Verbindungsgeraden zwischen Schnittpunkt der Schwerelinie mit der Fundamentebene
und Korrekturachse, welche die Korrekturachse orthogonal schneidet. Es versteht
sich von selbst, daß gegebenenfalls durch bauliche Maßnahmen die Aufeinzurichten
sind, durch die die Korrekturachse verläuft und definiert ist. - Bereich des Schnittpunktes
der Schwerelinie durch die Fundamentebene meint im Rahmen der Erfindung
einen
Umkreis um diesen Schnittpunkt, der so klein ist, daß das Fundament bzw. das Bauwerk
die auftretenden Biegemomente ohne weiteres von seiner gegebenen konstruktiven Auslegung
her auf nimmt Der Abstand zwischen dem Schnitt-
punkt der FundamenE esultierenden und der Fundamentebene einerseits, der Preßkraftresultierenden
andererseits soll stets so klein wie möglich sein. Um auch an dem Auflager, welches
der Korrekturachse zugeordnet ist, ohne weiteres definierte Verhältnisse zu schaffen,
empfiehlt die Erfindung, die Anordnung so zu treffen, daß der Abstand zwischen Korrekturachse
und Schnittpunkt der Schwerelinie mit der Fundamentebene kleiner ist, als der Abstand
zwischen Schnittpunkt der Preßkraftresultierenden und der Korrekturachse. Das führt
gleichzeitig und ohne weiteres zu definierten Verhältnissen an den Auflagern, die
die Korrekturachse bestimmen.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß sich bei einer gattungsgemäßen
Anordnung durch Verteilung und Anordnung der hydraulischen Pressen bzw. durch entsprechend
schaltungstechnische Maßnahmen bei der Herstellung eines Pressenverbundes die Preßkraftresultierende
stets so einrichten läßt, daß sie im Bereich des Schnittpunktes der Schwerelinie
durch die Fundamentebene liegt und in diesem Bereich ebenfalls die Fundamentebene
schneidet. In dem entsprechenden Merkmal der Erfindung steckt insoweit eine Aussage
über die Orientierung und Verteilung der hydraulischen Pressen. Das wird weiter
unten anhand der Figuren ausführlicher erläutert.
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Je nach der Schiefstellung, die die Fundamentebene eines Bauwerkes
infolge von Erdsenkung, Bergschäden oder dergleichen erfahren hat, liegt die Korrekturachse,
auf die bei der erfindungsgemäßen Anordnung abgestellt wird, ihrerseits bereits
horizontal oder nichthorizontal. Das ist häufig eine Frage der Auswahl der Korrekturachse.
Kann die Korrekturachse nicht so gewählt werden, daß sie ihrerseits schon in einer
Horizontalen liegt, so wird die erfindungsgemäße Anordnung gleichsam zweimal verwirklicht
bzw. betätigt. In der Ausführungsform in der die Korrekturachse schräg (nicht horizontal)
verläuft, so daß ein Nachrichten erforderlich ist, um die Korrekturachse in die
Horizontale zu bringen, empfiehlt die Erfindung, daß die Preßkraftresultierende
eines anderen, nämlich des Nachrichtpressenverbundes, die ebenfalls im Bereich des
Schnittpunktes der Schwerelinie durch die Fundamentebene liegt, auf einer Nachrichtverbindungsgeraden
zwischen Schnittpunkt der Schwerelinie mit der Fundamentebene und einer Nachrichtkorrekturachse
angeordnet ist, die orthogonal zur ersten Korrekturachse verläuft, in der Horizontalen
liegt und die von der Nachrichtverbindungsgeraden orthogonal geschnitten ist. Die
Nachrichtkorrekturachse liegt im allgemeinen deshalb in der Horizontalen, weil die
Fundamentebene zuvor eine entsprechende Ausrichtung durch die erfindungsgemäße Anordnung
erfahren hat.
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Bei der erfindungsgemäßen Anordnung liegen die hydraulischen Pressen
eines Pressenverbundes zweckmäßigerweise an einer hydraulischen Ringleitung. Sie
stellen im Pressenverbund der Ringleitung praktisch ein hydraulisches Kissen dar,
welches in der angegebenen Weise funktioniert. Im allgemeinen wird man die hydraulischen
Pressen nach einem vorgegebenen Raster, welches auch auf die Steifheit des Fundamentes
Rücksicht nimmt, unter dem Fundament gleichmäßig verteilen, wobei dann ohne Schwierigkeiten
durch schaltungstechnische und steuerungstechnische Maßnahmen zunächst ein erster
Pressenverbund und erforderlichenfalls auch ein Nachrichtpressenverbund mit ein
und denselben hydraulischen Pressen zusammenschaltbar ist. Das kann mit den Schaltungsmitteln
und Steuerungsmitteln der modernen Hydraulik ohne Schwierigkeiten verwirklicht werden
und bedarf daher im einzelnen nicht der besonderen Beschreibung.
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Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei einer erfindungsgemäßen
Anordnung meßtechnisch und steuerungstechnisch einfach die Lagekorrektur eines Bauwerkes
mit schiefer Fundamentebene durchgeführt werden kann, wobei in jedem Korrekturzustand
das Kräftespiel der äußeren Kräfte statisch genau erfaßbar ist, wobei fernerhin
diese Kräfte so eingerichtet werden können, daß sie im Bauwerk nur ein beliebig
kleines Minimum von Biegemomenten erzeugen, welches vom Abstand des Schnittpunktes
der Preßkraftresultierenden
mit der Fundamentebene vom Schnittpunkt
der Schwerelinie mit der Fundamentebene abhängt. Das wird im folgenden anhand eines
Ausführungsbeispiels ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung
Fig. 1 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung unter dem Fundament eines
Bauwerkes mit schiefer Fundamentebene, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Gegenstand
nach Fig. 1, Fig. 3 den Gegenstand nach Fig. 1 nach Beendigung der Lagekorrektur,
Fig. 4 den Gegenstand der Fig. 2 in anderer Ausführungsform.
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In den Fig. 1 und 2 erkennt man zunächst das Fundament 1 eineshicht
gezeichneten Bauwerkes mit schiefer Fundamentebene 2. Die Fundamentebene 2 möge
im übrigen auf der Zeichenebene senkrecht stehen. Das bedeutet, daß alle Schnitte
orthogonal zur Zeichenebene in einer Horizontalen liegen.
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Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 2 entnimmt man,
daß unter dem Fundament 1 eine Mehrzahl von hydraulischen Pressen 3 angeordnet ist,
die durch Leitungen 4 miteinander verbunden sind und denen eine Steuereinrichtung
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zugeordnet ist. Diese Mehrzahl der hydraulischen Pressen 3 befindet sich außerhalb
des Schnittpunktes 6 der Schwerelinie 7 mit der Fundamentebene 2. Schwerelinie 7
meint dabei die Angriffs linie aller am Fundament angreifenden Lasten die die Fundamentebene
2 schneidet. Die Fundamentebene 2 ist durch die Preßkraftresultierende 9 vom Pressen
3 eines Pressenverbundes um eine Korrekturachse 10 richtbar. Der Pressenverbund
besteht im Ausführungsbeispiel aus all den hydraulischen Pressen 3, die durch die
in Fig. 2 eingezeichnete Verbindungsleitung 4 vereinigt sind. Im übrigen entnimmt
man aus der Fig. 2, daß die Preßkraftresultierende 9 der Pressen 3 des Pressenverbundes
im Bereich des Schnittpunktes 6 der Schwerelinie 7 durch die Fundamentebene 2 angeordnet
ist und in diesem Bereich auch die Fundamentebene 2 schneidet. In Strenge müßte
man sagen, daß der Schnittpunkt der Preßkraftresultierenden mit der Fundamentebene
im angegebenen Bereich liegt. Dieser Schnittpunkt 6 und die Preßkraftresultierende
9 liegen im Ausführungsbeispiel auf einer Verbindungsgeraden 11 zwischen Schnittpunkt
6 der Schwerelinie 7 mit dem Fundament 1 und Korrekturachse 10, welche die Korrekturachse
10 jedoch otthogonal schneidet.
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Das erkennt man in Fig. 2. Es versteht sich von selbst, daß unter
der Korrekturachse 10 entsprechende Auflager 12 angeordnet sind, die beispielsweise
durch die nicht angeschlossenen Pressen gebildet sein können. Wird die Anordnung
betätigt, so dreht das Fundament 1 bis die Fundamentebene 2 in die Horizontale kommt,
was meßtechnisch verfolgt wird. Fig. 3
zeigt das Ergebnis. Dabei
mußte die Preßkraftresultierende 9 zwar die Massenkräfte überwinden, deren Resultierende
im Schwerpunkt 8 angreift, im Bauwerk selbst war aber nur ein geringes Moment aufzunehmen,
dessen Größe von dem beschriebenen Abstand des Schnittpunktes 13 der Preßkraftresultierenden
9 durch die Fundamentebene 2 vom Schnittpunkt 6 der Schwerelinie 7 durch die Fundamentebene
2 abhängt. Wird der Abstand kleiner gemacht, so wird auch dieses Moment klein. Das
Moment kann stets so klein gehalten werden, daß das Fundament 1 bzw. das Bauwerk
die daraus resultierenden Beanspruchungen ohne weiteres aufnimmt. - Das Ausführungsbeispiel
zeigt als ein wesentliches Merkmal der Erfindung, daß der Abstand A zwischen Korrekturachse
10 und Schnittpunkt 6 der Schwerelinie 7 mit der Fundamentebene 2 kleiner ist als
der Abstand B zwischen Schnittpunkt 13 der Preßkraftresultierenden 9 mit der Fundamentebene
2 und Korrekturachse 10.
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Fig. 4 deutet die Verhältnisse an, bei denen in den Fig. 1 und 2 behandelte
Korrekturachse 10 ihrerseits schräg verläuft.
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Das mag in Fig. 4 unterstellt werden. Im übrigen sind in Fig. 4 die
hydraulischen Pressen 3 des Pressenverbundes, die nur im Zusammenhang mit der Anordnung
nach Fig. 1 erforderlich waren und funktioniert haben nur noch gestrichelt gezeichnet,
während die Pressen 14, die diesem Pressenverbund und einem ergänzenden oder anderen,
nämlich
einem sogenannten Nachrichtpressenverbund zugeordnet sind,
ausgezogen gezeichnet wurden. Man erkennt, daß hier die Preßkraftresultierende 9a
eines anderen, nämlich des schon erwähnten Nachrichtpressenverbundes, die ebenfalls
im Bereich des Schnittpunktes 6 der Schwerelinie 7 mit der Fundamentebene 2 liegt
und in diesem Bereich auch die Fundamentebene 2 schneidet, auf einer Nachrichtverbindungsgeraden
15 zwischen Schnittpunkt 6 der Schwerelinie 7 mit der Fundamentebene 2 und einer
Nachrichtkorrekturachse 16 angeordnet ist, die orthogonal zur erstgenannten Korrekturachse
10 verläuft, in der Horizontalen liegt und von der Nachrichtkorrekturachse 16 orthogonal
geschnitten ist. Dabei ist zur Verdeutlichung diese Nachrichtkorrekturachse 16 gegenüber
der Korrekturachse 10, die schon bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 gezeichnet
war, mit dickerer Strichführung hervorgehoben worden. Bei der Ausführungsform nach
Fig. 4 mag zunächst unterstellt werden, daß die Anordnung nach den Fig. 1 und 2
betätigt wurde, wobei eine Lagekorrektur erfolgt ist, wie sie im Rahmen der Fig.
1 und 2 grundsätzlich bereits erläutert wurde, jedoch mit der Maßgabe, daß die Korrekturachse
10 ihrerseits bei der gesamten Korrekturbewegung ihre schräge Lage im Raum beibehielt.
Die Lagekorrektur mit der Anordnung nach den Fig. 1 und 2 führte dann dazu, daß
eine Nachrichtkorrekturachse 16 eingerichtet werden konnte, die ihrerseits horizontal
verläuft, die also gleichsam bei Betätigung der Anordnung nach den Fig. 1 und 2
in die Horizontale verbracht worden ist.
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Die Fig. 1 bis 4 zeigen die erfindungsgemäße Anordnung bei einem Bauwerk
mit rechteckigem Grundriß. Bei einem solchen Bauwerk sind die hydraulischen Pressen
3, 14 zweckmäßigerweise längs der Grundrißseiten angeordnet. Im übrigen sind die
hydraulischen Pressen 3, 14 eines Pressenverbundes im Ausführungsbeispiel und nach
bevorzugter Ausführungsform der Erfindung an ebene hydraulische Ringleitung angeschlossen
und damit zu einem hydraulischen Kissen zusammengefaßt.
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Sie sind unter dem Fundament 1 nach einem dem Fundament 1 angepaßten
Raster verteilt.
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