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Einrichtung und Verfahren zum Verschub von Bauteilen
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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verschub von Bauteilen,
insbesondere Brückenbauteilen, mit Verschubeinrichtungen.
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Die Erfindung hat auch ein Verfahren zum Einbringen solcher neuen
Bauteile etc. zum Gegenstand.
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Zum Neubau oder zur Vergrößerung vorhandener Brücken in Verkehrswegen
unter Betrieb, insbesondere bei der Bundesbahn, muß oft mit erheblichen Zusatzkosten
dieser Verkehrsweg umgeleitet werden oder es müssen mit großem Aufwand Verbau und
Unterfangungsarbeiten vorgenommen werden, um das neue Bauwert an Ort und Stelle
zu erstellen. Trotz der hohen Mehrkosten ist im Bereich der Baustelle über Monate
und Jahre eine Verkehrsbehinderung und ein Gefahrenpunkt vorhanden. Baustellen sind
z.B.
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auf Autobahnen große Unfallschwerpunkte.
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Aus diesen Gründen wurden im Eisenbahnbetrieb schon immer Bauwerke
seitlich erstellt und in Sperrpausen in die endgültige Lage verschoben.
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Da hier immer sehr große Lasten bewegt werden mußten, kamen vor allen
Dingen zwei Systeme zum Verschub zur Anwendung, nämlich a) Verschieben des flächengelagerten
Bauteils auf dem anstehenden Boden oder b) Verschieben auf vorgefertigten Verschubbahnen
mit Lagerung des Bauwerks auf Stahl schienen.
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Beim ersten System sind die folgenden Nachteile in Kauf zu nehmen:
Durch die hohe Reibung zwischen rauher Bodenunterkante und anstehendem Boden mußten
Verschubkräfte aufgewendet werden, die bis zu 120 % des Eigengewichtes des Bauwerks
gingen.
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Dadurch wurden große Preßwiderlager und ein großer Zeit-
aufwand
nötig. Eine Korrektur in Lage und Höhe in der Endlage war praktisch unmöglich, da
man weder aufheben oder ablassen noch das Bauwerk quer zur Verschubrichtung bewegen
kann.
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Aber auch das zweite Verfahren zeitigt Nachteile: Beim Verschub auf
Schienen sind nämlich Horizontalkräfte in der Größenordnung von 15 % des Eigengewichts
erforderlich. Durch Setzungen der Fundamente, Unebenheiten in der Bauwerksunterkante
wurde die Lastabtragung oft so stark an einzelne Punkte konzentriert, daß Überbelastungen
und Brüche der Verschubbahn vorkamen. Ein Aufheben und Weiterschieben war dann sehr
schwierig, weil für solche Lastfälle keine Vorkehrungen getroffen werden konnten,
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aus Kostenersparnis nicht gemacht wurden. Um bei diesem Verfahren
überhaupt tragfähige Verschubbahnfundamente herstellen zu können, mußte fast immer
in vorgetriebenen Tunneln oder Schächten unter großem Aufwand die Verschubbahn vorgefertigt
werden, um wenigstens eine geringe Chance der Lagergenauigkeit zu erreichen.
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Ein Anheben und Absenken sowie ein Querverschub in der Endlage war
auch hier nicht machbar.
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Bei beiden Verfahren ist zudem die Maßgenauigkeit in der Endlage nicht
gewährleistet, da sich frisch versetzte Fundamente erheblich setzen können und das
Bauwerk nicht höhenverstellbar ist. Auch war es bisher nicht möglich, die Lasten
definiert in den Boden einzuleiten. Toleranzunterschiede in der Höhe von bis zu
6 cm waren in Kauf zu nehmen.
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Demgeg-enüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Fehler
in der Höhenanpassung zu beseitigen und den Verschubwiderstand wesentlich zu verringern
und dabei die Sperrzeiten, währendder der Eisenbahnbetrieb unterbrochen werden muß,
herabzusetzen und gegebenenfalls Hilfsbrücken einzusparen. Dies gilt genauso für
den Fall, daß etwa eine Unterführung unter eine bestehende Brücke geschoben werden
muß.
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Diese komplexen Probleme werden erfindungsgemäß überraschend einfach
bei einer Einrichtung zum Verschub von Bauteilen, insbesondere Brückenbauteilen,
mit Verschubeinrichtungen dadurch gelöst, daß zum höhen- und lagekorrigierbaren
Verschub in oder auf Fertigteilfundamenten höhenverstellbare Verschublager angeordnet
sind, denen die Verschubeinrichtungen zugeordnet sind.
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Vorzugsweise sind die Verschublager als Gleitlager mit eingelegter
bzw. aufliegender Kunststoffplatte niedriger Reibung ausgebildet.
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Günstig ist es, wenn die Verschublager in Taschen bzw.
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Aussparungen der Fertigteilfundamente angeordnet sind.
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Nach einer besonderen Weiterbildungsform der Erfindung bestehen die
Verschublager aus einem Kasten mit Flachstellzylindern oder Pressen senkrechter
Achse, die von einem die Kunststoffplatte tragenden Lagertisch abgedeckt sind.
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Der Lagertisch in der Grundplatte des Kastens kann zur Aufnahme der
Horizontalkräfte allseits geführt sein.
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Besonders zweckmäßig arbeitet man, wenn an der Grundplatte des Verschublagers
bis zum Lagertisch reichende Führungen angeschweißt sind, in denen ein am Lagertisch
festes Gegenstück geführt ist.
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Jedem Lager kann eine Druckmeßeinrichtung in einem zentralen Steuergerät
mit mehreren Gruppen von Absperreinrichtungen mit voreinstellbaren Druckbegrenzerventilen
in jeder Gruppe zugeordnet sein.
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Zweckmäßig ist den Steuergruppen ein Mehrwegeventil vorgeschaltet.
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Ein Verfahren gemäß der Erfindung zum Verschub von Bauteilen, insbesondere
neuer Brückenbauteile, wobei neben der Einbaustelle auf Verschubfundamenten das
einzubringende Bauteil betoniert wird und nach Aushärtung in die Lücke eingeschoben
wird, zeichnet sich dadurch aus, daß a) auf Fertigteilfundamenten mit Schalung für
eine Aussparung, die durch eine durchgehende Folie abgedeckt werden, das Bauteil
betoniert wird, b) höhenverstellbare Verschublager in die Aussparungen eingesetzt
werden, c) das Bauteil angehoben wird, d) auf neue Fertigteilfundamente gleicher
Ausbildung im Bereich der Lücke verschoben wird, e) gegen diese neuen Fertigteilfundamente
durch Höhenverstellen der Schublager das Bauteil eingestellt wird, f) dann auf Stahlplatten
abgesetzt wird, und g) die verbleibenden Hohlräume verpreßt werden.
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Zweckmäßig wird durch -entsprechend angeordnete Zieheinrichtungen
das Bauteil quer zur Einschubsrichtung korrigiert.
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Günstig ist es, wenn die Nischen bzw. Aussparungen offengelassen werden,
bis Bauteil und Fundamente gesetzt werden, -die Pressen erneut eingeschoben werden
und in das Bauteil in der Höhe durch Anheben der Pressen korrigiert wird, wonach
die Hohlräume zwischen Fundament und Bauteil sowie die Nischen verpreßt werden.
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Durch die Maßnahmen nach der Erfindung ergeben sich eine Reihe bedeutender
Vorteile wie: - die Verschubkräfte sind durch die herabgesetzte Reibung auf 3 bis
4 % des Gewichtes (gegenüber 120 % bei Verschieben auf gewöhnlichem Erdreich) zurückgegangen.
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Bisher waren ganz erhebliche Kräfte notwendig. Auch beim Verschieben
auf Metallschienen konnte es zu einem Festfressen bzw. Knicken der Schienen kommen.
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Die Reibung zwischen einem an sich bekannten im Verschiebebereich
unten im Bauteil vorgesehenen polierten Blech und dem reibungsarmen Kunststoff liegt
größenordnungsmäßig unter der Reibung zwischen Stahl und Beton.
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Fällt eine der Pressen aus, so übernimmt die intakt gebliebene daneben
angeordnete Presse deren Funktion, die defekte Presse kann ausgewechselt werden.
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Die neuartigen Pressenlager dienen den verschiedensten Funktionen:
einmal der Höhenverstellbarkeit des Lagers nach dem Betonieren des Bauteils, dann
zum Anheben des Bauteils in seiner endgültigen Position und schließlich zum Verschieben
des Bauteils quer zu seiner Einschubrichtung und gegebenenfalls zum Nachstellen
des Bauteils wenn sich Setzung oder dergleichen eingestellt hat.
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Wird eine Setzung an einer Ecke des Bauwerks beispielsweise festgestellt,
so kann durch Hochfahren des jeweiligen Stellzylinders eine Höhenkorrektur herbeigeführt
werden.
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Hochgefahren wird dabei natürlich das Verschublager, qenauer der Lagertisch.
Die Setzung wird kompensiert.
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Vorzugsweise ist die Kombination der Fertigteilfundamente mit den
höhenverstellbaren Lagern und dem Steueraggregat zu nennen.
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Bei einer Verschiebung in Richtung des Bahnkörpers, die bisher überhaupt
nicht möglich war,d.h. quer zur Verschubsrichtung, ist es möglich, beispielsweise
das Gewicht des Bauteils auf das Fundament als Lager auszunützen und überkreuz die
äußere bisher nicht erwähnte Zieh- oder Schiebeeinrichtung angreifen zu lassen.
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Auch können die Lager der Pressen in den Nischen verbleiben, bis Abbinden
und Setzen erfolgt ist (bzw. bei langfristigen Setzungen bleiben die Nischen offen,
werden wieder geöffnet und mit der Presse wird das Bauwerk in die richtige Höhenlage
gehoben, auf Stahlplatten abgesetzt und dann erst verpreßt).
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- Das Verlegen von Fertigteilfundamenten ohne große Lagegenauigkeit
und Setzungsempfindlichkeit wird möglich.
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Es besteht die Möglichkeit der Höhenverstellbarkeit der einzelnen
Lagerpunkte, um eine genaue Kontrolle der Weiterleitung der Kräfte zu besitzen;
es können Gruppen von Pressen bzw. alle Pressen gesteuert werden, um die Kontrolle
über die Höhenlage einzelner Bereiche oder des geamten Bauwerks zu erreichen.
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Durch die niedrigen Reibungswerte beim Verschub werden die Widerlager
für die Zieheinrichtung wirtschaftlich, können schnell ausgebaut werden und sind
auf alle Fälle rückgewinnbar.
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Es ergibt sich eine einfache Anhängemöglichkeit von Zieheinrichtungen
in allen Richtungen, um eine Lagegenauigkeit im Grundriß zu gewährleisten.
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Vor und während des Verschubbetriebs ist eine leichte Umbaubarkeit
möglich, um auf alle Randbedingungen wie Abmessungen, Größe und Gewicht des Bauwerks,
Lage und Gestaltung des Bauplatzes sowie die Untergrundverhältnisse,reagieren zu
können.
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Die Taschen oder Nischen 15 der Fertigbauteile sind erfindungsfunktionell
abgestimmt auf die Form der Verschublager 34. Auf eine entsprechende Figur wurde,
um die Übersichtlichkeit der Unterlagen nicht in Frage zu stellen, verzichtet. Die
Ausführungsform der in diesen Taschen einschiebbaren untergebrachten und gegen den
Boden der Tasche sich abstütztenden Verschublager ist besonders bevorzugt.
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Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug
auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in Fig. 1
die Draufsicht auf eine Baustelle zur Verdeutlichung der Maßnahme nach der Erfindung;
Fig. 2 einen Längsschnitt in der Einbauphase; Fig. 3 eine Draufsicht zu Fig. 2;
Fig. 4 einen Schnitt in der Endphase; Fig. 5 eine Draufsicht auf don Gegenstand
der Fig. 4; Fig. 6 die Seitenansicht einer Einzelheit der Erfindung; Fig. 7 die
Draufsicht auf diese Einzelheit; und Fig. 8 das zugeordnete Steuergerät.
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Vor dem alten abzubrechenden Bautwerk 10 werden auf dem Stell- oder
Betonierplatz ein Teil der Fertigteilfundamente 14 verlegt. Alle Vorkehrungen zum
Herstellen des neuen Bauwerks 12 (Fig. 2) werden dort getroffen. Ähnlich geht man
vor, wenn ein vollkommen neuer Verkehrsweg errichtet wird, nur daß dann nicht abgebrochen
werden muß. Beim Bauwerk 10 handelt es sich beispielsweise um eine Eisenbahnbrücke.
Die Fertigteilfundamente 14 mit später zu beschreibenden Nischen werden ganzflächig
mit einer nicht gezeigten Folie abgedeckt.
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Fig. 2: das neue Bauwerk 12 wird erstellt, in die Nischen 15 werden
höhenverstellbare Verschublager eingesetzt: das Bauwerk wird über die später zu
beschreibende hydraulische Steueranlage (Fig. 8) angehoben und ist verschubbereit.
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Nach Abbruch des alten Bauwerks 10, Aushub etc. werden die restlichen
Fertigteilfundamente 14 (rechts in Fig. 1) verlegt. Eine nur kurz beschriebene an
sich bekannte Zieheinrichtung 16 wird angesetzt und am Widerlager 20 (Fig. 2) angehängt.
Der Verschub kann erfolgen.
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Die Draufsicht der Fig. 3 läßt das geschnittene Bauteil 12 erkennen.
Die Ziehrichtung ist durch die Pfeile verdeutlicht.
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In der Endlage der Fig.4 angekommen, wird das Bauteil 12 mit Hilfe
der Steueranlage 36 und der in den Fertigteilfundamenten 14 sitzenden Pressen in
der Höhe und mit Hilfe
zusätzlich vorhandenen Ziehanlagen (nicht
dargestellt) in der Lage ausgerichtet und dann mit Stahlplatten zwischen Fertigteilfundament
und Bauwerk abgesetzt. Das Bauwerk ist sofort hinterfüllbar und in kurzer Zeit schon
wieder zu befahren. Hohlräume zwischen Fertigteilfundamenten und Bauwerk sowie gegebenenfalls
die Nischen bzw. Aussparungen werden anschließend verpreßt.
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Die abgelassenen Verschublager mit Steuereinrichtung, die Zieheinrichtung
mit Widerlager und die freigewordenen Fertigteilfundamente werden ausgebaut und
sind wieder verwendbar.
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Die Fertigteilfundamente 14 werden in Größe und Gewicht den Bedingungen
der jeweiligen Bautstelle angepaßt.
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Die höhenverstellbaren Verschublager 34 sind in Fig. 6 und 7 genauer
dargestellt. In einem Stahlkasten 24 sitzen z.B. zwei Kalottenpressen 22 senkrechter
Achse. Die Kalotten 38 sind erforderlich, um Verkantungen und Verdrehungen der Fundamente
während des Verschubs aufzunehmen.
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Über den Pressen 22 lagert der Pressentisch 26, der durch die Pressen
angehoben und abgesenkt werden kann. Um die während des Verschubs auftretenden Horizontalkräfte
aus Reibung vom Pressentisch 26 auf den Stahlkasten 24 übertragen zu können, sind
am Stahlkasten zwei Stahl schotten 28 zum Beispiel angeschweißt. In diesen ist ein
am Pressentisch fester bzw. angeschweißter Schalschott 30 geführt.
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Um beim Verschub nur geringe Reibungskräfte auftreten zu lassen, ist
im Pressentisch 26 eine Vertiefung 42 vorgesehen, in der das Kunststofflager 44
verlegt wird.
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Durch die Vertiefung 42 im Pressentisch wird das Lager unverschieblich.
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In der Sohle des Bauteils ist in allen Bereichen, wo ein Kontakt mit
den Pressen zu erwarten ist, ein geschliffenes Stahlblech 40 einbetoniert. In dem
Kasten sind also zwei Flachpressen angeordnet, die z.B. aus Polytetrafluoräthylen
bestehende Kunststoffplatte kann z.B. 13 mm dick sein.
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An den Pressen ist die Last ablesbar. Vorzugsweise handelt es sich
um hydraulische Kolbenpressen, die ähnlich wie ein Stellzylinder ausgebildet sind.
Die Stahl schotten bilden eine senkrechte Führung. Ihre Funktion ist es, die Horizontalkräfte
aus dem Verschub direkt in die Grundplatte einzuleiten.
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Durch das Anschweißen der Stahl schotten an den oberen Tisch und die
untere Grundplatte ergibt sich eine Gabellagerung.
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Die an sich bekannten Zieheinrichtungen bestehen aus dem eigentlichen
Zugteil 18, meistens Kolbenpressen oder ähnlichem, sowie aus Zugstangen 16 und aus
Widerlagern 20, die die auftretenden Zugkräfte in der Größenordnung von 3 % des
Bauwerkgewichts aufnehmen. Der gleiche Effekt ist mit einer Druckvorrichtung zu
erzielen.
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Fig. 8 schließlich gibt das Schema einer Steuerung wieder.
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Die zwei Gruppen, beispielsweise A und B von Pressen (1 - 6 in Fig.
8 bezeichnet) werden vom Mehrwegesteuerventil 50 einerseits, insbesondere aber von
den nachgeschalteten voreinstellbaren Druckbegrenzerventilen 52 betätigt, wobei
Absperrhähne 54 ein Zu- oder Abschalten ermöglichen. Der Ölstrom P kommt vom Pumpenaggregat
und wird vom Wegeventil 50 auf die Druckbegrenzerventile 52, die fest eingestellt
sind, verteilt. Für jedes Lager ist am erwähnten Absperrhahn 54 je ein Manometer
56 angebracht. Die Druckbegrenzerventile 50 sind für die einzelnen Lagergruppen
handverstellbar. Selbsttätig werden Überlastungen an einzelnen Lagern (Lagergruppe
A Lager 1 - 6 bzw. Lagergruppe B Lager 1 - 6) vermieden, da dann durch Öffnen von
der vorgespannten Druckbegrenzerventile 52 das eine Lager entlastet, das andere
selbsttätig belastet wird, so daß eine vorgegebene Kraft am Lager nicht überschritten
wird.
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Nicht gezeigt ist auch die Möglichkeit, die eingebrachten Fertigteilfundamente
selbst, die ja bereits belastet sind, als Widerlager zu benutzen und überkreuz die
Zugeinrichtungen 16-20 anzuordnen, um Kräfte bzw. eine Bewegung quer zur Verschubachse
aufzubringen. Hierdurch erfolgt dann eine Bewegung in Richtung der Eisenbahnschienen.
Dies ist bei 38 in Fig. 5 angedeutet.
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