DD301300A7 - Verfahren zur segmentierten sprengung hoher bauwerke - Google Patents

Abstract

Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur segmentierten Sprengung hoher Bauwerke. Die Erfindung beschreibt ein Verfahren, mit dem hohe Bauwerke aus Holz, Stahl, Mauerwerk, Beton, Stahl- oder Spannbeton, z. B. Industrieschornsteine und Türme, abgebrochen werden können. Durch Anordnung mehrerer Sprengebenen werden mehrere Fallöffnungen im Bauwerk derart geschaffen, daß diese als Knickpunkte wirken und die Fallrichtung bestimmen. Wesentlich ist, daß die zeitliche Folge und Lage der Sprengungen ein segmentweises Trennen und Umkippen des Bauwerkes bewirkt und dadurch eine verkürzte Aufschlaglänge des Abbruchobjektes erreicht wird. Fig. 2

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, mit dem hohe Bauwerke, z. B. Industrieschornsteine und Türme, durch Sprengung mit verkürzter Fallänge abgebrochen werden können.

Die Bauwerke können aus Holz, Stahl, Mauerwerk, Beton, Stahl oder Spannbeton bestehen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bisher erfolgte der vollständige Abbruch hoher, schlanker Bauwerke durch Sprengen, indem eine Sprengebene im unteren Bereich des Bauwerkes angeordnet und gezündet wurde. Bekannt sind Verfahren, bei denen hohe Bauwerke aus Holz, Stahl, Mauerwerk, Beton, Stahl- oder Spannbeton durch vollständiges Aussprengen einer Öffnung in eine vorbestimmte Richtung zum Umfallen gebracht werden. Die Schwächung der tragenden Konstruktion wird hierbei so groß gewählt, daß die Tragfähigkeit im Bereich der Sprengebene unterbrochen und ein Umkippen des oberhalb der Sprengebene vorhandenen Bauwerksteils infolge Schwerkraft bewirkt wird. Nur bei hohen Bauwerken aus Mauerwerk oder Beton erfolgt eier Abbruch auch durch vollständige Sprengung der gesamten Tragkonstruktion in einem vorbestimmten Bereicht, so daß sich der oberhalb der Sprengebene befindliche Teil des Bauwerkes vertikal nach unten bewegt und ein Insichzusammenfallen eintritt. Über die Größe der Sprengbereiche sind für beide Arten der Abbruchsprengung verschiedene konstruktive Ausführungen bekannt. Die bekannten Abbruchsprengverfahren haben mehrere Nachteile. Beim Sprengen mit Fallrichtung ist in Fallrichtung eine freie Fläche mit einer Länge erforderlich, die mindestens der Höhe des Abbruchobjektes entsprechen muß. Diese Voraussetzung ist jedoch nur selten vorhanden, so daß entweder eine Zerstörung oder eine vorherige Beseitigung der im Aufschlagbereich vorhandenen Anlagen und Gebäude unvermeidbar ist, sofern das Anordnen zeit- und materialaufwendiger Schutzkonstruktionen nicht realisiert werden kann. Beim Sprengen mit einem Insichzusammenfallen des Bauwerkes muß allseitig zumindest ein in der Schuttkegeibreite entsprechender freier Raum vorhanden sein, sofern die vorgenannten Auswirkungen oder Maßnahmen vermieden werden sollen.

Für Bauwerke aus Stahl, Holz, Stahl- oder Spannbeton ist der vollständige Abbruch durch Sprengen bisher nur mit Fallrichtung möglich.

Wenn die für die Abbruchsprengungen erforderliche Aufschlaglänge nicht zur Verfügung steht oder nicht geschaffen werden kann, so ist ein stückweises Abtragen des Schornsteines durch einzelne Teilsprengungen bekannt. Die einzelnen Segmente kippen jeweils in ihrer ganzen Länge in die vorgesehene Fallrichtung. Nachteilig ist hierbei, daß nach jeder Teilsprengung Beräumungs-, Rüst- und Ladearbeiten erforderlich sind. Loso Trümmer auf der oberen Sprengebene bergen akute Gefahren.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist ein Sprengverfahren zum Abbruch hoher Bauwerke aus Holz, Stahl, Mauerwerk, Beton, Stahl- oder Spannbeton, bei dem durch Segmentieren des Abbruchobjektes Schäden an benachbarten Objekten vermieden sowie der Zeitaufwand und die Kosten des Sprengverfahrens gebenüber dem stückweisen Abtragen durch Teilsprengungen verringert werden. Im Ergebnis des Sprengverfahrens soll das Abbruchmaterial in möglichst kleinen Stücken vorliegen, damit der Aufwand für eine Nachzerkleinerung, besonders bei Bauwerken aus Stahl- und Spannbeton, verringert wird. Die durch die Sprengung entstehenden Bauwerksteile sollen vorwiegend im Bereich des Fußpunktes des Sprengobjektes auftreffen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das ansich bekannte Verfahren zum Abbruch hoher Bauwerke durch zeitlich getrennte Teilsprengungen von Abschnitten dahingehend weiterzuentwickeln, daß vor der ersten Detonation alle für den Abbruch vorgesehenen Sprengebenen vorbereitet werden können und daß bei jeder Detonation in einer Sprengebene eine Zerstörung bereits in anderen Sprengebenen eingebrachter Sprengladungen ausgeschlossen wird.

Zusätzlich zu der beim stückweisen Abtragen des Schornsteins durch einzelne Teilsprengungen bisher vorbereiteten Sprengebene werden weitere Sprengebenen - zumindest eine - höhenmäßig so angeordnet, daß der Abstand von einer zur folgenden Sprengebene kleiner ist als die Länge der zur Verfugung stehenden Aufschlagfläche. In den einzelnen Ebenen werden nacheinander Fallöffnungen herausgesprengt, wobei der zeitliche Abstand zwischen Detonationen der einzelnen Sprengebenen mindestens so groß ist, daß ein segmentiertes Trennen und Umkippen des Bauwerkes in jeder Sprengebene erreicht wird. Das Heraussprengen der Fallöffnungen wird derartig durchgeführt, daß Knickpunkte entstehen, die unter zeitlicher Berücksichtigung der Bewegungsvorgänge ein Zusammenknicken der einzelnen Bauwerksteile in vorgesehener Richtung bewirken. Durch Anordnung von mindestens zwei Knickpunkten erfolgt ein Aufeinandertreffen der Teile des Abbruchobjektes auf der Aufschlagfläche mit einer zusätzlichen Zerkleinerung des Abbruchmaterials.

Wesentlich ist, daß der zeitliche Abstand zwischen den Detonationen der einzelnen Sprengebuiien so begrenzt ist, daß die Detonation für die zuletzt herausgesprengte Fallöffnung während des Fallens der anderen Segmente, aber noch vor deren Aufschlagen auf der Aufschlagfläche erfolgt.

Durch die Festlegung der Anzahl der Sprengebenen und deren Abstände untereinander kann somit eine Anpassung der Länge der herab- oder umstürzenden Teile des Bauwerkes auf eine vorgegebene beschränkte Aufschlagfläche erfolgen Die Größe der in den Sprengebenen herauszusprengenden Fallöffnungen ergeben sich aus statischen Berechnungen, in denen die Masse und der Schwerpunkt des abzuknickenden Bauwerksteiles einschließlich der durch die herausgesprengte Fallöffnung hervorgerufenen Schwerpunktverschiebung berücksichtigt werden. Als Gegenrechnung muß überprüft werden, inwieweit der verbleibende Bauwerksrost in der Sprengebene die notwendige zeitweilige Tragfähigkeit für den Kippvorgang noch gewährleistet. Die Bemessung der Sprengstoffmenge erfolgt nach den bekannten Regeln und ist vor allem abhängig von der Materialart und der Wanddicke des Abbruchobjektes.

Ein wesentliches Problem ist die Bestimmung der Detonationszeitpunkto für die einzelnen Sprengebenen. Die Bedeutung dieses Problems wird an einem zu sprengenden hohen Bauwerk aus Stahlbeton mit wechselseitig am Bauwerk angeordneten Fellöffnungen, d.h. Fallöffnungen jeweils um 180° versetzt, verdeutlicht. Mit dem Heraussprengen der obersten Fallöffnung nach rechts stellt der in dieser Sprengebene verbleibende Bauwerksrest einmi Kriickpunkt dar, über den das oberhalb der Sprengebene befindliche Bauwerksteil des Abbruchobjektes infolge der Schwerkraft nach rechts gelenkt wird. Mit dem Kippen des oberen Bauwerkstoiles wird über den Knickpunkt eine Zugwirkung auf das darunter liegende zweite Bauwerksteil des Abbruchobjektes übertragen, in diesem Fn)Ie eine Zugwirkung nach rechts. Diese Zugwirkung ist abhängig von der Größe bzw. Masse des oberen Bauwerksteiles, der Zugfestigkeit der verwandten Baumaterialien und der bereits vom oberen Bauwerksteil ausgeführten Fallbewegung. Mit dem Heraussprengen der zweiten Fallöffnung nach links soll das zweite Bauwerksteil nach links gelenkt werden. Erfolgt das Heraussprengen der Fallöffnung in der zweiten Sprengebene zu früh, d. h. das oberste Bauwerksteil hat sich noch nicht genügend nach rechts geneigt, so wird infolge der Masseverhältnisse das oberste und das zweite Bauwerksteil nach links, d. h. in die nur für das zweite Bauwerksteil beabsichtigte Fallrichtung fallen oder es entsteht überhaupt keine definierte Fallrichtung.

Erfolgt das Heraussprengen der Füllöffnung in der zweiten Sprengebene zu spät, so wird die durch das oberste Bauwerksteil auf das zweite Bauwerksteil nach rechts wirkende Zugkraft ebenfalls dieses in die gleiche Richtung ablenken. Die Detonation für ein Bauwerksteil muß dann erfolgen, wenn die Wirkung durch das zuvor gesprengte Bauwerksteil nicht als Störgröße die mit dem Sprengen beabsichtigte Faltrichtung ungünstig beeinflußt.

Ausführungsbeispiel Im Ausführungsbeispiel wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand von Figuren verdeutlicht. Figur 1 zeigt als Abbruchobjekt 1 einen Industrieschornstein, z. B. aus Mauerwerk oder Beton, der innerhalb eines bebauten Geländes steht. Die für eine Sprengung innerhalb dieses Geländes zur Verfügung stehende Aufschlagfläche 2 weist eine Länge

auf, die geringer als die Höhe des Abbruchobjektes ist. Eine Sprengung des Industricschornsteines mit Fallrichtung nur durch

Anwendung einer Sprengebene 3 im Fußpunkt 6 scheidet auf Grund der Platzverhältnisse aus. Zum Abbruch des Industrieschornsteinos wird das beanspruchte Verfahren zur segmentierten Sprengung hoher Bauwerke mit

einseitiger Anordnung der Fallöffnungen 8 angewendet. Gemäß der zur Verfügung stehenden Länge der Aufschlagfläche 2werden 3 Sprengebenen 3 gewählt, womit drei Bauwerksteile 5 beim Sprengen entstehen. Es könnten auch vier Sprengebenengewählt werden, wodurch sich aber der Aufwand für die Vorbereitung der Sprengebenen erhöher würde.

Figur 3 zeigt eine Darstellung eine Sprengebene im Detail.

rigur 3 b zeigt die Sprengebene 3 aus der gleichen Richtung wie die Darstellung der Figur 1. Figur 3a zeigt die Draufsicht auf die

Sprengebene von rechts. Der schraffierte Bereich 7 und der darin eingeschlossene nicht schraffierte Bereich stellen die Fallöffnung 8 zur Erzeugung eines Knickpunktes 4 dar. Durch Heraussprengen dieses Bereiches 8 knickt das obere Bauwerksteil 5 über den in der Sprengebene 3 verbleiberden Bauwerksrest wie über einen gelenkig wirkenden Knickpunkt ab. Zur Bildung der Fallöffnung 8 ist es auch möglich, lediglich die

schraffierten Randbereiche 7 mit Bohrung für den Sprangstoff zu versehen und zu sprengen.

Gemäß Figur 1 erfolgt zuerst die Detonation der oberen Sprengebene 3. Ist das obere Bauwerksteil um einen entsprechenden Winkel gekippt, erfolgt die Detonation in der zweiten Sprengebene 3. Nach Einleitung der Fallbewegung des zweiten Bauwerksteiles erfolgt die Detonation der dritten Sprengebene 3. Die einzelnen Phasen der segmentierten Sprengung sind in der Figur 1 dargestellt. Die einzelnen Bauwerksteile 5 fallen am Fußpunkt 6 aufeinander, wodurch eine zusätzliche Zerkleinerung des Abbruchmaterials erzielt wird. Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem Industrieschornstein aus Stahlbeton, bei dem die Fallöffnungen 8 wechselseitig

angeordnet sind. Es werden ebenfalls drei Sprengebenen 3 zur Bildung von Knickpunkten 4 in verschiedenen Höhen gewähl t.

Wie die Darstellung der einzelnen Phasen der Sprengung in Figur 7. verdeutlicht, kippen die Bauwerksteile 5 um die als Gelenke

wirkenden Knickpunkte 4 entsprechend der ausgesprengten Fallöffnung 8 in wechselnde Falirichtungen.

Durch die Anordnung der Fallöffnungen sowie durch die Festlegung der Detonationspunkte kann die gewünschte Fallfigur

vorbestimmt werden.

Claims (2)

1. Verfahren zur segmentierten Sprengung hoher Bauwerke, wobei der Abstand benachbarter Sprengebenen kleiner als die Länge der zur Verfügung stehenden Aufschlagfläche ist und in den Sprengebenen nacheinander Fallöffnungen herausgesprengt werden, wobei der zeitliche Abstand zwischen Detonationen der einzelnen Sprengebenen mindestens so ist, daß ein segrrientiertes Trennen und Umkippen des Bauwerkes in jeder Sprengebene erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Abstand zwischen den Detonationen der einzelnen Sprengebenen so begrenzt ist, daß die Detonation für die zuletzt herausgesprengte Fallöffnung während des Fallens der anderen Segmente, aber noch vor deren Aufschlagen auf der Aufschlagfläche erfolgt.

2. Verfahren zur segmentierten Sprengung hoher Bauwerke nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Detonationen für die Sprengebenen in der obersten Sprengebene beginnen und in Richtung Bauwerkssockel fortgeführt werden.