-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Stahlbetonelementen, welche einen Betonkörper und eine Stahlarmierung in dem Betonkörper aufweisen, insbesondere für Transformatorgehäuse.
-
Große Transformatoren für die Energieindustrie werden üblicherweise in Betongehäusen angeordnet, die aus einzelnen Stahlbetonelementen zusammengesetzt werden. Diese Transformatorgehäuse sind wannenähnlich aufgebaut. Sie weisen also einen Boden mit einer Abmessung von beispielsweise 6 m × 3,20 m und von diesem Boden rundum aufragende Seitenwände auf. Oben auf diesem wannenförmigen Transformatorgehäuse werden die Transformatoren im Betrieb angeordnet. Diese wannenförmigen Transformatorgehäuse dienen zum Auffangen von etwa aus den Transformatoren während des Betriebes austretenden Fluiden, etwa von ölartigen Substanzen. Die Wannenkonstruktion hindert den Eintritt dieser Fluide in den Erdboden und ermöglicht eine einwandfreie Entsorgung. Die Höhe der rundum aufragenden Seitenwände liegt in typischen Beispielen etwa bei 1,55 m.
-
Im Hinblick auf die erheblichen Gewichte der Transformatoren und die Anforderungen an die Dichtigkeit und Stabilität der Gesamtkonstruktion werden diese Transformatorgehäuse aus Stahlbetonelementen aufgebaut.
-
Bei einem beispielhaften und üblichen Verfahren zum Herstellen von Stahlbetonelementen, beispielsweise für derartige Transformatorgehäuse, werden Stahlstangen zur Bildung einer Stahlarmierung dort miteinander verbunden, wo sie auch mit Beton vergossen werden. In vielen Fällen ist das der Ort, an dem das Transformatorgehäuse mit dem darin aufzustellenden Transformator auch am Ende stehen soll, beispielsweise auf einem Kraftwerksgelände oder in einer größeren Transformatorstation. In diesen Fällen kann der Transport der fertigen Stahlbetonelemente auf ein Minimum beschränkt werden.
-
In anderen Fällen werden die Stahlstangen an einem dazu ausgerüsteten Ort miteinander verbunden und dann in einer Verschalung mit Beton vergossen. In derartigen Werkhallen werden Betonverschalungen vorgehalten, die sehr kostspielig und aufwendig sind, da sie den erheblichen mechanischen und auch thermischen Beanspruchungen standhalten müssen, die mit der Herstellung derart großer Stahlbetonelemente einhergehen.
-
Diese Tätigkeit wird von Drittunternehmen vorgenommen, die sich mit der Herstellung derartiger Stahlbetonelemente auskennen, solche Betonverschalungen vorhalten und beispielsweise vom Kraftwerksbetreiber zur Herstellung beauftragt werden.
-
Um die Stahlarmierung zu bilden, werden dort vor Ort an der Baustelle beziehungsweise an dem Ort, an dem die Betonverschalungen vorgehalten werden, die Stahlstangen auch bereits in genau der Position miteinander verbunden, in der sie auch vergossen werden, also derart, dass nach Verbinden der Stahlstangen eine Verschalung einfach um das fertige Armierungselement herum aufgebaut beziehungsweise das fertige Armierungselement in die Betonverschalung versenkt wird, um anschließend mit dem noch flüssigen Beton umgossen zu werden.
-
Dieses Verfahren weist jedoch gewisse, insbesondere logistische, Nachteile auf. Beispielsweise erfordert das Verbinden aller notwendigen Stahlstangen einen relativ großen Zeitaufwand. Geschieht dies etwa vor Ort an der Baustelle, auf der später das Transformatorgehäuse stehen soll, ist auch der Witterungseinfluss zu berücksichtigen, denn durch den vorherigen Aufbau des Armierungselementes wird natürlich deutlich mehr Zeit benötigt, als wenn nur eine Betonverschalung erforderlich wäre. Zusätzlich müssen auch Personen vor Ort sein, die das Verschweißen vornehmen können, die also über den reinen Betonbau hinausgehende Kenntnisse besitzen und auch entsprechende Werkzeuge dabei haben. Werkzeuge und Fachkräfte müssen auch auf die häufig in verkehrstechnisch ungünstig gelegenem Gebiet liegenden Baustellen transportiert werden.
-
Auch in den Fällen, in denen die Betongehäuse etwa in einer Werkshalle in einer Verschalung gebildet werden, um die Witterungseinflüsse abzuschirmen, sind die logistischen Probleme nicht gelöst. Zum einen muss in diesem Falle dann das mit der Stahlarmierung versehene Stahlbetonelement wieder aus der Werkshalle zur letztendlichen Baustelle verbracht werden, zum anderen sind aufgrund des Zeitaufwandes für die Verschweißung der Stahlstangen miteinander die kostspielige entsprechende Verschalung und der nötige Platz in einer Werkshalle für eine relativ lange Zeit belegt.
-
Da die Verschalungen zur Herstellung der Stahlbetonelemente sehr kostspielig sind, ist es ein Ziel jedes Unternehmens, eine möglichst geringe Zahl derartiger Verschalungen vorzuhalten. Nach den aktuellen Verfahren wird eine solche Verschalung aber für jedes Stahlbetonelement für jeweils etwa 2 Arbeitstage blockiert, gerechnet von den Vorbereitungsarbeiten bis zum Aushärten und Entnehmen der fertigen Stahlbetonelemente.
-
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, das Verfahren zum Herstellen von Stahlbetonelementen der eingangs genannten Art zu verbessern, insbesondere flexibler und/oder kosteneffizienter zu gestalten.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst, und insbesondere dadurch, dass an einem ersten Ort mehrere Stahlstangen bereitgestellt und zu einem gitterförmigen Armierungselement verbunden werden, wobei an einem zweiten Ort das Armierungselement mit Beton vergossen wird, und wobei die Orte verschieden sind.
-
Die Armierungselemente werden also an einem anderen Ort als dem zweiten Ort gefertigt, beispielsweise durch einen Zulieferer. Dabei können auch sehr komplex geformte Armierungselemente vorgesehen werden, wenn beispielsweise das Transformatorgehäuse eine speziell gewünschte oder sinnvolle Form besitzt. Dieser erste Ort kann vollkommen witterungsunabhängig gewählt werden und eine optimale Werkstatt für Metallbauarbeiten, insbesondere für Verschweißungen und auch Verformungen der verwendeten Metallstangen oder Metallgitter aufweisen.
-
Hierdurch verringert sich die am zweiten Ort zum Verbinden von Stahlstangen erforderliche Zeit erheblich. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt somit eine deutlich bessere Ausnutzung der bestehenden Verschalungen und des vorhandenen Platzes am Ort des Vergießens, also am zweiten Ort. Auch kann das Personal deutlich zielgerichteter und effizienter eingesetzt werden. Darüber hinaus kann das mit besonderen Kenntnissen für das Verschweißen der Stahlarmierung und den zugehörigen Werkzeugen ausgestattete Personal dort eingesetzt werden, wo es diese Kenntnisse und Werkzeuge gut einsetzen kann. Vollkommen unabhängig von diesen für das Schweißen qualifizierten Personen und zeitlich in einem Abstand von diesen kann an einem anderen Ort ein auf das Herstellen von Betonverschalungen spezialisiertes Personal mit den dazu benötigen und sinnvollen Utensilien versehen eingesetzt werden.
-
Insbesondere ist die zeitliche Entzerrung der beiden Verfahrensschritte von großen Vorteil. So kann beispielsweise eine Vielzahl von ähnlich ausgebildeten Metallgittern oder anderen Armierungselementen in Serie vorgefertigt werden, ohne auf das Vergießen mit dem Beton warten zu müssen, also auch dann, wenn aufgrund eines anderen Auftrags gar keine Verschalungen frei sind und zur Verfügung stehen. Diese Armierungselemente können dann nach entsprechendem Zuwarten auf freiwerdende Verschalungselemente gezielt zu Stahlbetonelementen zügig verarbeitet werden.
-
Der zweite Ort kann die Baustelle sein, auf der das Transformatorgehäuse im Ergebnis stehen soll. Dies ist allerdings nicht zwingend erforderlich und wird in vielen Fällen auch nicht der Fall sein, da entsprechende Verschalungen gerne und vorteilhaft konstant in einer Werkhalle verbleiben. In diesem Falle werden dann die dort fertiggestellten Stahlbetonelemente beispielsweise mithilfe von Tiefladern zum letztendlich geplanten Einsatzort, etwa einem Kraftwerksgelände, verbracht. Diese Stahlbetonelemente haben eine Masse von beispielsweise etwa 10 oder 12 Tonnen und können daher mit entsprechend gängigen und bei darauf spezialisierten Unternehmen auch vorhandenen Lastfahrzeugen transportiert werden.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren ist also besonders kosteneffizient.
-
Auch kann durch die erhebliche Zeitersparnis am zweiten Ort flexibler auf kurzfristige Aufträge reagiert werden. Es können für die Herstellung von bestimmten Typen von Transformatorgehäusen fertig vorbereitete und darauf optimierte Armierungselemente am ersten Ort oder einem dritten Ort gelagert werden und bei Bedarf zum zweiten Ort transportiert werden, um dort vergossen zu werden.
-
Die Stahlstangen können am ersten Ort, also in der Werkstatt, beispielsweise durch Schweißen, Kleben und/oder Verbindungselemente, wie z.B. Kupplungen, Stifte, Drähte oder dergleichen, verbunden werden.
-
Gemäß einer Ausführungsform ist das Armierungselement als Rechteckgitter ausgebildet. Ein solches eignet sich optimal für die Herstellung rechteckiger Betonelemente und erlaubt eine effiziente Stapelung zum Transport.
-
Das Armierungselement kann vorteilhafterweise genau eine Gitterebene aufweisen. Ein derartiges Armierungselement kann auch als Gittermatte bezeichnet werden. Hierdurch lässt sich das Verfahren noch flexibler gestalten, da sich aus Armierungselementen mit einer Gitterebene eine Vielzahl von unterschiedlichen Armierungen bedarfsgerecht zusammensetzen lassen.
-
Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Armierungselement zumindest im Wesentlichen als Flächenelement ausgebildet ist. Dies erlaubt unter anderem einen effizienten Transport mehrerer Armierungselemente, die sich als Flächenelemente vorteilhaft gestapelt oder geschichtet anordnen lassen.
-
Mit Vorteil kann auch vorgesehen sein, dass das Armierungselement vom ersten zum zweiten Ort, insbesondere mittels eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Lastkraftwagens, transportiert wird. Dies ist besonders vorteilhaft, da sich auch in verkehrstechnisch ungünstig gelegenen Gebieten mit Lastkraftwagen praktisch jedes Ziel erreichen lässt. Die fertig vorbereiteten Armierungselemente besitzen auch eine Größe, die mit einem entsprechend gebauten Lastkraftwagen transportiert werden kann und auch die entsprechenden Gewichte sind dazu passend.
-
Der erste und der zweite Ort können insbesondere wenigstens 10m, insbesondere wenigstens 100 m, insbesondere wenigstens 1 km, voneinander beabstandet sein. Auch wesentlich größere Entfernungen sind möglich, wenn beispielsweise die Vorbereitung der fertigen Armierungselemente durch das Zusammenschweißen verschiedener Stangen in einer darauf spezialisierten Werkstatt erfolgen soll.
-
Vorteilhafte Dimensionen für das Armierungselement sind in einer ersten Dimension eine Länge von wenigstens 50 cm, insbesondere wenigstens 80 cm, insbesondere wenigstens 1 m, insbesondere wenigstens 2 m, und/oder in einer zweiten Dimension ein Länge von wenigstens 1 m, insbesondere wenigstens 3 m, insbesondere wenigstens 5 m. Alternativ oder zusätzlich vorteilhaft ist in einer ersten Dimension eine Länge von höchstens 5 m, insbesondere höchstens 3 m, insbesondere höchstens 1,5 m, und/oder in einer zweiten Dimension von höchstens 10 m, insbesondere höchstens 8,5 m, insbesondere höchstens 6 m.
-
Ein typisches Beispiel für ein Armierungselement für ein wannenförmiges Transformatorgehäuse besteht in einem Armierungselement von etwa 5,60 m × 2,80 m bei einer Gesamtfläche des Bodens des wannenförmigen Transformatorgehäuses von 6 m × 3,20 m. Das Armierungselement in Form eines Gitters aus Stäben reicht dann innerhalb des fertigen Stahlbetonelements jeweils bis zu einem Abstand von 20 cm zur Kante.
-
Dementsprechend können bei diesem Ausführungsbeispiel dann Armierungselemente für die aufragenden Seitenwände so gestaltet sein, dass sie aus gitterförmig zusammengesetzten Stäben bestehen, die eine Fläche von 5,60 m × 1,30 m beziehungsweise 2,80 m × 1,30 m aufweisen, wenn die Höhe der umlaufenden Seitenwände bei etwa 1,55 m liegt.
-
Dabei sind etwa zur Erdung benötigte Anschlusselemente noch nicht berücksichtigt, die aber auch vorab am ersten Ort oder alternativ am zweiten Ort angebracht werden können.
-
Gemäß einer Weiterbildung wird ein Stahlbetonelement durch Vergießen mehrerer gitterförmiger Armierungselemente hergestellt. Hierdurch lässt sich ein besonders stabiles Stahlbetonelement besonders flexibel und kostengünstig herstellen.
-
Die Armierungselemente können beispielsweise zum Vergießen zumindest im Wesentlichen parallel ausgerichtet werden und/oder geschichtet und/oder gestapelt angeordnet werden. So lässt sich eine homogene Armierungsstruktur wiederum flexibel und kostengünstig herstellen.
-
Bei einer weiteren Ausführungsform werden die mehreren Armierungselemente am zweiten Ort vor dem Vergießen miteinander verbunden, beispielsweise durch Schweißen, Kleben und/oder Verbindungselemente, wie z.B. Kupplungen, Stifte, Drähte oder dergleichen. Auch dies begünstigt die Stabilität der Armierungsstruktur bei hoher Flexibilität und guter Kosteneffizienz.
-
Die Erfindung wird nachfolgend lediglich beispielhaft anhand der schematischen Zeichnung erläutert. Es zeigen:
- 1 ein gitterförmiges Armierungselement für die Anwendung in einem erfindungsgemäßen Vorgang; und
- 2 eine Armierung mit mehreren gitterförmigen Armierungselementen für die Anwendung in einem erfindungsgemäßen Verfahren.
-
In 1 ist ein gitterförmiges Armierungselement 10 gezeigt, wie es bei einem beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Stahlbetonelementen an einem ersten Ort gefertigt wird. Hierfür werden eine Mehrzahl an Stahlstangen 12 bereitgestellt, gitterförmig angeordnet und, insbesondere an Überlappungspunkten, miteinander verbunden. Das Armierungselement 10 ist als Rechteckgitter ausgebildet und weist vorteilhafterweise genau eine Gitterebene auf.
-
Möglich ist natürlich auch der Aufbau von wesentlich komplexer gestalteten Armierungselementen 10. Es ist auch nicht zwingend, dass das Armierungselement 10 insgesamt eine Fläche bildet, auch dreidimensionale und mehrfach gebogene Armierungselemente 10 sind möglich, wenn die Anforderungen des Transformatorgehäuses oder eines sonstigen Verwendungszweckes dies erfordern, sinnvoll erscheinen lassen oder einfach gewünscht werden.
-
2 zeigt eine Armierung 14 an einem zweiten Ort des beispielhaften Verfahrens. Die Armierung wird durch eine gestapelte bzw. geschichtete Anordnung mehrerer Armierungselemente 10, wie eines in 1 gezeigt ist, und Verbinden der Armierungselemente 10 hergestellt. Im weiteren Verfahren, welches in den Figuren nicht näher veranschaulicht ist, wird um die Armierung 14 herum eine Verschalung aufgebaut und die Armierung 14 mit Beton vergossen.
-
Nach der Aushärtung des Betons der Verschalung um die Armierung 14 herum ist das Transformatorgehäuse fertig bzw. kann aus den fertig gestellten Betonelementen aufgebaut werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Armierungselement
- 12
- Stahlstange
- 14
- Armierung
