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Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von rund ausgebildeten
Betonbauwerken Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung
der Verfahren zur Herstellung von runden Betonbauwerken mittels an Tragvorrichtungen
beweglich- gehaltenen Gleitschalungen.
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Ein herkömmliches Verfahren zum kontinuierlichen Betongießen mittels
Gleitformen bzw. Gleitschalungen besteht darin, daß die in der Horizontalen angeordneten
Gleitschalungen nur gradlinig in Richtung der vertikalen Höhenerstreckung des zu
errichtenden Bauwerkes von unten nach oben entlang dem gesamten Umfang des B-auwerkes
verschiebbar gehalten sind. Eine Gleitschalung wird von Tragvorrichtungen gehalten,
die sich an einem vertikal ausfahrbaren Mast oder dergleichem ortsfestem Gerüst
befindet, wobei während des langsamen Anhebens der Gleitschalung Beton zwischen
die Wandungen der Gleitschalung eingebracht wird. Die Betonfüllarbeit erfolgt dabei
kontinuierlich und gleichzeitig mit der Anhebung
der Gleitschalung.
Dabei verbleibt ein zuvor zwischen Gleitschalungswandungen eingebrachter Beton eine
vorbestimmte Zeitspanne zwischen den Wandungen, bis er fest genug ist, sich selbst
zu tragen. Beim Anheben-der Gleitschalung bleibt dann der zu einem Wandabschnitt
verfestigte Beton gegenüber der Gleitschalung zurück.
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Ein derartiges Betongießverfahren wird aufgrund der, gleitenden Bewegung
der Schalung Gleit- oder Rütschschalungsverfahren" genannt. Es wird im allgemeinen
beip Bau von zylindrischen Bauwerken angewendet, wobei sich innerhalb der Wandung
des Bauwerkes aufrecht stehende Stabelemente oder dergleichen Halterungen befinden,
an der eine Hebevorrichtung vertikal verschiebbar angebracht ist, welche in Verbindung
mit Tragvorrichtungen die Gleitschalungen hält.
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Während der vertikalen Gleitbewegung der Gleitschalung infolge der
Aufwärtsbewegung der Hebevorrichtung wird zwischen die Gleitschalungswände fortlaufend
Beton eingefüllt bzw. eingegossen.
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Das bekannte Verfahren läßt sich für Gebäude mit jedem beliebigen
Grundriß anwenden, vorausgesetzt, daß die Wände senkrecht verlaufen. Das heißt,
die Gebäudequerschnitte müssen über die Höhe des Gebäudes unverändert bleiben. Nach
dem bekannten Verfahren besteht also keine Möglichkeit, die Gleitschalung entsprechend
der Querschnittsanderung eines Gebäudes fortlaufend abzuändern.
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Es ist bereits ein nicht vorbekanntes Verfahren vorgeschlagen worden,
bei dem sich Querschnittsänderungen eines Betonbauwerkes dadurch erreichen lassen,
daß mehrere Schalungskörper untereinander
in Verbindung stehen,
die gleitbar sind und mittels Teleskpvorrichtungen an den Trägern der Schalungskörper
nach innen bewegbar sind. Ein derartiges- Verfahren ist auf Schornsteineund andere
kreiskonische Bauwerke beschränkt, die einen relativ kleinen Größenunterschied zwischen
den oberen und unteren Enden aufweisen, und wobei die Querschnittsabnahme von unten
nach oben linear bzw. gleichmäßig erfolgt.
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Eine andere Formgebung eines Bauwerkes ist mit dem vorgeschlagenen
Verfahren nicht möglich, da die Gleitschalungskörper von Hebevorrichtungen an fest
angeordneten Stabelementen innerhalb der Wandung des Bauwerkes angehoben werden.
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Andererseits ist eine abweichende Vorrichtung zum Bau von Straßenelementen,
Rinnen, Abflußkörpern und anderen horizontalen Transportwegteilen vorgeschlagen
worden. Eine Vielzahl von Schalungskörpern wird von einem selbstfahrenden Fahrzeug
getragen bzw.
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ist an ihm aufgehängt, das auf dem Boden fährt, wobei die Schalungskörper
durch die Fahrzeugbewegung in einer Richtung bewegt werden. Gleichzeitig wird zwischen
die Schalungswandungen Beton eingebracht.
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Das sich auf dem Boden in einer Richtung fortbewegende Fahrzeug entspricht
damit den aufrecht stehendem Stabelementen in Verbindung mit der Hebevorrichtung
zur Herstellung von zylindrischen Bauwerken.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der eingangs genannten Art anzugeben,
das außer für zylindrische Bauwerke mit kreis- oder elliptischförmigem Querschnitt
oder dergleichem auch für Bauwerke mit beliebigen Querschnittsänderungen, z.B. faB-
oder eiförmige Bauwerke mit
zylindrischer oder konischer Grundgestalt
und solche ähnlicher Gestalt mit gewölbter Außenfläche gleich gut verwendbar ist.
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Die Erfindung besteht darin, daß Tragvorrichtungen um eine außerhalb
der Wandung des Betonbauwerkes liegende, feste Achse gedreht und/oder geschwenkt
und gleichzeitig zur Erzielung einer spiralförmigen Bewegung vertikal angehoben
werden und daß während der Dreh- und Hebebewegung zwischen Wandungen der Gleitschalungen
Beton gefüllt wird.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die
Tragvorrichtungen zur Erzielung einer schneckenförmigen Bewegung zur gleichen Zeit
um die feste Achse gedreht, vertikal angehoben und radial verschoben werden.
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Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung deserfindungsgemäßen
Verfahrens besteht darin, daß-an einer drehbaren und ausfahrbaren Säule in der Mitte
des zu bauenden Betonbauwerkes mehrere radial verlaufende Tragarme angebracht sind,
die jeweils einen Gleitschalungskörper tragen.
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Dabei kann es vorteilhaft sein, die Tragarme teleskopfartig auszubilden,
um auch eine radiale Verschiebung der Gleitschalungen erreichen zu können.
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Weitere vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus zusätzlichen Merkmalen
in den Unteransprüchen.
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Wesentliche Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtungen
zur Durchführung des Verfahrens für runde Bauwerke mit beliebig gekrümmten
Außenwandungen
bestehen in folgendem: 1. Es lassen sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Bauwerke
mit faß- oder eiförmigen Gestalt mit beliebigem kres- oder elliptischförmigem Grundquerschnitt
und beliebiger Verjüngung in der Vertikalen erstellen.
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2. Dadurch, daß die Tragvorrichtungen für die Gleitschalungskörper
um eine feststehende Achse drehbar und/oder schwenkbar gehalten sind, um die Gleitschalungskörper
in einer genau vorbestimmten Bahn führen zu können, läßt sich ein Bauwerk mit größerer
Genauigkeit in seiner äußeren Gestalt fertigen als mit den bekannten oder vorgeschlagenen
Verfahren, bei denen Stabelemente sich in den Gebäudewandungen als feste Achsen
zum Anheben der Gleitschaluhgskbrper befinden.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist eine vereinfachte und rationeller
durchführbare Bauweise möglich.
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3. An Umfangs teilen des zu erstellenden Bauwerkes auftretende Verzerrungen
und Deformationen, die während der Betonierarbeit entstehen können, lassen sich
mit der erfindungsgemäßen Gleitführung der Schalungskörper leicht beheben und ausbessern.
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4. Es können bei der Erstellung des Bauwerkes nach der Erfindung keine
Abweichungen von der Vertikalen auftreten, die zu einem Bauwerk mlt geneigter Vertikalachseführen
würden.
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5. Da die Erfindung ein zentrales Hebe- und Dreh-bzw.
Schwenkwerk
für die Tragarme der Schalungskörper verwendet, ist eine fortlaufende Uberprüfung
, z.B. der im einzelnen vorzunehmenden Verstellhöhe der Tragarme durch Aufzugsvorrichtungen
nicht erforderlich.
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6.~Es wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keine größere Zahl
von Schalungskörpern und zugeordneten Hebevorrichtungen benötigt, so daß die Arbeitsbühne
weitgehend frei von Anschlüssen und Leitungen gehalten werden kann.
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7. Nach der Erfindung ist eine geringere Anzahl von Gleitschalungskörpern
als bei den herkömmlichen Verfahren erforderlich, bei denen ein den Umfang des Bauwerkes
vollständig umfassender Satz von untereinander verbundenen Gleitschalungskörpern
erforderlich ist. Hierdurch ist bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise der Gleitwiderstand
der Schalungskörper wesentlich verringert, woraus ein wesentlich geringerer Herstellungsaufwand
für ein Bauwerk resultiert.
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8. Bei ausreichender Eigentragfähigkeit des ohne Armierungseisen versehenen
Betons, der nach der Weiterbewegung der Gleitschalungskörper zurückbleibt, treten
keine Schwierigkeiten durch geknickte oder ausgebeulte Stäbe auf. Die Verwendung
von Armierungsrohren für Stäbe ist nicht notwendig.
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Die Erfindung wird ohne eine Beschränkung lediglich an zwei Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Veranschaulichung der Bewegungsrichtungen
von Gleitschalungen; Fig. 2 eine Veranschaulichung des Verfahrensablaufes bei der
Erstellung eines Bauwerkes durch mehrere Gleitschalungen; Big. 3 einen Vertikalschnitt
durch eine Gleitschalung, die zum Einfüllen von Beton bereit ist; Fig. 4 eine perspektivische
Ansicht eines nach der Erfindung bereits fertiggestellten Abschnittes eines kreiszylindrischen
Bauwerkes mit erfindungsgemäßen Gleitschalungen und den Einrichtungen zur Bewegung
derselben und Fig. 5 einen vertikalen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Erstellung
eines weiteren Bauwerkes nach dem erfindungsgemä-Ben Verfahren.
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Nach Fig. 2, 3, 4 und 5 bezeichnet die Nummer 1 ein zu errichtendes
zylindrisches Turmbauserk. Mit 2 ist eine Gleitform bzw. Gleitschalung bezeichnet,
die aus äußeren und inneren Gleitteilen besteht.
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Ein oder mehrere Gleitschalungen sind entlang der Baulinie mit etwa
gleichem Abstand voneinander angeordnet.- -Mit 3 ist ein bügelartiges Teil bezeichnet,
das die äußeren und inneren Gleitteile 2, 2 trägt. Hierzu-weist das bügelartigeTeil
3 z. B.
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Arme 4, 4 auf, die mit Abstand voneinander angeordnet sind,-um-die
Gleitteile 2, 2 in der Breite t der zu errichtenden Wand mittels Halterungen 5,
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halten zu können. Die Arme 4, 4 können auch auf einen Abstand
t' (nicht gezeigt) einstellbar ausgebildet sein. Die'innere Fläche eines Gleitteiles
2 kann flach oder entsprechend der Krümmung der zu errichtenden Wandung leicht gebogen
ausgebildet sein. Die Gleitflächen können mit einem flexiblen Flachmaterial versehen
sein, um eine gekrümmte, glatte Gleitfläche zu erhalten und damit den Reibungswiderstand
zwischen der noch feuchten Betonwandung und den Gleitflächen weitgehend gering zu
halten. Hierdurch lassen sich auch die Flächen der Betonwandung besser glattstreichen.
Das flexible Flachmaterial kann auf der Gleitschalung befestigt sein oder als getrenntes
Teil zwischen der'Gleitschalung und der Betonwand des Bauwerkes eingesetzt sein.
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In Fig. 4 befinden sich an einer Säule 6 vier Tragarme 7, die an der
vorderen Stirnseite jeweils einen Bügel 3 tragen. Mit 8 ist eine Arbeitsbühne angedeutet,
die von den Tragarmen gehalten ist. Die Gesamtheit der verschiedenen Trag'elemente
für eine Gleitschalung wird im folgenden als Traggerüst A bezeichnet.
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Das Traggerüst A ist derart ausgebildet, daß es um die Säule 6 drehbar
ist, wobei gleichzeitig die Säule 6 durch nicht dargestellte Mittel angehoben bzw.
ausgefahren wird. (Hierbei kann es sich z.B.
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um Vorrichtungen handeln, wie sie zur Bewegung von Beobachtungsplattformen
von Aussichtstürmen oder dergleichen bekannt sind. Auch kann eine Drehung in Verbindung
mit fertigen Mauerteilen des Bauwerkes vorgenommen werden.) Bei einer derartigen
Bewegung wird eine Gleitschalung 2, 2 an dem Bügel 3, der
von dem
Traggerüst A gehalten wird, mit geringer-Steigung spiralförmig aufwärts' geführt.
Das heißt, die Gleitschalung wird nicht nur um die Achse der Säule gedreht, sondern
auch schräg nach oben geführt, Der Beton wird dabei während der Bewegung der Gleitschalung
in diese eingebracht. Dabei kommt eine Betonschicht auf der anderen zu liegen, wie
es die schraffierten Abschnitte in Fig. 2 schema-tisch erkennen lassen, die durch
die vorangehende Gleitschalung 2' von deren Stirnkante 2f aus in Richtung der Pfeile
angesetzt worden sind, Der Beton verweilt dabei so lange zwischen den sich bewegenden
Gleitschalungswänden, daß er beim Heraustreten aus 'dem rückwärtigen Ende 2r der
Gleitschalung verfestigt ist und sich selbst zu tragen vermag. Die Betonfüllarbeit
erfolgt in der gleichen Weise bei allen Formelementen, die auf der Betonwandung
verteilt angeordnet sind, wobei sich die Schalungselemente bewegen. Auf diese Weise
ist eine kontinuierliche Betonfüllarbeit nach der Erfindung mittels der besonders
geführten Gleitschalungen möglich.
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Fig.-5 zeigt eine andere Verfahrensweise zur Erstellung eines runden
Bauwerkes. Hier wird ein zylindrisches Mittelteil in der Gestalt eines mastförmigen
Bauteils 9 hergestellt, das zur Fertigung des Bauwerkes 1 herangezogen wird, welches
das Bauteil 9 umgibt, wobei das Bauteil 9 und das es umgebende Bauwerk 1 zu gleicher
Zeit etwa im gleichen Maße hochgeführt werden. Dås Bauteil 9 wird auf herkömmliche
Weise hergestellt. Hierzu sind Stabelemente 10 innerhalb der Wandung des Bauteiles
9 und Aufzugsvorrichtungen 11 vorgesehen, die an den Stabelementen 10 aufwärts bewegbar
sind. Die'Au'fzugsvorrichtungen 11 tragen Gleitschalungen 12 für die
herkömmliche
Gleitscbalungsmethode, Die Auf zugsvp,rrichtungen 11 sind derart ausgelegt, daß
sie ein Traggestell B für die Fertigung des Bauteiles 9 und, außerdem ein Traggestell
A für die Fertigung des Bauwerkes 1 tragen und anheben können. Andererseits ist
das Traggerüst A derart ausgebildet, daß es relativ zu, dem Traggerüst B um die
Achse durch den Schaft 13 drehbar ist, der mit einem zentralen Drehantrieb oder
Antriebsmitteln 14 versehen ist. Letztere befinden sich in Verbindung mit dem Traggerüst
in Halterungen 14', innenseitig an der bereits erstellten Wandung des Bauwerkes
1, um die Gleitschalungen entsprechend wiein dem Beispiel nach Fig. 4 zu drehen
und gleichzeitig anzuheben.
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Nach Fig. 5 ist ein Tragarm 7 mit einem Teleskoparm 15 versehen, der
mit einer nicht gezeigten Antriebsvorrichtung versehen ist, um den Teleskoparm in
einer Horizontalen aus- bzw. einfahren zu können.
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Danach kann die Gleitschalung in drei Ebenen bewegt werden, wodurch
nicht nur zylindrische, sondern auch faß- oder eiförmige Bauwerke mit veränderlichem
Querschnitt, wie z. B. elliptische Zylinder, Kreiskonusse, elliptische Konusse und
Bauwerke mit ähnlichen gekrummten Flächen, herstellbar sind.
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Werden die Schalungswände der Gleitschalung 2, 2 unabhängig voneinander
getragen, so ist z. B. ein Teleskoparm nicht erforderlich. Vielmehr kann eihe Gleitschalung
auch am Traggerüst verschiebbar gehalten sein, um ein Bauwerk mit veränderlichem
Querschnitt erstellen zu können.
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In Fig. 1 ist veranschaulicht, daß eine Gleitschalung in der vertikalen
Richtung y angehoben und gleichzeitig auf einem Kreisbogen in horizontaler
Richtung
x gedreht werden kann. Die von dem Traggerüst vermittelte Bewegung der Gleitschalung
erfolgt in der Richtung als Resultierende der Bewegungsrichtungen x und y . Hierbei
handelt es sich um eine spiralförmige Bewegung, wie sie im Zusammenhang mit Fig.
4 beschrieben ist. Der Steigungswinkel der Richtung u ist abhängig von dem Verhältnis
der Geschwindigkeiten der Bewegungen entlang den'Richtungen x und y . Der Winkel
ändert sich mit dem Anstieg und ist abhängig u. a. von der Gestalt der Gleitschalung,
dem Winkel, unter dem die Gleitschalung gehalten wird, der Zahl der Gleitschalungen
und dem Abstand, mit dem sie voneinander entlang der Baulinie angeordnet sind. Dabei
stellt ein wesentlicher Faktor für die Bewegungsgeschwindigkeit der Gleitschalungen
die Aushärteigenschaft des Betons dar.
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Die Verteilung von gegebenenfalls verwendeten Bewehrungsstäben für
Bauzwecke muß in der Gleitrichtung u angeordnet sein. Unterliegt die Gleitschalung
auch einer Bewegung in der Richtung z , so verläuft die Resultierende der Bewegungsrichtungen
x, y und z in der Richtung v Die Erfindung ist in keiner Weise auf die beschriebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt. Nach der Lehre der'Erfindung ergeben sich für den
Fachmann weitere Abwandlungen, die den Rahmen der Erfindung nicht überschreiten.
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So brauchen die Tragarme mit einer drehbaren Säule nicht starr verbunden,
sondern können mit dieser in der Vertikalen verschwenkbar gehalten sein. Die Tragarme
können nicht nur radial nach innen verkurzbar, sondern radial nach außen verlängerbar
ausgebildet sein. Schließlich kann auch der Abstand
der Schalungswände
einer Gleitschalung veränderbar ausgebildet sein. Entsprechende Bewegungsantriebe
sid dem Fachmann ohne weiteres in die Hand gegeben, so daß sie hier nicht näher
erläutert werden müssen.
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Patentansprüche