DE19923492A1 - Tragelement für eine Spundwand - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tragelement aus Stahl für eine Spundwand, mit einem Tragrohr (4) und am radialen Außenumfang des Tragrohres angeschweißten Zusatzelementen (5) mit Anschlußenden (9, 11) zur Aufnahme von Schlössern (6, 8), sowie eine Spundwand mit derartigen Tragelementen. DOLLAR A Um ein breites Tragelement mit hohem Widerstandsmoment zu schaffen, wird vorgeschlagen, daß die Zusatzelemente zwei Doppel-T-Profile (5) aufweisen, die jeweils zwei über einen Steg (15) verbundene Flansche (20, 21) aufweisen, jedes Doppel-T-Profil über die Enden (10, 12) von zwei Verbindungsflanschhälften (13, 16) mit dem Außenumfang des Tragrohres (4) verbunden ist, und die beiden weiteren Flanschhälften (14, 17) von dem Tragrohr wegweisen, wobei zumindest eine der beiden Flanschhälften (14, 17) das Anschlußende (9, 11) aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tragelement aus Stahl für eine Spundwand, mit einem Tragrohr und am radialen Außenumfang des Tragrohres angeschweißten Zusatzelementen mit Anschlußenden zur Aufnahme von Schlössern.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Spundwand mit Tragelementen, die in einer seitlichen Richtung voneinander be­ abstandet angeordnet sind, und zwischen den Tragelementen ange­ ordneten Spundwandfüllbohlen.

Spundwände dienen unter anderem zur Stützung von Geländesprüngen und zur Befestigung von Baugruben und Hafenanlagen. Sie müssen hierbei große horizontale Kräfte aufnehmen können, die zu ent­ sprechenden Biegebelastungen der Spundwände senkrecht zu ihrem Wandverlauf führen. Hierfür werden unter anderem gemischte Spundwände verwendet, bei denen zueinander beabstandete Tragele­ mente in den Boden gerammt werden, zwischen denen nachfolgend Füllbohlen eingezogen werden. Die Verbindung der Tragelemente mit den Füllbohlen kann beispielsweise über keulenförmige oder hakenförmige Enden sowie zusätzliche Schlösser erfolgen. Durch die keulenförmigen und hakenförmigen Enden sowie die Verwendung von entsprechenden Schlössern können im allgemeinen kleine Win­ keltoleranzen zwischen den einzelnen Elementen ausgeglichen wer­ den, so daß eine Anpassung an gegebenenfalls nicht fluchtgerecht eingebrachte Tragelemente ermöglicht wird. Die Tragelemente selbst müssen bei Einwirken größerer horizontaler Belastungen durch zusätzliche Verankerungen abgestützt werden.

Da insbesondere die Handhabung und die Einbringung der Tragele­ mente in den Boden sehr zeitaufwendig und kostenträchtig ist, wird im allgemeinen angestrebt, möglichst wenige Tragelemente mit hohen Widerstandsmomenten zu verwenden, die die Verwendung von wenigen Tragelementen und relativ breiten Füllbohlen ermög­ lichen. Durch die Verwendung breiter gegliederter Füllbohlen zwischen den Tragelementen können zudem aufgrund der Gelenkket­ tenwirkung dieser mehrteilig zusammengesetzten Füllbohlen unter­ schiedliche Abstände der Tragelemente besser ausgeglichen wer­ den.

Als Tragelemente sind sich unter anderem Doppel-T-Träger be­ kannt, bei denen zwei Flansche durch einen Steg verbunden sind. Die Flansche weisen dabei beispielsweise keulenförmige Enden auf, die über Schlösser mit Füllbohlen verbunden werden können. Aufgrund ihrer Formgebung haben Doppel-T-Träger hohe Biegestei­ figkeiten. Sie schneiden beim Rammen in den Boden ein und er­ leichtern somit die Einbringung. Die keulenförmigen Enden der Flansche ermöglichen eine gute Anbindung an Füllbohlen. Dabei können Schloßsprengungen durchgeführt werden, bei denen Füllbohlen zwischen zwei als Stützbohlen wirkenden Doppel-T-Trä­ gern entfernt werden können, indem zwischen freien Flanschen der Doppel-T-Träger zunächst eine parallele Füllbohlenkette aufgezo­ gen wird, so daß die zuerst eingezogene Füllbohlenkette entbehr­ lich wird, ohne daß die Spundwand ihre stützende und dichtende Funktion verliert. Die keulenförmigen Enden können insbesondere über Schloßstähle Peiner Bauart mit Füllbohlen verbunden werden, die ebenfalls keulenförmige Enden haben. Bei derartigen Verbin­ dungen können Gelenkwinkel von 15° erreicht werden, die eine flexible Anpassung der Füllbohlen an eine nicht fluchtgerechte Stellung der Stützbohlen ermöglichen. Neben der Verwendung ein­ facher Doppel-T-Träger können auch paarweise verbundene Doppel- T-Träger als Stützbohlen verwendet werden, die eine erhöhte Bie­ gesteifigkeit aufweisen.

Nachteilig an der Verwendung von Doppel-T-Trägern als Einzelboh­ len oder Doppelbohlen ist jedoch, daß beim Rammen bzw. Rütteln der Stützbohle keine Leergreifungen möglich sind, bei denen Hin­ dernisse im Boden zerkleinert, gebrochen und entfernt werden können. Weiterhin können Doppel-T-Träger wirtschaftlich sinnvoll nur in einer begrenzten Größe hergestellt werden. Somit ist ins­ besondere die Herstellung von Trägern mit hohen Widerstandsmo­ menten und entsprechend die Verwendung von wenigen Tragelementen erschwert.

Weiterhin werden Rohre als Tragelemente verwendet, wobei insbe­ sondere spiralgeschweißte Rohre verwendet werden, die grundsätz­ lich in beliebiger Größe hergestellt werden können. Derartige Stahlrammrohre ermöglichen ein Leergreifen durch das Tragrohr hindurch und erleichtern somit die Einbringung in den Boden. Weiterhin kann die Anzahl der Tragelemente bei Verwendung ent­ sprechend großer Tragrohre verkleinert werden.

Nachteilhaft bei derartigen spiralgeschweißten Rohren ist je­ doch, daß sie beim Einrammvorgang zum Verdrehen neigen, wodurch die Einbringgenauigkeit verschlechtert wird. Weiterhin müssen die Tragrohre zum Anschluß der Füllbohlen zunächst mit entspre­ chenden Zwischenstücken bzw. Adaptern versehen werden.

Die DE 206 17 602 U1 zeigt ein derartiges Tragelement und eine derartige Spundwand. Hierbei kann ein in radialer Richtung des Tragrohres abstehendes keulenförmiges Ende über eine Schweißnaht befestigt werden. Dieses keulenförmige Ende kann somit Zug- und Druckkräfte in der axialen Richtung des Tragrohres übertragen, es kann jedoch keine höheren Biegemomente oder Querkräfte in einer anderen Richtung aufnehmen. Derartige Kräfte und Momente können durch Stützfläche oder Winkelprofile aufgenommen werden, die mittels zweier Schweißnahten an dem Außenumfang des Rohres befestigt werden können. Hierfür müssen jedoch zunächst entspre­ chende Winkelprofile oder Stützelemente mit keulenförmigen Enden hergestellt werden, wofür im allgemeinen wiederum zwei oder meh­ rere Teile zusammengeschweißt werden müssen. Somit ist ein rela­ tiv großer Aufwand für die Anbringung dieser kleinen Stüt­ zelemente notwendig, ohne daß diese zum Widerstandsmoment des Tragelements beitragen oder die Verdrehneigung des Tragrohres wesentlich verringern können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gegenüber dem Stand der Technik Verbesserungen zu schaffen und insbesondere ein breites Tragelement mit hohem Widerstandsmoment gegen Biegebela­ stungen zu schaffen, das dennoch kostengünstig hergestellt wer­ den kann und insbesondere eine flexible Anbindung von Füllbohlen ermöglicht. Weiterhin soll eine Spundwand unter Verwendung der­ artiger Tragelemente geschaffen werden, die kostengünstig und hinreichend schnell hergestellt und gegebenenfalls verankert werden kann.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Tragelement er­ reicht, indem die Zusatzelemente zwei Doppel-T-Profile aufwei­ sen, die jeweils zwei über einen Steg verbundene Flansche auf­ weisen, jedes Doppel-T-Profil über die Enden von zwei Ver­ bindungsflanschhälften mit dem Außenumfang des Tragrohres ver­ bunden ist, und die beiden weiteren Flanschhälften von dem Trag­ rohr wegweisen, wobei zumindest einer der beiden Flanschhälften das Anschlußende aufweist.

Die obige Aufgabe wird bei der eingangs genannten Spundwand ge­ löst, indem erfindungsgemäße Tragelemente vorgesehen sind, wobei jedes Doppel-T-Profil mit seinem Ende über ein Schloß mit einer Spundwandfüllbohle verbunden ist.

Somit werden an die Tragrohre Doppel-T-Profile angebracht, vor­ zugsweise direkt über zwei Schweißnähte angeschweißt. Da das Anschlußende, das zur Anbindung der Füllbohlen dient, zwei Flanschhälften vom Tragrohr entfernt ist, weist das erfindungs­ gemäße Tragelement eine größere Längserstreckung auf als bekann­ te Tragelemente, bei denen einfache Koppelvorrichtungen lokal am Außenumfang angeschweißt werden. Somit kann die Anzahl verwende­ ter Füllbohlen oder Tragelemente verringert werden. Weiterhin kann bei Verwendung üblicher Doppel-T-Profile eine hinreichende Steglänge erreicht werden, so daß die Schweißnähte einen großen Abstand voneinander haben, sodaß angreifende Biegemomente oder Querkräfte besser abgefangen werden können.

Darüberhinaus tragen die seitlich am Tragrohr angeschweißten Doppel-T-Profile erheblich zur Biegesteifigkeit des Tragelemen­ tes bei. Somit können durch Verwendung bekannter und somit se­ rienmäßig kostengünstig herzustellender Einzelteile, nämlich eines Tragrohres und zweier Doppel-T-Profile, ein Tragelement mit sehr hoher Biegesteifigkeit und großer Längserstreckung ge­ schaffen werden.

Gegenüber einem einfachen Tragrohr bzw. Tragrohr mit kleineren angeschweißten Koppelstücken ist die Verdrehneigung beim Einram­ men deutlich verringert bzw. ganz beseitigt. Die Doppel-T-Profi­ le haben insbesondere durch die vorstehenden Flansche eine sta­ bilisierende Wirkung auf das ganze Tragelement. Da sowohl das Rohr als auch die Doppel-T-Profile gut in den Boden einschnei­ den, kann das gesamte Tragelement hinreichend schnell und kostengünstig in den Boden eingebracht werden. Dabei sind be­ kannte Vorteile von Tragrohren, wie zum Beispiel das Leergreifen durch das Rohrinnere beim Einbringen, auch bei dem erfindungs­ gemäßen Tragelement möglich.

Zusätzlich zu den Vorteilen von Tragrohren können erfindungsge­ mäß auch die Vorteile von Doppel-T-Profilen beibehalten werden. So sind weiterhin Sanierungen von Schloßsprengungen möglich, indem in den Schadensbereich zwischen den freien Flanschenden zunächst eine weitere Füllbohle eingebaut wird und anschließend die aufgerissene Füllbohle zwischen den beiden anderen Flan­ schenden entfernt werden kann.

Erfindungsgemäß kann somit ein Tragelement und eine Spundwand geschaffen werden, die die Vorteile der bekannten Doppel-T-Pro­ file und der Tragrohre miteinander verbinden, ohne ihre Nachtei­ le zu übernehmen. Erfindungsgemäß wird insbesondere ein Tragele­ ment geschaffen, das gegenüber sowohl Doppel-T-Profilen, Doppel­ bohlen aus solchen Doppel-T-Profilen, und Tragrohren eine größe­ re Breite und eine überraschend erhöhte Biegesteifigkeit auf­ weist. Ein derartiges erfindungsgemäßes Tragelement hat vorteil­ hafterweise ein höheres Widerstandsmoment bei gleichem Stahlver­ brauch als ein entsprechend größer gewähltes Tragrohr.

Das Anschlußende kann insbesondere keulenförmig sein, da die Flansche mit keulenförmigen Enden gut walztechnisch herstellbar sind.

Indem die Doppel-T-Profile an gegenüberliegenden Seiten des Tragrohrs angeordnet sind, kann eine gerade Spundwand erreicht werden. Für die Ausbildung abgewinkelter Spundwände können die Doppel-T-Profile jedoch auch entsprechend am Außenumfang des Rohres versetzt angeordnet werden, so daß beliebige, z. B. auch nichtrechtwinklige, Abwinkelungen der Spundwand erreicht werden können.

Die Doppel-T-Profile können mit einer geringeren axialen Läng­ serstreckung als das Tragrohr hergestellt werden, und tragen dennoch zur erhöhten Biegesteifigkeit des Tragelementes bei. Einer derartigen Ausbildung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß hohe Biegebelastungen insbesondere im oberen Bereich des Trag­ elementes, zum Beispiel in einem Hafenbecken, auftreten, und im unteren Bereich in der Sohle die auftretenden Biegemomente durch das Tragrohr alleine aufgefangen werden können. Durch die kürze­ re axiale Längserstreckung der Doppel-T-Profile kann der Wider­ stand beim Einrammen verringert werden. Zusätzlich können die unteren Enden der Doppel-T-Profile entsprechend abgeschrägt oder abgetreppt werden, um einen verbesserten Einschneidvorgang in den Boden zu ermöglichen.

Zwischen den Tragelementen können verschiedene bekannte Füllboh­ len, zum Beispiel nach Peiner Bauart, Larssen-Bauart oder Krupp- Bauart verwendet werden, die über die jeweiligen erforderlichen Schlösser angeschlossen werden können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeich­ nungen an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Spundwand gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine entsprechende Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Spundwand gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 eine Draufsicht und Vorderansicht der Spundwand von Fig. 2;

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Spundwand gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

Ein Tragelement 1 weist gemäß Fig. 1 ein Tragrohr 4 auf, an dem zwei Doppel-T-Profile 5 an einander gegenüberliegenden Seiten angeschweißt sind. Die Doppel-T-Profile weisen jeweils zwei Flansche 20, 21 auf, die über einen Steg 15 miteinander verbun­ den sind. Jeder Flansch weist zwei Flanschhälften 13, 14; 16, 17 mit jeweils einem keulenförmigen Ende auf. Die im folgenden als innere Flanschhälften bezeichneten Flanschhälften 13, 16 sind über ihre keulenförmigen Enden 10, 12 am Außenumfang des Trag­ rohres 4 angeschweißt. Die Flanschhälften 14, 17 stehen entspre­ chend ab und weisen vom Tragrohr 4 weg. Ihre keulenförmigen En­ den 9, 11 können zum Anschluß von Füllbohlen verwendet werden.

Hierzu kann gemäß Fig. 1 und 2 zum Beispiel ein Schloßstahl Peiner Bauart bzw. Peiner Schloßstahl angeschlossen werden, der ein keulenförmiges Ende einer Füllbohle Peiner Bauart aufnimmt. Mehrere Füllbohlen Peiner Bauart werden über ihre keulenförmigen Enden in bekannter Weise über Schloßstahle 7 miteinander verbun­ den. Die Füllbohlen 2 können sich dabei gemäß Fig. 1 außerhalb des Bereichs zwischen den Doppel-T-Profilen benachbarter Trag­ elemente erstrecken, oder entsprechend Fig. 2 innerhalb dieses Bereichs liegen. Somit ist eine flexible Anpassung des Verlaufs der Spundwand an örtliche Gegebenheiten oder auftretende Kräfte möglich.

Weiterhin kann an das erfindungsgemäße Tragelement über ein Kom­ bi-Schloß 8 eine Larssen-Bohle 3, oder eine Krupp-Bohle ange­ schlossen werden. Es ist jeweils nur ein entsprechendes Schloß notwendig, das das keulenförmige Ende 9 des Flansches 14 aufneh­ men kann.

Vorteilhafterweise berühren die Stege 15 nicht den Außenumfang des Rohres 4; es ist jedoch auch eine Ausbildung möglich, bei der die Stege 15 den Außenumfang berühren. Das Verhältnis der Länge des Steges 15 zum Durchmesser des Tragrohres 4 liegt bei­ spielsweise im Bereich von 0,3 bis 0,9, zum Beispiel 0,4 bis 0,8. Sinnvolle Werte liegen beispielsweise im Bereich von 0,5 bis 0,7, beispielsweise auch 0,55 bis 0,65. Bei Verwendung gro­ ßer Steglängen verringert sich aufgrund der Kreisform des Quer­ schnitts des Tragrohres 4 die Längserstreckung des Tragelemen­ tes, da die Verbindungspunkte zwischen den Flanschen und dem Tragrohr, das heißt die Schweißnähte, sich von der Position der Rohrachse entfernen. Eine zu kleine Steglänge verringert wieder­ um die Biegesteifigkeit zu sehr.

Das Verhältnis von Flanschlänge zu Steglänge beträgt beispiels­ weise 0,4 bis 0,8, insbesondere etwa 0,6. Das Verhältnis von Rohrdurchmesser zu Steglänge kann beispielsweise im Bereich von 1,5 bis 2, insbesondere etwa bei 1,7 liegen.

Gemäß Fig. 4 erstrecken sich die Füllbohlen 2 und die Doppel-T- Profile 5 etwa über die gleiche axiale Länge, wobei in der ge­ zeigten Figur die abgeschrägten Enden der Doppel-T-Profile sich axial etwas weiter erstrecken. Sowohl die Füllbohlen 2 als auch die Doppel-T-Profile sind jedoch axial deutlich kürzer als die Tragrohre 4, die entsprechend die eigentliche tragende Funktion übernehmen.

Claims (16)

1. Tragelement aus Stahl für eine Spundwand, mit einem Trag­ rohr (4) und am radialen Außenumfang des Tragrohres ange­ schweißten Zusatzelementen (5) mit Anschlußenden (9, 11) zur Aufnahme von Schlössern (6, 8),
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zusatzelemente zwei Doppel-T-Profile (5) aufweisen, die jeweils zwei über einen Steg (15) verbundene Flansche (20, 21) aufweisen,
jedes Doppel-T-Profil über die Enden (10, 12) von zwei Verbindungsflanschhälften (13, 16) mit dem Außenumfang des Tragrohres (4) verbunden ist, und
die beiden weiteren Flanschhälften (14, 17) von dem Trag­ rohr wegweisen, wobei zumindest eine der beiden Flansch­ hälften (14, 17) das Anschlußende (9, 11) aufweist.

2. Tragelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußenden (9, 11) keulenförmig sind.

3. Tragelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzelemente aus Doppel-T-Profilen bestehen.

4. Tragelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß beide von dem Tragrohr (4) wegweisende Flanschhälften (14, 17) Anschlußenden (9, 11) aufweisen.

5. Tragelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden Doppel-T-Profile (5) an ein­ ander gegenüberliegenden Seiten des Tragrohrs (4) angeord­ net sind, und die Flansche der beiden Doppel-T-Profile zu­ mindest weitgehend parallel verlaufen.

6. Tragelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Doppel-T-Profile über die Enden (10, 12) der Verbindungsflanschhälften (13, 16) direkt an das Tragrohr (4) angeschweißt sind.

7. Tragelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stege (15) der Doppel-T-Profile (5) das Tragrohr (4) nicht berühren.

8. Tragelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Doppel-T-Profile (5) sich lediglich über einen Teilbereich der Axiallänge des Tragrohres (4) erstrecken und zumindest ein unteres Ende (18) des Tragroh­ res (4) freigeben.

9. Tragelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Enden (19) der Doppel-T-Profile abgeschrägt oder abgetreppt sind.

10. Spundwand mit Tragelementen (1), die in einer seitlichen Richtung voneinander beabstandet angeordnet sind, und zwischen den Tragelementen angeordneten Spundwandfüllbohlen (2, 3), dadurch gekennzeichnet, daß Tragelemente nach einem der Ansprüche 1 bis 9 vorgesehen sind, wobei jedes Doppel-T-Profil (5) mit einem Anschlußen­ de (9) über ein Schloß (6, 8) mit einer Spundwandfüllbohle (2, 3) verbunden ist.

11. Spundwand nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (20, 21) der Doppel-T-Profile der Tragelemente in der seitlichen Richtung verlaufen und zumindest weitgehend auf zwei parallelen Geraden, einer vorderen Geraden und einer hinteren Geraden, liegen.

12. Spundwand nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spundwandfüllbohlen zwischen vorderen Flanschhälf­ ten (14) der Doppel-T-Profile (5) angeordnet sind und die hinteren Flanschhälften (17) der Doppel-T-Profile freilie­ gen.

13. Spundwand nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Füllbohlen (2, 3) eine zumindest an­ nähernd gleiche vertikale Erstreckung wie die Doppel-T-Pro­ file der Tragelemente aufweisen.

14. Spundwand nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Füllbohlen (2) nach Peiner Bauart vorge­ sehen sind, die über Schloßstähle (6) Peiner Bauart mit den keulenförmigen Enden (9) der Flanschhälften (14) der Doppel-T-Profile verbunden sind.

15. Spundwand nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß Füllbohlen (2) Peiner Bauart über Schloßstähle (7) Peiner Bauart miteinander verbunden sind, die innerhalb oder au­ ßerhalb eines Bereichs zwischen den Doppel-T-Profilen be­ nachbarter Tragelemente liegen.

16. Spundwand nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Füllbohlen nach Larssen-Bauart (3) oder Krupp-Bauart vorgesehen sind, die über Kombischlösser (8) mit den keulenförmigen Enden (9) der Doppel-T-Profile (5) verbunden sind.