DE20122941U1 - Turm aus Spannbeton-Fertigteilen - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zum Führen einer Spannlitze, insbesondere an Übergängen zwischen Segmenten eines Turmes aus Spannbeton-Fertigteilen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (8) trichterförmig ausgebildet ist, wobei die Seite der Vorrichtung (8) mit dem kleineren Querschnitt (11) im Wesentlichen den gleichen Querschnitt wie in die Segmente (4, 6) eingearbeitete Hüllrohre (7) aufweist.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Errichten eines Turmes aus Spannbeton-Fertigteilen und eine Vorrichtung zur vorteilhaften Ausführung des Verfahrens. Türme aus Spannbeton-Fertigteilen sind allgemein bekannt und werden für die vielfältigsten Einsatzzwecke verwendet. Als Beispiel sei hier die Verwendung als Antennenträger für Telekommunikationseinrichtungen genannt. Auch sei auf den Stand der Technik gemäß
FR 2 775 492 A1 WO 8 602 689 A FR 1 249 458 A FR 2 783 266 A1 DE 29 809 541 U1 hingewiesen. - Der Einsatz von Spannbeton-Fertigteilen hat gegenüber der Errichtung von Türmen mit einer Kletterschalung oder einer Gleitschalung den Vorteil einer wirtschaftlich günstigeren Herstellungsmöglichkeit der Fertigteile unter vorgegebenen Bedingungen. Dadurch kann ein großer Teil der Arbeit bereits fern der Baustelle ausgeführt werden. Weiterhin ist es so besser möglich, vorgegebene Qualitätsanforderungen zu erfüllen und deren Einhaltung zu überwachen und der Turm kann dann auf der Baustelle in kurzer Zeit errichtet werden.
- Dazu werden die Spannbeton-Fertigteile mit in die Turmwandung eingearbeiteten Hüllrohren für die Spann-Mittel auf der Baustelle zusammengefügt. Dabei wird zur Verbindung der einzelnen Fertigteile als Segmente des Turms untereinander eine Betonmischung in die Fugen zwischen den Segmenten eingebracht, um einen flächigen Kraftschluss zwischen den Fertigteilen zu erreichen. Die in die Hüllrohre eingezogenen Spann-Mittel werden sodann gespannt und danach werden die Hüllrohre unter hohem Druck mit einer Betonschlämme verfüllt und verpresst, um eine innige Verbindung zwischen Spann-Mittel und Turm herzustellen.
- Das Verpressen der Spann-Mittel in den Hüllrohren muss unter hohem Druck erfolgen, damit die Betonschlämme in den Hüllrohren aufsteigen und diese bis zur Spitze des Turmes mit dem erforderlichen Druck ausfüllen kann. Dieser erforderliche Druck kann bei 80 m hohen Türmen durchaus Werte von 200 bar erreichen. Dabei besteht allerdings im Stand der Technik das Problem, dass die unter hohem Druck stehende Betonschlämme an den Stoßstellen zwischen den einzelnen Segmenten austreten kann, da der Beton dazwischen in Folge seiner Materialeigenschaften spröde und porös ist und deshalb der Übergang zwischen den Segmenten nicht zuverlässig abgedichtet ist.
- Daher kann es erforderlich sein, mit dem untersten Segment beginnend am Turm aufsteigend an jeder Stoßstelle zwischen übereinander liegenden Segmenten einen Zugang für die Injektion der Betonschlämme vorzusehen und die Betonschlämme dort zuzuführen, um die Hüllrohre des jeweils darüber liegenden Segmentes zu verpressen.
- Als Spann-Mittel kommen in Deutschland Spannstäbe und Spannlitzen in Betracht. Der Einsatz von Spannstäben unterliegt jedoch der Einschränkung, dass sie ausschließlich bei geraden Spannwegen einsetzbar sind. Damit sind jedoch die Möglichkeiten für die Kontur eines Turmes aus Spannbeton-Fertigteilen beim Einsatz von Spannstäben begrenzt, da diese stets geradlinig sein muss. Das heisst, die Errichtung eines konischen Turmes mit Spannstäben ist möglich, solange sich der Querschnitt des Turmes geradlinig verjüngt.
- Zur Errichtung eines konischen Turmes mit geschwungener Kontur kommt daher nur der Einsatz einer Spannlitze in Betracht. Die Spannlitze wird entweder von der Spitze des Turmes aus in die Hüllrohre der Segmente durchgehend bis zum Fuß des Turmes oder vom Fuß des Turmes aus durchgehend bis zur Spitze des Turmes eingezogen. Dabei ergibt sich allerdings das Problem, dass die Spannlitze von der Turmspitze bis zum Fußbereich entlang der gekrümmten Kontur die Stoßstellen zwischen den einzelnen Segmenten überwinden muss. In Folge der Krümmung besteht jedoch stets die Gefahr, dass die Litze insbesondere an einer solchen Stoßstelle nicht der Krümmung folgt, sondern sich an der Stoßstelle festsetzt und nur unter großem Aufwand weitergeführt werden kann.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Errichten eines Turmes aus Spannbeton-Fertigteilen und eine Vorrichtung zum vorteilhaften Ausführen des Verfahrens anzugeben, durch die die oben genannten Probleme im Stand der Technik beseitigt oder mindestens abgemildert werden.
- Dazu ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung vorgesehen, die trichterförmig ausgebildet ist. Dabei weist die Seite der trichterförmigen Vorrichtung mit dem kleineren Querschnitt einen Querschnitt auf, der im Wesentlichen dem Querschnitt eines Hüllrohres entspricht, wie es in die Segmente eingearbeitet ist. Die trichterförmige Vorrichtung ist oberhalb eines Hüllrohres vorgesehen und mit der Seite mit dem kleineren Querschnitt dem Hüllrohr hin ausgerichtet. Dadurch gelangt eine von der Turmspitze her eingezogene Spannlitze zunächst zu der Seite mit dem größeren Querschnitt und wird von dieser zu dem kleineren Querschnitt hin geführt. Da dieser kleinere Querschnitt im Wesentlichen dem Querschnitt eines Hüllrohres entspricht, gelangt die Spannlitze somit glatt in das Hüllrohr des nächsten, darunter liegenden Segmentes.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an der Seite der Vorrichtung mit dem kleineren Querschnitt ein rohrförmiger Abschnitt mit im Wesentlichen gleichem Querschnitt angebracht. Dieser Abschnitt hat eine vorgegebene Länge, die einerseits so bemessen ist, dass er sicher in das Hüllrohr eingreifen kann, andererseits aber der Materialaufwand und damit die Kosten innerhalb akzeptabler Grenzen bleiben.
- In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind dieser rohrförmige Abschnitt und die Vorrichtung einstückig ausgeführt und im Bereich des rohrförmigen Abschnittes mit einem Außengewinde versehen, mit dem er in das Hüllrohr einschraubbar ist. Durch diese Anordnung kann eine besonders einfache und sichere Verbindung zwischen der trichterförmigen Vorrichtung und dem Hüllrohr hergestellt werden.
- Die Vorrichtung ist insbesondere bevorzugt so ausgebildet, dass am äußeren Umfang eine Aufnahmemöglichkeit für z. B. eine Dichtung vorgesehen ist. Diese Aufnahmemöglichkeit kann den äußeren Rand der Vorrichtung vollständig umschließen und somit zu einem sicheren Halt der Dichtung beitragen.
- Um dem Problem der austretenden Betonschlämme beim Verpressen der Hüllrohre entgegenzuwirken, ist erfindungsgemäß eine Dichtung vorgesehen, die zwischen zwei Segmenten dort eingefügt wird, wo sich die Hüllrohre in den Segmenten gegenüberstehen. Die Dichtung weist eine Höhe auf, die mindestens dem vorgesehenen Abstand der Segmente entspricht, um eine Dichtwirkung zu erzielen.
- In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Dichtung um mehr als das Maß der Oberflächenrauhigkeit höher als der vorgegebene Abstand zwischen den Segmenten.
- Da die Dichtung und die trichterförmige Vorrichtung an Positionen auf dem Umfang der Segmente vorgesehen sind, an denen sich die eingearbeiteten Hüllrohre gegenüberstehen, weist die Dichtung bevorzugt die gleiche Querschnittsform auf, wie die trichterförmige Vorrichtung.
- Besonders bevorzugt vergrößert sich die lichte Weite der Dichtung zu dem unterhalb derselben angeordneten Segment hin, während die zu dem oberhalb der Dichtung angeordneten Segment weisende Seite der Dichtung wenigstens die gleiche Größe des Querschnitts in ihrer lichten Weite aufweist, wie jedes der Hüllrohre in dem Segment. Dadurch ergibt sich eine Querschnitt-Erweiterung der Dichtung zu der trichterförmigen Vorrichtung hin, so dass deren Vorteil voll genutzt werden kann.
- In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform der Erfindung folgt die äußere Umfangsfläche der Dichtung im Wesentlichen der Veränderung der lichten Weite und verringert sich daher in Richtung auf den kleineren Querschnitt. Dadurch bleibt dieser Bereich der Dichtungswand als oberer Abschnitt der Dichtung ausreichend verformbar und wird durch innerhalb der Dichtung auftretenden Druck nach außen und damit gegen das benachbarte Segment gepresst.
- Der Übergang zwischen der inneren Wandung und der äußeren Wandung des oberen Abschnittes der Dichtung ist so ausgebildet, dass er in einem spitzen Winkel zu der äußeren Wandung und einem stumpfen Winkel zu der inneren Wandung und damit im Wesentlichen vertikal verläuft.
- Dadurch ergibt sich auch bei horizontal herabgedrücktem, oberen Abschnitt der Dichtung am Übergang zwischen innerer und äußerer Wandung eine die Dichtung mit ihrem oberen Abschnitt stärker gegen das Segment drückende Kraft, weil der Übergang auch in dieser Situation noch eine aufwärts verlaufende Oberfläche aufweist.
- In einer insbesondere bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an der Unterseite der Dichtung, der Seite mit dem größeren Querschnitt, ein Wulst angeformt, der in seinen Abmessungen und seiner Form der an der trichterförmigen Vorrichtung vorgesehenen Aufnahmevorrichtung für eine Dichtung entspricht. Dadurch kann die Dichtung sicher in ihrer Position gehalten werden, so dass ein Verrutschen der Dichtung und eine Beeinträchtigung des Montagevorgangs verhindert wird.
- In einer bevorzugten Weiterbildung weist die erfindungsgemäße Dichtung oberhalb des Wulstes an ihrem äußeren Umfang nach außen gerichtete, umlaufende Auskragung auf. Diese Auskragung hat eine vorgegebene Höhe und Breite und überragt um dieses Maß den oberen, umlaufenden Rand der Vorrichtung. Diese Auskragung erhöht einerseits die Biegesteifigkeit des in der Vorrichtung aufgenommenen Wulstes und dient andererseits als Barriere für eine Verbundmasse zwischen den Segmenten, um zu verhindern, dass diese Verbundmasse während der Errichtung des Turmes auf die Oberseite der Dichtung gelangt.
- Zur Vereinfachung des Arbeitsablaufes insbesondere auf der Baustelle kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Vorrichtung bereits bei der Herstellung der Segmente mit einer entsprechenden Ausrichtung in das Segment integriert werden. Dabei wird diese besonders bevorzugt so integriert, dass die Oberkante der Vorrichtung, also die Seite mit dem größeren Querschnitt, bündig mit der Oberseite des Segmentes abschließt.
- In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird während der Herstellung der Segmente die Form der trichterförmigen Vorrichtung in der Wandung des Segmentes ausgebildet. Dadurch kann bei gleicher Funktionalität einerseits das Material für die Vorrichtung und andererseits der Arbeitsschritt des Einsetzens der Vorrichtung eingespart werden.
- Um zu vermeiden, dass Stoßstellen lediglich verlagert werden, ist der Abstand zwischen der Hüllrohr-seitigen Öffnung der Vorrichtung und dem benachbarten Rand des Hüllrohres vernachlässigbar klein, so dass die trichterförmige Vorrichtung und das Hüllrohr ineinander übergehen.
- Um Transport- und Handhabungsprobleme zu verringern, ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung jedes Voll-Segment parallel zu seiner Hochachse in wenigstens zwei Teil-Segmente aufgeteilt.
- In einer weiteren, insbesondere bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird bei der Errichtung des Turmes aus Segmenten als Verbundmasse zwischen den Segmenten an Stelle des porösen Beton ein Polymer wie z. B. Epoxidharz verwendet. Dieses Epoxidharz weist im ausgehärteten Zustand die gleichen Festigkeitseigenschaften wie Beton auf, ist jedoch nicht so porös und spröde, und schafft somit eine mechanisch gleichwertige aber gleichzeitig dichte Verbindung zwischen den Segmenten.
- Um eine ausreichend sichere Verbindung der Segmente zu erreichen, wird die Verbundmasse bevorzugt vollflächig aufgetragen. Dabei werden allerdings die trichterförmigen Öffnungen und die Öffnungen der Hüllrohre ausgespart, um hier keine neuen Barrieren für die einzuziehende Spannlitze und die Betonschlämme zu schaffen.
- In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind wenigstens drei Abstandhalter vorgesehen, die vor dem Zusammenfügen der Segmente dazwischen eingefügt werden. Diese tragen das jeweils aufliegende Segment, bis die Verbundmasse ausgehärtet ist.
- Dabei sind diese Abstandhalter besonders bevorzugt aus einem Material wie z. B. Holz, das ein geringeres E-Modul aufweist, als die ausgehärtete Verbundmasse. Dadurch wird einerseits erreicht, das sich die Abstandhalter bei Unebenheiten der zueinander gewandten Flächen der Segmente entsprechend verformen und ein Abplatzen von Teilen der Wandung der Segmente verhindern. Andererseits nimmt aber nach dem Aushärten der Verbundmasse diese an Stelle der ”weichen” Abstandhalter die Belastungen auf und leitet sie entsprechend ab.
- Das E-Modul der Abstandhalter liegt bevorzugt in einem Bereich zwischen 3000 N/mm2 und 5000 N/mm2, um die erforderliche Fläche der Abstandhalter in Grenzen halten zu können, während die Verbundmasse bevorzugt ein E-Modul > 5000 N/mm2 aufweist.
- In einer insbesondere bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird es durch das Zusammenwirken der trichterförmigen Vorrichtung, der Dichtung und der Verbundmasse möglich, bei einem Turm aus Segmenten die Spannseile in die Hüllrohre einzuziehen und zu spannen und sodann vom Fuß des Turmes in die Hüllrohre z. B. eine Betonschlämme unter einem so hohen Druck hinein zu pressen, dass die Betonschlämme bis zur Turmspitze hin aufsteigt, ohne an einer Stoßstelle zwischen zwei Spannbeton-Fertigelementen auszutreten.
- Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
- Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen:
-
1 eine quergeschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen trichterförmigen Vorrichtung; -
2 eine quergeschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Dichtung; -
3 eine vergrößerte Darstellung des Übergangs in2 ; -
4 ausschnittsweise zwei erfindungsgemäß übereinander angeordnete und miteinander verbundene Segmente; -
5 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Vollsegment; -
6 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Vollsegments nach5 ; -
7 Segmente in eingebauter Position; und -
8 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Turms. - In
1 ist eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen trichterförmigen Vorrichtung8 zum Führen einer Spannlitze (nicht dargestellt) in einer Schnittdarstellung gezeigt. Der Querschnitt in der (nicht dargestellten) Draufsicht ist in diesem Ausführungsbeispiel bevorzugt rund, kann jedoch auch vieleckig sein, um z. B. eine Verdrehsicherheit einzuführen. - Der zentrale Teil dieser Vorrichtung
8 ist ein trichterförmiger Abschnitt8 mit einer aufwärts weisenden Öffnung9 und einer abwärts weisenden Öffnung11 . Die aufwärts weisende, kreisrunde Öffnung9 weist bei einer Querschnittsfläche von ca. 254 cm2 mit etwa 90 mm einen größeren inneren Durchmesser auf, als die abwärts weisende Öffnung11 mit einem inneren Durchmesser von etwa 53 mm. - Dabei entspricht der kleinere, also der abwärts weisende Querschnitt
11 im Wesentlichen dem Querschnitt von Hüllrohren7 , die während der Herstellung der Segmente4 ,6 in deren Wandung integriert werden und zur Aufnahme der Spannlitzen (oder der Spannstäbe) vorgesehen sind. Dadurch kann eine am größeren Querschnitt9 eintretende Spannlitze durch die Trichterform so geführt werden, dass sie glatt in das unterhalb der trichterförmigen Vorrichtung8 anschließende Hüllrohr7 übergehen kann. - In der erfindungsgemäßen Ausführungsform wurde für die trichterförmige Vorrichtung
8 ein Öffnungswinkel von etwa 40° gewählt. Dieser Öffnungswinkel kann jedoch abhängig von konstruktiven Vorgaben der Segmente in einem weiten Bereich von 10° bis 150° variieren. - An der kleineren Öffnung
11 der Vorrichtung8 schließt ein rohrförmiger Abschnitt12 an, der mit einem Außengewinde14 versehen ist. Dieser Abschnitt12 kann in ein Hüllrohr7 eingeschraubt werden und bewirkt so einerseits eine genaue und reproduzierbare Positionierung der Vorrichtung8 und andererseits eine noch weitergehende Führung der Spannlitze. Außerdem ist damit sichergestellt, das die Vorrichtung8 sich unabhängig von der Transportlage nicht ungewollt vom Hüllrohr7 lösen kann. - Der rohrförmige Abschnitt
12 weist einen Querschnitt auf, der im Wesentlichen demjenigen des Hüllrohres7 entspricht. In diesem Ausführungsbeispiel ist er natürlich geringfügig kleiner, damit ein Einschrauben ermöglicht wird. - Der äußere Umfangsrand
10 am größeren Querschnitt9 ist etwa 7 mm aufwärts verlängert, wobei in diesem Bereich der Querschnitt jedoch konstant bleibt, d. h., der Umfangsrand10 verläuft vertikal. An diesen Umfangsrand10 schließt am Übergang von dem trichterförmigen Abschnitt8 zu dem vertikal verlaufenden Teil des Umfangsrandes10 eine im Wesentlichen horizontal verlaufende, den Umfangsrand10 ringförmig umschließende Auflagefläche16 an, die z. B. ein Dichtungselement20 tragen kann. Die Breite dieser Auflagefläche16 orientiert sich an der für die Dichtung20 erforderlichen Auflagefläche und beträgt in der vorliegenden Ausführungsform etwa 10 mm. - Ein zusätzlicher umlaufender Rand
18 ist wiederum senkrecht am äußeren Rand der Auflagefläche16 vorgesehen und verläuft von der Auflagefläche16 aus ca. 10 mm aufwärts. Damit ergibt sich eine zusätzliche seitliche Abstützung für eine in diese aus Umfangsrand10 , Auflagefläche16 und umlaufendem Rand18 gebildete Aufnahme einzulegende Dichtung20 , die ein verrutschen der Dichtung20 wirksam verhindert. - In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann die Auflagefläche
16 in einem spitzen Winkel zu dem Umfangsrand10 verlaufen. Durch diese Anordnung kann bei einem einfacheren Aufbau ebenfalls eine zusätzliche Stützwirkung für eine entsprechend geformte Dichtung20 erreicht werden. - In
2 ist eine erfindungsgemäße Dichtung20 in einer ersten Ausführungsform dargestellt. Diese Dichtung20 besitzt in der (nicht dargestellten) Draufsicht ebenso wie die Vorrichtung8 eine kreisrunden Querschnitt. In der im Querschnitt dargestellten Seitenansicht zeigt die Dichtung20 eine sich verändernde lichte Weite21 . Diese vergrößert sich zum unteren Rand der Dichtung20 hin. Dabei ist allerdings der Durchmesser am oberen Rand der Dichtung20 mit etwa 70 mm noch größer als der innere Durchmesser von standardmäßig verwendeten Hüllrohren7 mit ca. 60 mm. Der Innendurchmesser der Dichtung20 beträgt an ihrem unteren Rand etwa 95 mm und entspricht damit dem Außendurchmesser der Vorrichtung8 an ihrem äußeren Umfangsrand10 . - Der äußere Umfangsrand der Dichtung
20 ist im Bereich des unteren Randes als Wulst22 ausgebildet, dessen Abmessungen mit einer Höhe von etwa 7 mm im Inneren der Dichtung, ca. 10 mm Höhe am Außenumfand und einer Breite von ebenfalls etwa 10 mm so gewählt sind, dass sie den Abmessungen der aus Umfangsrand10 , Auflagefläche16 und umlaufendem Rand18 gebildeten Aufnahme der Vorrichtung8 entsprechen. Die Dichtung20 passt daher genau in diese Aufnahme und zur Fixierung der Dichtung20 kann zwischen der Vorrichtung8 bzw. deren Auflagefläche16 und der Dichtung20 eine Klebstoffschicht oder ähnliches vorgesehen sein. - Die lichte Weite der Dichtung
20 verringert sich von der unteren zur oberen Seite hin. Der äußere Umfang der Dichtung20 folgt diesem Verlauf. D. h. der äußere Umfang der Dichtung20 verringert sich ebenfalls in deren Bereich oberhalb des Wulstes22 . Daraus ergibt sich der Vorteil, dass bei auftretendem Druck im Weg der Spannlitze und damit innerhalb der Dichtung20 , nämlich beim Verpressen der Hüllrohre7 , dieser Druck die Dichtung20 insbesondere in diesem Bereich verformen und gegen das obere Segment6 drücken kann, so dass der Übergang zwischen den Segmenten4 ,6 im Bereich der Hüllrohre7 sicher abgedichtet ist. - Oberhalb des Wulstes
22 weist die Dichtung20 an ihrem äußeren Umfang eine parallelogrammförmig ausgebildete, umlaufende Auskragung23 auf. Diese Auskragung23 hat eine Höhe von etwa 5 mm und überragt um dieses Maß den oberen, umlaufenden Rand18 der Vorrichtung (8 ). Diese Auskragung23 erhöht einerseits die Biegesteifigkeit des in der Vorrichtung8 aufgenommenen Wulstes22 und dient andererseits als Barriere für die Verbundmasse34 zwischen den Segmenten4 ,6 , um zu verhindern, dass diese Verbundmasse34 während der Errichtung des Turmes auf die Oberseite der Dichtung20 gelangt. - Die Dichtung
20 wird zwischen zwei übereinander angeordneten Spannbeton-Fertigelementen4 ,6 im Bereich von sich einander gegenüberstehenden Hüllrohren7 angeordnet und soll einen druckdichten Übergang zwischen Hüllrohren7 in den Spannbeton-Fertigelementen4 ,6 schaffen. Daher weist die Dichtung20 in einer bevorzugten Ausführungsform eine Höhe von etwa 25 mm–30 mm auf. - Diese Höhe ergibt sich aus der Höhe des Wulstes
22 sowie der Höhe des Abschnittes der Dichtung20 , dessen Querschnitt sich zu der kleineren Öffnung hin verjüngt. Dabei zeigt die Höhe der Auskragung23 den vorgesehenen Abstand der Segmente4 ,6 an. Der diese Auskragung23 überragende obere Abschnitt25 der Dichtung20 mit dem sich verjüngenden Abschnitt ist etwa 10 mm–15 mm höher. - Beim Errichten eines Turmes aus Segmenten
4 ,6 wird dieser die Auskragung23 überragende Teil des Dichtung20 durch das aufgesetzte Segment6 heruntergedrückt und drückt wiederum mit seiner Rückstellkraft gegen dieses Segment6 . Dadurch ist eine erste Abdichtung zwischen den Segmenten4 ,6 hergestellt, die auch ohne bereits vorhandenen Druck im Dichtungsinneren ein Austreten der Betonschlämme verhindert. - Da der obere Dichtungsabschnitt
25 durch das aufgesetzte Segment6 verformt wird, ist der Übergang29 zwischen der inneren Wandung27 und der äußeren Wandung26 so ausgebildet, dass er in einem spitzen Winkel zu der äußeren Wandung26 und einem stumpfen Winkel zu der inneren Wandung27 und damit im Wesentlichen vertikal verläuft. - Dies ist in einem zur Verdeutlichung vergrößert dargestellten Kreis besser erkennbar. Hier wurde zur Verbesserung der Übersichtlichkeit nur der Übergang
29 ohne anschließende Kantenlinien dargestellt. Hier sind deutlich der spitze Winkel zwischen der äußeren Wandung26 des oberen Abschnittes25 der Dichtung20 und dem Übergang29 sowie der stumpfe Winkel zwischen der Wandung27 und dem Übergang29 erkennbar. - Dadurch ergibt sich auch bei horizontal herabgedrücktem, oberen Abschnitt
25 der Dichtung20 am Übergang29 zwischen innerer27 und äußerer Wandung26 eine die Dichtung20 mit ihrem oberen Abschnitt25 stärker gegen das Segment6 drückende Kraft, weil der Übergang29 auch in dieser Situation noch eine aufwärts verlaufende Oberfläche aufweist. - Nimmt man eine annähernd plane Oberfläche des oberen Segmentes
6 an, kann der obere Abschnitt25 der Dichtung20 nicht weiter als bis in die Horizontale herabgebogen werden. Daraus ergibt sich, dass die Dichtung20 in jedem Fall zuverlässig gegen das obere Segment6 abdichtet. -
3 zeigt die Vorrichtung8 und die darin eingesetzte Dichtung20 in situ. Dort sind zwei übereinander angeordnete Segmente4 ,6 dargestellt, von denen das untere Segment4 im Bereich der Vorrichtung8 aufgebrochen ist. Die Segmente4 ,6 sind derart übereinander angeordnet, dass sich die Hüllrohre7 in den Segmenten4 ,6 im Wesentlichen fluchtend gegenüberstehen. - Die Vorrichtung
8 ist formschlüssig in das Segment4 eingesetzt und die Oberkante des umlaufenden Randes18 schließt bündig mit der Oberfläche des Segmentes4 ab. Der rohrförmige Abschnitt12 greift in das im Segment4 integrierte Hüllrohr7 ein. - In den zur Aufnahme der Dichtung
20 vorgesehenen Teil der Vorrichtung8 ist die Dichtung20 eingesetzt und liegt mit ihrer Oberseite fest an dem oberen Segment6 an. - Bei der Errichtung des Turmes aus Segmenten
4 ,6 mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zunächst auf die nach oben weisende Fläche des zuletzt eingebauten (unteren) Segmentes4 bevorzugt drei Abstandhalter32 mit etwa gleichem Abstand auf dem Umfang verteilt angeordnet. - Diese Abstandhalter
32 sind bevorzugt aus Holz und weisen eine Höhe von etwa 5 mm (abhängig von der Oberflächenrauhigkeit der Segmente) auf, die dem vorgesehenen Abstand30 zwischen den Segmenten4 ,6 nach der Montage entspricht. Das E-Modul von Holz in einem Bereich liegt, der einerseits gestattet, dass Holz den im Turm auftretenden Kräften einige Zeit standhalten kann, andererseits jedoch bewirkt, dass Unebenheiten der einander gegenüberliegenden Oberflächen der Segmente4 ,6 sich in das Holz eindrücken und somit Abplatzungen an den Segmenten4 ,6 vermieden werden. - Dabei kann durch eine geeignete Wahl der Höhe der Abstandhalter
32 entsprechend den unvermeidbaren Fertigungsungenauigkeiten der Segmente4 ,6 eine Nivellierung der Segmente4 ,6 erreicht werden. - Daran anschließend wird eine Verbundmasse
34 auf dieser Fläche flächendekend aufgetragen. Dabei werden die Positionen, an denen sich die Hüllrohre7 in den Segmenten4 ,6 bzw. das Hüllrohr7 im oberen Segment6 und die Vorrichtung8 mit der Dichtung20 im unteren Segment4 gegenüberliegen, beim Auftragen der Verbundmasse34 ausgespart, indem die Verbundmasse34 bis an die Auskragung23 heran aufgetragen wird. - Die flächendeckend aufgetragene Verbundmasse
34 ist bevorzugt ein Epoxidharz und wird mindestens in einer Schichtdicke von etwa 5 mm aufgetragen, die im Wesentlichen dem vorgesehenen Abstand30 zwischen den Segmenten4 ,6 entspricht. - Das als Nächstes einzubauende Segment
6 wird so auf dem unteren Segment4 platziert, dass die Hüllrohre7 miteinander eine Flucht bilden. Dabei lagert das obere Segment6 zunächst auf den drei Abstandhaltern32 , die die Kräfte zwischen den Segmenten4 ,6 übertragen, bis die Verbundmasse34 ausgehärtet ist. - In dem Maße, in dem die Verbundmasse
34 aushärtet, erfolgt die Kraftübertragung zwischen den Segmenten4 ,6 zunehmend durch die Verbundmasse34 . Da die Festigkeitseigenschaften der Verbundmasse34 im ausgehärteten Zustand denen von Beton entsprechen, ergibt sich nach dem Aushärten der Verbundmasse34 eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Segmenten4 ,6 auf dem größten Teil der einander zugewandten Flächen der Segmente4 ,6 (ausgespart bleiben die Bereiche der Übergänge zwischen den Hüllrohren7 ). - Nachdem die Verbundmasse
34 ausgehärtet ist, werden alle Kräfte zwischen den Spannbeton-Fertigelementen4 ,6 durch die Verbundmasse34 übertragen und die Abstandhalter32 werden nicht mehr belastet. - Wie bereits beschrieben wird auf den vorbeschriebenen Spannbeton-Turm ein Stahlaufsatz aufgesetzt, auf dem dann das gesamte Maschinenhaus der Windenergieanlage zur Anlage kommt. Der Stahlaufsatz auf dem Spannbeton-Turmteil weist unterseitig einen umlaufenden Befestigungsflansch auf. Der Stahlaufsatz wird zunächst an mehreren, zum Beispiel 4 Gewindestangen befestigt, bis die endgültige Befestigung montiert ist. Diese besteht darin, dass die im Turm verlaufenden Spannlitzen auch durch diesen Flansch verlaufen und oberhalb des Flansches die Spannschlösser für die Spannlitzen angebracht werden.
- Besteht ein Ringelement aus mehreren Teilsegmenten (eines Schusses), so dass beispielsweise ein Teilsegment im Profil einen Halbkreis bildet, werden diese Teilsegmente miteinander verbunden. Dazu wird bei der Herstellung der Teilsegmente eine sogenannte Rückhängebewehrung eingearbeitet. Diese Rückhängebewehrung, eine Verlängerung der indem Segment eingearbeiteten Bewehrung, steht aus dem fertigen Teilsegment an dessen Stirnseiten über die Höhe des Segmentes verteilt U-förmig derart hervor, dass die an den Stirnseiten sichtbaren Elemente sprossenartig übereinander angeordnet sind.
- Weiterhin sind in der gegenüberliegenden Stirnseite des benachbarten Teilsegmentes (flache) Ausnehmungen vorgesehen, in welche die Rückhängebewehrung eingreifen kann. In der Einbausituation greifen die Rückhängebewehrungen der benachbarten Teilsegmenten demnach kammartig ineinander. Die Übergänge zwischen den Teilsegmenten eines Schusses werden dann mit einem schnell abbindenden Beton ausgegossen.
-
5 zeigt eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Vollsegment eines Spannbeton-Turmes mit den Führungsstrichtern8 . In dieser Figur sind zwei Schnitte angedeutet, nämlich A und C, die in den nachfolgenden Figuren dargestellt sind. -
6 zeigt eine Darstellung im Schnitt A-A in5 nach dem Vorbereiten des unteren Segmentes6 , aber vor dem Aufsetzen des oberen Segmentes4 . In dieser Figur sind ebenso wie in7 Führungstrichter8 und Hüllrohre7 in den Segmenten4 ,6 verdeckt angedeutet. In dem Spalt zwischen den Segmenten4 ,6 ist ein Abstandhalter32 sowie die Verbundmasse34 dargestellt, die in dieser Form aufgetragen wird. - In
7 sind die Segmente4 ,6 in ihrer Einbausituation gezeigt. Die Verbundmasse34 hat sich im Wesentlichen über die Spaltbreite verteilt und die seitlich hervorquellende Verbundmasse34 kann einfach mit einer Maurerkelle o. ä. entfernt werden. Das obere Segment4 ruht auf dem Abstandhalter32 . - Die Dichtung
20 ist in diesen Figuren der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Um auch hier die Funktion der Dichtung20 zu verdeutlichen, ist in8 ein Schnitt C-C in5 dargestellt. Hier wurde die Verbundmasse34 sowie der Abstandhalter32 fortgelassen. Die Figur zeigt, wie die Dichtung20 in ihrem oberen Abschnitt durch das obere Segment4 heruntergedrückt wird. - Die Ausschnitt-Vergrößerung. zeigt, dass selbst bei einem in die horizontale herabgedrückten oberen Abschnitt der Dichtung der Übergang
29 durch den spitzen Winkel mit der Oberseite der Dichtung20 und dem stumpfen Winkel der Unterseite27 der Dichtung20 aufwärts verläuft. Bei einer Druckbeaufschlagung im Dichtungsinneren wird dieser Abschnitt daher zuverlässig an das obere Segment4 gepresst. -
8 zeigt den Querschnitt eines erfindungsgemäßen Turms, welcher im dargestellten Beispiel aus 23 Teilen besteht, wobei jedes Teil im Wesentlichen über eine Höhe von 3,80 m bis 4,00 m verfügt. Wie zu erkennen, verfügt der Turm über ein sich verjüngendes Turmprofil, das heißt, dass der Turm am Boden breiter ist als im oberen Turmbereich. Das Turmprofil ist hierbei insgesamt gekrümmt, das heißt, dass die sich gegenüberliegenden Turmwandungen weder parallel zueinander angeordnet sind, noch in einem festen Winkel zueinander angeordnet sind, sondern dass das Profil bzw. die äußere Kontur leicht gekrümmt ist. Die Zahlen neben der Turmdarstellung geben einerseits die Höhe der unteren Fläche eines Turmsegmentes über dem Erdboden sowie den Durchmesser des Turmsegmentes an dieser Stelle (rechte Zeilenangabe) an. Die Zahlen sind selbstverständlich beispielhaft und keinesfalls auf die Erfindung beschränkend zu verstehen. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (36)
- Vorrichtung zum Führen einer Spannlitze, insbesondere an Übergängen zwischen Segmenten eines Turmes aus Spannbeton-Fertigteilen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (
8 ) trichterförmig ausgebildet ist, wobei die Seite der Vorrichtung (8 ) mit dem kleineren Querschnitt (11 ) im Wesentlichen den gleichen Querschnitt wie in die Segmente (4 ,6 ) eingearbeitete Hüllrohre (7 ) aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (
8 ) einen vorgegebenen Öffnungswinkel aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel der Vorrichtung (
8 ) im einem Bereich zwischen 10° und 150° liegt. - Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seite der Vorrichtung (
8 ) mit dem größeren Querschnitt (9 ) äußere Abmessungen aufweist, die kleiner als die Wanddicke eines Segmentes (4 ,6 ) sind. - Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Seite der Vorrichtung (
8 ) mit dem kleineren Querschnitt (11 ) ein rohrförmiger Abschnitt (12 ) mit im Wesentlichen dem gleichen Querschnitt in Durchgangsrichtung anschließt. - Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (
8 ) und der rohrförmige Abschnitt (12 ) einstückig ausgeführt sind. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Abschnitt (
12 ) eine vorgegebene Länge aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des rohrförmigen Abschnittes (
12 ) mindestens 20 mm beträgt. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Abschnitt (
12 ) mit einem Außengewinde (14 ) versehen ist. - Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Umfang der Öffnung mit dem größeren Querschnitt (
9 ) von einer in einem vorgegebenen Winkel dazu verlaufenden Auflagefläche (16 ) mindestens teilweise umschlossen ist. - Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass am äußeren Rand der Auflagefläche (
16 ) ein im Wesentlichen aufwärts verlaufender Rand (18 ) mit einer vorgegebenen Höhe vorgesehen ist. - Dichtung zum Schaffen eines druckdichten Überganges zwischen zwei übereinander angeordneten Spannbeton-Fertigelementen, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (
20 ) eine Höhe aufweist, die mindestens dem vorgesehenen Abstand (30 ) der aufeinander angeordneten Segmente (4 ,6 ) entspricht. - Dichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (
20 ) im Wesentlichen die gleiche Querschnittsform aufweist, wie die Vorrichtung (8 ). - Dichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich die lichte Weite (
21 ) der Dichtung (20 ) in axialer Richtung verändert. - Dichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich die lichte Weite (
21 ) zu dem unterhalb der Dichtung (20 ) angeordneten Spannbeton-Fertigelement (4 ,6 ) hin vergrößert. - Dichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanddicke des Dichtungsmaterials ein vorgegebenes Maß nicht überschreitet.
- Dichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Wanddicke des Dichtungsmaterials entlang der Höhe der Dichtung (
20 ) verändert. - Dichtung nach Anspruch 16 oder Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang (
29 ) zwischen einer äußeren Wandung (26 ) und einer inneren Wandung (27 ) des oberen Abschnittes (25 ) der Dichtung (20 ) in einem spitzen Winkel zu der äußeren Wandung (26 ) und einem stumpfen Winkel zu der inneren Wandung (27 ) der Dichtung (20 ) verläuft. - Dichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der zu dem oberhalb der Dichtung (
20 ) angeordneten Spannbeton-Fertigelement (4 ,6 ) hin weisende Öffnungs-Querschnitt der Dichtung (20 ) mindestens die gleiche Größe aufweist, wie eines der in die Wandung der Spannbeton-Elemente (4 ,6 ) eingearbeiteten Hüllrohre (7 ). - Dichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass an der Seite der Dichtung (
20 ) mit der größeren lichten Weite ein Wulst (22 ) angeformt ist. - Dichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform und Abmessungen des Wulstes (
22 ) der von dem äußeren Umfangsrand (10 ) der Öffnung mit dem größeren Querschnitt (9 ) der Vorrichtung (8 ), der Auflagefläche (16 ) und dem die Auflagefläche umschliessenden Rand (18 ) gebildten Querschnittsform und deren Abmessungen im Wesentlichen entsprechen. - Dichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Umfangsrand der Dichtung (
20 ) oberhalb des Wulstes (22 ) eine nach außen gerichtete Auskragung (23 ) mit vorgegebener Höhe und Breite aufweist. - Dichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskragung (
23 ) im Wesentlichen parallelogrammförmig ausgebildet ist. - Spannbeton-Fertigteil (Segment) mit einem oder mehreren in die Wandung integrierten Hüllrohren, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (
8 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 derart in das Segment integriert ist, dass die Seite der Vorrichtung (8 ) mit dem kleineren Querschnitt (11 ) zum dem in die Wandung integrierten Hüllrohr (7 ) weist und die Seite mit dem größeren Querschnitt (9 ) zu dem beim Errichten des Turmes nach oben weisenden Rand des Segmentes (4 ,6 ) weist. - Segment nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Seite der Vorrichtung (
8 ) mit dem größeren Querschnitt (9 ) mit der beim Errichten des Turmes nach oben weisenden Fläche des Segmentes (4 ,6 ) im Wesentlichen bündig abschließt. - Segment nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Segment (
4 ,6 ) parallel zur Hochachse in wenigstens zwei separate Segmente aufgeteilt ist. - Turm einer Windenergieanlage, bestehend aus einer Mehrzahl von aufeinander angeordneten Fertigteilen, die mittels Spannelementen miteinander verspannt sind, wobei jedes Fertigteil im Wesentlichen aus einem Ringelement besteht.
- Turm nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Ringelement aus wenigstens zwei Teilsegmenten besteht, wobei ein Teilsegment ein Teilringelement aufspannt.
- Turm nach Anspruch 27 und 28, dadurch gekennzeichnet, dass als Spannelemente mindestens ein seilartiges Spannelement zum Verspannen der Segmente vorgesehen ist, welche durch einen Hohlraum innerhalb der Wandung der Ringelemente geführt werden.
- Turm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum nach Aufstellung des Turms der Windenergieanlage mit einem Baustoff, vorzugsweise Beton, gefüllt wird.
- Turm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Übergang von einem unteren zu einem daraufliegenden Beton-Fertigteil ein Element zur Aufnahme des Spannstahlelementes vorgesehen ist, wobei das Aufnahmeteil in seinem oberen Rand einen größeren Durchmesser aufweist als an seinem unteren Rand.
- Turm einer Windenergieanlage insbesondere auch nach Anspruch 27, wobei sich der Turm vom Boden aus nach oben hin verjüngt, dadurch gekennzeichnet, dass der Turm ein gekrümmtes Turmprofil aufweist.
- Turm nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Turm aus einer Vielzahl von Fertigteilelementen besteht, die ihrerseits eine gekrümmte Kontur oder lineare Kontur aufweisen.
- Turm einer Windenergieanlage, wobei der Turm vom Boden aus nach oben hin verjüngt, dadurch gekennzeichnet, dass der Turm ein gekrümmtes Profil aufweist und, dass der Turm aus einer Vielzahl von Fertigelementen besteht, die ihrerseits eine gekrümmte Kontur aufweisen.
- Turm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Fertigelement im Wesentlichen über eine Höhe von 3,80 bis 4 Meter verfügt.
- Turm einer Windenergieanlage nach Anspruch 27 und 32, wobei sich der Turm vom Boden aus nach oben hin verjüngt, und der Turm ein gekrümmtes Turmprofil aufweist, das heißt, dass die sich gegenüberliegenden Turmwandungen eines Fertigelementes weder parallel noch in einen festen Winkel zueinander angeordnet sind.
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