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Verb wahren zum Erstellen eines schlotartigen Bauwerkes in Form eines
Rotationshyperboloides, insbesondere Kühlturm Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Erstellen eines. schlotartigen Bauwerkes in Form eines Rotationshyperboloides,
insbesondere Kühlturm, bei dem auf das kreisförmige Fundament eine Einrüstung zur
Herstellung wenigstens eines ringförmigen Bauabschnittes des Bauwerkmantels erstellt,
in diese das Baumacerial eingebracht und dieselbe nach Fertigstellung des eingerüsteten
Bauabschnittes zum Hochziehen des sich auf diesem Bauabschnitt fortsetzenden,nächsten
Bauabschnittes nach oben weitergeführt wird,
Kühltürme, deren sich
von der Stützung (Lufteintrittszone) nach oben erstreckender Schlot die Form eines
Rotationshyperboloides hat, werden seit langem gebaut. Das Hochziehen des Schlotes
solcher Kühltürme wird üblicherweise mit einer Xjolz-oder Stahlrohr-Einrstung in
Form einer Kletterrüstung bewerkstelligt, die im Zuge des Baufortschrittes mit nach
oben wandert. Mit Hilfe einer solchen Kletterrüstung kann der Schlot in einzelnen
ringförmigen Bauabschnitten erstellt werden, die sich jedoch, bedingt durch den
aus der Form des Rotqtionshyperboloides resultierenden Überhang der Schlotwandung'jeweils
nur in einer relativ geringen Höhe fertigstellen lassen.
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Wegen des sich nach oben bis zur Hyperbelachse kontinuierlich verklein-ernden
Schlotdurchmessers machen hierbei die oben erwähnten Arten von Einrüstungen für
die Erstellung der einzelnen Bauabschnitte eine ständige Anpassung der Schalungselemente
an die sich fortwährend verändernden Umfangsgrössen des Schlotmanteils erforderlich.
Scnlisslich erlaubt diese konventionelle Art der Rüstung kaum eine nachträgliche
Veränderung der Oberflache des Schlotmantels, ganz abgesehen davon, dass das Jsnformen
der häufig an der Aussenwand solcher kühltürme gewünschten Vorsprünge, wie Rippcn
und dgl.,zur Vergrösserung des. Windwiderstandes zum Zwecke einer verbesserten Wärmeableitung,
nur unter erheblichem zusätzlichem technischen Aufwand und Zeit angebracht werden
können.
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Hier setzt nun die Erfindung ein. Sie hat sich zur Aufgabe gestellt,
ein Verfahren zur Erstellung von Bauwerken, insbesondere Kühltürmen in Form eines
Rotationshyperboloides,zu entwickeln, das die Nachteile der bekannten llerstellungstechnik
vermeidet
und die Bestellung solcher Bauwerke technisch wesentlich einfacher und in kürzerer
Zeit ermöglicht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe bedient sich die Erfindung eines Verfahrens,
bei dem, analog zur bekannten Verfahrenstechnik, auf das kreisförmige Fundament
eine Einrüstung zur Herstellung wenigstens eines ringförmigen Bauabschnittes des
Bauwerkmantels erstellt, in diese das Baumaterial eingebracht und dieselbe nach
Fertigstellung des eingerüsteten Bauabschnittes zum Hochziehen des sich auf diesem
Bauabschnitt fortsetzenden nächsten Bauabschnittes nach oben weitergeführt wird.
Dasselbe zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch aus, dass zur Erstellung. der Einrüstung
für einzelne ringförmige Bauabschnitte die tragenden Rüstelemente der Einrüstung
im Raum längs von Erzeugenden des Rotationshyperboloides festgelegt, danach an den
tragenden Rüst-.
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elementen die Einrüstung in der Höhe mindestens eines Bauabschnittes
vervollständigt und das Baumaterial für wenigstens einen Bauabschnitt eingebracht
wird und dass schliesslich die tragenden Rüstelemente zur Herstellung der Einrüstung
für mindestens einen auf dem zuletzt fertiggestellten Bauabschnitt hochzuziehenden
weiteren Bauabschnitt von der sie haltenden Befestigungsstelle gelöst, längs der
Erzeugenden nach oben verlagert und an dem zuletzt fertiggestellten Bauabschnitt
erneut befestigt oder weitere tragende Rüstelemente auf den zur Linrünstung des
letzten Bauabschnittes gehörenden, bereits längs der Erzeugenden ausgerichteten
tragenden Rüstelemente in gleicher Ausrichtung angeordnet werden.
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Bei diesem Fertigungsverfahren ergibt sich in jeder horizontalen Schnittebene
die bezüglich der Kreisringform und des Durchmessers des Bauwerkes geforderte Exaktheit
im wesentlichen zwangsläufig durch die Ausrichtung der tragenden Rüstelemente längs
der Erzeugenden des Rotationshyperboloides.
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Im Gegensatz zur üblichen Bauweise entfällt damit die Notwendiykeit,
für jeden Bauabschnitt Komponenten der Kletterrüstung anders dimensionieren zu müssen,
um die Form und genaue Durchmessergrössen des Schlotes zu erhalten. Gegenüber der
konventionellen Bauweise erlaubt es die Erfindung ferner, die Höhe der Bauabschnitte
grösser zu wählen. So können in einem Zuge beispiesweise Bauabschnitte von einem
Meter Höhe oder auch wesentlich höher fertiggestellt werden, so dass die Bauarbeiten
in einer relativ kurzen Zeit vollendet werden können. Die bis zur Fertigstellung
eines Bauabschnittes an diesem verbleibenden Rüstelemente bieten des weiteren die
Möglichkeit, nach Fertigstellung des Bauabschnittes seine Innen- und Aussenflächen
beispielsweise zum Zwecke des Glättens bzw. Aufrauhens in geeigneter Weise nachzuarbeiten,
da das Arbeitspodium beim Aufführen des betreffenden Bauabschnittes seine anfängliche
Lage bis zur Fertigstellung unverändert beibehält. Ausserdem können am Bauwerk an
bestimmten Stellen geforderte, rippenartige Ansätze oder dgl. ohne grossen technischen
Aufwand durch Ansetzen einer Ilolzverschalung an der Einrüstung angeformt werden.
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Schliesslich bietet die Erfindung insofern einen besonderen Vorteil,
als das ihr zugrundeliegende Verfahren die Bauausführung in keiner Weise auf eine
bestimmte Herstellungsart beschränkt; vielmehr können alle geeigneten Fertigungstechniken
zur Anwendung kommen. So können beispielsweise nach dem erfindungsgemässen
Verfahren
Fertigteile, die eine teuere Schalung.überflüssig machen, verwendet oder eine Herstellungsart
angewandt werden, bei der Betonfertigteile in Verbindung mit zwischenbetonierten
Wandteilen verarbeitet werden. Ferner lässt sich das erfindungsgemässe Verfahren
mit allen bekannten Arten von Kletterrüstungen durchführen.
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Wie oben ausgeführt worden ist, bietet die Erfindung zwei Möglichkeiten,
die Kletterrüstung im Zuge des Ba:ufortschrittes nach oben zu verlagern. Dies kann
einmal dadurch geschehen, dass die tragenden Rüsteiemente, nachdem ein Bauabschnitt
tertiggestellt. worden ist, von ihrer Verankerung gelöst und an dem fertiggestellten
Bauabschnitt weiter'oben wieder erneut verankert werden oder dadurch, dass nach
Fertigstellung des ersten Bauabschnittes auf die vorhandenen, in ihrer Schräglage
exakt ausgerichteten tragenden Rüstelemente oben jeweils ein weiteres, tragendes
Rüstelement angesetzt und befestigt wird, an welchen anschliessend die weiteren
notwendigen Teile der Einrüstung angebracht werden können.
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Die erfindungemässe Bauweise ermöglicht insbesondere auch die Errichtung
sehr hoher Sühlturmschlote, wenn erfindungsgemäss die tragenden Rüstelemente der
für die verschiedenen Bauabschnitte jeweils neu zu erstellenden Einrüstung nach
erfolgter herstellung eines Bauabschnittes bzw. im Verlaufe seiner Fertigstellung
durch Anker an dies-em lösbar befestigt und die zunächst als Aufnahme derselben
benutzten tragenden Rüstelemente des zuvor fertiggestellten Bauabschnittes von dessen
Wand entfernt, für die Erstellung der übernächsten Einrüstung hochgezogen
und
an den tragenden Rüstelementen des zwischenzeitlich zuletzt fertiggestellten Bauabschnittes
befestigt werden.
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Dieses Verfahren bedient sich damit zweier Scharen von tragen den
Rüstelementen, wobei die Rüstelemente dieser beiden Scharen zum Hochziehen der einzelnen
Bauabschnitte wechselweise übereinander anzuordnen sind. Die gegenseitige feste
Verbindung der in einer gemeinsamen Ebene übereinander vorzusehenden tragenden Rüstelemente
kann in beliebiger Weise bewerkw stelligt werden. Eine ohne grösseren Zeitaufwand
durchzuführende Verbindung lässt sich erreichen, wenn die Rüstelemente aufeinander
gesteckt erden, Wie oben bereits darauf hingewiesen worden ist, kann für die Bauausführung
das gängige Baumaterial verwendet werden. Das Arbeiten mit Beton ermöglicht in diesem
Zusammenhang eine besonders wirtschaftliche Fertigungsweise, da sich in diesem Falle
verhältnismsaig einfach an den tragenden Rüstelementen Bewehrungskörbe anbringen
lassen, von denen sich, wenn sie nach Abbinden des Betons in diesem integriert sind,
die Rüstelemente wieder ohne Schwierigkeiten lösen lassen. Zweckmässigerweise wird
man hiebei die tragenden Rüstelemente mit stufenlos verstellbar und feststellbar
angeordneten Abstandshaltern ausstatten, um das eine, am gerade fertiggestellten
Hauabschnitt zu belassende Rüstelement relativ zur benachbarten Fläche des betreffenden
Bauabschnittes in die exakte Flucht der gedachten Erzeugenden des Rotationshyperboloides
einjustieren zu können, bevor das andere, sich darunter befindende Rüstelement nach
oben ungesetzt wird.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung dieses Verfahrens ist es ausserden
günstig, wenn an der Innen- und Aussenseite der Bewehrungskörbe in sich ausgesteifte
Wandungsbleche, z.B räumlich verformte und/oder perforierte Bleche, wie solche aus
Streckmetall
oder sogenannte Bernold- bzw. Salzgitterbleche, befestigt werden, die beispielsweise
durch Punktschweissen gegenseitig miteinander zu verbinden sind und die sich hierbei
polygonal der Umfangsform des Schlotes anpassen können. Solche Wandungsbleche verbleiben
im abgebundenen Beton und können somit in die Bewehrung des Betonkörpers miteinbezogen
werden.
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Dies stellt einen weiteren bedeutenden Vorteil gegenüber der konventionellen
IlerstellungstechniR dar, die je Bauabschnitt in speziellen Grössen anzufertigende
Schalungsplatten erforderlich macht, die nach Abbinden des Betons wieder vom Betonkörper
zu entfernen und in ihrer speziellen Grösse nicht weiterverwendbar sind.
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Die Verarbeitung des Betons kann in erdfeuchtem Zustand erfolgen,
wobei in täglicher Folge Bauabschnitte von beispielsweise ein bis zwei N5etern Höhe
hergestellt werden können. Sofern nun die Bewehrungskörbe perforierte Wandungsbleche
aufweisen, wird beim Betonieren zwangsläufig auch Beton durch die Wandungsbleche
nach aussen treten. In diesem Falle können die Bewehrungskörbe unmittelbar nach
dem Betonieren von Hand grob abgescheibt werden. Sind verhältnismässig glatte Oberflächen
gewünscht, so können Unebenheiten an Ort und Stelle frisch auf frisch mit Spritzbeton
abgeglichen werden. Bei Bedarf kann zumindest auch die Innenfläche des Schlotes
von hand oder maschinell noch nachgeglättet werden.
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Bei Anwendung der bisher üblichen Einrüstungen für die Erstellung
schlotartiger Bauwerke aus Beton war es nicht möglich, z.B. deren Aussenfläche nachträglich
speziell grobkörnig zu
gestalten, um im Falle von Kühltürmen z.B.
eine Eröhung des Reibungswiderstandes der Luft zu erreichen. Die spezielle Ausstattung
der Bewehrungskörbe der Einrüstung mit perforierten Wandungsblechen sowie die erfindungsgemässe
Art der Verlagerung der tragenden Rüstelemente bietet nun als weiteren bedeutenden
Vorteil der Erfindung einen Weg, eine derartige Oberflächengestaltung verhältnismässig
einfach zu erzeugen, indem nach Fertigstellung des hetreffenden Bauabschnittes an
dessen Aussen- und/oder Innenfläche eine entsprechende Nachbearbeitung vorgenommen
werden kann. Dies ist deshalb möglich, weil die tragenden Rüstelemente erst nach
zumindest weitgehender Fertigstellung eines Bauahschnittes bzw. erst nach Fertigstellung
des nächsten Bauabschnittes nach oben verlagert werden, d.h., die an den Rüstelementen
angehängten Arbeitspodien können so lange an Ort und Stelle belassen werden, solange
die betreffenden Flächen der Bauabschnitte nachzuarbeiten sind.
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Die tragenden Rüstelemente wird man vorzugsweise an der Innenseite
der Bauabschnitte befestigen. Um hierbei die Aufhängung der übrigen Komponenten
der Einrüstung, insbesondere Bewehrungskörbe sowie die zumindest auf der Seite der
Rüstelemente vorzusehenden Arbeitspodien, ohne grösseren technischen Aufwand bewerkstelligen
zu können, wird man vorteilhafterweise die tragenden Rüstelemente in relativ kleinem
gegenseitigen Abstand vorsehen. Dies kann jedoch insbesondere bei verhältnismässig
hohen Schloten dazu führen, dass insbesondere im Bereich der Hyperbelachse des Bauwerkes
die tragenden Rüstelemente in einem relativ kleinen Abstand nebeneinander zu liegen
kommen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemässen
Verfahrens
wird deshalb vorgeschlagen, ab einer bestimmten Bauhöhe, insbesondere im Bereich
des kleinsten Durchmessers des Bauwerkes, lediglich noch einen Teil der ursprünglich
benutzten tragenden Rüstelemente weiterzuverwenden und die nicht mehr benötigten
Rüstelemente gegebenenfalls wenigstens zum Teil wieder mitzubenutzen, wenn sich
der Durchmesser des Bauwerkmantels oberhalb der Hyperbelachse wieder vergrössert.
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Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich besonders vorteilhaft durchführen,
wenn als tragende Rüstelemente eine Vieizahl von stabförmigen Rüstträgern verwendet
wird, die in gegenseitigem Abstand im Raum. längs-der Erzeugenden festgelegt werden.
Die stabförmigen Rüstträger selbst können aus Rechteckrohren, Rundrohren, aus Doppel-T-Schienen,
anderen geeigneten Profilträgern, aus Gitterträgern oder sonstigen Holzträgern hergestellt
sein.
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In der Zeichnung ist die Anwendung des erfindungsgemässen Fertigungsverfahrens
beim Bau eines Kühlturmes veranschaulicht. Es zeigen: Fig.l einen bis ungefähr zur
Hälfte seiner Höhe fertiggestellten, teilweise aufgeschnittenen Kühlturm, Fig.2
einen Teilschnitt durch den. Schlot des Kühlturmes entlang der Linie 2-2, in grösserem
Masstab als Fig.l und in verkürzter. Darstellung.
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Der gezeigte Kühlturm ruht auf einem eine Fundamentscheibe lo aufweisenden
Fundament 12. Der Mantel seines Schlotes ist mit 14 bezeichnet. Derselbe ist mit
seinem unteren Teil von einer Stützung aufgenommen, die durch Schrägstützen 16 gebildet
ist, welche gleichzeitig die an der Unterseite des Kühlturmes erforderlichen Lufteintrittsöffnungen
18 definieren. Wie strichpunktiert angedeutet ist, soll die Form des Kühlturmes
in seiner endgültigen Ausführung der eines Rotationshyperboloides entsprechen. Fig.l
zeigt hierbei, dass der Mantel 14 des Schlotes ungefähr bis zur halben höhe hochgezogen
ist. Für seine Herstellung bedient sich die Erfindung einer als Ganzes mit 20 bezeichneten
Einrüstung, deren tragende Komponenten im Zuge des Uaufortschrittes in Art einer
Kletterrüstung immer wieder nach oben umgesetzt werden, um auf diese Weise für einen
oder mehrere neue Bauabschnitte die Einrüstung stets wieder aufs Neue aufzubauen.
Der Schlot wird also durch die Erstellung einzelner, ringförmiger und übereinander
angeordneter Bauabschnitte hergestellt. Zu diesem Zweck werden erfindungsgemäss
in bestimmten Winkelabständen voneinander am Schlot tragende Rüstelemente vorzugsweise
in Form stabförmiger Rüstträger 22 angeordnet, die im Raum längs von Erzeugenden
des Rotationshylerboloides, die in Fig.l beispielsweise durch strichpunktierte Linien
24 angedeutet sind, festgelegt werden. Für die llerstellung des ersten Bauabschnittes
werden diese Rüstträger unter den entsprechenden Winkeln an geeigneten Anschlussknotenstellen
verankert. Bevorzugt werden diese Rüsttrräger derart angeordnet, dass sie sich nach
Fertigstellung des betreffenden Bauabschnittes an dessen Innenumfang bzw. innerhalb
des Schlotes befinden.
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Es sei angenommen, dass beim vorliegenden Ausführungsbeispiel für
die Erstellung des Kühlturmes als Baustoff Beton verarbeitet werden soll. Demgemäss
sindan den Rü-stträgern entsprechende Bewehrungskörbe 26 lösbar anzubringen. Diese
Bewehrungskörbe sind beim vorliegenden Ausführungsbeispiel an ihrer Innen- und Aussenseite
mit in sich ausgesteiften und perforierten Wandungsblechen 28,z.B. in Form der in
der Bautechnik als sogenannte Bernold-Bleche oder Salzgitter-Bleche bekannten Bleche,
auszustatten. Die Vorder- und ilinterwandbleche der einzelnen, nebeneinander anzuordnenden
Bewehrungskörbe, in denen zugleich auch die erforderlichenMoniereisen 3o untergebracht
werden können, werden gegenseitig durch Kondensatorschweissen an Ort und Stelle
gegenseitig fest verbunden und passen sich damit polygonal dem kreisringförmigen
Querschnitt des Hyperboloides an.. Ist die Innenrüstung fertiggestellt, so werden
die Bewerhungskörbe zur Herstellung des ersten, ringförmigen Bauabschnittes mit
Beton in erdfeuchtem Zustand gefüllt, wobei die höhle eines solchen Bauabschnittes
ein, zwei oder mehrere Meter betragen kann,und die entsprechenden Betonierarbeiten
in einer Tagesschicht bewältigt.werden können. An den einzelnen Rüstträgern sind
Ankervorrichtungen, beispielsweise in Form bekannter Schraubverbindungen vorgesehen,
durch welche sich beim Betonieren des ersten Bauabschnittes eine lösbare Verankerung
der Rüstträger am Bauabschnitt erreichen lässt. Für die Anordnung von Arbeitspodien
32 bzw. 34 an der Innen- und Aussenseite des Mantels 14 sind ausserdem sowohl an
den Rüstträgern als auch an den Bewehrungskörben in bekannter Weise noch-weitere
befestigungsmittel vorgesehen. Es ist naheliegend, dass man entsprechend der gewünschten
Höhe der einzelnen Bauabschnitte
diese in verschiedenen, nacheinander
durchzuführenden Betonierabschnitten fertigstellen wird, und die Lunge der Rüstträger
ist im wesentlichen mindestens der Höhe der anzufertigenden Bauabschnitte zu wählen.
Bevorzugt wird man die Bauabschnitte in täglicher Folge herstellen.
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Beim Betonieren ist nicht zu vermeiden, dass Beton durch die Öffnungen
der Bernold- bzw. Salzgitterbleche 28 nach aussen tritt. Dieser Beton kann von hand
grob abgescheibt werden.
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Ausserdem kann der Aussen- und Innenumfang des hergestellten Bauabschnittes
aufgrund dessen, dass zunächst die Arbeitspodien in ihrer Lage verbleiben und erst
nachträglich hochgezogen werden, z.B. mit Spritzbeton abgeglichen und nachtrAglich
gegebenenfalls noch nachgeglättet oder aufgerauht werden.
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Ist der erste, gegebenenfalls durch mehrere Betonierabschnitte a,b,c,d
hergestellte Bauabschnitt erstellt, so wird auf die nun am Bauabschnitt in ihrer
Schräglage alJnehmbar verankerten Rüstträger 22 jeweils ein weiterer Rüstträger
22a in der gleiciien Schrägstellung angesetzt, was durch Aufstecken bzw. Anscllrauben
geschehen kann. Aus Fig.l ist diese übereinander liegende Anordnung von Rüstträgern
dargestellt, wobei natürlich in der gezeigten höhenlage der Innenrüstung 20 bereits
mehrere Bauabschnitte übereinander erstellt worden sind. Kommt eine andere Art der
Einrüstung zur Anwendung, so können die einzel nen Rüstelemente schrittweise nach
oben versetzt worden.
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Nach Beginn der Schalungsarbeiten für den zweiten Bauabsciinitt weist
demgemäss die Innenrüstung zwei Scharen 36,38 von in
der gleichen
Ebene übereinander angeordneten Rüstträgern 22,22a auf. Nachdem an die letzteren
wiederum Bewehrungskörbe montiert und in diese Beton eingefüllt worden ist, können
die unteren Rüstträger 22 gegebenenfalls schon vor der endgültigen Fertigstellung
des zweiten Bauabschnittes von der Innenseite des ersten Bauabschnittes gelöst,
nach oben gezogen und mit ihrem unteren Ende mit dem oberen Ende der Rüstträger
22a in geeigneter Weise verbunden werden. Dieses Umsetzen der Rüstträger wiederholt
sich entweder bereits im Verlauf der Fertigstellung oder kurz nach der Fertigstellung
eines Bauabschnittes in kontinuierlicher Folge solange, bis der Schlot des Kühlturmes
vollendet ist. Hierbei ist zu beachten, dass nach Erstellung eines Bauabschnittes
von den einzelnen Komponenten der Innenrüstung lediglich noch die stabförmigen Rüstträger
zur Weiterverwendung benutzt werden können, wobei die Orientierung der Rüstträger
entlang der Erzeugenden des Rotationshyperboloides dessen Form ergibt, ohne dass
hierzu die die Baustoffe aufnehmenden Rüstungsteile bzw. Bewehrungskörbe für die
verschiedenen Bauabschnitte speziell auf bestimmte Durchmessergrössen auszulegen
sind.
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Ab einer bestimmten Bauhöhe, insbesondere im Bereich der llyperbelachse,
können, aufgrund des stark reduzierten Schlotdurchmessers, Rüstträger beim weiteren
Hochziehen der Innenrüstung weggelassen werden, die dann wieder mitzuverwenden sind,
wenn sich der Durchmesser wieder erweitert.
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Was die Arbeitspodien 32,34 betrifft, so kennen diese entsprechend
dem Baufortschritt mittels Ankern im fertig betonierten Bauabschnitt aufgehängt
bzw. umgesetzt werden. Im oberen, überhängenden Teil des Schlotmantels kann an der
Aussenseite desselben noch ein zweites Podium untergehängt werden. In ähnlicher
Weise kann auch an der Innenseite des Schlotmantels in diesem Bereich noch ein weiteres
Arbeitspodium vorgesehen werden.