DE3700938A1 - Fertigungseinrichtung zum herstellen eines langgestreckten bauwerkes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fertigungseinrichtung zum Her­ stellen eines langgestreckten Bauwerkes, wie Brückenüberbau, Unterwassertunnel od.dgl., aus Stahlbeton oder Spannbeton, das im Taktschiebeverfahren in aneinander anschließenden Bauwerkabschnitten hergestellt und mit am jeweils hinteren Ende des zuletzt hergestellten Bauwerkabschnittes angrei­ fenden Schubmitteln durch ein die Fertigungseinrichtung abschließendes Portal in Bauwerklängsrichtung ausgeschoben wird.

Beim Taktschiebeverfahren, das hauptsächlich zum Herstellen des Überbaues einer langgestreckten Brücke, aber auch zum Herstellen der Tunnelröhre eines Unterwassertunnels ange­ wandt wird, werden die aneinander anschließenden Bauwerk­ abschnitte je nach den örtlichen Gegebenheiten auf einem Fertigungsplatz hinter einem der Brückenwiderlager oder in einer Vorpreßgrube hergestellt, die sich an einem Ufer des beim Längsvorschub zu durchfahrenden Gewässers befindet. Bei Unterwassertunneln wird die Vorpreßgrube zum Gewässer hin von einem Portal begrenzt, durch das die Tunnelröhre ausgeschoben wird und welches die Tunnelröhre allseits um­ schließt und gegenüber dem Gewässer abdichtet. Nach Fertig­ stellung jeweils eines Bauwerkabschnittes, der an die vor­ hergehenden Bauwerkabschnitte anbetoniert wird, wird die Tunnelröhre in bekannten Fertigungseinrichtungen mit hydrau­ lischen Schubeinrichtungen in Längsrichtung der Brücke aus dem Portal ausgeschoben, wobei sich die hydraulischen Hub­ zylinder gegen ein Widerlager abstützen, welches an dem dem Portal gegenüberliegenden Ende der Fertigungseinrichtung an­ geordnet ist.

Da die einzelnen Vorbauabschnitte des herzustellenden Bau­ werkes möglichst lang sind, müssen die hydraulischen Hubein­ richtungen lange Stempel haben. Gleichwohl ist die Hublänge dieser Schubmittel auch dann begrenzt, wenn Hubeinrichtungen mit Teleskopstempel verwendet werden. Es ist deshalb notwen­ dig, die Hubeinrichtungen bei jedem Ausschub eines Vorbau­ abschnittes nachzurücken. Das Bauwerk kann deshalb nicht kontinuierlich, sondern nur schrittweise vorgeschoben wer­ den. Außerdem verursacht das mehrfache Zurückfahren und Um­ setzen der Hubstempel einen beträchtlichen Zeit- und Arbeitsaufwand und es sind mehrere zusätzliche Widerlager erforderlich, die über die Länge der Fertigungseinrichtung verteilt angeordnet werden müssen, damit sich die Schub­ mittel beim Nachsetzen abstützen können. Durch diese Wider­ lager wird der Raum in der Fertigungseinrichtung eingeengt und es ergeben sich Schwierigkeiten beim Lösen und In­ stellungbringen der Schalung für das Bauwerk.

Beim Herstellen von Tunnelröhren im Taktschiebeverfahren ist es außerdem notwendig, das ausgeschobene Bauwerk in Längsrichtung zu verankern, während der nächstfolgende Bauwerkabschnitt hergestellt wird, da auf die vordere Tunnelstirn, die beim Durchfahren des Gewässers verschlos­ sen wird, ständig der Wasserdruck einwirkt. Die Schub­ mittel können deshalb nach dem Ausschieben des Bauwerkes nicht ohne weiteres entfernt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und die Fertigungseinrichtung so auszubilden, daß das Bauwerk wäh­ rend der Herstellung eines Vorbauabschnittes sicher festgehal­ ten wird und nach dem Fertigstellen eines Bauwerkabschnittes in einem Zuge mit einfachen Schubmitteln in Längsrichtung aus­ geschoben werden kann, wobei die für das Ausschieben und an­ schließende Sichern des Bauwerkes verwendeten Schub- und Klemmmittel während der Herstellung eines Bauwerkabschnittes nicht im Wege sind.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schubmittel mit Zugorganen verbunden sind, die neben dem Bau­ werk angeordnet sind, sich in dessen Längsrichtung erstrecken und ein Widerlager am Portal haben.

Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß beim Herstellen eines Bauwerkabschnittes hinter dessen hinterer Stirnfläche nur we­ nig Raum erforderlich ist und daß keine seitlichen Widerlager für Vorschubpressen vorgesehen werden müssen, da das die Fer­ tigungseinrichtung zur Seite des fertigen Bauwerks hin ab­ schließende Portal als Widerlager beim Vorschub dient. Die Schubmittel stützen sich zwar an der hinteren Stirnfläche des Bauwerkes ab, ziehen dieses aber an den Zugorganen gegen das vordere Portal.

Die Zugorgane können hierbei flexible Zugmittel sein, die von Winden oder Haspeln aufgewickelt werden, die sich im Bereich des vorderen Portales befinden. Wenn jedoch hohe Schubkräfte zum Ausschieben des Bauwerkes benötigt werden, wie es bei­ spielsweise bei Tunnelröhren der Fall ist, auf deren Tunnel­ stirn auch noch der Wasserdruck wirkt, ist es zweckmäßig, wenn die Zugorgane Litzenspannglieder sind, deren eines Ende am Portal befestigt ist und die von dem beweglichen Teil von Hubzylindern klemmend umfaßt werden, deren feststehender Teil am jeweiligen Bauwerkende verankert ist. Die Litzenspannglie­ der laufen hierbei durch die Hubzylinder hindurch, und der bewegliche Teil des Hubzylinders wird abwechselnd beim Aus­ fahren festgeklemmt und beim Einfahren von den Litzenspann­ gliedern gelöst, wodurch sich die Hubzylinder an den Litzen­ spanngliedern entlang in Richtung auf das vordere Portal be­ wegen und das auszuschiebende Bauwerk mitnehmen, an dem sie befestigt sind.

Die Schubmittel bzw. Hubzylinder sind zweckmäßig auf Traver­ sen angeordnet, die am jeweils hinteren Ende des Bauwerkes befestigt sind und sich gegen dessen jeweils hintere Stirn­ fläche abstützen. Nach dem Ausschieben des Bauwerkes um die Länge des zuletzt hergestellten Bauwerkabschnittes können die flexiblen Zugorgane dann seitlich neben der Fertigungs­ einrichtung abgelegt werden, ohne daß sie vom Portal gelöst werden. Nach dem Herstellen des nächsten Bauwerkabschnittes können dann die Traversen wieder am hinteren Ende dieses Bauwerkabschnittes befestigt und mit den Litzenspanngliedern verbunden werden.

Um das ausgeschobene Bauwerk in Längsrichtung zu sichern, sind nach der Erfindung in der Nähe des Portals auf beiden Seiten des Bauwerkes lösbare Klemmvorrichtungen angeordnet, die das hintere Ende des ausgeschobenen Bauwerkes festklem­ men. Diese Klemmvorrichtungen können an einem Halterahmen befestigt sein, der das Bauwerk mindestens teilweise umfaßt und an dem auch die Schubmittel befestigt sein können. In diesem Falle dient der Halterahmen zugleich zum Vorschieben und Sichern des Bauwerkes in seiner ausgeschobenen Lage, wo­ bei er mit Keilen oder anderen Klemmitteln an den Zugorganen festgelegt wird.

Werden die Schubmittel an Traversen angebracht, die sich am hinteren Stirnende des zuletzt vorgebauten Abschnittes ab­ stützen und sich an den Zugorganen entlangbewegen, ist es zweckmäßig, wenn die Klemmvorrichtungen im Fertigungsplatz verankert sind und das Bauwerk an diesem festklemmen. Hierbei sind die Klemmvorrichtungen zweckmäßig Keile, die von Druck­ organen auf entgegen der Ausschubrichtung des Bauwerkes gegen dessen Seitenwandungen geneigten Schrägflächen gegen einander gegenüberliegende Seitenflächen des Bauwerkes gedrückt werden können. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß der Klemm­ druck der Keile selbsttätig wirksam wird, wenn sich das Bau­ werk unter rückwärts wirkenden Längskräften, beispielsweise unter dem Wasserdruck auf die Tunnelstirn eines herzustellen­ den Unterwassertunnels, sich in den Fertigungsplatz hinein­ verschiebt. Die Klemmkeile werden dann von dem Bauwerk mit­ genommen und gegen die Seitenwände des Bauwerkes gedrückt, wenn sie auf ihren Schrägflächen entlanggleiten.

Um genügend hohe Klemmkräfte zu erzielen, sind auf jeder Seite des Bauwerkes zweckmäßig mehrere, in Reihen angeordnete Klemmkeilvorrichtungen vorgesehen, die selbsthemmende Keile aufweisen und gemeinsam betätigbar sind. Um die Klemmwirkung zu erhöhen, können die aneinanderliegenden Flächen von Bau­ werken und Klemmkeilen aufgerauht, beispielsweise mit Riffel­ blechen belegt sein.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an einem Bei­ spiel naher erläutert ist. Es zeigt:

Fig. 1 eine Fertigungseinrichtung für eine Tunnel­ röhre eines Unterwassertunnels in einer schematischen Darstellung im Längsschnitt,

Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 in einem Horizon­ talteilschnitt nach Linie II-II, der nur die linke Hälfte der Fertigungseinrichtung zeigt, und

Fig. 3 die Fertigungseinrichtung nach den Fig. 1 und 2 in einem Teilquerschnitt nach Linie III-III, der die linke Hälfte der Vorpreß­ grube mit dem darin angeordneten, zuletzt fertiggestellten Bauwerkabschnitt in einer hinteren Stirnansicht beim Ausschieben aus dem Tunnelportal zeigt.

Am Ufer eines nicht näher dargestellten Gewässers befindet sich die Fertigungseinrichtung 10 für eine Tunnelröhre 11 eines Unterwassertunnels aus Stahlbeton, die in mehreren, in Längsrichtung aufeinanderfolgenden Abschnitten 11 a, 11 b und 11 c im Taktschiebeverfahren hergestellt und in Längs­ richtung - bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach links in Richtung des Pfeiles 12 - durchs Wasser zum gegen­ überliegenden Ufer vorgeschoben wird. Die Fertigungseinrich­ tung 10 ist eine am Ufer des Gewässers ausgehobene Grube, die seitlich von betonierten Grubenseitenwänden 13 begrenzt und an ihrer dem Gewässer zugewandten Stirnseite durch ein betoniertes Portal 14 abgeschlossen wird. Am gegenüberlie­ genden, hinteren Ende 15 kann die Fertigungsgrube offen sein. Hier schließen sich die Plätze zum Herstellen der Bewehrung und des Betons an.

Das vordere Portal 14 ist doppelwandig ausgeführt und hat eine Portalöffnung 16, die dem Umriß des Bauwerkes 11 ange­ paßt ist. In dem Spalt 17 zwischen Portalöffnung 16 und dem Bauwerk 11 ist eine nicht näher dargestellte Dichtung ange­ ordnet, mit der das Bauwerk 11 und die Fertigungseinrichtung 10 gegenüber dem Gewässer abgedichtet werden.

Der jeweils hinterste Bauwerkabschnitt 11 c wird an den vor­ hergehenden Bauwerkabschnitt 11 b anbetoniert und in einer Schalung hergestellt, von der in Fig. 1 nur die Bodenscha­ lung im Bereich der Gleitbahn dargestellt ist. Diese Boden­ schalung 18 ruht auf kurzen Längsträgern 19, die zweckmäßi­ gerweise aus Betonfertigteilen hergestellt sind und sich mit hydraulischen Hubzylindern 20 auf der betonierten Sohle 21 der Fertigungsgrube abstützen. Zwischen den Schalungsträgern 19 sind mehrere, in Längsrichtung im Abstand voneinander an­ geordnete, höhenverstellbare Gleitlager 22 angeordnet, die auf Lagerstühlen 23 aus Beton ruhen. Ein ähnliches Lager 22 befindet sich auch im Inneren des doppelwandigen Portales 14. Die Bodenschalung zwischen den Gleitbahnen wird zweck­ mäßig vor dem Ausschieben des Bauwerkes abgesenkt und in die Position 11 b verfahren, damit sie den Traversen 37 nicht im Wege ist.

Im Bereich der bereits fertiggestellten Bauwerkabschnitte 11 a und 11 b sind auf beiden Seiten des Bauwerkes 11 in dem Zwi­ schenraum zwischen den Seitenwänden 24 des Bauwerkes und der jeweiligen Seitenwand 13 der Fertigungsgrube Klemmvorrichtun­ gen 25 angeordnet. Jede Klemmvorrichtung besteht aus einem Klemmkeil 26 und einem Lagerblock 27 aus Beton, der mit An­ kerstäben 28 in der Grubensohle 21 verankert ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind auf jeder Seite vier Klemmvorrichtungen 25 in einer Reihe hintereinander angeord­ net und mit sechs Spanngliedern 29 zusammengespannt und am Portal 14 verankert. Jeder Lagerblock 27 hat eine vertikale Schrägfläche 30, auf der die zugeordnete Keilfläche 31 des Keiles 26 gleitet. Jede Schrägfläche 30 ist entgegen der Ausschubrichtung 12 des Bauwerkes 11 gegen dessen Seiten­ wandung 24 geneigt, mit der der entsprechende Keil 26 zu­ sammenwirkt. Die Neigung der Schrägflächen kann so gewählt sein, daß die Keile 26 selbsthemmend sind.

Um die Klemmkeile 26 gegen die Seitenwandungen 24 des Bau­ werkes 11 anzudrücken, sind Druckorgane 32, beispielsweise hydraulische Zylinder, vorgesehen, die alle gemeinsam betä­ tigt werden können und die Klemmkeile entgegen der Ausschub­ richtung 12 auf den Schrägflächen 30 entlangschieben. Um ei­ ne gute Reibung an den festzuklemmenden Seitenwänden 24 des Bauwerkes 11 zu erzielen, können die einander zugekehrten Flächen von Bauwerk und Klemmkeilen aufgerauht sein. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind zu diesem Zweck in der Seitenwandung 24 der Tunnelröhre 11 Riffelbleche 33 vorgesehen, die mit entsprechend gerieften Flächen der Klemm­ keile 26 zusammenwirken.

Zum Ausschieben des Bauwerkes 11 sind in der Fertigungsein­ richtung Schubmittel vorgesehen. Diese Schubmittel bestehen aus oberhalb und unterhalb des Bauwerkes 11 angeordneten Zug­ organen 34 und 35 in Form von Litzenspanngliedern, die mit ihrem einen, vorderen Ende 34 a bzw. 35 a im Portal 14 verankert sind und an ihrem anderen, hinteren Ende 34 b bzw. 35 b mit Hub­ zylindern 36 zusammenwirken, die an den oberen und unteren Enden 37 a bzw. 37 b von Traversen 37 befestigt sind. Die Traver­ sen 37 sind aus Stahlträgern zusammengeschweißt und in vertika­ ler Lage hinter der rückwärtigen Stirnfläche 38 des zuletzt hergestellten Bauwerkabschnitts 11 c angeordnet. Sie stützen sich über Lagerplatten 39 an der rückwärtigen Stirnfläche 38 des zuletzt hergestellten Bauwerkabschnittes 11 c ab.

Die Hubzylinder 36 sind nach Art der Spannpressen für die Spannglieder von Betonbauwerken ausgebildet und haben einen an der Traverse 37 befestigten, feststehenden Teil 36 a und einen am Zugorgan 34 bzw. 35 festklemmbaren, beweglichen Teil 36 b. Der bewegliche Teil 36 b ist als hohler Zylinder ausgebil­ det, durch den das Litzenspannglied hindurchgehen kann. Der­ artige als Hubzylinder ausgebildete Spannpressen sind bekannt und werden deshalb hier nicht näher erläutert.

Das Ausschieben und Festklemmen des Bauwerkes aus der Ferti­ gungseinrichtung 10 vollzieht sich auf folgende Weise:

Wenn der hinterste Bauwerkabschnitt 11 c fertig betoniert und erhärtet ist, werden die hier nicht näher dargestellten Sei­ tenschalungen ausgefahren und die Bodenschalungen 18 durch Absenken der Schalungslängsträger 19 abgesenkt. Die zwischen den Gleitbahnen befindlichen Teile der Bodenschalung werden in die Position 11 b verschoben. Danach werden die Traversen 37 an der rückwärtigen Stirnfläche 38 des letzten Bauwerk­ abschnittes 11 c angebracht und durch leichtes Anspannen ge­ gen die zuvor in die Hubzylinder 36 eingezogenen Zugorgane 34 und 35 festgelegt.

Nachdem die Druckorgane 32 der Klemmvorrichtungen 25 vom Druck entlastet wurden, werden die Hubzylinder 36 durch eine geeig­ nete Steuerung derart betätigt, daß sich ihre beweglichen Tei­ le 36 b beim Ausfahren aus den feststehenden Teilen 36 a des Zy­ linders an den Zugorganen festklemmen und beim Einfahren in den Hubzylinder die Zugorgane freigeben. Hierbei kann die An­ ordnung und Steuerung so getroffen sein, daß jeweils die Hälfte aller oberen und unteren Schubmittel sich an ihren Zugorganen festklemmen und den Arbeitshub ausführen, während gleichzeitig die beweglichen Teile der übrigen Schubmittel von den Zugorganen gelöst sind und in ihre Zylinder einfah­ ren. Auf diese Weise ist es möglich, das gesamte Bauwerk 11 kontinuierlich um einen weiteren Bauwerkabschnitt vorzuschie­ ben, bis sich der bis dahin letzte Bauwerkabschnitt 11 c in derjenigen Lage befindet, die vorher der vorletzte Bauwerk­ abschnitt 11 b eingenommen hatte.

Sobald diese Lage erreicht ist, werden die Druckorgane 32 der Klemmvorrichtungen 25 betätigt, welche die Klemmkeile 26 gegen die Seitenwandungen 24 des Bauwerkes 11 pressen und dieses hierdurch in der Fertigungseinrichtung 10 festklemmen.

Man erkennt, daß während des Vorschiebens das Bauwerk 11 auf den Gleitlagern 22 entlanggleitet, die hierbei auch in ihrer Höhenlage verstellt werden können.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte und beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern es sind mehrere Änderun­ gen und Ergänzungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Werden nur geringere Vorschubkräfte zum Ausschie­ ben des Bauwerkes benötigt, ist es beispielsweise auch mög­ lich die Zugorgane als hochfeste Seile auszubilden, die mit ihrem vorderen Ende an den Traversen befestigt und am Portal 14 über Umlenkrollen geführt und von Seilhaspeln oder -winden gezogen und gleichzeitig aufgewickelt werden. Ferner ist es möglich, die hydraulischen Hubzylinder am Portal 14 anzuord­ nen und die Zugorgane 34 und 35 durch das Portal zu ziehen, während ihr vorderes Ende in den Traversen festgelegt wird.

Anstelle der Traversen, die sich an der rückwärtigen Stirn­ fläche des Bauwerkes abstützen, kann auch ein Halterahmen vorgesehen sein, der den hinteren Bauwerkabschnitt allseits umfaßt und an diesem festgeklemmt wird. Die Schubvorrichtun­ gen befinden sich dann an diesem Halterahmen, der zugleich zur Verankerung des Bauwerkes nach dem Ausschieben dient, in­ dem dann die Zugorgane am Halterahmen festgeklemmt werden.

Claims (9)

1. Fertigungseinrichtung zum Herstellen eines langgestreck­ ten Bauwerkes, wie Brückenüberbau, Unterwassertunnel od. dgl., aus Stahlbeton oder Spannbeton, das im Taktschiebe­ verfahren in aneinander anschließenden Bauwerkabschnitten hergestellt und mit am jeweils hinteren Ende des zuletzt fertiggestellten Bauwerkabschnittes angreifenden Schub­ mitteln durch ein die Fertigungseinrichtung abschließen­ des Portal in Bauwerklängsrichtung ausgeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubmittel (36) mit Zugorganen (34, 35) verbunden sind, die neben dem Bauwerk (11) angeordnet sind, sich in des­ sen Längsrichtung (12) erstrecken und ein Widerlager am Portal (14) haben.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zugorgane (34, 35) Litzenspannglieder sind, deren eines Ende (34 a, 35 a) am Portal (14) befestigt ist und die von dem beweglichen Teil (36 b) von Hubzylindern (36) klemmend umfaßt werden, deren feststehender Teil (36 a) am jeweiligen Bauwerkende (38) verankert ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubmittel bzw. Hubzylinder (36) auf Traversen (37) angeordnet sind, die am jeweils hinteren Ende des Bauwerkes (11) be­ festigt sind und sich gegen dessen jeweils hintere Stirnfläche (38) abstützen.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Nähe des Portals (14) auf beiden Seiten des Bauwerkes (11) lösbare Klemmvorrichtungen (25) angeordnet sind, die das hintere Ende (11 b) des ausgeschobenen Bauwerkes (11) festklemmen.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Klemm­ vorrichtungen an einem Halterahmen befestigt sind, der das Bauwerk mindestens teilweise umfaßt und an dem auch die Schubmittel befestigt sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Klemm­ vorrichtungen (25) im Fertigungsplatz (10) verankert sind und das Bauwerk (11) an diesem festklemmen.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Klemm­ vorrichtungen (25) Keile (26) sind, die von Druckorganen (32) auf entgegen der Ausschubrichtung (12) des Bauwerkes (11) gegen dessen Seitenwandungen (24) geneigten Schräg­ flächen (30) gegen einander gegenüberliegende Seiten­ flächen (24) des Bauwerkes (11) gedrückt werden können.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite des Bauwerkes (11) mehrere, in Reihen angeordnete Klemmkeilvorrichtungen (25) vorgesehen sind, die selbst­ klemmende Keile (26) aufweisen und gemeinsam betätigbar sind.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die an­ einanderliegenden Flächen von Bauwerk und Klemmkeilen aufgerauht sind.