DE4422657C2 - Verfahren zum Abbrechen von Blechbehälter-Bauwerken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Patentan­ spruch 1 zum Abbrechen von im wesentlichen zylindrischen Blechbehälter- Bauwerken, im folgenden als Behälter bezeichnet, mit einer Dachabdeckung, wie z. B. Gasbehälter, Silos o. dgl., wobei der Behälter in einer ersten Ab­ bruchphase zur Verringerung der Abbruchhöhe umgekippt wird.

Der Abbruch von derartigen, metallische Wände aufweisenden Behältern ist mit einem hohen Kostenaufwand verbunden. Die bei Gebäuden aus Mauer­ werk oder Beton angewendeten Sprengtechniken kommen zum Abbruch der­ artiger Behälter nicht in Betracht, weil durch diese Techniken nicht erreicht werden kann, daß die Behälter vollständig in sich zusammenfallen und dabei einen Schutthaufen bilden, der kostengünstig z. B. durch Bagger abtragbar ist. Zum Abbruch von Behältern der eingangs erwähnten Art mußten daher Gerü­ ste, Hebebühnen oder Kräne verwendet werden und der Abbruch erfolgte stückweise zum Teil in großen Arbeitshöhen unter erheblichem Arbeitsauf­ wand.

Dies ist beispielsweise in der EP 589 043 A1 dargestellt. Außerdem ist aus der genannten Druckschrift bekannt, die metallischen Wände des abzubrechenden Behälters von der Unterseite des Behälters her in spiralförmigen um den Be­ hälter herumlaufenden Bahnen abzutrennen. Problematisch ist hier der hohe maschinelle Aufwand sowie die Tatsache, daß dieses Verfahren nur für weni­ ge, vorzugsweise zylindrische Behälterformen geeignet ist.

Ein bekanntes Verfahren, durch das sich ebenfalls die Arbeitshöhen beim Ab­ bruch vermindern lassen, sieht vor, die Behälter in einer ersten Abbruchphase umzukippen und die umgekippten Behälter dann weiter zu zerlegen. Dieses den Ausgangspunkt der Erfindung bildende Verfahren ist vor allem dann vor­ teilhaft, wenn es sich um turmartige Behälter von großer Höhe bei geringem Durchmesser handelt. Das Kippen der Behälter erfolgte durch Einwirkung mechanisch, z. B. durch Seile, übertragener Kräfte, die z. B. durch Zugmaschi­ nen oder Kräne aufgebracht wurden. Der Stand der Technik gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wird insoweit als bekannt vorausgesetzt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren der ein­ gangs erwähnten Art zu schaffen, durch das sich Blechbehälter-Bauwerke, wie Gasbehälter oder Silos, effizienter als bisher abtragen lassen.

Das diese Aufgabe lösende Verfahren nach der Erfindung ist dadurch gekenn­ zeichnet, daß Verbindungen zwischen der Dachabdeckung und dem übrigen Behälter derart getrennt und ggf. geschwächt werden, daß die Dachabdeckung gegen den übrigen Behälter schwenkbeweglich ist und in zeitlicher Abstim­ mung mit dem Kippvorgang relativ zum übrigen Behälter so verschwenkt, daß sie am Ende des Kippvorgangs eine im wesentlichen horizontale Lage ein­ nimmt, und daß die Trennungen und ggf. Schwächungen wenigstens in einer den Schwenkvorgang auslösenden Phase durch Sprengung erfolgen.

Durch diese erfindungsgemäße Lösung wird erreicht, daß der beim Umkippen aufschlagende Behälter weitgehend abgeplattet wird, indem die vom übrigen Behälter zum Teil gelöste und beim Aufschlagen in eine horizontale Lage ge­ brachte Dachabdeckung diese Abplattung nicht behindert. Der abgeplattete Behälter kann vorteilhaft ohne die Notwendigkeit von Abbrucharbeiten in großen Arbeitshöhen weiter zerlegt und abgetragen werden.

Vorzugsweise ist es vorgesehen, daß der Behälter durch insbesondere einseiti­ ge Schwächung der Wandtragfähigkeit zum Umkippen gebracht wird und daß die Schwächung wenigstens in einer den Kippvorgang auslösenden Phase durch Sprengung erfolgt, so daß die zeitliche Abstimmung der Schwenkbewe­ gung der Dachabdeckung mit dem Kippvorgang des Behälters steuerbar ist.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Dachabdec­ kung während des Kippvorgangs in den Behälter eingeklappt. Bei diesem be­ sonderen Ausführungsbeispiel ergibt sich einerseits der Vorteil, daß die in ho­ rizontaler Lage mit dem übrigen Behälter aufschlagende Dachabdeckung die Abplattung zusätzlich fördert, andererseits ist der entsprechend der Auf­ schlaglänge erforderliche freie Platz minimiert, indem der Deckel in dem Be­ hälter verschwindet und über die Behälterlänge hinaus selbst keine zusätzliche Aufschlaglänge benötigt.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen wer­ den, daß zur Minimierung des Sprengmitteleinsatzes insbesondere an den Schwächungs- und/oder Trennstellen eine im Rahmen der bautechnischen Si­ cherheitsbestimmungen zulässige Vorschwächung erfolgt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels und der sich auf dieses Ausführungsbeispiel beziehenden beiliegenden Zeichnungen näher er­ läutert und beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Scheibengasbehälter, der zum Abbruch gemäß einem Aus­ führungsbeispiel für das Verfahren nach der vorliegenden Erfin­ dung bestimmt ist;

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt des Scheibengasbehälters von Fig. 1 zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels für das erfin­ dungsgemäße Verfahren;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf den Gasbehälter von Fig. 1 zur weiteren Erläuterung des Ausführungsbeispiels für das erfin­ dungsgemäße Verfahren;

Fig. 4 eine Schnittansicht zur Erläuterung einer bei dem Ausführungs­ beispiel für das erfindungsgemäße Verfahren erfolgenden Tren­ nung einer Dachabdeckung des Gasbehälters von Fig. 1 von dem übrigen Behälter; und

Fig. 5 den in der Fig. 1 gezeigten Gasbehälter in zwei Kipp-Phasen beim Abbruch nach dem Ausführungsbeispiel für das erfin­ dungsgemäße Verfahren.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist in den Figuren ein zum Abbruch bestimmter Gasbehälter bezeichnet. Der auf einem 2,4 m tiefen Streifenfundament 2 ver­ ankerte Gasbehälter 1 weist eine zylindrische Behälterseitenwand 3 und eine Dachabdeckung 4 auf. Die zylindrische Seitenwand 3 besteht aus 4,5 mm dic­ kem Stahlblech, welches im Abstand von 0,81 m durch Horizontalstreifen (Abkantungen) 5 verstärkt ist. Die im Querschnitt ein regelmäßiges 24-Eck bildende Behälterwand 3 weist an den 24 Behälterecken ferner vertikale I 22- Trägerprofile 6 auf, die in der Fig. 2 sichtbar sind. Die Dachabdeckung 4 um­ faßt eine Laterne 7, die von 24 mit der Seitenwand 3 verbundenen Fachwerk­ bindern 8 und einem zentralen Fachwerkringträger 9 gestützt wird. Die Dach­ abdeckung 4 ist mit einer versteiften, 3 mm starken Dachblechhaut 10 verse­ hen.

Bei dem gezeigten Gasbehälter 1 handelt es sich um einen sogenannten Scheibengasbehälter, in dem das Gasvolumen durch eine vertikal bewegbare Scheibe 11 begrenzt wird. Zur Versteifung der Scheibe 11 ist ein Trägerfach­ werk 12 vorgesehen.

Das Betonfundament 2 weist eine Ausnehmung 13, 14 auf, durch die eine zum Boden des Gasbehälters hin öffnende Gasleitung für die Zu- und Abfuhr von Gas verläuft.

Der Behälter hat eine Gesamthöhe von etwa 84 m und einen Durchmesser von etwa 54 m. Die Gesamtmasse beträgt ungefähr 1.200 t. An dem Behälter sind insgesamt fünf ringförmige Begehungsbühnen angebracht, von denen in der Fig. 1 die Bühnen 15 und 16 gezeigt sind.

Die in der Fig. 1 mit 17 und 18 bezeichneten strichpunktierten Linien kenn­ zeichnen einen keilförmigen Behälterausschnitt, dem ein Wandsegment 19 entspricht.

Innerhalb des Wandsegments 19 erfolgt zur Abbruchvorbereitung zunächst eine einseitige Vorschwächung der Behälterwand 3. Ferner werden an diesem Wandsegment Sprengladungen zur weiteren Schwächung der Wandtragfähig­ keit angebracht. Die untere, durch die Linie 17 angedeutete Begrenzungsflä­ che des Behälterausschnitts ist in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel in einer Höhe von etwa 7,30 m über dem Fundament 2 vorgesehen. Der höch­ ste Punkt des Wandsegments 19 liegt etwa in einer Höhe von 33 m über dem Fundament.

Der dem Behälterausschnitt entsprechende Anteil am Gesamtumfang des Gasbehälters 1 ist in der Fig. 2 anhand des Doppelpfeiles 20 ersichtlich. Zur Vorschwächung werden die vertikalen Träger 6 innerhalb des Segmentbe­ reichs jeweils an mehreren Stellen eingeschlitzt, wobei in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Vorschwächung so weit erfolgt, daß die Tragfähig­ keit der Wand und damit die Standsicherheit des Behälters unter den Voraus­ setzungen gewährleistet ist, daß keine Schneelasten und keine Windge­ schwindigkeiten über 25 m/sec auftreten. Die Bedingung, daß keine Schnee­ last auftritt, läßt sich bei Abbruch des Behälters in den Sommermonaten ge­ währleisten. Für den Fall orkanartiger Stürme müßte nach erfolgter Vor­ schwächung eine Räumung und Sperrung des Behälterbereichs erfolgen.

An den vorgeschwächten Vertikalträgern der Wand 3 werden im Segmentbe­ reich an den Trägern 6 Sprengladungen für Trennsprengungen angebracht, wobei die Sprengladungen mehr oder weniger gleichmäßig über das Wand­ segment verteilt werden. Zumindest an den längeren Vertikalträgerabschnitten des Wandsegments 19 sind jeweils mehrere Sprengladungen in unterschiedli­ chen Höhen angebracht.

Neben der Vorschwächung in dem Wandsegment 19 wird, wie aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, auch eine Vorschwächung an Teilen der Dachabdec­ kung 4 durchgeführt. Über den gesamten Umfang der Dachabdeckung erfolgt an den der Behälterwand 3 zugewandten Enden der Fachwerkbinder 8 eine Ausfachung der Binderuntergurtebene 22 entsprechend der in der Fig. 4 ge­ zeigten Trägerunterbrechung 23. An einem Binderobergurt 27 wird an einer Stelle 26 und an einer Diagonalstrebe 28 wird an einer Stelle 24 eine Spreng­ ladung für eine Trennsprengung angebracht. Über der Sprengstelle 26 verläuft ein im Rahmen der Vorschwächung ausgeführter umlaufender Trennschnitt 25 durch die Dachblechhaut 10. Jeweilige Sprengstellen 24 und 26 an Fachwerk­ bindern 8 werden etwa entlang der durch den Doppelpfeil 29 in Fig. 3 ge­ kennzeichneten Umfangslänge vorgesehen.

Beim Abbruch des Behälters 1 werden zunächst die an dem Wandsegment 19 angebrachten Sprengladungen gezündet und die Vertikalträger 6 in diesem Wandbereich jeweils an mehreren Stellen durchtrennt. Damit ist die Tragfä­ higkeit der Wand 3 des Behälters 1 einseitig so geschwächt, daß der Behälter 1 um die in der Fig. 2 gezeigte Drehachse 30 in Richtung des in den Fig. 2 und 3 die Kipprichtung kennzeichnenden Pfeils 21 zu kippen beginnt. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt nach einer Kippzeit von 1,6 sec die Zündung der Sprengladungen an den Stellen 24 und 26 in der Dachab­ deckung 4. Nach dieser Sprengung ist die Dachabdeckung 4 nur noch über Teile des Obergurtes und der Diagonalträger derjenigen Fachwerkbinder 8 mit dem übrigen Behälter 1 verbunden, welche außerhalb des Umfangs liegen, der durch den Doppelpfeil 29 in Fig. 3 gekennzeichnet ist. Durch die verbleiben­ den wenigen Verbindungen zwischen der Dachabdeckung 4 und der Behäl­ terwand 3 ist eine starre Halterung der Dachabdeckung 4 nicht mehr gewähr­ leistet und die Dachabdeckung 4 ist gegen die Behälterwand 3 derart schwenkbeweglich, daß die Dachabdeckung 4, während der Behälter 1 kippt, in den Behälter 1 mit einer solchen Schwenkgeschwindigkeit einklappt, daß sie beim Aufschlagen des Behälters 1 eine etwa horizontale Stellung ein­ nimmt. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel hält sie diese Stellung während des gesamten Kippvorgangs etwa ein.

In der Fig. 5 sind zwei während des Kippvorgangs eingenommene Kippstel­ lungen des Gasbehälters 1 gezeigt, wobei die erste steilere Kippstellung sich auf etwa einen Zeitpunkt von 2 sec nach Zündung der Sprengladungen am Wandsegment 19 bezieht, während sich die gezeigte zweite Kippstellung mit stärkerer Neigung etwa 4,5 sec nach dem genannten Zündungszeitpunkt er­ gibt. Wie man der Fig. 5 entnehmen kann, ist in der zweiten Kippstellung die Dachabdeckung 4, die während des Kippvorgangs die anfängliche horizontale Lage annähernd beibehalten hat, relativ zu der Behälterwand 3 stärker als in der ersten Kippstellung um die in Fig. 3 gezeigte Achse 32 verschwenkt und in den durch die Behälterwand 3 gebildeten Behälter hineingeklappt.

Die teilweise Trennung der Verbindungen zwischen der Dachabdeckung 4 und der Behälterwand 3 erfolgt also in einem Umfang, der eine solche Schwenkbeweglichkeit der Dachabdeckung gegen die Behälterwand 3 zur Folge hat, daß das Einklappen der Dachabdeckung 4 in den Behälter in zeitli­ cher Abstimmung mit dem Kippvorgang erfolgt. Damit befindet sich die Dachabdeckung auch zum Aufschlagzeitpunkt etwa in der gezeigten horizon­ talen Lage. In dieser Stellung behindert die Dachabdeckung 4 nicht eine mit dem Aufschlagen verbundene Abplattung des durch die Behälterwand 3 ge­ bildeten Behälters; im Gegenteil wird durch das Gewicht der auf die untere Hälfte der Behälterwand 3 drückenden Dachabdeckung 4 die Abplattung zu­ sätzlich gefördert.

Die verbleibende Abbruchhöhe des umgekippten und abgeplatteten Behälters ist so gering, daß weitere Zerlegungs- und Abtragungsarbeiten ohne Kräne, Hebebühnen oder Baugerüste durchgeführt werden können. Mit dem Wegfall dieser Erfordernisse entfallen auch Sicherheitsrisiken, die sich mit dem Ein­ satz von Kränen oder Gerüsten an instabilen Abbruchobjekten ergeben wür­ den. Die Abbrucharbeiten an dem gekippten und abgeplatteten Behälter 1 können mit üblichen Baggern, die mit Anbaugeräten (Scheren) versehen sind, durchgeführt werden. Brennschneidarbeiten erfordern keine Spezialausrüstun­ gen. Außer am Tag der Sprengung sind nur normale Baustellensicherungs­ maßnahmen erforderlich. Weiträumige Absperrungen für Kranschwenk- und Streubereiche können entfallen.

Gegenüber dem gezeigten Ausführungsbeispiel könnten zusätzliche Trenn­ sprengungen der Behälterwand 3 entlang einer Verlängerung der strichpunk­ tierten Umfangslinie 17 von Fig. 1 durchgeführt werden, so daß der Behälter 1 nach der Sprengung keine Verbindung mehr mit dem Boden aufweist und dementsprechend völlig ungehindert umkippen kann. Durch den dann härteren Aufschlag könnte eine noch stärkere Abplattung des Behälters 1 erzielt wer­ den.

Zur Förderung der Abplattung könnte auch eine Vorschwächung der Behäl­ terwand 3 über ihre gesamte Länge derart erfolgen, daß die Behälterblech­ wände an den Seiten des sich abplattenden Behälters 1 einknicken.

Eine Freisprengung des Deckels könnte im Gegensatz zu dem beschriebenen Ausführungsbeispiel auch erst in der Endphase des Kippvorgangs erfolgen, wobei der Deckel nicht in den Behälter 1 einklappt, sondern von dem Behälter 1 weg umklappt und auf den Boden aufschlägt. Auch in diesem Fall würde er die Abplattung des Behälters 1 nicht behindern, es wäre jedoch für den Ab­ bruch des Gasbehälters 1 mehr Platz entsprechend einer vergrößerten Auf­ schlaglänge erforderlich.

Im Gegensatz zu dem gezeigten Ausführungsbeispiel könnte, insbesondere bei fehlender Scheibe 11, das zu schwächende Wandsegment 19 angrenzend an das Fundament 2 vorgesehen sein.

Claims (12)

1. Verfahren zum Abbrechen von im wesentlichen zylindrischen Blechbehäl­ ter-Bauwerken (1) mit einer Dachabdeckung (4), wie Gasbehälter, Silos o. dgl., wobei der Behälter (1) in einer ersten Abbruchphase zur Verringerung der Abbruchhöhe umgekippt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß Verbindungen zwischen der Dachabdeckung (4) und dem übrigen Behäl­ ter (1) derart getrennt und ggf. geschwächt werden, daß die Dachabdeckung (4) gegen den übrigen Behälter (1) schwenkbeweglich ist und in zeitlicher Abstimmung mit dem Kippvorgang relativ zum übrigen Behälter (1) so ver­ schwenkt, daß sie am Ende des Kippvorgangs eine im wesentlichen horizon­ tale Lage einnimmt, und
daß die Trennungen und ggf. Schwächungen wenigstens in einer den Schwenkvorgang auslösenden Phase durch Sprengung erfolgen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) durch insbesondere einseitige Schwächung der Wandtragfähigkeit zum Um­ kippen gebracht wird und daß die Schwächung wenigstens in einer den Kipp­ vorgang auslösenden Phase durch Sprengung erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dach­ abdeckung (4) während des Kippvorgangs in den Behälter (1) einklappt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Minimierung des Sprengmitteleinsatzes insbesondere an den Schwä­ chungs- und/oder Trennstellen eine Vorschwächung erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprengung zur Auslösung des Kippvorgangs vor der teilweisen Freispren­ gung der Dachabdeckung (4) erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schwächung der Wandtragfähigkeit in einem einem keilförmigen Behäl­ terausschnitt entsprechenden Wandsegment (19) Schwächungs- oder/und Trennsprengungen vorgenommen werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandseg­ ment (19) an das Bodenfundament (2) angrenzt.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß Schwä­ chungs- oder/und Trennsprengungen im wesentlichen gleichmäßig verteilt über das Wandsegment (19) erfolgen.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Schwächungs- oder/und Trennsprengungen in unterschiedlichen Höhen an vertikalen Trägerteilen (6) der Behälterwand (3) vorgenommen werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich radial erstreckende Trägerteile (8) der Dachabdeckung (4) auf der Behälterinnenseite unmittelbar vor Verbindungsstellen dieser Trägerteile mit der Behälterwand (3) durchtrennt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 4 und ggf. nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Blechaußenhaut (10) der Dachabdeckung (4) im Rahmen der Vorschwächung entlang einer geschlossenen, in der Draufsicht auf dem Behälter etwa entlang dem Innenumfang des Behälters verlaufenden Linie (25) durchtrennt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterwand (3) geschwächt wird, um eine Abplattung beim seitli­ chen Aufschlagen des Behälters zu begünstigen.