-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Abbruchverfahren für ein Gebäude mit
mehreren Stockwerken, das aus einer Konstruktion von Trägermauern,
die im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und häufig Schalen
genannt werden, sowie aus einer Konstruktion von Platten besteht,
die die Stockwerke bilden, wobei die Platten im Wesentlichen parallel
zueinander und im Wesentlichen senkrecht zu den Trägermauern
verlaufen.
-
Zum
Abbruch baufälliger
Gebäude
oder beliebiger anderer Bauwerke, die zum Beispiel aus Stahlbeton
hergestellt sind, wird im Allgemeinen eine der folgenden Lösungen insbesondere
in Abhängigkeit
von der Höhe
des Gebäudes,
seiner Umgebung, den Kosten und der Frist für den Abbruchvorgang verwendet:
- – Die
Kugellösung,
die älteste
Lösung,
die in der Zerschlagung der Mauern und der Platten unter der Einwirkung
einer massiven Kugel besteht, die wiederholt gegen das Gebäude geschleudert wird,
wobei die Kugel am Ende des Armes eines mechanischen Gerätes oder
eines Krans aufgehängt
ist,
- – die
mechanische klassische Lösung:
Abtragung mit Hilfe eines Hydraulikbaustellengerätes mit einem Arm, der ungefähr 30 Meter
erreichen kann sowie mit einer Schaufel, die auf Gebäude mit
einer Höhe
von ungefähr
maximal 8 bis 10 Stockwerken begrenzt ist,
- – die
Lösung
des Abbruchs durch Sprengen, die in der Positionierung explosiver
Ladungen an zuvor festgelegten Stellen besteht, um den Einsturz des
gesamten Gebäudes
herbeizuführen.
-
Die
letztere schnelle und wirksame Lösung ist
sehr kostspielig, da zu den Selbstkosten für die Sprengstoffe und deren
Positionierung externe Kosten für
die Markierung und die Räumung
einer Sicherheitszone rund um das Gebäude, zum Beispiel in einem
Radius von 300 Metern hinzukommen. Diese externen Kosten umfassen
alle Verwaltungsschritte und die Bereitstellung von Sicherheitskräften zur Evakuierung
von Wohnungen, Unterbrechung des Verkehrs am Boden und in der Luft
usw. Die mit der Anwendung dieses Verfahrens für ein mitten im Zentrum einer
Stadt gelegenes Gebäude
in Zusammenhang stehenden Schwierigkeiten sind leicht vorstellbar.
Es ist bekannt, dass diese Lösung
des Abbruchs durch Sprengen erst bei Gebäuden ab einer Höhe von ungefähr 16 Stockwerken
rentabel ist. Außerdem beinhaltet
dieses Verfahren für
die Bediener bei der Positionierung der Sprengstoffe angesichts
der Tatsache, dass sie die Absteifungen und die Windverstrebungen
der Trägermauern
entfernen müssen, und
dadurch die Trägermauern
und damit das mechanische Verhalten des Gebäu des unsicher machen, das unter
dem Einfluss eines Erdstoßes schnell
einstürzen
kann, gewisse Risiken.
-
Eine
weitere, in der Veröffentlichung WO-A-98/45551
beschriebene Lösung
besteht in der Verwendung eines Schubzylinders, der in einer Öffnung angeordnet
ist, die in eine Platte eines bestimmten Stockwerkes eingearbeitet
ist, praktisch parallel zu dieser Platte und senkrecht zu den Trägermauern.
Die hinter dem Zylinder angeordneten Zimmer werden abgesteift, so
dass sie eine Windverstrebung ausbilden. Durch die Druckbeaufschlagung
des Zylinders werden die Trägermauern
nach vorne geschoben und der Einsturz der Platten und der Trägermauern
der oberen Stockwerke ausgelöst.
Dieses Verfahren bringt den Vorteil mit sich, dass es relativ schnell,
gefahrlos für
die Bediener und für
den benachbarten Umkreis ist. Trotzdem ist es für den Abbruch von Gebäuden mit
mehr als 15 oder 16 Stockwerken ungeeignet. Die hinter dem Zylinder
abgesteiften Zimmer bleiben nach dem Einsturz der von den Zylindern
geschobenen Platten und Mauern aufrecht und bilden dann einen von
den Bedienern schwer beherrschbare, unstabile Spitze aus. Ab Überschreitung
einer bestimmten Höhe
ist diese Spitze zu gefährlich.
-
Es
musste somit ein anderes Abbruchverfahren gefunden werden, welches
diesen Nachteil nicht aufweist.
-
Das
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, diesem Mangel und
den oben erwähnten
Unannehmlichkeiten abzuhelfen, indem ein Verfahren und eine Abbruch vorrichtung
vorgeschlagen werden, die für
alle Arten von Gebäuden
ohne Höhenbegrenzung
geeignet sind. Hierbei handelt es sich selbstverständlich um
ein Verfahren ohne Anwendung von Sprengstoffen, welches einen Abbruch
ermöglicht, der
nicht die Grundfläche
des Gebäudes
am Boden überschreitet,
und deren Verwendungskosten deutlich unter denjenigen der Sprengung
liegen, da es weder notwendig ist, eine Evakuierung einer Sicherheitszone
vorzusehen, noch den Verkehr zu unterbrechen, und deren Ausführungsdauer
relativ schnell ist. Außerdem
ist dieses Verfahren deshalb ungefährlich für die Bediener, weil es nicht
notwendig ist, die Konstruktion des Gebäudes zu schwächen. Weiterhin
kann es mittels einer Sicherheitsvorrichtung durchgeführt werden,
welche die Wiederherstellung des Gebäudes im Falle einer technischen
Störung vor
der Abbruch-Endphase ermöglicht.
-
Zu
diesem Zweck betrifft die vorliegende Erfindung ein Abbruchverfahren,
wie es im Oberbegriff festgelegt ist, welches darin besteht, das
Gebäude von
oben nach unten wie ein Kartenhaus abzubrechen, und welches die
folgenden Stufen umfasst:
- – Auf zwei parallel zueinander
verlaufenden Trägermauern
in einem festgelegten Stockwerk des Gebäudes jeweils die Positionierung
einer Folge von Umlenkrollen mittels einer Befestigungsvorrichtung,
wobei die Rollen praktisch in regelmäßigen Abständen auf mindestens einem Teil
der Länge
der Mauern gegeneinander versetzt angeordnet sind,
- – Positionierung
eines Flaschenzugseiles zwischen den Rollen, wobei eines der äußersten
Enden des Seiles starr an einer der Trägermauern befestigt ist, das
Seil von einer Rolle einer Mauer zu einer Rolle der anderen Mauer
im Zickzack verläuft
und das andere äußerste Ende
des Kabels starr an einer Zugwinde befestigt ist, so dass das Flaschenzugseil
auf diese Weise in so viele Stränge
wie Umlenkrollen aufgeteilt ist, und
- – Fernsteuerung
der Drehung der Winde, die in der Lage ist, an dem Flaschenzugseil
zu ziehen, welches die Zugkraft so an die Stränge und Umlenkrollen weitergibt,
dass die Trägermauern
in einer festgelegten Richtung zum Einsturz gebracht werden, wodurch
der Einsturz der Platten und der Mauern der oberen Stockwerke auf
diejenigen der unteren Stockwerke ausgelöst wird, die unter der Einwirkung
des Gewichtes der oberen Stockwerke einstürzen.
-
Vorzugsweise
wird die Anzahl der Stränge und
der zu installierenden Umlenkrollen in Abhängigkeit von einem Multiplikationskoeffizienten
der gewünschten
Zugkraft festgelegt, die zum Abbruch der Trägermauern erreicht werden soll.
-
Gemäß der Ausgestaltung
des Gebäudes werden Öffnungen
in die Trägermauern
gebohrt, die zwischen den zwei die Umlenkrollen tragenden Trägermauern
angeordnet sind, wobei die Öffnungen
so angeordnet sind, dass sie den Durchgang der Stränge des
Flaschenzugseiles ermöglichen.
-
Vorzugsweise
wird eine Folge von Umlenkrollen in dem oberen Teil einer der Trägermauern
und die andere Folge von Umlenkrollen in dem unteren Teil der anderen
Trägermauer
angeordnet, wobei durch diese Anordnung die Einsturzrichtung der Mauern
festgelegt wird.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform werden
in dem festgelegten Stockwerk des Gebäudes mindestens zwei einander
gegenüberliegend
angeordnete Sicherheitszylinder positioniert, die zwei Windverstrebungen
in zwei aneinandergrenzenden Zimmern ausbilden, die durch mindestens
eine dazwischenliegende Trägermauer
getrennt sind, wobei sich der in die Einsturzrichtung der Mauern
ausgerichtete Zylinder in eingefahrener Position und der gegen die
Einsturzrichtung der Mauern ausgerichtete Zylinder in der ausgefahrenen
Position befindet.
-
In
der Abbruchphase werden die Zylinder gleichzeitig betätigt, damit
sie ihren Zustand so ändern,
dass sie eine die Zugkraft ergänzende
Schubkraft induzieren.
-
Die
Zylinder werden im Falle einer technischen Störung gleichzeitig so betätigt, dass
sie in ihren Ausgangszustand zurückkehren
und eine der Zugkraft entgegengesetzte Schubkraft induzieren.
-
Die
vorliegende Erfindung und ihre Vorteile werden besser verständlich durch
die nachfolgende Beschreibung eines nichtbegrenzenden Beispiels
einer Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen, wobei:
-
1 eine
schematische Darstellung eines abzubrechenden Gebäudes mit
der Positionierung der Abbruchvorrichtung gemäß der Erfindung ist,
-
2 eine
Detaildraufsicht A von 1 ist, welche die Trägermauern
und die Anordnung des Flaschenzugseiles zwischen diesen Mauern darstellt,
-
3 eine
Detailansicht einer Befestigungsvorrichtung einer Umlenkrolle ist,
und
-
4A und 4B vergrößerte Ansichten der
Details B und C von 1 sind, welche die die Windverstrebungen
ausbildenden Sicherheitszylinder darstellen.
-
Unter
Bezugnahme auf 1 besteht das abzubrechende
Gebäude 1 aus
einer Einheit von Trägermauern 2,
die häufig
Schalen genannt werden, und aus einer Einheit von Platten 3,
welche die auf 1 vom Erdgeschoss bis zum 17.
Stockwerk durchnummerierten Stockwerke festlegen. Die Trägermauern 2 und
die Platten 3 bilden schematisch ein Flächenraster von Zimmern 4 aus.
Das Abbruchverfahren gemäß der Erfindung
besteht in dem Abbruch des Gebäudes
durch Einstürzen
von oben nach unten, indem auf ein ausgewähltes Stockwerk, zum Beispiel
im letzten Drittel des Gebäudes,
und genauer ausgedrückt
in dem veranschaulichten Beispiel im 13. Stockwerk, eine diagonal
ausgerichtete Zugkraft zwischen den zwei parallel zueinander verlaufenden
Trägermauern
ausgeübt
wird, was einen Abbruch dieser zwei Trägermauern in der Richtung von
Pfeil F als Wirkung mit sich bringt, wodurch der Einsturz der anderen
Trägermauern
und Platten der darüberliegenden
Stockwerke herbeigeführt
wird, die aufeinander fallen und durch ihr Gewicht den Einsturz
der darunterliegenden Stockwerke herbeiführen. Dieser Abbruchvorgang
reicht zum Abbruch des Gebäudes
in einem einzigen Vorgang aus. Die am Ende möglicherweise übrigbleibenden
Teile werden dann mit der Hydraulikschaufel abgetragen.
-
Es
ist leicht verständlich,
dass das mit dem Abbruch eines Kartenhauses gleichzusetzende Abbruchverfahren
den Abbruch eines Gebäudes
von oben nach unten ermöglicht,
ohne von der Gebäudeachse
wesentlich abzuweichen, praktisch ohne die Grundfläche des
Gebäudes
am Boden zu verlassen. Eine minimale Sicherheitszone von ungefähr 3 Metern
um den Standort herum genügt.
-
Ebenfalls
unter Bezugnahme auf 2 umfasst das Abbruchverfahren
die folgenden Stufen:
- – Auf zwei parallel zueinander
verlaufenden Trägermauern 2 in
einem festgelegten Stockwerk des Gebäudes jeweils die Positionierung
einer Folge von Um lenkrollen 5 mittels einer Befestigungsvorrichtung 6,
wobei die Rollen praktisch in regelmäßigen Abständen auf mindestens einem Teil
der Länge
der Mauern gegeneinander versetzt angeordnet sind,
- – Positionierung
eines Flaschenzugseiles 7 zwischen den Rollen 5,
wobei eines 7a der äußersten Enden
des Seiles starr an einer der Trägermauern 2 befestigt
ist, das Seil von einer Rolle einer Mauer zu einer Rolle der anderen
Mauer im Zickzack verläuft
und das andere äußerste Ende 7b des Kabels
starr an einer Zugwinde 8 befestigt ist, so dass das Flaschenzugseil
auf diese Weise in so viele Stränge 7c wie
Umlenkrollen 5 aufgeteilt ist, und
- – Fernsteuerung
der Drehung der Winde 8, die in der Lage ist, an dem Flaschenzugseil 7 zu
ziehen, welches die Zugkraft so an die Stränge 7c und Umlenkrollen 5 weitergibt,
dass die zwei Trägermauern 2 in
der Richtung von Pfeil F zum Einsturz gebracht werden, wodurch der
Einsturz der Platten 3 und der Mauern 2 der oberen
Stockwerke auf diejenigen der unteren Stockwerke ausgelöst wird,
die unter der Einwirkung des Gewichtes der oberen Stockwerke einstürzen.
-
Die
Anzahl der Stränge 7c und
der zu installierenden Umlenkrollen 5 wird in Abhängigkeit
von einem Multiplikationskoeffizienten der gewünschten Zugkraft festgelegt,
die zum Abbruch der die Rollen tragenden Trägermauern 2 erreicht
werden soll. Dieser Koeffizient ist bekannterweise proportional
zu der Anzahl der Stränge.
Dadurch wird es zum Beispiel ermöglicht,
mit einer Winde mit 30 Tonnen Zugkraft auf die Umlenkrollen 5 eine
Zugkraft von 300 Tonnen auszuüben.
Die zum Abbruch der Trägermauern
notwendige Zugkraft kann durch Berechnung festgelegt oder einfach
sehr groß eingeschätzt werden.
-
Die
Ausrüstung
zur Durchführung
des Verfahrens weist eine festgelegte Anzahl von Umlenkrollen 5,
ebenso viele Befestigungsvorrichtungen 6, ein Flaschenzugseil 7 und
eine auf dem Boden am Fuß des
Gebäudes 1 angeordnete
Zugwinde 8 auf. Eine Rückholrolle 9 ist
vorgesehen, um das Flaschenzugseil 7 praktisch im rechten
Winkel umzuleiten. Die Winde 8 kann überall um das Gebäude herum
in einem Umkreis von 360° im
Verhältnis
zu der ersten Umlenkrolle 5 positioniert werden, wobei
die Zugkraft gleich bleibt.
-
Die
Umlenkrollen 5 sind auf zwei parallel zueinander verlaufenden
Trägermauern 2 mittels
Befestigungsvorrichtungen 6 gegeneinander versetzt angeordnet
und auf die gesamte, oder einen Teil der Länge der Mauern verteilt. Um
den Abbruch der Trägermauern
in der Richtung des Pfeils F zu fördern, ist eine Folge von Umlenkrollen
in dem unteren Teil der anderen Mauer (siehe 1) so angeordnet,
dass die Zugkräfte
diagonal ausgerichtet werden. Das Flaschenzugseil 7 verläuft im Zickzack
von einer Rolle zur anderen und von einer Mauer zur anderen. Es
ist an einem seiner äußersten
Enden 7a an einer der Trägermauern, und an dem anderen äußersten
Ende 7b an der Zugwinde 8 befestigt. In 2 sind
die Trägermauern 2,
auf welchen die Rollen 5 befestigt sind, durch eine dritte
Zwischenträgermauer 2 getrennt. Diese
letztere wird von dem Flaschenzugseil 7 durch in diese
Mauer eingearbeitete Öffnungen
ganz und gar durchquert. Es können
je nach der Ausgestaltung des Gebäudes keine oder mehrere Zwischenmauern zwischen
den Trägermauern 2 vorgesehen
sein.
-
Unter
Bezugnahme auf 3 weist jede Befestigungsvorrichtung 6 mindestens
ein durch zwei Schleifen 62, 63 abgeschlossenes
Befestigungskabel 61 auf, wobei das Kabel in einem die
Trägermauer 2 eingearbeiteten
Durchgangsloch 64 untergebracht ist, wobei ein Metallrohr 65 in
eine erste Schleife 62 eingefädelt ist, und das Kabel 61 hinter der
Mauer 2 blockiert, wobei die andere Schleife 63 die
zum Beispiel in einem Bügel 66 angebrachte
Umlenkrolle 5 trägt.
Die Befestigungsvorrichtung 6 ist rudimentär konzipiert,
weist jedoch den Vorteil auf, dass sie sehr effektiv, preiswert
und leicht montierbar ist. Das Durchgangsloch 64 ist vorzugsweise,
jedoch nicht zwingend, in einem zwischen der Trägermauer 2 und einer
Platte 3 ausgebildeten Winkel angeordnet. Selbstverständlich können andere
Befestigungsvorrichtungen verwendet werden.
-
Wenn
sich die Flaschenzugvorrichtung an ihrem Platz befindet, kann der
Abbruchvorgang ausgeführt
werden. Die Zugwinde 8 wird mittels einer Fernsteuerung
gestartet.
-
Die
durch die Winde 8 auf das Flaschenzugseil 7 ausgeübte Zugkraft
wird mit einem Multiplikationskoeffizienten auf die Umlenkrollen 5 übertragen, welche
die zwei Trägermauern 2 so
lange in die Diagonale ziehen, bis die Mauer, welche die Rollen
in ihrem oberen Teil trägt,
auf die Platte 3 des betroffenen Stockwerkes zu der anderen
Mauer hin in Richtung des Pfeils F einstürzt. Gleichzeitig fallen die
Platten und die Mauern der darüber
liegenden Stockwerke auf dieses Stockwerk, wobei diese durch ihr
Gewicht den Einsturz der Mauern und der Platten der darunter liegenden
Stockwerke herbeiführen.
-
Bei
Bedarf und gemäß der Ausgestaltung des
Gebäudes
können
mehrere Flaschenzugvorrichtungen im Inneren des Gebäudes angeordnet
werden, wobei diese Vorrichtungen gleichzeitig bedient werden können.
-
Diese
Abbruchausrüstung
wird vorteilhafterweise durch eine Sicherheitsvorrichtung vervollständigt, welche
die Wiederherstellung der Stabilität des Gebäudes im Falle einer festgestellten
technischen Störung
beim Start des Abbruchvorgangs ermöglicht. Unter Bezugnahme auf 4A und 4B weist diese
Sicherheitsvorrichtung mindestens zwei Sicherheitszylinder 11, 12 auf,
die angeordnet sind, um Windverstrebungen in zwei aneinandergrenzenden Zimmern 4 auszubilden,
die auf demselben Stockwerk angeordnet, und durch mindestens eine
Zwischenträgermauer 2 getrennt
sind. Der in der durch den Pfeil F dargestellten Einsturzrichtung
ausgerichtete Zylinder 11 befindet sich in einer eingefahrenen Posi tion
und der gegen die Einsturzrichtung der Mauern gemäß Pfeil
F ausgerichtete Zylinder 12 befindet sich in einer ausgefahrenen
Position. Es können
gemäß der Ausgestaltung
des Gebäudes
selbstverständlich
mehrere Sicherheitszylinder 11, 12 vorgesehen
sein. In gleicher Weise sind die oben genannten Standorte nicht
begrenzend. Die Zylinder 11, 12 sind wie die Zugwinde 8 ferngesteuert.
-
Jeder
Sicherheitszylinder 11, 12 besteht aus einem einfachwirkenden,
zum Beispiel Hydraulik- oder Pneumatikzylinder, der in einer Diagonale
des Zimmers 4 angeordnet ist und sich in den durch Metallwinkeleisen 13 verstärkten entsprechenden
Winkeln des Zimmers abstützt.
Der Hub der Sicherheitszylinder 11, 12 beträgt zum Beispiel
50 cm. Jeder Sicherheitszylinder 11, 12 weist
einen Körper 110, 120, der
an ein rundes Metallelement 14 geschweißt ist, welches in einem der
Winkeleisen 13 gelagert ist, sowie eine Stange 111, 121 auf,
die mit einem länglichen
Stützbauteil 15, 15' verbunden ist,
welches an ein rundes Metallelement 14 geschweißt ist,
welches in dem anderen Winkeleisen 13 gelagert ist. Der
Zylinder 12 weist außerdem
ein zwischen seiner Stange 121 und seinem Stützbauteil 15 angeordnetes
Schutzelement 16 auf, welches zum Schutz des Zylinders angeordnet
ist.
-
In
der Abbruchphase sind die Zylinder 11 und 12 angeordnet,
um eine die Zugkraft der Flaschenzugvorrichtung ergänzende Schubkraft
zu induzieren. Zu diesem Zweck wird der Zylinder 11 versorgt, der
sich in einer eingefahrenen Anfangsposition befindet, so dass er
seine Stange 111 ausfährt
und das längliche
Stützbauteil 15 in
den Winkel schiebt, in dem es sich abstützt, wobei er eine Kraftkomponente in
der Einsturzrichtung der Mauern entsprechend dem Pfeil F erzeugt.
Gleichzeitig wird die Versorgung des Zylinders 2, der sich
in einer ausgefahrenen Anfangsposition befindet, unterbrochen, wodurch
das Einfahren seiner Stange 121 und das Zurückziehen des
länglichen
Stützbauteils 15' und des Schutzelementes 16 veranlasst
wird, so dass die Windverstrebung in dem Zimmer 4 beseitigt
wird, wodurch es der Mauer 2 und der Platte 3 ermöglicht wird,
sich in der Einsturzrichtung entsprechend dem Pfeil F zu verlagern.
-
Im
Falle einer technischen Störung
in der Startphase des Abbruchvorgangs kann der Bediener die Zugwinde 8 sofort
anhalten und die Sicherheitszylinder 11 und 12 in
ihre Anfangsposition, d. h. den Zylinder 11 in die eingefahrene
Position, und den Zylinder 12 in die ausgefahrene Position
zurückverfahren,
um die Windverstrebungen wiederherzustellen, welche die Konstruktion
des Gebäudes
sichern und stabilisieren. Dank dieser Sicherheitsvorrichtung können ohne
Gefahr für
die Bediener noch Eingriffe im Inneren des Gebäudes unternommen werden.
-
Die
oben beschriebenen Windverstrebungen können auch aus anderen Werkstoffen,
zum Beispiel aus Teleskoparmen bestehen, wobei das Wesentliche darin
besteht, dass sie bei einer Störung,
und vor dem Abbruch fern gesteuert wieder in ihre Anfangsposition
verfahren werden können.
-
Die
obige Beschreibung zeigt klar, dass die Erfindung die festgelegten
Aufgaben löst.
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel
begrenzt, sondern erstreckt sich auf jede für Fachleute auf diesem Gebiet
offensichtliche Abänderung
und Variante, ohne jedoch aus dem Rahmen der Ansprüche herauszufallen.