EP0103706B1 - Verbaukorb zum Verbau eines Kanalgrabens - Google Patents
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
- E02D17/06—Foundation trenches ditches or narrow shafts
- E02D17/08—Bordering or stiffening the sides of ditches trenches or narrow shafts for foundations
- E02D17/086—Travelling trench shores
Definitions
- the invention relates to a shoring basket that can be lowered into the floor for the continuously progressing shoring of a sewer trench for the installation of conduit pipes, formed from two mutually spaced support walls, which are formed from stackable formwork walls, and arranged on the rear end face of the shoring basket the soil filled in there via horizontally acting hydraulic cylinders mounted on top of one another.
- the pressurized soil rises along the sliding surface (sliding curve) of the passive earth pressure (final resistance) and takes the sheeting cage upwards . All in all, when the shoring cage is pushed forward, there is always a torque acting about an axis arranged transversely to the shoring cage, which lowers the shoring at the front and raises it at the rear.
- the vertical fins can only be used with soil that can be cut, but not when the soil is interspersed with larger boulders or with rock and are only slightly effective.
- the undercarriages take up a lot of space, especially in the excavator area; in addition, they require a well-supported base, which is not always available, and significantly hinder the excavation work.
- An undercarriage arranged on the surface of the earth is also a hindrance to the excavation and transport work. Such a supporting undercarriage cannot be used in many cases at all, since such shoring baskets are used precisely where there is little space due to construction.
- the pressure shields can only be used partially for advancing the sheeting cage.
- support structures may have to be drawn into the ground in order to be able to use the pressure of the hydraulic cylinders on the shields so that the sheeting cage can be pushed forward at all.
- the invention has set itself the task of specifying a construction that counteracts the torque mentioned, that is to say keeps the sheeting cage at the same height and also allows displacement of the sheeting cage when the force is exerted on the rear Shields acting hydraulic cylinder can not be used.
- This is achieved according to the invention by double-acting hydraulic cylinders arranged on the seating surfaces of the stacked formwork walls, acting approximately in the longitudinal direction of the formwork walls, on the one hand with the upper and on the other hand with the lower formwork wall.
- the stacked formwork walls form a rigid unit, but these stacked formwork walls can be mutually displaced in the longitudinal direction by the action of the double-acting hydraulic cylinders arranged on the seat surfaces .
- This has the advantage that, if the force of the hydraulic cylinders acting on the pressure shields cannot be used, the individual formwork wall surfaces can be pushed forward one after the other by means of these cylinders, whereby the entire shoring cage also moves forward, but also, due to the special arrangement of the hydraulic cylinders, that the formwork wall surfaces can be corrected for each other.
- the hydraulic cylinders inserted between the formwork walls should cancel this torque when the shoring cage is pushed forward.
- This can be done by first pushing the upper formwork wall with the participation of Schild-Hydraulik or without this participation, solely by the force of the hydraulic cylinders arranged between the formwork wall surfaces, these hydraulic cylinders due to their somewhat oblique arrangement or by mutual guides between the two formwork wall surfaces in addition to the longitudinal force also have an upward force.
- the upper formwork walls are thereby advanced at the same level and then, by the same hydraulic cylinders, the lower formwork wall is also retightened at the same level.
- the arrangement of the hydraulic cylinders should be such that the front cylinder in the advancing direction is articulated at the front on the upper formwork wall.
- two or more hydraulic cylinders can be arranged one behind the other, whereby a hydraulic cylinder can also be articulated in the advancing direction at the front on the lower formwork wall, so that - in exceptional cases - the lower formwork wall can also be pressed down.
- This construction means that the hydraulic cylinders arranged on the seating surfaces of the stacked formwork walls no longer act on the upper boundary of the lower formwork wall, but on the attachment point of the sliding bearing, which is expediently chosen to be as deep as possible, in any case below half the height of the lower formwork wall . It is thereby avoided that a downward force is exerted on the lower formwork wall by these hydraulic cylinders, which is caused by the fact that the lower formwork wall is braked overall by the soil, but the feed force acts on the upper side of the lower formwork wall and thus a Rotational movement is initiated, which pushes the front of the formwork wall down or the back of this formwork wall up.
- a guide 13 Attached to the front edge 12 of the sheeting cage is a guide 13, which can be adjusted in its angular position around a pivot point 14, as shown in dashed lines.
- the same guide 31, but without adjustability, is attached to the rear of the shoring cage and prevents the formwork wall 2 from lifting off.
- the excavator region 15 is shown in dash-dotted lines on the front edge 12 of the shoring cage, and the sliding curve 16 of the passive earth pressure is also shown in dash-dotted lines on the back of the shoring cage.
- FIG. 2 shows the guide 13, which consists of a guide rail 17 and a guide block 18.
- the guide block 18 is connected to the lower formwork wall 1 via a removable bolt 19 and a bearing block 20.
- the guide rail 17, however, is adjustably attached to the upper formwork wall 2 in its angular position.
- the guide block 18 slides in the guide rail 17, so that the upper formwork wall 2 moves relative to the lower formwork wall 1, depending on the position of the guide 13.
- the lower formwork wall 1 is also drawn, again either only by the hydraulic cylinder 3 or with the assistance of the hydraulic cylinder 7, so that the uniform formwork wall shown is again obtained.
- the required angular position of the guide 13 can be set.
- FIG. 3 finally shows the construction in which a hydraulic cylinder 27 arranged on the lower flange of the formwork wall 2 on a pendulum lever 21 acts.
- This pendulum lever 21 is articulated with its pendulum bearing 22 on the lower flange 23 of the upper formwork wall 2. With its free end, the pendulum lever 21 engages in a sliding bearing 24, which is formed from two support roller bearings 25, 26 resting on the pendulum lever 21 on both sides.
- the hydraulic cylinder 27 is articulated on the pendulum lever 21 (28); on the other hand, the hydraulic cylinder 27 is pivotally attached to the lower flange 23 of the upper formwork wall 2.
- the hydraulic cylinder 27 presses the pendulum lever 21 in the direction of the front of this lower formwork wall 1, so that the pendulum lever 21 articulated on the upper formwork wall 2 moves the lower formwork wall 1 forward via the sliding bearing 24.
- the fact that the force of the hydraulic cylinder 27 acts on the lower formwork wall 1 below half the height of the lower formwork wall 1 via the pendulum lever 21 creates a torque which tends to lead the front of this lower formwork wall 1 upwards.
- the upper formwork wall 2 can also be advanced via the double-acting hydraulic cylinder 27.
- the shields 5, 6, which can also be moved via hydraulic cylinders.
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Description
- Die Erfindung betrifft einen in den Boden absenkbaren Verbaukorb zum kontinuierlich fortschreitenden Verbau eines Kanalgrabens zum Einbau von Leitungsrohren, gebildet aus zwei gegenseitig im Abstand der gewünschten Grabenbreite gehaltenen Stützwänden, die aus aufeinandersetzbaren Schalungswänden gebildet sind, sowie an der hinteren Stirnseite des Verbaukorbes angeordneten, auf das dort eingefüllte Erdreich über stufenförmig übereinander angebrachte Schilde horizontal einwirkenden, hydraulischen Zylindern.
- Bei der bekannten Ausführung eines solchen Verbaukorbes (DE-PS 2 135 577) werden die einzelnen, aufeinandergesetzten Schalungswände nach dem Einfahren des Verbaukorbes in den Kanalgraben miteinander verbunden, so dass sie jeweils eine linke beziehungsweise rechte Schalungseinheit bilden. Zwischen diesen beiden, gegenseitig vesteiften Schalungswänden, werden die Leitungsrohre verlegt und wird, in Fortschreitrichtung an der Vorderseite des Verbaukorbs, ausgebaggert. Ist weit genug ausgebaggert, wird der gesamte Verbaukorb durch die Kraft der auf die an dessen Rückseite angeordneten Schilde einwirkenden Hydraulikzylinder nach vorne verschoben, so dass ein neues Arbeitsspiel beginnen kann. Gleichzeitig wird das hinter den Schildern zuvor eingefüllte Erdreich verdichtet.
- Beim Betrieb des bekannten Verbaukorbes, wie auch bei Geräten ähnlicher Art, hat es sich gezeigt, dass sehr aufwendige Vorrichtungen notwendig sind, um ein Absinken des Gerätevorderteils zu verhindern. Dieses Absinken wird, abgesehen vom Eigengewicht des Gerätes, dadurch hervorgerufen, dass einmal den Möglichkeiten eines hydraulischen Baggers folgend, an der unteren Vorderkante des Verbaukorbes mehr und dichteres Material stehen bleibt, so dass der Verbaukorb an seiner unteren Vorderkante mehr gehemmt ist als an seiner oberen Vorderkante, wie auch dadurch, dass die Vorschubkräfte über die höher und stufenförmig übereinander angeordneten Schilde ein Drehmoment ausüben, das ebenfalls bestrebt ist, die Vorderseite des Verbaukorbs nach unten zu drücken. Werden die erforderlichen Vorschubkräfte grösser als der Erdwiderstand des als Widerlager dienenden eingefüllten Materials (bei grösseren Tiefen und hohen Schneidwiderständen), steigt das unter Druck stehende Erdreich entlang der Gleitfläche (Gleitkurve) des passiven Erddrucks (Endwiderstandes) auf und nimmt dabei den Verbaukorb nach oben mit. Insgesamt gesehen ergibt sich somit beim Vorschieben des Verbaukorbes stets ein um eine quer zum Verbaukorb angeordnete Achse wirkendes Drehmoment, das den Verbau vorne absenkt und hinten anhebt.
- Die Massnahmen, die hiergegen getroffen werden, reichen von an der Vorderkante angebrachten, in das Erdreich einschneidenden Höhenflossen bis zu Stützfahrwerken, die entweder auf dem Untergrund des Kanalgrabens oder auf der Erdoberfläche laufen. Die Höhenflossen können nur bei schneidfähigem Erdreich eingesetzt werden, nicht jedoch wenn das Erdreich mit grösseren Gesteinsbrocken oder mit Felsgestein durchsetzt ist und sind nur wenig wirksam. Die Fahrwerke nehmen, gerade im Baggerbereich, sehr viel Raum ein; ausserdem benötigen sie einen gut tragfähigen Untergrung, der nicht immer vorhanden ist und behindern die Baggerarbeiten erheblich. Eine Behinderung für die Bagger- und Transportarbeiten stellt auch ein auf der Erdoberfläche angeordnetes Fahrwerk dar. Ein derartiges Stützfahrwerk kann auch in vielen Fällen überhaupt nicht eingesetzt werden, da derartige Verbaukörbe ja gerade dort eingesetzt werden, wo durch Bebauung bedingt wenig Platz vorhanden ist.
- Nachteilig macht es sich auch bemerkbar, wenn, beispielsweise durch kreuzende Versorgungsleitungen, Schächte oder dergleichen die Druckschilde nur teilweise zum Vorschieben des Verbaukorbs eingesetzt werden können. In diesen Fällen müssen unter Umständen Stützkonstruktionen in das Erdreich eingezogen werden, um doch den Druck der Hydraulikzylinder auf die Schilde ausnutzen zu können, damit der Verbaukorb überhaupt vorgeschoben werden kann.
- Um diesen Nachteilen zu begegnen, hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Konstruktion anzugeben, die dem angeführten Drehmoment entgegenwirkt, also den Verbaukorb auf gleicher Höhe hält und die zudem auch dann noch ein Verschieben des Verbaukorbes zulässt, wenn die Kraft der auf die rückseitigen Schilde einwirkenden Hydraulikzylinder nicht einsetzbar ist. Erreicht wird dies nach der Erfindung durch an den Aufsitzflächen der aufeinandergesetzten Schalungswände angeordnete, etwa in Längsrichtung der Schalungswände wirkende, einerseits mit der oberen, andererseits mit der unteren Schalungswand verbundene, doppelt wirkende Hydraulikzylinder.
- Nicht mehr also wie bei der bekannten Konstruktion, beispielsweise nach der DE-PS 2 135 577, bilden die aufeinandergesetzten Schalungswände eine starre Einheit, sondern diese aufeinandergesetzten Schalungswände können gegenseitig in Längsrichtung durch die Einwirkung der an den Aufsitzflächen angeordneten, doppelt wirkenden Hydraulikzylinder, verschoben werden. Dies hat einmal den Vorteil, dass, kann die Kraft der auf die Druckschilde einwirkenden Hydraulikzylinder nicht ausgenutzt werden, die einzelnen Schalungswandflächen nacheinander mittels dieser Zylinder vorzuschieben sind, wodurch sich sukzessive auch der gesamte Verbaukorb vorbewegt, sondern auch, durch die besondere Anordnung der Hydraulikzylinder, dass eine Höhenkorrektur der Schalungswandflächen zueinander vorgenommen werden kann. Da, wie erwähnt, sich durch die verschiedenen Einwirkungen ein die Vorderkante absenkendes Drehmoment ergibt, sollen die zwischen den Schalungswänden eingefügten Hydraulikzylinder dieses Drehmoment beim Vorschieben des Verbaukorbes aufheben. Dies kann dadurch geschehen, dass zuerst die obere Schalungswand unter Mitwirkung der Schild-Hydraulik oder ohne diese Mitwirkung, allein durch die Kraft der zwischen den Schalungswandflächen angeordneten Hydraulikzylinder vorgeschoben wird, wobei diese Hydraulikzylinder durch ihre etwas schräge Anordnung beziehungsweise durch gegenseitige Führungen zwischen den beiden Schalungswandflächen neben der Längskraft auch eine nach oben gerichtete Kraft aufweisen. Die oberen Schalungswände werden dadurch niveaugleich vorgeschoben und anschliessend, durch die gleichen Hydraulikzylinder, die untere Schalungswand, ebenfalls wieder niveaugleich nachgezogen. Die Anordnung der Hydraulikzylinder sollte hierbei so sein, dass der in Fortschreitrichtung vordere Zylinder vorne an der oberen Schalungswand angelenkt ist. Selbstverständlich können zwei oder mehrere Hydraulikzylinder hintereinander angeordnet sein, wobei auch ein Hydraulikzylinder in Fortschreitrichtung vorne an der unteren Schalungswand angelenkt sein kann, um - in Ausnahmefällen - auch die untere Schalungswand nach unten drücken zu können.
- Die Praxis hat gezeigt, dass zwar in der Mehrzahl der Anwendungsfälle diese Anordnung ausreichend ist, um ein Absinken des Verbaukorbes zu vermeiden, dass jedoch unter schwierigen Bodenverhältnissen doch noch zusätzliche Stützmittel notwendig werden. Um auch unter diesen schwierigen Verhältnissen ohne weitere Manipulationen und Zusatzkonstruktionen das Absinken des Verbaukorbes zu vermeiden, wird nach der Erfindung weiterhin vorgeschlagen, dass die Hydraulikzylinder jeweils an einem Pendelhebel angelenkt sind, dessen Pendellager an der oberen Schalungswand befestigt ist und dessen freies Ende in ein an der unteren Schalungswand angeordnetes Schiebelager eingreift.
- Durch diese Konstruktion greifen die an den Aufsitzflächen der aufeinandergesetzten Schalungswände angeordneten Hydraulikzylinder nicht mehr an der oberen Begrenzung der unteren Schalungswand an, sondern an der Anbringungsstelle des Schiebelagers, die zweckmässigerweise so tief als möglich, in jedem Fall unterhalb der halben Höhe der unteren Schalungswand gewählt wird. Es wird dadurch vermieden, dass durch diese Hydraulikzylinder eine nach unten gerichtete Kraft auf die untere Schalungswand ausgeübt wird, die dadurch entsteht, dass die untere Schalungswand insgesamt durch das anliegende Erdreich gebremst wird, die Vorschubkraft jedoch an der Oberseite der unteren Schalungswand angreift und somit eine Drehbewegung eingeleitet wird, die die Vorderseite der Schalungswand nach unten beziehungsweise die Rückseite dieser Schalungswand nach oben drückt. Greift hingegen die Kraft dieses Hydraulikzylinders beziehungsweise dieser Hydraulikzylinder im unteren Bereich unterhalb der Mitte der unteren Schalungswand an, so kann sich kein derartiges Drehmoment ausbilden, sondern allenfalls ein Drehmoment, das versucht, die Vorderseite der unteren Schalungswand anzuheben beziehungsweise die Rückseite dieser Schalungswand nach unten zu drücken.
- Damit ist auch unter schwierigen Bodenverhältnissen gewährleistet, dass der Verbaukorb nicht lange absinkt, sondern niveaugleich vorgeschoben werden kann.
- Die Auswirkungen dieser Konstruktion beziehungsweise die Kraft, mit der dieses um eine querliegende Achse wirkende Drehmoment ausgeübt wird, kann beeinflusst werden sowohl durch die Anlenkstelle der Hydraulikzylinder an den Pendelhebeln, wie auch durch die Anordnung des Schiebelagers an der unteren Schalungswand. Selbstverständlich können auch mehrere derartige Hydraulikzylinder hintereinander angeordnet werden und es können auch zwei oder mehr Hydraulikzylinder gemeinsam auf einen Pendelhebel einwirken.
- Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Verbaukorbes nach der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigen:
- Fig. 1 eine Seitenansicht auf zwei übereinander angeordnet Schalungswände ,
- Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Führung und
- Fig. 3 die Ansicht mit einem Pendelhebel.
- Bei der Vorderkante 12 des Verbaukorbs angebracht ist eine Führung 13, die in ihrer Winkellage um einen Schwenkpunkt 14 herum, wie dies gestrichelt dargestellt ist, einstellbar ist. Eine gleiche Führung 31, jedoch ohne Verstellbarkeit, ist an der Rückseite des Verbaukorbs angebracht und verhindert das Abheben der Schalungswand 2.
- Strichpunktiert dargestellt ist an der Vorderkante 12 des Verbaukorbs der Baggerbereich 15, ebenfalls strichpunktiert an der Rückseite des Verbaukorbs ist die Gleitkurve 16 des passiven Erddrucks eingezeichnet.
- In Fig. 2 schliesslich ist die Führung 13, die aus einer Führungsschiene 17 und einem Führungskloben 18 besteht, dargestellt. Der Führungskloben 18 ist hierbei über einen herausnehmbaren Bolzen 19 und einen Lagerbock 20 mit der unteren Schalungswand 1 verbunden. Die Führungsschiene 17 hingegen ist an der oberen Schalungswand 2 in ihrer Winkellage verstellbar angebracht.
- Zum Vorschieben des Verbaukorbs drückt entweder der Hydraulikzylinder 4 die obere Schalungswand 2 allein nach vorne, oder es können auch die zwischen den Schalungswänden 1, 2 angeordneten Hydraulikzylinder 7, 8 unterstützend mitwirken. Beim Vorschieben der oberen Schalungswand 2 gleitet der Führungskloben 18 in der Führungsschiene 17, so dass sich die obere Schalungswand 2 relativ zur unteren Schalungswand 1, je nach Stellung der Führung 13 bewegt. Nach dem Vorschieben der oberen Schalungswand 2 wird auch, wiederum entweder lediglich durch den Hydraulikzylinder 3, oder unter Mitwirkung der Hydraulikzylinder 7, die untere Schalungswand 1 nachgezogen, so dass sich wieder die gezeigte einheitliche Schalungswand ergibt. Je nach den Bodenverhältnissen kann hierbei die erforderliche Winkellage der Führung 13 eingestellt werden.
- Fig. 3 schliesslich zeigt die Konstruktion, bei der ein an dem Untergurt der Schalungswand 2 angeordneter Hydraulikzylinder 27 auf einen Pendelhebel 21 einwirkt. Dieser Pendelhebel 21 ist mit seinem Pendellager 22 am Untergurt 23 der oberen Schalungswand 2 angelenkt. Mit seinem freien Ende greift der Pendelhebel 21 in ein Schiebelager 24 ein, das aus zwei beidseits am Pendelhebel 21 anliegenden Stützrollenlager 25, 26 gebildet ist. Etwa in der Mitte des Pendelhebels 21 ist der Hydraulikzylinder 27 am Pendelhebel 21 angelenkt (28); andererseits ist der Hydraulikzylinder 27 verschwenkbar am Untergurt 23 der oberen Schalungswand 2 angebracht.
- Zum Vorschieben der unteren Schalungswand 1 drückt der Hydraulikzylinder 27 den Pendelhebel 21 in Richtung auf die Vorderseite dieser unteren Schalungswand 1, so dass der an der oberen Schalungswand 2 angelenkte Pendelhebel 21 über die Schiebelagerung 24 die untere Schalungswand 1 nach vorne verschiebt. Dadurch, dass die Kraft des Hydraulikzylinders 27 über den Pendelhebel 21 unterhalb der halben Höhe der unteren Schalungswand 1 an dieser unteren Schalungswand 1 angreift, entsteht ein Drehmoment das bestrebt ist, die Vorderseite dieser unteren Schalungswand 1 nach oben zu führen.
- Nach dem Vorschieben der unteren Schalungswand 1 kann über den doppelt wirkenden Hydraulikzylinder 27 auch die obere Schalungswand 2 vorgezogen werden. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, erst die obere Schalungswand 2 vorzuschieben und sodann die untere Schalungswand 1 nachzuziehen. Das wechselseitige Vorschieben beziehungsweise Vordrücken der Schalungswände 1, 2 kann selbstverständlich auch hier wiederum durch die ebenfalls über hydraulische Zylinder verschiebbaren Schilde 5, 6 unterstützt werden.
Auf eine untere Schalungswand 1 ist längsverschiebbar eine obere Schalungswand 2 aufgesetzt. An der Rückseite der Schalungswände sind über Hydraulikzylinder 3, 4 verschiebbare Schilde 5, 6 angebracht. Zwischen den beiden Schalungswänden 1, 2 befinfen sich weitere Hydraulikzylinder 7, 8. Der in Fortschreitrichtung 9 vordere Hydraulikzylinder 7 ist vorne an der oberen Schalungswand 2 angelenkt (10); der dahinter befindliche Hydraulikzylinder 8 ist ebenfalls wie der Hydraulikzylinder 7 mit seinem Fusspunkt an der unteren Schalungswand 1 gelenkig befestigt; sein oberer Anlenkpunkt 11 an der oberen Schalungswand 2 liegt jedoch hinter seinem Fusspunkt an der unteren Schalungswand 1.
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