NO171688B

NO171688B - PROCEDURE FOR THE MANUFACTURING OF ELEVATED SHALL-CREAMED CONCRETE CONSTRUCTIONS AND INSTALLATIONS FOR IMPLEMENTING THE PROCEDURE

Info

Publication number: NO171688B
Application number: NO910317A
Authority: NO
Inventors: Kjell Arne Nyhus
Original assignee: Norwegian Contractors
Priority date: 1991-01-28
Filing date: 1991-01-28
Publication date: 1993-01-11
Also published as: NO910317L; EP0500221A1; NO910317D0; NO171688C

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for fremstilling av langstrakte, i alt vesentlig rettlinjede, armerte, skallformede betongkonstruksjoner, og anlegg for utførelse av fremgangsmåten. The invention relates to a method for the production of elongated, essentially rectilinear, reinforced, shell-shaped concrete structures, and facilities for carrying out the method.

Nærmere bestemt gjelder oppfinnelsen slike skallformede betongkonstruksjoner som finner anvendelse ved bygging av senketunneler, rørbroer og flytebroer, men også generelt hvor slike lange, skallformede, i det vesentlige horisontale betongkontruksjoner kommer til anvendelse, og hvor kravene til homogenitet, tetthet og styrke er betydelige. More specifically, the invention applies to such shell-shaped concrete structures that are used in the construction of submerged tunnels, tube bridges and floating bridges, but also generally where such long, shell-shaped, essentially horizontal concrete structures are used, and where the requirements for homogeneity, density and strength are significant.

Tradisjonelt blir slike lange, skallformede betongkonstruksjoner satt sammen av prefabrikerte elementer som blir fremstilt ved kjente fremgangsmåter, f.eks bygget flytende vertikalt med konvensjonell glideforskaling, evt. bygget i dokk eller på et anleggsområde, hvoretter elementene fraktes til byggestedet og sammenføyes. Sammenføyning foregår ved at f.eks bolter anvendes til å trekke elementene sammen, og deretter ved å spenne dem sammen med spennkabler. Traditionally, such long, shell-shaped concrete structures are assembled from prefabricated elements that are produced using known methods, e.g. built floating vertically with conventional sliding formwork, possibly built in a dock or on a construction site, after which the elements are transported to the construction site and joined together. Joining takes place by, for example, bolts being used to pull the elements together, and then by tensioning them together with tension cables.

De kjente fremgangsmåtene er anvendelige under forut-setning av at tilstrekkelig tetthet og styrke oppnås i skjøtene. Skjøten mellom elementene utgjør et svakt område når det gjelder både styrke og tetthet. Erfaringsmessig har slike skjøter en tendens til å lekke, og dermed påvirke vedlike-holdsutgiftene på en uheldig måte. Disse skjøtene må derfor betraktes som en uønsket svekkelse av konstruksjonen. The known methods are applicable provided that sufficient density and strength are achieved in the joints. The joint between the elements constitutes a weak area in terms of both strength and tightness. In terms of experience, such joints tend to leak, thus affecting the maintenance costs in an unfortunate way. These joints must therefore be regarded as an unwanted weakening of the construction.

I følge foreliggende oppfinnelse bygges slike lange, skallformede, i det vesentlige horisontale betongkonstruksjoner som en sammenhengende betongkonstruksjon uten According to the present invention, such long, shell-shaped, essentially horizontal concrete structures are built as a continuous concrete structure without

skjøter. Problemet med hensyn til tetthet i skjøter unngås, og en vesentlig styrkemessig fordel oppnås ved at konstruksjonens armering ikke er brutt samlet på bestemte steder underveis som tilfellet er ved konvensjonell utførelse ved anvendelse av deeds. The problem with regard to tightness in joints is avoided, and a significant advantage in terms of strength is achieved by the fact that the construction's reinforcement is not broken together at certain places along the way, as is the case with conventional construction using

prefabrikerte lengder, og at skjøting av spennkablene kan fordeles over konstruksjonens lengde. En annen vesentlig fordel med oppfinnelsen er at en fullstendig unngår gjennomgående (tversgående) elementer eller lignende gjennom den støpte veggen hvorved risikoen for lekkasje unngås. prefabricated lengths, and that splicing of the tension cables can be distributed over the length of the construction. Another significant advantage of the invention is that it completely avoids through (transverse) elements or the like through the molded wall, whereby the risk of leakage is avoided.

Sammenlignet med tidligere kjent teknikk oppnås ved bruk av foreliggende oppfinnelse en teknisk og økonomisk fordel-aktig løsning ved bygging av lange, skallformede, i det vesentlige horisontale betongkonstruksjoner for en rekke formål, hvorav her skal nevnes senketunneler, flytebroer, rør for føring av vann, kloakk, hydrokarboner, eller rør/renner for vanningsformål. Compared to previously known technology, the use of the present invention achieves a technically and economically advantageous solution for the construction of long, shell-shaped, essentially horizontal concrete structures for a number of purposes, of which mention should be made here of sinking tunnels, floating bridges, pipes for conducting water, sewage, hydrocarbons, or pipes/gutters for irrigation purposes.

I følge oppfinnelsen fremstilles slike betongkonstruksjoner som angitt i det vedføyde patentkrav 1. According to the invention, such concrete constructions are produced as stated in the attached patent claim 1.

Slike lange, skallformede, i det vesentlige horisontale betongkonstruksjoner fremstilles fortløpende i tilnærmet horisontal stilling og ved hjelp av et antall lengdeveis forflyttbare forskalingsmoduler hvor hver er sammensatt av minst to ytre og to indre forskalingselementer. Støpingen foregår som en kontinuerlig prosess med skrå støpefront, der fersk betong blir tilført hele tiden. Slakkarmering og rør for forspenningskabler monteres foran støpefronten. Installasjon og oppspenning av forspenningskabler foregår på kjent måte i utsparinger i veggen etter at forskalingselementene er fjernet. Nye kabellengder festes til allerede spente kabler og spennes opp. Etter oppspenning gyses kablene og utsparingene støpes igjen. Such long, shell-shaped, essentially horizontal concrete structures are produced continuously in an approximately horizontal position and with the help of a number of longitudinally movable formwork modules, each of which is composed of at least two outer and two inner formwork elements. Casting takes place as a continuous process with an inclined casting front, where fresh concrete is added all the time. Slack reinforcement and pipes for prestressing cables are mounted in front of the casting front. Installation and tensioning of pre-tensioning cables takes place in a known manner in recesses in the wall after the formwork elements have been removed. New cable lengths are attached to already tensioned cables and tensioned. After tensioning, the cables are shimmed and the recesses are cast again.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives ved hjelp av et eksempel som viser fremgangsmåten for fremstilling av en senketunnel hvor det benyttes forskalingsmoduler som alle er sammensatt av seks ytre og seks indre forskalingselementer og hvor: Fig. 1 viser i lengdesnitt en kjent sammenføyningsmetode ved bruk av prefabrikerte rørelementer. Fig. 2a viser i lengdesnitt en tunnel under utstøpning ifølge foreliggende oppfinnelse. In the following, the invention will be described with the help of an example that shows the method for producing a submersible tunnel where formwork modules are used which are all composed of six outer and six inner formwork elements and where: Fig. 1 shows in longitudinal section a known joining method using prefabricated pipe elements. Fig. 2a shows a longitudinal section of a tunnel under casting according to the present invention.

Fig. 2b viser et tverrsnitt av tunnelen. Fig. 2b shows a cross-section of the tunnel.

Fig. 2c viser plasseringen av en midlertidig støtte som anvendes ved oppstart av støpeprosessen ifølge oppfinnelsen. Fig. 3a-e er en fasetegning som viser en metode for oppbygging av tunnelens ytter- og innerforskaling inkludert arbeidsplattformer, armering etc. Fig. 3f er en detaljtegning som viser sammenkopling av spennarmeringskabler i en utsparing. Fig. 2c shows the location of a temporary support which is used at the start of the casting process according to the invention. Fig. 3a-e is a phase drawing showing a method for constructing the outer and inner formwork of the tunnel including working platforms, reinforcement etc. Fig. 3f is a detailed drawing showing the connection of tension reinforcement cables in a recess.

Tradisjonelt blir slike tunneler fremstilt av prefabrikerte elementer 1, 2, se fig. 1, som slepes til instal-lasjonsstedet, hvor de koples sammen med bolter og tettes med en gummipakning 3 som en første tetning og sammenføyning, hvoretter hulrommet 4 støpes igjen. Traditionally, such tunnels are made from prefabricated elements 1, 2, see fig. 1, which is towed to the installation site, where they are connected with bolts and sealed with a rubber gasket 3 as a first seal and joint, after which the cavity 4 is molded again.

Produksjonsanlegget ifølge oppfinnelsen omfatter som vist på figurene 2a-c og 3a-f i hovedtrekk et fundament 23, en sliskebane 24, et antall forskalingsmoduler 18 sammensatt av ytre forskalingselementer 6-11 og indre forskalingselementer 12-17, en bærebjelke 21 som oppstøttes i den ene enden på en bæreramme 20 og i den andre enden i en midlertidig støtte 28 før første modul er ferdig utstøpt, deretter innvendig i en ferdigstøpt del av betongkonstruksjonen 32. Forskalingselementene 6-17 monteres sammen ved forskalingens bakre del 33 (foran bæreramme 20) og frigjøres ved forskalingens fremre del 31 (demonteringsgrav 30). Nærmere detaljer av anlegget vil fremgå av følgende beskrivelse av utførelseseksemplet vist på figurene, hvor like tall betegner like deler på alle figurene. As shown in figures 2a-c and 3a-f, the production plant according to the invention comprises, in general terms, a foundation 23, a chute path 24, a number of formwork modules 18 composed of outer formwork elements 6-11 and inner formwork elements 12-17, a support beam 21 which is supported in one end on a support frame 20 and at the other end in a temporary support 28 before the first module has been cast, then inside a pre-cast part of the concrete structure 32. The formwork elements 6-17 are assembled together at the formwork's rear part 33 (in front of the support frame 20) and released at the formwork's front part 31 (dismantling pit 30). Further details of the system will appear from the following description of the design example shown in the figures, where equal numbers denote equal parts in all the figures.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremstilles tunnelen i det viste eksempel på følgende måte: Ytterforskalingens bunnelementer 6,7, se fig. 3a-f, With the method according to the invention, the tunnel in the example shown is produced in the following way: The bottom elements of the outer formwork 6,7, see fig. 3a-f,

monteres på fundament 23 som kan forflyttes på en sliskebane 24, og bunnen armeres (armering og rør for is mounted on a foundation 23 which can be moved on a chute 24, and the bottom is reinforced (reinforcement and pipes for

forspenningskabler). bias cables).

Innerforskalingen som består av elementene 12, 13, 14, The inner formwork which consists of the elements 12, 13, 14,

15, 16, 17, inkludert arbeidsplattformer 25, monteres til bærebjelke 21, og armeringen kompletteres. Bærebjelke 21 er i den ene enden opplagret ved bæreramme 20 og den andre enden på "sjøsiden" opplagret innvendig i ferdig støpt tunnel 32. Ved oppstart og før første modul 18 er støpt og herdet må det ved "sjøsiden" etableres en midlertidig 15, 16, 17, including work platforms 25, are assembled to support beam 21, and the reinforcement is completed. Support beam 21 is stored at one end by support frame 20 and the other end on the "sea side" is stored inside a ready-cast tunnel 32. At start-up and before the first module 18 is cast and hardened, on the "sea side" a temporary

støtte 28 for bærebjelke 21. support 28 for support beam 21.

Ytterforskalingens sideelementer 8, 9 og toppelementer 10, 11 inkludert arbeidsplattformer 25 monteres, hvorved The outer formwork's side elements 8, 9 and top elements 10, 11 including work platforms 25 are mounted, whereby

det er etablert en ferdig forskalingsmodul 18, inkludert armering, rør, oppspenningskasser etc. Inner og ytter-forskalingselementene er således satt sammen til en a finished formwork module 18 has been established, including reinforcement, pipes, tension boxes etc. The inner and outer formwork elements are thus assembled into a

forholdsvis kort, forflyttbar forskalingsmodul 18. relatively short, movable formwork module 18.

Nye forskalingsmoduler 18 bygges opp på tilsvarende måte bak første modul (mot bæreramme 20) og kobles sammen med New formwork modules 18 are built up in a similar way behind the first module (against support frame 20) and connected together with

denne til en forskalingsenhet 27. this to a formwork unit 27.

Etter at et passende antall forskalingsmoduler 18 er bygget opp, avhengig av lengden av den skrå betong-overflaten 26, vil støpingen starte ved at betong fylles og/eller pumpes gjennom luker 19 i forskalingen. -Nedre halvdel av tunnelen fylles ved hjelp av luker i innerforskalingen, og øvre halvdel fylles gjennom luker i After a suitable number of formwork modules 18 have been built up, depending on the length of the inclined concrete surface 26, casting will start by concrete being filled and/or pumped through hatches 19 in the formwork. -The lower half of the tunnel is filled using hatches in the inner formwork, and the upper half is filled through hatches in

ytterforskalingen som deretter lukkes igjen. the outer formwork which is then closed again.

Etter hvert som støpingen fortsetter, bygges nye As casting continues, new ones are built

forskalingsmoduler 18 opp bak den siste påbegynte. formwork modules 18 up behind the last started.

Når passende lengde er ferdigstøpt, trekkes hele . When the appropriate length has been cast, the entire .

forskalingsenheten 27, inkludert støpt tunnel 32, en modullengde fremover, hvorved den fremre fqrskalings-modulen kommer i posisjon over en demonteringsgrav 30. Støpearbeidet fortsetter kontinuerlig uavhengig av denne the formwork unit 27, including cast tunnel 32, one module length forward, whereby the front fqrscaling module comes into position above a dismantling trench 30. The casting work continues continuously regardless of this

operasjonen. the operation.

Fremre forskalingsmodul med ferdig herdet betong demonteres under nedsenkning, og flyttes bakover ved hjelp av utvendige kraner (ikke vist) og innvendig kranbane 22. Forskalingselementene 6-17 flyttes bak og bygges påny opp til nye forskalingsmoduler 18 som The front formwork module with fully hardened concrete is dismantled during immersion, and moved backwards with the help of external cranes (not shown) and internal crane path 22. The formwork elements 6-17 are moved to the back and rebuilt into new formwork modules 18 which

tidligere beskrevet. previously described.

Etter at forskalingselementene 6-17 er fjernet ved "sjøsiden" trees kabler 35 inn i de innstøpte rørene 37, og oppspenning i den herdede delen foregår i utsparinger 34 i innervegg (se fig. 3f). Nye spennkabellengder 35 After the formwork elements 6-17 have been removed on the "sea side", cables 35 are threaded into the embedded pipes 37, and tensioning in the hardened part takes place in recesses 34 in the inner wall (see fig. 3f). New tension cable lengths 35

festes til allerede spente kabler 3 6 og spennes opp. Etter oppspenning gyses kabelrøret 37, og utsparingen 34 støpes igjen. Dette arbeidet utføres på land og under betryggende forhold. attached to already tensioned cables 3 6 and tensioned. After tensioning, the cable pipe 37 is shimmed, and the recess 34 is molded again. This work is carried out on land and under safe conditions.

Den beskrevne prosess gjentas, og senketunnelen uten skjøter produseres på land i en kontinuerlig støpeprosess og skyves/trekkes trinnvis eller fortløpende til sin endelige posisjon. Konstruksjonen oppnår derved full styrkekapasitet i ethvert punkt uten spesielle tiltak. The described process is repeated, and the submersible tunnel without joints is produced on land in a continuous casting process and is pushed/pulled step by step or continuously to its final position. The construction thereby achieves full strength capacity at any point without special measures.

Det forhold at fremskyving, støping med den skrå støpe-fronten 26 og oppspenning av kabler 36 kan utføres som uavhengige operasjoner, gjør fremgangsmåten meget kostnads-effektiv. The fact that pushing forward, casting with the inclined casting front 26 and tensioning of cables 36 can be carried out as independent operations, makes the method very cost-effective.

Det er beskrevet et eksempel på et anlegg hvor det benyttes seks indre 12-17 og seks ytre forskalingselementer 6-11, men som tidligere nevnt kan det som nedre grense anvendes to indre og to ytre forskalingselementer. Videre kan det i stedet for indre/ytre, flyttbare forskalingselementer benyttes prefabrikerte rør eller rørseksjoner som innsettes etter hvert og utgjør en senere permanent inner-/ytterforing i konstruksjonen. Utførelseseksemplet viser en sirkulær, rørformet konstruksjon. Fremgangsmåten kan imidlertid med tilsvarende fordeler anvendes for fremstilling av for eksempel rektangulære eller åpne, f.eks. halvsirkulære konstruksjoner, o. 1. An example of a plant is described where six inner 12-17 and six outer formwork elements 6-11 are used, but as previously mentioned, two inner and two outer formwork elements can be used as a lower limit. Furthermore, instead of internal/external, removable formwork elements, prefabricated pipes or pipe sections can be used which are inserted gradually and form a later permanent inner/outer lining in the construction. The design example shows a circular, tubular construction. However, the method can be used with similar advantages for the production of, for example, rectangular or open, e.g. semi-circular constructions, etc. 1.

Claims

1. Method for the production of elongated, essentially rectilinear, reinforced shell-shaped concrete structures, the concrete structure being produced in a continuous casting process using an essentially horizontally arranged formwork plant in a casting process with a continuous supply of fresh concrete with suitable flowability, as the casting process uses a formwork unit (27) that can be fully or partially moved forward in relation to the substrate, which formwork unit (27) comprises a number of formwork modules (18) connected in the use position, where each module (18) consists of a number of outer and inner formwork elements (6- 17) which is mounted on a foundation (23), characterized in that the concrete structure is produced in the following steps: a) the bottom elements of the outer formwork (6, 7) are mounted on the movable foundation (23), b) the bottom of the structure is reinforced, pipes (37) for prestressing cables (35, 36) are mounted and recesses (34) formwork, c) the module's inner formwork elements (12-17) with work platforms (25) are mounted to a support beam (21) which is stored respectively in a support frame (20) at the rear end of the formwork unit and in a temporary support (28) at the front end (31) before the first module has been cast, then inside the cast and hardened concrete structure, d) reinforcement is installed, pipes (37) for prestressing cables (35, 36) and formwork for recesses (34) are completed, e) the remaining formwork elements of the outer formwork (8, 9, 10, 11) and work platforms (25) are assembled and a formwork module (18) is completed, f) a number of formwork modules (18) are built up and connected, in adjusted lengths in relation to the free height of the casting front (26) horizontal extent, g) concrete is filled through hatches (19) in the formwork and the volume between the inner and outer formwork is cast, h) the formwork plant and the concrete structure are shifted towards the front end (31), where the formwork module (18), which has been cast and necessary hardened , is dismantled and moved back for new assembly at the formwork unit's rear part (33) behind the position where the casting front (26) is still floating, i) tension reinforcement cables (35) are introduced into cast-in pipes (37), and possibly attached to previously tensioned cables (36) further forward in the hardened part of the structure, j) compressive stress is applied to sufficiently hardened concrete by tensioning cables (35), chilling agent is injected inside the embedded pipes (37), and the recesses (34) are recast, k) the entire structure with and without formwork is continuously shifted forward during this continuous process, and the casting process is repeated until the concrete structure has been cast to the desired length.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that the outer and inner formwork elements (6-17) are mutually supported independently from each respective side of the casting.

3. Method as stated in claim 1, characterized in that the outer and/or inner formwork element (6-17) consists of sections, such as pipe sections, which are assembled gradually and permanently cast as an outer and/or inner lining in the pipe.

4. Installation for carrying out the method as stated in claims 1-3, characterized by a number of foundations (23) which are displaceable on a chute path (24), a number of formwork modules (18) stored in a series connected on the foundations (23) ) composed of outer and inner formwork elements (6-17) which are provided with hatches (19) for filling concrete and attached work platforms (25), a support frame (20) arranged outside in the extension of the formwork module (18), a centrally through the formwork module (18) mounted support beam (21) with attached internal crane track (22), and a dismantling pit (30) for dismantling the formwork modules (18).

5. Installation as specified in claim 4, characterized in that the support beam (21) at the rear end (33) of the formwork unit (27) is supported on the support frame (20) and against the front end (31), or the outlet end is supported on a temporary support (28) or on the interior finished concrete structure (32).

6. Plant as stated in claim 4, characterized in that the chute path (24) is mounted with a slope downwards towards the front part (31) of the formwork unit (27).