Selbstschreitende Stütz- und Gleitschalung zum Einbringen einer Ortbetonaüskleidung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine selbstschreitende Stütz- und Gleitschalung zum Einbringen einer Ortbetonauskleidung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung. Eine solche Stütz- und Gleitschalung ist üblicherweise wahlweise in kontinuierlichem, diskontinuierlichem oder absatzweisem Betonierbetrieb einsetzbar.
Bei einer bekannten selbstschreitenden Stütz- und Gleitschalung dieser Gattung (DE 30 43 312 AI) erfolgt deren Vortrieb mit Hilfe des Druckes des Betons, der in den hinter der Stirnschalung befindlichen Teil des Ringraumes eingepreßt wird. Prinzipiell ist die bekannte gattungsgemäße Gleitschalung für einen kontinuierlichen, diskonti¬ nuierlichen oder absatzweisen Betonierbetrieb geeignet. Jedoch reichen selbst beim kontinuierlichen Betonierbetrieb oft, insbesondere bei relativ dünnen Betonwandstärken die Druckkräfte des im Bereich der Stirnschalung eingepumpten Betons nicht aus, um die gesamte Schalung vorwärtsbewegen zu können. Beim diskontinuierlichen oder absatzweisen Betonier¬ betrieb, bei dem die Vorwärtsbewegung der Schalung durch Betonierpausen unterbrochen ist, müssen Zug- oder Druckkräfte zur Verfügung gestellt werden, die sich extern, d.h. außerhalb der Schalung selber, abstützen können.
Für den absatzweisen Betonierbetrieb, bei dem das Schalen und Betonieren zeitlich nacheinander erfolgt, sind Schalungen bekannt, die aus einklappbaren bzw. absenkbaren Elementen bestehen, die auf einem in Tunnellängsachse verfahrbaren 'Traggerüst aufliegen*. Diese Schalungen haben den Nachteil, daß die hiermit verbundenen Schal- und Einrichtarbeiten sehr zeit- und lohnaufwendig sind.
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Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Schalung erst dann vom Beton entfernt werden kann, wenn letzterer insgesamt seine geforderte Tragfähigkeit erreicht hat, was zu wirtschaftlich relevanten Wartezeiten führt.
Die Besonderheiten des Stollen- oder Tunnelbaus oder auch eines Kaminbaus erfordern eine Betonschalung, die einerseits kontinuierlich oder diskontinuierlich vorwärtsgleiten kann und die andererseits bei besonderen Erfordernissen ohne Aufwand auf einen absatzweisen Betonierbetrieb umgestellt werden kann, z.B. wenn besondere Bewehrungen in besonders druckbelasteten Streckenabschnitten einzubringen oder Aussparungen für Nischen, Querschläge usw. hergestellt werden sollen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine selbstschreitende Stütz- und Gleitschalung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung vorzuschlagen, die in Verbindung mit einer freien Wahl zwischen einem kontinuierlichen, dis¬ kontinuierlichen oder absatzweisen Betonierbetrieb das Vortreiben der Schalung in allen drei Betriebsarten unter den üblichen vorkommenden Betriebsbedingungen ermöglicht, ohne daß hierfür zu irgendeiner Zeit eine externe Abstützung der Zug- oder Druckkräfte erforderlich ist, d.h. eine Schalung zu schaffen, die bei allen drei Betriebsarten aus sich selber heraus selbstschreitend ist.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen Gattungsmerkmalen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den ünteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt:
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Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht eines
Tunnels mit kreisförmigem Querschnitt, bei welchem das gesamte Profil in einem Arbeits¬ gang betoniert wird;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines Tunnels mit torbogenförmigem Querschnitt und einer Bodensohle, bei dem die Bodensohle vor¬ betoniert worden ist und die Seitenwände und Firste mit einer erfindungsgemäßen Schalung betoniert werden;
Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt der
Gleitschalung nach Fig. 2 mit einem Ausführungsbeispiel für eine Stirnschalung;
Fig. 4a, b + c verschiedene Bewegungsschritte einer erfindungsgemäßen Gleitschalung;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines
Schalungssegmentes;
Fig. 6 eine Ausführungsvariante, bei der die
Gleitschalung zweiteilig in Form einer vorausschreitenden Ausbauschalung und einer gleichartigen nachfolgenden Stützschalung ausgebildet ist;
Fig. 7 eine Querschnittsansicht eines
Schalunσsseg entes der Stützschalung in Fig. 6. und
Fig. 8 eine schematische Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform der hydraulischen Abstützung der Schalungselemente.
Bei der in Fig. 1 ebenso wie bei der in Fig. 2 im Querschnitt dargestellten Ausführungsform einer selbstschreitenden Stütz- und Gleitschalung ist ein Schalungskδrper 10 vorgesehen, der in mehrere in Umfangsr.ichtung achsparallel nebeneinander liegende Schalungssegmentgruppen 12, 22 und 32 unterteilt ist. Bei den dargestellten Ausführungsformen umfaßt jede
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Schalungsseg entgruppe 12, 22, 32 vier, einzelne, achsparallele Schalungssegmente 14. Jedes Schalungssegment 14 umfaßt ein am Beton anliegendes Schalungselement in Form eines Schalungsbleches 16, welches über hydraulisch beaufschlagbare Übertragungsglieder, die in der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform blähbare Schläuche 50 sind, mit einer tragenden Unterkonstruktion in Form eines Längs¬ trägers 18 verbunden ist. Die Längsträger 18 ihrerseits sind auf Stützrahmen aufgelagert, von denen in den Fig. 1 und 2 der in Schreitrichtung vorderste Stützrahmen 40 gezeigt ist, während in den Fig. 3, 4 und 6 weitere Stützrahmen 42 und 44 dargestellt sind.
Sämtliche Schalungsbleche 16 aller Schalungssegmentgruppen bilden zusammen eine äußere Schalungshaut des Schalungskörpers 10. Nach Fig. 3 umfaßt die Stütz- und Gleit¬ schalung außerdem eine Stirnschalung 34, die die Vorderseite eines Ringraumes abschließt, der zwischen der Außenwandung des Bauwerkes bzw. einer dort angebrachten Außenschalung, z.B. einer äußeren .Betonschale um den Schalungskörper 10 gebildet ist. Die Stirnschalung 34 ist über eine hydraulisch längenveränderliche Abstützführung 70 an dem in Vortriebs¬ richtung vordersten Stützrahmen 40 abgestützt.
Die einzelnen Schalungssegmente 14 sind relativ zu ihren benachbarten Schalungssegmenten längsverschieblich, während jedes Schalungsblech 16 in Bezug auf seinen Längsträger 18 hδhenveränderlich ist. Dichtelemente, die entlang den Längsseiten der Schalungsbleche 16 zwischen diesen angeordnet sind, dichten den vorstehend erwähnten Ringraum ab, d.h. sie verhindern ein Auslaufen von Beton, in das Innere des Schalungskδrpers 16. Das Schalungsblech 16 und der zugeordnete Längsträger 18 jedes Schalungssegmentes 14 sind in Längsrichtung gegeneinander unverschieblich gekoppelt, während die hydraulischen Übertragungsglieder in Form der blähbaren Schläuche 50 bei jedem Schalungssegment
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14 zwischen dem Schalungsblech 16 und dem Längsträger 18 angeordnet sind.
Je nach Anwendungsfall sind jeweils mehrere Schalungs¬ segmente 14 zu unterschiedlichen Schalungssegment¬ gruppen 12, 22, 32 zusammengefaßt. Dabei sind für jede Gleit¬ schalung ebensoviele Schalungssegmentgruppen 12, 22, 32 vorgesehen, wie Stützrahmen 40, 42, 44 vorhanden sind. Jede der Schalungssegmentgruppen 12, 22, 32 ist mit einem anderen der Stützrahmen 40, 42, 44 fest verbunden und auf den verbleibenden Stützrahmen gleitverschieblich gelagert.
Wie aus den Fig. 3, 4 und 6 ersichtlich ist, sind zwischen den einzelnen Stützrahmen 40, 42, 44 voneinander unabhängig betätigbare Druck-/Schub-Glieder in Form von hydraulischen Pressen 52 angeordnet, mit denen jeder Stützrahme"n 40, 42, 44 für sich gegenüber den verbleibenden Stützrahmen verschiebbar ist.
Bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungs¬ formen sind drei Schalungssegmentgruppen 12, 22, 32 und drei Stützrahmen 40, 42, 44 vorgesehen, wobei bei der darge¬ stellten Ausführungsform jede Schalungssegmentgruppe etwa 1/3 der Schalungshaut bildet. Je nach Anwendungsfall ist es jedoch ohne weiteres möglich, mehr Stützrahmen und Schalungs¬ segmentgruppen vorzusehen und/oder die einzelnen Schalungs¬ segmentgruppen unterschiedlich breit zu wählen, z.B. indem einander benachbarte Schalungssegmente in benachbarten Schalungssegmentgruppen beim einen Anwendungsfall einer Gruppe und beim anderen Anwendungsfall der anderen Gruppe zugeordnet und mit dem Stützrahmen fest verbunden werden, der zur Verschiebung der Gruppe dient. Von Einfluß für diese Wahl sind u.a. die zu erwartenden Reibungskräfte in den jeweiligen Bereichen der Schalungshaut und/oder die Reibungskräfte, die an Schalungssegmenten wirksam sind, wenn diese aus der Ruhestellung vorgeschoben werden sollen.
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In Fig. 6 ist eine zweiteilige Ausbildung einer Gleitschalung in Form einer vorausschreitenden Ausbau¬ schalung 2 und einer gleichartigen Stützschalung 4 dargestellt. Die Schalungssegmente 14 der beiden Schalungen 2 und 4 sind in Längsrichtung miteinander fluchtend angeordnet.
Bei den in den Fig. 5 und 7 gezeigten Ausführungsformen von Schalungssegmenten sind jeweils fünf parallel zueinander angeordnete Gruppen von blähbaren Schläuchen 50 vorgesehen, die auf der Rückseite des zugeordneten Schalungsbleches 16 bzw. 16a in zugeordneten Kammern untergebracht sind, die von Trennstegen 20 bzw. 20a begrenzt sind. Die Trennstege 20 bzw. 20a greifen dabei zwischen und um die Schläuche 50. Die äußeren Trennstege 20a sind dabei verlängert ausgebildet und greifen als seitliche Halteelemente um den zugeordneten Längsträger 18, so daß sie eine Querverschiebung zwischen dem Schalungsblech 16 bzw. 16a und dem Längsträger 18 verhindern.
Die Gruppen von blähbaren Schläuchen 50 können selber wiederum in einzelne Kammern unterteilt sein. Nach Fig. 5 ist eine Hydrauliksteueranordnung 60 vorgesehen, mit "der in jedem der Schläuche 50 bzw. Schlauchkammern wahlweise ein voreingestellter Druckwert aufrechterhalten werden kann. Hierzu umfaßt die Hydraulikanordnung 60 eine Hydraulikpumpe und für jeden Schlauch 50 bzw. jede Kammer ein zugeordnetes Druckbegrenzungsventil, dessen Öffnungsdruck einstellbar ist,
Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform ist das Schalungsblech 16a durch Zugfedern in eine gegenüber der Schalungshaut radial zurückgezogene Stellung vorgespannt. Weiterhin weist das Schalungsblech 16a auf seiner der Schalungshaut zugewendeten Seite eine elastisch-nachgiebige Abdeckung 17 auf.
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Es wird nunmehr die Betriebsweise der .selbstschreitenden Stütz- und Gleitschalung anhand der Fig. 4a, 4b, 4c und 6 näher erläutert.
Für ein Fortschreiten der Schalung wird ein beliebiger Stützrahmen, in Fig. 4a der mittlere Stützrahmen 42 mit Hilfe der zwischen den Stützrahmen 40, 42, 44 angeordneten Pressen 52 einschließlich der mit diesem Stützrahmen 42 fest verbundenen Schalungssegmentgruppe (die in der Zeichnung nicht im einzelnen dargestellt ist) um eine vorgewählte Schrittlänge x vorgeschoben. Vor Beginn des Vorschiebens werden die blähbaren Schläuche 50 der zugeordneten Schalungs¬ segmentgruppe auf Transport geschaltet, d.h. der in den blähbaren Schläuchen herrschende Druck wird durch zugeordnete Druckbegrenzungsventile und die in der Hydraulik¬ anordnung 60 vorgesehene Hydraulikpumpe auf einem vorgewählten Druckwert gehalten. Somit können die an der Betonwandung anliegenden Schalungsbleche 16 bzw. 16a auf Änderungen im Verlauf der Oberfläche der Betonwandung reagieren, d.h. bei einer Druckerhδhung entsprechend nachgeben bzw. bei einer Druckunterschreitung entsprechend ausgefahren werden. Wenn z.B. die Schalungsbleche 16 einer Schalungssegmentgruppe 12, 22 bzw. 32 beim Vorwandern eine engere Stelle im Beton passieren, dann wird ein Ansteigen des Druckes über die Überdruckventile abgebaut, so daß sich die betroffenen Schalungsbleche 16 bzw. 16a einwärts bewegen können. Droht dagegen der Druck in den blähbaren Schläuchen beim Passieren einer weiter werdenden Stelle abzufallen, so wird er von der Hydraulikpumpe aufrechterhalten und die betroffenen Schalungsbleche 16 bzw. 16a werden radial weiter nach außen geführt.
Wie in den Fig. 4b und 4c gezeigt ist, werden nachfolgend der hintere Stützrahmen 44 mit seiner zugeordneten Schalungs¬ segmentgruppe und dann der vordere.Stützrahmen 40 mit seiner zugeordneten Schalungssegmentgruppe jeweils um die
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Schrittlänge x vorgeschoben.
Wenn einer der Stützrahmen 40, 42, 44 mit seiner zugeordneten Schalungssegmentgruppe 12, 22, 32 vorgeschoben wird, stützt er sich über die an ihm angreifenden Pressen an wenigstens einem der anderen Stützrahmen ab, wobei die stationär gehaltenen Stützrahmen ihre Schalungssegment¬ gruppen gegen die Betonwandung gedrückt halten.
Nach Fig. 2 wird die Schalung über nicht näher bezeichnete hydraulische Stützpressen auf einer nicht näher bezeichneten Fahrbahn abgestützt. Auch der" Druck in diesen Stützpressen wird gesteuert, so daß Unebenheiten in der Fahrbahn, sowie Konvergenzen oder Divergenzen der Fahrbahn in Bezug auf die Längsachse der Schalung ausgeglichen werden, indem die betreffenden Stützzylinder entsprechend ein- oder ausgefahren werden.
Nach Fig. 3 wird die Stirnschalung 34 durch nicht bezeichnete Dichtungen entlang dem Umfang des auszubetonierenden Ringraumes abgedichtet. Weiterhin wird die Stirnschalung 34 von einem in einem Druckzylinder längsverschieblichen Druckkolben der hydraulischen Abstützführung 70 geführt. Da die Abstützführung 70 an dem in Fortschreitrichtung vordersten Abstützrahmen 40 fest angebracht ist, kann die relative Lage der Stirnschalung 34 in Bezug auf den ringförmig geschlossenen vordersten Querschnitt der Schalungshaut geführt gehalten werden, unabhängig davon, ob gerade alle Schalungssegmentgruppen zusammen die vordere Ringfläche bilden oder eine oder mehrere der Schalungssegmentgruppen vorgeschoben worden sind. Außerdem ermöglicht es die hydraulische Führung der Stirnschalung 34, den Vorschub des Schalungskδrpers 10 mit seiner Schalungshaut in gewissen Grenzen unabhängig von dem " Einbringen des Betons in den Ringraum zu gestalten.
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Wenn die Druckkraft des vor der Stirnschalung eingepumpten Betons im Verhältnis zu den Reibungskräften ausreicht, kann auch die gesamte Schalung wie bei der bekannten gattungsgemäßen Stütz- und Gleitschalung auf einmal vorbewegt werden, ohne daß die zuvor erläuterte Auflösung der Schalungsbewegung in Teilschritte der Schalungsseg entgruppeή erforderlich ist.
Bei einem absatzweisen Betonierbetrieb, d.h. bei einem Betrieb, bei dem das Schalen und Betonieren zeitlich nacheinander ausgeführt werden, können die Schalungsbleche 16 jeder Schalungssegmentgrup'pe 12, 22, 32 vor deren weiteren Vorschub von der Betonwandung abgezogen werden, um einen Reibungseingriff zu verhindern. Die Vorwärtsbewegung der gesamten Stütz- und Gleitschalung kann somit in Teilabschnitten erfolgen, wobei die einzelnen Schalungssegmente bzw. Schalungssegmentgruppen nach dem Vorwandern wieder an die Betonwandung angedrückt werden, um die Reaktionskräfte aufnehmen zu können, die bei dem Vorschub der folgenden Schalungssegmentgruppen auftreten.
Die in Fig. 6 gezeigte zweiteilige Ausführung der Stütz- und Gleitschalung ist in solchen Fällen geeignet, wenn der auszuschalende Betonabschnitt insgesamt noch nicht die erforderliche Tragfähigkeit aufweist. In diesem Fall übernimmt die nachschreitende Stützschalung die Aufgabe der Abstützung, bis die erforderliche Tragf higkeit in dem zugeordneten Betonabschnitt erreicht ist.
Wie bereits vorstehend erläutert worden ist, ist die nachschreitende Stützschalung 4 prinzipiell gleich aufgebaut wie die vorschreitende Ausbauschalung 2. Dabei sind natürlich die Schalungssegmentgruppen der Ausbauschalung 2 und der Stützschalung 4 so untereinander ausgewählt, daß sie in Längsrichtung fluchtend hintereinander liegen und miteinander vorschreiten können, so daß keine nachteilig
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großen Lücken zwischen den Schalungssegmentgruppen entstehen. Die Stützschalungssegmente werden vor dem Vorwandern vorteilhafterweise von der Betonwandung abgezogen. Hierzu sind sie bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform mit Zugfedern ausgestattet, die das Schalungsblech 16a auf den zugeordneten Längsträger 18 zu vorspannen. Wenn die blähbaren Schläuche 50 auf einen geringeren Druckwert oder drucklos geschaltet werden, werden die Schalungsbleche 16a durch die Zugfedern von der Betonwandung zurückgezogen.
Weiterhin weist bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform eines Stützschalungssegmentes das Schalungsblech 16a auf seiner zur Betonwandung hin gerichteten Oberfläche eine Abdeckung 17 aus elastisch-nachgiebigem Material auf, die dafür sorgt, daß das Stützschalungssegment auch in unebenen Bereichen des Betons diesen vollflächig stützt.
Wie der Fachmann weiß, ist es je nach Erhärtungsfortschritt der zu stützenden Betonwandung möglich, die Stützschalungs¬ segmente mit geringerer Breite als die eigentlichen Schalungssegmente auszubilden oder bei einer entsprechenden bereits vorhandenen Tragfähigkeit des Beton nur noch bestimmte Bereiche, wie z.B. die Firstbereiche zu stützen.
Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform für eine hydraulische Abstützung der Schalungselement. Nach Fig. 8 ist ein flexibler Schlauch 55 zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen des Längsträgers 18 und des Schalungsbleches 16 angeordnet. Die so begrenzte Kammer wird entlang den Längsseiten durch Längsse-itenstege 20a abgeschlossen, die an dem Schalungsblech 16 angebracht sind.
Der flexible- Schlauch 55 hat nur dichtende Funktion. Den Druck der Hydraulikflüssigkeit nehmen die die Kammer bzw. den Hohlraum umschließenden wände 16, 18 und 20a auf.
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Bezugszifferntabelle
= Gleitschalung .= Stützschalung = Schalungskδrper = Schalungssegmentgruppe = Schalungssegment = Schalungselement, Schalungsblech a = Schalungselement, Schalungsblech = Abdeckung = Unterkonstruktion, Längsträger = Trennsteg a = Trennsteg = Schalungssegmentgruppe = Schalungssegmentgruppe = Stirnschalung = Stützrahmen = Stützrahmen = Stützrahmen = hydraulisches Übertragungsglied, blähbarer Schlauch = Druck-Schubgl.ied = flexibler Schlauch = Hydrauliksteueranordnung = Abstützführung
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