DE19635980A1

DE19635980A1 - Hubverfahren für im wesentlichen axialsymmetrische Bauwerke

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Publication number: DE19635980A1
Application number: DE1996135980
Authority: DE
Original assignee: Ed Zueblin AG
Current assignee: Ed Zueblin AG
Priority date: 1996-09-05
Filing date: 1996-09-05
Publication date: 1997-07-03

Description

Es ist üblich, bei der Errichtung rotationssymmetrischer Bauwerke (Kuppeln, offene Schalentragwerke) die dazu benötigten Bauteile mittels Kränen an den dafür vorgesehenen Stellen zu montieren. Dabei sind Hilfsgerüste erforderlich, um im Bauzustand Tragwerkskomponenten (z. B. Meridianrippen u. a. Bauteile) abzustützen. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht daher vor, einen in der Achse des künftigen, im wesentlichen axialsymmetrischen Gebäudes aufgestellten Kran sowohl in der gewöhnlichen Funktion als Kran für äußere Andienung, als auch als Hubmast mit darauf fahrendem Lasthubgerät für innere Andienung und temporäre Abstützung des Tragwerkes zu verwenden. Zu diesem Zweck wird die an Kränen übliche Klettereinrichtung (Kletterhilfe) so umgebaut, daß sie in der Lage ist, Gebäudeteile nach oben zu befördern und dort zu halten, bis sie befestigt sind. Dazu können an der hydraulischen Klettereinrichtung zusätzlich seitliche Ausleger angebracht werden, um den Aktionsradius zu vergrößern und Lasten unterhalb des entstehenden Tragwerkes zu bewegen. Auch eine Arbeitsplattform für die Monteure kann daran befestigt sein, die ein sicheres Arbeiten in der optimalen Höhe innerhalb des Bauwerkes gestattet.

Das Verfahren wird nachstehend am Beispiel des geplanten Kuppelbaus am Berliner Reichstag näher erläutert.

Die Fig. 1 bis 3 sind nur Skizzen, die den prinzipiellen Aufbau zeigen:

Fig. 1 stellt eine serienmäßige Kletterhilfe mit daraufgesetztem Hubring (1) dar,

Fig. 2 zeigt die Kletterhilfe am Kranturm, der als Hubmast fungiert,

Fig. 3 zeigt eine Kletterhilfe, an der seitliche Ausleger (2) angebracht sind.

Montageverfahren

Nach dem Entwurf des Architekten Sir Norm an Foster and Partners wird der Zentralbereich des Reichstags mit einer neuartigen Stahl-Glas-Kuppel überdeckt.

Durch die Konstruktion und die örtlichen Verhältnisse werden an das Montageverfahren außergewöhnliche Anforderungen gestellt.

Die wesentlichen Bauteile bzw. Konstruktionselemente der Kuppel sind:

- Stahlgerippe des Kuppeltragwerks bestehend aus 24 Meridianrippen und 17 damit biegesteif verbundenen horizontalen Ringen
- Über einen polygonalen Fußring ist das Tragwerk 24mal aufgelagert
- Die Kuppel ist oben offen, die Meridianrippen sind an einen Abschlußring angeschlossen.
- Das Kuppeltragwerk stützt sich oben an einem innen liegenden Druckring ab
- An diesem Druckring hängt eine Aussichtsplattform
- Die Aussichtsplattform ist über zwei ineinander laufende wendelförmige Rampen von je 220 m Länge zu erreichen
- Die Rampen hängen exzentrisch an jeder zweiten Bogenrippe
- An der Aussichtsplattform hängt ein tief in den Plenarsaal reichender verspiegelter Lichtkegel und ein kreisendes Sonnenschutzschild
- Die Kuppel erhält eine schuppenförmige, schwere Verglasung
- In Teilbereiche der Kuppelverglasung sind photovoltaische Module integriert

Laut Ausschreibung ist folgender Montageablauf vorgesehen:

1. Vormontage der Aussichtsplattform auf der temporären Abdeckung der Öffnung über dem Plenarsaal
2. Zusammenbau der Wendelrampen auf einem Stützgerüst auf Decke + 23.50 m
3. Montage des Kuppeltragwerks durch Abstützung auf die Rampen
4. Heben der Aussichtsplattform und Abhängen am Druckring
5. Einhängen der Rampen in das Kuppeltragwerk
6. Herstellung des Lichtkegels unterhalb der Aussichtsplattform
7. Glasbau

Daraus ergeben sich folgende Probleme für Planer und Ausführende:

- Untersuchung schwieriger Bauzustände, einschließlich der Decke +23.50 m
- Frühzeitige Anlieferung der fertigungstechnisch extrem komplizierten Rampensegmente
- Einjustierung der zwei torsionssteifen, 220 m langen Rampen - Hohlkästen
- Aufstellung und Varhaltung riesiger Mobilkräne
- Winterbaumaßnahmen 97/98

Montagevorschlag der Fa. Züblin (siehe beiliegende 3D-Zeichnungen und Computer-Animation)

Die Arbeitsgemeinschaft Hochbau, Ed. Züblin AG/Dechant Bau GmbH betreibt z. Zt. fünf Hochbaukräne, darunter einen Turmdrehkran Liebherr 630 HC mit Standort in Kuppelachse.

Der Montagevorschlag basiert auf diesem vorhandenen Kran wie folgt:

- Nutzung des Kranturms als Montagemast
- Umbau der vorhandenen Liebherr-Kletterhilfe zum hydraulischen Hubgerät
- Weitere Nutzung des Kranes zum Heben von bis zu 25 t schweren Teilen, auch anderer Firmen.
- Hub- und Führungsmast einer Hubeinrichtung für die Rampensegmente

Als Montageprinzipien sind festzuhalten:

- Montagefolge von außen nach innen und von oben nach unten
- Drehen des fertigen Kuppeltragwerks über die stationäre Hubanlage der Rampensegmente
- Großformatige Vormontagen auf der Dachfläche und Transporte mit Luftfilmgleitern. Einzelne Montageschnitte sowie deren Reihenfolge können während der Ausführung noch modifiziert werden.

Der Montageablauf im Einzelnen:

1. Umbau der Kletterschuhe des Krankopfes für die Sicherheitsabhängung
2. Umbau der hydraulischen Kletterhilfe
3. Herstellung des Hubrings
4. Lieferung von 12 Hängern zum Heben der Aussichtsplattform und Wartungsbühnen des Lichtkegels
5. Lieferung von 4 Hängern zur Sicherung hydraulisch gehobener Bauteile
6. Anbau der Kletterhilfe
7. Montage des Hubringes und der 12 Hänger
8. Montage der Arbeitsplattform über der Öffnung der Plenarsaaldecke, rings um den Kranturm.
Es wird eine kreisrunde Öffnung zur Durchfahrt des Hubgeräts einschließlich Bedienungsbühne ausgebildet
9. Vormontage der Aussichtsplattform auf + 23.50 m einschließlich 2 Podesten
10. Zusammenbau des Druckrings auf einem Hilfsgerüst von + 23.50 aus
11. Montage der Hänger der Aussichtsplattform am zusammengebauten Druckring
12. Temporäre Auskreuzung der Plattformabhängung
13. Herstellung eines kreisförmigen Betonsockels D = 40 m, unterbrochen durch 24 Lager, als spätere Gleitbahn zur Kuppeldrehung
14. Auslegen von 74 Teflonplatten
15. Zusammenbau des Fußringes des Kuppeltragwerks auf dem Betonsockel (Gleitring) Anheften eines durchgängigen Edelstahlbleches am Bodenblech des Kastenprofils
16. Hochfahren der Kletterhilfe einschließlich Hubring und Hänger - nunmehr das Hubgerät
17. Anhängen des Druckringes mit der bereits abgehängten Aussichtsplattform
18. Abspannung des Kranturms im Deckenrand + 17.00 m
19. Heben des Druckringes auf Sollhöhe
20. Sicherheitsabhängung des Hubrings am Turmkopf
21. Aufstellen von 12 Rüststützen und Abspannung am Fußring
22. Absetzen des Druckringes auf die justierbaren Rüststützen
23. Lösen der Sicherheitsabhängung am Turmkopf
24. Herstellen von zwei Montage-Schablonen für Kuppelrippenpaare
25. Herstellen der Gleitbahnen (lose ausgelegte Dünnbleche) und der Druckluftversorgung für die Transport-Luftfilmgleiter
26. Anlieferung der Einzelrippen (Meridianträger) mit bereits aufgeschweißten Gußknoten
27. Anlieferung der Tangentialträger (Ringträger)
28. Zusammenbau der "Leitern" bestehend aus zwei Rippen und (17-2) Tangentialträgern
29. Gegebenenfalls Montage der horizontalen Verglasungselemente der Schuppenzwischenräume
30. Verschub der "Leitern" mit Luftfilmgleitern auf den Blechen der Gleitbahn unter den Kranhaken
31. Montage der "Leitern" = Rippenpaare auf dem Fußring, achssymmetrisch zueinander, Abstützung am Druckring
32. Anschweißen der Rippen am Druckring
33. Einbau des oberen Abschlußringes
34. Ausfachung der Leerfelder mit je (17-2) Tangentialträgern
35. Absenken und Ausbau der Hilfsunterstützung des Druckrings < Kuppel selbsttragend und stabil
36. Anbau der Hubeinrichtung für die Rampensegmente an der Kletterhilfe
37. Aufbau von Arbeitsbühnen und je 4 Justierspindeln auf einem Drehkranz an den beiden Trägerenden
38. Herstellung eines Übergabe-Tisches für angelieferte Rampensegmente
39. Einrichten der Kuppeldrehhydraulik bestehend aus 3 unter 60 Grad angeordneten Einzellitzenpressen einschließlich je 40 m Litze
40. Anlieferung der Rampensegmente
42. Verschub der Übergabetische mit Luftfilmgleitern in den Innenraum und Absetzen auf die Justierspindeln der Trägerenden der Hubeinrichtung
43. Drehen der Kuppel um eine Rampensegmentlänge (30 Grad)
44. Heben der obersten zwei Rampensegmente und Anschweißen an die Podeste der Aussichtsplattform, Anbringen der def. Hänger an den Kuppelrippen
45. Temporäre Abhängung am Druckring
46. Fortsetzung der Montage achssymmetrisch, in 30 Zyklen, schraubenartig von oben nach unten, zusätzliche temporäre Abhängung an den Hängern des darüberliegenden Ganges-Kuppel drehen, Segmente heben, heften, anhängen, voll verschweißen, nacharbeiten
47. Endgültige Lagerung des Fußrings
48. Ausbau der Teflonplatten und Edelstahlbleche der Kuppelgleiteinrichtung
49. Ausbau der Dreheinrichtung und den temporären Führungen/Arretierungen
50. Montage und Inbetriebnahme der Befahranlage
51. Fassadenverglasung
52. Vormontage der oberen Wartungsplattform einschließlich Meridianrippen des Lichtkegels
53. Heben von der Arbeitsbühne +23.50 m mit der Hubeinrichtung des Kranturms auf Sollhöhe
54. Vormontage der mittleren Wartungsplattform einschließlich Meridianrippen des Lichtkegels
55. Heben von der Arbeitsbühne + 23.50 m mit der Hubeinrichtung des Kranturms auf Sollhöhe
56. Unterbrechung des Lichtkegel-Zusammenbaus
57. Vormontage des Sonnenschutzschildes senkrecht und Abstützung an den Rampen
58. Demontage des Turmdrehkrans mit Hilfe eines außen aufgebauten Gittermastkrans
59. Ein heben der weitgehend vormontierten Lichtkegelspitze mit demselben Mobilkran
60. Abstützung der Kegelspitze auf der Arbeitsbühne + 23.5 < Winterpause 97/98
61. Ergänzung der fehlenden Lichtkegelkonstruktion zwischen mittlerer Wartungsbühne und Spitze
62. Herstellung der Abspannung der Kegelspitze im Deckenrand + 17.00 m (Spider)
63. Aufbau eines Standgerüsts auf der Arbeitsbühne +23,50 m
64. Verkleidung und Wärmedämmung des Lichtkegels
65. Anbringen und Justierung der Spiegel
66. Heben und Einhängen des Sonnenschutzschildes in die Tragschienen am Rande der Aussichtsplattform
67. Tischlerarbeiten der Aussichtsplattform
68. Herstellen des Fußbodenbelags der Rampen und Plattform
69. Weiterer Ausbau und Gebäudetechnik

Claims

1. Verfahren zum Erstellen eines im wesentlichen axialsymmetrischen Gebäudes oder Gebäudeteiles, dadurch gekennzeichnet, daß der Turm eines ungefähr im Zentrum des künftigen Gebäude(teil)s aufgebauten Hochbaukranes als Montagemast verwendet wird, an dem entlang ein Hubgerät verfahrbar angeordnet ist, bei gleichzeitiger weiterer Nutzung des Krans für übliche Zwecke.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine am Kranturm befindliche hydraulische Kletterhilfe zum am Turmmast verfahrbaren Hubgerät umgebaut ist.

3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Hubgerät seitliche Ausleger oder andere Befestigungsmöglichkeiten angebracht sind, die es erlauben, Bauteile zu befestigen und anschließend zur Montage bis in die nötige Höhe und Entfernung von der Achse zu befördern.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausleger am Hubgerät nicht starr, sondern schwenkbar und/oder ausfahrbar sind.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Hubgerät eine Arbeitsplattform befestigt wird.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubgerät von einem an ihm befestigten drehbaren Kranz umfaßt sein kann, an dem die Ausleger bzw. Befestigungsmöglichkeiten für die zum Bau benötigten Teile befestigt werden können, und der es ermöglicht, im Verein mit der vertikalen Verfahrbarkeit des Hubgerätes jeden Punkt um den Turmmast herum bis mindestens zur äußeren Gebäudewand polarkoordinatenmäßig zu bedienen.