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2014 | Buch

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Maschinen im Baubetrieb

Grundlagen und Anwendung

verfasst von: Horst König

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Buchreihe : Leitfaden des Baubetriebs und der Bauwirtschaft

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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Über dieses Buch

Wenn Bauaufgaben komplexer und menschliche Arbeitskraft teurer werden, spielen Maschinen im Baubetrieb eine immer wichtigere Rolle. Die richtige Auswahl und Anwendung für die Lösung technischer Probleme und den wirtschaftlichen Erfolg einer Baustelle sind deshalb von entscheidender Bedeutung.
"Baumaschinen" bietet dazu eine hervorragende Hilfestellung und gibt einen Überblick zu den wichtigsten Baumaschinen und deren Einsatzmöglichkeiten.

Neu in der 4. Auflage: Erweiterung des Abschnitts "Zusatzgeräte für Hydraulikbagger", Neuaufnahme von Anbau-Vibrationsplatten für die Erdverdichtung im Kapitel Geräte für die Bodenverdichtung. Neuaufnahme des Abschnitts "Rohrschiebeeinrichtungen mit hydraulischen Rohrpressen zur Unterquerung von Flüssen und Bauwerken" im Kapitel Geräte für den Kanalbau, Rohrvortrieb und Rohrleitungsbau.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Entwicklung der Baumaschinen in den letzten 70 Jahren

Zusammenfassung

Die Entwicklung der Baumaschinen nach Kriegsende 1945 soll hier kurz beschrieben werden.

Die Betonherstellung auf der Baustelle wurde mit Beginn der 60er Jahren flächendeckend durch stationäre Mischanlagen und den Betontransport mit Fahrmischern abgelöst.

Betonpumpen, zum Einbringen des Betons in Schalungen ist heute eine wirtschaftliche Lösung. Im Bereich Hebezeuge sind Kompakt- und Schnellmontagekrane für Hubarbeiten im Baustellenbereich und Mobilkrane für kurzzeitige Hub- und Montagearbeiten im Einsatz. Im Erdbaubereich ist besonders die Entwicklung von mechanisch, hin zu hydraulisch angetrieben und gesteuerten Maschinen zu erwähnen. Das gilt besonders für Bagger, Raupen, Radlader und Grader. Die Bodenverdichtung verbesserte sich von der Stampf- und statischen Verdichtung hin zur Vibrationsverdichtung mit erheblicher Leistungssteigerung. Im bituminösen und Beton-Straßenbau sind heute Maschinen mit variabler Einbaubreite und Nivelliereinrichtungen im Einsatz. Im Kanalbau ist der Holz-Grabenverbau durch Verbau-Plattensysteme abgelöst worden. In der Rammtechnik wurden die Schlag- und Explosionsrammen weitgehend durch Vibrationsrammen ersetzt. Der Spezial-Tiefbau umfasst die Herstellung von Bohrankern, Bohrpfählen und Schlitzwänden die heute Tiefen bis 100 m ermöglichen. Im Tunnelbau entwickelten sich Vortriebsmethoden wie der Schildvortrieb, der Vortrieb mit Teilschnittmaschinen und der Sprengvortrieb mit Gewölbesicherung sowie der Abbau mit Tunnelbaggern.

Horst König

2. Baugeräteliste BGL

Zusammenfassung

Die BGL gibt einen Überblick über alle im Baubetrieb üblichen Maschinen und deren wichtigsten technischen und wirtschaftlichen Daten. Ein überarbeitete Auflage erscheint etwa alle 10 Jahre. Die BGL ist in 24 alphabetisch geordnete Haupt-Gerätegruppen unterteilt. Innerhalb der Hauptgruppe ist die weitere Gliederung:

• BGL-Nummer und die technische Kenngröße zur Kennzeichnung der Gerätegröße

• Der mittlere Neuwert, er ist ein Mittelwert der Listenpreise gebräuchlicher Fabrikate

• Monatlicher Reparaturkostensatz und monatliche Abschreibung und Verzinsung in Prozent vom mittleren Neuwert

Die BGL ist Grundlage für die Organisation und Disposition für die Maschinen-Verwaltungen in Bauunternehmungen. Die BGL-Daten sind die Basis für die Verrechnung von Vorhalte- und Reparaturkosten an interne Baustellen, Arbeitsgemeinschaften und Fremde. Gleichzeitig ist die BGL die Grundlage für die Gerätekosten bei der Angebots-Kalkulation, sowie der Zeitwertbestimmung von Baugeräten.

Horst König

3. Geräte zur Betonherstellung und Betonverteilung

Zusammenfassung

Die Bundesrepublik Deutschland ist flächendeckend mit Transportbeton-Anlagen und den dazu erforderlichen Fahrmischern zur Herstellung von Qualitätsbeton versorgt. Nur noch bei Baustellen mit hohem Betonbedarf werden Mischanlagen vor Ort im Baustellenbereich installiert. Zur technischen Ausrüstung von Betonmischanlagen gehören heute Zwangsmischer sowie eichfähige, computergesteuerte Dosier- und Wiegeeinrichtungen für Zuschlagstoffe und Bindemittel. Für den Umweltschutz sind Recyclinganlagen für Restbeton und Waschwasser erforderlich. Zum Betontransport werden Fahrmischer bis 10 m³ Trommelinhalt verwendet. Das Einbringen des Betons in Schalungen erfolgt überwiegend durch Übergabe in Krankübel mit Turmdrehkran oder immer mehr durch fahrbare Betonpumpen.

Horst König

4. Hebezeuge

Zusammenfassung

Die wichtigen Hebezeuge im Baubetrieb sind Turmdrehkrane, Mobilkrane, Raupenkrane und Materialaufzüge. Turmdrehkrane sind im Drehbereich des Auslegers in der Lage, eine Baustelle flächendeckend mit Material zu versorgen oder Hebearbeiten auszuführen. In der Transport- und Hebegeschwindigkeit ist der Turmdrehkran anderen Hebezeugen überlegen. Kurze Montagezeiten bei Schnelleinsatzkranen machen einen Kraneinsatz auch für kleine oder kurzfristige Baustellen wirtschaftlich. Der Einsatz von Turmdrehkranen bedarf einer sorgfältigen Vorplanung nach Dimensionierung und Platzierung auf der Baustelle. Der Anwendungsbereich für Mobilkrane und Raupenkrane sind kurzzeitige Hebearbeiten, besonders bei großen Hubhöhen, schweren Lasten und für Montagen speziell im Fertigteilbau. Materialaufzüge an Gebäude-Außenfronten sind eine wirtschaftliche Lösung für den Materialtransport z.B. für das Ausbauhandwerk.

Horst König

5. Erdbaugeräte

Zusammenfassung

Zu dieser Gerätegruppe gehören alle Maschinen zur Erdbewegung und Erdverdichtung. Das sind Bagger, Planier- und Laderaupen, Radlader, Grader und Scraper (Schürfwagen). Bagger für den üblichen Baubetrieb haben Größen von 1t bis etwa 65t Betriebsgewicht. Bagger kleiner und mittlerer Größe werden durch die Anbaumöglichkeit verschiedener Grabgefäse und Arbeitseinrichtungen zu vielseitig verwendbaren Baugeräten. Planierraupen kommen zum Abschieben von Böden und grobe Planierarbeiten zum Einsatz. Lader und Laderaupen dienen zu Umschlag und Transport verschiedener Materialien. Grader finden Verwendung für den Einsatzbereich Fein-Planierarbeiten. Mit Scrapern werden große Flächen gut lösbaren Materials abgeräumt und umgesetzt. Noch wirtschaftliche Transportwege im Scraperbetrieb liegen bei bis zu einem Kilometer. Planiergeräte wie Raupen und Grader können mit Maschinensteuerungen ausgerüstet werden die konventionell mit Laserstrahl oder dreidimensional mit Satellitenunterstützung gespeicherte Geländevorgaben abarbeiten.

Horst König

6. Geräte für die Bodenverdichtung

Zusammenfassung

Das Ziel der Bodenverdichtung ist, die mit Luft und Wasser angereicherten Hohlräume eines Bodens zu verringern oder ganz zu schließen. Dies verbessert die Tragfähigkeit des Erdreichs und verhindert spätere Setzungen. Zum Einsatz kommen Vibrationsstampfer, Vibrationsplatten und Vibrationswalzen. Bei dieser dynamischen Verdichtung wird der Boden durch Vibration so angeregt, dass eine Kornumlagerung in eine dichtere Position stattfindet. Vibrationsplatten und Vibrationsstampfer werden für kleinere Verdichtungsarbeiten verwendet, während zum Verdichten großer Flächen Walzen von Vorteil sind. Vibrationswalzen können mit einer kontrollierten Verdichtungsmessung und Dokumentation ausgerüstet werden. Erzielt wird damit eine gleichmäßigere Verdichtung und eine Reduzierung der Walzübergänge auf das Notwendige.

Horst König

7. Geräte für den bituminösen Straßenbau

Zusammenfassung

Die Bundesrepublick ist flächendeckend mit Asphaltmischanlagen ausgestattet.Die üblichen Leistungen der Anlagen bewegen sich zwischen 130 bis 400 t Mischgut pro Stunde. Bei Asphaltmischanlagen gelten strenge Vorschriften für die Lagerung von Stoffen (Bitumen, Heizöl) , die Reinhaltung von Luft und Wasser und der Lärmentwicklung. Die meisten Mischanlagen können Asphaltfräsgut und Granulat aus ausgebauten Asphaltbelägen durch Kaltzugabe in den Mischer oder Warmzugabe über Paralleltrommel verarbeiten. Der Asphalteinbau durch Schwarzdeckenfertiger ist bis 16 m Arbeitsbreite möglich. Die Verdichtung des eingebauten Belages erfolgt mit Tandem-Vibrationswalzen und Gummiradwalzen. Für eine gleichmäßige Verdichtung sind einige Grundregeln zu beachten. Für die Erneuerung von Asphaltstraßen wurden das Heißrecycling-Verfahren und das Kaltrecycling-Verfahren entwickelt. Im Vordergrund stehen bei beiden Verfahren die Wiederverwendung der meist wertvollen alten Beläge. Bei diesen Recycling Verfahren werden die alten Beläge vor Ort aufgefräst, mit neuem Asphalt vermischt, mit einer Glättbohle abgezogen und wieder verdichtet.

Horst König

8. Geräte für den Betondeckenbau

Zusammenfassung

Für die Aufnahme hoher Rad- und Flächenlasten werden vorzugsweise Betondecken eingebaut. Hauptanwendungsbereiche sind im Straßenbau die Autobahnen. Im Flughafenbau Start- und Landebahnen, Rollbahnen und Abstellflächen. Im Industriebau stark belastete Hallenböden sowie Abstell- und Lagerflächen. Im Betondeckenbau ist der ein- und zweilagige Einbau in Stärken bis 0,4 m und Breiten bis 16 m möglich. Bei einlagigem Einbau wird nur eine Betonsorte verwendet. Bei zweilagigem Einbau wird eine Unterbetonschicht und im sofort nachfolgenden Arbeitsgang eine Oberbetonschicht (Verschleißschicht) eingebaut. Dabei ergibt sich durch Einwirkung der Vibration eine gute Verbindung zwischen beiden Schichten. Betondeckenfertiger sind heute Gleitschalungsfertiger, d.h. mit der Vorwärtsbewegung der Maschine werden auf Arbeitsbreite seitlich fixierte Gleitschalungen mitgeführt. Der Beton ist dabei in der Konsistenz so gehalten, dass eine saubere stabile Deckenkante entsteht. Wegen der meist großen erforderlichen Betonmengen erfolgt der Antransport durch LKW-Sattelfahrzeuge mit Stahlmulden. Der Beton wird vor dem Fertiger abgekippt und mit einer Verteilerschnecke am Fertiger auf Deckenstärke verteilt, nachfolgend verdichtet und mit einer Abziehbohle geglättet.

Horst König

9. Pumpen und Wasserhaltung

Zusammenfassung

Im Baubetrieb kommen fast nur noch Tauchmotorpumpen zum Einsatz. Diese Pumpenart mit wasserdicht eingebautem Elektromotor kann mit entsprechender Laufradausrüstung vielfältig zur Förderung von Reinwasser bis Schmutzwasser und Schlämmen verwendet werden. Haupteinsatzgebiete sind die Wasserversorgung von Baustellen, Beseitigung von unerwünschtem Oberflächenwasser, Umpumpen von Kanälen und Bächen bis hin zur Grundwasserabsenkung. Diese Pumpen sind unempfindlich gegen Schmutz, Trockenlauf und Schlürfbetrieb. Angeboten werden Pumpen mit Motorleistungen von 1 bis 90 kW, Förderleistungen bis 290 l/s und Förderhöhen bis 380 m. Zur Wasserhaltung bei Baustellen im Grundwasserbereich werden Tiefbrunnen am Baugrubenrand und (oder) innerhalb der Baugrube angeordnet. Tiefbrunnen sind Bohrlöcher ca. 0,5 bis 1,0 m Durchmesser mit mittigem Filterrohr, eingebettet in eine Filterkiesschicht. Am Filterboden befindet sich die Tauchmotorpumpe mit der Druckleitung nach oben. Eine weitere Wasserabsenkmethode ist das Vakuumverfahren speziell im Kanalbau für Absenktiefen von 4 bis 6 m. Über eingespülte Filterrohrlanzen wird mit einem Vakuumaggregat ein Unterdruck erzeugt, Grundwasser angesaugt und nach oben abgeleitet.

Horst König

10. Kompressoren, Druckluftwerkzeuge, mechanische Werkzeuge

Zusammenfassung

Die Drucklufterzeugung mit Kompressoren hat in Baubetrieb vielseitige Anwendungsbereiche und Luftverbraucher. Dazu zählen der Betrieb von Druckluftwerkzeugen im Bohr- und Abbruchbereich, die Luftversorgung von Betonspritzgeräten und der Antrieb von Rohrrammen und Erdraketen. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Luftförderung von Zement und ähnlichen Stoffen. Eine besondere Bedeutung hat die Druckluftversorgung im Tunnelbau. Die übliche Kompressor-Bauart ist der fahrbare Schraubenkompressor mit einem Arbeitsdruck von 7 bar.

Zu den mechanischen Werkzeugen gehören handgeführte Bohr- und Schlaghämmer sowie Trennschneid- und Schleifmaschinen, angetrieben durch Elektro- oder Benzinmotoren.

Horst König

11. Geräte für den Kanalbau, Rohrvortrieb und Rohrleitungsbau

Zusammenfassung

Im Kanal- und Grabenverbau werden weitgehend Verbausysteme verwendet. Sie bestehen aus zwei senkrechten Stahlplatten die mit Abstandsstreben eine Verbaueinheit bilden. Der Anwendungsbereich liegt bei Tiefen bis ca. 6 m. Versorgungs- und Entsorgungsleitungen unter Straßen, Bahnkörpern und sonstigen Bauwerken wird meist im hydraulischen Rohrvortrieb-Verfahren mit Erdraketen, Rohrrammen oder Horizontalbohrgeräten ausgeführt. Für den unterirdischen Vortrieb von Rohrleitungen unter Flüssen, Bauwerken und unzugängigen Bereichen werden Micro-Vortriebsmaschinen in Verbindung mit Rohrpressen verwendet. Mit diesem Verfahren können Rohrleitungen mit einem Durchmesser bis 1,5 m und Längen bis 1200 m zielgenau verlegt werden.

Horst König

12. Ramm- und Ziehgeräte

Zusammenfassung

Die zum Rammen und Ziehen üblichen Geräte sind eine Kombination aus Rammen oder Ziehgeräten in Verbindung mit einem Trägergerät. Dies können Hydraulikbagger oder Seilbagger sein. Gerammt und gezogen werden Spundbohlen, Trägerprofile und Rohre, die zur Absicherung von Erdkörpern, Baugruben und Gräben dienen. Rammgeräte sind heute überwiegend hydraulisch angetriebene Vibrationsrammen die mit gerichteten Schwingungen auf das Rammgut wirken. Durch eine stufenlose Regelung kann die Vibrationsenergie den verschiedenartigen Bodenarten angepasst werden. Vibrationrammen können auch zum Ziehen von Profilen verwendet werden. Mit der nötigen Zugkraft des Trägergerätes und gleichzeitigem Einwirken der Vibration wird der Reibungswiderstand am Rammgut überwunden und der Ziehvorgang möglich.

Horst König

13. Bohr- und Schlitzwandgeräte

Zusammenfassung

Um Lasten von Bauwerken in tieferliegende tragfähige Schichten abzutragen werden Bohrpfähle in verschiedenen Durchmessern und Längen ausgeführt. Mit Schlitzwänden werden Baugrubensicherungen und dauerhafte Wände z.B. im U-Bahnbau und sonstigen Bauwerken hergestellt. Bohr- und Schlitzwandgeräte arbeiten in Verbindung mit einem Bagger als Trägergerät mit entsprechender hydraulischer Ausrüstung für die Drehbohr- und Fräsantriebe. Mit verschiedenen Drehbohrverfahren mit und ohne Stabilisierung der Bohrlochwände werden mit entsprechenden Bohrwerkzeugen Bohrdurchmesser bis 3 m und Bohrtiefen bis 100 m erreicht. Mit Kleinlochbohrgeräten werden Bohrungen bis 250 mm Durchmesser für Erdanker, Sprenglöcher und Injektionsbohrungen hergestellt. Diese Bohrgeräte sind auf Raupen fahrbare mit Drehbohrgerät und Lafette ausgerüstete Einheiten.

Horst König

14. Tunnelbaugeräte

Zusammenfassung

Die Vortriebsverfahren im Tunnelbau sind der Schildvortrieb, der Teilschnittvortrieb, der Vortrieb durch Sprengen mit Gewölbesicherung und der Abbau mit Tunnelbagger. Bestimmt wird das Vortriebsverfahren durch die Gesteins- und Bodenart des anstehenden Gebirges. Außerdem sind Kriterien wie wasserführende Schichten, Auffahren im Grundwasser oder im Trockenen zu berücksichtigen. All diese Kriterien sind mit entsprechendem Maschineneinsatz zu bewältigen. Der Transport des abgebauten Materials nach außen kann dem Vortriebsverfahren angepasst mit knickgelenkten Mudenkippern, Absetzmulden, im Gleisbetrieb oder hydraulisch durch Aufbereitung des Materials mit Stützflüssigkeit erfolgen. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Tunnelbelüftung und bei Trockenabbau die Entstaubung. Hier sind wichtige und strenge Vorschriften zu beachten.

Horst König

15. Maschinen für Abbruch und Recycling

Zusammenfassung

Die Abbaumethoden werden heute überwiegend von Gesichtspunkten wie Umweltverträglichkeit, Sicherheit und der Wiederverwertung von Baustoffen bestimmt. Vorherrschend ist der kontrollierte Rückbau. Für die neuzeitlichen Abbaumethoden werden Hydraulikbagger mit Anbaugeräten wie Beton- und Stahlscheren, Betonpulverisierer, Hydraulikhämmer sowie Abbruchgreifer verwendet. Betrieben werden diese Anbaugeräte über die Bordhydraulik des Abbruchbaggers. Die Abbruch-Baustoffe werden in Recyclinganlagen zerkleinert und größtenteils einer neuen Verwertung zugeführt.

Horst König

Backmatter

Titel: Maschinen im Baubetrieb
verfasst von: Horst König
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
Electronic ISBN: 978-3-658-03289-0
Print ISBN: 978-3-658-03288-3
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-03289-0