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Baubetriebstechnik
Jan Höffgen
19. August 2012
Mitschrieb der Vorlesung Baubetriebstechnik im SS 2012 bei Prof. Gentes und Dr. Schneider Kein Anspruch auf Vollständigkeit und Richtigkeit.
Inhaltsverzeichnis
1 Der Weg zum Auftrag 3 1.1 Ausschreibung.............................................. 3 1.2 Interne Prüfung bei den Baufirmen................................... 3 1.3 Ausschreibungsunterlagen........................................ 3 1.4 Angebotsbearbeitung........................................... 4 1.5 Vergabe.................................................. 4 1.6 Auftrag.................................................. 4
2 Aufbereitungstechnik 5 2.1 Aufbereitungsanlagen.......................................... 5 2.2 Aufgabe.................................................. 5 2.2.1 Aufgabe ohne Siebeffekt..................................... 5 2.2.2 Aufgabe mit Siebeffekt...................................... 6 2.3 Überblick Brechertypen......................................... 6 2.3.1 Backenbrecher.......................................... 6 2.3.2 Rundbrecher........................................... 7 2.3.3 Walzenbrecher.......................................... 7 2.3.4 Prall- und Schlagbruch...................................... 7 2.4 Klassieren................................................. 8
INHALTSVERZEICHNIS
- 3 Betonbau
- 3.1 Betonbereitung und Einbau
- 3.1.1 Beton
- 3.1.2 Betonbereitung
- 3.2 Schalung
- 3.3 Wandschalung
- 3.4 Deckenschalungen
- 3.5 Sonderschalung
- 3.6 Rüstung
- 3.7 Brückenbau
- 3.8 Transporttechnik
- 3.8.1 Hebezeuge
- 3.8.2 Frischbetonförderung
- 3.8.3 Spritzbeton
- 4 (Spezial-)Tiefbau
- 4.1 Baugrubenumschließung
- 4.2 Rammen
- 4.3 Bohren
- 4.3.1 Trockenbohren
- 4.3.2 Nassbohren
- 4.3.3 Bohrpfahlbetonieren
- 4.4 Schlitzen
- 4.5 Baugrubenumschließung
- 4.6 Wasserhaltung
- 5 Erdbau
- 5.1 Verfahrenstechnische Kette
- 5.2 Gewinnen: Geräte
- 5.2.1 Standbagger
- 5.2.2 Fahrbagger
- 5.2.3 Flachbagger
- 5.3 Transport
- 5.3.1 Gelände und Baustraße
- 5.3.2 Transport auf fixierter Trasse
- 5.4 Einbau
- 5.4.1 Entladen
- 5.4.2 Verdichten
- 5.5 Bagger - LKW - Leistungsbereichnung
- 5.6 Baumaschinenkosten
- 6 Baumaschinentechnik
1 DER WEG ZUM AUFTRAG
1.4 Angebotsbearbeitung
- Begehung vor Ort
- alle LV-Positionen kalkulieren, Einheitspreise angeben
- Verfahrensvergleich durchführen
- Berechnung der Einzelkosten je Teilleistung (EKT)
- Kostenblock
Baustellengemeinkosten (Bauleiter, Kran,...) Allg. Geschäftskosten (Hauptverwaltung, Vorstand,...) Wagnis + Gewinn (2+2 %)
wird auf EKT umgelegt
⇒ Nebenangebot (z.B. Fertigteilstütze statt Ortbeton) ∗ vom AG ausgeschriebene Position muss trotzdem immer bepreist werden
- Angebot an BH
- Begleitbrief → Nebenangebot [Baufirma trägt Risiko]
- LV ausführen
- Pläne zur Baustelleneinrichtung
- techn. Berichte zur Ausführung
1.5 Vergabe
- Preis → Wirtschaftlichkeit
- Beziehungen/Referenzen/Zuverlässigkeit
- Nebenangebote
1.6 Auftrag
- BGB, § 631 → Werkvertrag (nicht ausreichend für spezielle Anforderungen im Bauwesen)
- VOB ist kein Gesetz, muss vertraglich verankert werden
- 1926 (AG+AN) A Vergabewesen B Ausführung (Abrechnung, Ausführung) C DIN
Beispiel: Berechnung Nebenangebot
L S G FL EKT Ortbeton (^3) mh
2 (^20) mAC (^2 5) mAC (^2 0 3) mh 2 · 30 AC h + 20 (^) mAC 2 + 5 (^) mAC 2 = 115 (^) mAC 2 Filigrandecke (^1) mh (^2 30) mAC (^2 30) mAC (^2 0 1) mh 2 · 30 AC h + 30 (^) mAC 2 + 30 (^) mAC 2 = 90 (^) mAC 2 L: Lohn, S: Sonstige Kosten, G: Geräte, FL: Fremdleistung, EKT: Einzelkosten der Teilleistung
Einheitspreis = EKT · Zuschlag = (^90) mAC 2 · 1 .3 = 117 (^) mAC 2
- Filigrandecke (=Fertigteil) lässt sich "gebogen" herstellen, sodass die result. Biegung bei Belastung zu 0 wird. Außerdem ist eine Vorspannung möglich
2 AUFBEREITUNGSTECHNIK
2 Aufbereitungstechnik
- Zuschlag/Schüttstoffe des Bauwesens herzustellen
- z.B. Sieblinie aus Baggeraushub
- Verfahrenstechnische Kette
- Gewinnen (Bagger, Radlader → Erdbau)
- Transport (LKW, Förderband → Erdbau)
- Aufgabe (Aufbereitung)
- Brechen (Aufbereitung)
- Klassieren (Aufbereitung)
2.1 Aufbereitungsanlagen
- Kriterien
- Gesamtleistung
- Einzelleistung
- Korngröße (griffig, scharfkantig)
- Festigkeit
- Durchlaufsysteme → 1 Durchgang
- Kreislaufsysteme → mehrere Durchgänge durch Brecher
2.2 Aufgabe
- Bindeglied zwischen Abtransport (LKW) und Anlage
- Puffer → gleichmäßige Auslastung
2.2.1 Aufgabe ohne Siebeffekt
- Silos mit Segmentverschlüssen
- feinkörnig, nicht klebend
- Kettenaufgeber
- stationär, sehr grob
- Kette hält über Eigengewicht Material zurück
- Vibrorinne
- GK: 500-1000mm
- gut dosierend
2 AUFBEREITUNGSTECHNIK
- Pendelschwingenbrecher
- Ausgangsspalt variiert
- kann härteres Material bearbeiten als Pendelschwingenbrecher (bessere Übersetzung → höhere Kräfte)
- GK: 500mm, ZF: 5-9, 600t/h
2.3.2 Rundbrecher
- feststehender Brechmantel
- exzentrisch bewegter (taumelnder) Brechkegel
- Kreiselbrecher (Lager des Brechkegels oben)
- GK: 1500mm, ZF: 4-20, 3500t/h
- Kegelbrecher (kein Lager des Brechkegels)
- GK: 500mm, ZF: 3-20, 600t/h
2.3.3 Walzenbrecher
- eine oder zwei Walzen
- horizontale Dehung
- Oberfläche glatt, geriffelt oder gezahnt
- GK: 500mm, ZF: 3-10, 200-500t/h
2.3.4 Prall- und Schlagbruch
- Prallbrecher
- Nachzerkleinerung
- hoher Feinanteil
- hoher Verschleiß
- 1-2 Prallbrecher
- GK: 800mm, ZF: 10, 200t/h
- Hammerbrecher
- Walze mit gelenkig gelagerten Hämmern (hier: aktiv)
- hoher Verschleiß
- GK: 500mm, ZF: 10, 100t/h
2 AUFBEREITUNGSTECHNIK
2.4 Klassieren
- Vorklassieren (50-100cm)
- statische Roste
- Baggerlöffel
- Reißzahn
- Hauptklassieren (3-60mm)
- bewegte Roste
- Siebmaschine (Trommel)
- Schwingsiebmaschine (Vibrorinne mit Sieb)
∗ 2 Kornfraktionen
∗ Variation von: Länge, Amplitude, Frequenz, Neigung
∗ Wirksamkeit: Wurfkennziffer KV = b gnn
KV = 1: weiche/leichte Siebung (langsam, genau), Entwässern KV = 2 − 2. 5 : leichtes Werfen, schonende Aussiebung KV = 3 − 8 : deutliches Werfen, harte (schnelle, unsaubere) Sie- bung, hoher Verschleiß
∗ “Sizer”
3 BETONBAU
- Bunkerlagerung
- einfache Füllung, witterungsgeschützt
- hohe Kosten, ggf. unterird. Förderbandanlagen erforder- lich
Mischanlagen
- qmax[ m 3 h ] = 2^ ·^ qmittel[^
m^3 h ]^ (Ausstoßleistung^ →^ verdichteter Beton)
- Vertikalanlage
- Stationäre Anlagen
- 130 − 150 f m
3 h (Leistungsstärksten Anlagen)
- Horizontale Anlagen
- Komplett als LKW-Anhängemodul bezieh- bar
- 50 − 100 f m
3 h
- Fahrzeuggemischter Beton
- Dosierung in Anlage
- mit/ohne Wasser in Betontransportfahrzeug
- Probleme: Mischzeit, Wasser → Qualität
Mischen des Betons
- Freifallmischer
- Schaufeln
- Mischgut wird angehoben → freier Fall
- geringe Mischqualität, lange Mischdauer
- günstig, geringer Verschleiß
- Zwangsmischer
∗ Rührwerk ∗ hohe Mischqualität (homogen und konsistent), kurze Mischdauer ∗ teuer
∗ Stetigmischer
3 BETONBAU
Einbau
- DIN: Max. Fallhöhe ist zu begrenzen (um Entmischung vorzubeugen)
- 0.5–1m freier Fall
- Schlauch
- seitl. Stützung
- seitl. Zuführung
- auf hindernisfreie Bewehrung achten
Verdichten
- Rüttelflasche im Beton
- Außenrüttler an Schalung
- Rütteltische im Fertigteilwerk
- Schockverdichtung im Vakuum
→ Luftgehalt < 1.5 Vol-%
3.2 Schalung
Schalung und Rüstung sind temporäre Bauwerke → statische Berechnung
3.2.1 Aufbau
- Schalung: Schalhaut, Schalhautunterstützung, (Lastsammler)
- Rüstung: Lastsammler, Lastableiter, Aussteifung, Abstützungen
- Verbindungsmittel
- sonstiges Zubehör
Schalhaut
- direkte Betonberührung
- Dichheit
- Leichtes Ausschalen ermöglichen (kein Verkleben → Schalöl)
- formbar, anpassungsfähig und unter Belastung formstabil
- Materialien
- Brettschalung
- Sperrholz
- Spanplatten
- (Mehr-) Schichtplatten
- Stahl, Bleche
- Aluminium
- Kunststoffe (Oberflächengestaltung)
3 BETONBAU
- Systemschalung
- 2 − 0. 5 h/m^2
- Rahmenschalung (kleine Elemente = Schalhaut + Schalhautunterstützung)
- Großflächenschalungen (zusammengesetzte Elemente bis ca. 40 m^2 auf Baustelle zusammengebaut)
- Raumschalungen (Wände + Decke "fertig", 3D)
- Stützenschalung
- Kletterschalung
- Klettert nach Erhärten eines Abschnitts mit Kran oder Hubeinrichtung nach oben
- Gleitschalung
- Abstützung auf Kletterstangen
- Gleitet hydraulisch oder pneumatisch an allen Kletterstangen gleichzeitig entlang der Betonoberfläche nach oben
3.4 Deckenschalungen
- Freie Schalung: Schalplatten auf Holz- u. Stahlträgern
- Systemschalungen
- Kleinflächig: Rahmenelemente werden in Lastsammlern, die auf Stützen lagern, geschoben oder ein- gehängt
- großflächig: Schalttisch: Schalhaut, Unterstützung und Sammler fest verbunden → Kran erforderlich
(Klappbare Stützen für Brüstung oder feste Stützen mit Spindeln)
3.5 Sonderschalung
- “Wanderschalungen” im Tunnelbau → Schalwagen (Rollen)
- Aufblasbare Schalungen (Röhrenförmig)
- Vakuum-Schalungen (zur schnellen Oberflächenentwässerung, max. Wassertiefe: ca. 30cm)
- Kriterien für verlorene Schalung
- Ausschalungskosten höher als Kosten der Schalung
- Schalmaterial ist Teil des Bauwerks
- Schalmaterial von Beton umschlossen (gewichtsmindernder Hohlraum)
- Schalung als Wärmedämmung
3 BETONBAU
3.6 Rüstung
- Arbeitsgerüste (Verputzen, Malerarbeiten)
- DIN 4420 (Teil 1,2,3)
- geringere Anforderungen in den Schulferien
- Traggerüste → eigene Ingenieurkkonstruktionen
- DIN EN 12812
- Rüststütze: 1 Auflager, Fachwerke, 3(4) Gurte
- Rüstturm: mehrere Auflager, stabiler
- Träger (verbinden die Rüsttürme)
- Breitflanschträger: ca. 12m Spannweite, sehr hohe Lasten
- Rüstträger: ca. 30m
- Rüstbinder: ca. 30m
3.7 Brückenbau
Möglichkeiten: Fertigteile oder Ortbeton (Erhärtung im eingebauten Zustand), feldweise (von Auflager zu Auf- lager) oder abschnittsweise (zwischen den Auflagern geteilt)
- Stationäres Lehrgerüst
- universell
- lohnintensiv
- begrenzte Feldanzahl
→ Bogenbrücke
- Taktschiebeverfahren
- Betonieren → Schieben → Betonieren
- kurze Transportwege durch Ortbeton
- gute Nutzung der Schalung
- (Beton-)Fertigteile: 30m, Felder: 60-150m
- Schalung der Stirnseite erfolgt durch Vorgänger-Element
- Betonfertigteile beidseitig auf Zug dimensionieren
- Biegesteife Verbindung der Fertigteile mit Spanngliedern
3 BETONBAU
∗ Turm dreht mit
∗ Aufbau ohne Hilfsgerät
∗ (Lauf-)Katzausleger
· Verfahren der Last sehr ein- fach
· Dreht sich im Wind
∗ Nadelausleger
· Platzsparend (z.B. im Innerstädtischen)
· die Last ist schwenkt nie weiter aus als die Spitze des Krans → keine Überschreitung der Grenzen im Luftraum (evtl. teuer und gesamter Ausleger muss bewegt werden)
· EDV-Gestützt: Nach dem Aufstellen Baufeld abfahren, um notwendige Winkel zu ermitteln ∗ Knickausleger (Katzausleger mit Gelenk) ∗ Universalausleger (Nadelausleger mit Gelenk)
- Fahrzeugkrane
- Leistungsgerät (für hohe Lasten angemietet, die TDK nicht heben kann, oder zum Aufbau eines TDK), aber teuer
- Schräger Ausleger benötigt viel Platz
∗ 2 Motoren: M1: Geschwindigkeit (max. 80 km/h), M2: Kraft → Arbeitseinheit
- Mobilkran ∗ Autokran mit einem Motor und einer Kabine
- Sonderformen
- Portalkran
3 BETONBAU
∗ kann (einseitig) als Portalkran gestaltet werden, um gebogene Bauwerke (z.B. Staudämme) bauen zu können
- max. Last → Lastmomentkurven
- max M = 1000tm → Form 1000
- Gegengewicht für die Hälfte des maximalen Moments dimensionieren (Ohne Belastung:
- 5 Mmax in Richtung Ausleger, Mit max. Belastung: 0. 5 Mmax in Richtung Last)
3.8.2 Frischbetonförderung
- Kübel an Kran (1m^3 )
- Dumper (Mulde)
- Betonpumpe
∗ 2 Zylinder arbeiten im Gegentakt ∗ Schieber ∗ 100 bar ∗ diskontinuierliche Förderung
∗ 40 Bar ∗ kontinuierlich
3.8.3 Spritzbeton
- Trockenförderung
- Mischung (Zuschlag + Zement) wird erst an der Düse mit Wasser versetzt
- 40% Rückprall
- Nassförderung
- Top Shot Verfahren (NÖT)
4 (SPEZIAL-)TIEFBAU
4.3 Bohren
- Herstellung eines runden Loches
4.3.1 Trockenbohren
- Trockendrehbohren
- Seilbaggerbohren (Schlagbohren)
4.3.2 Nassbohren
- Rechtsspülung/Druckspülung
- Linksspülung/Saugbohren
- v. a. bei großen Durchmessern
- teuer und aufwändig wegen hoher Rohrreibung (Höhendifferenz zwischen Wasserspiegel und Roh- rende gering)
- Lufthebeverfahren
- Druckluft dehnt sich aufsteigend aus und erzeugt Strömung
- Wirkungsgrad steigt mit Tiefe
4 (SPEZIAL-)TIEFBAU
- Bohrlochstützung mit Stützsuspension (Wasser + Ben- tonit) - höherer Druck wegen höherer Wichte
4.3.3 Bohrpfahlbetonieren
- Kontraktorverfahren
- Nach der Erhärtung muss das obere Ende des Pfahls entfernt werden (hoher w/z-Wert)
4.4 Schlitzen
- Herstellung eines rechteckigen, länglichen Lochs
- Konstruktionsschlitzwand
- in fertigem Zustand Stahlbetonwand (z. B. Bauwerksbestandteil)
- gestützt schlitzen (Stützflüssigkeit)
- bewehren
- betonieren (Beton) ⇒ 2-Phasen-Wand
- Dichtungsschlitzwand
- in fertigem Zustand nur vertikale Dichtung ohne Tragwirkung (z. B. Kerndichtung in Dämmen)
- gestützt schlitzen (Stützflüssigkeit = Dichtwandsuspension mit Zementanteil [nur eine Phase]) ⇒ 1-Phasen-Wand
4.5 Baugrubenumschließung
- Trägerbohlwand
- Einbau seitlich (Platz zwischen Bohlenenden und I-Profil)
- Verspannung mittels Keile und Erdreich
- Verankerung (Absicherung gegen Erdreich) über Gurtung möglich
