Maschinen im Baubetrieb (eBook)

Dipl.-Ing. Horst König, Maschinenbauingenieur (FH)

Vorwort zur 3. Auflage 6
Vorwort zur 2. Auflage 6
Vorwort zur 1. Auflage 7
Inhaltsverzeichnis 8
1 Entwicklung der Baumaschinen in den letzten 60 Jahren 18
2 Baugeräteliste BGL 20
2.1 Inhalt 20
2.2 Erläuterung der wichtigsten Daten am Beispiel eines Radladers 21
2.3 Wesentliche Anwendungsbereiche der BGL 22
3 Geräte zur Betonherstellung und Betonverteilung 23
3.1 Allgemeines 23
3.2 Betonmischanlagen 23
3.2.1 Mischsysteme 23
3.2.1.1 Freifallmischer 23
3.2.1.2 Zwangsmischer 24
3.2.2 Fließschema einer Betonmischanlage 25
3.2.3 Grundtypen der Betonmischanlagen 26
3.2.4 Technische Ausrüstungsdetails der Mischanlagen für Qualitätsbeton 27
3.2.4.1 Wiegeeinrichtungen 27
3.2.4.2 Dosiereinrichtungen für Zuschlagstoffe und Zement in Mischanlagen 27
3.2.4.3 Wasserzugabe in den Mischer 28
3.2.4.4 Sandfeuchtemessung und Sand-Wasser-Korrektur bei Mischanlagen 28
3.2.4.5 Konsistenzmessung im Mischer 28
3.2.4.6 Betonmischanlagen im Winterbetrieb (Warmbeton) 28
3.2.4.7 Betonmischanlagen und Umweltschutz 29
3.2.4.8 Steuerung von Betonmischanlagen 29
3.2.4.9 Formularwesen für die Herstellung und Lieferung von Qualitätsbeton nach DIN EN 206-1 31
3.2.5 Mobile Mischanlagen für große Betonmengen 31
3.3 Betontransport 32
3.3.1 Allgemeines 32
3.3.2 Aufbau eines Fahrmischers 32
3.3.3 Fahrmischergrößen 33
3.4 Betonverteilung 34
3.4.1 Einbringen des Betons in Schalungen 34
3.4.2 Betonpumpen 37
3.4.2.1 Kolbenpumpen 37
3.4.2.2 Rotorbetonpumpen 38
3.4.2.3 Pumpleistungen 39
3.5 Betonverdichtung 39
3.5.1 Allgemeines 39
3.5.2 Innenvibratoren (Innenrüttler) 40
3.5.3 Außenvibratoren 42
3.5.4 Mechanische und elektronische Frequenzund Spannungsumfor-mer mit konstanter Abgabefrequenz 43
3.5.5 Elektronische Frequenzund Spannungsumformer mit variabler Abgabefrequenz 44
3.6 Betonspritzen 45
3.6.1 Trockenspritzverfahren 45
3.6.2 Nassspritzverfahren 46
3.6.3 Düsenführung 47
3.6.4 Anwendungsmöglichkeiten für Spritzbeton 47
3.7 Betonglättmaschinen (Rotationsglätter) 48
3.7.1 Allgemeines 48
3.7.2 Glättmaschinen (Bauarten) 48
4 Hebezeuge 49
4.1 Turmdrehkrane 49
4.1.1 Allgemeines 49
4.1.2 Kenngrößen 49
4.1.3 Auslegertypen 51
4.1.4 Turmdrehkran-Baureihen 52
4.1.5 Technische Ausrüstungsdetails 58
4.1.5.1 Ballastierung 58
4.1.5.2 Klettereinrichtung 61
4.1.5.3 Hubwerke 64
4.1.5.4 Katzfahrwerke 66
4.1.5.5 Krandrehwerke 66
4.1.5.6 Kranfahrwerke 67
4.1.5.7 Sicherheitseinrichtungen 67
4.1.5.8 Kransteuerungen und Kransteuersysteme 71
4.1.5.9 Krane mit Raupenfahrwerk 73
4.1.5.10 Mobilbaukrane 74
4.1.6 Kran-Gleisanlagen 76
4.1.6.1 Kurzschwellengleis 76
4.1.6.2 Träger-Gleis 76
4.1.7 Sicherheitsmaßnahmen beim Betrieb von Turmdrehkranen 77
4.1.8 Personenbeförderung 78
4.2 Portalkrane 79
4.2.1 Allgemeines 79
4.2.2 Bauteile und Daten 79
4.2.3 Einstufung der Krankonstruktion und Auswahl des Hubwerks 80
4.3 Mobilkrane und Raupenkrane 80
4.3.1 Mobilkrane 80
4.3.1.1 Auslegersysteme für Mobilkrane 81
4.3.1.2 Bauteile 82
4.3.1.3 Teleskopausleger 83
4.3.1.4 Diagramm für den Arbeitsbereich eines Mobilkranes 84
4.3.1.5 Traglasttabelle 84
4.3.1.6 Kransteuerung 84
4.3.1.7 Ballastierung 86
4.3.2 Raupenkrane 86
4.3.2.1 Auslegersysteme für Raupenkrane 88
4.3.2.2 Bauteile Grundgerät und Ausleger 88
4.3.2.3 Arbeitsbereiche und Traglast 89
4.4 Bauaufzüge 91
4.4.1 Leichte Bauaufzüge bis 200 kg Traglast (Schrägaufzüge) 91
4.4.2 Materialaufzüge bis 300 kg Traglast 91
4.4.3 Materialaufzüge von 500 bis 1500 kg Traglast 92
4.4.4 Materialund Personenaufzüge bis 2800 kg Traglast 93
4.5 Winden und Greifzüge 94
4.5.1 Allgemeines 94
4.5.2 Greifzüge 94
4.5.3 Handwinden 95
4.5.4 Elektrowinden 96
4.5.5 Hydraulikwinden 96
4.5.6 Druckluftwinden 97
4.6 Hydraulische Hubgeräte 97
4.6.1 Allgemeines 97
4.6.2 Hydraulische Hebeböcke 98
4.6.3 Hydraulische Antriebsaggregate 99
5 Erdbaugeräte 101
5.1 Allgemeines zur Entwicklung der Erdbaugeräte 101
5.2 Hydraulikbagger 101
5.2.1 Übersicht über Baugrößen 101
5.2.2 Hydraulikbagger Grundgerät 102
5.2.2.1 Bauteile des Mobilbaggers 102
5.2.2.2 Bauteile des Raupenbaggers 103
5.2.2.3 Hydraulikeinrichtung und Steuerung 105
5.2.2.4 Hydraulischer Schwenkantrieb 105
5.2.2.5 Hydraulischer Fahrantrieb für Raupenbagger 105
5.2.2.6 Hydraulischer Fahrantrieb bei Mobilbaggern 106
5.2.3 Arbeitsausrüstungen 106
5.2.3.1 Verstellausleger, Monoblockausleger, Klappschaufeleinrichtung 106
5.2.3.2 Kräfte am Tieflöffel 107
5.2.3.3 Kräfte an der Klappschaufel 108
5.2.3.4 Reichweitendiagramme 108
5.2.3.5 Grabgefäße 109
5.2.3.6 Grabgefäßinhalte 110
5.2.4 Einsatzgestaltung bei Hydraulikbaggern 111
5.2.4.1 Allgemeines 111
5.2.4.2 Tieflöffeleinsatz 111
5.2.4.3 Klappschaufeleinsatz 111
5.2.4.4 Einflussfaktoren auf die Baggerleistung 111
5.2.4.5 Leistungsberechnung 114
5.2.4.6 Hydraulikbagger im Einsatz als Hebezeug 114
5.2.5 Anbauund Zusatzgeräte für Hydraulikbagger 115
5.3 Hydraulik-Kleinbagger 119
5.3.1 Minibagger 119
5.3.2 Kompaktbagger 119
5.4 Hydraulische Raupenund Mobilseilbagger 121
5.4.1 Allgemeines 121
5.4.2 Übersicht über Baugrößen 122
5.4.2.1 Hydraulische Seilbagger Baugröße 1 122
5.4.2.2 Hydraulische Seilbagger Baugröße 2 122
5.4.3 Grundgerät 122
5.4.3.1 Bauteile 122
5.4.3.2 Hydraulikeinrichtung und Steuerung 123
5.4.3.3 Hydraulische Winden in Seilbaggern 123
5.4.3.4 Auslegerverstellung 124
5.4.4 Arbeitsund Zusatzeinrichtungen an hydraulischen Seilbaggern 125
5.4.4.1 Einsatz als Bagger 125
5.4.4.2 Einsatz als Kran 125
5.4.4.3 Einsatz als Trägergerät 125
5.5 Schreitbagger 127
5.5.1 Allgemeines 127
5.5.2 Bauteile und Arbeitseinrichtung 128
5.5.3 Schreitbagger im Einsatz 128
5.6 Radlader 129
5.6.1 Allgemeines 129
5.6.2 Übersicht über Radlader-Baugrößen 129
5.6.2.1 Baugröße 1 – Kompaktlader 129
5.6.2.2 Baugröße 2 – Kleinlader 130
5.6.2.3 Baugröße 3 130
Großlader 130
5.6.3 Technische Ausrüstungsdetails 131
5.6.3.1 Bauteile 131
5.6.3.2 Fahrantriebe und Hydraulik 131
5.6.3.3 Funktion des Drehmomentwandlers 134
5.6.3.4 Lenksysteme 135
5.6.3.5 Achsen und Bremsen 137
5.6.3.6 Lasten und Kräfte 137
5.6.3.7 Schaufelkinematik 137
5.6.3.8 Schwenkschaufellader 138
5.6.3.9 ROPS-Fahrerkabine und FOPS-Fahrerkabine 138
5.6.4 Einsatzgestaltung 141
5.6.4.1 Allgemeines 141
5.6.4.2 Radlader im Erdbau 141
5.6.4.3 Radlader mit Schnellwechseleinrichtung 143
5.6.4.4 Einsatz von Kompaktladern 143
5.7 Baggerlader und Teleskopmaschinen 145
5.7.1 Baggerlader 145
5.7.2 Teleskopmaschinen 146
5.8 Muldenkipper 148
5.8.1 Muldenkipper mit starrem Rahmen 148
5.8.2 Muldenkipper mit Knicklenkung 149
5.8.3 Schwerlast-Muldenkipper mit starrem Rahmen 149
5.9 Planierraupen 150
5.9.1 Allgemeines 150
5.9.2 Übersicht über Baugrößen 150
5.9.3 Bauteile 151
5.9.3.1 Fahrantriebe und Hydraulik 151
5.9.3.2 Kettenlaufwerke 155
5.9.4 Arbeitseinrichtungen 157
5.9.4.1 Planierschild und Schubrahmen 157
5.9.4.2 Festlegung der Schildkapazität 158
5.9.4.3 Heckaufreißer 159
5.9.5 Einsatzgestaltung und Schubleistung 160
5.9.5.1 Diagramm für die Schubleistung 160
5.9.5.2 Einflussfaktoren auf die Schubleistung 160
5.9.5.3 Traktionsfaktoren 162
5.10 Laderaupen 163
5.10.1 Allgemeines 163
5.10.2 Technische Ausrüstungsdetails 163
5.10.2.1 Bauteile 163
5.10.2.2 Kettenlaufwerk 163
5.10.2.3 Fahrantrieb 164
5.10.2.4 Arbeitseinrichtung 164
5.10.2.5 Einflussfaktoren auf die Ladeleistung 164
5.11 Schürfkübelraupen 164
5.11.1 Allgemeines 164
5.11.2 Technische Ausrüstungsdetails 164
5.11.2.1 Bauteile und Arbeitsweise 165
5.11.2.2 Raupenfahrwerk – Fahrantrieb – Hydraulik 166
5.11.3 Schematische Darstellung der Arbeitsweise 166
5.12 Scraper (Schürfwagen) 167
5.12.1 Allgemeines 167
5.12.2 Bauteile und Arbeitsweise 167
5.12.2.1 Fahrantriebe 168
5.12.3 Scraper-Bauarten 5.12.3.1 Standard-Scraper 168
5.12.3.2 Doppelmotor-Scraper 168
5.12.3.3 Elevator-Scraper 169
5.12.3.4 Schnecken-Scraper 170
5.12.4 Einsatzbeispiel 170
5.13 Grader 171
5.13.1 Allgemeines 171
5.13.2 Bauteile 171
5.13.2.1 Fahrantriebe 172
5.13.2.2 Die Lenkung und Verstellmöglichkeit des Fahrwerks 172
5.13.2.3 Verstellmöglichkeit der Schar 174
5.13.3 Automatische Scharsteuerung 177
5.14 Maschinensteuerungssysteme 179
5.14.1 Konventionelle Maschinensteuerungen 179
5.14.2 181
Dreidimensionale Maschinensteuerungen 181
6 Geräte für die Bodenverdichtung 185
6.1 Allgemeines 185
6.2 Bodenarten 185
6.2.1 Bindige Böden 185
6.2.2 Nichtbindige Böden 186
6.2.3 Mischböden 186
6.2.4 Felsgestein 186
6.3 Verdichtungswilligkeit der Böden 186
6.4 Verdichtungsverfahren 187
6.4.1 Statische Verdichtung 187
6.4.2 Dynamische Verdichtung 187
6.4.2.1 Stampfverdichtung 188
6.4.2.2 Vibrationsverdichtung 188
6.5 Verdichtungsgeräte 191
6.5.1 Vibrationsstampfer 191
6.5.2 Vibrationsplatten 192
6.5.2.1 Vibrationsplatten mit Vorlauf 192
6.5.2.2 Vibrationsplatten mit Vorund Rücklauf 193
6.5.3 Vibrationswalzen 195
6.5.3.1 Handgeführte Doppel-Vibrationswalzen 195
6.5.3.2 Grabenwalzen 196
6.5.3.3 Tandem-Vibrationswalzen 197
6.5.3.4 Anhänge-Vibrationswalzen 200
6.5.3.5 Walzenzüge 201
6.6 Auswahl der Verdichtungsgeräte 202
6.6.1 Auswahl nach Schichtdicke und Bodenart 202
6.6.2 Computer-Auswahl 203
6.7 Anwendungsbereiche für Verdichtungsgeräte 204
6.8 Flächendeckende Verdichtungskontrolle bei Walzen 205
6.8.1 Allgemeines 205
6.8.2. Verdichtungsmesssystem 205
6.8.3 Verdichtungsmessund Dokumentations-System 206
6.8.4 Flächendeckende Verdichtung mit GPS-Satellitenunterstützung 207
6.8.5 Selbstregelndes Verdichtungssystem 208
7 Geräte für den bituminösen Straßenbau 210
7.1 Allgemeines 210
7.2 Asphaltmischanlagen 210
7.2.1 Definition der Leistung 210
7.2.2 Asphaltmischanlagen – Bauarten 211
7.2.2.1 Asphaltmischanlagen mit nebenstehendem Verladesilo 211
7.2.2.2 Asphaltmischanlagen mit untergebautem Verladesilo 211
7.2.3 Fließschema und Funktionsweise 212
7.2.4 Bauteile 213
7.2.4.1 Vordosierung der Mineralien 213
7.2.4.2 Trockentrommel und Heißelevator 213
7.2.4.3 Entstaubung – Eigenfüller – Fremdfüller 214
7.2.4.4 Mischturm 215
7.2.4.5 Bitumenlagerung und -erwärmung 216
7.2.4.6 Verladesilo 217
7.2.4.7 Steuerung von Asphaltmischanlagen 218
7.2.5 Verarbeitung von Asphaltgranulat 219
7.2.5.1 Kaltzugabe 219
7.2.5.2 Warmzugabe 219
7.3 Asphaltgranulat-Aufbereitung 221
7.4 Straßenfräsen für Kaltasphalt 221
7.5 Schwarzdeckenfertiger 223
7.5.1 Anforderungen 223
7.5.2 Bauarten 224
7.5.3 Bauteile und Funktionsweise 225
7.5.3.1 Hydraulikantriebe beim Schwarzdeckenfertiger 226
7.5.3.2 Einbaubohle und Mischguttransport 226
7.5.4 Nivelliereinrichtung 229
7.6 Asphaltverdichtung 230
7.6.1 Allgemeines 230
7.6.2 Verdichtungseigenschaften 231
7.6.3 Walzen für die Asphaltverdichtung 232
7.6.3.1 Gummiradwalzen 232
7.6.3.2 Tandem-Vibrationswalzen 234
7.6.3.3 Kombiwalzen 234
7.6.4 Walztechnik 235
7.6.4.1 Grundregeln für die Asphaltverdichtung mit Walzen 235
7.6.4.2 Walzschemen 235
7.6.5 Selbstregelndes Verdichtungssystem bei der Asphaltverdichtung 236
7.6.5.1 Allgemeines 236
7.6.5.2 Funktion 237
7.7 Geräte für die Fahrbahnerneuerung 238
7.7.1 Allgemeines 238
7.7.2 Heißrecycling-Verfahren mit Remix-Maschine 238
7.7.3 Kaltrecycling-Verfahren 240
7.8 Geräte zur Bodenstabilisierung 242
7.8.1 Allgemeines 242
7.8.2 Stabilisierungsmaschinen 242
8 Geräte für den Betondeckenbau 246
8.1 Allgemeines 246
8.2 Aufbau und Arbeitsweise von Betondeckenfertiger bei einlagigem Deckeneinbau 246
8.3 Arbeitsweise bei zweilagigem Betondeckeneinbau 248
8.4 Herstellung von monolithischen Profilen mit dem Gleitscha-lungsfertiger 249
8.5 Fugenschneiden im Betondeckenbau 250
9 Pumpen und Wasserhaltung 252
9.1 Allgemeines 252
9.2 Tauchmotorpumpen 252
9.2.1 Schmutzwasserpumpen 252
9.2.2 Schlammpumpen 253
9.2.3 Pumpenkennlinie 254
9.2.4 Förderleitungen 255
9.3 Grundwasserabsenkung 257
9.3.1 Absenkkurve und Boden-Durchlässigkeitsbeiwert 257
9.3.2 Absenkung mit Tiefbrunnen im Schwerkraftverfahren 259
9.3.3 Absenkung mit dem Vakuumverfahren 261
10 Kompressoren, Druckluftwerkzeuge, mechanische Werkzeuge 264
10.1 Allgemeines 264
10.2 Fahrbare Schraubenkompressoren 264
10.3 Druckluftanlagen für Baustellen mit hohem Luftbedarf 267
10.4 Druckluftwerkzeuge 267
10.4.1 Abbauund Aufbruchhämmer 267
10.4.2 Bohrhämmer 269
10.5 Mechanische Werkzeuge 270
11 Geräte für den Kanalbau, Rohrvortrieb und Rohrlei-tungsbau 272
11.1 Allgemeines 272
11.2 Grabenverbaueinheiten 272
11.2.1 Randgestützte Verbaueinheiten 272
11.2.2 Gleitende Verbaueinheiten 275
11.2.3 Dielen-Kammerplattenverbau 276
11.2.4 Hydraulischer Pressverbau 277
11.3 Hydraulischer Rohrvortrieb 279
11.4 Erdraketen und Rohrrammen 280
11.4.1 Erdrakete 281
11.4.2 Rohrramme 282
11.5 Micro-Vortriebsmaschinen 282
11.5.1 Allgemeines 282
11.5.2 Schematische Darstellung des Einsatzes 283
11.5.3 Funktion der Micro-Vortriebsmaschine 283
11.6 Horizontalbohrgeräte 284
11.6.1 Allgemeines 284
11.6.2 Aufbau und Funktion des Horizontalbohrgerätes 285
11.7 Grabenfräsen 287
11.7.1 Allgemeines 287
11.7.2 Gerätetypen und Baugrößen 288
11.7.3 Technische Ausrüstung 289
12 Ramm- und Ziehgeräte 290
12.1 Allgemeines 290
12.2 Spundwandprofile 290
12.2.1 Leichte Profile 290
12.2.2 Schwere Profile 291
12.3 Widerstandskräfte am Rammgut 292
12.4 Rammtechnik 293
12.5 Vibrationsrammen 295
12.5.1 Bauteile und Funktionsweise 295
12.5.2 Kenngrößen 295
12.5.3 Vibrationsrammen und Trägergeräte 297
12.5.3.1 Leichte Vibrationsrammen 297
12.5.3.2 Trägergeräte für leichte Vibrationsrammen 297
12.5.3.3 Schwere Vibrationsrammen 300
12.5.3.4 Trägergeräte für schwere Vibrationsrammen 300
12.5.3.5 Hochfrequenz-Vibratoren mit variablem statischem Moment 301
12.6 Bemessung und Auswahl 303
12.7 Vibrations-Ziehgeräte 305
12.8 Spundwandpressen 305
Freireitendes Pressen 306
13 Bohrund Schlitzwandgeräte 308
13.1 Allgemeines 308
13.1.1 Anforderung an die Maschineneinrichtung zur Herstellung von Pfählen und Wänden 308
13.1.1.1 Lösen des Bodens 308
13.1.1.2 Fördern des Bodens 309
13.1.1.3 Stabilisieren des Bodens 309
13.2 Geräte zur Herstellung von Bohrpfählen 309
13.2.1 Drehbohrantriebe 309
13.2.2 Drehbohranlagen 310
13.2.3 Drehbohrverfahren 312
13.2.4 Bohrwerkzeuge 320
13.2.4.1 Bohrgreifer 320
13.2.4.2 Drehbohrwerkzeuge 321
13.2.4.3 Meißel 322
13.2.5 Bohrrohre 322
13.3 Geräte zur Herstellung von Schlitzwänden 323
13.3.3.4 Fugenausbildung bei Schlitzwänden 330
14 Tunnelbaugeräte 336
14.1 Allgemeines 336
14.2 Schildvortriebsgeräte 336
14.2.1 Schildvortrieb mit Reißund Ladeschaufel oder Schrämausleger 337
14.2.2 Schildvortrieb mit dem Schneidrad 338
14.2.3 Hartgestein-Schild bei nicht ausgekleideten Tunneln (System Demag) 339
14.2.4 Hydroschild 340
14.2.5 Polyoder Mix-Schild 341
14.3 Teilschnittmaschinen und Tunnelbagger 343
14.3.1 Teilschnittmaschinen 343
14.3.2 Tunnelbagger 344
14.4 Neue Österreichische Tunnelbauweise (NÖT) 346
14.4.1 Tunnelquerschnitt 346
14.4.2 Geräteeinsatz und Bauverfahren 346
14.5 Tunnelbelüftung und -entstaubung 350
14.5.1 Tunnelbelüftung 350
14.5.2 Tunnelentstaubung 350
14.6 Materialtransport im Tunnelbau 351
15 Maschinen für Abbruch und Recycling 353
15.1 Allgemeines 353
15.2 Abbruchmaschinen und -werkzeuge 353
15.2.1 Abbruch im Hoch-, Tiefund Industriebau 353
15.2.2 Abbruch von Betonflächen 356
15.3 Baustoff-Recycling 358
Bildnachweis 360
Sachwortverzeichnis 363
A 363
B 363
D 364
E 364
F 364
G 364
H 365
I 365
K 365
L 366
M 366
N 366
O 366
P 366
R 367
S 367
T 368
U 368
V 368
W 368
Z 369