Im heutigen, sich rasant entwickelnden industriellen Bauwesen und bei Großinfrastrukturprojekten ist der Einsatz schwerer Fertigteile (wie z. B. vorgespannte Doppel-T-Platten, extrem weitgespannte Träger, riesige Wandpaneele und Kernkraftwerksmodule) gängige Praxis. Sie haben die Baueffizienz deutlich gesteigert und eine hohe Qualitätskontrolle ermöglicht. Jede Bewegung dieser Giganten – insbesondere beim Anheben – beeinträchtigt jedoch die Sicherheit des gesamten Projekts.

Das Hebeverankerungssystem ist das kritischste Glied in dieser Sicherheitskette. Eine falsche Auswahl kann zu Bauteilschäden und Projektverzögerungen oder sogar zu katastrophalen Unfällen führen. Angesichts der Vielzahl an Verankerungsprodukten auf dem Markt und der komplexen Arbeitsbedingungen stellt sich die Frage: Wie können wir eine wissenschaftlich fundierte, sichere und wirtschaftliche Entscheidung treffen?

Bevor wir eine Auswahl treffen, müssen wir diejenigen sein, die das Bauteil am besten kennen. Wichtige Informationen sind:

1. Bauteilgewicht und Schwerpunkt: Dies sind die wichtigsten Daten. Nicht nur das Gesamtgewicht muss bekannt sein, sondern auch die Lage des Schwerpunkts muss in den Konstruktionszeichnungen klar definiert sein, um eine gleichmäßige Belastung beim Anheben zu gewährleisten und ein Umkippen zu verhindern.

2. Betonfestigkeit: Die Tragfähigkeit des Verankerungssystems hängt direkt von der Betonfestigkeit ab. Die Frühfestigkeit (Lösefestigkeit) und die Bemessungsfestigkeit des Bauteils zum Zeitpunkt des Einhebens müssen klar definiert sein.

3. Bauteilgröße und -form: Handelt es sich um einen schlanken Träger, eine breite Platte oder ein unregelmäßig geformtes Bauteil? Davon hängen die Möglichkeiten und die Anzahl der Hebepunkte ab.

4. Bewehrungsverteilung: Die Verankerungen müssen harmonisch mit der inneren Bewehrungsnetzstruktur des Bauteils verzahnt sein, um Konflikte zu vermeiden. Detaillierte Bewehrungspläne sind unerlässlich.

Gängige Hebe- und Verankerungsmethoden sind folgende:

(ICH) Verankerung mit eingebetteten Teilen

Einbetonierte Bauteile sind eine gängige Verankerungsmethode beim Heben von Betonfertigteilen. Die Materialeigenschaften und Berechnungen der einbetonierten Bauteile müssen den geltenden nationalen Normen entsprechen. Bei der Herstellung der Betonfertigteile müssen die Verankerungen gemäß den Konstruktionsvorgaben präzise einbetoniert werden, um sicherzustellen, dass ihre Position und Anzahl den Anforderungen des Hebevorgangs genügen. Die Tragfähigkeit der einbetonierten Bauteile muss exakt berechnet werden, um die Belastungsanforderungen unter den verschiedenen Betriebsbedingungen während des Hebevorgangs zu erfüllen. Beispielsweise müssen die einbetonierten Bauteile bei der Montage von Turmdrehkranen, temporären Stützkonstruktionen und anderen Ausrüstungen entsprechend den Belastungsberechnungen positioniert werden.

(II) Verankerung mit Wanddurchdringungsbolzen

Bei einigen Fertigteil-Wandelementen können Wanddurchdringungsbolzen zur Verankerung verwendet werden. Bereits bei der Fertigung der Fertigteile müssen Wanddurchdringungsbohrungen vorgesehen und entsprechende Verstärkungsmaßnahmen an diesen Stellen geplant werden. Lochdurchmesser und Position der Wanddurchdringungsbolzen müssen gemäß den Konstruktionsvorgaben exakt festgelegt werden, um die Zuverlässigkeit der Verankerung zu gewährleisten.

(III) Verankerung mit eingebetteten Muttern oder Bolzen

Einbetonierte Muttern oder Schrauben sind eine weitere gängige Verankerungsmethode. Zu den Vorteilen dieser Methode zählen das einfache Heben und die Möglichkeit, die geeignete Methode anhand der jeweiligen Produktnormen auszuwählen. Bei der Vorfertigung der Bauteile werden die Muttern oder Schrauben bereits im Bauteil eingebettet, um eine präzise Positionierung zu gewährleisten. Beim Anheben arbeitet ein spezielles, mit dem Hebezeug verbundenes Hebewerkzeug mit den eingebetteten Muttern oder Schrauben zusammen, um ein stabiles Anheben der Bauteile zu ermöglichen.

Die Zuordnung von Bauteilinformationen zum Verankerungstyp erfordert eine systematische Bewertung der folgenden fünf Punkte:

1. Tragfähigkeit und Sicherheitsfaktor

* Absolute rote Linie: Die Nennlast des Verankerungssystems muss größer sein als das Gewicht des Bauteils, das es stützt.

* Dynamische Effekte: Der dynamische Faktor beim Anheben (typischerweise 1,5 bis 2,5 oder sogar höher) muss bei der Berechnung der Auslegungslast berücksichtigt werden.

* Sicherheitsfaktor: Wählen Sie zertifizierte Produkte mit einem hohen Sicherheitsfaktor (typischerweise ≥4:1 oder 5:1). Verwenden Sie niemals minderwertige oder gefälschte Produkte.

2. Versagensmodus – Beton ist der Schlüssel

Ein optimales Verankerungssystem ist so ausgelegt, dass das Fließen des Stahls (Hebestange oder Verankerung) dem Versagen des Betons vorausgeht. Das bedeutet, dass im Falle einer Überlastung eine Vorwarnung durch Stahlverformung und -dehnung erfolgt, anstatt eines plötzlichen, spröden Betoneinsturzes. Daher müssen Berechnungen zum Betonversagen durchgeführt werden.

3. Anzahl und Anordnung der Hebeösen

* Grundprinzip: Gewährleistung eines reibungslosen Anhebens des Bauteils und einer gleichmäßigen Spannungsverteilung an jedem Anhebepunkt.

* Anzahl: Je nach Gewicht und Form des Bauteils werden in der Regel 2, 4 oder mehr Hebepunkte benötigt.

Anordnung: Die Verbindungslinie zwischen den Anschlagpunkten sollte durch den Schwerpunkt des Bauteils verlaufen, und der Winkel zwischen der Linie und der Horizontalen (Anschlagwinkel) sollte im Allgemeinen nicht kleiner als 60° sein. Je kleiner der Winkel, desto größer die Belastung am Anschlagpunkt.

4. Einfache Installation und Wiederholbarkeit:

* Einweg vs. Mehrweg: Eingebettete Verankerungen sind in der Regel Einwegprodukte, während einige spezielle Hebezeuge wiederverwendbar sind, was eine Kosten-Nutzen-Analyse erfordert.

* Installationsgeschwindigkeit: Bei großen Projekten verbessert eine schnelle Verankerung die Effizienz deutlich.

5. Langfristige Auswirkungen auf die Komponenten:

* Freiliegend: Eingelassene Innengewindehülsen können nach dem Ausheben verschlossen werden, ohne die Ästhetik des Gebäudes zu beeinträchtigen. Freiliegende Verankerungen müssen unter Umständen später durchtrennt werden, was den Aufwand und die Kosten erhöht.

* Auswirkungen auf die Tragfähigkeit: Eingebettete Verankerungen dürfen kritische Abschnitte des Bauteils nicht schwächen oder die Vorspannseile beeinträchtigen.

Die Auswahl eines Hebe- und Verankerungssystems für schwere Betonfertigteile ist keine einfache Frage des „am besten aussehenden“, sondern ein sorgfältiger und systematischer ingenieurtechnischer Entscheidungsprozess. Er erfordert, dass wir mit den Eigenschaften der Bauteile beginnen, die Prinzipien verschiedener Verankerungsmethoden genau verstehen und eine umfassende Bewertung auf Basis von Sicherheit, Wirtschaftlichkeit und Effizienz vornehmen.

Denken Sie daran: Das Hebe- und Verankerungssystem ist die Lebensader zwischen dem „Stationären“ und dem „Beweglichen“. Zusätzliche Anstrengungen in dieses System investieren ist die beste Absicherung für den reibungslosen Ablauf des gesamten Projekts und die Sicherheit aller Beteiligten.