IT
USA
DE
FR
ES
DE
IT
EN
USA
ZH
ES
FR
PT
JP
RU
AR
KR
PL
RO
VN
HE
TR
CS
HR
DA
FI
EL
NL
SR
SK
SV
HU
NO
HI
ID
FA
Um den Bau eines Unterwasserbrückenpfeilers abzuschließen, kämpfen zahlreiche Arbeiter hart gegen die heftigen Meeresströmungen an. Könnt ihr einen Fehler erkennen, den der Chefkonstrukteur hier gemacht hat? Dieser Fehler wird eine Katastrophe nach sich ziehen. Willkommen bei der herausforderndsten Aufgabe des Bauwesens: dem Unterwasserbau. Zwar nennen wir es Unterwasserbau, aber die Ingenieure von heute vermeiden beim Bau einer Unterwasserstruktur das Wasser vollständig. Möchte man das Wasser aus dem Baubereich entfernen, so muss man zuerst einen provisorischen Damm bauen, den sogenannten Kofferdamm bzw. Fangedamm.
Das Arbeiten direkt unter Wasser ist alles andere als eine praktische Methode. Als Nächstes stellt sich die Frage, wie man den Kofferdamm unter Wasser baut. Als Erstes werden die Führungspfähle mit Hilfe eines Ramhammers aufgestellt. Die Führungspfähle dienen zur Orientierung für den Bau des Kofferdamms. Danach treiben die Arbeiter mit derselben Maschine viele Spundbohlen in den Boden. An beiden Enden des Abschnitts haben diese Spundbohlen ineinandergreifende Verbindungen. Dank dieses ausgeklügelten Verriegelungsmechanismus kann kaum Wasser austreten. Die Spundbohlen werden unter den Meeresboden gerammt, bis sie das Grundgestein erreichen. Die Reihenfolge der Spundbohlen ist von der Ecke zur Mitte hin, so kann die Ausrichtung beibehalten werden.
Ist euch etwas Besonderes an dem Ramhammer aufgefallen? Er drückt die Spundbohlen nicht nur nach unten. Man kann sich leicht vorstellen, was passiert, würden die Spundbohlen in den Boden gedrückt werden. Die Maschine nutzt Vibrationen, um in den Boden einzudringen. Wer genau hinschaut, kann diese winzigen, aber schnellen Vibrationen sehen. Der Clou an dieser Maschine ist, dass sie aus zwei entgegengesetzt rotierenden Exzentergewichten besteht. Der Zweck dieser Gewichte ist es, eine Maschine in Schwingung zu versetzen.
Dieses flache Schiff, das man Barge nennt, wird zum Transport von Maschinen und Bauteilen eingesetzt, die auf der Baustelle benötigt werden. Damit sind wir bereit für die große Phase des Bauprojekts: das Wasser aus dem Kofferdamm abpumpen. Aber vorher mussten die Ingenieure noch eine wichtige Aufgabe erledigen. Schauen wir uns an, worum es dabei ging, bevor wir uns mit dem Abpumpen beschäftigen.
Bevor die Ingenieure mit den Arbeiten beginnen konnten, musste eine detaillierte geotechnische Untersuchung des Bodens durchgeführt werden, auf dem der Kofferdamm gebaut werden sollte. Der Boden wurde so gewählt, dass er in der Lage war, die Last der dauerhaften Konstruktion zu tragen. Am häufigsten wird die Festigkeit des Bodens mit der sogenannten Drucksondierung an Ort und Stelle gemessen. Man sieht, wie das Gerät für die Drucksondierung auf dem Meeresgrund gehalten wird. Die kegelförmige Spitze des Geräts dringt in den Boden, und die Sensoren liefern die Werte für Reibung und Bodenwiderstand. Das Eindringen wird so lange fortgesetzt, bis das Grundgestein erreicht ist. Sobald der Felsen erreicht ist, kann man den plötzlichen Sprung im Widerstandswert sehen. Dank dieses praktischen Tests wissen die Ingenieure, wie tief die Spundbohlen getrieben werden müssen. Diese sollten bis zum Grundgestein reichen.
Jetzt aber zurück zum Projekt und dem Abpumpen des Wassers. Sobald der Wasserstand sinkt, werdet ihr feststellen, dass zwischen den Spundwänden Wasser austritt. Grund dafür ist der unterschiedliche Druck des Wassers. Einschichtige Spundbohlen versagen also, müssen wir es verdoppeln. Der Hohlraum zwischen den Spundwänden wird normalerweise mit körnigem Material wie Sand, Kies oder Schotter gefüllt. Dieser doppelte Kofferdamm wird das Eindringen von Wasser zwischen den Spundwänden effektiv verhindern.
Wir wollen jetzt also das gesamte Wasser aus dem Kofferdamm ablassen. Zu unserem Glück gibt es kein sichtbares Wasserleck. Oh nein, was ist passiert? Der komplette Kofferdamm ist nach innen zusammengebrochen. Als vorher das Wasser auf beiden Seiten stand, wurde die Kraft, die durch den Wasserdruck auf den Kofferdamm wirkte, ausgeglichen. Der Grund dafür ist leicht zu verstehen: Sobald aber das Wasser aus diesem Volumen verschwindet, wirkt eine enorme Kraft nach innen, die den Kofferdamm zerstört. Das Einbrechen der Spundbohlen lässt sich verhindern, indem man eine stützende Rahmenkonstruktion an der Seite der Spundbohlen errichtet. Dieses System besteht aus Komponenten wie Riegeln, Stützen und Verstrebungen. Die Verbindung zwischen den Riegeln und Stützen ist verschraubt, wie hier dargestellt. Die horizontalen Elemente, die sogenannten Stützen, sorgen für die seitliche Abstützung und verhindern, dass sich die Kofferdammwände nach innen biegen. Jetzt ist der Kofferdamm extrem stabil. Unter den Felsgrund erreicht, lassen wir das Wasser jetzt ab. Könnt ihr vorhersagen, was jetzt passieren wird?
Das Arbeiten direkt unter Wasser ist alles andere als eine praktische Methode. Als Nächstes stellt sich die Frage, wie man den Kofferdamm unter Wasser baut. Als Erstes werden die Führungspfähle mit Hilfe eines Ramhammers aufgestellt. Die Führungspfähle dienen zur Orientierung für den Bau des Kofferdamms. Danach treiben die Arbeiter mit derselben Maschine viele Spundbohlen in den Boden. An beiden Enden des Abschnitts haben diese Spundbohlen ineinandergreifende Verbindungen. Dank dieses ausgeklügelten Verriegelungsmechanismus kann kaum Wasser austreten. Die Spundbohlen werden unter den Meeresboden gerammt, bis sie das Grundgestein erreichen. Die Reihenfolge der Spundbohlen ist von der Ecke zur Mitte hin, so kann die Ausrichtung beibehalten werden.
Ist euch etwas Besonderes an dem Ramhammer aufgefallen? Er drückt die Spundbohlen nicht nur nach unten. Man kann sich leicht vorstellen, was passiert, würden die Spundbohlen in den Boden gedrückt werden. Die Maschine nutzt Vibrationen, um in den Boden einzudringen. Wer genau hinschaut, kann diese winzigen, aber schnellen Vibrationen sehen. Der Clou an dieser Maschine ist, dass sie aus zwei entgegengesetzt rotierenden Exzentergewichten besteht. Der Zweck dieser Gewichte ist es, eine Maschine in Schwingung zu versetzen.
Dieses flache Schiff, das man Barge nennt, wird zum Transport von Maschinen und Bauteilen eingesetzt, die auf der Baustelle benötigt werden. Damit sind wir bereit für die große Phase des Bauprojekts: das Wasser aus dem Kofferdamm abpumpen. Aber vorher mussten die Ingenieure noch eine wichtige Aufgabe erledigen. Schauen wir uns an, worum es dabei ging, bevor wir uns mit dem Abpumpen beschäftigen.
Bevor die Ingenieure mit den Arbeiten beginnen konnten, musste eine detaillierte geotechnische Untersuchung des Bodens durchgeführt werden, auf dem der Kofferdamm gebaut werden sollte. Der Boden wurde so gewählt, dass er in der Lage war, die Last der dauerhaften Konstruktion zu tragen. Am häufigsten wird die Festigkeit des Bodens mit der sogenannten Drucksondierung an Ort und Stelle gemessen. Man sieht, wie das Gerät für die Drucksondierung auf dem Meeresgrund gehalten wird. Die kegelförmige Spitze des Geräts dringt in den Boden, und die Sensoren liefern die Werte für Reibung und Bodenwiderstand. Das Eindringen wird so lange fortgesetzt, bis das Grundgestein erreicht ist. Sobald der Felsen erreicht ist, kann man den plötzlichen Sprung im Widerstandswert sehen. Dank dieses praktischen Tests wissen die Ingenieure, wie tief die Spundbohlen getrieben werden müssen. Diese sollten bis zum Grundgestein reichen.
Jetzt aber zurück zum Projekt und dem Abpumpen des Wassers. Sobald der Wasserstand sinkt, werdet ihr feststellen, dass zwischen den Spundwänden Wasser austritt. Grund dafür ist der unterschiedliche Druck des Wassers. Einschichtige Spundbohlen versagen also, müssen wir es verdoppeln. Der Hohlraum zwischen den Spundwänden wird normalerweise mit körnigem Material wie Sand, Kies oder Schotter gefüllt. Dieser doppelte Kofferdamm wird das Eindringen von Wasser zwischen den Spundwänden effektiv verhindern.
Wir wollen jetzt also das gesamte Wasser aus dem Kofferdamm ablassen. Zu unserem Glück gibt es kein sichtbares Wasserleck. Oh nein, was ist passiert? Der komplette Kofferdamm ist nach innen zusammengebrochen. Als vorher das Wasser auf beiden Seiten stand, wurde die Kraft, die durch den Wasserdruck auf den Kofferdamm wirkte, ausgeglichen. Der Grund dafür ist leicht zu verstehen: Sobald aber das Wasser aus diesem Volumen verschwindet, wirkt eine enorme Kraft nach innen, die den Kofferdamm zerstört. Das Einbrechen der Spundbohlen lässt sich verhindern, indem man eine stützende Rahmenkonstruktion an der Seite der Spundbohlen errichtet. Dieses System besteht aus Komponenten wie Riegeln, Stützen und Verstrebungen. Die Verbindung zwischen den Riegeln und Stützen ist verschraubt, wie hier dargestellt. Die horizontalen Elemente, die sogenannten Stützen, sorgen für die seitliche Abstützung und verhindern, dass sich die Kofferdammwände nach innen biegen. Jetzt ist der Kofferdamm extrem stabil. Unter den Felsgrund erreicht, lassen wir das Wasser jetzt ab. Könnt ihr vorhersagen, was jetzt passieren wird?
Ich habe hier einen kleinen, aber feinen Kofferdamm gebaut. Ich entferne das Wasser. Habt ihr diese schöne U-Form gesehen? Das Gleiche passiert auch in einem Kofferdamm, wenn man dort Wasser ablässt. Wie im Experiment kommt es auch in unserem Kofferdamm zum Durchsickern von Wasser. Die Maßnahmen zum Verhindern des Durchsickerns von Wasser sind schwer umzusetzen, also lass uns das Sickerwasser kontinuierlich abpumpen. Ist der Boden über der harten Schicht abgetragen und die harte Schicht betoniert, ist unser Unterwasserprojekt zur Hälfte fertig. Diese Technik nennt man Betonversiegelung. Die Betonversiegelung dient auch als stabiles Fundament und verhindert jegliches Austreten von Wasser.
Schauen wir uns mal an, wie das gemacht wird. Normalerweise wird das Erdreich aus dem Kofferdamm mit Muschelschalenschaufeln entfernt. Diese Schaufeln werden von einem Bagger eingesetzt. Sieht die Funktion der Muschelschaufel nicht ziemlich cool aus? Ihr kennt die nächste Phase: die Betonversiegelung. Damit die Betonversiegelung fest mit dem Untergrund verbunden ist, brauchen wir ein paar Bohre, die in den Untergrund eindringen. Hier kommt wieder der Vibrationshammer zum Einsatz. Er treibt ein paar hohle Stahlrohre in den Felsen. Das harte Gestein im Inneren dieses Zylinders wird mit Hilfe einer Schneckenmaschine entfernt. In diesen Hohlraum werden jetzt Bewehrungsstäbe eingesetzt und Beton gegossen. Sind die Pfähle fertig, können wir die Betonversiegelung darüber bauen.
Weil auf diesem Untergrund immer Sickerwasser vorhanden ist, wird die Betonversiegelung im Tramy-Verfahren durchgeführt. Dafür werden ein Trichterkübel und ein langes, segmentiertes Rohr verwendet. Zum Betonieren wird ein spezieller Zement mit hoher Verarbeitbarkeit verwendet. Am unteren Ende des Tramy-Rohrs wird ein dicker Pfropfen eingesetzt, damit kein Wasser in das Rohr eindringen kann. Das Rohr wird nach einer gewissen Zeit mit einem Ruck angehoben, wodurch der Beton nach unten fließt und der untere Pfropfen entfernt wird. Bei diesem Vorgang wird das auslassende Ende des Tramy-Rohrs ständig in den Beton getaucht. Dadurch wird verhindert, dass sich der Beton, der gerade gegossen wird, mit dem umgebenden Sickerwasser vermischt.
Jetzt, wo die Betonversiegelung fertig ist, ist es an der Zeit, die restlichen Bauarbeiten in Angriff zu nehmen. Mit dieser Struktur wird das Sickerwasser effektiv blockiert. Arbeiter legen das Gerüst aus hochwertigen Bewehrungsstäben aus, um den Fundamentschaft des Brückenpfeilers zu schaffen. Der Brückenpfeiler wird im Wasser stehen. Deshalb stellen die Ingenieure sicher, dass die Materialien, die für den Bau verwendet werden, von bester Qualität sind. Diese müssen sowohl dem Wasserdruck als auch der Last der Brücke standhalten. Je weiter der Rohbau des Brückenpfeilers fortschreitet, desto mehr Vorbereitungen werden getroffen, um Beton in die Struktur zu gießen. Ist der Beton vollständig in das Skelett gegossen, muss die Struktur in Ruhe aushärten. Es dauert in der Regel 14 bis 28 Tage, bis ein Brückenpfeiler seine volle Festigkeit erreicht hat. Hat der Brückenpfeiler genug Festigkeit entwickelt, braucht man den Kofferdamm nicht länger. Er ist nun nichts weiter als ein Dorn im Auge und wird daher von den Ingenieuren entfernt. Wird der Kofferdamm jedoch unterhalb der Betonversiegelung entfernt, kann das die Festigkeit des gesamten Bauwerks beeinträchtigen. Aus diesem Grund schneiden die Ingenieure die Spundbohlen auf dieser Ebene ab.
Da ist er: der starke Brückenpfeiler, bereit, eine schwere Brücke zu tragen. Hoffentlich hat euch das Video über die Unterwasserbautechnik mit Kofferdämmen gefallen. Aber das ist eine andere Art von Unterwasserbautechnik, die als Caisson bekannt ist, und diese dort ist noch einmal anders. Sie wird als Pfahlgründung bezeichnet. Über diese Technologien werden wir in einem anderen Video sprechen. Das wird einen entscheidenden Unterschied machen. Danke, macht's gut und bis bald.
Schauen wir uns mal an, wie das gemacht wird. Normalerweise wird das Erdreich aus dem Kofferdamm mit Muschelschalenschaufeln entfernt. Diese Schaufeln werden von einem Bagger eingesetzt. Sieht die Funktion der Muschelschaufel nicht ziemlich cool aus? Ihr kennt die nächste Phase: die Betonversiegelung. Damit die Betonversiegelung fest mit dem Untergrund verbunden ist, brauchen wir ein paar Bohre, die in den Untergrund eindringen. Hier kommt wieder der Vibrationshammer zum Einsatz. Er treibt ein paar hohle Stahlrohre in den Felsen. Das harte Gestein im Inneren dieses Zylinders wird mit Hilfe einer Schneckenmaschine entfernt. In diesen Hohlraum werden jetzt Bewehrungsstäbe eingesetzt und Beton gegossen. Sind die Pfähle fertig, können wir die Betonversiegelung darüber bauen.
Weil auf diesem Untergrund immer Sickerwasser vorhanden ist, wird die Betonversiegelung im Tramy-Verfahren durchgeführt. Dafür werden ein Trichterkübel und ein langes, segmentiertes Rohr verwendet. Zum Betonieren wird ein spezieller Zement mit hoher Verarbeitbarkeit verwendet. Am unteren Ende des Tramy-Rohrs wird ein dicker Pfropfen eingesetzt, damit kein Wasser in das Rohr eindringen kann. Das Rohr wird nach einer gewissen Zeit mit einem Ruck angehoben, wodurch der Beton nach unten fließt und der untere Pfropfen entfernt wird. Bei diesem Vorgang wird das auslassende Ende des Tramy-Rohrs ständig in den Beton getaucht. Dadurch wird verhindert, dass sich der Beton, der gerade gegossen wird, mit dem umgebenden Sickerwasser vermischt.
Jetzt, wo die Betonversiegelung fertig ist, ist es an der Zeit, die restlichen Bauarbeiten in Angriff zu nehmen. Mit dieser Struktur wird das Sickerwasser effektiv blockiert. Arbeiter legen das Gerüst aus hochwertigen Bewehrungsstäben aus, um den Fundamentschaft des Brückenpfeilers zu schaffen. Der Brückenpfeiler wird im Wasser stehen. Deshalb stellen die Ingenieure sicher, dass die Materialien, die für den Bau verwendet werden, von bester Qualität sind. Diese müssen sowohl dem Wasserdruck als auch der Last der Brücke standhalten. Je weiter der Rohbau des Brückenpfeilers fortschreitet, desto mehr Vorbereitungen werden getroffen, um Beton in die Struktur zu gießen. Ist der Beton vollständig in das Skelett gegossen, muss die Struktur in Ruhe aushärten. Es dauert in der Regel 14 bis 28 Tage, bis ein Brückenpfeiler seine volle Festigkeit erreicht hat. Hat der Brückenpfeiler genug Festigkeit entwickelt, braucht man den Kofferdamm nicht länger. Er ist nun nichts weiter als ein Dorn im Auge und wird daher von den Ingenieuren entfernt. Wird der Kofferdamm jedoch unterhalb der Betonversiegelung entfernt, kann das die Festigkeit des gesamten Bauwerks beeinträchtigen. Aus diesem Grund schneiden die Ingenieure die Spundbohlen auf dieser Ebene ab.
Da ist er: der starke Brückenpfeiler, bereit, eine schwere Brücke zu tragen. Hoffentlich hat euch das Video über die Unterwasserbautechnik mit Kofferdämmen gefallen. Aber das ist eine andere Art von Unterwasserbautechnik, die als Caisson bekannt ist, und diese dort ist noch einmal anders. Sie wird als Pfahlgründung bezeichnet. Über diese Technologien werden wir in einem anderen Video sprechen. Das wird einen entscheidenden Unterschied machen. Danke, macht's gut und bis bald.