Die komplexe kombinierte Wirkung der Kräfte wird mit dem Synchronhubsystem von Enerpac perfekt kontrolliert

Digitale Hydrauliksysteme helfen bei der Positionierung einer Eisenbahnbrücke

Die örtlichen Bedingungen machen es manchmal unmöglich, eine Brücke vor Ort zu bauen.In solchen Fällen muss sie in der Nähe oder am Ufer konstruiert und dann in ihre Endposition bewegt werden.Dies war auch in Brüssel Schaerbeke der Fall, wo eine Eisenbahnbrücke aus Stahl mit einer Länge von 140 Metern und einem Gewicht von über 1600 Tonnen über eine Reihe schon vorhandener Schienen gezogen werden musste.Enerpac wurde damit beauftragt, die Bewegung und die bei der Bewegung auftretenden Kräfte mit seinem digitalen ‘Synchronhubsystem ’hydraulisch zu überwachen und gegebenenfalls Korrekturen durchzuführen.
Enerpac

Die neue Eisenbahnbrücke in Brüssel wurde im Auftrag der belgischen Eisenbahngesellschaft von Victor Buyck Steel Construction gebaut, einer belgischen Stahlbaufirma mit langer internationaler Erfahrung. Die Brücke wurde in Teilen geliefert und auf einer Seite der zu bauenden Eisenbahnüberführung montiert. Ende Oktober konnte die Brücke in ihre Position bewegt werden. Wegen der intensiven Verwendung der Schienen, auf denen die Brücke platziert werden musste und aufgrund der Tatsache, dass der Eisenbahnverkehr während der Bewegung unterbunden werden musste, standen dem Bauunternehmer nur 48 Stunden zur Verfügung, um die Brücke an ihren entsprechenden Platz zu bewegen.

Komplexe kombinierte Kräftewirkung

Die Eisenbahnbrücke von 140 Metern Länge und 1600 Tonnen ist unter voller Kontrolle.

Enerpac

Das ‘Synchronhubsystem’ kombiniert hydraulische mit digitaler Kontrolle und Überwachung.

Man kann eine Stahlkonstruktion als starr und unflexibel bezeichnen, aber das ist absolut nicht richtig. Besonders nicht im Falle einer Eisenbahnbrücke aus Stahl mit einer Länge von 140 Metern und einem Gewicht von über 1600 Tonnen. Während ihrer Bewegung werden enorme Kräfte freigesetzt. Unter der Wirkung dieser Kräfte sind die Stahlkonstruktion und, insbesondere, die Aufbauten großen, sich ändernden Spannungen unterworfen und werden sehr wahrscheinlich verbogen.

Um die kombinierte Wirkung der Kräfte während der Bewegung der Eisenbahnbrücke gleichmäßig zu gestalten und zu verhindern, dass die Spannungen zu groß werden, mussten die auftretenden Zug- und Stoßkräfte gemessen und gegebenenfalls reduziert werden. Zusätzlich musste natürlich auch die senkrechte Position der Brücke überwacht werden.

In solchen Fällen ist eine manuelle Überwachung und Korrektur der Bewegung zu ungenau. Die übermäßige Variation an den verschiedenen Stützstellen führt zu inakzeptablen Spannungen, welche die Konstruktion beeinträchtigen können. Außerdem beanspruchen die manuelle Überwachung und Korrektur mehr Zeit als dem Bauunternehmer zur Verfügung stand. Daher wurde Enerpac damit beauftragt, die Bewegung der Eisenbahnbrücke mit seinem ‘Synchronhubsystem’ durchzuführen, das sich in der Zwischenzeit weltweit bewährt hatte.

Plattformwaggons und Kabelheber (kabelgetriebene Zylinder)

Hydraulisch kontrollierten Plattformwaggons (Supertransporter)

Für die erste Phase der Bewegung wurde auf beiden Seiten unterhalb der Brücke eine Reihe von hydraulisch kontrollierten Plattformwaggons (Supertransporter) mit mehreren Achsen als hinterste Stützpunkte verwendet. In der zweiten Phase – die Waggons konnten nur einen bestimmten Punkt erreichen – wurde von einem hydraulischen Zugsystem mit ‘Kabelhebern’ Gebrauch gemacht, welche über Metallkabel die Brücke Meter für Meter über die restliche Distanz zogen. Daneben wurde ein hydraulisches Antriebs- und Bremssystem bereit gestellt, weil die Eisenbahnbrücke ein Gefälle mit einem Höhenunterschied von 2 Metern überwinden musste.

Es wurden acht provisorische Stahlsäulen gebaut, um die Teile der Brücke während der Bewegung zu stützen. Jede Säule wurde mit sogenannten ‘Stollpfählen’ ausgestattet, einem schwenkbaren Stahlkreuz mit starken Federn, um die Kräfte, die Winkelverschiebung und das Verbiegen der unteren Träger der Brücke zu kompensieren. Unter jeden ‘Stollpfahl’ wurden zwei Hydraulikzylinder montiert. Die Primärfunktion dieser Zylinder bestand darin, die Konstruktion in der richtigen Höhe zu halten. Um den Widerstand soweit wie möglich während der Bewegung zu verringern, wurden Teflon-Gleitplatten zwischen den ‘Stollpfählen’ und dem unteren Träger verwendet.
Zusätzlich wurde auf der Vorderseite der Brücke ein Vorbauschnabel bereit gestellt, um die Kräfteverteilung sicherer zu machen und die Krümmung und Spannungen während der Bewegung zu begrenzen.

Kontrollierte Kräfte

Die Zylinder unterhalb des ‘Stollpfahls’ halten die Brücke mit einem Gewicht von 1600 Tonnen exakt in der richtigen Höhe.

Victor Buyck Steel Construction berechnete vorher genau die Kräfte und Spannungen, die an jedem Stützpunkt während der Bewegung auftreten konnten. Um diese komplexe Kombination von Kräften zu kontrollieren und gegebenenfalls zu korrigieren, installierte Enerpac ein speziell dafür gebautes Überwachungssystem. Dieses System bestand aus insgesamt 32 Messpunkten (davon wurden 28 verwendet) auf der gleichen Anzahl Hydraulikzylindern, einer zentralen Pumpeneinheit mit einem Druck von 700 bar, PLC-Kontrolle und einem Computersystem, dass alle Bewegungen und Kräfte anzeigte. Projektleiter J. P. Vrombaut von Victor Buyck Steel Construction war mit der Durchführung sehr zufrieden. Er sagte: „Wir verdanken auch Enerpac, dass die Dinge viel schneller als erwartet liefen.“

Die hydraulischen und elektronischen Teile des Systems wurden von einem Expertenteam im ‘Enerpac Leistungszentrum’ in Spanien entworfen und entwickelt. Enerpac selbst hat die Ausstattung im Einklang mit den Richtlinien für solche langen Projekte an den Kunden vermietet. Installation und Ausführung wurden von dem sogenannten Hevilifts-team erledigt, erfahrenen Enerpac-Fachleuten aus Großbritannien. Die gesamte Projektdauer – Installations- und Testphase, Durchführung und Fertigstellung – dauerte zwei Wochen.

Synchronhubsystem: Digitales Hydrauliksystem

Das integrierte und automatische ‘Synchronhubsystem’ von Enerpac stellt eine Kombination aus hydraulischer und digitaler Überwachung und Kontrolle dar. Egal ob es sich um eine Brücke oder ein großes Gebäude handelt, dieses System bietet eine extrem effiziente Lösung für die senkrechte und horizontale Bewegung und Positionierung.
Das gesamte System ist so gebaut, dass die verschiedenen Messpunkte und Zylinder stabil sind, einander nicht beeinflussen und Messweg und Kräfte überprüft werden. Dafür empfängt das Kontrollsystem elektronische Signale von Bewegungsmeldern, außerdem wird der Druck in den Zylindern über Sensoren elektronisch übertragen.
Der Computer berechnet kontinuierlich mittels Drucksensoren die Kraft an jedem Zylinder. Das System prüft die Position und die Bewegungen der einzelnen Zylinder und kontrolliert gegebenenfalls Pumpe und Ventile, um die Kräfte auf dem korrekten Wert zu halten. Auf diese Weise wird jeder Punkt des Objekts automatisch und vollständig synchronisiert bewegt und millimetergenau positioniert.
Wenn die Kraft außerhalb eines eingestellten Wertes liegt, wird der Druck ‘nachgestellt’. Hier wird die Schnelligkeit des Computers benutzt, um schnell kurze Pulse an die Hydraulikventile zu senden. Das Ergebnis ist, dass die Bewegungen der einzelnen Zylinder viel kleiner sein können als bei dem manuellen Betrieb. Sobald eine Zylinderbewegung außerhalb des Toleranzbereichs liegt, wird ein Warnsignal gesendet, und die gesamte Bewegung wird manuell oder automatisch gestoppt.