Heben der temporären Stütztürme des Millau-Viadukts

Die Brückendecke der höchsten Brücke der Welt wird über eine Strecke von 2460 m über das Tarn-Tal im Süden Frankreichs vorgeschoben. Ohne die Zwischenstütztürme kann die Brückendecke nicht von Pfeiler zu Pfeiler bewegt werden.

In der Mitte zwischen den einzelnen Betonpfeilern bieten Stütztürme der Brückendecke einen temporären Auflagerpunkt. Diese riesigen Stahlkäfige werden durch hydraulische Teleskop-Hebesysteme von Enerpac Meter für Meter vom Boden bis auf eine Höhe von 1663,7 m für den höchsten temporären Turm gehoben, um das Einfügen von Turmsegmenten zur Vergrößerung seiner Höhe zu ermöglichen.

Heben temporärer Türme zum Stützen des Vorschubs der 36.000 Tonnen schweren Stahldecke

Das Millau-Viadukt überquert das Tarn-Tal bei einer maximalen Höhe von 245 m mit 204 m langen Feldern zwischen den Endauflagern und dem ersten und dem letzten Betonpfeiler und 342 m langen Feldern zwischen den restlichen fünf Betonpfeilern mit Höhen von 77 m bis 245 m.
Aufgrund der Länge der Felder müssen temporäre Zwischenstahlpfeiler zum Stützen der Brückendecke während des Vorschubs erstellt werden. Die zwei temporären Türme, die beiden Endauflagern am nähesten sind, werden mithilfe von Kränen errichtet, da sie nur 12 bzw. 20 m hoch sind. Die fünf anderen temporären Stütztürme mit Höhen von 87,5 m bis 163,7 m werden mithilfe von hydraulischem Stufenheben aufgebaut. Die Hydrauliktechnik wird vom Spezialunternehmen Enerpac entwickelt.

Nach Heben der Pfeiler werden alle Maschinen einschließlich Hydrauliksystem zerlegt und zum Ort der Installation des nächsten temporären Stützturms transportiert.

Das Teleskopsystem besteht aus zwei Teilen: Erstens einer kubischen Struktur mit 12 m großen Bodenplatten, die das gesamte System enthält und mit „Zahnstangen“ ausgestattet ist, an deren Scheitelpunkten sich eine Meter-Skala befindet. Zweitens den Hydraulikzylindern und dem hydraulischen Steuerungssystem, das den Hebemechanismus bildet. Die Hydraulikzylinder werden an den vier Scheitelpunkten des Kubus installiert und an den Stützen verankert, die mit den Zahnstangen verbunden sind. Beim Heben des Systems erlaubt das sukzessive Einschieben der Sperrkeile in die Zahnstange, die vertikale Verschiebung sowohl der Pfeilerstrukturen als auch der Hydraulikmaschinen nach Maßgabe der Maschinenstruktur.

Heben in Schritten von 1000 mm

Das Verfahren ist einfach: Die Stützen für die Zylinder werden in den Zahnstangen mithilfe von Keilen befestigt, während die Struktur des Pfeilers frei ist. Die Bediener beginnen, mithilfe von Steuerungen mit umfassender Software, die alle Arten von Sicherheitsvorrichtungen enthält, mit dem Pumpen von Öl zu den Zylindern, wodurch die Druckkolben gehoben werden, die gegen die Struktur der Pfeiler drücken. So heben die Zylinder die Struktur des Pfeilers bis zur nächsten Einkerbung der Zahnstange.

Die Zylinder haben einen Hub von 1100 mm und die „Zahnstange“ hat alle 1000 mm Kerben, so dass 100 mm als Kompensation bei möglichen unvorgesehenen Umständen zur Verfügung stehen. Jeder Hydraulikzylinder hat seine eigene Steuerung mit der Möglichkeit der sofortigen Sperrung sowie Sensoren aller Art, um unvorhergesehene Umstände zu erkennen.

Sobald die gewünschte Höhe erreicht ist, wird die Struktur der Pfeiler mit Keilen fixiert und die Zylinderstützkeile gelöst. Die Druckkolben werden zurückgezogen und die Gehäuse der Zylinder werden zusammen mit ihren Stützen auf die direkt darüber liegende Einkerbung der Zahnstange gehoben, wo sie dann mit ihren Keilen fixiert werden. So werden sowohl die Struktur des Pfeilers als auch die Hydraulikmaschinen um 1 m gehoben. Der Vorgang wird dann wiederholt, bis das erste Element über die Struktur der Maschine hinausgeht, die darunter fixiert wird.

Sobald das Element an seiner Stelle ist, kann das Hydrauliksystem vom Kran auf den Boden abgesenkt werden. Anschließend wird ein zweites Element des Pfeilers daran angebracht und das Verfahren beginnt erneut, bis der gesamte temporäre Pfeiler fertiggestellt ist.

Steuerung des Vorgangs

Der Hebevorgang muss sehr streng kontrolliert werden und deshalb sind die Hydraulikzylinder mit einem internen Positionssensor ausgestattet. Genauso haben die Druckleitungen Drucksensoren, die sich alle im Inneren befinden, so dass sie vor rauem Wetter, Schmutz, Feuchtigkeit usw. geschützt sind. Alle Informationen werden am Bedienfeld empfangen, das mittels einer SPS die Daten verwaltet und Befehle an die Elektroventile sendet. Das Heben der Zylinder erfolgt gemäß einem festgelegten Verfahren.

Das Bedienfeld informiert die Bediener ständig über die Last und Position der einzelnen Zylinder und sie können den Hebevorgang stoppen, wenn eine der Systemvariablen die festgelegten Höchstwerte überschreitet.

Das System wurde so konzipiert, dass es keine Abweichung über 3 mm in der Höhe oder eine maximale Lastdifferenz von 5% zwischen den einzelnen Zylindern erlaubt.

Jeder Zylinder hat seine eigene Hydraulikpumpe, so dass jeder Zylinder, falls nötig, einzeln betätigt werden kann, immer vorausgesetzt, dass ein umfassendes Anforderungsprotokoll erstellt und die Genehmigung von der Zentralanwendung gewährt wird.
Die Bediener, die sich an beiden Enden der Struktur befinden, haben eine Verbindung zur Zentralsteuerung, über die sie das Einfügen oder Herausnehmen der Keile bestätigen. Sobald das Signal empfangen wurde, gibt die Person an der Zentralsteuerung den Befehl, den Vorgang fortzusetzen.

Daneben gibt es Ölpegel- und Temperaturüberwachungsgeräte und Alarme, die die weitere Bewegung bei unvorhergesehenen Umständen stoppen, beispielsweise einem Druckabfall, Kabelbruch usw.

Technische Daten

Der Hydraulikteil der Maschine umfasst vier Zylinder, die jeweils von einer eigenen Pumpe versorgt werden und alle am zentralen Bedienfeld angeschlossen sind. Jede Baugruppe hat eine Schubkapazität von 511 Tonnen, das heißt das System hat insgesamt eine Schubkapazität von 2044 Tonnen. Bei normalen Betriebszyklen sollten 420 Tonnen nicht überschritten werden, d.h. die Baugruppe hat eine großzügige Sicherheitsmarge. Der Nenndruck beträgt 700 Bar und der Hub der Zylinder ist, wie bereits erwähnt, 1100 mm. Bei ausgefahrenem Druckkolben ist eine Überlast von 675 Tonnen und bei zurückgezogenem Druckkolben von 1500 Tonnen akzeptabel. Das gesamte Steuerungssystem (Verkabelung, Bedienfeld, visuelle Anzeigegeräte usw.) ist vor den Elementen und elektromagnetischen Störungen sowie vor Unfällen und möglichen Stößen während der Installation und des Betriebs geschützt.

Der Millau-Fortschritt

Die Errichtung der höchsten Brücke der Welt beginn im Oktober 2001. Der Bau dauerte 39 Monate und endete im Januar 2005. Im Januar 2004 wurden sechs temporäre Zwischenpfeiler abgeschlossen und der höchste wird gerade errichtet.