Unterschiedliche Ansätze: Alternatives Heben in der Praxis

Zur Positionierung im Viadukttunnel hob MHL die Brückenfahrbahn an, bevor sie diese mithilfe des Drehtellers drehte. Foto: Mediaco Heavy Lift

Was einst als alternative Hebetechnik galt, ist heute weitgehend zu einer Standardmethode für eine Vielzahl von Aufgaben geworden, allerdings sind dafür umfangreiche Ingenieurs- und Sonderanfertigungsarbeiten erforderlich.

Häufig, aber nicht immer, wird die Last beim Heben von unten nach oben gedrückt, anstatt von oben gezogen zu werden. In beiden Fällen kommt höchstwahrscheinlich ein hydraulisches Teleskop-Hebesystem zum Einsatz.

Das Portal ist die grundlegende Kraft, ergänzt durch Standard- und Sonderanfertigungen, zu denen unter anderem Gleitsysteme, Ketten, Rotatoren, angetriebene Seitenschieber, Litzenheber, Träger und vieles mehr gehören können.

Ein kürzlich abgeschlossenes Projekt in Paris veranschaulicht den Einsatz einer Kombination aus Portalkran, Drehkranz und Gleitvorrichtung für den Austausch eines Eisenbahnviadukts. Der französische Spezialist Mediaco Heavy Lift (MHL) beansprucht für dieses Projekt eine Weltneuheit.

MHL, ein Geschäftsbereich von Mediaco, dem größten Kranverleihunternehmen Frankreichs, ersetzte Brückendeckabschnitte mithilfe eines teleskopierbaren hydraulischen Hubportals mit Drehkranz. Der Einsatz dieser Ausrüstung ermöglichte eine zügige Sanierung des Eisenbahnviadukts Souverains im Zentrum von Paris.

Das von MHL eingesetzte Hebesystem wurde vom Bauunternehmen Bouygues Travaux Publics Régions France entwickelt. Mit dessen Hebesystem „Léonard“ wurden die Brückendecks des 1868 erbauten Viadukts von Souverains erneuert, auf denen täglich rund 1.600 Züge verkehren. Insgesamt wurden 25 Brückendecks ausgetauscht.

Durch den Austausch der Fahrbahndecks innerhalb von neun Monaten konnten die Beeinträchtigungen des Bahnverkehrs auf ein Minimum beschränkt werden. Eine weitere Komplikation bestand in der Notwendigkeit, die Oberleitungen in Betrieb zu halten.

Dies ist ein gutes Beispiel dafür, wie sich die Methode des Anhebens von unten bewährt hat. Bouygues entwickelte die clevere Schienenhebevorrichtung namens Léonard, mit der die Brückendecks von unten ausgetauscht werden konnten.

Was ist Léonard?

Das Hebesystem Léonard besteht aus einem hydraulischen Portalkran Enerpac SL200 mit einer Stahlplattform und einem darauf montierten Drehteller Enerpac ETT400. Um ein waagerechtes Anheben zu gewährleisten, hebt und senkt sich der SL200 synchron. Das gesamte System fährt auf Schienen, in diesem Fall auf den Gleisen der RER-Linie C (der gelben Linie), die durch und um das Stadtzentrum verläuft.

Die Arbeiten wurden an den Mai- und Augustfeiertagen durchgeführt. MHL entfernte die alten Abschnitte und ersetzte sie durch neue. Die neuen Betondeckplatten waren 9,33 Meter lang und 3,74 Meter breit. Jede Platte wog zwischen 28 und 52 Tonnen.

Vor dem Einbau eines neuen Teilstücks musste das alte abgerissen und mithilfe der Gleise aus dem Tunnel entfernt werden. Dort, außerhalb des Tunnels, wurde ein neues Teilstück auf die Drehscheibe verladen und zurück in den Tunnel transportiert.

Nachdem sich die Léonard in der korrekten Position befand, wurde der Portalkran angehoben, um die Brückenfahrbahn über die Träger zu heben. Anschließend wurde sie um 90 Grad gedreht, um die korrekte Ausrichtung zu gewährleisten, bevor die notwendigen Längskorrekturen vorgenommen wurden. Für die Bewegung entlang der Y-Achse verfügte MHL über ein 50-Tonnen-Verschiebesystem.

„Die Entwicklung des Schienenhebesystems Léonard auf Basis unseres Portalkrans Enerpac SL200 und der Drehscheibe ETT400 ermöglichte es uns, die Arbeiten termingerecht und unter Einhaltung höchster Sicherheitsstandards abzuschließen. Es ist die perfekte Lösung für dieses anspruchsvolle Projekt“, kommentierte ein Sprecher von MHL.

Anfang August wurden die letzten 14 Decksektionen montiert. Für die inneren Sektionen kam der Bagger „Léonard“ zum Einsatz, für die äußeren ein Kran. Die Renovierung soll im November 2025 abgeschlossen sein.

Das von Riggers Manufacturing hergestellte Portalhebesystem EZ-600 von Vanguard ist in Südafrika im Einsatz. Foto: Vanguard

Vanguard ist mit von der Partie

Ein weiteres Beispiel für eine Installationsarbeit, bei der verschiedene Hebezeuge zum Einsatz kamen, war ein Projekt, das im Juli in Südafrika abgeschlossen wurde. Der Spezialist für Schwerlasttransporte und Industrieanlagen, Vanguard, setzte bei diesem komplexen Industrieinstallationsprojekt eine breite Palette an Hebe- und Transportgeräten ein.

Vanguard arbeitete für VSL Manufacturing in Port Elizabeth und schloss die schlüsselfertige Installation und Inbetriebnahme einer Yadon-Tandempressenlinie zur Herstellung von Teilen für die Isuzu-Fahrzeugproduktion ab.

Die Gegebenheiten vor Ort stellten zusätzliche Herausforderungen dar, da die Bauarbeiten im Gange waren und nur eine provisorische Stromversorgung zur Verfügung stand. Um den Installationsplan einzuhalten, setzte Vanguard Schwerlasthebezeuge ein, damit die Arbeiten unabhängig von Brückenkränen und hydraulischen Portalkranen fortgesetzt werden konnten.

Vanguard lieferte, transportierte und installierte vier Pressen und sechs Roboter samt Schallschutzgehäusen. Ein Höhepunkt des Projekts war die Installation eines 200-Tonnen-Presskronensystems.

Vanguard transportierte den Pressenkopf zusammen mit anderen Komponenten ins Werk, bevor die Installation im Gebäude abgeschlossen wurde. Dafür wurde eine ganze Reihe von Hebezeugen eingesetzt, darunter ein EZ-600-Portalkransystem mit 600 Tonnen Tragfähigkeit (vier Einheiten mit je vier Zylindertürmen) von Riggers Manufacturing aus den USA sowie ein vierbeiniges Power-Tower-Portalkransystem von Lift Systems mit 500 Tonnen Tragfähigkeit, ebenfalls aus den USA. Mit diesem System wurde der 200 Tonnen schwere Pressenkopf angehoben und auf eine Höhe von 7.850 mm positioniert.

Die Portalkrananlage wurde mit einem Schienenabstand von 10,3 Metern errichtet. Die Hauptträger waren 13 Meter lang, die Querträger 7,2 Meter. Für kleinere seitliche Lastbewegungen wurde ein Seitenschubsystem eingesetzt.

Als weitere Hebezeuge kamen ein 80-Tonnen-All-Terrain-Kran vom Typ Demag AC 80 und für Lasten unter 10 Tonnen Gabelstapler zum Einsatz. Die Installationsarbeiten begannen am 5. Mai 2025 und wurden am 11. Juli abgeschlossen und in Betrieb genommen.

Benutzerdefinierte Entfernung

Ein Projekt, bei dem verschiedene alternative Hebezeuge zum Einsatz kamen, wurde von Mammoet in Großbritannien durchgeführt. Hierbei befand sich der Portalkran jedoch oberirdisch und zog die Last nach oben. Zudem handelte es sich nicht um eine Installation, sondern um die Demontage und den Abbau von Anlagen.

Für das HS2-Bahnprojekt in Großbritannien wurde ein speziell angefertigtes Portalsystem eingesetzt, um Tunnelbohrmaschinen zu entfernen.

Arbeiten am Boden sind Arbeiten in der Höhe vorzuziehen, und das Gleiche gilt für Arbeiten unter Tage. Die Demontage großer unterirdischer Maschinen ist einfacher und sicherer, wenn sie am Boden erfolgen kann.

Die Nachfrage nach Tunneln mit größerem Durchmesser bedingt, dass auch die Tunnelbohrmaschinen, die zu ihrem Bau eingesetzt werden, deutlich größer sind. Dadurch wird wiederum der Abbau nach Abschluss der Arbeiten erschwert.

Die Bergung der Tunnelbohrmaschinen kann eine erhebliche Herausforderung darstellen, insbesondere in dicht bebauten Stadtgebieten. Mammoet stand vor dieser Herausforderung bei einem Auftrag zur Demontage von Herrenknecht-Tunnelbohrmaschinen, nachdem diese die Tunnelarbeiten für das britische Hochgeschwindigkeitsprojekt HS2 (High Speed 2) zwischen Birmingham und London abgeschlossen hatten.

Vier Tunnelbohrmaschinen mussten am Stadtrand von London abgebaut werden. In Zusammenarbeit mit dem Bauunternehmen Skanska Costain Strabag Joint Venture (SCS JV) und Herrenknecht entwickelte Mammoet eine maßgeschneiderte Portallösung, um die Arbeiten schneller und sicherer durchzuführen.

Die Möglichkeit, die Tunnelbohrmaschine (TBM) in einem Stück zu entfernen, bot mehrere Vorteile. Sie sparte Zeit und verringerte das Risiko, da weniger Demontagearbeiten unter Tage erforderlich waren. Teile der TBM konnten innerhalb eines Tages entfernt werden, anstatt wochenlang dafür benötigt zu werden.

Die vier Tunnelbohrmaschinen (TBMs) gruben den 14 km langen Abschnitt des Northolt-Tunnels. Jeweils zwei Maschinen fuhren in jede Richtung und gruben so zwei Tunnelröhren von beiden Enden aufeinander zu. Sie trafen sich in der Mitte an der Belüftungsstelle Green Park Way, wo sich zwei vertikale Schächte 35 Meter über den Tunnelröhren befinden.

Die größten Abschnitte der HS2-Tunnelbohrmaschinen konnten von Mammoet mithilfe des eigens entwickelten Portalsystems schneller geborgen und anschließend ebenerdig demontiert werden. Foto: Mammoet

Von oben

Mammoet plante, die größten Bauteile – den Schneidkopf mit den vorderen und mittleren Schutzblechen – in einem Arbeitsgang zu entfernen. Dadurch mussten sie vor dem Anheben nicht auseinandergenommen werden.

Das Gelände befand sich in einer belebten Stadt in der Nähe zweier bestehender Bahnstrecken, und in unmittelbarer Nähe fanden weitere Tiefbauarbeiten statt. „Zu Beginn wurden verschiedene Vorgehensweisen erwogen“, so Darren Watson, Vertriebsleiter bei Mammoet.

„Eine Möglichkeit wäre gewesen, die Tunnelbohrmaschinen im Schacht zu zerlegen und die Einzelteile mit einem Kran herauszuheben. Das hätte jedoch bedeutet, dass dort unten auf engstem Raum gearbeitet werden müsste, mit Belüftungsproblemen und einem großen Kran, der einen erheblichen Teil des darüber liegenden Geländes beansprucht und andere Arbeiten auf der Baustelle behindert hätte“, fuhr Watson fort.

Das speziell entwickelte und gebaute Portalsystem ermöglichte es, die einzelnen Abschnitte als Ganzes hochzuziehen, bevor sie zum Abbau und Abtransport vom Gelände auf einen selbstfahrenden Modultransporter (SPMT) verladen wurden.

In die Entwicklung des Portalsystems wurden erheblicher Zeit- und Arbeitsaufwand investiert. Die Planungsarbeiten begannen neun Monate vor der Ausführung. Nach der Genehmigung folgte eine fünfmonatige detaillierte Konstruktionsphase. Anschließend wurde das Portal innerhalb eines Monats vor Ort errichtet.

Portalkransysteme lassen sich in vielfältigen Kombinationen zusammenstellen, typischerweise aus einer Mischung von Standard- und Sonderbauteilen. In diesem Fall wurde es in einer neuen Konfiguration mit zusätzlichen Sonderanfertigungen montiert, um eine Tragfähigkeit von 900 Tonnen zu ermöglichen.

Schleudern und Kurven

Ein hydraulisches Verfahrsystem trug den Portalkran und ermöglichte dessen Vor- und Rückwärtsbewegung, um ihn über den Öffnungen der beiden Lüftungsschächte zu positionieren. Ein Ausgleichsbalken mit Drehgelenk erlaubte es, alle Komponenten in einen zentralen Punkt zu bewegen. Anschließend konnten die angehobenen Bauteile gedreht werden.

„Normalerweise müsste man bei anderen Geräten ein zusätzliches System anbringen und eine äußere Kraft auf die Last ausüben, um sie zu drehen. Das wäre sehr aufwendig. Wir haben ein System entwickelt, das sich fernsteuern lässt und somit die Bedienung vereinfacht“, erklärt Sam Ellwood, leitender Ingenieur bei Mammoet.

„Dadurch konnten wir auf Führungsseile und Winden verzichten – außerdem hätten wir uns der Ladung nähern müssen, um Gegenstände daran zu befestigen. Unsere Lösung ermöglichte uns ein berührungsloses Arbeiten, sodass alles isoliert bleiben konnte. Das sorgte für einen sichereren Arbeitsablauf.“

Die Möglichkeit, die Last auf diese Weise zu bewegen, war entscheidend für das Herausheben aus einem der Lüftungsschächte, da ein Teil davon unter der benachbarten Bahnstrecke lag. Zudem verläuft die neue HS2-Strecke parallel zu dieser, doch die Schiene des Gleitsystems konnte nicht darauf ausgerichtet werden. Daher musste die Last beim Herausheben aus dem Schacht leicht gedreht werden, um sie für das Gleiten in die richtige Richtung zu bringen.

Nachdem die TBM-Teile aus dem Boden gehoben worden waren, wurde der Hebebogen über 32 Achsreihen von SPMT in zwei zwischen den Gleitketten stehenden Kolonnen positioniert. Die TBM-Sektionen wurden in einer Stahlwiege zu einem Demontagebereich auf dem Gelände transportiert. Dort wurden sie mithilfe von Steighebern zu Boden gelassen und demontiert. Dieses Vorgehen reduzierte den Arbeitsaufwand in der Höhe beim Ausbau der Hydraulikzylinder, Antriebsmotoren usw. aus dem Inneren der TBM.

Richard Dexter, Geschäftsführer von Herrenknecht International, sagte zu dem Projekt: „Die Teams an zwei und insgesamt vier Standorten mussten das System zu Beginn des Jahres aufbauen und in Betrieb nehmen und dann mehrere Monate später das Anheben in zwölf Stunden dauernden Zeitfenstern während der Bahnsperrungen an Wochenenden koordinieren.“

„Für die gesamten Arbeiten waren vier 24-Stunden-Hebe- und Transportvorgänge erforderlich. Diese wiederum basierten auf vierwöchigen Vorbereitungen, zwei einmonatigen Montage- und Demontagephasen und acht Monaten intensiver Ingenieurs-, Konstruktions-, Planungs-, Strukturanalysen-, Material- und Schweißprüfungen sowie der Sicherung der Baustelle und der Einbindung der Gemeinde.“

Zusammenfassend sagte Dexter: „Es war eine der reibungslosesten Echtzeit-Demonstrationen von Beziehungen, die über viele Jahre hinweg aufgebaut wurden und nun zur Bewältigung einer beträchtlichen Herausforderung genutzt werden.“

„Gemeinsam erzielten alle Teams eine erhebliche Zeitersparnis für das Projekt, indem sie frühzeitig Zugang für Folgeaufgaben in Höhe von mehreren Monaten in jedem der vier Tunnel ermöglichten.“