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Spezielle Fundamente in Flugzeughangars

José A. Hurtado

José A. Hurtado

AERTEC / Airport Planning & Design

Bei der Herstellung oder Montage der verschiedenen Flugzeugteile werden für jede Komponente sehr spezielle Maschinen eingesetzt. Die meisten von ihnen werden direkt am Boden gestützt, und je nach Programm, das sie ausführen, werden verschiedene Arten von Maschinen eingesetzt. Diese neuen Lasten können statisch oder beweglich sein, und alle notwendigen Elemente für ihre richtige Halterung auf dem Fundament müssen entworfen werden. Fast alle diese Maschinen benötigen Rinnen für die notwendigen Installationen sowie, je nach Hersteller, Vertiefungen oder Schrägen, die in die neuen Fundamente integriert werden müssen.

Die Planung eines neuen Hangars oder seine Anpassung an neue Nutzungen erfordert eine gründliche Analyse der Lasten, die von der Hangaroberfläche getragen werden müssen, um die Funktionalität und Widerstandsfähigkeit des Hangars zu gewährleisten.

Jede neue Last, die in ein bestehendes Fundament eingebracht wird, erfordert eine sorgfältige Analyse, um ihre Auswirkungen zu bewerten. Es ist möglich, dass sie den Anforderungen entspricht. Es gibt bestimmte Elemente oder Maschinen, die angeordnet werden müssen und für deren geringe Belastung oder Verformung die vorhandenen Platten ausreichen, um sie zu tragen.

Hangar-001Meistens reicht dies jedoch nicht aus und es müssen andere Lösungen in Betracht gezogen werden, um sie angemessen zu stützen. Normalerweise sind die zu verwendenden Maschinen oft mit hohen Belastungen und spezifischen Verformungsanforderungen verbunden. Dies erfordert in der Regel eine neue geotechnische Planung des Bodens, auf dem diese Elemente verlegt werden sollen, und diese Planung muss spezifische Parameter enthalten, um jede mögliche Lösung in Betracht ziehen zu können. Die möglichen Lösungen reichen von großen Platten als flache Fundamente bis hin zu tiefen Fundamenten, wie Pfählen oder Mikropfählen.

Jede dieser möglichen Fundamentlösungen hat ihre Vor- und Nachteile, wobei eine Lösung, die Schnelligkeit, Flexibilität und Wirtschaftlichkeit vereint, die Pfahlgründung mit Mikropfählen ist.

Der gesamte Prozess umfasst den Bau der Mikropfähle, die Verstärkung des Plattenbereichs, in dem diese Elemente platziert werden, die Positionierung der Maschinenschienen und das Betonieren der Vertiefungen, Schächte und der restlichen Fundamentelemente.

Die Berechnung dieser speziellen Fundamente erfolgt mit spezifischen Strukturmodellen und in den meisten Fällen werden Finite-Elemente-Probleme untersucht.

Mit dieser Diskretisierung in den Modellen können Rückschlüsse auf die Spannungen und Verformungen dieser Elemente im Boden mit hoher Genauigkeit gezogen werden.

Bei den meisten Spezialfundamenten werden die Ebenheitsanforderungen für die Maschinenabstützung vom Hersteller festgelegt und sind oft sehr hoch, sodass jede vertikale Drehung oder Verformung berechnet und analysiert werden muss, um eine Überschreitung des zulässigen Bereichs zu vermeiden.

Ein praktisch universell geltender Wert ist die maximale vertikale Verformungsgrenze von 0,1 mm alle 2 Meter. Und damit verbunden ist die maximal zulässige Winkelverzerrung jeder Schiene αmáx. = 0,1/2000 = 5*10-5 rad.

Zusätzlich zu den passenden Fundamenten werden alle metallischen Elemente entworfen, die entweder für die Abstützung oder für das Gleiten der Maschinen erforderlich sind.Dabei kann es sich um Ankerplatten oder Metallschienen handeln, die in das Fundament selbst eingelassen sind. Hierfür werden Modelle mit Einflusslinien verwendet, um zu sehen, welche Belastungsgrößen sich aus den von Maschinen angezeigten Belastungen ergeben.

Hangar-002Es werden Modelle sowohl für die gegebenen statischen als auch für die dynamischen Lasten erstellt, die auf die Stützen als bewegliche Last auf den Schienen wirken, wobei die Auflagepunkte der Platte auf Mikropfählen als feste, nicht verformbare Scharnierstützen eingeführt wurden.

Für jede eingeführte Schiene werden sowohl ihre vertikalen Verformungen als auch ihre Winkelverformungen analysiert, um zu überprüfen, ob sie innerhalb der vom Hersteller festgelegten Grenzen liegen. Diagramme werden zur schnellen Darstellung für die Validierung erstellt. Falls keine Validierung erfolgt, erhöht man entweder die Dicke der Platte, vergrößert den Querschnitt des Metallprofils oder setzt das Gitter der Mikropfähle etwas enger zusammen.

Hangar-003Die Endverarbeitung dieser neuen Einrichtungen wird mit dem Rest der Halle integriert, wobei der Arbeitsbereich abschließend gespachtelt und gestrichen wird.

Hangar-004Der Bau eines neuen Fundaments innerhalb eines bestehenden Hangars oder einer Halle ist immer eine Herausforderung, sowohl aus produktionstechnischer Sicht als auch in Bezug auf die Technik. Die Umsetzung bei gleichzeitiger Minimierung des Lärm- und Partikelpegels ist an sich schon eine Herausforderung. Hinzu kommen die hohen Anforderungen an die Ebenheit, die diese Elemente je nach Anwendungsprogramm für die Herstellung oder Montage der verschiedenen Flugzeugteile erfüllen müssen.

 

 

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