Großprojekt im Flughafen München

Der Flughafen München hat sich im Kreis der großen europäischen Luftverkehrsdrehkreuze etabliert und sorgt nun mit Blick auf die stetig steigenden Fluggastzahlen gemeinsam mit der Deutschen Lufthansa für zusätzliche Kapazitäten im Bereich der Passagierabfertigung. Deshalb wird die Abfertigungskapazität des Terminals 2 durch einen parallel verlaufenden Satelliten nach Osten erweitert. Hier sollen, mit geplanter baulicher Fertigstellung im Jahr 2015, sowohl 27 kleinere als auch größere Flugzeuge wie der Airbus A 380 abgefertigt werden. Damit wächst die Kapazität von derzeit 25 Millionen Passagieren im Jahr bereits im ersten Bauabschnitt um rund 11 Millionen. Derzeit ist alles noch eine Baustelle, die vom eigentlichen Vorfeld mit Flugbetrieb abgekoppelt ist. Später wird der Satellit über ein unterirdisches Personentransportsystem mit dem Terminal 2 verbunden.

Herausforderungen des Großprojektes

Eine der größten Herausforderungen bei der Herstellung von Infrastrukturprojekten ist der Einbau von hydraulisch gebundenen Tragschichten (HGT) in großen Stärken und breiten Lagen. Beim Vorfeld Ost des Flughafens München werden hydraulisch gebundene Tragschichten (HGT) aus einem abgestuften Korngerüst 0/32  aus natürlichen Mineralstoffen wie Splitt, Kies und Sand eingebaut. Als Bindemittel kommt Zement hinzu. Der Kettenfertiger Bomag BF 800 C ist in besonderem Maße für diese HGT-Anwendung geeignet, denn gerade diese Magerschichten stellen höchste Ansprüche an die Belastungen und den Verschleiß von allen Fertigerbauteilen, die diesen Materialmix fördern, verteilen und verdichten. Deshalb hat der Fertiger besonders kraftvolle Hydraulikmotoren, die die Kratzerbänder und Schnecken antreiben und gewährleistet so einen optimalen Materialfluss und eine hohe Produktivität, selbst bei diesem kritischen Material. Die Hochleistungsbohle S 500 mit einer Einbaubreite von bis zu fünf Metern ist die schwerste ihrer Klasse und mit Vibration und Stampferleiste ausgestattet. So kann die Bohle nach Herstellerangaben sehr hohe Verdichtungswerte von bis zu 95% garantieren.

Am Flughafen München wird der Fertiger BF 800 C in der Ausführung mit der millimetergenauen Trimble 3D-Fertigersteuerung eingesetzt. Die Arbeitsbreite beträgt fünf Meter und die tägliche Einbauleistung liegt bei etwa 3.000 t. Die hydraulisch gebundene Tragschicht wird in einer Stärke von 25 Zentimetern eingebaut, die auf 20 Zentimeter endverdichtet wird. Als erhöhte Forderungen an die profilgerechte Lage unter Betondecken sollen +0,5 cm bzw. -1,5 cm Abweichung von der Sollhöhe sowie eine nötige Ebenheit von max. 1,5 cm auf 4,0 m erreicht werden. In einem Abstand von fünf Mal fünf Metern werden später in Quer- und Längsrichtung Kerben angebracht, die als Sollbruchstelle eine unkontrollierte Rissbildung vermeiden sollen.

3D-Fertigersteuerung für mehr Effizienz

„Im ersten Baulos haben wir im vergangenen Jahr auf 24.000 m² die HGT in konventioneller Weise eingebaut“, sagt der Gesamtprojektleiter der ARGE, Walter Weinberger. „Allerdings geschah dies noch herkömmlich mit Draht und Ultraschallsensoren“. Bei dieser Methode werden das Quergefälle und die erforderliche Ebenheit über eine herkömmliche Nivelliersteuerung geregelt. Die Abtastung dazu erfolgt über einen Fahrdraht, der als dünnes Seil gespannt wird und über die auf der gegenüberliegenden Seite bereits fertig gestellte HGT. Diese Nivelliersteuerung arbeitet mit fünf Ultraschallsensoren zur gleichzeitigen Höhenmessung. Die drei Messergebnisse mit der geringsten Abweichung zum ursprünglichen Abgleich werden zur Bildung des Mittelwertes herangezogen. Bei der Seilabtastung zieht der Sensor immer den Schwinger mit der kürzesten Entfernung zum Seil für die Messung heran. Für den Bau der HGT wurden zwei Fertiger, nebeneinander gestaffelt, eingesetzt.

„Irgendwann im November hatte ich die Idee, dass sich das komplexe Profil des Vorfeldes leichter herstellen lassen muss“, erklärt Weinberger und zeigt auf die Fläche vor sich. „Diese Fläche von zirka 34.500 m² haben wir in exakt 14 Tagen eingebaut. Mit der alten Methode hätten wir sicher eine Woche länger gebraucht. Die Woche länger braucht man, weil man immer wieder die Fahrbahn testen, Drähte umsetzen und ausmessen muss. So ergibt sich immer wieder viel Leerlauf.“

Das Profil ist natürlich auch komplex – auf der einen Seite hochgebogen bis an die Rinne, dann eine Querbahn und dann wieder hochgebogen und nach Osten wieder abfallend. Dies kann Probleme mit sich bringen, weil immer wieder Eisen umgeschlagen und der Draht umgespannt werden muss. Deshalb wurde auf die schon vorhandenen Daten des 3D-Geländemodells zurückgegriffen. Diese stimmen mit den Daten überein, die auch der Grader für das Vorbereiten des Frostschutzplanums hat. Der Grader fährt ebenfalls mit  ATS (Automatische Tachymeter Steuerung) / UTS. Durch die Kombination der Robotik-Funktion mit einem 360°-Prisma ergibt sich der gleiche Komfort wie beim Einsatz eines Fertigers.“

Schnittstellen für exakte Maschinensteuerung

Die Firmen Topcon, Moba, Leica und Trimble bieten solche Schnittstellen für verschiedene Baumaschinen an. Das Prisma wird an eine fest definierte Stelle des Fertigers gesetzt. Das Tachymeter sendet dann ständig die Positionsdaten des Reflektors an das Funkmodem der Maschine. Dieses leitet die Daten an die Steuerung weiter. Über den Rechner werden das Walzmaß, die Bohlenbreite, die Reflektorhöhe, etc. eingegeben. Damit ist die Bohlenhöhe definiert und der Fertiger kann „drahtlos“ loslegen. Mit dem Einlesen der Daten aus dem CAD-Projekt Vorfeld Ost in die Trimble-Steuerung liegt der Lageplan in Höhe und Fläche vor. Damit kann an jedem Punkt die projektierte Höhe ausgelesen werden und die Bohle fährt selbstständig auf die vorgegebene Höhe. „Diese Methode setzt voraus, dass man sich vorher über Reaktion des Fertigers informiert hat, denn er braucht fünf Meter, um die Höhe um einen Millimeter zu erhöhen oder abzusenken. Dies ist insbesondere bei einem solchen komplexen Höhenprofil wie dem Vorfeld wichtig“, sagt Weinberger. „Die Herausforderung ist  dabei das große Walzmaß bei einer 25 cm starken HGT-Schicht und die strenge Oberflächentoleranz von 5 mm höher und 15 mm tiefer.“ Ein Vermesser mit einer Basisstation und zwei Geräten sorgt für das richtige Maß. Mit einem ATS-Handrover kontrolliert er ständig die Qualität der eingebauten Tragschicht hinsichtlich der Höhe und Lage. Die beiden Funkkanäle beeinflussen sich gegenseitig nicht, da die Maschinensteuerung auf einem anderen Kanal sendet als der Handrover. Mit dieser Vorgehensweise konnte viel Zeit gespart werden: Der Vermesser ist auch bei einem anderen Verfahren notwendig, denn er muss auch hier die Höhe kontrollieren, die Pinneneisen setzen und den Draht spannen und nachjustieren. Die beiden Fertiger haben auch durch das ständige Umspannen und Nachmessen nicht mehr Tragschicht eingebracht als ein Fertiger allein jetzt mit UTS-Steuerung. An einem Spitzentag wurden 1.200 Kubikmeter HGT eingebaut. Die Verdichtungsleistung lag fast immer bei 100%, manchmal konnten auch bis zu 103 % erreicht werden. 

Bomag GmbH

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