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Anwenderbericht: Metallpolymer sichert kraft- und formschlüssigen Spaltausgleich

29. Mai 2018

Metallpolymer sichert kraft- und formschlüssigen Spaltausgleich:

Eine der größten U-Bahn-Endstationen  steht bald in Hongkong

 

Hongkong: Eine Weltstadt in Bewegung. Das gilt vor allem für den Verkehr, der hier 24/7 pulsiert. Zu den wichtigsten Transportmitteln gehört die Mass Transit Railway (MTR) mit bald einer der größten U-Bahn-Endstationen der Welt: der im Bau befindlichen Station Kowloon. Ihr dynamisches, bogenförmiges Design erhebt sich selbstbewusst direkt vor dem höchsten Gebäude Hongkongs – dem ICC – sowie dem berühmten Einkaufszentrum Elements. Zentrale Bestandteile der brückenartigen Konstruktion sind  die eingebauten Brückenlager. Sie stellen die Verbindung zwischen den Stahlbauteilen und Traversen sicher. Den hundertprozentig kraftschlüssigen Spaltausgleich im druckbelasteten Bereich zwischen Lagerplatte und Traverse übernimmt ein spezielles Metallpolymer.

 

Die Mass Transit Railway (MTR), das U-Bahn-System der Sonderverwaltungszone Hongkong, befördert täglich fast fünf Millionen Fahrgäste. Zur Arbeit, nach Hause, zum Sport, zum Einkaufen, einfach von A nach B. Das ist mehr als die Hälfte der Einwohner Hongkongs.

 

Mit rund zwei Millionen Menschen gehört die Halbinsel Kowloon zu dem am dichtesten bewohnten Teil der Metropole. Nur folgerichtig, dass genau hier eine der größten U-Bahn-Endstationen der Welt entsteht: Die West Kowloon Terminus Station – ein architektonisches Meisterwerk der Moderne, das gleichzeitig Hongkongs internationales Tor zu China bildet.

 

9 000 Tonnen verbauter Stahl, 600 000 Kubikmeter geformter Beton und großflächige Verglasungen zeugen auf  380 000 Quadratmetern von höchster und gewaltiger baulicher Meisterleistung. Ein Schlüsselelement des Projekts ist die beeindruckende Dachkonstruktion oberhalb des Stationseingangs mit ihren insgesamt 7 000 Tonnen Traversen.

 

Die Struktur besteht aus drei geometrisch komplexen Gitterträgern, die an nur neun Stellen durch 30 Meter hohe, gekrümmte Stahlsäulen getragen werden. Für die sichere Verbindung der Stahl- und Betonteile im gesamten Bauwerk sorgen spezielle, (erdbebensichere) Brückenlager, die sowohl horizontal als auch vertikal verbaut sind.

 

Diese Hochleistungslager wurden ausgewählt, um die gesteuerte Lastübertragung zwischen der komplizierten Struktur der Dach- und ihrer Unterkonstruktion zu gewährleisten. Sie erlauben Bewegungen in alle Richtungen und können bei Schwankungen des Oberbaus auch hohen Belastungen standhalten.

 

Naturgemäß kommt es an dieser Stelle jedoch immer zu materialbedingten Unebenheiten sowie zu bauwerksseitigen Spalten und Klaffungen. Trotzdem muss die optimale Aufnahme der auftretenden Querkräfte auf die Lager zwischen Auflagefläche und Trägerplatte gewährleistet sein. Das wiederum funktioniert nur mit einem hundertprozentigen form- und kraftschlüssigen Anschluss zwischen den Bauteilen.

 

Spaltausgleich zwischen Lagerplatten und Traversen sicher und hundertprozentig kraftschlüssig

 

Bei gängigen Verfahren zum Spaltausgleich arbeitet man mit Keilplatten oder Futterblechen. Allerdings hat man dabei mit zahlreichen Nachteilen zu kämpfen. So gelingt trotz hohen Zeit- und Maschinenaufwands sowie aufwändiger Anpassung praktisch nie eine vollständig formschlüssige Auflage. Und somit auch kein hundertprozentiger Kraftschluss.

 

Der Lieferant der Brückenlager, der Brückenhersteller mageba, wusste, wie der hundertprozentige Kraftschluss zwischen den Bauteilen erreicht werden konnte. Der global aktive Spezialist und Herstellerin von Brückenlagern, Fahrbahnübergängen und Systemen für Erdbebenschutz und Bauwerksüberwachung verfügte über weitreichende Projekterfahrung.

 

Für derart herausfordernde Bauwerke und den dabei erforderlichen hundertprozentig kraftschlüssigen Spaltausgleich versichert sich mageba regelmäßig der  Expertise der deutschen Diamant Metallplastic GmbH. Der Metallpolymer-Hersteller mit Sitz im rheinischen Mönchengladbach hat sich exakt auf diese Herausforderungen spezialisiert und dafür ein besonderes Zwei-Komponenten-Reaktionsharzsystem entwickelt: Das Metallpolymer MM1018. Es ist bislang der einzige Werkstoff seiner Art mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung für den Bereich Stahl auf Stahl und mit über 1 000 Anwendungen weltweit in der Metallbranche – insbesondere dem Stahl- und Brückenbau – etabliert.

 

Das Polymer für den hundertprozentig kraftschlüssigen Spaltausgleich kann pastös gespachtelt sowie flüssig injiziert werden. Beide Varianten bieten den vollständigen Spaltverschluss ohne jede mechanische Vorarbeit an den Bauteilen, unterscheiden sich allerdings grundlegend in der Anwendung. Das eröffnet die Möglichkeit, flexibel auf bauseitige Bedingungen einzugehen.

 

Eine Baustelle, zwei Einsatzorte, drei verschiedene Anwendungen

 

„Wir haben MM1018 an zwei Applikationsorten eingesetzt: Erstens auf der Baustelle an den bereits platzierten Lagern. Und zweitens im Hafen von Kowloon, wo wir die Lager mit den jeweiligen Komponenten quasi zu Fertigbauteilen verbunden haben. Diese mussten dann nur noch wie Lego-Steine auf der Baustelle eingesetzt werden“, erinnert sich Luigi Di Gregorio. Der Vertriebs- und Produktingenieur bei Diamant Metallplastic ist Projektverantwortlicher für die MM1018-Anwendung auf der West Kowloon Terminus Station-Baustelle.

 

Insgesamt bearbeitete der deutsche Polymer- und Beschichtungsspezialist 20 Lager an 13 Tagen in drei Bauabschnitten. Im ersten und dritten Bauabschnitt kam die flüssige Variante von MM1018 zum Einsatz. Durch die honigartige Konsistenz konnte das Material über Injektionsöffnungen problemlos in die Zwischenräume gepresst werden und diese lückenlos und zu 100 Prozent kraftschlüssig verschließen. Die dabei aus dem Spalt verdrängte Luft konnte über Entlüftungsöffnungen entweichen.

 

Im zweiten Bauabschnitt fand die pastöse Variante von MM1018 in Verbindung mit Futterblechen Anwendung, da hier die Platzverhältnisse und die Zugänglichkeit zu vier Lagern extrem eingeschränkt waren: „Wir haben schmale Bleche mit dem pastösen MM1018 bestrichen, dann die Brücke um zwei Zentimeter angelupft, die Bleche darunter geschoben und die Brücke anschließend wieder abgesetzt. Also ganz ohne große Demontage oder Abdichtarbeiten“, erklärt Di Gregorio.

 

Zusätzlich wurden von Diamant Metallplastic während des Lagereinbaus präventiv Schraubenschutz und das hauseigene polymerspezifische Trennmittel eingesetzt, um einen eventuellen späteren Lageraustausch problemlos, sicher und schnell durchführen zu können.

 

MM1018: Ein Metallpolymer, viele Anwendungsgebiete

 

Apropos Hafen von Kowloon: Beim Stahl- und Brückenbau kommt das Metallpolymer MM1018 auch im maritimen Bereich zum Einsatz. Hier punktet es mit seiner Seewasserfestigkeit vor allem bei der Offshore-Industrie und im Stahlwasserbau.

 

Im Kraftwerksbau wiederum überzeugt das Metallpolymer mit seiner hohen Beständigkeit unter Extrembedingungen, wie Vibrationen oder Temperaturschwankungen von -40 ° bis +90 °C. Auch hier behält MM1018 seine hohe Druckfestigkeit bei.

 

Hinzu kommen die Witterungs- und Korrosionsbeständigkeit sowie ein niedriger Kriechkoeffizient des resistenten Werkstoffs.

 

Kriechen ist keine Option

 

Das Kriechen, also die zunehmende Stauchung beziehungsweise „Wanderung“ unter konstanter Belastung ist besonders bei vorgespannten Verbindungen – wie bei den in der Metrostation eingebauten Hochleistungslagern von mageba – ein kritischer Faktor.

 

Das Zwei-Komponenten-Reaktionsharzsystem von Diamant Metallplastic hat einen niedrigen Kriechkoeffizient (1,1 nach 182 Tagen).

 

Fest steht: Beim Einbau der Lager der West Kowloon Terminus Station konnten beide Varianten ihre Verlässlichkeit unter Beweis stellen. Für Diamant Metallplastic ist die Arbeit auf der Großbaustelle damit erfüllt. 2018 soll der Bau der West Kowloon Terminus Station komplett abgeschlossen sein. Dann kann sie sich endgültig in die Liste der größten U-Bahn Endstationen der Welt einreihen und sich Hongkongs Knotenpunkt für den öffentlichen Verkehr sowie internationales Tor zu China nennen.

 

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Case Study als Word Dokument

 

Gewaltig: Aus 9.000 t Stahl und 600.000 m³ Beton entsteht die Kowloon Terminus Station. Quelle: Diamant Metallplastic GmbH

Den hundertprozentig kraftschlüssigen Spaltausgleich an den Brückenlagern sichert das Metallpolymer MM1018 von Diamant Metallplastic. Quelle: Diamant Metallplastic GmbH

Applikation des Metallpolymer über Injektionsöffnungen zwischen dem Hochleistungslager und der Auflagefläche Quelle: Diamant Metallplastic GmbH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Veröffentlicht in der Beton- und Stahlbetonbau 113 (2018), Heft 3


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