Erddruck und Wandbewegungen an zwei hohen Flügelwänden eines

Peter von Beclcer
Erddruclc- und Wandhewegungsmessungen an zwei hohen Flügelwänden eines Brüclcenwiderlagers
Bei einem Vergleidl der Erddruckbelastung nadl Absmluß der
Untersumungen mit der nadl beendigter Hinterfüllung (Bild 14)
ergibt sidl eine übereinstimmung nur in den gemessenen Vertikaldrücken,
während die horizontalen Erddrücke eine sehr untersdliedlime
Verteilung aufweisen. Bei Wandteil C hat sidl im unteren
Wandbereim der Erddruck größenordnungsmäßig nimt verändert,
während in der oberen WandhäIfte eine starke Zunahme des
Erddruckes festzustellen ist. Diese Druckerhöhung wurde audl bei
Wandteil B beobamtet, obwohl sidl dessen Neigung in den drei
Jahren zwismen Hinterfüllungsende und dem Absmluß der Untersumungen
nur unwesentlidl veränderte.
Vergleimt man die Erddruckverteilung hinter beiden WandteileIl
miteinander, so fällt auf, daß in den jeweils zur Talseite hin gelegenen
Meßquersmnitten die geringeren Drücke gemessen wurden,
Diese Ausbildung des Erddruckes könnte auf ein untersmiedlimes
Formänderungsverhalten der einzelnen Wandquersmnitte und damit
auf eine Verwindung der Wandsmeiben hinweisen. Eine soldle
wäre audl denkbar, denn entgegengerimtete Wandverdrehungswinkel,
wie sie zu diesem Zeitpunkt mit den in Wandmitte installierten
Neigungsmeßgeräten registriert wurden, müssen zwangsläufig
zu einer Verwindung der beiden Wandteile führen, wenn
diese an der Trennflädle zusammengehalten werden. Demnadl
smeint die elastisme Kopplung der Wandteile Bund C am Mauerkopf
audl drei Jahre nadl Fertigstellung des Bauwerkes nodl vorhanden
gewesen zu sein.
4. Zusammenfassung und Smlußfolgerungen
Die Ergebnisse der Erddruck- und Wandbewegungsmessungen an
den beiden etwa 16 mund 13 m hohen Wandteilen des nördlimen
Widerlagers der Rahmedetalbrücke können wie folgt zusammengefaßt
werden:
1. Die ungünstigen Gründungsverhältnisse für das Stützbauwerk
haben zu unerwarteten Wandbewegungen geführt. Während sim
beide Wandteile vom Beginn der Hinterfüllung zunädist nam
innen und mit steigender Smütthöhe auswärts drehen, bildet
sim nam dem Ende der Smüttarbeiten, wahrsmeinlid. von Be.
wegungen einzelner Sdiollen des Gebirges verursadit, eine Gegenläufigkeit
in der Neigungsrimtung der beiden Wandteile aus.
Gleidizeitig führen Setzungsuntersmiede in Längsriditung des
Widerlagerflügels zu einer überdrückung der Fugeneinlage zwismen
beiden Wandteilen. Beides beeinflußt deren Formänderungsverhalten,
so daß die gemessenen Biegelinien der Stützwände
nimt mehr mit denen eines einseitig eingespannten
Balkens zu vergleichen sind. Unmittelbar nam Beendigung der
Hinterfüllung wurde die zur Erzeugung des Coulombsdien Erddruckes
für erforderlim gehaltene Mindestwandbewegung: von
1/5000. II bei Wandteil B nimt erreimt, bei dem böheren Wandteil
C jedom leicht überschritten.
2. Größe und Verteilung der Erddrücke in den vier Meßquerschnitten
haben sich im Untersumungszeitraum von drei Jahren ständig
verändert. Die unmittelbar nam beendigter Hinterfüllung
gemessene dreiecksförmige Druckverteilung stellt Dur ein Zwismenstadium
dar. Zu diesem Zeitpunkt ergibt sim ein Erddruckbeiwert
AB = 0,344 beziehungsweise Ac = 0,333, bezogen auf di"
geneigten Wandflächen, welmer zu einer um 250/0 bis 30% geringeren
Belastung führt, als sie für die Bemessung der aufgehenden
Wand angenommen wu~de. Trotzdem liegt der gemessene
Erddruck in der Nähe des Erdruhedruckes, wenn der
Beremnungsansatz von Jak y lo = I -sin e zum Vergleim herangezogen
wird. Die im ,,-eiteren Verlauf festgestellten Veränderungen
der Druckverteilung sind auf die wechselnden Bewegungsvorgänge
im Untergrund und auf die davon beeinflußten Form.
änderungen der aufgehenden Wand zu erklären. Daneben köunen
sie audl eine Folge von Spannungsumlagerungen innerhalb
des Hinterfüllungsmaterials sein.
3. Ein Vergleich mit den bei einigen Versumen [13], [14] an biegsamen
Modellwänden gefundenen Zusammenhängen zwischen
Wandbewegung und sim ausbildendem Erddruck wird dadurdl
erschwert, daß bei diesen die Bewegungsmöglichkeiten, wie sie
in dem untersuchten Fall vorhanden waren, fehlten. So weist
Neu rn eu er [15] schon darauf hin, daß lotrechte Bewegungen
des Stiitzbauwerkes zusätzlich zu den horizontalen infolge
Verdrehung und Wandverformung das Auftreten von Gleit-
ßädien im Hinterfüllungsmaterial begünstigen, und deshalb geringere
Wandbewegungen genügen, um den Coulombsdien Erddruck
zu erzeugen.
4. Die bescllriebenen Meßverfahren haben sidi bis zum AbsdiluC
der Untersucllungen voll bewährt. Der Einbau der Erddruckgeber
mit einem geringen Wandabstand war zweckmäßig und
vermied die bekannten Sdiwierigkeiten bei einem Einbau soldier
Meßgeräte in der Grenzsdtidit von Beton und Boden. Die Reproduzierbarkeit
der mit den Glötzl.Gebern gemessenen Werte
zeigte sidi bei aJl~n Messungen und am deutlicllsten in der fast
~nveränderten Vcrtikaldruckverteilung zu Beginn und zum Eude
der Untersudtungen. Aus diesem Grund kann aucll den sidi ständig
verändernden Horizontaldruckmeßwerten ein relativ großer
Aussagewert beigemessen werden. Durdi die Anordnung von insgesamt
36 Erddruckgebern, vou denen bis zum Abscllluß der
Messungen keiner ausfiel, konnte neben der Verteilung des Erddruckes
in vier beziehungsweise fünf versdtiedenen Höhenpunkten
aucll dessen räumlidie Ausbildung 1111 jeweils zwei Me!.1-
quersclmitten pro Wandteil erfaßt werden.
Mit dem entwickelten verfahrbaren Neigungsmesser zur direkten
Messung der Biegelinien steht ein V erf ahren zur Verfügung,
weldies mit geringen Änderungen in der Anwendungstedinik
bei weiteren Untersudtungen an hohen Stützbauwerken eingesetzt
werden kann.
5. Die vorliegenden Untersucllungsergebnisse lassen keine allgemeingültigen
Sdilußfolgerungen für die Bemessung von hohen
Stützbauwerken zu, da einige Probleme wegen der ungewöhnlidien
Reaktion der Wandteile auf die nidit erwarteten Untergrundbewegungen
ungelöst bleiben mußten. Bei dem hier vorgefundenen
wenig standfesten Fels reicllte die Verformbarkeit
des Untergrundes und der Stützwand, welche nach Zustand I
bemessen ist, offensichtlich nicht aus, den Ruhedruck auf den
Coulombschen Erddruck abzubauen. Hier tritt ein gegenüber
diesem Grenzwert erhöhter Erddruck anf. Um welches Ausmaß
der Erddruck zu erhöhen ist, hängt niclrt nur von der Festigkeit
des Felsgesteins, sondern aucll von der Morphologie und den
Verformungseigensdiaften des Gebirges ab. Wenn es sidl um
einen standfesten Fels oder um einen Untergrund handelt, dessen
Verformbarkeit nidlt sicher vorherbestimmt werden kann, wird
empfohlen, hohe Stützwände mit dem Erdruhedruckbeiwert
lo = 1 -sin (! nadi J a k y zu beredinen.
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