IBK Jahresbericht 2004-2006 - Institut für Baustatik und Konstruktion ...

FORSCHUNG
Dynamische Tragfähigkeit von Stahlbetonplatten
bei Steinschlag
Projektleiter: Prof. T. Vogel
Mitarbeiter: K. Schellenberg.
Projektpartner: WSL und Fatzer AG,
Geobrugg Schutzsysteme.
Im alpinen Raum sind Steinschlaggalerien ein geeignetes
Mittel, um wichtige Verkehrsverbindungen
zu schützen. Das Ziel dieser Forschungsarbeit ist
die Entwicklung eines neuen Nachweiskonzepts für
die Bemessung neuer und die Überprüfung bestehender
Galerien.
Der Galerienbestand ist für die Relevanz der
Forschungsergebnisse von zentraler Bedeutung. Alle
wichtigen Daten von mehr als 350 möglicherweise
gefährdeten Steinschlag- und Lawinengalerien,
sowie Tunnelportalen wurden in einer Datenbank
zusammengestellt.
Um Steinschlageinwirkungen auf ein Galeriedach
unter Laborbedingungen nachzubilden, wurden
in Vorversuchen drei verschiedene Versuchsanordnungen
bewertet. Zuerst wurde eine Kugel von
825 kg aus 2 m Höhe fallen gelassen. Die Belastung
wurde einerseits mit einem servohydraulischen
Zylinder und andererseits mit dem Rückstoss einer
Sprengladung nachzubilden versucht. Von den drei
Versuchen hat sich der Fallversuch trotz seines
komplexeren Aufbaus und dem zusätzlichen Einfluss
der Überdeckungsschicht als am geeignetsten
erwiesen.
Mit Fallversuchen wie oben beschrieben wurde
das Verhalten von Platten in kleinem Massstab (1.5
x 1.5 x 0.24 m) mit drei verschiedenen Überdeckungen
verglichen. Die gewonnenen Messwerte werden
mit analytischen Ansätzen verglichen und dienen
zur Kalibrierung eines Finite-Elemente-Modells.
Als nächster Schritt sind Versuche im mittleren
Massstab geplant.
Impact Load Capacity of Reinforced Concrete
Slabs Due to Rockfall
Galleries are a suitable means to protect important
road and rail connections from falling rocks in alpine
regions. The aim of this research project is to
develop a verification procedure for the dimensioning
of new, and the examination of existing galleries.
The existing galleries are of great relevance for
this research project. Over 350 galleries and tunnel
entrances, possibly affected by rockfall and avalanches,
supplied important information that was collected
in a database.
Three different test setups were evaluated regarding
their suitability to simulate the effects of rockfall
on galleries under laboratory conditions. Firstly,
a sphere weighing 825 kg was dropped from a
height of 2 m onto a reinforced concrete slab. The
impact was then reproduced by a servo-controlled
actuator in a second test, followed by the recoil of
an explosive charge in a third test. The most suitable
setup proved to be the falling weight test, even
though it was the most complex one because of the
additional influence of the cushion layer.
Falling weight tests with the above-mentioned
setup compared the behaviour of small-scale reinforced
concrete slabs (1.5 x 1.5 x 0.24 m) with three
different cushion layers. The data is being compared
with analytical models and will be used to calibrate
a finite element model. As a next step mediumscale
tests are planned.
Geographische Verteilung der Galerien in der Schweiz.
Geographical distribution of the protection galleries in
Switzerland.
Vorversuch mit Fallkörper.
Preliminary falling weight test.
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