Überblick und Langzeit- erfahrungen „Reinforced Earth“

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Das Bauverfahren „Bewehrte Erde“ – Überblick und Langzeiterfahrungen Abb. 12.: Rampe im Zuge der K19 in Ratingen bei Düsseldorf zur Überführung einer Bahnstrecke (System TerraClass, Deutschland) Abb. 13.: erstes Bewehrte-Erde-Brückenwiderlager in Strasbourg (System TerraMet, Frankreich 1969) se vorwiegend vertikalen Einwirkungen auch große horizontale Lasten abtragen müssen. Die positiven Erfahrungen mit den ersten Bewehrte-Erde- Stützwänden in Frankreich führten zu der Überlegung, dass diese Bauweise auch für den Bau von Brückenwiderlagern geeignet sein muss. Im Zuge des Baus einer Betriebsstraße für das Elektrizitätswerk Electricité de France in Strasbourg (Frankreich) im Jahre 1969 wurde der Bau einer Brückenüberführung notwendig. Die Widerlager wurden im Bauverfahren „Bewehrte Erde“ ausgeführt. Die Außenhaut bestand damals aus U-förmigen Stahlblechen (System TerraMet). Dieses System wird heute fast ausschließlich im Tagebau angewendet. Nach erfolgreicher Errichtung und positiven Erfahrungen beim Bau des ersten, folgen schnell weitere Brückenwiderlager in Frankreich, später auch im restlichen Europa und den USA. Die enormen Kosten- und Zeiteinsparungen bei der Errichtung von Brückenwiderlagern machten dieser Bauweise schnell zu einer Standardbauweise für Brückenwiderlager. Nach den Aussagen von Anderson [19] werden z.B. in den USA pro Jahr über 350 Brückenwiderlager in diesem Bauverfahren errichtet. Das relativ schwer ist, Statistiken sämtlicher Niederlassungen der Terre Armée International (TAI) – Gruppe über bereits errichtete Bewehrte-Erde-Brückenwiderlager zu erheben, kann man die Anzahl nur schätzen. So sind zwischen 1969 und 2009 „nur“ in den Niederlanden, Frankreich, Polen, Australien und den USA ungefähr 4.000 Bewehrte-Erde-Brückenwiderlager errichtet worden. Diese haben eine Gesamtoberfläche von ca. 1.350.000 Quadratmeter. Über 40 Jahren Erfahrung bei der Berechnung und dem Bau der Widerlager sollten Grund genug dafür sein, auch in Österreich und Deutschland über diese Bauweise für Brückenwiderlager nachzudenken. Das Berechnungsverfahren für Bewehrte-Erde-Brückenwiderlager wurde aus dem der Stützwände abgeleitet und durch zahlreiche Modellversuche, FEM-Berechnungen und hauptsächlich durch Messungen an Bauwerken [20, 21] untermauert und stetig optimiert. Die Erforschung und Optimierung des Berechnungsverfahrens erfolgte hauptsächlich in den 1970iger und 1980iger Jahren. Mehr hierzu erscheint in der Zeitschrift „Bautechnik“, herausgegeben vom Verlag Ernst & Sohn, voraussichtlich im Februar 2010 [22]. Abb. 14.: Messungen der Zugspannungen an einem Widerlager in Amersfoort, Niederlande Der wesentliche Unterschied zum Berechnungsverfahren für Bewehrte-Erde-Stützwände besteht darin, dass mehrere Bruchlinien als die in Abb. 3 dargestellte untersucht werden. Für diese unterschiedlichen Bruchlinien werden dann die inneren Standsicherheitsnachweise, wie in Abschnitt 3.2 kurz dargestellt, geführt. Eine Definition der Lage dieser Bruchlinien in Abhängigkeit von der Geometrie der Stützwand und des Auflagerbalkens für den Brückenüberbau ist in [18] gegeben und wird in Abb. 15 dargestellt. Es gibt zwei geometrische Arten von Bewehrte-Erde-Brücken- widerlagern: geschlossene Widerlager mit Rücklaufwän- 6 Österr. Ingenieur- und Architekten-Zeitschrift, 154. Jg., Heft 7-9/2009 und Heft 10-12/2009 Hm Ht H2 H1 C D 1 2 B 0,5 H1 A 2 1 1 2 (B) 6 1 F E G zi 0 �i0 1 � Tiefe z Abb. 15.: maßgebende Höhe und mögliche Bruchlinien bei Brückenwiderlagern 1
den und offene Widerlager mit Flügelwänden. Welche Art des Widerlagers zur Anwendung kommt, hängt hauptsächlich von den örtlichen Begebenheiten wie Gelände, Geometrie, etc. und den dadurch bedingten Einschränkungen ab. Abb. 16.: Kastenwiderlager (geschlossenes Widerlager) als „echtes“ Widerlager (System TerraClass, USA) Des Weiteren unterschiedet man zwischen kombinierten Widerlagern und den „echten“ Widerlagern. Bei den „echten“ Widerlagern liegt der Auflagerbalken direkt auf dem Bewehrte- Erde-Körper auf. Bei kombinierten Widerlagern werden die Vertikallasten über Pfeiler, vor dem oder im Bewehrte-Erde-Körper, abgetragen. 5.4. Sehr hohe, abgetreppte Stützwände Die derzeit höchste vertikale Bewehrte-Erde-Stützwand ist, wie unter Abschnitt 2 erwähnt, 57 m hoch. Auch die 46 m hohe Stützwand am SeaTac Seattle Airport in den USA ist sehr be- H1 H2 BBerme 0,3 (H1+H2) Abb. 18.: Gesamtkonstruktion 0,5 (H1+H2) H1 H1 H2 H2 Berechnung als Gesamtkonstruktion: B H � H 20 H1 H2 BBerme 0,3 (H1+H2) BBerme Das Bauverfahren „Bewehrte Erde“ – Überblick und Langzeiterfahrungen BBerme 0,5 H2 0,5 H2 0,3 H1 Abb. 19.: separate Wände 1 2 1 1,k Berme � (1) 1 2 B 2 Berme 1 2 B B BBerme �(1) H2 �tan �45�� Berme Berme Berme � 2 Berme Berme 2 2 0,5 (H1+H2) 0,3 (H1+H2) H2 BBerme 0,5 H2 0,5 H2 Abb. 17.: kombiniertes Widerlager mit außen liegenden Pfeilern (System TerraClass, Polen) eindruckend (siehe Abb. 21). Aus statischen und geometrischen Gründen werden in gewissen Höhen Bermen angeordnet. Diese sollen mindestens so breit ausgebildet werden, dass ggf. notwendig werdende Instandhaltungs- und Überprüfungsmaßnahmen (z.B. Ziehen der Testbänder) problemlos ausgeführt werden können. Die erste mit 22 m recht hohe, abgetreppte Stützwand wurde 1968 nahe Menton (Südfrankreich) unter der Küstenautobahn A8 errichtet. Seitdem wurden über 120 sehr hohe Stützwände von TAI geplant und von örtlichen Baufirmen errichtet. Dadurch wurden zahlreiche Erfahrungen gesammelt. Da diese innerhalb der TAI-Gruppe regelmäßig kommuniziert werden, kann das für die Planung neuer Projekte von großem Vorteil sein. In Abhängigkeit von der Breite der Berme werden die übereinanderliegenden Wände entweder als separate Wände, als Gesamtkonstruktion oder als kombinierte Wand berechnet. Eine Abschätzung kann nach [18] mit folgenden Formeln erfolgen: H2 0,3 H1 Berechnung als separate Wände: BBerme BBerme Österr. Ingenieur- und Architekten-Zeitschrift, 154. Jg., Heft 7-9/2009 und Heft 10-12/2009 7 � 0,3 0,3 H1R� (H1+H2) B'Berme B'Berme H1 H1 H1 H1 H1 H1 H1 H10,5 H10,5 H10,5 0,3 H2 0,3 H2 0,5 0,3 H2 0,5 0,5 0,5 (H1+H2) H2 0,5 R� (H1+H2) Abb.20.: kombinierte Wände Berechnung als kombinierte Wände: H �H H B H � � � � H1�H2 � �1,k � � � � H � H �� 1,k �� 1,k � H (2) �BBerme � 1 1�� H H2 �tan 2 �� (1) 1,k � (1) B B �� H HH�� tan � �tan 45�� 45�� (3) 20 � 2 � � 2 20 � (2) �BBerme �H 2 �tan 45�� 20 � 2 � � (3) 20 � 45 45�� 2 � 1,k �� 20 � 1,k � �� (2) H1�H2 �� B Berme �� H 2 �� tan � � 45 45�� 1,k � � (1) B �H �tan �� (3) 20 �45�� 2 (2) (2) �� 20 20� BBerme �H 2 �tan �45�� 2 � 2 2(3) � 2 � 20 � 2 �� H1 H 1 1 B�Berme �2B � Berme � B �� Berme Berme ��2 2B ��B Berme Berme��H1 B� (4) (4) (4) (4) Berme �2B � Berme � H1�H H 2 H 1�H 1 1�� H (4) H 2 2 1�H2 �� 1,k �� 1,k 1,k R � � R � � (5) (5) �� 1,k R (5) (5) � � 90�� 90�� 1,k 90 90 90�� (5) �� 1,k 1,k 0,5 H2 0,5 H2 H2 � BBerme H1 H2 1,k 0,3 R� (H1+H2) B'Berme � BBerme 0,5 R� (H1+H2) 0,3 R� (H1+H2) 0,5 R� (H1+H2)
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Seite 9: den Transport zu sparen und gleichz

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