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\ . \-t - 01 vt,vC I --- 27.J at ar 1966 84. Ja hrgang Heft 4 BAUZEITUNG ORGAN DES SCIiWEIZERISCHEN HlBENIEUR- UtlO ARCHITEKTEN-VEREINS 8.U. UND GE8HtSCHAFT STuDIEREnDER DER EIDOflllisSISCHEN TECHNI8CHfII HOCHSCHULE G.f, P Erfahrungen mit Verankerungen System BBRV in und L ockergestein en Von Hans Rudolf Müllor , dip!. Ing. ETH , ZOr l ch DK 624.131.53 1. 3 Vortrag, gehalten an der Tagung der Schweiz. Gasallschafl für Boclenmechanik und Fundationstechnik am 2<1. Ma l 1 965 in Zürich Das Vel'rahl'cil DOR V wurde vorerst für dicA llwcndung im ßloweich des tJol'gespmmfel/ ßefom entwickelt. Die 'wesentlichen Merkmale eie s Aufbaues der Verankerungen und mittels maschinell 3ufgc- stauchter Köprchen an jedem Drahtende we rd en als bekannt voraU);- gesetzt (Bild 0, [1] , [2) , [3J, [4J . Neben der Entwicklung dcs BBRV- Verfahrens auf dem umfassenden Gebiet des vo rgespa lulten Detolls e rfolgte allmilhlich da s Eindringen in ve rschiedene SpcziRlanwendun- gen des H och- und auch I1.tJsserhalb des kot1sU'uktivcn ßeto nb aus'). Die nachfolgenden Ausführungen bcschrär'lkcl\ sic h mll' 1) Ei ne Anwendung im Tulsperrcnbau wird im vO I'li cgcndcll Heft nuf S. 83 bl'schricbcn von A, RI/lfllcr. A I S'ahl 5\1,0 ... 30mm, mm 2 Bohrloch" 40mm mit QUsg@goss"n. bzw! AI:L.! \= fiCi :.61' ,' " - E' F. E-1 I. Bild 2a. Schlo ff or Zvgsltlb, im Fels eingebunden Bild I, Zehn BBRV.Verenkcrungen lür Je 237 t Vorspennkrnft Z (I) 15 !O 5 0 ([ 0' o 0,5 1,0 1,5 (mm) Bild 2b . Kra ft · Ve rf ormungsdiagramm des Lasl. A für den schlaffen Zugslab Z (I) 10 , , - Bild 2c, Krllft·Vorformun gs ditlgramr\'l VOrl Stahl St. <10 für die Sttlbliingo 47 cm und D,rrch- messer 30 mm Schwalz. Bauzaltung , 84. JllhrUllog Ht;l11 4 27. JunuDr 1966 Zugkraft Z " 22 20 I' " " " 10 4 o - -j:: -- - -- -- - -- - - -- -- - ---- I / Ohne Ablo5UnO I .,- Verbundes I -I - I - - -\-- 1" -- _. -- -- Z zu 1. I .- - I - I -I I I i I - -- I - - - ._- __ '- ' -- --- -- I o 50 100 Bild 2d , Diagremm der effekllv unter Spen- rlUrl!) st eho nden SIebl ängen des Zugslebss In- folge Ablösen des Verbundes 77

~SCHwEIZERISCHE

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Page 1: ~SCHwEIZERISCHE

\ . \-t - 0 1 '\'<i>~SC H wEIZERISCHE

vt,vC I --- 27.Jatar 1966 84. Jahrgang Heft 4 BAUZEITUNG

ORGAN DES SCIiWEIZERISCHEN HlBENIEUR- UtlO ARCHITEKTEN-VEREINS 8.U. UND O~R GE8HtSCHAFT EH~MALIGER STuDIEREnDER DER EIDOflllisSISCHEN TECHNI8CHfII HOCHSCHULE G.f, P

Erfahrungen mit Verankerungen System BBRV in Fels~ und Lockergesteinen Von Hans Rudolf Müllor, dip!. Ing. ETH , ZOrlch DK 624.131.53 1.3

Vortrag, gehalten an der Tagung der Schweiz. Gasallschafl für Boclenmechanik und Funda tionstechnik am 2<1. Mal 1965 in Zürich

Das Vel'rah l'cil DOR V wurde vorerst für d icA llwcndung im ßloweich des tJol'gespmmfel/ ßefom entwickelt. Die' wesentlichen Merkmale eies Aufbaues der Verankerungen und K~bel mittels masch inell 3ufgc­stauchter Köprchen an jedem Drahtende werden als bekannt voraU);­gesetzt (Bild 0, [1] , [2), [3J, [4J . Neben der Entwick lung dcs BBRV­Verfahrens auf dem umfassenden Gebiet des vo rgespa lulten Detolls erfolgte allmilhlich das Eindringen in verschiedene SpcziRlanwendun­gen des H och- und Ticrb~llles auch I1.tJsserhalb des kot1sU'uktivcn ßetonbaus'). Die nachfolgenden Ausführungen bcschrär'lkcl\ sich mll'

1) Ei ne Anwendung im Tulsperrcnbau wird im vO I'licgcndcll Heft nuf S. 83 bl'schricbcn von A, RI/lfllcr.

A

I ~~-?.j._ z

S'ahl 5\1,0 ... 30mm, f~=707 mm2

Bohrloch" 40mm mit Zerl'\l""lmört~l QUsg@goss"n.

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bzw! AI:L.! t .~I~ \= fiCi :.61 ','" - E'F. E-1 I.

Bild 2a. Schlo ffor Zvgs ltlb, im Fels eingebunden Bild I, Zehn BBRV.Verenkcrungen lür Je 237 t Vorspennkrnft

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Bild 2b . Kra ft ·Ve rformungsdiagramm des Lasl. (lngriff~llu nktcs A für den schlaffen Zugslab

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Bild 2c, Krllft·Vorformun gsditlgramr\'l VOrl Stahl St. <10 für die Sttlbliingo 47 cm und D,rrch­messer 30 mm

Schwalz. Bauzaltung , 84. JllhrUllog Ht;l11 4 27. JunuDr 1966

Zugkraft Z

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Bild 2d , Diagremm der effekllv unter Spen­rlUrl!) stehonden SIeblängen des Zugslebss In­folge Ablösen des Verbundes

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Page 2: ~SCHwEIZERISCHE

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Bild 3d. Verformungsgesetz des vorgospt'lnntcn Zugankers In lolgo öU88eror l tlstcr'l Z

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die A nwendung des J313R. V-VcrfahrcllS bei GriilldulIgsvcmllkcl'l/ligeli und lIuf einige dei' dabei gctll<lchtcll Errahrungen.

1. VorgcspllIIntc Verankerungen Die RnRV-Grllndungsverankerullgen sind vorgcspanllt. Der ße­

griff der «Vorspannung» soll etwa wie folgt umschrieben werden: Unter' Vorspannung versteht n11'n die Anwendung eines durch die

Spanntechnik erzeugterl Spannungszustandes auf ein Blillwerk, einen ßauteil (hier GrHndungsverallkerung) derart , dass die VorspannkrMl elen Gebrauehslastcll dauernd entgegenwirk t. D ie Gi'ö~se dei' Vorspann· krllft n1USS in jeclerli Pali die z u ilbcrbrllekende Gebnnrehslast liber­lrelfen.

Dadurch wi rd erreicht. - dass der llauleil untcr' den Gebrauchslasten nu r KerillKe Deformü­

tlol/ell erleidet, - dass cl' in seinem Ve rhalten gegenüber wechwdllllell LflSte" (Er·

lllüdungsbe,lnspruchung) gilnst igere Vorausse tzungen bictet, - dass ein geeigneter Bereich der K r'art-Vel'fonmmgslillie für dlls

Ar'beitsvel'haltell des ßauteils gewählt werden kalln. Zur VcmnSch!'ulichung dieses Sachverhaltes wi rd der Mechanis­

mus der sehlafl'cn, nicht vo rgespannten Verankerung dem vor­gespullrllen Ankel' gegenl\bergestellt.

2, Mecllßlllsmus des schlaffcn Ankers 111 Bi ld 2a ist ein im Fels mittels ZCll1cl1 tmörtcl eingebundener

schlaffer Zugstab, bestehend aus SI. 40, dargestellt. Bringt man nach Erhänen des Zelllcntmörtels eine üussere Zugkraft Z am Stab ml, so ergeben sich Ver'schiebungen des Kraftangri(fsmrnkles A (Dild 2b). Sie entspreehell anfiinglich deI' Vel'längel'ung des all s dem Fels hemusstchendcn Stabteiles (I = 47 CII1) gem1iss dem Kraft· Verfor­l1lungs-Oesetz von SI. 40 mit. der Länge von 47 Cm tllld dem DUJ'ch­messer von 30 nlln (Bild 2c).

I nfolge Ablösen des Ve rbundes zwischen Zement mörtel und Zllg­siub, atlsgchclld von 0 in Richtung B, wird der unter Kraft ~lehende

Stabtei l mehr lind mehr vcrl~lnge l' t, und es stellen sich grössere Ver­schiebungen ein, als :Hlf Grund der lll'spl'ilnglichen Stablänge zu erwarten. wäre. Die efrek tiv unter Spannung stehende SlubWnge lässt sich aus dem Kraft-Verformungs-Gesetz ableiten und geht allS dem Diagr'amm Di ld 2d hcrvor, Die Resultate stummerl von einem prakti· sehen Baustellen-Versuch (StUtzmauel'-Verankerung in Baden). Die Ablösung des Verbundes zwischen Zernentrnöl'lcl und Stahl, welche sich bei gl'össercn Dehnungen immer einstcllt, bewirkt, dass der Anker bei mehrmaliger' Delastung und Entlastung verschiedenen Vel'fol'l11llngsgesetzen gehorcht, und somit keine Eindeutigkeit zwi­sche .... Last und Verschiebung vorha nden ist. Daraus is t zu folgern, dass solche Anker nicht unbedenklich nach dem Verhaltcn des Stahls allein bemessen werden können, sondern dass das gesamte Arbeitsver­IHilten betrachtet wer'den muss, 3, Mcclm nismus dC!j vorgcsllanntcn Zugnnkcrs

Im Gegensatz ZUIll vorhcrgeJlcnden ist beim vorgespal/I/ten Zllg~ lIlIker vor dei' Ingebrauehnahllle dic Vorspannullg vorzunehmen, Erst dadurch wird der Anker lastaurnahmefähig, Bild 3a zeigt eine im Fels eingebautc, vorgcspnllnte RBR V-Verunkel'ung CUr Vo = 100 t. Wit' bett'achten den Vorspal1llvorgang. Durch Ar,selzen der Presse wird der Ankcrkopr von 0 nach A herausgezogen, die Unterlage (Betonallflager und Hodcn) VOll 0 nach 13 gedrUckt. Die Verschiebungs­betrUge sind im Diagmmm Bild 3e dargestcllt. F ür Fels ist ein Elast i-

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Bild 30 , SpI'nn\lngen Irn Spsons (shl einer Verünkoruno BBRV infolge äus. sercr Ll'$tcn l

Schwoll. n"ulollunll . 84. Jllhrgall(,l Heft 4 ' 27, Jilnl,lor HIßß

Page 3: ~SCHwEIZERISCHE

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Bild 6. Verluste lofolgo plastischer Einsenkung der Ankerabslllizung

ziHitsmodul von 200 000 kg/cm~ angenommen wOI'den. In diesem Zustand wird der Anker gegen den Boden blockiert (Pestschrauben der SteIlmuller) und die VOl'spanl1verschiebung von 51,1 111m fcst~

gchalten. N unmehr ist d ie Verankerung :LU!' Allrnahme iiusscl'cr Lasten gebrauchsftthig.

D ie Verschiebung des Lastangl'ifIspunktes A info lgc der ii usscrcn Last Z gehorcht dem Vcrforrn.ungsgesetz nach Bi ld 3d. D ieses IttSSl sich ableiten nach dem Federmodell des vorgespann ten Zugankers Bild 3b. Der zur Lastaurnahme vOI'bel'eitcte, vOI'gespal1l1te Anker entspricht zwei gekoppelten Fcdern (Zugfeder .", SpanllbülHlel, Druckfeder ~ elastischer Boden), welche mit dem Betrag des «Fest~

steltmasses» gcgeneinonder «vcl'spanllt» Silld. Die «Fedel'konsta lHe» des gekoppe lten Systems entspricht bis zur En tspannung der noden~ umerlage dei' Summe dei' einzelnen Federkonstanten von Stahl und Hodcn (Fels), Dara\ls geht hervor, dass die Verschiebung des last­angl'iffspunk tes einer vorgespannten Verankerung wescntlich kleiner ist als beim schlaffen Zugankel' unter gleichen Verhä ltnissen. 1m dar­gestelltcn Beispiel bctriigt sie n i l' die Gebrauchslast Z 100 t nur 0, 1 mm. Dieser Umstand wirkt sich auf das dyna mische Verhalten des Zuganker$ gün$tig aus; beim Wechsel dei' !tusscren Last von 0 auf 100 t. betragen die SP:lI1.nungsiindcrungen il1'\ Spünllslahl 0,21 kg/ lHlll l

(ßild 3e) und liegen somit weit unterhalb de r Ermiidullgsfesti gkcit der

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Bild 4. Diagramm der Ermüdunosfoslinkeit fO r SpannSlahl und Anker

Schwo l ~. ß~Il:to l lu n g . 84. JDhrgang Hillt<! • 27. Janua r 1966

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SpannShihle und Ver<1 llkcl' tll\gen . Diese betragen für Sp;IIlJ1sHiJ,(e im betrachtetcn Spannungsbcrcir.:h 25- 35 kg/1l111ll und fill' DBRY-Yer­nnkerungen rd. 12- 15 kg/mm2 (Bild 4). Eine einsehende DMstellung dcr Bercchn.ung vOn. Felsankern fi ndet sich in [5].

D Ul'ch die rasche Vertcilu ng der Kntft unter deI' Ankerplatte in den Boden Wil'd en'eicht, dass die Drl1cksp:mmHlgen Im Hodel~ I!lU'

geringe Betriige aufweisen. Die aussel'OI'dclHlich geringcn Vcrschle~ bungen, welche vorgcspannte rclsallker infolgc der liussel'en Lasten erleiden, priidestilliel'en diese VCl'Jllkel'llngsart fü r die Absp~ln nung vO ll Kabelkrancll (Bild 5), Hochspil lllllll1gsmastcll. Sei lbahnen im Gcbi rge. gl'ossen SHltzlllauel'll, ßrllckcnwidcrlagern, elc.

4, Verluste infolge plilstischer Einsenkung der Anker-Unterlage (Moden) fiei gutem Fels können im a llgcmeinen die plastischen Defonna­

lioncn wegen der geringeTl neanspl'Uclnll1g durch die Vo rspfl llllkr.1ifle vernachlässigt. wcrdcn, Andcrs liegen die Vedl!tlt nisse bei Lockcrgc­steinsverankel'ungen, wo plastische Einscn.kungcn immel' zu erwal'ten sind , Bei deI." Dimcllsioll ierllng dei' Anker ist auf diese" Umstand RlIcksicht zu nehmcn, Die anfHIIglieh aufgebrachten Vorspannkräfte werden dUl'ch die nachträgliche Se tzung der Unlel'lage tei lweise wicdc r ZUIl1 Verschwinden gebmchl, und es ist damlch zu trllchten, diese in el'träglichcn Grcnzen zu J,alten. rn n ild 6 wi l'd dargestellt, wie

Bild 5. Vcr/'lnkertc Seile des Kabelkfsna Hlr den ßnu der Sttluaniligo Nt'lips

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Bild 7. ErmüdlH'l(ls fe$ l igkel l von Spilnn­stählen vor und n8ch verschiedenen Korroslonsbohflndlurlgen Im gospilnn­ten Zus tand 8) Anlle forungSi:ustllnd b) l agerung zwölf Wochen In feuch ter

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Woche 5 Minuten in Neer-Lösung

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Bild a. Verlau f der RelfiMalion des Spilnnstllhls wllhrend 6 Jahren (Versuch mi t BBRV-K abet) boi einer AusgnngsSptln nuno von' 10,09 kg/ mm2 (EMPA)

sich die Vorspannkrart und damit die zu ertragende Gcbrauchslfls t bei plastischer Derormation der Un tet'lagc vermindert.

E11Isprcchcnd dem in .Bild 3b bchnl'delten FedcrJnodell k<\ 1l1l nun fes tgestellt werden, dllss das Vel'Mltnis der bcidell «Fede rko l1st~ n tcn

C2/CI» (Boden/Spannstahl) möglichst gross se in mus~, damit pla­sti sche Einsenkungeil keine wesentl k; l\c Einbussc de r Vorspannkraft zur Folge haben, Die plasti sche Einsenkung des Bodens kann al s Ver­kleinerung des EwModuls gedeutet werden,

Nach den bis heute gemachten Erfn hrungen soll durch plastische Einsenktlllgen die anfänglich aufgebrachte Vorspannkrart nicht mehr als um 25 % reduziert werden. f\ nsonst nicht mehr von eine!' vO/'ge· spalll1fell Verankerullll, sondern höchstens von einer partiell vorge­spannten Verankerung gesprOChen werden kaml. Es geht aus dieser ßetrachtungsweise hervo r, d~ ss für die erfolgreiche An\vendung der Vorspa nnung für Lockel'gestcins-Veränkel'Ungen sowohl hoch­we rt iger Spn nnstahl, wie llllCh eine möglichst gro~se freie Fcderhillge notwe nd ig sind. Es Iml SS auch. nll sdrllcklich darauf hingewiesen wer-

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den. dass bei zu el'wartendcn plnstischell Einsenkungen die Spnnnkraft mehrmals überprüft und nachgestellt we rden Il'lu ~s, bevor der Anker in Retrieb genommen werden kann. Nach einmal igem Vorspannen kön­nen noeh ,keine zUlren'cnden A\ l ss~\gell tibet' das Langzeitverhalten solcher Anke r gCIl1})cht we l'den,

5, Dimcl1siollicrUllgsgrundlagen Wie all S der Theorie bekannt, sind fOr das Tmgverhalten vorge­

SPfll1l1tel' Oautcile mchrere Zusliinde zu betrachten . Die SI)annungen im Gcbnwchsw stond lassen keinen eindeutigen Schluss l-wf das ßl'uchverha lten solcher Trag\ve,'ke zu, Vielmehr sind zu unterscheidcn dt)s Verhallen im Gebrauch, lInte,' langdauernder Relaslung, bei Überlastung LInd beim Bruch, Wie schon eingangs erwähnt . ist .1Ueh bei einfachen. sehl nffc::Jl Zugankern die Dimensionicl'llllg auf Grund zuläss iger Spannungen allcin nicht unbedi ngt zuve rHissig.

6, SichcrhcltsbetrachtulIgclI 6,1. Alllfeme;'/f!s

Die DimensiollicJ'ung der Anker stützt sich sowohl auf theo­reli~che Unterlagen nls tluch auf praktische Erfahrungen bei der A n­we ndung. So ist die untere Grenze dei' vorhandenen Vorspannkt'art unter Langzei tbcltlstung (unter ßeri.icksichtiguilg der Relaxa tion der Spalll\dr!t hte und der plasti schen Verrormung des Bodens) eine wesent · liehe Dimensiolliel'ungsgru ndlagc. Die Il.UrZlillChn1.cndcn Gebl'auchs­lasten sollen in jedem Fall kleiner sein nls dIe endglll tig eingetragene Vorspanllk t'aft, wobei normalerweise mit einem Sicherheitsfaktor von 1,2 gerechnet wü'd, Bei der (ungewollten) Überlastung des Ankers besteht eine Grenze, indem die Vorspannk räfle info lge phlstischer Deforma tion des Spannstahls allmählich aufgezehrt wel'den, Endlich ist aueh tins Versagen der Verankerung infolge Bruch zu untersuchen. Hiel' so ll cin S ic hcrheitsab~tand von 1,8- 2 als Minimum gefordert werden. Nu!' bei Vo rl iegen zutl'efrendel' Unterlagcn kann Ober diese Verhaltel1liwcisen genaue Auskunft gegeben werden. fm folgenden wil'd übel' ein ige Vcrsuche lind Erfahl'llllgell ber ichtet, welche mit BBRV. G rOnd ll ngsvel'ankerungen gcsammelt werden konnten.

6.2. Ermiidllllgs! csl lgkeit nach verschledcnell KOl'l'o~'iO llsbehalldlllllgclI Dureh Korrosionsangritf wird die Oberfläche der Spannstähle

rauh; es bilden sich Vel'tiefungen, Dnmit ist eine Reduktion der Ern1tidUllgsfestigkei t verblmden (ßi ld 7). Vorgespannte Verankcrungen erleidcn jedoch im GebrauchsZllstfind nUl' sehr kleine Spannungs­umplituden (siehe .B ild 3e). Dennoch isl es notwendig, die Anker­stähle 111iuels zuvel'lässiger Zcmentmöl'telinjek tion gegen Rostangriff zu schUtzen,

6.3, Re/a:wfioll VOll SpmlllbefOmll'iiltlell /llItel' Lal/gzeilbelttsl/llIg In ßild 8 sind die Resultate eines Versuches Uber 6 Jah re darge­

stellt , Die Ausgangsspannung der Drähtc bet rug 110,09 kg/mm:2, nach 6 Jahren wllrde eine verb leibende Spannung VOll 105,43 kg/Tlllll1 fest­gestellt. Die Relaxa tion betl'ägt 4,2%,

6.4, Vel'lw!um der Kra!teill leitllllg.tz()lIe Die Zuverlässigkeit der Ver~nkerUilg ist durch die Sichel'l\eit ihrer

Einzelteile bestimmt. Grösste ßedelltung kommt der Kraftein leitungs­zone der Ankel'kl'äfte in den Boden zu. Sie wi rd beim BBRV·GrUn­dungsanker durch dM fes ten, hinteren Ankerkopf, die Primi.iri njektions-

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Bild 9, Siohldohllllngen In der fes ton Ve rankerungsstrecke (Mörl elpfropfen) oinos BBA V·Grtl ndungsonkers 220 t boim Kraftwerkbau Schtlffhauson

80 SChwol z. Bllute i l ling , 8 ~ , Jph rgllng Ho l1 4 ' 27 . JanUl!r 1966

Page 5: ~SCHwEIZERISCHE

st recke und die Absc hlussmunchcltc gebildet. Die kraftschlUssige Verbindung zwischen .Boden und Krafteinleilungsteil deI' Verankerung erfolgt Ubel' die Wand des Pl'imi.ll'mÖrlclprroprclls. Es ist nun für die Sicherheit der Verflllkenmg wesentlich) dass die ganze Pfropfen liinge für die Kraftübertragun g zur Ycrmgung steht. Die Schubspflnl1ungs­verteilung kann an I-land VOll Modellversuchen fiir die «rdcal vcrhü[t ~

nisse)} dargestellt werden, wie dies A. Ruttncr auf S. 86 mit Bild 5 zeigt Ähnliche Resultate sind auch bei Vel'suchen al\ der EMPA [61 gefu nden wOI'den. Die liHSächlichcn Verhältnisse übcr dic Kraftcin­leitung in den Primärmörtcl konntcn durch die umfangreichen Mes­sungcn der «Versuchsansta lt rur Wasserbau und El'dbau '\Il der ETI-I » anl1isslich des Kraftwcl'khaucs in Schflffhiill $Cn J961 ermittelt werden ,

Oie K rnfteinlcitungS1.0nc eines BBR V-Griindungsankers mit 220 t nominel ler Vorspannkraft wUl'de mittels elek tl'ischell Dehllul\gS­gehern (Stl'ain-gauges) an den SpUl1.nbetondrähtcn ausgemcsscn (Bild 9). 'Beim E rreichen der Kraft von 185 t am Spannd"ahtbllndel wird mit Sicherhcit die halbe KI'afteinleilllllgszone (VOll E. bis C) wil'ksam. Leidei' konnte bei der effektiven Nomimllkr"ft die Mcssung nicht mehr durchgeführt wcrden, weil die Dehnfähigkeit deI' Mes!>­streifen überschritten wal'.

An hand von Auswertungen der Ausziehwcge solcher Ankcr kann lHichgcwicscn werden, dass die Ankerkraft normalel'\veise am festen Ankerkopf eingeleitet wird.

7, LnngzcU"ersuche 7./. Sp/ll/er:if~e - Sperl'(!II(!I'!töJllIlIg

Auf die umfangreichen Prllfversliche ZUI' AbkWI'UI\g der Eignung von BBR V-GI'Undungsanke!'l\ Hir die Erhöhung der Spllllc rsee·Sperren der OstcrrcichiscJlcn Bun.desbllhnen soll in diesem Zusammenhang nicht cingctreten werden . Eine ausfllhl'liche Darstellung von A. RlIltneI' findet sich im vOl'liegenden Hen auf S. 83.

7.2. Celllre mridiClIf, Gel/!. VOl'lIel'sliche Für den Bau des Ccntrc medical , e ines Institutes der Uni veI'sitiH

Genf, wa r beim Pl'ojektstadiUln des Jnhrcs 1963 vo rgesehen, ei nc rd, 20 IH hohc Ballgl'ubl:; l1.ulllschlicsslIng für die endgültigc Aufnahme des Erd- lind Wasscrdruekcs mit RUckvemnkel'llllgel\ auS2.urtlSlcn. 1m Vorentwlll'f wllI'den AnkcT' VOll 150 t N ut 7. llI St, verteilt auf drei Ebenel\, 1l 1\gCI\OTllmCIl. Es wurdcn daher Versuche angesetzt, Ulll abzu­kHiren, ob das Abtragen diesel' seiH' hohen Ankel'kran in del\ 'Bllugrllnd

Bild 11 . Abstützyorrichtung für den beweglichen Anker bel den Langzeit­versuchen gemüs8 Bild 10. Dynamometer. Presse, Abstulzbalken, Me~ueln­richtungen

Zeillicher Verlouf des Versuches I

220 - - ·1 2°0 1l-+--+~~+r~~--1-~-+--r-~

I5Oil--+-+-2.0ouerver$uth . (71 T0l;JeJ

Hebung des Ankerkopfes

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Aufschüttung f

brouner l ehm, mo:;:;lv, hQrt, Sonilloe, kie!llge Sthichton,

Glociole Flussoblooerung! I)elber SaM mit lehmigon Schichten,

Glociole Seeoblogerung '

IChmiQor, sondlger 100, grau,lest, plo$ti:;ch bi!l nicht plostlsch, mit SChichlen von Ton, Lqhm und Sand.

~ lehmi(jor, :;ondlQor, kiesiger Ton, grau, fC~1 blG hort.

43TO(j Mör; ZeH- Wegdiogromm April Mol 114. Tag

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Milllcre VerKhiebonl] des Ankerkopl(!'S pro TOI)

Ankcrkroft

______ .<,2,5%

KroltvC/rll,l:;t pro KOnlraliobschnlH

Bild 10. l1lngzellvorsuche mit Lockerge$tein$snker BBRV 220 t boim . Cenlre medlcsl de l 'Univcr:;it6 do Gonoyo-

Schwei~. BaUleitung 84. Jilhtoano Heft 4 ' 27. Jill'luilr 1966 81

Page 6: ~SCHwEIZERISCHE

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I F~bruCl1" I I Murl I I Apr il I

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. " ,. " . " -. Bild 12, Laf1g~eilversuche mit BBRV-Lockergesl oinsvoronkofung 36 1 \mter Berücksichtigung der unlern und obern Abslützung

möglich sci. Un ter llndCI'en beteiligte sich die ArbcitsgCl1lcinschMt Swissboril1g SA und Stahlton AG an diesen Ve!'suchen,

Es wUl'den in dl'ei verschiedcncn Bodenschichten Vel'ankerungen crsteIlt, wobei in Bild 10 ein Ausschnitt aus dem Versuchsprogrul11l11 mit dem tiefsten Anker dmgestellt. ist.

Für' den DaueT'versuch wurde der Anker ouf die vOl'gesehene NlHzlast angespannt und. nach Messung der Lage des Ankerkopfes, mit Hi lfe der Abstlit zmuHer auf die Unterlage abgestellt (Bild J I) , Dann wurde die Lage des Ankerkopfes erneut cingcmcsscn (Absetz­vcrlust) , In verschiedenen Zei tabständen (eine oder mchrcre Wochen) wurde der Anker mit Hil fe der hydrflulischen Presse auf die vorge­sehene Dauerlast l'eguliel'l. AllS der Lagedifferenz des Ankerkopres, ermittelt. bei jeder Koniroilbeobachtung, wurde die Verschiebung des Ankerkopres pro Kontrollabschnitt erh.alten .

Man erkennt im Verlau fe der Versm:he kleiner'e und gl'össel'e Verschiebungen pro Zeiteinheit (Tag). Sie erklären sich ~H1S dcr Mcss­gena ui gkeit , welche flir Testuhrcn im KlII'zzeitmum wohl an wenige '/ uN 1l11n hcrani'eicht , bei länger dauernden Messungen, inl'olge TelllperatureinfWsscl1 , Sich abcl' schi' erheblich vergrössert. Diese Erscheinung ist bei andern Relaxutions- odel' KI'iechmessungen eben­falls bckil!l llt. Es da l'r daher von einem solchen Versuch nicht mehl' er­wartet werden als bei iihnlichen Labonnessungen, Auch dort Si!ld TemperatureinflUsse störend. Im.merhin kanl\ gesagt we rden, dass die Verschiebung wUhl'end 71 Tagen unter der LnSL VOll 120 t total nur 1,09 I11Ill betrug, Veri llste beim Umsetzen der Kraft. von der Presse aur die mechanische AbstlHzung Jngcn UlHe!' 1%.

Würde il1<1T\ sich nur auf Kurzzei tvc rslIche Stiitzen, z. U. mit der Forderung von 1/10 111m pm Minute a ls max. Verschiebung, tiO kÖlillte sich innert 71 Tagen eine Verschic.:bung vOT\ 102 ein <lufbauen, also ein vö llig lIm;ureichcnclcs Kriterium für die .E rhaltung d CI' D<1uel'lasl. Damit sei au f die Problematik solchei' Versuchc und insbctionderc i\uf den Aufwand hingewiesen.

7,3, Langzciwcl'slIche mit IJIJRV-Lol"kf! /1/rlsleillstlllkcl' 36 I Dei Lockcl'gesteinsverankenmgell genügt es nicht, sich nur auf die

feste /lI/Iere Vcnl l,kerlillg zu konzen trieren, man muss auch der Ab· SliilzllIIgszolle beim beweglichc!l Ankel' gebtuucnde Aufmerksftmkeit. scJlenken . Die Resultate allS einem Locker/testeinsveJ'sueh mit Beobach­tung dieses Um.stündes sind in Bild 12 aufgezeichnet. Wälltend einer BeobacJlIungsperiodc VOll 60 Tagen el'gibt sich eine Stabilisicrung der

82

VOI'spannkmrt bei 80 % des <lnfänglieh au fge brachten Betrages, dies allerdings nur durch periodisches Nachstellen wiihl'cnd des cl'sten Driuels der Versuchsdauer, ein !Jhiinolllcn, weldes bei Lockergc­sleinsil l1kern nicht vemaehlässigt wcrden darf.

8. Schlussfolgerungen Die I!auvtme,.k/l/(de .... orgcspanntel· Verankerungen können wie

fo lgt zusammengefasst wcrdlm: Kleine Derormationcn der verankerten Bauteile unter Gcbnnlch ~­

lost. lnfolge der ge ringen Spannungsiinderuilgen resultiert eine hohe EI'müdungssichel'heit der Ankerstähle, Bei Ausbildung der Allkel' mil hochwel'tigen SUthlell und genügend langen f 'ederstreeken ergeben sich geringere Verluste inrolge plasti sche!' Derormation des Bodens. Ei ne periodische überprüfung der Anker ist unerliisslich, sofern plastische Einsenkungen zu c[,war:len sind. Bei der D imensionierung vorgespannter Verankerungen sind die Ve rlüil tnisse beim Vorspannen, bei der Gebrauchslast, beim Über­schrei ten der Gcbrauchslast. lind beim "RnJch zu bCl'ticksicht igen .

Die seit 15 lahl'en gemachten praktischen Erfahrungen huben die Zuve rliissigkeil vor~cspl111111CI' Vemnkel'Ullgen ßBRV erwiesen, Za hl­reiche Versuche sowohl auf Baustellen wie aueh in laboralol'ien ver­mittelten wesentliche Einsichten in die Wirkungsweise vorgcSpilTlIHCl' Verankerungen in Fels- lind LOckcl'gesteinen. Die zUkUnftigeForsehung hat sich nunmehr mit dcr Abk lärung der Wirkungsweise dcs Gesamt­~ys t erns !Ja//we,.k - Anker - ./Joden zu befassen,

Li tcra t IIrvCf7,l!leh n I!; (I ) M . ßirl{('I/II/(ri(~,.. A. 11/"(/1111('.\'11,,1, M. R. RoJ: Zur c nl wkklttn t,; uo,;s \'or'­

gcspannten Betons in dcr Schweiz, SuZ 1952. tJ. 8. S, 107, (2) N. R. 1I'IIIIIe/'.' Dic AnwclH.Jung des Vorspililil ver'fahl'cnS BUR V bci

grö$scrcn Hri.ickcnbll utcll , s:r,z. 1959, S, 15. (3J A, Brmult<slilli: Sp'lIIllbctonkabc l f(lr Grossba lltcl1, SUZ 1961, I-I. 6.

S,8L [4] F, l.P.·K,onsl'css t962 Rom- Nellpcl, T hcmc 1, l)l.Iper No, 27. [5J M. ßirkCl/lI/aler.' Vorgespannte Fclsililker, SDZ 1953 , H. 47, S. 688. 161 H. H. Racke: Spnnlllll1gsvcrtcilUIl& im Oberll'aQlItl ssbcl'cich von SPUllll­

bettbulken, «Schweiz, ArChiv» 1956, S. 11$.

Adresse des YCI'fasscrs : H. R. M iiller, dip!. illlll j ll~ , ETIT, Stv. Oircktor de-I' SI;thltOll AO. Ricsbuchstmsse 57, 8034 ZU rich.

SthWlliz.6l1uZftilung , 84 , Jahrgang Hell t1 ' 2'1. J p nu ~ r 1966

Page 7: ~SCHwEIZERISCHE

Anwendung von vorgespannten Felsankern (System BBRV) bei der Erhöhung der Spu IIersee-Talsperren DK 627.823.6 : 624.13 1.531.3

Von Dipl.·lng, A. Ruttner, Wien 1

L E inlcihllll:; Die Anlagen des SpIll lcl'see-K I'aflwcl'kes in VorarJbcrg wurden in

den Jahren 1920 bis 1925 durch die dmnuligcn österrcichischen Staats­eisenbahnen erstellt. Sie zählten damals zu den erstell. Spcichcrwcrken mit höheren Spcrrcnbautcn und den gl'ÖSSlen Fallhöhen (800 m). Dei' Spullcl'see l iegt in einer Kreidekalkmulde nur der Wasserscheide Rhcin-DonflU fluf 1794 In Ü. M. Mit der Errichtung von zwei Sperret} wurde cr zu einem Stausee von 13,1 M io m3 NUlzinhnlt ausgcbmn. Die Slidmauel' weist eine Kl'oncnlängc von 278111, eine Höhe von 34 mund ein 13ctonvolumcn vo n 63 000 m~ auf; die entsprechenden Werte fü r die Nordmtl.ucr laUlen: 186 111, 24 111, 24000 m3,

Schon wenige Jalll'e nach Fert igstellung; verlongte der stal'k steige-nde Encrgicverbrnuch eine El'\veitenmg der GCSUI11.hllllage. Diese bestand zunächst in dcr Erf!) sSullg; von zllsätzliehen Zuflüssen, dem Ausbau der Masehinenleistung und sehlicss lich dem nau des Kraftwerkcs Braz uls untere Stufe (1949- 1953). Die Vergrösscrung; eies SlaUl'aumes dUl'ch Erhöhung dcr M~uern liess sich crst mit dem Vorschlage des Verfassers, die Aufstockung mit dein Pl'inzip dei' Vorspannung zu koppeln, wirtschaftlich dUl'chrtlhren, Dies erforderte die eingehende Untersuchung zweier grundlegendei' Voraussetzungcn: der Zustand der Staumauer im Hinblick auf die höheren TIeanspnl­chungcn lind die Eignung der VOI'SI,annwcise Uberhaupt, da Erfüh­rungen fehlten.

Die beidei' Miluem wurden in den Johren 1922 bis 1925 el'l'ichtet, ols die Tec1mologie des Massenbetons noch in den Anfängcn steckte. Umso erstaunlicher wor der daucrnd sehr gute Zustand, waren doch keine Frostschäden sichtbar, Ausblllhungen des Betons knul1'l. erkenn­bar. Die im Kontrollgang gesnnlJ"elte DurchsickeJ'llllg betrug bei VollSlnu nu r I'd. 0, 1 Liter pro Minute,

Der MOIuerquersch,'i lt, dessen Abmessungen aus Bild J ersich tl ich sind, ist wie folg t oufgebaut: - Tragender und stü tzende!' Teil des Grunddreieckpl'OfiJes ous

Kel'llbetoll; - eine 2,0 In hohe Fundalionsschich t lIIHI nil dei' Wasserseite eine,

um SperreMuss 2,0 In ~ta!'ke und nach oben sich verjtlngende, zusammen mit dem Kernbeton eingebl'achte Verkleidung auS VorS(ftzbetoll :

- eine nl. 1,0 ni starke übel'gangsschieht vom Kern- zum VO I'salz~ beton aus Obergollgsbetoll, der den Zweck hatte, einen zu scharfeIl Sprung in den Schwil1dmassen zu vermeidei'.

Der Bindclllittclnntcil der drei Uetonal'ten betrug pro n\3; Kernbeton 164 kg pe und 4 1 kg Trass übcrgangsbeton 230 ks pe UIHI 60 kg Trass Vors:ltzbeton 300 kg pe und 7S kg Trass Die an dcl' Baustelle im Steinbruchbetrieb gewonnenen Zuschlo.g­stoITe wurdell aus den 4 Fraktionen 0/3, 3{7, 1/30, 30{70 zllsommen­gesetzt. Dem Kernbeton wurden 20 % SteineinlageIl beigegeben. Dcr TIeton wmde in 15 ein hohen Schichten in el'dfellchtem ZlIStand ein­gebracht und geslalnpft. 2. Sondi{;!rbohrungclI

Als Teil der Vorarbeiten zur Projektiel'Ung wu rden im Jahre 1958 Sondierbohl'ungen in Form von KernbohrungeIl vorgenommen und zwur mit J4S I11I1l Bohrdurchmessel' ftlr Materialprüfungen und mil 65 mm Bohrdurchmesser rur Sondierungen zur Ermittlung des Auf­triebes, dei' POI'os ilät und dcr DlIrchlüssigkeit des SpelTen betons, Anordnun !;J: und Tiefe der Aufsehlussbohnmgen sind {HIS TIild 2 el'­sichtlich,

a) ßelolleigellsc!m!lell Die untersuchten BctonkefllsWcke zeig ten folgende Ergebnisse:

Rnumgewichte 2,28 bis 2,39 kg/dm3,

BicgczugfcstigkeitM I'ach ÖNORM B 3302 bis 64 kg/cm1, i. M. 43 kg/cmt, DruckfestigkeiteIl i. M. für Vorsatzbeton 255 kg/cm1) Über­gnngsbeton 235 kgfcml, Kernbeton 155 ks/cm1, Wasserallfn~hme nach ÖNORM D 3122 i. M, 8,3 bis 15,2 Vol. - %.

Das Probenmaterial erwies sich als TIeton von mittlerer Festig­keit mit hohem POI'cnanteil , der für echten Sh1mpfbelon als kenn­zeichnend anzusehel' ist.

') Das vorliegende Themu ist in einem Aufsat7. vom glcichen Ver­rassel' in der ~(Oestc rreichjschell IIlBCtlioIJr-Zcilschrift» 1964, H, 4. S, 125 IT, behandelt worden.

Schwell , ßOl.lloltl.ln!l 84, Jllhtgnn!l Hell 4 . 27. ~lInulir 1966

b) Das VerhafftJll ele:,' Sou(/el/lw/,\',\'e /'splegels Die Spulierseellloucrn wiesen keine Eilll'ichtungen zur Beobach­

tung und Messung des Auftl'iebes in der Sohlfuge auf. Die Standsichei'· heil in bezug auf den tutsächl ichen Aurtl'ieb war daher dllrch Sondier­bohrungen zu erkunden. Es wurden in jeder Mauer je 2.wei lotrechte und je zwei schriige BohrllllgCll 0 65 mlll bis 8,0 In unter die Gl'lindungs­sohle abgeteuft. An diesen Sonden wlII'den folgende Reihenmessungen des freien Sickem'{fSse/'spfegefs bei Spcichervollstau vOI'genönunen: 1, vOr dem Erreichen dei' GI'tlndungsfuge durch die Bohrung: Aufrlillen deI' ßohrsonde mit Wasser bi)1 ZUI' Spel'l'enkrone und Messen der Siukge,\'chll'llIdlgkelt des Wasserspicgels bis zu einem ßeharnmgsstand, Auspumpen des Wassei'!> aus der Sonde und Messen deI' Sleigge­sthwilldigkeit des WasserspiegelS bis zum Behanungsstand; 2. Ilach Beendigung der Bohrung, also mit Erfassen der Kluft- und Sohlfugcnwüsser: Messtmgen in gleicher Art.

Der Beharrullgsspiegcl wurde I1l1ch je 1000 Stunden Ruhezeit ef­I"iuelt. Die Reihenmessungen il\ den volhlbgcbohrte" Sonden wurden bei ei nCI11 um 10 m. und dantltEIll20 m abgesenkten SpcichcrstßlIspiegcl wiederholt,

DeI' SOlldenwassel'splegel verhielt sich wie fOlgt; - Lng der Rohrkanal EHlr im Bel'eiche des Maucrbctons, sank dei' Spicgel tief ab, Diescr SUllk betrug bei dei' Sonde 1 nach der ersten Auffüllung 14 m, nach der zweiten AlIfWllung 8 Ill. EI' wurde aueh bei den 111'1(IOl'el'l SOI'de" nach jeder NeuauffOllung kleinei'. Bei allen Sonden trat nach Erreichen des Tiefstl>Unktes einl:·wgsamcs, abe,' begl'enzles Wiedel'ansteigen ein, - Erftlsste der Rohrkanal auch den Untergrund, stellte sich ein Absin­ken des Wasserspiegcls im aufgefül ltei' Bohrloch und ein sehr rase:hes Ansteigen bei ausgepumpten Bohrloch bis zu einem l1eltm'fllllgssplegel ein (Bild J). D icscr Beharrungsspiegel lag gegenüber dem gleichzeit igen Speieherstouspiegc1 im Mittel (HIS je zwei SOllden

bei Vollstau an dei' SUdsperre

12,30 m tief CI'

5,5011\ tiefer 1,30 In höher

bei 10 In Spcicherabsenkullg bei 20 III Spcicherabscnkmlg

ol~es Mauz.iol

.~.""'''' veronkerung~str~cke

Norclspel'l'e 13,25 In tiefer 4,60 m tiefcr 5,40 111 hiiher

Bild 1. Quorschnltt dor Nordmauer, Et'h/;lhung der Tal sperre (schrafllerler TeH) mit Spannankor. Sonden · BOhrlöcher mit Beherrungs ·Wossersplegel­höhe In Sondo 2 und vormulllch e r Verlauf der SJckerllnlen bel verschle· denen Wnssorstiindon dos SUIU$CCS

83

Page 8: ~SCHwEIZERISCHE

· f'6~O -,.g \820 •

;I: 1610

.g 1800

Bild 2. Uinl.ls~chnitlC der NOrdnH~(ler (un. ten) und Südmaucr (oben) mit LarJe der Sondiorbohrungofl (1 - 8) (,nd der Ver. suChsllnkor (AV l - AV 5)

11900~ ___ ----.,"'o-----',olvo~----",,"'o-----"'ol'o'--'""&"'"9;;;';;;"---""'~o"m;;------,J~Oo

c. 8eul'lei/ulIl{ POil Allftrieh I/Ild Dllrchlässigkelt Nach dem heutigen Sta nde der KClll1tnisse 2) \\iil 'kcn in einem

po/ydi.\perst!/1 Syslf! /11 - ei nem System das sowohl Mak ro- 1)IS auch Mikroporcn cnth Hlt - ii uf dns in den PO I'en eingeschlossene Wasser einerseits die Schwerkraft, andererseits l11.o lekulflrc Krilrte und sch liess­lieh nach der Dissozia l ionslheol'ic von Arrhcnius noch Kräfte elek tri­scher Nntur. Jn den grobdispersen Teilen eines solchen Systems tritt eine EII/leerullg der Poren durch die SchwerkrMt dan l' ein , wenn der Aussendl'llCk, der die Fllllung der Po ren bewirkt hattc, wieder ent­sprechcnd abn imm.t. Tn dcn fei nc!i sl,ersen Teilen dieses Systems wi rd die substanzielle Bindung des Wassers dur4;;h Cl nc solche Druckvel'lnin­derung nicht unmittelba.' beeinflusst. Es verbleibt sowohl das durch die GrenzflädlCnencrgic cntsprcchend dem Kapi llarittitspotential festge­haltene Wasser, das I'oremvinkelwassel', fils auch das elektt'ostatiseh festgeh<lhel,e W<lsser, das hygroskopische Wasser im Systcm, Wie das Verhalten der SondenwasscrSHi nde zeigt und d ie Poreni llhaltslllessun­gen an den ßoht'kcl'Ilen erweiscn, stellt der SperrcnbetOI' ein solches

2) J, KOUIIY; O<lS Wasscr im Bo(lcn und seine Bindung, ((Oestcr­I'cichischc Ingcn icul'zcit schrin» 1964, 1-1, 2 und 3,

Bild 3, Blick nuf dio um 4,60 !'I'! crh/jhle Nordmeuef. Der dunkle Strich übor der Wilssorlinio doutilt die Grer\~e 2wl~chen der olten Mouer und der Erhöhung /In, Allf der Mauerkrone sind dIe Aussparungen für die Anker­köpfe erkönnbar

84

polydisperses Systel1l dflr, wobei der Anteil der G robporcn vcrhiilln is­mHssig gross ist,

Die neobachtungsei'geb[lisse der SondenSJ)legelmessungen sagen aus: I. Der Betonkörper bei der Maucrn ist auch bei Spcichervo llstau bis in grosse Tiefen - in!>besondel'S im Del'eiche deI' grössten Quer­schnitte - frei vOn Porenwnsscr. Dfls in die Sonden bein, Auffüllen eingebrachte Wasser dringt entlang der ganzen Sonde in den Sperren­beton ein und wird \Ion d iesem aufgesogen, wobei dei' Sondenspiegel, wie beobachtet, sehr rasch absinkt, M it lind nach dem. Abshlkcn Aiesst wieder cin Teil des in die Grobporen der Bohrlochwandung einge­dnlog1me W,lsscr i[, daslDohrloch ab, was ein gel'inges Anstei­gen des Spiegels nach Errcidlcn des Tiefstpun.ktes bcwirkt, Ein ünderer Teil bleibt als Porenwillkelwassel' gebunden, wcshal b das Vcrsehluekcn des neuerl ich eingebrachten Wassers bei der zweiten und den folgenden Füllungen infolge des verbrauchten Kapil laritiit spotentia ls iml1ler langsamet' VOI' sich geht. Dieses Vcrha lten wal' bei dei' Slldmnuer aus­gcprHgtcr als bei der Nord l1lallCr, Möglicherweise bewii'kt die dei' dirck tcn Sonneneinstrahlung und dem Anf<\ l1 von trockenen Süd­windel' (Föhn) nw;gesetl.le Lage der Luftseite dei' SUdmauer eine ge­wisso WHrmcspcieherung lI nd (Ioll1 it eine tei lweise Verd U[lstung und En tzug von kapillargebundenem Porenwi nkelwasser, 2. Dns rasche Wiedera[lsteigen dei' Sondenspiegel bis zu einem Be­harrul1gsspiegel in den bis in den Untergrund reichc:mdell Sonden tnuSS dnhin gedeutet werden, dass durch das Durchörtern der G rUndun gs­sohle lind Auffahren des mehr odel' wenigei' klti ftigen Felsens Wasser­wege gcö ll'llet we rden , die nun für die Kluftwiisser eine unm,ittelbare Vei'bindung des Kluftsys tems und der Grllnd ul1gsfuge durch die didnere, 2,0 m starke Sohlbeto[,sch icJu hin(!LIl'ch mit dem Mauer­innern herstellen, Es hat sich spiiler il11 VCrlH llf der A nkcnll1gso rbcilcn gezeigt, dass im I ntel'imszl1stand der längs der ganzen Mauer abgebohr­ten lind noch nicht [1'\it Mörtel verfiilltel' Anke['knnil le Speichel'wasset' in ansehnliche n Mengen durch die Sperren absickerte.

Es zeigte sich, dnss die eigen tlichen Sickel'\vässer mengenmiissig ausserorden llich gering sind. Verm ut lich bildet sich im Mal1el'­körper ga r keille Sicke/'lil/ie des Porenwassers ~Hl S (trockener KO IHl'o ll­gang); sie wandel'll vermutl ich als Porenwi llkelwasser, d, h , als kapi/l(ll'geb/ll/delles Wasse,. ~ll r .Lll ft sci te, wO durch die Obel'miehen­verdullst ung ein kapillar-energet isches PotelltialgefHllc en tsteh t, dos eben diese Wandel'lmg deI' Sieke['\V!isser quer dmch die Sperre bewirkt, D ie d ur4;;h dic Ankerkf!nülc während der 13!ludul'chführung in die Mauerkörper eind ri ngenden Kluftwässer we rden mit dem Ausprcssen dei' Ankel'kan!ile mit Zementmöl'tel wiedcr abgeriegelt,

Aus diesen BeobachtungsergebnisseI l kOll i' geschlossen werden, dnss nach dem t-! öhersta l1 im Speicher um 4,60 In keille gl'Ul/(lIegelldell Alldel"/mgell ill der Durc:It,;·;;tkel"/mg (/f! ,. Mallem einll'eten wird. Aus den Vcrsuehen erkHi rt sidl um:h, warum an den. M~)ueJ'n keinerlei sichtb<ll'e Frostschäden aufget reten wa ren, Die G ro b- und Feinporen si nd im Fl'ostbel'eich des Kembetons nil'gends pmll mit Wasser geflllit und können daher nkht !luffrieren,

3 . Die Erhöhullg dcl' StRl1llHmCrn Die Hebung des Stauzieles um 4,60 m wal' mit der Forderung der

Stflndsi4;;herheit noch den bestehenden Vo rschriften in Einklang zu bringen, Es war dem erhöhten K ippmol11ent, verursacht durch den 1-löherst<H.I , ein Gegenmoment du rch eine entsprechend hohe Kronen­auflast entgegenzustellen, Diese Auf h·ist liess sich dlll'ch eine Obel'­höhullg dei' Sperrcnkrone (evt l. mit. Auskragung) weit über dns nCue Stauziel hinaus als .. e il'e Gell'ichl,WilIlfüSl odel' dlll'ch El'zeugung diesel' Gewieht s1luflast mittels VO/'~'Pal/lil/llg er~iclen. Die Erhöhung (Dild 3)

Sthweiz, Bilufeitullg • 84 , J ahrga ng Heft 4 ' 27, Jarwar 19(iG

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mit Vorspannung el'brachte nebcn geringeren Uauk o;\;ten weitere Vor­teile: 1. Die Reihenbohrungen für die Ankel'kanit le, die i. M, 5,50 m tier in den Fclsunlcrgrund abzuteufen waren, ermöglichen ohne zusätzlichen Uohraufwand eine IJrürung dcr Durchlässigkeit des UntergrUllde;\; und in dell Zonen gl'össerer Wasscrwcgigkeit die Abdiehwng dureh Aus­pressen mit Zcmentsuspensiol1 , Der heute durch~\lls tibliche Dichtungs­schleiei' im Untergrund war seinerzeit noch nicht 7.ur Anwelldung gekommcll, Lediglich die GrUndul1ssruge WM durch Einpressen VOll Zementmilch gedichtet worden ,

2. Die rd , "ne 3,0 m eingebauten und im Fclsuntergnllld vemnkerten SpsllIlgliedel' bewirken eine günstige Hartung der Mauerblöcke im Fels und erhöhen somit den Sieherhci lsgrad der Standfestiskeit.

Flh' die Querscllllillsbemessullg war nach den in Östel'l'eich gel­tcnden Talspel'l'envorsclu-iften der «Kntastrophensicherheitsnaeh\veis» massgebend, Das nur einen Block einer gewdlilligen Gewiehtsl11H\ler wil'kende Kräftespiel ist mil Ausnnhme des Aurtricbes klar und ein· deuti!;l: bestimmbar. Der Auftrieb ist, in Ausw il'kung des Stnudruckes, abhängig von der Klürtigkeit und Wasscrdurehgiingigkeit des U ntcr­grunde;\;. Eine Herabsetzung des Ge;\;amtaufll'iebes kann konstruktiv durch eine horizontale G liedcTuns bcwirkt wel'den (Pfci lerkopf­mauer oder Hohlnt"lImmnuel'). Bei den Spullerseespel'l'en ist de r Aurt l'ieb, wie die Messungen un einzelnen Stellen zeigten, durch die gOnstigen U I'tergl'undvel'htiltnisse sehr abgeschwächt.

Bei der Erstellung dei' in Österreich ge ltenden Talsperrellvor­schl'iften wal' man auf die Berechnung nach Llekfeldt 7.urückgekom­men, die nun nls Ktltfls!/"opllellsiehel'l,ei!s//(Icll\l'uls zu erbringen ist. Sie soll kurz erliiutert werden. Zugrunde liegt die Annahme, dass sieh in dei' zu untersuchenden Fugc ein, übel' die ganze Blockbreite rcichender, w>uu;:rechtel' Ri ss gebildet hat. In diescm Riss wi rd das Speicherwussel' mit dem volJen hydros tati schen Druck bis zu jenem Punkt dieser F uge wi l'ksam, in dem die lotrechte Uelondt'Uekspannung grössel' wi l'd als der spe7.if1schc Aufll'ieb. Hier endet. der fiktive Riss und es verbleibt ein Resrque/'se/lllill , der die gesamten Kräfte uufnchtnel\ muss, wobei nflchzU\veisen ist, dass die grössle Ka IHenl)l'essung (Haupld l'uek· spannung) in diesem ReSlquersehnitt. an dcr Lurtseite und die mittlere Schubspannul1g jewcils 90% der entsprechenden Matel'ialfestigkcit nicht überschreiten. Eine Abmillderullg des vo llen Auftriebes kann in Rechnung gestellt werdell , Wel\11 die Gewiehtsllluucr durch Auspressen der Blockrugen zu einem monOlytischen Bauwerk wurde, odet' wenn dic Achse dei' MaueI' stetig und einseitig gekrümml ist, sodass dem Aus­kippen eines Miwerb iockes die Gewölbeverspannung entgegenwirkt. Eine solche Abminderung wurde bei dei' ßemessung der Allkel'kräfte der Nordnuiuer angesetzt.

Der Rechl1\1ngsgallg des Katastrophel1sicherheitsnaehweises el'gab al s zusä tzlich crforderlichc Druckkmft in der Ankerebene pro Mele!" Sperrenlänge: HlI' die Slidmuucr Ill,il Auftrieb für die NOI'dsperre mit Auftrieb

1 ,0~ , Yw 0,9 , }'w

Aus dem Vergleich heidel' Wcrte is t zu erkenneli, welchen beachtlichen Einfluss ein verminderter Auftrieb auf die SUlIldsichel'heit der Ma\ler hat, odel' aber auch, welchen betri.lchtlichen Sieherheitsgrad das Bau· werk aurweist, wenn der clfektive-Auftrieb , wie dies meistens der Fall ist, sicht lich kleiner is t ~tls deI' dei' statischen Berechllung zugrunde ge­legte Wen . Somit ist in die ständigen Beobachtungen und Messungen an Mauern Iluch die laufende Mf?SSlfIlg des Auftriebes in der Grün­dungssohle einzubcziehen.

4. Das S I>AlIIlsystcm Es haben sich zwei Arten von SpaMgliedel'll fllr den Einbau in

Betonkonstruktionei l elilwickelt: die Vorspannung mit naehtl'äglicher Verbundwi l'kung als Verbwld-Spallllgliet!er und die VOrSpallnung ohne Verbundwil'kung a ls Freispiel-Spal/Ilgliet!e,.. Sie untcrscheidcl\ ;\; ich nicht in ihrer ShHischel\ Endwirkung. wohl nber in der Art der übel'lt'agung der Spannkraft nur den Beton, Flir den E inbau in die Spullcrscel11H.uern WMen beide Arten in Erwägung gezogen wordcn. Freisplelallkcl' gcbcn dieM öglichkeit , die Spannkrnrt der Anker dauernd während der ß estandszeit des 13nU\verkes unter Kontrol le h"lten zu können; der Schutz gegen Korrosion ist schwierig und kostspielig. Deim Verbwulal/kel' kann die Wi l'ksamke it der Spallnkmft auf d ie Duuer nUt' indirekt aus dern eInSli sehen Verhalten des "Rauwel'kes erkannt werden; die Zementmörtelumhüllung gibt clafllt' einen gün­stigel'en Schutz gegen Korrosion. In eine Sperre eingebaute Vorspann­anker köMen auch wegen dcr ullzugül,glichen unteren Verankerung nicht ausgebuut und nllsgewechse lt werden , Es muss daher ein dauern-

Schwel~, ßnuzClltung , 84 Jahrgong 11 (1 1t 4 . 27. Jllrluor 1966

der KMrO;\;ionsschutz gewäh rleistet sein, was für dic Wahl von Ver· bundunkern nl s S I~annglieder für die Sperren bestimmend wur,

Weitere Studien galten der Konstrukr ion dei' VOI'spnnnanker. Zunächst wurden Anker, bestehelld aus 3 Spannstahlstäben ~ 27 mm (entsprechend System D ywidag) mit einer Spannkraft von J 00 t PI'O Anker vorgesehcn. Die Ausbi ldung der \Interen Verankerung mit AnkerkOl'b und die dazu notwendige Auswei tung des Bohrloches stiessen auf erhebliche technische Schwierigkeiten. Es wurden dann Systeme der Vicldrahtnnkel' gepl'Urt und sehliesslich das BBRV­S)':J'fem gewilh lt (ßi ld 4), Dieses siehl als Vemnkerung auf dem Hohl'· loehgrund ci ne bestimmte St recke des durchlaufenden Ankers - die Verallkf!l"IIlIgsS!l'ecke - vor, die an ihrem oberen Ellde durch eine Manschette abged ichtet wird \lI1d am untern Ende einen resten Ankerkopf mit an den DI'ähten aufscstauchten Köpfchen besitzt. Die;\;e Strecke wird mit Zemenltnörtel untcr einclll Druck von 3,5 und ll1t.:hl' atU verprcsst. Mit dem Erhül'ten des Einpressmörtels ist eine wirksamc und ZlIverHiss ige Verankerung Hir den nachfolgenden SpannvOI'gang geschaffen, Von den insges"lllt 119 in die Spullersee­spcrrcn eingebauten ßBRV-Ankern ist beim Spannen kein einzigei' «gegangen», obwohl die Hart strecken von 5,0 m nuf 2,50 m verk ürzt worden wal'en.

5. Die VorvcrSllchc Folgendc Probleme unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit

wMen abzukHtl'en: Wie erfolgt die Oberleitllllg deI' Allkerkraft, namentlich an der untel'en Verankerung in das ßauwel'k; welchc Haftkräjie sind der Ver­ankerung, dem Einzeldraht im Ankerbiindel und dem Ankel'prropfen zuzumuten und wie lang muss die Vcrankerungs- oder H ll rtslrecke bemessen werden ? Trelen im Uereieh der untcren Verankerung Spatrkräfte nur, die zu Zugrissen im Sperrenköl'I>CI' fUhren könnten, lind von welcher Grös­senol'dnung sind diese KrMte? Welches Mas;\; ist für das lnng-J.:eitige Rela:wtiol/sver/iflltoll des hochgesp"nntcl1 Stahlallkers anzusetzen. und wie ist das Kriechen von Stahl und Beton zu bewerten? Wic ist das Korros!ollsverlm/rell des Stahles im hochgespanntem Zustand zu beurteilen, Ulld welche Massnuhmen ;\; illd gegen Korrosion vorzusehen 7

Die VOl"lllHersuehungen erstrccklCll sich hillsiehtlieh des Krärte· und Sp"nnullgsverlaures auf spannungsoptische Untersuchungen ulld hinsichtlich des Materialverhl-lltens auf Labor· und G rossvel'suehe,

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Bild 4. Ltings- und Querschnitt der 138- t-Anker in der SOdmauer, be­stehend QUS 35 Spannstühldröhtun f2' 7 mm

1 InjekliOn$rohr 2 beweglicher Ankerkopf 3 Stülzm\lttef 4 Ankerplatte 5 Spirl'll'rmierung 6 HOlirohr mit Aufsl lzrlng und Trompel e 7 Oich iungsmanchetta 8 fes ter Ankerkopf 9 Entlüflungsrohr

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a) SpalllllmgsojJl Jsche UlllerSIiChllll!fell D ie durch die Vorspannung in den Spet'l'enbloek eingebrachten

KrMte rufen einen Spannungszllstand hervor, der sich dem SPlill­IIIl11gsje/d dei' UllSSet'en Krüne und des Eigengewichtes liberlogcJt. Das Vorspll nn-SDiml1ungsfcld kann am bes ten im Modell mil Hilfe der Spannungsoptik dargestellt und IHlch Grösse und Richtung der inneren S!)alumngen ausgewertet werden, Der Mechanismus des

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ßild 5. Vorlouf der Schubspannungen bei verschiedenen Verankerunu silln­{Jen als Ergobnls spa nn un gsoptlsche~ Untersuchungon

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Bild e. $pannun{J$·Dehnungs·Dillg rllmm dor Versuchsonker o = Me$$ung an Stob von 200 rn rn Druckmesser In Labor b = Anker AV 2 mIt den Ankern AV 1 und AV 3 onnöhernd Uberein­

Mlmmend c = Anker AV4

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vo rgcspannten Zugankers ist im Artikel von Hans Ruc10lf Müller im vol'1iegcndcn Heft nuf Seite 78 da rgelegt worden.

Grössc und Verlauf deI' Haft- und Schubspannungen wCl'dcn im spnnnungsoptischen ni ld eindeutig vemnschaul icht (ßild 5). Rei dcn VerslichsrcLhen wurden für die Verslichslllodelle der AnkersHibc und Rettungskörpcr unterschiedliche spannungsopt ische Matcrialicll (Kunststoffe) mit einem, dem Naturobjckt entsprechenden VerhHltll is­wet'( der E-ModuH verwendet. Den Verlauf deI.'" H~l ft- und Schub· spnnnungen bei versehiedCl\M EiT~ bcthlJlgs l ie fcn zeigt, als Ergebnis der Auswertungen des Tsochromatcn- und Isoklinenvel'laufes, Bild 5, Diese Spfll1l/1l11gsklll'ven geltcn flIl' den Fall der idea len H(lftllllg zwischcn Anker und Bct tullgsköl' l)el'. Versuche Tnil. nicht voll erhärteteJ' Klebung, entsprechend einer nicht voll wirksamen Haft ung im N,Hurobjckt (KI'iecherscheinungen), zeigen SpannUl)gslinien mit abgefl achtei' Spnnnungsspitze und nacheren Abf~dl bis zum Nullwel'l.

Die El'gebnisse dieser Untersuchungen und der vorgezeigte Spannungs ver lauf des vereinfachten Fa lles gebcn ein allgenii hertes Bild über die Kraftablei tung aus dem Anker in den Sperrenköl'I>er. Unge­klärt bleibt, wie aT\ der Eintrittstelle des Anke,'s iTl die HIlftstrecke die betl'ächtliche Dell/wl/g des Spannstah les im Ausmass von I'd . 0,5 % bei der VorspannbeiastllT1g vOn rd. 100 kg/mm'l vom Mörlcl, bzw, Beton lIbemOI\'\I1l.Cn werden kann. Sie entslwieht ni\ch dcr Beziehung (J - /; E eincr nicht vorhandenen Mi"i rtclzugspmlIlUng, Es muss ange­nommen werden, dass Kricchcffektc im Mörtel diesen Zustund der Dehnung nach eincr k\ll'Zen Ubergangsst l'ecke überwi nden, wei l sonst der Anker sich laufend aus der Bettung lösen müsstc, was nicht der Fa" ist.

Die durch die spannungsoptischen Ul1 tersllehunscn erbrachten Gnmdlagcn mussten da hel' durch G'rossve/'sliche überprtlft werden, wenn das Minimum der HTtftstrecke gefunden wel'den sollte. Vorweg kann gesagt \"erden, dass d ie aus diesel\ Gn lT1 dlngcn errechnete Vemnkcrungsst reeke mi t deli Ergebnissen der Grossversuche eine gute Übereinst immung gczeigt hat. Bei einer am Bauobjckt er­reichbarel' Verbundfestigkeit von etwa 30 kg/cl112. errechnet sich nach don Versuchsergebnissen fii l'e i T~e Ankerlast von 100 t bei einem Ankc]'­durchmesser von 75 111111 eine ÜbertragungsHi nge (mini mn lc HTtftlHn ge) von rd. 1,40111, Die spannungsoptischen Untersuchungen wurden ftlr den vorlicgenden Fall vom Tnsti tu t COr Elastizitäts- und Festigkeits­lehre an der T . H. Wien im Jahre 1960 durchgefiihrt.

b) Gl'oSSucl'sliche mit V(Jl'spw/IIollkel'll Die VersLlche bezweckcn die Abk Uh'Ullg folgcnder Frugen:

1. D ie Hnjrkraj'1 der Allkel'dl'iihfe im Mörtel des Ankerungspfl'opfcns und de r Scher ll'idenjf(llu/ des Ankcrpfropfens im MÜLJerbeton, Hierul' el'hiel t der 68- t-Anker A V4 eine Ven)T1kcnll1gsstreckc von 11m 0,60 Tl) (rd , ha lbe MinimalHinge), de r J38+Ankc r AV3 1,50 In (knopp über der Min imallü nge). 2. Die Festigkeil der A llkcl'kollSlrllk tio ll alS solche und das Spannungs­Dehn.ungsverha lten des Sys tems bis zur Brllchlast :am Anke]' AV5, 3, Die Abmillden ll1g der Spannkraft, des SpannungsrliekgMgcs odcr Relaxat ion nuch Zciträ\llnen von 100 Stunden, zehn Monaten und 2V2 Jflhre n an den Ankern A V I, AV2, AV3. 3)

4. Das Kor /'{J!iioll,fverll(l/tcli des Dmhlmatel'ia!s im hochgcspflnntcn Zustand als L~Ul gzcitversuch von 2112 Jahren flll den Ankern AV2 und AV3 mit Korrosionsschu t'l., bcstehcnd :\l1 S einer Inel'tolaufflil lung der Ankel'kani.l1e, lind all1 Anker A VI ohne jegli chen Korrosiollsschutz,

Ikzcichnung der Anker AV I I\V2 AV3 AV4 AV5

Ei nbuustellc Südmnucr NO I·dll1l.1 uer Ankernennlasl 138 t 64 I Zahl deI' "Ilkerdrähte 34 16 Ut ngc des Bohrloches m 30,0 32,0 29,5 18,0 23,0 o des Rohrloches Illlll 101 76 LUnge der Hal'tstrecke m 5,00 5,00 1,50 0,60 5,00 Vernnkcrung in Deton Fel!) Fels Rcton Beton Freie Spannlänge '" 25,0 27,0 28,0 17,4 16,0 StahlCilierschn il t mm1 008 616 S»allll ll ng bei Nelll\ lasl kg/mm2 105,5 104.0 Drahtdurchmesset' 111m 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0

Als Matel'ial wurde SIHhldniht «Delta 100 A}) (kalt gezogen, schluss­angelassen, 0 = 7 mm) des Stahlwerkes Fellen & Guillcaume, WCI'k Rruck Im der Mur, österreich, vc; rwei1det. Die Propot'tio l\a litiiis­grenze betl'llg 114 ,1'1;::/ 111011, die Bruchfestigkeit 168 kS/llllH1, Der Zusammenba ll der Versuchsa nkeI' cl'folgte durch die Swhlton AG, ZO rich, der Einbau in die Sperren durch die Insond GmbH, Snlzburg,

:I) 1m Aufsatz von H. R . Mü ller sind auf S, 81 Retüxntioll!;verslIchc eingehend behandelt worden,

Schweiz. Bacufl! itung . 64. ,Jahrllilnll Hef!" , 27. Ja(!ullr 1966

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Die: Ver,md/stlilker wut'den nach 28 TaGen Erhill'tungszei t des Zcmcntrnörtcls bis zur Nennlast gespannt. Die Ergebnisse der McsslII)­gen an den VerslIchsankern sind für die Anke!' A V2 und AV4 als SPtll/lIIl11!:s-DellllllllgslilliclI in Dild 6 dargestel lt Die S)}anmlllgs· Dehnungslinien dei' Ubrigen Anker decken sich praktisch miL der des Ankcl'C'i A V2, Bei den Ankern AV1, AV2, AV3 wU I'den nach JOO Stun­den, nach 10 Monaten und liach 2 '12 Jahren die jcweilig vel'bliebene Spannkraft durch AnC'ietzcll der Spa nnl)l'e~Sc und Messen der Abh ub­last ermitlell. 1m weiteren wlII'dcn an diesen Ankern im Mai 1963 die Spannungs-Dehllungslinien bis weit in den Streekbereich hillein er­mitlelt, um den Einnuss der Korl'o~';oll nach 2 Y2 j1ihriser Stand:t,eil im gesch litzten und ungeschlit'l.len Zusta nd zu erfo rschen,

Anl Al)kel' A V5 wu rde die DrLlchlast (Reisslast) des Ankers ge· tWort. Um die Bruchlast mit der zur Verfügung stehenden IOO-t-Spallll­presse erreichen zu könnell, wmden vor dem Vcrsuch 4 Spanndrähte durchschni tten. Dei' 12-Draht-Ankel' ei'i'eichte eine Bruchl~)st von 76 t bei 4 % Dehnung mit dem Bruch des ersten Drahtes. Zwei weitel'e I) .. (ihte waren bei 5,0 und 6,5 % Dehnung, die übrigen bei 8,5 bis 14 % Dchnung und mehl' gerissen,

6. Die V()rSuchscrgcbllissc (I) Huf/festIgkeit

Dei' Anker AV4 mit 0,60 m Vera nkel'lmgSS1l'ccke zeigte folgendes Verhalten : proportionale Dehl/ullg bei Lastanstieg bis 48 t (78 kg/mm:]); VOll da merkliche zusä tzliche Dehnung bis 53,5 t (87 ks/mrn1); hier ein rucka l'tiger j)el/llllll!:s.~pl"Illlg von rd, 18 I1lllt mit KnaUgeräusch; bei wei tercm Lastanstieg wieder IWoponionale DehnUilg bis 69 t ( 11 2 kg/mm"l) ; hier Ausbreclle" der Vcnlnkel'tlng. D ie Beobachtungen deuten darauf hin, d~ISS vO ll 48 t bis 53,5 t Ankerhist ein übel'schreiten der Haftkroft Draht-Mörtel im "Bereich der Spanl1l1ngsspit ze (siehe Hild 6) und bei .53,5 tAnkerlast ei n. Sch lu pf der Allkcrdrähte übel' d ie ganze Haftstl'ecke mit teilweise!' Zerstörung des MÖl'telgeHlges einge-1I'ctel1 war. Es dürftc sich nach dell1 Obei'winden der Huftung ulld dem Cösen dei' Spmmdriihtc vom Mörtel ein J1CUeS, vollwirksames Stütz­S)Jslcm, flusgehend von dem konisch geformten, unteren feC'i ten Anker ausgebildet hnben. EI' muss sich, nun. ullIn itlelba r gezogen vOn den An­kerdl'iihten, Ober den tei lweise zerstörten Ankerl)fropfen auf dell Sperren beton abgestützt haben. Dieses Stlitzsystell1 wal' bis zum Ausscheren des Allkel'pfropfcl1s bei 69 t Ankerlast, wio d ie weitel'c proportiona le Dehnung bei gleichem Anstiegwir'l kel beweist, voll wirksam,

Aus der kritischen Vorspanllung VOll 48 t und der Haftliinge von 60 cnl, der entsprechenden Haftll1iche bei 16 Drähten von 2110 e1112,

kann eine llliUlel'C llaft festigkeit VO I' 22,6 kg/em"l ermittelt werden, Hot sich im zweiten Spannabschn itt der untere feste Anker auf einCil vollwi rksall1en Verbund zwischen Ankel'pfropfen und Spel'l'enbeton abgesWtzt, bis Hings der Mantelfliiche des Pfropfens ein Abschel'en erfolgte, so errechnet sich die mlttlel'e Seherfcst igkeilmit

69000 , l" = 60'7,6.3,14 = 48 kg / ern

c) J){/S KOI'I'osioltsvel'I!altel/ In cincm, unter starker, gerichteter Spannung stehenden Spann­

glied aus Sta hl hoher Festigkeit kanr'l cs durch Korrosion zu Späll-1I1/1/gsri!Jwell kommen, die durch den Ausfa ll der cingebraehten Spanl1.­krnft zum Vel'sagen der Tragkonstl'Uktion führen kÖllllell. Jn den letzten Jahren sind vereinzelt Fälle beka llnt geworden, wo Trugwel'ke mit eingebauten Spannglicdel'll einstllrztcn. Sowei t solches Versagen ~lUf Korrosion dcs Spannstahles bei Vel'wendung von kll);';i Ulnsulfidhalti­gem Tonerde·Schmelzzement zurückzuführen wal', wird auf die Un tel'­suc1wngCll von F, K, Nnumalln und A. Bäumel (M ittei lungen des Max-Planek-T"stitutes für EisCll fNschullg 1961, AbJHlIldlllng 872) hingewiesen, Frühere Untersuchungen waren von H. J. EngelI, H, Kühl, F, Körber und H, Plounl. und anderen durchgeführt worden. Ameri­kanische Forschullgen gehen .llIf W. O. Everling 1958 und G. T. Spare 1954 dei' United Stecl COI'pol'ation zurück, Ebenfalls waren zur Er­mitt.lung dei' KorrosionsanfHlügkeit hochgespannter StahldrUhte im Jahre 1960 vO n dei' EMPA als Auftrug von M, R, Ro§ Reihenvel'­suc.he mit vier Sorten VO ll Stahldrähten untcr verschiedenen Vers~ lchs­

bedingungen dmchgefülut wo rden. Die heutigen Erkenntnisse über den Chemisllllls deI' Korrm'ioll von

Stahl in Beton oder Zemenltnö t'tel können wie folg t zusammengefasst werden : - Die Kor/'osioll~'bestii/l{tigka'l vo n Stahl in Deton oder Zel1l.clltmöl'lel ist auf die Schut zwirkung eine!' Oberfläehcl,-Passivsehieht zurliehu­führen, die sich bei Alkalität der ßetonfcuehtigkeit von pH = 1l bis 13 bilden kann. - Korroslollsoll!älligk(!;t ist gegeben, wenn in dcr Belonfeuehtigkeit die Bildung VOll SchwefelwasserstoO' uus dem Kalziumsulfid des Zementes VOI' sich geht, wilS iTl gcringen Mengcn für ul1e Zementsorten gellen kann und \Venn gleichzeitig die Alka li ttit der U mgebung der Stahlober­fläche llIltel' einem pH-Wert von 8,8 liegt oder lInlel' diesen Wert I\bs inken kann,

Die Delonfeuehtigkeit eilles abgebundenen Zementes (auch des Tonerdesehll1elzzememes) hat einen pR-Wert von 1l bis 13. Sie ist k.o l'l'osionsverhi.iteud. weil eine so hohe Alkal itiit die Bildung von SehwefelwasserstoO' aus dem Kalziumsulfid des Zementes verhindert und bei ullfälligcl' Anwesenheit von Schwefelwasserston' dessen "Reaktion mit dem Stnh l untel'bindct. Gcfiihl'det C'i ind .Betonkonstmk­tiOilen aus ka lziumsulfidhultlg:em Tonerdcsehlll.el1.zement, weil bei diesem im Laufe von Jahren eine Betontunwandlullg unter Rildung und Freiwerden von Sehwefehvasserstofl', insbesondel's bei Einwirkung dauernder feuchte i' Wärme, eintreten kann, wobei diesel' Deton einc betl'äeht liche E inbusse an Festigkeit erlcidet.

Das allgemeino Korrosiollsvel'halten VOll Maucrankern w\lr<le in fOlgender Weise übcl'prUft: Die Al~ker AV2 und AV3 wmden im Zustand der Nennbclastung durch E infUllen von Inertol n (spez. Ocw. = 1, 140 kgfI) in die Ankerkanäle mit Verd rüngen der Bohrloch­Sickerwässer bis übel' die Ankerköpfe vor der inwirkung dieser

Der Versuchsal'ker A V3 mit einer Venlnkel'ungsst reeke von J ,50 m Bild 7. ßohrgeriHo beim Bohren dor Ankerkanäle In der Nordmauer musste beim Z\lgversueh vom Mai 1963 bei einer D I'ahtspanllung von 170 kg/nl.lll1 (im Streekbereich) cine rechnungsmässigc mittlel'e Haft­SI)n l1nung von 20 kg/cnfl und eine mittlere Schel'spal11H1ng Mörtel-Fels von 45,5 kg/em"l aufgewiesen haben. Wird ~lIlgel\Olllmen. dass d ie Werte der Schcrrest igkcit Mörtel-Fels bei A V3 lind Mörtel-Heton bei A V4 ungefiihr übereinstimmen, dann hat d ie Verankerung AV3 beim Zieh versuch gerude noch C'i tandgeh(llte ll, w!lS d UI'ch den Ve r­such besHitigl wUt'de, b) Die e,fo/'del'liche i'vfhuleslll.illge der Haf/strecke

Der VCI'C'i uch mit AV4 hOL gezeigt, dass die Hnftung des Draht­bllndc1s mn Mö rtel der Einbettung, zLlel'SI lIberwunden wurde und das Ausscheren des Ankel'pfl'oprcns erst bei einem wesent lich höherCll Anke rzug cl'folgt. Beim Fehlen eines festcn Ankerkopfes wiire der Ankcr. nach Ü bel'windung; der H!lft~II·lg des Drahtbün<lels UIlI MÖI·tel, fUll kti onsunfähig gewQl'den. Die Milldl'.5teillbettullgsliillge bctriigl sowohl fü r die 64·t·Anker wie fO I' die 138-t-Anker:

bei ei ner Ankel'spannung VO ll nl. 110 kg/mm"l J70 kg/1ll1ll1

(Nclll,last) (I3rllchlast) für das Lösen dcr Ankerd riillte 80 Clll 145 cm für eins Ausschel'en der AnkcrllIlg 60 CIl1 90 (:.111

So ll das Lösen der Ddihte vel'mieden werden, was aus Grlindell des .Kon·osiOl\Sschutzes unbedingt zu fordem ist, muss der ]3emessung der höhere Wcrt z:ugrunde gelegt. werden. Fül' die Ankcr der Spel'1'en wUI'de die linftstreeke untcr Ei llreehnung eine r dreifachen Sicherheit mit 2,50 I" festgelegt.

Schwel z, 8 eIlZtl\uog 84, Jnhrijll ni/ He ll rI ' 27 , Jll nunr 1966 87

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Wüsser und der Luftfe\Jchtigkeit behelfsmfissig geschlit zt. D er ATlkc r AVI verblieb oh.ne Schutz und war in seinem unterei' Teile dem Sickerwasser, im übrigen der atmosphärischen Feuchtigkeit des Bohrloches ausgesetzt. Alle drei Anker wurden. nach 2Yz Jahren m ittels eine!' 250+Spannpresse einer Bel1l8tllog und Dehnung bis weit in den St rcekbcreieh unterworfen. Wie erwartet tra ten bei solchen Belastungen in dei' NUhe der Fcstigkeitsg l'ellze Unterschiede im Ver­halten au f. Die gcsdüi! zten Anke!' zeigten ei n stetig steigendes Strecken im gesamten Bclastungsbel'eie-h ; beim A nkel' A V I dugcgcn rissen 5 Drähte VOl' dem EI'reichen der normalen DI'uchlnst, )jei den andercTl DI'1ihten t!'aton im wei teren Streckbereich die BrUche an korrosions­geschwiichten Querschnitten aur.

Aus diesen El'gebnisserl war zu sehliessen, dass dcr behclfsmässige KorrosionsschuLz l11it I nertol ror die ZeitdulIcr des Versuches deut lich wirksam geworden wa l', Es kanll gefolgert werden, dass der chemisch nktive KOl'l'osionsschulz e iner Zementmöl'telunUllil1ung der Spann­drähte eine Beeintriichtigung der A nkerspnnnkraft durch Korrosion wi rksfill1 ausschliesst. Wenn trotz nl1clll durch ÖI'llich begrenzten Ausfn ll der SChlItzwi rkung ei n Drahtquerschni tt durch KOJ'l'osion soweit geschwiieht werden soll te, dass ein Spanl1ungsl'iss oder eine TrcmnTng ci nt ritt, dann bleibt infolge der Ei nbeuung des Drahtes im Mörtel und der damit stattfi ndenden öl'tlichen Ausleitung deI' Dl'ahl­spantltlng Hings dcr ganzen Dl'ah tlüngc der Ausfa ll dei' Spannungs· Ubcrtragung auf wen ige Zentimeter Länge begrenzt. Bedenken des Unwil'ksa nl\verdens der Ankcrkra ft und der Vorspannung, auf das ga llze Objekt bezogen, bestehen somit n icht.

Seeufergestaltung Siel - Nidau - Ipsach Vo n Gi anpctcr Gaudy, dipl. Arch, S, I. A" B. S, A" Siel

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7, Zusanullcnf:lssung Die reinen Baual'beiten zur Aufstockung dei' NhHlcrn hauen im

Sommer 1963 begonnen und wurden im Herbst 1964 beendct. Die Bohl'- li nd AnkcrlIll gsarbciten dfiLlertcn vom Son' lncr 1964 bis Herbst 1965 (Bild 7).

Die Anweild ullg der Vorspannung bei dcr E rhöhung vOn Ta l· spel'l'en durch den Einbau VOI' Felsallkern mi t nuchtriiglichel' Vorspilnllung bei gleichzeitiger Aufs tockung der MIl uern ermöglicht in geeigneten Fü llen in wirtschaftl ichstcr Weise eine VCI'grössenlllg des nutzbaren Speichel'l'aumcs. Der vorl iegende Allfsl11z könnte als Grundlage ftIr anderweitige Ausba upl'ojekte diencn und zum indest ein Anreiz für eiltsprechende Untel'sllchun gc ll sein,

L itl'TlIttlr

G, T, S'pal't! : Prcst rcssillS Wi rcs-Strcss-Hclax<ltion al1d Slrcss-Col'rosioll Up To Date. «Wirc :I nd Wirc Product!w, 1954, NI'. 12, IV. PII. ;c;ha: SplIIlnungsko l'fOsloll bei hochfcstcm St" hldraht. «S tnht und Eiscn», 1955 (75, Jg.), Nr. 13. IV, EI'(!l'lIng: Steel in l' reslrcsscd CotlcrclC, «Ulust-Fmnacc "nd Slec! Plant)), Juli 1958. W, Papst/orf: SI>l\nll Ullgskorrosio n und K I'icchcll VOll hoch fcstc!ll Stahl· dtah t. «(S tuht und Eisen», 1958 (78. Jg.), NI'. 14. IV. PCi{JS(/(nf /I, F. Schll'ler : Kriechen und Spannungsverlust in Stuh tdrnht filr S»"nnbCIOll. ((Stuhl und Eisen», 1958 (78, Jg,), Nr. 21. F, Fertiler : Zement mö rte]lIw;k lcidunS VOll Stahlro hrcn. «Dc l' Daui llijC­nieul')) t964, H. 4,

Adresse des Vcrf:lsscrs: Dipl.- tng, AI/red RIIIII/er, Erzbisdlofgussc 5/2, Wicl} 13, Österrcich.

DK 711.5:621.t1

Das Pl'o blem dcs SchOsslaufes UTld der SeeblIcht bcschiiftigte die Dieler seit hhr­hunderte n, Berei ts 1547 wurde e ine er!:te Schlisskol'l'ektul' vo rgc nommen. Mit dcr el'!:ten Junigewiisserkol'l'ektioll (1862- 96) tra t eine Verschlechteru l'g dcl' inllcrn Bucht aur, da der Haut)tabAuss. der neue Nidau-ßtirell­Kanal, IIlIS dcr Bucht verlegt wurde, E ine Variante, d ie den Ka lllllllln 13uchtende, dlll'ch das dama ls noch lInüberbaute Stad tgebiet, vo rsah, wurde vehement abgelehnt. Dicse­Lösung hätte al le Problcmc bcseitigt, die SchUss w!tre di rckt in diesen Kana l geleitet und dic Bucht durch den grosse n Ausfluss der Aare auf immer genügc nd Qlll'chsptllt worden.

1938 hat mun cin neues Wehr im Kun.al unterhalb der Z ihlmUndu ng c rsteIl t. Damit wurde die Z ihlll1itgcstflut und ihrer U1'spl'llng­lichen Funk tion als Ausfl uss dei' Bucht gäm;­lieh bernubt.

Die zunehmende VcrscJlnllltzung und die Notwendigkcit, der Stadtbevölkerun g c ine grösse rc und besser ausgenUtzte Ufcr· zOne zu schafrell, verfl nlfl sstcn die Hielcl' Behörden, 1959 eincn sehwe izel'ischen Wett ­bewel'b rü r die Seeufergesta ltu ng auszuschrei· ben. Desscn Ergebnis wurde in dcr SBZ 196 1, H , 5 und 6, S. 70 bis 77 lind 89 bis 96, aus­fll hl'lich pLlbli zicrl,

Bild 1, Flu gllufn llhme des bot;\ehonden Zustlln ­des. Form der Bucht, Kle lnboothllfon und linke O<lmpfschiflmole verhindern Ourehspülung der Bucht

Schwoll. ßDuloitung M. Jahrgang Helt 4 ' 27. JllnUilr HlGG