Bachelorarbeiten Bauingenieurwesen 2006

DiplomarbeitenBauingenieurwesen

Zürcher Fachhochschule

2006

Studiengang Bauingenieurwesen

Diplomarbeit 2006 konstruktiver Ingenieurbau, Massivbau

Neubau Innbrücke Vulpera ( GR )

Simon Oswald

Ausgangslage Im Rahmen dieser Diplomarbeit soll eine neue Talbrücke über den Inn geplant werden. Bei der Brücke handelt es sich um eine 240m lange Strassenbrücke, die das Tal in ca. 65m Höhe überquert. Die Linienführung und Höhenlage der Brücke sind durch die bestehenden Strassenzüge festgelegt. Auf der Scuol- Seite mündet der neue Anschluss bei Motta Sfondraz in die Engadinerstrasse. Auf der anderen Seite schliesst sie knapp unter Vulpera an die bestehende Verbindungsstrasse an. Die neue Brücke bezweckt eine direktere und sichere Zufahrt zu den Gemeinden Tarasp und Vulpera als dies die bisherige Strasse bietet.

Brückenkonzept Der Brückenoberbau wird auf zwei Hauptpfeilern und einem Neben- pfeiler abgestützt. Die Stützweiten wurden mit 60 / 90 / 60 und 30m gewählt. Der Brücken- oberbau wirkt als Durchlaufträger im Verbund zwischen Stahlfachwerk und Betonplatte. Um die hohen negativen Biegemomente über den Pfeilern aufnehmen zu können, wird die Betonplatte längs vorgespannt. Das Fach-werk wird gevoutet erstellt, somit ist die statische Höhe über den Pfeilern grösser als im Feld. Das feste Lager wird auf der Vulpera Seite angeordnet, da dort die besseren geologi-schen Verhältnisse vorzufinden sind. Die Lager auf den Pfei-lern und der Scuol Seite werden verschieblich ausgebildet. Die Pfeiler werden biegesteif im Baugrund eingespannt, wo-bei die horizontalen Einwirkungen auf den Brückenkörper über die Widerlager aufgenommen werden.

Montagekonzept Die Brücke wird im Freivorbau erstellt, somit können die Vorzüge des Stahlfachwerkes voll ausgenützt werden. Nach dem Erstellen der Widerlager und Pfeiler werden die Träger der Endfelder versetzt. In diesen Feldern sind Hilfsgerüste notwendig. Der Mittelträger, von der Länge her am grössten, wird im Freivorbau von beiden Seiten her eingebaut. So können auf Hilfskonstruktionen im Flussbereich verzichtet werden. Die Montage der Elemen-te erfolgt über eine provisorische Verschraubung, die dann durch eine Stumpfschweissung ersetzt wird. Die Brückenplatte besteht aus vorfabrizierten 3m- Elementen, die mittels eines mobilen Montagekrans auf den Stahlrohren des Fachwerkes versetzt werden. Der Verbund zwischen Platte und Fachwerk erfolgt nach dem Spannen, über eine nachträgliche Zementinjektion.

Detailansicht Raumfachwerk

Sicht vom Pfeiler-fuss 1

Richtung Seite Scuol

Ästhetik Diese Fachwerkverbundbrücke soll ein bisschen Leben in das von reinen Betonbrücken strot-zende Bündnerland bringen. Der Formgebung des Fachwerkes wurde grosse Beachtung ge-schenkt. Daraus resultiert eine entsprechend aufwendige Rohrkonstruktion, wobei der Quer-schnitt des Fachwerkes belastungsabhängig variiert. Eine geschickte Farbgebung und die tra-pezförmigen Querschnitte des Brückenkörpers lassen das Fachwerk nicht aufdringlich er-scheinen. Die Brücke bekommt so die erwünschte Transparenz und der freie Blick das Tal hoch, ist somit gewährleistet.

Sicht vom Pfeiler 3 Richtung „Seite Enga-

dinerstrasse“

Da auf der Kläranlage Rietliau in Wädenswil (ZH) seit langem ein Ausbau der Reini-gungsstufen nötig war, entschied die Stadt Wädenswil (vermutlich gestützt auf positi-ve Erfahrungen im Ausland und aus Testergebnissen) die noch junge Technik der Membranfiltration zu verwenden. Im Dezember 2005 ging in der ARA Rietliau die erst dritte Membranbioreaktor-Anlage (MBR) der Schweiz in Betrieb. Es wurden zwei der vier Belebtschlammstrassen umge-baut und mit Membranfiltern ausgerüstet. Der Umbau erfolgte im Zeitraum zwischen Juli und Dezember 2005. Bei der Membran-filtration wird das

Abwasser als Belebtschlamm mit Unterdruck durch winzig klei-ne Poren (0.04 μm, dies ist 1000x feiner als ein Menschen-haar) von Hohlfasermembranröhrchen gesogen. Dabei werden sämtliche abfiltrierbaren Stoffe, Bakterien und sogar ein gros-ser Teil der Viren zurückgehalten. Das gefilterte Abwasser, nun Permeat genannt, erreicht somit Badewasserqualität. Damit die Poren der Membranen nicht nach kurzer Zeit verstopfen, werden sie während dem Permeatabzug ständig grobblasig belüftet. So bildet sich eine Strömung entlang der Fasern, welche Ablagerungen reduziert. Ebenso wird regelmäs-sig Permeat durch die Membrane rückgespült. Einmal pro Wo-che wird eine Rückspülung mit verdünnten Chemikalien vorge-nommen, um hartnäckige Ablagerungen zu entfernen.

Das abgezogene Per-meat kann als Brauchwasser auf der Anlage verwendet werden, was den Trinkwasser-verbrauch reduziert. Die Membranbelüftung und der Permeatabzug sind jedoch energie-intensiv. Dadurch weist die Membranfiltration etwas höhere Betriebskosten auf als das konventionelle Belebtschlammverfahren. Ebenso ist der Aufwand an Steuerungs- und Regeltechnik beim Membranfiltrationsverfahren einiges grösser. Auch gibt es praktisch keine Studien über das Langzeitverhalten und die Lebensdauer der neuartigen Membra-ne. Es wird im Moment von einer Lebensdauer von 5 - 10 Jahren ausgegangen. Die bisherigen Erfahrungen des Klärmeisters sind sehr positiv. Die Membranfiltration ar-beitet seit fast einem Jahr tadellos und mit hervorragender Reinigungsleistung. In der Abwassertechnik wird die Membranfilt-ration künftig eine Entscheidende Rolle spie-len.

Diplomarbeit 2006

Fach : Abwassertechnik

Membranfiltration ARA Rietliau, Wädenswil

André Budry


Einbau der Membrankassetten ins umgebaute Belebtbecken

Schematischer Abwasserfluss durch die Anlage; weiss die beiden Membranfiltrationen

Betriebsablauf der Membranfilterstrasse Hohlfasermembrane zu einem Modul zusammengefasst


Diplomarbeit 2006

Fach: Holzbau

Siblinger Randenturm Ausgangslage Der bestehende siblinger Randenturm ist bereits 124 Jährig und ge-nügt den geltenden Sicherheitsansprüchen nicht mehr. Ausserdem ist er mit einer Plattformhöhe von nur 12 Metern als Aussichtsturm nur wenig attraktiv, da die Aussicht durch höhere Bäume verdeckt ist. Gestaltung Gewünscht ist ein Turm, welcher nicht nur eine Plattformhöhe von 15 Metern aufweist, sondern auch ein gewisser Blickfang bietet. Deswegen wurden neue Formen und Tragsysteme entwickelt. Doch nicht nur Aussehen und Trag-system sind von Bedeutung, sondern auch Montageaufwand und Baukosten. Die Idee bestand darin, mit mög-lichst wenigen Einzelteilen auszukommen. Auf eine Sekundärkonstruktion für die Treppe sollte verzichtet werden können. Tragsystem Das Tragsystem ist so konzipiert, dass die Treppe zwischen drei parallel angeordneten Scheiben verläuft [1]. Die Stabilität wird mittels senkrecht angeordneten Scheiben gewährleistet [2]. Die Zwischenpodeste sind an ihren seitlichen Brüstungen an den Scheiben aufgehängt [3]. Die oberste Plattform [4] überdeckt die darunter liegende Konstruktion und schützt diese vor Regen. Die um die Plattform umlaufende Brüstung aus Brettschichtholz gibt der Plattform zusätzliche Steifigkeit. Die Verbindungsmittel [5] müssen speziell auf die Gegebenheiten der Platten und Brettschichtträger angepasst werden. So haben die Brettschichtträger in Faserquerrichtung ein grosses Schwind- und Quellvermögen. Bei gleichzeitig hohen Vertikalkräften müssen die Horizontalbewegungen aus dem Schwinden und Quellen aufge-nommen werden können. Dies führt dazu, dass die Auflager in Horizontalrichtung extrem beweglich gestaltet werden müssen. Bei sämtlichen Verbindungsmitteln muss dem konstruktiven Holzschutz Rechnung getragen wer-den.

Grundriss: Aufbau Trag-konstruktion

Seitenansicht: Plattform & Zwischenpodest

Detail: Verschiebliche Auflager

Detail: Verschiebliche Aufla-ger Plattform

Thomas Geser

[1] [2]

[3]

[4]

[5]

[5]


Diplomarbeit 2006

Fach: Holzbau

Erneuerung Siblinger Randenturm

Der Siblinger Randenturm steht auf einem nach Süden ausgerichteten Ausläufer des Siblinger Randens und be-steht in seiner jetzigen Form seit rund 125 Jahren. Da-vor stand während zehn Jahren ein hölzernes „Dreibein“ an diesem beliebten Ausflugspunkt für Wanderer und Schulklassen. Aus diesem Grund wurde der neue Turm, der hier abgebildet ist, ebenfalls als Dreibein ausge-führt und soll den Besuchern einen Blick in die Vergan-genheit ermöglichen.

Aus Kostengründen wird versucht auf ein aufwendiges Ge-rüst zu verzichten, um das zu ermöglichen werden die Stüt-zen geteilt. Dies ermöglicht es die Turmseiten vorgängig am Boden zusammen zu bauen und sie anschliessend mit einem Kran in die gewünschte Position zu bringen. Die po-sitionierten Turmseiten werden danach mit einander ver-schraubt.

Die Treppenkonstruktion wurde zum grössten Teil in Stahl ausgeführt. Wie in der nebenstehenden Skizze ersichtlich wird, sind beide Treppenflanken, sowie die Unterkonstrukti-on für die innere Treppenflanke in Stahl gefertigt. Stahlver-bindungen die vorgängig in der Werkstatt gemacht werden können sind geschweisst. Die bauseitigen Stahlverbindun-gen sind alle geschraubt und die Kraftübertragung ge-schieht über Haftreibung. Diese Massnahme war nötig um die geforderten Verformungswerte ein zu halten.

Marco Moritz

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Diplomarbeit 2006

Fach : Massivbau

Sanierung/Ersatz Hinterrheinbrücke Splügen West N13 125 Im Rahmen dieser Diplomarbeit soll ein Bauprojekt für die Sanierung bzw. den Ersatz der Hinterrheinbrücke Splügen West N13 125 erarbeitet werden bis zur Stufe eines erweiterten Vorprojektes.

Länge 96.50 m (Axmass), R = 337 m, Längsgefälle: 1.54% Breite 10.80 m (Systemhöhe: 2.00m), Quergefälle: 5.30% Spannweiten Dreifeldträger 28.25 m / 40.00 m / 28.25 m Fläche 1081.00 m2

Zustandsanalysen, die in den letzten Jahren gemacht wurden, zeigen, dass die Brücke in starkem Masse geschädigt und deren Tragsicherheit eingeschränkt ist. Eine Sanierung oder ein Ersatz der Bücke ist dringend und sollte bis ins Jahr 2008 realisiert sein. Um das Lichtraumprofil von der seitlichen Hindernisfreiheit abzutrennen wurden Leitschranken und kurvenaussenseitig ein Geländer auf den Kordons gesetzt um bei Kontrollgängen Unfälle zu vermeiden.

Der Strassenaufbau wird gemäss den „Projektierungsgrundlagen des Tiefbauamtes des Kantons Graubünden“ übernommen.

Die Widerlager müssen so beschaffen sein, dass die Anordnung einer Übergangskonstruktion zur Aufnahme der Längen-änderung aus dem Überbau möglich ist. Ausserdem müssen die Widerlager schräg angeordnet sein, damit der Brückenträger problemlos in Flussrichtung verschoben werden kann.

Die beiden zentrisch unter dem Hohlkasten angeordneten runden Stützen (Ø 2.00 m, Höhen: 8.00 m und 6.50 m) sind auf Einzelfundamenten fundiert. Die Brücke ist auf beiden Pfeilern fixiert und bei den Widerlagern beweglich gelagert.Als Lager wurden Topflager gewählt.Um die Torsion besser aufnehmen zu können, wurden die Stützenköpfe als Hammerköpfe ausgebildet, damit die Auflager direkt unter den Stegachsen zu liegen kommen.

Bauverfahren

Erläuterungen zur Bauausführung.

• Erstellen des Lehrgerüstes und der Verschubbahn

• Erstellen des neuen Brückenträgers parallel zur alten Brücke

• Zufahrtsstrassen erstellen über die neue Brücke für die Verkehrsumleitung während der Bauzeit

• alte Brücke abbrechen

• Widerlager neu konstruieren und Pfeiler an die neue Systemhöhe anpassen und mit Hammerköpfen versehen zur besseren Torsionsaufnahme

• neue Brücke verschieben

• Übergänge anpassen und fertig stellen

Sergio Montero Ramos


Diplomarbeit 2006

Massivbau :

Hinterrheinbrücke Splügen West

Roman Höpli

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Im Rahmen der Diplomarbeit 2006 im Fachbereich Massivbau wurde die Hinterrheinbrücke in Splügen untersucht. Das Bauwerk ist Bestandteil der N13, welche von Chur, Thusis, Splügen, Hinterrhein, San Bernadino nach Italien führt. Das bestehende Bauobjekt wurde 1963 vom damaligen Ingenieurbüro Christian Menn erstellt. Die 96.50 m lange Brücke ist ein 3-Feld-Träger mit einer maximalen Spannweite von 40.00 m im Mittelfeld und zwei 28.25 m langen Randfeldern.

Situation vom Splügenpass

Neuer Brückenträger, Gestamtlänge 123.00m

Zu untersuchen war die Instandsetzung des bestehenden Bauwerks oder der Ersatz durch ein Neues. Der Entscheid viel auf einen Ersatz. Die Achse ist in Fliessrichtung um ca. 20m abwärts verschoben und erhält somit grössere Spannweiten. Die Spannweiten des Dreifeld – Durchlaufträgers betragen 38.00m – 47.00m –38.00 und ergeben somit eine Gesamtlänge von 123.00m. Es wird eine schwimmende Lagerung des Brückenträgers angewandt. Die Betonpfeiler werden monolithisch mit dem Oberbau verbunden. Am Widerlager sind zwei allseitig bewegliche Lager angeordnet welche die vertikal Kräfte auf das Widerlager übertragen und ein Führungslager welches horizontale Verschiebungen in Längsrichtung zulässt, jedoch in Querrichtung blockiert.


Diplomarbeit 2006

Fach : Massivbau

Ersatz/Sanierung Hinterrheinbrücke

Im Rahmen der Diplomarbeit wurde ein erweitertes Vorprojekt für den Ersatz/ Sanierung der Hinterrheinbrücke in Splügen erarbeitet. Diese Brücke ist ein Teil der stark befahrenen San Bernadiner Autobahn (DTV=6200). Sie wurde in den 60-er Jahren von Christian Menn konstruiert und erbaut. Viele Brücken von dieser Zeit weisen heutzutage, wegen der zu schlanken Bewehrungsüberdeckung, erhebliche Schäden auf. Dies hat zur Folge, dass der Kanton Graubünden viele Brücken aus diesen Jahren instandsetzen muss. Nach einer Besichtigung vor Ort war klar, dass eine Instandsetzung der Brücke nicht in Frage kommt. Im Variantenstudium wurde die Voutenbrücke an altem Ort zur Weiterbearbeitung evaluiert. Die Brücke besteht aus einem Durchlaufträger mit drei Felder (27.5m/40m/27.5m). Die Pfeiler und Widerlager der alten Brücke werden wieder verwendet. Die Brücke ist auf beiden Pfeilern fest gelagert (schwimmende Brücke) . Die Abmessungen der Brücke betragen 96.35m x 11.3m. Das Objekt liegt in einer Krümmung und wird darum mit einem Hohlkasten ausgebildet. Der Hohlkastenquerschnitt variert vom Brückenpfeiler aus von 2.6m auf 1.9m in beide Seiten. Nach einem Abstand vom Brückenpfeiler von 13m, hat der Querschnitt eine konstante Höhe. Die angebauten Vorlandbrücken müssen auch neu erstellt werden. Mit einer Stützmauer auf Seite Splügen wird die Höhendifferenz vom Terrain zur Strasse überwunden. Eine Böschung in den Fluss war bei diesem Fall wegen der starken Strömung nicht vorteilhaft. Der Bereich der Vorlandbrücken wird sonst mit einer Böschung aufgefüllt. Eine Schleppplatte wird für den Fahrbahnübergang an den Kontrollraum der Widerlager angehängt. Die Randfelder der Brücken werden zuerst erstellt, damit eine möglich kurze Bauzeit entsteht. In der zweiten Etappe wird das Mittelfeld und die Vorlandbrücken erstellt. Der Verkehr während der Bauphase wird über eine temporäre Brücke geleitet. Diese besteht aus Betonelementen und Stahlprofilen und hat eine Gesamtbreite von 8m und eine Länge von 100m. Die Spannweite zwischen den Auflagern beträgt 12.5m. Die geplante Bauzeit für dieses Projekt ist ca. 1.5 Jahre, und kostet 3 Mio. Franken.

Simon Kradolfer


Diplomarbeit 2006

Massivbau / Vorspanntechnik

Innbrücke Vulpera

Auftrag Im Rahmen der Diplomarbeit 2006 im Studiengang Bauingenieurwesen an der Zürcher Hochschule Winterthur soll ein Vorprojekt einer 240m langen Strassenbrücke in der Gemeinde Tarasp (GR) ausgearbeitet werden.

Variantenstudium Es wurden drei Varianten verglichen: Ein gevouteter Durchlaufträger, ein Durchlaufträger mit Y-Stützen und ein Sprengwerk. Das Sprengwerk ist die idealste Lösung. Die gute Lage der Fundamente und gute Eingliederung in die Landschaft überwiegen das aufwendige Lehrgerüst. Dieses ist notwendig, weil das Tragwerk erst nach der Fertigstellung trägt.

Tragwerk Die Hauptmerkmale des Sprengwerks sind die zwei geneigten Stützen. Es ensteht so eine Rahmenwirkung, die sich ähnlich verhält wie ein Druckbogen. Weil auf der rechten Seite der Hang weniger steil abfällt als links muss noch eine kleine Zusatzstütze angebracht werden. Des Weiteren ist der Brückenträger über den Stützen gevoutet, damit die Momente angezogen werden. Das Tragwerk wird teilweise vorgespannt. Der Kabelverlauf in den Stegen ist den aus dem Eigengewicht resultierenden Momenten angepasst. Bei den Momentenspitzen in den Feldmitten und über den Stützen sind zusätzliche Spannkabel in der Boden- bzw. Deckenplatte eingebracht.

Die Fundamente werden bei den Hauptstützen mit je zwei Schächten gebaut. Auf der linken Seite werden die Schächte durch die alte Strasse gegraben und kommen so oberhalb eines Rutschhanges zu liegen. Auf der rechten Seite muss eine Hangsicherung eingeplant werden, um die Sicherheit bei der Fertigstellung der Schächte zu gewährleisten. Die Widerlager und das Fundament der kleinen Stütze sind Flachfundamente, die bis auf den Bündnerschiefer eingebunden sind.

Johannes Dudli

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Bild: Eingliderung im Tal

Bild: Seitenansicht

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Matthias WieserMatthias WieserMatthias WieserMatthias Wieser

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StahlStahlStahlStahl----BetonBetonBetonBeton----VerbundbrückeVerbundbrückeVerbundbrückeVerbundbrücke��Durch�den�Neubau�einer�Brücke�über�den�Inn� kann� die� steile� Strasse� mit� engen�Kehren�nach�Vulpera�umgangen�werden.�Die� Brücke�wird� als�Durchlaufträger�mit�zwei� Pfeilern� erstellt.� Über� den� beiden�Pfeilern� wird� der� Querschnitt� des�Brückenträgers� von� 2.5m� auf� 5.5m�vergrössert.� Der� Träger� besteht� aus�einem�Stahlhohlkasten,�welcher�mit�der�Betonfahrbahnplatte� verbunden� ist.� Die�Fahrbahn�hat�eine�Breite�von�8.50m�und�setzt� sich� aus� zwei� Fahrstreifen,� einem�Gehweg� und� einem� Fahrradstreifen�zusammen.�

FundationFundationFundationFundation��Durch�das�steile�Gelände�und�den�instabilen�Hang�auf�der�Seite�Scuol�werden� hohe� Ansprüche� an� die� Fundation� gestellt.� Aus� diesen�Gründen� werden� die� Brückenlasten� mit� zwei� Pfeilern� und� den�Widerlagern� in�den�Baugrund�abgetragen.�Der�Pfeiler�Scuol�wird�mit�Schachtfundamenten[AAAA]�auf�den�tragfähigen�Fels�fundiert.�Der�zweite�Pfeiler�wird�direkt�mit�dem�Flachfundament[BBBB]�auf�den�Fels�gestellt.��

MontagekonzeptMontagekonzeptMontagekonzeptMontagekonzept��In� einer� ersten� Phase� werden� die� beiden� Pfeiler� und� Widerlager� in�Ortsbeton� erstellt.� Im� Anschluss� wird� der� reine� Stahlhohlkasten�eingebaut.�Die�beiden�Randfelder�werden�mit�mobilen�Raupenkränen�eingehoben,� das� Mittelfeld� wird� im� Freivorbau� von� beiden� Seiten�erstellt.�Um�die�Montagelängen�der�Randfelder�zu�reduzieren�werden�in�beiden�Randfeldern�provisorische�Hilfsstützen�eingebaut.�Nach� der� Montage� des� Stahlhohlkastens� können� die� Betonelemente�aufgebracht� und� vorgespannt� werden.� Anschliessend� werden�Stahlhohlkasten�und�Betonfahrbahn�miteinander�verbunden.�

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0.50 1.50 3.00 1.00 0.503.00

Fahrbahn 1 Fahrbahn 2Gehweg Velo

9.50

HEA 120

LNP 80/8LNP 80/8

Werkleitungspaket 1.50m*0.30m

Dienststeg

3.75 2.882.88

0.72

0.87

0.45 0.45

0.35

0.35

0.35

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Diplomarbeit 2006 Fach : Stahlbau

z :w Zürcher Hochschule Winterthur

Siblinger Randenturm

Biegesteife Ecken

Beschrieb Zwei Z-förmige Hohlprofilrahmen, welche an zwei Punkten miteinander

verbunden sind, bilden das Haupttragsystem. Auf 16.5 Metern ist zwischen

den beiden filigranen Kragarmen die Plattform eingelassen, welche mittels

Spindeltreppe erschlossen ist.

Tragsystem

Die Hohlprofilrahmen wirken in zwei sich schneidenden Ebenen biegesteif.

Durch diese Rahmen werden jegliche Normal-, Moment- und Torsionskräfte

geleitet und an die Fundamente abgegeben. Zusätzlich wirken die sich

wiederholenden Dreiecksformen stabilisierend und aussteifend.

Rahmen

Die Hohlprofilrahmen haben eine maximale Abmessung von 460 x 770mm

und weisen eine Wandstärke von 12 bzw. 25 mm auf. Es handelt sich dabei

um eine komplett geschweisste Konstruktion.

Plattform

Die H- Profile sind zwischen den beiden Rahmen eingelassen und tragen als

Beplankung Jalousierroste. Zur Sicherheit ist die Plattform mit einem 1.1

Meter hohen Geländer umgeben.

Spindeltreppe

16.5 Meter windet sich die Spindeltreppe in die Höhe. Vier Zwischenpodeste

sind als Ausweichstellung und für Verschnaufpausen gedacht.

Anschluss Geländer 1 : 4 Ansicht Geländer Turmstandort 1 : 200

Geländerpfosten

Gitterroste

IPE 220 T-Profil

Simon Bleisch


Diplomarbeit 2006

Fach: konstruktiver Ingenieurbau

Neubau Innbrücke Vulpera (GR)

Ausgangslage Die bestehende Strassenverbindung zwischen der Engadinerstrasse und der Gemeinde Tarasp / Vulpera genügt den heutigen verkehrstechnischen Anforderungen nicht mehr. Der Winterdienst dieser Strasse gestaltet sich als schwierig. Zudem wird die Verkehrssicherheit durch kleine Steinschläge und Vereisen der Fahrbahn beeinträchtigt. Die neue Innbrücke ersetzt diesen Abschnitt und garantiert eine sichere Verbindung nach Tarasp / Vulpera während dem ganzen Jahr. Gestaltung Die Bogenbrücke quert das Tal in einer Höhe von knapp 70 Metern

und ist von Ftan und der Engadinerstrasse her gut sichtbar. Damit kein „Talsperreneffekt“ entsteht, wird die Konstruktion möglichst schlank gehalten. Der Bogen schlägt mit einer Spannweite von 150 m die Verbindung zur anderen Talseite hinüber. Da die Stützen sehr schlank sind werden sie von grosser Distanz kaum wahrgenommen und es scheint, als liege der Fahrbahnträger nur auf dem Bogen auf. Die gesammte Länge der Brücke beträgt 240 m. Haupttragsystem Der Bogen bildet das Haupttragsystem und ist biegesteif im Boden verankert. Er wird als Vollprofil konstruiert. Die Fahrbahn (eine Hohlkastenkonstruktion) ist biegesteif mit dem Bogen verbunden. Die Stützen bei der Zubringerbrücke sind ebenfalls biegesteif im Boden fundiert. Der Fahrbahnträger ist in Längsrichtung der Brücke auf beiden Seiten „schwimmend“ gelagert um horizontale Verschiebungen wie z.B. Längenänderungen durch Temperatur aufnehmen zu können. Die Fahrbahnplatte ist über die ganze Brückenlänge zur Minderung der Durchbiegung und Rissbildung vorgespannt. Fundation Auf der Seite Tarasp kann das Fundament direkt auf den Fels gestellt werden. Da das Fundament auf der Seite Scuol direkt im Rutschkegel der Hanginstabilität liegt, gestaltet sich dort der Bauvorgang schwierig. Während der gesamten Bauphase muss gewährleistet sein, dass der Hang nicht ins rutschen kommt. Unter dem Rutschkegel (Lage Fundament) ist der Fels in einer Mächtigkeit von ca. 15.00 m brüchig. Um die Kräfte optimal abtragen zu können muss bis auf den gesunden Fels fundiert werden. Es wurden zwei Varianten zur Fundation ausgearbeitet; Variante A (wie auf dem Plan dargestellt) ist eine Fundation auf Mikropfählen. Variante B (siehe technischer Bericht) ist ein massiver Betonriegel der auf dem gesunden Fels steht.

Gilbert Zimmermann

rot: Scheibentragwerk blau: Rahmen

rot: Steifen als Gurtprofile blau: Stahlblech als Diagonale


Diplomarbeit 2006

Fach : Stahlbau

Erneuerung Siblinger Randenturm Aufgabe Der Siblinger Randenturm genügt nach rund 125 Jahren, in denen er bereits als Aussichtspunkt dient, den Erfordernissen der Zeit nicht mehr. Im Rahmen dieser Diplomarbeit sollte deshalb ein Neubau des Turmes entworfen, bemessen und konstruiert werden. Projektbeschrieb Als Haupttragwerk dienen zwei im rechten Winkel zueinanderstehende Scheiben. Diese verjüngen sich nach oben von einer horizontalen Kantenlänge mit 5 m auf 2 m. Gleichzeitig ist der 15.3 m (OK Platt-form) hohe Turm um 10 Grad nach vorne geneigt. Die Plattform wird auf das Haupttragwerk aufgesetzt und kragt über beide Seiten 3 m aus. Insgesamt bietet sie 27 m2 Nutzfläche. Die Treppe, welche von hinten quasi in das Tragwerk eingeschoben wird und über 6 Zwischenpodeste verfügt, vervollständigt das Bauwerk.

Tragsystem Haupttragwerk bildet das aus 8 mm dickem Stahlblech ausgebildete Scheibentragwerk. Die beiden Scheiben sind biegesteif miteinander verbunden und werden durch horizontal und vertikal verlaufende Steifen ausgesteift. Für das Tragwerksmodell werden die Scheiben als Fachwerk ohne Diagonalen betrachtet. Die Steifen bilden dabei die Gurtungen, während das Stahlblech die Funktion der fehlenden Diagonalen übernimmt. Durch die vollflächige Konstruktion wird die Angriffsfläche des Win-des verhältnismässig gross. Als Folge dieser Beanspruchung verdreht sich der Turm horizontal. Um diese Verformungen im Rahmen zu halten, ist zusätzlich eine dritte Ebene in Form eines Rahmens notwendig, welche dem Turm die notwendige Steifigkeit verleiht. Materialisierung/ Kosten Für das Haupttragwerk wird sog. wetterfester Stahl verwendet, welcher die typische rostrote Färbung ausbildet. Dadurch fügt sich der Turm optimal ins Landschaftsbild ein. Ein weiterer Vorteil ist, dass dieser Stahl aufgrund seiner speziellen Eigenschaften keinen Korrosionsschutz benötigt. Für die Treppe, die Plattform und das Geländer wird aus Gründen der Ästhetik und der Gebrauchstauglichkeit normaler, feuerverzinkter Baustahl eingesetzt. Die Kosten des gesamten Bauwerkes werden auf ca. Fr. 170'000.- geschätzt.

Peter Tanner


Diplomarbeit 2006

Fach : Konstruktiver Ingenieurbau / Stahlbau

Erneuerung Siblinger Randenturm

Im Jahre 1882 wurde der heutige Randenturm in Siblingen (Kt. Schaffhausen) gebaut und seitdem als Aussichtspunkt benutzt. Da er sehr alt geworden ist und die Normen nicht mehr entspricht, entschied sich die Gemeinde den alten Turm durch eine neue Konstruktion zu ersetzen. Der geplante Turm muss eine bessere Aussicht offerieren, mehr Besucher gleichzeitig aufnehmen können und sich in der Umgebung gut integrieren. Aspekten, die in der folgenden Variante sorgfältig respektiert wurden.

Projektbeschreibung Stahlrohren werden ungeordnet auf der Platzfläche im Siblinger Wald gelegt. Sie symbolisieren grosse Baumstamme die auf einer gewissen Höhe schräg geschnitten werden. Von einem Mast zu einem anderen werden Treppen und geneigten Platten montiert. Dieser Weg führt die Besucher des Turmes durch die Pfeile direkt vom Waldweg bis auf die oberste Plattform, um die schöne Aussicht der Region zu profitieren.

Konstruktive Details Das Tragwerk wird in Skelettbauweise aus Stahl ausgebildet. Die

Stabilisierung des Turmes erfolgt mittels der Einspannung der Masten im Fundament. Um die Stege montieren zu können werden Zwischenpodeste im Werk an den Masten geschweisst und wirken als Kragarmen. Die Wangen der Stege werden an den Podesten

geschraubt angeschlossen und nehmen die Holzbeläge auf.

Gestalterische Besonderheiten Speziell an diesem Turm ist seine Form, die geometrisch frei entworfen wurde und die sich sehr gut in der grünen Umgebung integriert. Die Geländer sind farbige durchscheinende Kunststoffplatten, die durch die Sonnenanstrahlung einen gestalterischen Effekt bringen. Dieser macht die ästhetischen Aspekte der Konstruktion beeindruckend und gibt dem Turm eine gewisse „touristische Attraktivität“.

Hugues Steiner

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Diplomarbeit�200Diplomarbeit�200Diplomarbeit�200Diplomarbeit�2006666�Fach�:Fach�:Fach�:Fach�:�Umwelttechnik�Umwelttechnik�Umwelttechnik�Umwelttechnik�

Umweltverträglichkeitsprüfung�für�eine�Bentonitabdichtung�des�Glattalpseesfür�eine�Bentonitabdichtung�des�Glattalpseesfür�eine�Bentonitabdichtung�des�Glattalpseesfür�eine�Bentonitabdichtung�des�Glattalpsees��Ein�karger�Bergsee�mit�CharmeEin�karger�Bergsee�mit�CharmeEin�karger�Bergsee�mit�CharmeEin�karger�Bergsee�mit�Charme��Der�Glattalpsee�liegt�im�südöstlichsten�Teil�der�Gemeinde�Muotathal�im�Kanton�Schwyz�auf�einer�Höhe�von�1850�m�ü.�M.�Er�ist�in�eine�herrliche�Karstlandschaft� eingebettet,� die� im� Sommer� von� zahlreichen�Tagestouristen� bsucht�wird.� Im�Winter� ist� er� oft�mehrere�Meter� hoch�mit�Schnee�bedeckt.�Der� Glattalpsee� ist� ein� natürlicher� Bergsee,� der� ausschliesslich� durch�die� Niederschläge� auf� der� Glattalp� gespiesen� wird.� Der� Seegrund� ist�durchzogen�von�vielen�Spalten.�Durch�diese�Spalten�versickert�Wasser,�welches�sich�in�zahlreichen�Bächen�bis�in�die�Muota�ergiesst.�Im�Winter�ist�der�Glattalpsee�aufgrund�dieser�Versickerungsstellen�meist�vollständig�entleert�und�füllt�sich�erst�im�Frühjahr�wieder,�wenn�die�Schneeschmelze�einsetzt.�

Seit� 1970� wird� das� Wasser� des� Glattalpsees� von� den� EBS� (Elektrizitätswerke� des�Bezirks� Schwyz)� zur� Stromproduktion� genutzt.� Seit� jeher� besteht� � das� Problem,�dass� nur� im� Sommer� elektrischer� Strom� produziert� werden� kann.� In� der�Vergangenheit� sind� bereits� jegliche� Versuche� unternommen� worden,� um� den�durchlässigen�Seegrund�abzudichten,�jedoch�ohne�grossen�Erfolg.��Die�Umweltrelevanzmatrix�als�KernstückDie�Umweltrelevanzmatrix�als�KernstückDie�Umweltrelevanzmatrix�als�KernstückDie�Umweltrelevanzmatrix�als�Kernstück��Im�Rahmen�dieser�Diplomarbeit�habe� ich�die�Teilabdichtung�des�Glattalpsees�mit�Bentonitmatten� auf� ihre� Umweltverträglichkeit� geprüft.� Dies� geschah,� indem� ich�evaluiert� habe,� welchen� Einfluss� eine� Abdichtung� auf� die� Umweltbereiche� Luft,�Wasser,� Boden,� Flora� und� Fauna,� Landschaften,� Nutzungen,� Lärm� und�Erschütterungen,�und�Strahlen�hat.�Die�Gegenüberstellung�der�Umweltbereiche�mit�ihren� Beeinflusser� in� Form� einer� Umweltrelevanzmatrix� hat� ergeben,� dass� das�Projekt� vor� allem� die� Umweltbereiche� Wasser� und� Flora� /� Fauna� stark� negativ�beeinflusst.��In� einem� Pflichtenheft�wurden� anschliessend� die�wichtigsten� Punkte� aufgelistet,�die� in� einer� Umweltverträglichkeitsprüfungs-Hauptuntersuchung� genauer�untersucht�werden�müssten.�Für�den�Umweltbereich�Wasser�wurde�die�Beurteilung�

im�Rahmen�der�UVP-Hauptuntersuchung�bereits�in�dieser�Arbeit�getätigt.��ErkenntnisseErkenntnisseErkenntnisseErkenntnisse��All� diese� Untersuchungen� und� Gegenüberstellungen� haben� am� Schluss� zum� Fazit� geführt,� dass� einer�Teilabdichtung�des�Glattalpsees�mit�Bentonitmatten�grundsätzlich�nichts�entgegen�zu�setzen�ist.�

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Angelika�Reolon��

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Glattalp


Diplomarbeit 2006

Fach: Umwelttechnik

3. Bauetappe Friesenberg, 8055 Zürich Rückbau unter ökologischen Aspekten In der Schweiz besteht der Baubestand aus rund 2.1 Milliarden Tonnen Materialgewicht. Dies entspricht ca. 300 Tonnen pro Einwohner. Aus dieser enormen Menge an Material wird früher oder später Bauabfall. Es ist daher höchste Zeit, sich Gedanken darüber zu machen, wie die anfallenden Materialien möglichst ökologisch behandelt und dem Materialkreislauf wieder zu geführt werden können. Übersicht der Örtlichkeiten Ausgangslage

Die 3. Bauetappe Friesenberg beinhaltet 64 Objekte. Die Bausubstanz ist über 70 Jahre alt. Es werden rund 31’000m3 Aushub und 9000m3 Bausubstanz anfallen. Auf der frei-werdenden Parzelle werden Mehrfamilienhäuser entstehen. Materialkreislauf

Philipp Wolterstorff

In Zukunft muss es das Ziel sein, dass möglichst viele Bauabfälle in den Mate-rialkreislauf eingeführt werden. Primär-ressourcen werden somit geschont. Die Materialien müssen schon vor Ort mög-lichst artenrein voneinander getrennt werden. Dies ermöglicht es zum einen, dass maximal viel Material in den Kreis-lauf eingespiesen wird und zum anderen ein möglichst hochwertiges Recycling-produkt entstehen kann. Die Bauten von morgen sind bezüglich Rückbau gefordert. So sollen diese zum Beispiel vielseitige Nutzungsmöglichkei-ten aufweisen und möglichst keine Ver-bundmaterialien beinhalten.

Gebäude nutzen

Rückbauen

Bauabfälle trennen Rezyklieren, Herstellen von Baustoffen, Bauteile

Recyclingprodukt neu verbauen


Diplomarbeit 2006

Fach : Untertagebau

Galgenbucktunnel Im Rahmen der Diplomarbeit wurde ein Vorprojekt für das Galgenbucktunnel erarbeitet, welches ein Teilstück des Projektes „Umgestaltung Anschluss Schaffhausen Süd“ ist. Für die Gemeinde Neuhausen am Rheinfall wird ein Tunnel geplant, um sie vom täglichen Durchgangsverkehr zu entlasten. Der Tunnel durchfährt meist standfesten Malmkalk, welcher im Sprengvortrieb abgetragen werden kann. Die stark verkarsteten Bereiche, welche über der ganzen Tunnellänge auftreten können, werden mit einem Hydraulikham-mer gelöst. Im Lockergestein findet der Abtrag mit einem Bagger statt. Je nach vorherrschender Geologie werden die Ausburchquerschnitte wie folgt unterteilt: Vollausbruch Unterteilter Kalotten- und Strossenvortrieb Vollausbruch mit abgestufter Ortsbrust Die Sicherung des Ausbruchquerschnittes wird im Normalfall mit Mörtelankern vorgenommen. Falls erforderlich, wird die Ortsbrust mit Mörtelankern oder selbstbohrenden GFK-Ankern, wenn nötig zusätzlich mit Spritzbeton gesichert. In drei Bereichen wird vorauseilend ein Rohrschirm erstellt. Dieser dient zur Eindämmung der Gefahr eines Tagbruches und zur Minimierung der durch den Vortrieb entstehenden Setzungen. In den Bereichen mit einer zu geringen Standzeit für das Einbringen der Ausbruchssiche-rung, werden Einbaubögen.

Die Profilform wird durch den abgesenkten Grundwasserspiegel vorgegeben und kann somit ohne Seitenwölbung ausgeführt werden. In Bereichen, wo man in der Sohle auf quellfähi-ges Gestein stösst, wird die Sohle gewölbt ausgeführt. Im Malmkalk wird kein Sohlschluss benötigt.

Normalprofil 2-Spur

Bachmann Theres

Profil mit gewölbter Sohle und Rohrschirm

Verkarstung im porösen Kalk


Diplomarbeit 2006

Fach : Untertagbau

Galgenbuck Tunnel

Im Rahmen einer Diplomarbeit wurde in Stufe Vorpro-jekt ein Tunnelprojekt erarbeitet. Es handelt sich dabei um das Projekt Galgenbuck Tunnel bei der Agglomerationsgemeinde Neuhausen. Der 1.4 km lange Tunnel durch den Galgenbuck dient als direkte Massnahme um den Strassenverkehr in Neuhausen wesentlich zu entlasten. Dabei verbindet der Galgenbuck Tunnel die Klettgau-erstrasse in westlicher Richtung mit der in östlich gelegenen Schaffhauserstrasse.

Die Geologie am Galgenbuck hat ein besonderes Merk-mal. Der zukünftige Tunnel durchörtert die letzten Aus-läufer des Juragebirges. Dabei besteht der Fels beim Galgenbuck aus verkastetem Malmkalk, welcher beim Vortrieb Schwierigkeiten bereiten werden. Verkarstun-gen entstehen durch eindringendes saures Regenwas-ser. Dabei wäscht das Regenwasser den Malmkalk aus und es entstehen dabei Karstgänge.

Weiterhin wurde in dieser Arbeit untersucht, welche Bau-methoden geeignet sind. Dazu gehört die Ausarbeitung des Vortriebkonzeptes, die Wahl der Belüftung vor der Tunnelbrust und die Wahl der Normalprofile. Im festen Malmkalk eignet sich beim Galgenbuck ein Sprengvortrieb, da er flexibel und der Platzbedarf gering ist.

Lucas Heinimann


Diplomarbeit 2006

Fach : Untertagebau

Galgenbucktunnel Im Rahmen der Umgestaltung des Anschluss Schaff-hausen Süd ist ein zweispuriger Strassentunnel mit einer Gesamtlänge von 1140 Meter geplant, der in den ersten und letzten 150 Metern dreispurig ausge-führt wird. In der Tunnelmitte befindet sich eine beidseitige Ausstellbucht. Ein befahrbarer Sicher-heitsstollen (Zugänge: ¼, ½, ¾ der Tunnellänge) verläuft parallel zum Tunnel. Folgende drei Profilformen ergeben sich aus den geologischen und bautechnischen Überlegungen: Hufeisenprofil, Hufeisenprofil mit Sohlengewölbe, Maulprofil.

Nach einem Variantenstudium mit verschiedenen Entscheidungskriterien wird der konventionelle Sprengvortrieb als beste Vortriebsmethode evaluiert. Durch die weit gefächerten Anwendungsmöglichkei-ten und der grossen Anpassungsfähigkeit kann mit dieser Technik ein effizienter Vortrieb gewährleistet werden. Der Ausbruch erfolgt mit einem Kalotten-vortrieb mit teilweise unterteilter Kalotte. Anschlies-send erfolgt der Strossen- und Sohlenabbau. Es sind zwei Vortriebe geplant, der eine von Portal Engi Richtung Osten (Vortrieb West) fallend und der andere von Portal Bahntal Richtung Westen steigend (Vortrieb Ost). Die Ver- und Entsorgung wird durch einen Pneubetrieb gewährleistet. Durch eine offene Wasserhaltung mit seitlich angeordneten Drainage-

gräben (steigender Vortrieb) oder mit Pumpensümp-fen

Abb. :Gesamtkonzept

(fallender Vortrieb) kann das anfallende Wasser wäh-rend der Bauzeit aus dem Tunnel geleitet werden. Während des Betriebszustandes wird das anfallende Bergwasser in seitliche Sickerleitungen geleitet, wo es später in die Entwässerungsleitung gelangt.

Abb. : Normalprofil 2-spurig

Tobler Alain


Diplomarbeit 2006

Fach: Verkehrswesen

Ortsdurchfahrt Arnegg (SG) Situation Die Bischofszellerstrasse ist eine wichtige Verbindung von Kreuzlingen zur A1 und nach St Gallen. Täglich fahren 11'000 Fahrzeuge auf der Bischoffszellerstrasse durch Arnegg. Die wichtigsten Ziele der Neugestaltung Der Verkehr soll ruhig aber stetig durch das ganze Dorf fliessen. Sicherheit und Koexistenz für alle Verkehrsteilnehmer muss vorhanden sein. Die Trennwirkung des Dorfes durch die Strasse soll möglichst aufgehoben werden. Die Überquerbarkeit soll erleichtert werden und zwar für Fussgänger wie auch für Velofahrer.

Betriebs- und Gestaltungsprojekt Die Bischofszellerstrasse wird in 3 Abschnitte unterteilt: Nord, Zentrum und Süd. In diesen drei Abschnitten ist das betriebliche und gestalterische Konzept für alle Verkehrsteilnehmer festgesetzt worden. Projekt Mit dem neuen Querschnitt werden die verschiedenen Bedürfnisse viel besser abgedeckt. So sind die Fussgänger und die Velofahrer auf der Ostseite (Abschnitt Süd) nun durch einen Trennstreifen abgetrennt, was die Sicherheit und der Komfort steigern. Mit den Bäumen an Strassenrand und der Sträucher auf dem Trennstreifen wird auch gestalterisch der Strassenraum aufgewertet und dadurch räumlicher gemacht. Das ähnliche gilt für den Abschnitt Nord, mit dem Unterschied, dass nur ein einseitiger Gehweg und kein Trennstreifen vorhanden sind. Im Zentrum wurde ein siedlungsorientierter Querschnitt mit einem Mehrzweckstreifen gewählt. Dieser ermöglicht dem Fussgänger ein gutes Überqueren der Strasse. Für die Velofahrer und die Fahrzeuge wird das abbiegen erleichtert. Die Fussgänger haben auf dem Gehweg nun viel mehr Platz zum flanieren, da die Velofahrer nun auf der Strasse fahren und nicht mehr auf dem Gehweg.

Christian Ernst

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Diplomarbeit�2006Diplomarbeit�2006Diplomarbeit�2006Diplomarbeit�2006�Fach:�VerkehrswesenFach:�VerkehrswesenFach:�VerkehrswesenFach:�Verkehrswesen��

Ortsdurchfahrt�Arnegg�(SG)�ProblemerfassungProblemerfassungProblemerfassungProblemerfassung��Das� Arnegger� Verkehrsystem� stösst� an� seine� Grenzen.� In� den� vergangenen� 20� Jahren� ist� die� 1,4� Kilometer� lange�Bischofszellerstrasse� eine� richtige� Durchgangsverkehrsstrasse� geworden,� welche� den� Personenverkehr� vom� Thurgau� ins�Appenzell� bringt.� Der� Strassentyp� der� Bischofszellerstrasse� ist� eine� Kantonsstrasse,� welche� in� Spitzentagen� rund� 12'000�Fahrzeugen�bringt.��

ZielerfassungZielerfassungZielerfassungZielerfassung�Ziel� des� Projektes� ist� die� Aufwertung� des� Ortsbildes.� Mit� der�Sanierung� der� Ortsdurchfahrt� in� Arnegg� soll� die�Bischofszellerstrasse�an�Attraktivität�gewinnen.�Die�Zielsetzungen�beinhalten� eine� erhöhte� Sicherheit� und� Lebensqualität,� weniger�Lärm� und� bessere� Verkehrsbedingungen.� Die� Umgestaltung� ist�nicht�einfach�eine�bauliche�Angelegenheit,�sie�verlangt�auch�eine�Änderung�des�Verkehrsverhaltens.�

�ProjektProjektProjektProjekt��OrtseOrtseOrtseOrtseingang�(Torsituation�Nord):ingang�(Torsituation�Nord):ingang�(Torsituation�Nord):ingang�(Torsituation�Nord):�Mittels� eines� Tores�mit�Mittelinsel� (beidseitiger� Versatz)� und� einigen�Bäumen�wird�der�motorisierte�Verkehrsteilnehmer�gezwungen�werden,�die�Höchstgeschwindigkeit�auf�50�km/h�zu�reduzieren.�Zusätzlich�gibt�die�neue�Torsituation�auch�den�Anschein,�dass�man�sich�nun�wirklich�in�einem�Innerortsbereich�befindet.��KernzentrumKernzentrumKernzentrumKernzentrum�Aufgrund� der� Bedeutung� des� Kernzentrums,� wird� es� als� eine� Art�separater� Raum� betrachtet.� Zwischen� den� beiden� Rampen,� unmittelbar�nach� den� Knotenpunkten,� wird� die� Strasse� auf� dieselbe� Höhe�wie� das�Trottoirs� gelegt.� Durch� diese� Platzgestaltung� soll� der� Verkehrsfluss�gebremst� werden,� was� die� Sicherheit� des� Kindergarten-� und�Schulverkehrs�enorm�erhöht.�Damit�der�Fussgänger�ohne�Unterbrechung�über� die� ganze� Strasse� gehen� kann,� wird� ein� Fussgängerstreifen� mit�Mittelinsel�errichtet.��Strasse�innerer�OrtsteilStrasse�innerer�OrtsteilStrasse�innerer�OrtsteilStrasse�innerer�Ortsteil�Die�Fahrbahnwahl�wird�mittels�Querungszone�(mit�Mittelstreifen)�vollzogen.�Der�motorisierten�Verkehrsteilnehmer�soll�damit�vermehrt�auf�den�Fuss-,�Velo-�und�Schülerverkehr�achten,�womit�die�Sicherheit�erhöht�wird.��

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�Patrick�MockPatrick�MockPatrick�MockPatrick�Mock��

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Diplomarbeit 2006

Fach : Mobilität und Verkehr

Gestaltung der Ortsdurchfahrt Blickensdorf

Daniel Fagone

Betriebs- und Gestaltungskonzept

Ausschnitt aus dem Gestaltungsplan

StudiengangBauingenieurwesen

Diplomarbeit 2006Fach : Verkehrswesen

Ortsdurchfahrt OberuzwilThemaIn der Verkehrs- und Strassenplanung ist die Sanierung von Ortsdurchfahrten ein zunehmend zentrales Arbeitsfeld. Ortsdurchfahrten sind wichtige und interessante öffentliche Räume und müssen in besonderem Masse zahlreichen unterschiedlichen Bedürfnissen Rechnung tragen. Sie müssen die Verkehrsaufgaben erfüllen können, haben aber auch eine grosse Bedeutung als Lebens-und Wirtschaftsräume. Die angrenzenden Baugebiete weisen in der Regel einen vielfältigen Nutzungsmix auf und sind meist auch von hoher ortsgestalterischer Bedeutung.

Damit die Ortsdurchfahrten ihre vielfältigen Funktionen erfüllen können, müssen sie nach dem Prinzip der Koexistenz gestaltet werden. Mit gestalterischen und betrieblichen Massnahmen soll ein verträgliches Miteinander aller Verkehrsteilnehmer ermöglicht werden.

Die Sanierung und Umgestaltung von Ortsdurchfahrten stellt hohe Anforderungen an die Ingenieure. Neben den technischen Projektierungselementen sind gestalterische und betriebliche Aufgaben zu lösen. Gefragt ist ganzheitliches Denken und Arbeiten.

Situation Oberuzwil

Der ganze Strassenraum ist grosszügig ausgebaut und stark verkehrsorientiert.Die gute Sichtweite erlaubt eine erhöhte Geschwindigkeit.Die Wiler- und Flawilerstrasse dienen auch als Schulwege und werden während den Stosszeiten stark benutzt.Dazu kommt eine erhöhte Menge an motorisierten Verkehr, was meistens zu einer Überbelastung der Knoten führt, vor allem im Dorfzentrum.

Durch die heutige Gestaltung verliert das ganze Dorfbild an Attraktivtät!

Ziele- Verkehrsberuhigung- Koexistenz aller Verkehrsteilnehmer fördern- Aufwertung des Fussgänger- und Fahrradverkehr- Erhöhung der Aufenthaltsqualität- Verbesserung der Verkehrssicherheit- Keine Einschränkungen der verkehrstech. Leistungsfähigkeit

Knoten Dorfzentrum

Heutige Situation

Die Kreuzung im Dorfzentrum ist vor allem während den Stoszeiten stark überbelastet.

Ein optimaler Verkehrsfluss, und die damit verbunde verkehrs -stechnische Lesitungsfähigkeit ist

nicht gewährlesitet.

Lösung mit einem Kreisverkehr

Durch die Anordnung eines Kreisverkehrs soll der Verkehrsfluss optimiert werden.

Hungerbühler Patrick


Diplomarbeit 2006

Fach: Verkehrswesen

Neugestaltung Ortsdurchfahrt Oberuzwil Aufgabenstellung Die Aufgabe bestand darin, eine Neugestaltung der Ortsdurchfahrt duch Oberuzwil zu entwerfen. Das Vorgehen setzte sich zusammen aus: - einer Analyse der Situation (Verkehrswege, Verkehrsaufkommen, Siedlungsstruktur, Geschichte,…) - einer daraus resultierenden Zielformulierung (Wünsche, Verbesserungsmöglichkeiten,…) - eines Betriebs- und Gestaltungskonzeptes, welches diese gesteckten Ziele optimal abdecken sollte. - einer Planumsetzung (Technischer- u. Gestaltungsplan, Querschnitte) auf Stufe eines Vorprojektes. Betriebs- und Gestaltungskonzept Anhand der Analyse und den daraus formulierten Zielen wurde folgendes Betriebs- und Gestaltungskonzept erstellt: - Beibehaltung des Strassenraumes zwischen dem Pförtner Egg und dem Knoten Kirchgemeindehaus - Mehrzweckstreifen im Zentrumsbereich mit Kreisverkehr und umgestalteter Kernzone - Kernfahrbahn ab Knoten Bichwilerstrasse in Richtung Flawil bis zum Ortsende Betriebskonzept Kernzone mit Zentrumskreisel Gestaltungsplan Technischer Plan

Reto Bissegger


Diplomarbeit 2006

Fach : Verkehrswesen

Ortsdurchfahrt Rotkreuz

Die Ortsdurchfahrt Rotkreuz mit einer Länge von 548m muss für die Zukunft gerüstet werden.

Es gibt einige Problempunkte, die verbessert werden müssen und so kann

eine Umgestaltung ins Auge gefasst werden.

Die Durchfahrt wird gekammert betrachtet. Für jeden einzelnen Abschnitt wird der beste

Querschnitt eingelegt. Damit trotzdem ein einheitliches Gesamtbild entsteht, wird auf nur zwei verschiedene QS zurückgegriffen. Mit einer konstanten Breite von 7.00m kommt nun der neue Fahrbahnbereich auf zwei geraden Teilstücken sowie einer engen Kurve zu liegen.

Das Projekt verfügt über einige interessante Details wie einen neuartigen Doppelkreisel sowie über Mehrzweckstreifen, die in Bereichen eingelegt werden, auf denen erhöhte Querungen festzustellen sind.

Serge Bütler

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StudiengangBauingenieurwesen

Diplomarbeit 2006Fach : Verkehrswesen

Ortsdurchfahrt Rotkreuz (ZG)

Silja Münst

Rotkreuz liegt am westlichen Ufer des Zugersees, im Kanton Zug. Rotkreuz hat 7100 Einwohner und ist der grösste Ort in der Gemeinde Risch. Die Hauptstrasse von Rotkreuz liegt in einer kleinen Senke zwischen dem Kirchenhügel und den Bahngeleisen. Die Kernzone wird durch die Bahngleise in zwei Teile geteilt. Die Ortsdurchfahrt scheint zerstückelt, es entsteht kein einheitliches Bild von Rotkreuz. Zwei Kreisel sind neu, teilweise auch der Bahnhofsplatz. Dazwischen eine für Fussgänger unbefriedigende Situation. Das Trottoir ist häufig sehr schmal, verstellt mit Stühlen und Tischen, Pflanzen, Kundenstoppern.

Die Strasse durch Rotkreuz erhält einen neuen Querschnitt, der zu Gunsten des Langsamverkehrs verändert wurde. Auf der ganzen Strecke wird Tempo 30 eingeführt. Die Fahrbahn ist beidseitig durch eine flache, 40cm breite Wasserrinne vom Gehbereich abgetrennt. Diese ist auf der gesamten Länge überfahrbar. Der Strassenraum weist, abgesehen von den Wasserrinnen keine Niveauunterschiede mehr auf.

Aufgrund der Lage der Einkaufsmöglichkeiten wurden ein „wichtiges“ und ein „unwichtiges“ Trottoir definiert. Ersteres befindet sich auf der linken Strassenseite, vom Kreisel her kommend. Es ist auf der gesamten Länge mindestens drei Meter breit. Das unwichtige Trottoir entspricht mit nur 1.5 Meter Breite dem Minimalwert für das Kreuzen eines Fussgängers mit einem Rollstuhlgänger.Wo immer es die Platzverhältnisse zulassen, werden beidseitig der Fahrbahn Velostreifen von je 1.20m Breite markiert.

Beim Übergang Luzerner-, Buonaserstrase und beim Bahnhof entsteht je eine Begegnungszone. Diese ist durch farbigen Belag gekennzeichnet und weist auf die Vortrittsberechtigung des Langsamverkehrs hin. Der neue Bahnhofsplatz ist nicht mehr so stark möbliert.Bei den Bushaltestellen, den beiden Begegnungszonen und bei der Abzweigung der Meierskappelerstrasse entstehen verschieden grosse Platzanlagen mit Bäumen und Sitzgelegenheiten


Diplomarbeit 2006

Fach : Wasserbau

Lehmtobelbach Hochwasserschutzkonzept und neuer Bachlauf Lehmtobelbach Die Gemeinde Flawil ist künftig vor Hochwassern zu schützen. Deshalb wird ein Hochwasserrückhalte-becken geplant, der bestehende Buebentalerbach umgeleitet und durch den neu geplanten Lehmto-belbach in den bestehenden Tobelbach geführt.

Das Rückhaltebecken ist eine natürliche Gelände-mulde mit einem Volumen von etwa 90‘000m

3. Die-

ses Volumen kann bei einem 100-jährigen Hochwas-ser genug Wasser speichern, damit nur eine be-grenzte Menge Wasser weiter Richtung Lehmtobel-bach fliesst, die keine Schäden verursacht. Aufgrund der gegebenen topografischen Verhältnis-sen sind im Bereich des neuen Lehmtobelbachs Ab-stürze notwendig.

Die Böschungen müssen relativ steil gestaltet wer-den, damit der Einschnitt ins Gelände nicht zu gross wird. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Ufersicherung und wird mit Hilfe von Spreitlagen gelöst.

Manuela Schweizer

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Der Absturz besteht aus zwei Doppelrund-holzschwellen, die leicht zurückversetzt und einbetoniert sind. Das Tosbecken ist mit losen Bruchsteinen gegen Kolk gesichert.

Die Böschung wird auf den ersten 1.6m mit einem Gefälle von 1:1 gestaltet. Anschliessend folgt eine 1m breite Berme und die anschlies-sende Böschung weist eine Steigung von 3:2 auf.

Spreitlage

Ausschnitt aus der Orthofoto-Karte der Gemeinde Flawil

Hochwasserrückhalte- becken Rudlen

best. Buebentalerbach

Vereinigungsbecken

Buebentalerbach eingedolt

proj. Lehmtobelbach

best. Tobelbach


Diplomarbeit 2006

Fach : Wasserbau

Sanierung Geisslibach, Abschnitt Basadingen – Wehr Bachmann Willisdorf Der stark begradigte und kanalisierte Geisslibach weisst im Abschnitt Basadingen - Willisdorf mehrere Mängel und Defizite auf. Der Bach ist stark mit Algen bewachsen, verschlammt, trüb und in den Jahren 1994 und 2000 trat Hochwasser über die Dämme. Die beiden Dämme entlang des Baches werden von Bisamratten und Bibern bewohnt, was durch die Grabaktivitäten zu einer Vernässung der Umgebung und Instabilität des Dammes führt. Des Weiteren trägt der Chatzenbach viel Geschiebe in den Geisslibach, wodurch Auflandungen im Bereich der Einmündung entstehen. Der heutige Zustand bietet keinen natürlichen Lebensraum, der eine hohe Biodiversität fördern würde. Durch die aus langer Tradition betriebene Kleinwasserkraftanlage der Mühle Bachmann AG wird durch deren Wehranlage der Geisslibach etwa 1km eingestaut. Mehrere Mängel sind auf diesen Einstau zurückzuführen. Eine Kontrolle der Gewässerqualität hat ergeben, dass der Geisslibach als „gut“ beurteilt werden kann. Für die Sanierung des Geisslibaches wurde viel Wert darauf gelegt, eine nachhaltige, ökologische und finanzierbare Variante auszuarbeiten. Die Gewässermorphologie und der Lebensraum um den Bach soll aufgewertet werden. Kontrollierte und eingeschränkte Aktivitäten von Biber und Bisamratten sollen toleriert werden. Als Bemessungswassermenge wurde ein HQ20 von 11m3/s definiert.

Mit dem Computer wurden die aktuelle Situation und mögliche Varianten nachmodelliert. Dies hat ergeben, dass die Dämme bis zu einem Meter erhöht werden müssten, um ein HQ20 bei einem Freibord von 50cm abzuleiten (Siehe Bild 1). Da bei einer Erhöhung der Dämme aber nur der Hochwasserschutz berücksichtigt wird und die meisten anderen Probleme, wie zum Beispiel Verschlammung, bleiben, wurde eine bessere Variante gesucht. Wird die Wehranlage rückgebaut und das Gefälle auf die ganze Strecke angepasst, so kann ein HQ20 mit einem Freibord von 50cm abgeleitet werden. Dies sogar bei naturnaher Gestaltung der Bachsohle und stark verwachsener Böschung (Siehe Bild 2). Mit diesem Computermodell konnte auch nachgewiesen werden, wie weit Biberdämme toleriert werden können. Anhand einer Variantenstudie wurde nach einer optimalen Lösung gesucht. Die Variantenstudie hat ergeben, dass eine möglichst einfache und naturnahe Böschungssicherung angebracht ist und das Wehr aufgehoben werden soll.

Verbauungen gegen die Vernässung sollen später bei Problemzonen angebracht werden. Gegen das eingeführte Geschiebe des Chatzenbaches wird ein Sandfang vorgeschlagen.

Roger Spiess

Bild 2: Empfohlene Variante Rückbau der Wehranlage und anpassen der Bachsohle

Bild 1: Variante mit Weidenspreitlage und Metallgitter Wehr nicht rückgebaut, Dämme erhöht


Diplomarbeit 2006

Fach : Wasserversorgung

Wasserversorgung Eschenz Im Rahmen der Diplomarbeit über das laufende Sanierungskonzept der Wasserversorgung Eschenz wurden Erhebungen, Verbesserungsvorschläge sowie ein Neubauentwurf des Reservoirs eruiert. Die Wasserversorgung Eschenz soll aufgrund ihres Alters saniert werden, da die bestehenden Anlagen den heutigen Anforderungen an eine moderne und leistungsfähige Versorgung nicht mehr genügen.

Der Hauptwasserlieferant von Eschenz, die Iben-Bäli-Quelle, befindet sich ebenfalls in einem unerwünschten Zustand bezüglich Qualität und Quantität des Wassers. Es wird empfohlen, die Quelle zu sanieren, sie mit Schutzzonen vor äusseren Einflüssen zu bewahren und eine Wasseraufbereitungsanlage zu installieren.

Aufgrund der Verfassung, Alter und Höhenlage des alten Reservoirs Hüttenberg ist ein Neues geplant worden. Unter den Voraussetzungen des Quellzulaufes und des Pumpenzulaufes ist das neue Reservoir dimensioniert. Eine möglichst optimierte Lösung für Brauch- und Löschwasserreserve wurde erstellt. Die gewählten Ausrüstungen und Armaturen erlauben einen reibungslosen Betriebs-, Revisions- und Reinigungszustand.

Breitler Mario

Das Leitungsnetz von Eschenz wurde auf seine Leistungsfähigkeit und Versorgungssicherheit überprüft. Dabei wurden mit vereinfachten Maschen und Leitungsteilen gerechnet. Aus den Resultaten konnten Verbesserungsvorschläge ermittelt werden.

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Bachelorarbeiten Bauingenieurwesen 2006