Bogenförmige Staumauer für Talsperren. Die Erfindung bezieht sich auf eine bogen förmige Staumauer für Talsperren.
Talsperren werden im wesentlichen nach zwei verschiedenen Konstruktionsprinzipien errichtet, nämlich entweder als Schwer gewichtsmauern oder als bogenförmige Stau mauern. Die Schwergewichtsmauer kragt ge wissermassen aus ihrem Fundament aus, wäh rend der andere Staumauertyp bogenförmig verläuft und sich nach Art eines Gewölbes auf die Talhänge stützt. Da bei der bogenförmigen Staumauer die Kräfte durch Gewölbedruck auf massive, durch die Talhänge gebildete Fundamente übertragen werden, besitzt die Bogenstaumauer eine grössere Sicherheit als die Schwergewichtsmauer.
Letztere wird auf Schub und Biegung belastet und sitzt im Prinzip auf einem horizontalen Fundament auf.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe ge stellt, die Gewölbewirkung von bogenförmi- gen Staumauern zu verbessern, und besteht darin, da.ss im Bereich der Mauerkrone in Ab ständen voneinander quer zur Mauer gerich tete, nach oben offene Trennfugen vorgesehen sind, welche verhindern, dass in diesem Be reich der Staumauer eine Bogenwirkung ent steht, wobei diese Trennfugen durch ein nach giebiges Dichtungsmittel verschlossen sind.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbei spiel der erfindungsgemässen Staumauer dar gestellt..
Fig. 1 ist eine in der Abwicklung wieder gegebene Ansicht der Mauer, von der Luft seite aus gesehen. Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Mauer. Fig. 3 ist ein Querschnitt nach der Linie III-III der Fig. 2 in etwas grösserem Mass stab, und Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus einem Horizontalschnitt durch die Mauerkrone nach der Linie IV-IV der Fig. 3 in erheblich grösse rem Massstab.
Die in der Zeichnung dargestellte Stau mauer ist, wie Fig. 2 erkennen lässt, bogenför mig gestaltet. 2 und 3 sind die Widerlager, mit welchen sich die Mauer auf den beiden Talhängen abstützt, zwischen welchen sie er richtet ist. Die Mauer steht lotrecht und ist in der Krone und im Bereich ihres mittleren, mit 4 bezeichneten Teils gleichbleibend dick. Lediglich der Fussteil 5 ist verbreitert und nach Art eines Widerlagers so ausgebildet, dass die Stützkraft bei gefülltem Staubecken rechtwinklig zur Bodenfuge verläuft.
Im allgemeinen können Bogenstaumauern nur dann angewendet werden, wenn die Ge ländeverhältnisse besonders günstig sind. Damit eine Bogenwirkung eintreten kann, muss der Bogen die Möglichkeit haben, elastisch nachzugeben. Dieses elastische Nachgeben wird aber durch den Zusammen hang mit dem Fundament behindert.
Deshalb wirkt jede bogenförmige Staumauer nur zum Teil als Bogen, zum andern Teil aber wie bei einer Schwergewichtsmauer als ein aus dem Fundament auskragenderArm. Hinzukommt, dass die Krone einer Staumauer durch den aul sie wirkenden Wasserdruck nur wenig be- ansprucht wird und sich deshalb auch nur in geringem Mass in Richtung des Wasserdruk- kes durchbiegt,
während zum Beispiel in der Mitte der Stauhöhe erheblich grössere Durch- biegungen eintreten. Demgemäss treten im mittleren Teil der Mauer Biegespanriunen mit Zug auf der Luftseite und an der Ein spannstelle Biegespannungen mit Zug auf der Wasserseite auf. An der Einspannstelle kann man die Zugspannungen durch eine nach der Luftseite gerichtete Verbreiterung vermei den, die entsprechend dem Ablauf des Ein spannmomentes verläuft. Im mittleren Teil der Staumauer könnten die Biegezugspan- nungen nur durch eine sich über die ganze Höhe der Mauer erstreckende Verdickung be hoben werden..
Diese würde aber wiederum die gesamte Gewölbewirkung einschränken, so dass letzten Endes doch wieder eine aus dem Fundament auskragende Mauer ent stehen würde.
Ausgehend von der Erkenntnis, dass es schädlich ist, wenn im obersten Teil der Mauer eine Bogenwirkung entsteht, sind im Bereich der Mauerkrone 1 quer zur Krone gerichtete Trennfugen 6 angeordnet, die bei einer als Kreisbogen verlaufenden Mauer so mit sich in Richtung des Krümmungsradius der Staumauer erstrecken. Der Abstand der einzelnen Fugen voneinander kann je nach den Gegebenheiten des Einzelfalles verschie den gross gewählt werden.
In der Regel haben die einzelnen Fugen einen Abstand vonein ander, der der üblichen Breite der Arbeits abschnitte entspricht, die man beim Bau einer Staumauer für den Betonierungsvor- gang wählt. Fig. lässt dies im einzelnen er kennen. Die Fugen werden bei der im ober sten Mauerabschnitt entsprechend vorzuneh menden Betonierung in der üblichen Weise gebildet.
Die Ausdehnung der Trennfugen der Höhe nach wird durch die Überlegung bestimmt. dass der oberste Teil der Staumauer für den Wasserdruck als Schwergewichtsmauer wir ken muss. Beim Ausführungsbeispiel erstrek- ken sich die Trennfugen 6 der Höhe nach über einen Bereich, der etwa dem 1 V 2fachen der Dicke der Mauer an der Krone 1 entspricht (vgl. Fig. 1 und 3).
Durch die Fugen 6 werden der auf dem obersten Teil der Mauer lastende Wasser druck und das zugehörige Biegungsnioinent am obern Rand des keine Fugen aufweisenden Mauerteils eingeführt.
Durch die Ausschaltung einer Bogenwir kung in dem die Fugen aufweisenden Teil der Bogenstaumauer ist diese theoretisch nin die Höhe der Trennfugen niedriger. In dieser ver ringerten Höhe ist das von der Staumauer abzuschliessende Tal in der Regel schon er heblich enger, so dass die Mauer mit einem kleineren Radius hergestellt werden kann. Der oberste, die Fugen aufweisende Teil der Mauer wirkt als Gewichtsmauer.
Ihr Hori zontalschub biegt die obere Zone der Mauer in günstiger Weise nach der Luftseite, wo durch das maximale Biegungsmoment in lot rechter Richtung mit Zug auf der Luftseite verkleinert und nach unten verschoben wird.
Die Fugen 6 sind gegen den Durchtritt von Wasser in der für solche Zwecke üblichen Art und Weise nachgiebig abgedichtet. Beim Ausführungsbeispiel besteht die Dichtung für jede der Fugen 6 aus einem Streifen 7 aus Kupferblech, der sich über die ganze Höhe der Fuge erstreckt und gegebenenfalls aus mehreren, miteinander dicht verbundenen Bahnen zusammengefügt werden kann. Der Dichtungsstreifen 7 ragt mit einer Falte 8 frei in die Fuge 6 hinein und ist mit seinen beim Ausführungsbeispiel abgewinkelten seitlichen Schenkeln im Beton verankert.
Die erwähnte Falte 8 ermöglicht es. dass sich die einzelnen, durch die Fugen 6 voneinander abgetrennten Blöcke, aus denen die. Staumauer im Bereich der Mauerkrone besteht. ausdehnen können.
Arch-shaped dam for dams. The invention relates to an arched dam for dams.
Dams are essentially built according to two different construction principles, namely walls either as heavy weight walls or as arched dams. The heavyweight wall protrudes to a certain extent from its foundation, while the other type of dam is arched and rests on the slopes of the valley like a vault. Since in the case of the arched dam, the forces are transferred to massive foundations formed by the valley slopes through arch pressure, the arched dam is more secure than the gravity wall.
The latter is subjected to shear and bending loads and, in principle, sits on a horizontal foundation.
The object of the invention is to improve the arching effect of arched dam walls, and consists in that in the area of the wall crown there are separating joints which are open at the top and which are directed across the wall and which prevent that in this area of the dam there is an arching effect, these joints being closed by a flexible sealant.
In the drawing, an exemplary embodiment of the dam according to the invention is shown ..
Fig. 1 is a view of the wall again given in the settlement, seen from the air side. Fig. 2 shows a plan view of the wall. Fig. 3 is a cross-section along the line III-III of FIG. 2 on a slightly larger scale, and Fig. 4 shows a detail from a horizontal section through the wall crown along the line IV-IV of FIG. 3 on a considerably larger scale .
The dam wall shown in the drawing is, as shown in FIG. 2, designed bogenför mig. 2 and 3 are the abutments with which the wall is supported on the two valley slopes between which it is erected. The wall is perpendicular and is consistently thick in the crown and in the area of its central part, marked 4. Only the foot part 5 is widened and designed like an abutment in such a way that the supporting force runs at right angles to the floor joint when the reservoir is full.
In general, arch dams can only be used if the geographic conditions are particularly favorable. In order for an arch effect to occur, the arch must be able to yield elastically. This elastic yield is hindered by the connexion with the foundation.
Therefore, every arched dam only partially acts as an arch, but on the other hand, like a heavyweight wall, as an arm protruding from the foundation. In addition, the crown of a dam is only slightly stressed by the water pressure acting on it and therefore only bends to a small extent in the direction of the water pressure.
while, for example, significantly larger deflections occur in the middle of the water level. Accordingly, bending tensions with tension on the air side occur in the middle part of the wall and bending tension with tension on the water side at the tension point. At the clamping point, the tensile stresses can be avoided by a widening directed towards the air side, which runs according to the course of the clamping moment. In the middle part of the dam, the tensile bending stresses could only be relieved by a thickening extending over the entire height of the wall.
This, however, would in turn limit the overall vault effect, so that in the end a wall protruding from the foundation would emerge.
Based on the knowledge that it is harmful if an arch effect occurs in the uppermost part of the wall, separating joints 6 are arranged transversely to the crown in the area of the wall crown 1, which in the case of a wall running as a circular arc with them in the direction of the radius of curvature of the dam extend. The distance between the individual joints from one another can be selected to be different depending on the circumstances of the individual case.
As a rule, the individual joints have a distance from one another that corresponds to the usual width of the working sections that are selected for the concreting process when building a dam. Fig. Shows this in detail. The joints are formed in the usual way when concreting in the upper most wall section accordingly.
The expansion of the joints in height is determined by the consideration. that the top part of the dam must act as a heavyweight wall for the water pressure. In the exemplary embodiment, the separating joints 6 extend in height over an area which corresponds approximately to 1 V 2 times the thickness of the wall on the crown 1 (cf. FIGS. 1 and 3).
Through the joints 6 the pressure on the uppermost part of the wall water and the associated Biegungsnioinent are introduced at the upper edge of the wall part having no joints.
By eliminating a Bogenwir effect in the part of the arch dam with the joints, this is theoretically lower nin the height of the separating joints. At this reduced height, the valley to be closed off by the dam wall is usually considerably narrower, so that the wall can be made with a smaller radius. The uppermost part of the wall showing the joints acts as a weight wall.
Your Hori zontalschub bends the upper zone of the wall in a favorable manner to the air side, where is reduced by the maximum bending moment in the right direction with train on the air side and moved down.
The joints 6 are resiliently sealed against the passage of water in the manner customary for such purposes. In the exemplary embodiment, the seal for each of the joints 6 consists of a strip 7 made of sheet copper, which extends over the entire height of the joint and, if necessary, can be joined together from several strips that are closely connected to one another. The sealing strip 7 protrudes freely into the joint 6 with a fold 8 and is anchored in the concrete with its angled lateral legs in the exemplary embodiment.
The aforementioned fold 8 makes it possible. that the individual blocks, separated from one another by the joints 6, from which the. There is a dam in the area of the top of the wall. can expand.