Bogenförmige Staumauer. Die Erfindung betrifft eine bogenförmige Staumauer mit an den beiden Kämpfern der bogenförmigen Hauptmauer angeordneten Widerlagern nach Art von Strebepfeilern, die sieh je auf eine im Hang ansteigend verlau fende Gründungssohle abstützen, und mit Flügelmauern.
Bei einer bekannten, in Fig. 1 dargestellten bogenförmigen Staumauer A sind die Wider lager gabelförmig ausgebildet. Hiermit wird der Zweck: verfolgt, die Spannweite und den Krümmungsradius der Staumauer zu verrin gern. Die Äste B und C der gegabelten Wider lager bilden zusammen einen einheitlichen Körper und sind durch besondere Bewehrun gen zusammengehalten. Damit der Bogenschub auf die beiden Äste des Widerlagers geleitet werden kann, müssen diese miteinander einen spitzen Winkel bilden und so, angeordnet sein, < lass der Bogenschub diesen Winkel ungefähr halbiert.
Das Besondere besteht bei dieser Konstruktion darin, dass der Bogenschub an ,jeder Seite auf die zwei mehr oder weniger gleichberechtigten Äste eines gemeinsamen Widerlagers übertragen wird.
Ferner ist die Absperrung eines Tals durch eine Mauer mit einem Hauptgewölbe D und zwei Flügelgewölben E nach Fig.2 be kannt. Das Hauptgewölbe und die Flügel gewölbe stützen sich auf ;Strebepfeiler F, deren Grundfläche im Hang ansteigt. Die Mittelfläche G der Strebepfeiler ist parallel zur tangentialen Fortsetzung der Mittelfläche des Hauptgewölbes angeordnet. Die Flügel gewölbe haben nur an ihrer Krone einen die Gewölbewirkung ermöglichenden Öffnungs winkel, während sie unterhalb der Krone wegen der Form des ansteigenden Talhanges einen so geringen Öffnungswinkel aufweisen, dass die erwartete Bogenwirkung nicht ein treten kann.
Es werden deshalb offenbar nicht Bogenschübe parallel zur Mittelfläche des Strebepfeilers eintreten, sondern Schübe, die die Grundfläche des Strebepfeilers vom Hang abzuschieben versuchen.
Schliesslich ist ein Talabschluss gemäss Fig. 3 bekannt, der aus Reihengewölben H" f besteht, mit der Besonderheit, dass das mitt lere Gewölbe H eine wesentlich grössere und der besondern Talform angepasste Spann weite aufweist als die übrigen Gewölbe J. Die Mittelfläche K der einzelnen Strebepfeiler L liegt bei dieser Staumauer offenbar in Rich tung der Resultierenden aus den beiden sich auf den betreffenden Strebepfeiler L stützen den Gewölben. Die Flügelgewölbe J bilden mit dem Hauptgewölbe H einen monolithi.. sehen Körper.
Demgegenüber zeichnet sich die bogenför mige '.Staumauer gemäss der Erfindung da durch aus, dass die strebepfeilerartigen Wider lager im Grundriss gesehen tangential an die Hauptmauer anschliessen, dass die Flügel mauern im Grundriss gesehen wenigstens an genähert senkrecht von der Hauptmauer ab zweigen und dass sich ferner die Flügelmauern gleichfalls je auf eine im Hang ansteigend verlaufende Gründungssohle abstützen und von der Hauptmauer durch Fugen abgetrennt sind, die unter Aufrechterhaltung ihrer Fugenwirkung gegen Wasserdurchtritt ab gedichtet sind.
Beim Gegenstand der Erfindung wird die Möglichkeit einer Verringerung des Krüm- mungsradius der Staumauer voll ausgenutzt, da die Widerlager im Grundriss gesehen tan- gential an die Hauptmauer anschliessen. Die Vergrösserung des Öffnungswinkels des Bo gens, die mit der Verringerung des Radius gleichläuft, kann bis zu einer Grenze getrie ben werden, die dadurch gegeben ist, dass die Widerlager sich auf eine im Hang ansteigend verlaufende Gründungssohle abstützen muss.
Die Flügelmauern sind durch Fugen von der Hauptmauer getrennt, so dass die Gewölbe wirkung der Hauptmauer vollkommen und einwandfrei erhalten bleibt. Die Flügel mauern stützen sich in gleicher Weise wie die Strebepfeiler auf eine im Hang ansteigend verlaufende Gründungssohle ab und können in ihrem Verlauf der Gestalt des Geländes an gepasst sein. Sie müssen also nicht geradlinig verlaufen, sondern können unter Umständen dem Gelände in einer Krümmung folgen.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes sowie eine Variante sind auf der beigefügten Zeichnung dargestellt.
Fig. 4 zeigt die Staumauer schematisch im G rundriss, Fig.5 ist eine schaubildliche Gesamtdar stellung dieser Staumauer von der Luftseite aus gesehen, Fig. 6 stellt einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5 dar, Fig.7 ist eine ähnliche Darstellung einer Variante des Mauerquerschnittes, und Fig.8 zeigt die Abwicklung der Haupt mauer entlang der Linie VIII - VIII in Fig. 5.
Wie Fig. 4 und 5 erkennen lassen, handelt es sich bei dem dargestellten Ausführungs beispiel um eine Talsperre, durch die ein Stausee zwischen zwei sich gegenüberliegenden Talhängen gebildet werden soll. In der Zeieh- nung sind die einzelnen Schichtlinien, die die Geländeform wiedergeben, mit 1 bezeichnet.
Die bogenförmige Hauptmauer hat in ihrem mittleren, unter dem Wasserdruck stehenden Teil die Form eines l#-reis7ylinder- abschnittes mit einer lotrechten Erzeugenden. Dieser Teil der Mauer ist in Fig. 4 mit 2 be zeichnet.
Die strebepfeilerartigen Widerlager 3, 4 mit den :Nehsen 17, 1.8 seliliessen sieh im Grundruss gesehen beiderseitig tangential an den zylindrischen Mauerteil ? an und stützen sich jeweils auf eine in den beiden Hängen angeordnete Gründungssohle 5, 6 ab (Fug. B). Die im Hang angeordneten Gründungssohlen 5 und 16 verlaufen, wie Fig. 8 zeigt, im Hang ansteigend.
Der unter der Wirkung des Was serdruckes auf den kreiszylinderförmigen Ab schnitt der Hauptmauer entstehende Horizon talschub auf die Widerlager setzt sieh mit denn Gewicht des Widerlagers zu resultierenden Kräften zusammen, die möglichst senkreelit auf der Gründungssohle auftreffen sollen. Die aus Fig. $ ersichtlichen Pfeile geben die An griffsrichtungen dieser Resultierenden wieder.
Aus vorstehenden Angaben lässt sieh die Grösse des Neigungswinkels der Gründun-s- sohle rechnerisch ermitteln. Sofern die reeline- riseh ermittelte Neigung der (Tründungssolili, im Gelände nicht von Natur aus vorhanden ist, muss sie durch einen entsprechenden Aus hub künstlich geschaffen werden. Der Nei gungswinkel muss so beschaffen sein, dass die Resultierende möglichst senkrecht auf die Gründungssohle auftrifft.
Die Widerlager er halten eine von der Mauerkrone 14 zum Tal hang abfallende Form, wie bei 7 und S (Fug. 5) angedeutet ist.
Zwischen den Widerlagern 3 und 4 und den beiden Talhängen sind sekundäre Flügel mauern 9, 10 angeordnet, die beim Ausfüh rungsbeispiel wegen der angenommenen ländeverhä.ltnisse im Grundruss gekrümmt ver laufen.
Die beiden Flügelmauern 9 und 10 zweigen im Grundruss gesehen senkrecht von der Hauptmauer 2. mit der Achse 19 ab um -l sind von der Hauptmauer durch Raumfuge:i 22 getrennt, die unter Aufrechterhaltung ihrer Fugenwirkung in bekannter Weise gegen Wasserdurchtritt abgedichtet werden. Die Flüäelmauern stützen sich je auf eine im Hang ansteigend verlaufende Gründungs sohle ab.
Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, hat die Hauptmauer praktisch über ihre ganze Höhe eine konstante Wandstärke und besitzt nur in ihrem untern, an die Gründungssohle an- Sclrliesseiiden 'Teil auf der der Luft zugekehr ten Seite eine fussartige Verbreiterung 11. Die bisher bekannten bogenförmigen Staumauern wurden in der Regel so konstruiert, dass sie an der Mauerkrone eine erheblich geringere Wandstärke hatten als an andern Mauer teilen. In der Regel liess man die Wände in Richtung auf das Fundament zu immer stärker werden.
Fig.7 zeigt eine Variante für die Ausbil dung des Querschnittes der hier mit 2' be zeichneten Hauptmauer. Dieser Querschnitt ist gemäss Fig. 7 so gestaltet, dass oberhalb der Gründungssohle eine gegen die 'Wasserseite gerichtete<B>Wölb</B> 12 vorhanden ist, so dass die Staumauer in diesem 'Teil eine doppelte Wölbung, nämlich im Grundriss und im Auf riss, aufweist. Die Wölbung 1\2 sitzt mit einer. "egen die Luftseite der Mauer gerichteten :w'eigung 13 auf der Cxründungssohle 15 auf.
Ans Fig. 8 sind weitere Einzelheiten hin sichtlich des Verlaufes der Mauerkrone 1-1 und der Ausbildung der Gründungssohle 15 der Hauptmauer 2 erkennbar. Die gestrichelte Linie 16 veranschaulicht die ursprüngliche Geländeform im Bereich der Hauptmauer @' und der W iderlager 3 und 4.
Arch-shaped dam. The invention relates to an arched dam with arranged on the two fighters of the arched main wall abutments in the manner of buttresses, which are supported on an increasing slope Fende foundation base, and with wing walls.
In a known, shown in Fig. 1 arcuate dam A, the counter bearings are fork-shaped. The purpose of this is: to reduce the span and the radius of curvature of the dam. The branches B and C of the forked abutment together form a single body and are held together by special reinforcements. So that the bow thrust can be directed to the two branches of the abutment, they must form an acute angle with one another and be arranged so that the bow thrust roughly halves this angle.
The special thing about this construction is that the arch thrust is transferred to the two more or less equal branches of a common abutment on each side.
Furthermore, the barrier of a valley by a wall with a main vault D and two wing vaults E according to Figure 2 be known. The main vault and the wing vaults are supported on; buttresses F, the base of which rises in the slope. The central surface G of the buttresses is arranged parallel to the tangential continuation of the central surface of the main arch. The wing vaults only have an opening angle at their crown that enables the arching effect, while below the crown, due to the shape of the rising valley slope, they have such a small opening angle that the expected arching effect cannot occur.
Obviously, there will be no arch thrusts parallel to the central surface of the buttress, but thrusts that try to push the base of the buttress off the slope.
Finally, a valley end according to FIG. 3 is known, which consists of row vaults H "f, with the peculiarity that the middle vault H has a much larger and the particular valley shape adapted span width than the other vaults J. The middle surface K of the individual Buttress L in this dam is obviously in the direction of the resultant from the two vaults supported on the relevant buttress L. The wing vaults J form a monolithic body with the main vault H.
In contrast, the arch-shaped dam wall according to the invention is characterized by the fact that the buttress-like abutments adjoin the main wall tangentially when viewed in plan, that the wing walls branch off at least approximately perpendicularly from the main wall when viewed in plan and that furthermore the wing walls also each support a foundation base rising in the slope and are separated from the main wall by joints that are sealed against water penetration while maintaining their joint effect.
In the subject matter of the invention, the possibility of reducing the radius of curvature of the dam is fully exploited, since the abutments are tangential to the main wall when viewed in plan. The enlargement of the opening angle of the bow, which is the same as the reduction in the radius, can be driven up to a limit, which is given by the fact that the abutment must be supported on a foundation base rising in the slope.
The wing walls are separated from the main wall by joints so that the vaulting effect of the main wall is completely and perfectly preserved. The wing walls are supported in the same way as the buttresses on a foundation base rising in the slope and their course can be adapted to the shape of the terrain. You do not have to run in a straight line, but can possibly follow the terrain in a curve.
An embodiment of the subject invention and a variant are shown on the accompanying drawing.
Fig. 4 shows the dam schematically in plan, Fig. 5 is a diagrammatic overall representation of this dam as seen from the air side, Fig. 6 shows a section along the line VI-VI in Fig. 5, Fig. 7 is a Similar representation of a variant of the wall cross-section, and FIG. 8 shows the development of the main wall along the line VIII - VIII in FIG. 5.
As can be seen in FIGS. 4 and 5, the illustrated embodiment is a dam through which a reservoir is to be formed between two opposite valley slopes. In the drawing, the individual layer lines that reflect the shape of the terrain are denoted by 1.
The central part of the arched main wall, which is under the water pressure, has the shape of a circular cylinder section with a vertical line. This part of the wall is marked in Fig. 4 with 2 be.
The buttress-like abutments 3, 4 with the: Nehsen 17, 1.8 seliliessen see seen in the plan view on both sides tangential to the cylindrical wall part? and are each supported on a foundation base 5, 6 arranged in the two slopes (Fug. B). The foundation levels 5 and 16 arranged in the slope, as shown in FIG. 8, rise in the slope.
The horizontal thrust on the abutment that occurs under the action of the water pressure on the circular cylindrical section of the main wall is combined with the weight of the abutment to form the resulting forces that should be as perpendicular as possible on the foundation base. The arrows shown in Fig. $ Indicate the directions of attack on this resultant again.
From the information given above, the size of the angle of inclination of the bottom of the Gründun-s can be calculated. If the incline of the (Tründungssolili, determined in real terms) is not naturally present in the terrain, it must be artificially created by a corresponding excavation. The angle of inclination must be such that the resultant hits the foundation base as vertically as possible.
The abutments he hold a sloping shape from the wall crown 14 to the valley slope, as indicated at 7 and S (Fug. 5).
Between the abutments 3 and 4 and the two valley slopes, secondary wing walls 9, 10 are arranged, which in the exemplary embodiment are curved because of the assumed land conditions in the ground plan.
The two wing walls 9 and 10, viewed in plan, branch perpendicularly from the main wall 2. with the axis 19 from around -l are separated from the main wall by space joints: i 22, which are sealed in a known manner against the penetration of water while maintaining their joint effect. The wing walls are each supported on a foundation base that rises in the slope.
As can be seen from Fig. 6, the main wall has a constant wall thickness practically over its entire height and only has a foot-like widening 11 on the side facing the air in its lower part, attached to the foundation base. The previously known arched ones Dams were usually constructed in such a way that they had a considerably smaller wall thickness at the top of the wall than at other parts of the wall. As a rule, the walls were made to get stronger and stronger in the direction of the foundation.
7 shows a variant for the formation of the cross-section of the main wall, here marked with 2 '. This cross-section is designed according to FIG. 7 in such a way that above the base of the foundation there is a vault 12 directed towards the water side, so that the dam wall has a double vault in this part, namely in plan and in elevation crack. The arch 1 \ 2 sits with a. "egen the air side of the wall directed: slope 13 on the base 15 of the base.
8, further details of the course of the wall crown 1-1 and the formation of the foundation base 15 of the main wall 2 can be seen. The dashed line 16 illustrates the original terrain shape in the area of the main wall @ 'and the abutments 3 and 4.