DE2135867C3 - Verfahren zum Herstellen eines schwimmenden Unterwassertunnels aus Stahlbeton und nach diesem Verfahren hergestellter Tunnel - Google Patents

Description

3. Tunnel nach Anspruch 2, dadurch gekenn- halb des Wasserspiegels ohne Anwendung irgendwelzeichuet, daß die Verkehrswege zumindest im eher Dichtungsmittel, abgesehen von der stirnseitigen mittleren Bereich der Tunnelröhre (1) im oberen 30 Abdichtung der Tunnelröhre, herzustellen. Das wird Teil des Querschnitts angeordnet sind. allein durch die Wahl einer bestimmten Tunnelgra-

4. Tunnel nach Anspruch 3, dadurch gekenn- diente und die besondere Ausbildung der Gleitbahn zeichnet, daß die Verkehrswege gegen die Wider- erreicht, die gemeinsam bewirken, daß die noch unlager (2,3) hin zum unteren Teil des Querschnitts fertige Tunnelröhre auf der Herstellungsseite kontider Tunnelröhre (1) geführt sind. 35 nuierlich in das Wasser eintaucht und daß das Gewicht der Tunnelröhre beim Eintauchen in das Wasser mit stetigem Übergang von der Gleitbahn zu dem

langsam wirksam werdenden Auftrieb hin verlagert

wird. Zugleich wird die Voraussetzung dafür ge-40 schaffen, daß die Tunnelröhre auf der Gegenseite in

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel- gleicher Weise wieder aus dem Wasser auftaucht und len eines schwimmenden Unterwassertunnels mit im in einem oberhalb des Wasserepiegels liegenden vertikalen Längsschnitt nach unten gekrümmter Gra- Empfangsbauwerk aufgenommen werden kann,
diente sowie einen nach diesem Verfahren herge- Zur Durchführung des Verfahrens eignet sich ganz

stellten Tunnel. 45 besonders ein Tunnel, bei dem die untere Begren-

Ein Unterwassertunnel dieser Art, bei dem die zung der Tunnelröhre aus einer im Querschnitt etwa Tunnelröhre mit einem gewissen Durchhang zwi- parabolisch gekrümmten Platte besteht, die oben sehen den beiden festen Auflagern gespannt sein soll, durch eine horizontale Deckplatte abgeschlossen ist, ist in der Zeitschrift »Brücke und Straße«, 1964, welche an beiden Seiten Überstände aufweist, die zur S. 370/372 beschrieben worden. Er soll so hergestellt 50 Auflagerung der Tunnelröhre auf der Gleitbahn diewerden, (daß im Trockendock vorgefertigte Teil- nen.

stücke eingeschwommen und aneinandergefügt wer- Dieser Querschnitt der Tunnelröhre hat hochlie-

den. Schon das Herstellen der einzelnen Abschnitte, gende Auflagerpunkte, so daß sie beim Verlassen der vor allem aber deren Einschwimmen und Verbinden Auflagerbank, die nicht oder nicht viel ins Wasser wirft große Probleme auf, deren Lösung schwierig 55 eintaucht, gerade schwebt. Somit wird beim Eintauist chen der Tunnelröhre praktisch ihr volles Eigenge-

Bei einem anderen bekannten Verfahren zum Her- wicht durch Auftrieb getragen; es werden beim StasteDen eines Unterwassertunnels (deutsche Auslege- pellauf des Tunnels Biegebeanspruchungen beim schrift 1247 369) wird die Tunnelröhre durch Anein- Eintauchen in das Wasser weitgehend vermieden und anderfügen von Tunnelabschnitten gebildet, die von 60 die Aufwendungen für ein besonderes Dock gespart, einer trockenen Ausgangsstelle aus, an der sie im Die annähernd parabolische Querschnittsform hat

Taktverfaliren hergestellt werden, in einer in der Ge- weiterhin die Vorteile einer günstigen statischen Wirwässersohle vorbereiteten horizontalen Rinne bis'zn kung für die Aufnahme de« Wasserdrucks in Quereiner ebenfalls trockenen Empfangsstelle vorgescho- richtung, eine günstige hydraulische Form, um den ben werden. Sowohl das Ausgangsbauwerk wie auch 65 seitlichen Anströmwiderstarid gering zu halten und das Empfiingsbauwerk liegen mit ihrer Sohle erheb- eine hydraulisch stabile Form zu bieten. Es entstehen lieh unter dem Wasserspiegel des Gewässers und beim seitlichen Anströmen keine Wirbel wie bei müssen demzufolge gegen den Wasserdruck abge- einer Röhre mit Kreisquerschnitt und keine Flatter-

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schwingungen wie bei {lachen Rechtcckquerschnit- traggliedcr; er gibt dem Tunnel das nötige Gewicht,

ten. Schließlich bietet der Querschnitt groüe Hebel- Die Bewehrungseinlage!! sind im wesentlichen im

arme für die lotrechten Verkehrslasten und die hori- Bereich von überkragenden Überständen 12 der

zontalcn Lasten aus seitlicher Anströmung der Tun- Deckplatte 6 und am Grunde des Tunnelquerschnit-

nelruhre durch das Wasser, r. tcs konzentriert. Sie wirken dort mit größtmöglichem

Die Verkehrswege können zumindest im mittleren Hebelarm sowohl zur Aufnahme von in vertikaler

Bereich der Tunnelröhre im oberen Teil des Quer- Richtung und in horizontaler Richtung auftretenden

Schnitts angeordnet sein. Sie können gegen die wechselnden Biegemomenten.

Widerlager hin zum unteren Teil des Querschnitts Die Verkehrslast des Tunnels wird über Biegung

der Tunnelröhre geführt sein. io aufgenommen. Bei sehr großen Spannweiten kann

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der die durch die Verkehrslasten bewirkte Formände-

Zeichnung näher erläutert. Es zeigt rung noch dadurch verringert werden, daß in der

F i g. 1 einen überhöht gezeichneten Längsschnitt Mitte der Spannweite eine schwimmende Unterstüt-

des Tunnels, zung angeordnet wird, die im Zustand der ständigen

F i g. 2 einen Querschnitt der Tunnelröhre, 15 Last keine Kraft auf die Röhre ausübt, bei Verkehrs-

F i g. 3 in größerem Maßstab die Anlage zur Her- lasten jedoch eine nachgiebige Unterstützung bildet,

stellung der Tunnelröhre mit der Gleitbahn, Der in horizontaler Richtung wirkende Strömungs-

F i g. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der druck, der unter Umständen beträchtliche Größen

Fig. 3, annehmen kann, wird von der Röhre als horizontaler

F i g. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V der ao in den Widerlagern eingespannter Träger aufgenom-

F i g. 3 und men. Da im Endzustand der Balken an den Ufern

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Herstellungsvor- längs unverschieblich gelagert ist, bewirkt die dann

gang in schematischer Darstellung. entstehende Spannkraft eine gewisse Entlastung der

F1 g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Tunnel- Biegebeanspruchung. Das gleiche gilt für Verkehrsröhre 1, aus dem ersichtlich ist, wie sich die Tunnel- 25 last.

röhre 1 entlang eines Kreisbogens vom Radius R zwi- Die Herstellung der Tunnelröhre 1 erfolgt an sehen den Widerlagern 2 und 3 spannt. Eine An- einem Ufer auf einer Anlage 4, die als Matrize beläge 4 zur Herstellung des Tunnels ist am linken zeichnet werden kann und im Querschnitt etwa dem-Widerlager 2 angedeutet. jenigen der Tunnelröhre entspricht. Sie weist au den

Ein Querschnitt durch die Tunnelröhre 1 ist in 30 Seiten zwei Gleitbahnen 13 auf, auf welchen die kon-Fig. 2 dargestellt. Der Querschnitt ist nach unten solartigen Überstände 12 der Deckplatte 6 gleitend, durch eine parabolisch gekrümmte Stahlbetonplatte 5 d. h. unter Zwischenschaltung entsprechender Gleitabgeschlossen, die oben als Deckplatte 6 eine Stahl- mittel, aufliegen. Die Matrize umfaßt den Tunnelbetonplatte trägt. Durch Zwischenwände 7,8 und 9 querschnitt im unteren Bereich lediglich auf eine besind einzelne Zellen gebildet, die entweder der Auf- 35 stimmte Strecke, die jeweils einem Betonierabschnitt nähme der Verkehrswege oder zu Ballasüerungs- entspricht. Die weitere Verbindung bis zur Wasserzwecken dienen. Im vorliegenden Fall sind die oberfläche bilden seitliche Widerlager 14, welche die Räume 10 und 10' tür Autostraßen und ist der Raum Gleitbahnen 13 fortsetzen.

11 für die Eisenbahn bestimmt. In die unteren Es ist vorgesehen, die Tunnelröhre 1 stetig oder in Räume können Ballast und Versorgungsleitungen 40 Abschnitten auf der Matrize im Trockenen, also obereingebracht werden. halb der Wasserlinie vor dem zugehörigen Widerla-

Die Tunnelröhre wirkt im Endzustand wie ein an ger 14 herzustellen und in kurzen Abschnitten in beiden Ufern eingespannter Balken. Sie ist in ihrem Richtung au^f das gegenüberliegende Ufer zu verEigengewicht so gestaltet bzw. durch entsprechende schieben. Der die Tunnelröhre umgebende Stahlman-Ballastierung so ausbalanciert, daß das Eigengewicht 45 tel kann dabei als Schalung dienen. Die Zwischendurch Auftrieb getragen wird. Lediglich für Ver- wände 7,8 und9 können z.B. mit Gleitschalung erkehrslasten wirkt sie wie ein eingespannter Balken. stellt werden. Die Verschieberichtung der Tunnel-Dabei ist zur Erzielung dieser Einspannung kein be- röhre verläuft parallel zur Balkenachse entlang der sonderer Aufwand erforderlich, da das hohe Gewicht kreisbogenförmig mit dem Radius R gekrümmten der Tunnelröhre auf eine relativ geringe Auflager- 5° Tunnelgradiente; die Betonierebene steigt im natürlistrecke am Ufer eine Einspannung bewirkt. chen Böschungswinkel des Frischbetons gegen das

Unter Eigengewicht schwebt der Balken also bei fertige Tunnelende an.

entsprechendem Wasserballast, ist also lastfrei. An- Im Hinblick auf eine möglichst kurze Bauzeit ist derungen dieses Zustandes, die sich durch Änderun- es zweckmäßig, den Herstellungsvorgang der Tunnelgen im spezifischen Gewicht des Meerwassers, bei- 55 röhre so zu gestalten, daß die einzelnen Arbeitsspielsweise bei Änderung des Salzgehaltes ergeben gänge, nämlich Herstellung des Stahlmantels, Einlekönnten, können durch einen Regelmechanismus in gen der Bewehrung, Herstellung der Innenschalung der Ballastierung, der Pumpen in Tätigkeit setzt, ge- und Betonieren, wie bei der Gleitbauweise stetig und steuert werden. ohne Pause erfolgen können. Diesem Gedanken ent-

Der aus Stahlblech, Bewehrung und Beton beste- 60 sprechend sind die Arbeitsplätze von rückwärts nach

hende Verbundquerschnitt ist sehr verformungssteif. vom hintereinander angeordnet.

Dabei tragen Stahlplatten, die an der Außenseite und Es ist fernerhin zweckmäßig, die beiderseitig an

an der Innenseite der äußeren Wandung der Tunnel- der Tunnelwandung angeordneten Stahlplatten durch

röhre 1 angebracht werden können, nicht nur zur stählerne Fachwerkkonstruktionen so zu verbinden,

Dichtigkeit der Tunnelröhre bei, sondern können bei 65 daß ein für die gesamten Tragwerkslasten (Stahlge-

geeigneter Verdübelung mit dem Beton auch zu Be- wicht, Bewehrungsstahl und Frischbetongewicht)

wehrungszwecken herangezogen werden. Der Beton tragfähiges Gebilde, das nur auf der Gleitbahn 13

dient dabei als billiges Verbindungsmittel der Stahl- aufliegt, entsteht. Eine Lehre für. die Form ist dann

nur während der Stahlmontage notwendig, während die großen Gewichte des fertigen Tragwerks nicht mehr auf der Lehre, sondern auf den Gleitbahnen aufruhen, die mit den notwendigen Schmiereinrichtungen verschen sind und eine geregelte Bewegung zulassen.

Die im Bau befindliche Tunnelröhre 1, die am vorderen Ende wasserdicht verschlossen ist, wird mit einem solchen Ballast verschen, daß sie im Wasser schwebt. Sie kann zusätzlich in ihrem vorderen Ende durch einen Schwimmkörper auf der richtigen Höhe gehalten werden. Die Unterstützung erfolgt im wesentlichen dyrch den Auftrieb; Vcrkehrslastcn sind im Herstellungszustand noch keine vorhanden. Korrekturen sind durch entsprechende Ballastierunj möglich.

Um ein seitliches Abschwimmen der Tunnelröhre 1 zu verhindern, werden von einer Basis am gegenüberliegenden Ufer aus Spannseile 15 an die schwebende Tunnelröhre 1 geführt, die am diesseitigen Ufer durch Spannanker 16 am Widerlager zurückgehalten wird. Mit fortschreitendem Bau wcrdcr die Spannseile 15 verkürzt und die Spannanker K verlängert. Wenn die Tunnelröhre das gegenüberlic gendc Ufer erreicht hat, werden die Enden auf bei den Seiten an die Widerlager 3 bzw. 2 angeschlossen

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 dichtet sein. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dai Patentansprüche: sowohl auf der Ausgangsseite wie auch auf der Emp fangsseite Schächte in den Boden eingebracht werder

1. Verfahren zum Herstellen eines schwimmen- müssen, die so groß sind, daß einerseits die einzelner den Unterwassertunnels mit im vertikalen Längs- 5 Tunnelabschnitte darin hergestellt werden könner schnitt nach unten gekrümmter Gradiente, ge- und daß weiterhin zur Abdichtung der Schächte ge· kennzeichnet durch die Anwendung des genüber dem Wasserdruck regelrechte Schleusenbau· an sich bekannten Taktschiebeverfahrens derart, werke vorgesehen sein müssen,
daß die Tunnelröhre (1) an Land oberhalb des Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Wasserspiegels auf einer in der Verlängerung der io Möglichkeit zu schaffen, um einen Unterwassertunkreisbogenförmig gekrümmten Tunnelgradiente nel unter Vermeidung der Nachteile der bekannten liegenden Matrize hergestellt und im Takt der Herstellungsverfahren auf wirtschaftliche Weise her-Herstellung entlang einer ebenfalls der Tunnel- stellen zu können.

gradiente folgenden Gleitbahn (13) zu Wasser ge- Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß

lassen wird, die eine solche Länge aufweist, daß 15 darin, daß die Tunnelröhre an Land oberhalb des die Tunnelröhre (1) am Ende der Gleitbahn (13) Wasserspiegels auf einer in der Verlängerung der so weit in das Wasser eintaucht, daß ihr Gewicht kreisbogenförmig gekrümmten Tunnelgradiente Hedort durch den Auftrieb aufgehoben wird, genden Matrize hergestellt und im Takt der Herstel-

2. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 lung entlang einer ebenfalls der Tunnelgradiente folhergestellter Tunnel, dadurch gekennzeichnet, ao genden Gleitbahn zu Wasser gelassen wird, die eine daß die untere Begrenzung der Tunnelröhre (1) solche Länge aufweist, daß die Tunnelröhre am Ende aus einer im Querschnitt etwa parabolisch ge- der Gleitbahn so weit in das Wasser eintaucht, daß krümmten Platte (5) besteht, die oben durch eine ihr Gewicht dort durch den Auftrieb aufgenommen horizontale Deckplatte (6) abgeschlossen ist, wird.

welche an beiden Seiten Überstände (12) auf- 35 Der Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung weist, die zur Auflagerung der Tunnelröhre (1) liegi im wesentlichen darin, daß es möglich ist, einen auf der Gleitbahn (13) dienen. Unterwassertunnel im Taktschiebeverfahren ober-