DE817277C - Sperrmauer fuer Stauseen - Google Patents

Sperrmauer fuer Stauseen

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DE817277C
DE817277C DEP30144A DEP0030144A DE817277C DE 817277 C DE817277 C DE 817277C DE P30144 A DEP30144 A DE P30144A DE P0030144 A DEP0030144 A DE P0030144A DE 817277 C DE817277 C DE 817277C
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wall
barrier
barrier wall
concrete
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Eugene Freyssinet
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    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B7/00Barrages or weirs; Layout, construction, methods of, or devices for, making same
    • E02B7/02Fixed barrages
    • E02B7/04Dams across valleys
    • E02B7/08Wall dams
    • E02B7/14Buttress dams

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  • Structural Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Revetment (AREA)

Description

  • Sperrmauer für Stauseen Bei den zur Zeit üblichen Sperrmauern für Talsperren «-erden beträchtliche Betonmassen benötigt, die je laufendes Meter des Bauwerkes stets mehr z als zoooH betragen. Hierbei bedeutet H die Stau -3 höhe. Um diese Massen zu vermindern, hat man versucht, die Sperrmauern im Boden zu verankern oder in anderer Weise zu befestigen, doch ist die. Dauerhaftigkeit solcher Befestigungen und Verankerungen leicht von Zufällen abhängig.
  • Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die zur Ausführung von Sperrmauern erforderlichen Betonmassen zu vermindern.
  • Ein weiterer Zweck ist es, der Sperrmauer eine Stabilität zu geben, die vollständig unabhängig ist einerseits von dem Gewicht des zu bildenden Betons und zum anderen von jeder Verankerung, selbst im schlechtesten Boden. Die nach der Erfindung ausgeführten Sperrmauern können genauestens berechnet werden. Man benötigt daher nur einen geringen Sicherheitskoeffizienten, den man für alle Teile des Bauwerkes gleich annehmen kann.
  • Ein weiterer Zweck der Erfindung ist es, die allgemeinen Formen des Bauwerkes so wählen zu können, daß sie eine große Elastizität besitzen, die oftmals eine bessere Ausnutzung der Formen und Eigenschaften des Geländes gestattet und die Erbauung von Sperrmauern praktisch auf jedem Gelände ermöglicht. Noch ein weiterer Zweck der Erfindung ist, die Sperrmauer aus schwach dimensionierten Bartteilen zusammenzusetzen, die außerhalb der Bartstelle fertiggestellt und dann-dort eingebaut werden können.
  • Das Verfahren zur Herstellung von Sperrmauern gemäß der Erfindung besteht darin, die Kraft, die notwendigerweise durch den Wasserdruck des Staubeckens auf gegen den Boden anliegende Wände erzeugt wird, deren Unterseiten von jedem Gegendruck freigehalten werden, statisch mit der horizontalen Komponente des hydrostatischen Druckes des Stausees gegen die Abschlußwand des Stauwerkes zusammenzusetzen, um eine resultierende, auf das Bauwerk wirkende Kraft zu erhalten, die in geeigneter Weise gerichtet ist, um eine Stabilität des Bauwerkes selbst und eine solche des Bauwerkes in bezug auf das Gelände zu gewährleisten.
  • Eine Sperrmauer gemäß der Erfindung besteht also einerseits aus Mitteln, die dazu bestimmt sind, den Geländestreifen, auf dem die eigentliche Sperre mauer erbaut wird, von jeder Wasserzufuhr zu befreien, die geeignet ist, einen Gegendruck auf die Unterfläche der Sperrmauer auszuüben, zum anderen Teil aus der eigentlichen Sperrmauer, die sich aus mehreren, von der Talkante ausgehenden Wänden zusammensetzt, von denen sich die eine Art auf den Boden auflegt und hydraulischen oder Gewichtskräften ausgesetzt ist, die im wesentlichen vertikal oder senkrecht zur Oberfläche des Geländes gerichtet sind, sofern dieses nicht horizontal ist, während die andere den im wesentlichen horizontal und talabwärts gerichteten hydraulischen Drükken ausgesetzt ist, wobei diese beiden Arten von Wänden derart miteinander verbunden sind, daß die genannten Kräfte sich so zusammensetzen, daß ihre Resultierende, mit dem Eigengewicht des Bauwerkes zusammengesetzt, die Stabilität des Bauwerkes gewährleistet und eine Neigung hat, die in bezug auf die Senkrechte auf die Abstützfläche des Bodens einen zulässigen Wert besitzt.
  • Die Verbindungsmittel zwischen den beiden Wandarten werden vorzugsweise derart gewählt, daß sie auf Zug beansprucht sind. Man verwendet hierzu am besten Teile aus vorgespanntem Beton, die ohne weiteres auf Zug beansprucht werden können. Ebenso wird man vorteilhafterweise die Wände selbst aus vorgespanntem Beton herstellen.
  • Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellte Sperrmauern setzen sich also notwendigerweise aus vier verschiedenen Elementen zusammen, und zwar: i. einer Vorbettung, die dazu dient, die sich gegen den Boden abstützenden Wände von jedem Gegendruck zu entlasten, 2. der Gesamtheit der Wände, die sich gegen den Boden abstützen und die als Bodenplatte oder Bettung bezeichnet werden, 3. einer Abschlußwand, die sich nicht gegen den Boden abstützt und dazu dient, den Stausee zu begrenzen, 4. Organen, die die Verbindung zw ischen der Bodenplatte und der Abschlußwand herstellen, tun die Zusammensetzung der auf diese Wände wirkenden Kräfte zu ermöglichen. Diese vier verschiedenen Elemente sind so miteinander verbunden, daß die drei letzteren ein Ganzes bilden, dessen Teile im Verhältnis zueinander und zum Boden unbeweglich sind.
  • Die Vorteile der Erfindung sind die folgenden: a) Das Gewicht einer beliebig großen Wassermenge trägt zur Stabilität der Sperrmauer bei, b) die Betonmenge des Bauwerkes selbst wird nicht durch allgemeine Gewichts- und Stabilitätsbedingung-.rt bestimmt, sondern nur durch die Bedingungen der Zerreißfestigkeit, c) auf Grund des unter a genannten Vorteils können die horizontal auf den Boden wirkenden Kräfte so weit vermindert werden, wie man dies will, so daß man die Sperrmauer auf sehr minderwertigem Boden, insbesondere atif durchlässigem Schwemmboden errichten kann.
  • Man kann Sperrmauern, die nur aus auf Zug beanspruchten Elementen bestehen, aus Beton herstellen, der in zwei Richtungen vorgespannt und nach der dritten Richtung noch bewehrt ist. Sie sind auf diese Weise nachgiebig und gegen Stöße sehr widerstandsfähig. Solche Sperrmauern besitzen auch eine große Widerstandsfähigkeit gegen Explosionen und Erderschütterungen, die erheblich größer ist als die der bisherigen Bauarten.
  • In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen senkrechten Schnitt einer einfachen Ausführungsform einer Sperrmauer, Abb. 2 eine Ausführungsform, bei der die Bodenplatte oder Bettung wenigstens zum Teil geneigt ist, Abb. 3 einen Schnitt nach der Linie 111-11I der Abb. 2, Abb. 4 eine Ausführungsform, bei der die Bodenplatte oder Bettung zum Teil nach -den Grundsätzen der klassischen Sperrmauerbauart hergestellt i.st (Mehrbogengewichtssperrmauer), Abb.5 einen senkrechten Schnitt durch eine Sperrmauer gemäß der Erfindung, die sich auf einen nach dem Gewichtsprinzip hergestellten Sperrwall aus einer nicht wasserdichten Aufschüttung abstützt, Abb. 6 einen senkrechten Schnitt durch eine andere Ausführungsform einer Sperrmauer, Abb. 7 einen senkrechten Schnitt durch eine Sperrmauer, aus dem Einzelheiten der Ausbildung der bergwärts angeordneten Teile ersichtlich sind, wie sie für durchlässiges Gelände benötigt werden, Abb. 8 einen senkrechten Schnitt durch eine Verkleidungsplatte der bergwärts gelegenen Teile der Sperrmauer, Abb. 9 einen senkrechten Schnitt, in rechtem Winkel zu dem in Abb. 8 gezeigten Schnitt durch den gleichen Bauteil, Abb. io einen senkrechten Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel für ein Verbindungselement zwischen zwei Verkleidungsplatten, Abb. i i einen senkrechten Schnitt durch eine Sperrmauer in größerem Maßstab für ein Ausführungsbeispiel, das für wasserdichte Boden geeignet ist, Abb. 12 einen Schnitt nach der Linie NII der Abb. i i in nochmals vergrößertem 1laßstab, Abb. 13 eine Abwandlung der in Abb. 12 gezeigten Bauart für seitlich geneigtes Gelände, Abt). 14 eine schematische Ansicht einer Sperr mauer für ein besonderes Talprofil, die sich aus Elementen zusammensetzt, die zum Teil nach den bisher verwendeten Verfahren und zum Teil nach dem gemäß der Erfindung hergestellt sind, Abt). 15 eine Draufsicht auf die Sperrmauer gemäß Abb. 14, Abb. 16 eine Draufsicht auf eine Abart der gleichen Sperrmauer, die sich nur aus Teilen gemäß der Erfindung zusammensetzt, und Abb. 17 einen senkrechten Schnitt durch diese Sperrmauer, Abt). 18 einen senkrechten Schnitt durch eine vom hydraulischen Druck gegen den Boden angepreßte Platte, die trotz dieser Tatsache sich frei ausdehnen kann, Abt). ig einen vergrößerten Ausschnitt aus der Bauart gemäß Abb. 18, Abt). 20 einen senkrechten Schnitt durch die Mittel, die zur Abstützung der Sperrmauer gegen den festen Boden dienen, Abb.21 eine ähnliche Abstützvorrichtung, wie sie in Abt). 2o gezeigt ist, Abb. 22 einen entsprechenden senkrechten Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem eine Ablaufplatte fest mit dem Stützfundament verbunden ist, und Abt). 23 einen senkrechten Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Vorbettung für festen, wasserundurchlässigen Boden.
  • Bei sämtlichen Zeichnungen ist die Vorbettung mit i, die Bodenplatte oder Bettung mit 2, die Abschlußwand mit 3 bezeichnet, während die Verbindungsorgane die Bezifferung 4 aufweisen. Aufgabe der Vorbettung ist es, oberhalb der Sperrmauer 2, 3, 4 eine wasserdichte Verbindung mit dem Boden herzustellen, indem sie einen Abschlußdeckel bildet. Diese Verbindung kann entweder vollständig dicht sein oder sie muß, wenn das infolge einer zu dicken wasserdurchlässigen Schicht nicht möglich ist, wenigstens so weit erreicht werden, um die Durchsickerungen in dem Maße zu vermindern, daß sie keine solche Geschwindigkeit besitzen, um Bodenteile in für die Sperrmauer gefährlichem Umfang mit sich fortzuschwemmen.
  • Bei der eigentlichen Sperrmauer besteht die Bodenplatte oder Bettung 2 aus einer wasserdichten Fläche, die mit der Vorbettung über eine wasserdichte Verbindung zusammenhängt. Sie ist unter ihrer Unterseite dräniert und so von jedem Gegendruck entlastet. Diese Bodenplatte oder Bettun;; kann sich der Oberfläche des Geländes vollkommen anschmiegen, gleichgültig, welche Form dieses Gelände besitzt. Sie kann flach sein und im wesentlichen horizontal (Abb. i) oder in Längsrichtung geneigt (Abb. 5) oder quer geneigt (Abb. 13) oder selbst wie dies bei der in Abb. 16 und 17 gezeigten tiefen Schlucht der Fall ist, senkrecht herunter und auf der anderen Seite wieder herauf geführt sein. Sie kann im Gegensatz dazu auch im ganzen oder zum Teil oberhalb des Bodens hoch geführt sein (Abb. 2), um die Höhe der Abschlußwand und die Zugkräfte in den Verbindungsmitteln ,4 zu vermindern. In diesem Falle kann man die Bodenplatte auf Widerlager 5 abstützen, die ähnlich einer klassischen Bogensperrmauer ausgebildet sind. Diese können auch durch einen vollständig massiven Betonklotz ersetzt werden.
  • Dieses Organ nimmt unter Vermittlung der Zugverbindungen 4 die durch den Wasserdruck auf die Abschlußwand wirkenden Drücke auf und überträgt die Resultierende der unmittelbaren Wasserdrücke oder des Gewichtes der Aufschüttungen rund der durch die Organe 4 übertragenen Spannungen entweder unmittelbar, Bauart gemäß Abb. i, oder durch Einfügung der Widerlager 5 (Abb. 2 und 3) auf den Boden. Die Ausbildung nach der Bergseite zu und die Formgebung der Bodenplatte müssen so gewählt werden, daß diese Resultierende auf jeden Fall eine Richtung und Größe hat, die in Bezug auf die Stützfläche eine vollständige Stabilität der Bodenplatte sicherstellt, welche Eigenschaften der Boden auch haben mag.
  • Man kann sofort feststellen, daß dieses Ergebnis immer erreicht werden kann, denn der auf die Abschlußwand 3 wirkende waagerechte Schub hat je 2 laufendes Meter den Wert iooo . , während die 2 Ausdehnung der Bodenplatte 2 nach der Bergseite zu und dementsprechend auch die senkrecht auf den Boden gerichtete Komponente der Abstützkraft.-ler Bodenplatte nicht begrenzt ist.
  • jedes der Elemente 1, 2, 3 und 4 kann in gehr verschiedener Weise ausgebildet werden, je nach der allgemeinen Form der Sperrmauer wie auch nach der Bauart der einzelnen Teile. Grundsätzlich können sie bekannteBauformen in sicheinschließen. Es kann auch vorkommen, wie es das Beispiel gemäß Abb.6 zeigt, daß bei einer Sperrmauer es nicht möglich ist, eine genaue Grenze zwischen den einzelnen Teilen zu ziehen, so daß ein Teil mehrere. der oben beschriebenen Zwecke erfüllen kann, deren Übergewicht je nach der Lage des Teils, den man betrachtet, sich verändert. So spielt das aus armiertem oder vorgespanntem Beton hergestellte Element der in Abt). 6 dargestellten Bauart sowohl die Rolle der Bodenplatte als auch die der Zugübertragungsglieder und die der Abschlußwand. Die erstere Rolle wird zum überwiegenden Teil von den unten gelegenen Zonen des Bauteils etwa bis zu der Schnittlinie A-B gespielt, während die letztere mehr und mehr an Bedeutung gewinnt, je mehr die Richtung des Bauteils sich der Senkrechten nähert, beispielsweise oberhalb der Linie C-D. Der mittlere unter Spannung stehende Teil überträgt die zwischen den beiden äußeren Teilen auftretenden Kräfte und übernimmt so die Rolle der Organe 4. Diese Rolle kann gegebenenfalls durch besonders angeordnete Organe 4 vervollständigt werden, die den Bogen abschließen. Dieser einteilige Baukörper kann übrigens beliebig ausgehöhlt oder in sonstiger Weise erleichtert werden.
  • Es kann gleichfalls vorkommen, daß bei bestimmter Ausbildung der Form und der Natur des Geländes es vorteilhaft ist, mit den grundlegenden Elementen 1, 2, 3 und 4 andere Bauteile zu verbinden, die nach bekannten Bauprinzipien errichtet sind, nämlich als Sperrmauer mit einem oder mehreren Bögen oder als Gewichtssperrmauer. Die Wechselwirkungen zwischen diesen Teilen des Bauwerkes und den Elementen 1, 2, 3 und 4 können als Zug- oder Druckkräfte auftreten oder so klein sein, daß man sie vernachlässigen kann. Ein Beispiel dieser Art ist in Abb. 4 gezeigt, bei dem der Teil 47 eine Gewichtssperrmauer oder eine in der klassischen Mehrbogenbauart hergestellte Sperrmauer sein kann. Ein anderes Beispiel wird weiter unten unter Bezugnahme auf die Abb. 14 und 15 näher beschrieben.
  • Eine Sperrmauer gemäß der Erfindung kann auch, wie dies in Abb. 5 dargestellt ist, auf einer Gewichtssperrmauer ruhen, beispielsweise einer Aufschüttung 55, die aus dem Schwemmboden, zum Beispiel Sand, hergestellt ist, der absolut nicht wasserdicht ist und nur zur Abstützung für die Bodenplatte dient. Man kann so beträchtliche Mengen Baustahl einsparen.
  • Wird das Bauwerk auf einem Boden errichtet, der von Natur aus wasserdicht ist oder jedenfalls geeignet ist, durch üblicherweisr- gebrauchte Mittel in dem Streifen unterhalb des Bauwerkes abgedichtet zu werden, so kann die Vorbettung auf eine Betonmatter beschränkt werden, vor und unter der man den Boden durch Einspritzungen abdichtet. Ein Beispiel dieser Art ist in Abb. 11 gezeigt. Man hat hier Bohrungen 6 hergestellt, in deren unterem Ende Zuganker 7 aus hochelastischem Stahl verankert sind. Mit Ausnahme des unteren verankerten Teils 7" sind diese Zuganker mit einer Umhüllung aus Bitumen umgeben, um sie gegen die Berührung mit dem Gestein zu schützen. Das obere Ende dieser Anker 7 stützt sich gegen die Betonmauer i ab. Man setzt die Anker unter eine solche Spannung, daß der Boden unterhalb der Mauer i unter einen Druck gesetzt wird, der größer ist als der hydrostatische Druck, der sich in den Gängen des Bodens bilden kann.
  • Kann der Boden bis zu einer von Natur aus wasserdichten Lage herab nicht wasserdicht gemacht werden, weil die durchlässige Schicht zu stark ist, so muß man, wie dies Abt>. 7 zeigt, eire Vorbettung 1 genügend weit ausdehnen, um den von dem Boden den parallel zu der Vorbettung erfolgenden Durchsickerungen entgegengesetzten Widerstand zu erhöhen, damit die Sickergeschwindigkeit einen so geringen Wert erhält, daß keine Bodenteilchen mitgeschwemmt werden können.
  • Eine solche Vorbettung kann als eine zusammenhängende Platte ausgebildet werden, die auf det;i vorher eingeebneten Boden verlegt wird und deren Dicke etwa in der Größenordnung von 10 bis 30 cm liegt, außer wenn besondere Gründe für ihre Verstärkung vorliegen. Diese Platte soll parallel zt: ihrer Oberfläche in zwei in rechtem Winkel zueinander stehenden Richtungen vorgespannt werden und vorzugsweise in der dritten Richtung armiert sein. So weist die in den Abb. 8 und 9 dargestellte: Platte zwei Vorspannsysteme 9 und Hilfsarinieriiirgen 1o auf, die den Zusammenhalt des Betons gewährleisten. Setzt man die :Xrmieruilgen 9 unt"r Spannung, so wird dadurch die gewünschte doppelte Vorspannung erreicht, die es erlaubt, diesen Platten große Abmessungen zu geben, beispielsweise in der Größenordnung von loo m in Breite und Länge, ohne daß ein Reißen befürchtet zti werden bratecht.
  • Die Verbindung zwischen den einzelnen Platten läßt sich beispielsweise durch Mittel erreichen, wie sie in Abt). io gezeigt werden. indem man zwischen zwei Platten ri und i i' eine große Trennfuge 12 frei läßt. Ein Hilfsbetonband 13, (las ebenfalls vorgespannt ist, stützt die Platten unter Zwischen->Schaltung einer Schicht r4 aus Bitumen. Nach dem Spannen der Armierungen 9 verlegt man deren Enden in der Trennfuge derart. daß sie sich kreuzen und füllt die Trennfuge dann finit einem besonderen Zeinentheton.
  • Solche Platten sind wenig empfindlich gegen Bodenbewegungen, und dank ihrer feinen und zahlreichen Armierungen ro, die zusammenhängende Spiralen bilden, können sie sich dem Boden anschmiegen, gleichgültig, welche Verformungen er erleidet, ohne daß sie stark undicht werden.
  • Man hat so die Gewißheit, claß <las Sickerwasser einen der Länge der Vorbettung entsprechenden Weg zurücklegen muß, ehe es unter das eigentlicl!e Bauwerk gelangt. Diese Läitge kann beträchtlich sein und erheblich größer als die Höhe des Stausees. Man kann die Wirkung dieser Abdeckung des Bodens erhöhen, indem man die unter der Vorbettung liegenden Bodenmassen durch senkrechte Wände 15°, 15b, 15d (AH). 7) unterteilt, die man parallel zur Fußlinie der Sperrmauer anordnet. Diese Wände können vervollständigt werden durch andere, senkrecht dazu stehende: bis zu einer bL-stimmten Höhe wasserdichte Wände kann man beispielsweise dadurch erhalten, daß man Spundwände verwendet, oder durch Einspritzungen, die in einer Reihe von parallelen Bohrungen vorgenommen werden, zum Beispiel in der Weise, wie dies unter Bezugnahme auf Ahb. l i beschrieben wurde. Wie dort kann man diese Bohrungen mit der Vorbettung i durch eine senkrechte Vorspannung vereinigen.
  • Man kann den hydraulischen Druck, der in jeder der von den Wänden gebildeten Abteilungen unterhalb der Platte 1 herrscht. dadurch regeln, daß man vor jeder talseitigen Wand einer solchen Abteilung Entwässerungsräume 16a, 16b. 16c anordnet, die durch Rohre 17a, 17b, 17c an der freien Seite der Abschlußwand der Sperrmauer in verschiedener Höhe ausmünden. Um einen soweit wie möglic h herabgesetzten Gegendruck unter der Sperrmauer zu erreichen, mündet der letzte Entwässerungsrauen 16d unterhalb des Niveaus des Bauwerkes durch den Kanal 17d aus. So ergibt sich ein Unterschied des hydraulischen Druckes beispielsweise zwischen den Entwässerungsräumen 16a und 16b, der der Höhe h entspricht. Er liegt also unter dein Druck, den das Wasser überwinden inuß, wenn es entsprechend dem Pfeil 20 unter der senkrechten Wand 15a hindurchtreten soll, um in die talseitig durch die Wand i5b abgeschlossene Abteilung zu gelangen. Der Druckabfall kann so sehr genau geregelt werden.
  • Es empfiehlt sich, die ganze Vorbettung, die als Verkleidung des Bodens ausgebildet ist, den Einwirkungen der Wärmeänderungen dadurch zu entziehen, daß man sie mit einer Aufschüttung bedeckt. Diese Aufschüttung verlängert sozusagen die Aufschüttung 18, die auf der Bodenplatte 2 der Sperrmauer vorgesehen ist. Die Annahme sehr dicker Schwemmschichten trifft praktisch sehr selten zu, und es wird oftmals wirtschaftlicher sein, die Vorbettung gegen den unterhalb dieser Schicht liegenden Boden abzustützen. Ein Beispiel hierfür ist später mit Bezug auf Abb. 23 beschrieben.
  • In allen Fällen empfiehlt es sich, das bis zum talseitigen Ende der Vorbettung gelangte Sickerwasser nach einer auf der Talseite der Sperrmauer gelegenen Stelle abzuleiten, um nachteilige Wirkungen auf den Stützboden der eigentlichen Sperrmauer zu vermeiden (siehe zum Beispiel die Dränageleitungen .44. in den Abbildungen). Das Sickerwasser wird durch Querleitungen 44 , die die Leitungen .4.+ miteinander verbinden, gesammelt.
  • Die Bodenplatte oder Bettung 2 selbst kann in jeder beliebigen Weise hergestellt werden, wenn sie nur die notwendige Widerstandsfähigkeit besitzt, und die einzige zusätzliche Bedingung ist es, daß diese Bodenplatte vollständig entlastet ist, um jeden Gegendruck gegen ihre Unterseite zu verhindern.
  • Unter Berücksichtigung der beträchtlichen Kräfte, denen die Bodenplatte unterworfen ist, und der geringen Veränderungen in ihrer Verteilung wird man meistens ein Bogensystem einer flachen Platte vorziehen. Man kann diese Bögen unmittelbar gegen den Boden anlegen und dabei dem Bodengefälle folgen oder irgendeinem anderen Gefälle mit geraden oder gekrümmten-Erzeugenden, oder man kann die Bögen mittels gleichmäßig verteilter Widerlager unterstützen, wie sie zum Beispiel in Abb. 3 gezeigt sind. Auf jeden Fall kann man je nach der Absicht des Konstrukteurs in einer Sperrinauer gemäß der Erfindung auf Druck beanspruchte Bögen, wie sie bei den Mehrbögensperrmauern verwendet werden, oder auf Zug beanspruchte Bögen aus vorgespanntem Beton verwenden. Ebenso ist es vorteilhaft, daß diese Bögen in Richtung ihrer Erzeugenden stets unter Druck stehen, der entweder durch besondere Vorspannarmierungen entsteht oder von der Wirkung von Gewichten oder anderen Ursachen auf die Betonteile der Sperrmauer herrührt. Die unter Spannung stehenden Bögen ("Zugbögen) weisen im Vergleich zu den klassischen, unter Druck stehenden Bögen sehr große Vorteile auf. Insbesondere ist die erforderliche Betondicke solcher Bögen nur ein Bruchteil der für unter Druck stehende Bögen (Druckbögen) nötigen Dicke, und zwar aus folgenden Gründen: i. Die größte Zusammendrückung des Betons bei einem vorgespannten Bogen vermindert sich fast auf Null, wenn die Sperrmauer belastet wird, und man kann für die Beziehung zwischen der Bruchlast und der höchsten Druckspannung Werte annehmen, die viel größer sind als die bei Druckbögen.
  • 2. Die sekundären Verformungsbeanspruchungen sind vernachlässigbar, denn bei einem Zugbogen arbeitet der Beton nur in sehr geringem Maße, wogegen sich bei Druckbögen die sekundären Verformungen der allgemein durch die Belastung entstehenden Verformung überlagern.
  • 3. Die Festigkeit eines Zugbogens bleibt auch dann bestehen, wenn ein benachbarter Bogen zerstört wird. Man braucht daher ihre Stärke nicht nach Maßgabe der allgemeinen Festigkeit zu wählen.
  • 4. Die Zugbögen können außerhalb der Baustelle mechanisch aus Gußbeton hergestellt werden.
  • 5. Rüstet man diese Bögen senkrecht zu ihrer Dicke mit einem Netz von Versteifungsarmierungen aus, wie sie im Zusammenhang mit den Platten der Vorbettung beschrieben wurden, so kann man den Beton genügend verformbar machen, daß ein Reißen unmöglich wird, es sei denn, daß die Armierungen selbst reißen. Ein solches Zerreißen erfordert aber Energiemengen, die hundertmal größer sind als die, die zur Zerstörung eines Druckbogens genügen. Die so erhaltenen Systeme sind geeignet, sehr große, über die Elastizitätsgrenze hinausgehende Verformungen auszuhalten, ehe ein Bruch eintritt und selbst ehe sie undicht werden, und sie sind gegen Explosionen und Erderschütterungen sehr widerstandsfähig.
  • 6. Die hohle Form der Zugbögen eignet sich wesentlich besser als die der Druckbögen, mit dem Boden in engeVerbindung zu treten. Damit sie sich den Formen des Geländes noch besser anschmiegen, können die Radien der Bögen verschieden groß gewählt werden, wie dies in Abb. 13 gezeigt ist.
  • Es wird allerdings festzustellen sein, daß diese Bögen einen größeren Bedarf an Stahl haben als Druckbögen. Doch sind diese zusätzlichen Kosten gering, denn es ist nicht möglich, Druckbögen überhaupt nicht zu armieren oder vorzuspannen; und im übrigen bringt die Verwendung der letzteren eine Verlängerung der Verbindungsorgane 4 mit sich und dadurch auch ihrer Armierungen. Tatsächlich erhöht die einwärts gerichtete Krümmung der Druckbögen die Länge der Verbindungsorgane und ihrer Armierungen etwa um die Bogenhöhe. Die Zugbögen haben schließlich nur einen sehr wenig höheren Stahlbedarf als die Druckbögen, und ihr Wert liegt weit unter dem des durch sie eingesparten Betons.
  • 7. Die Zugbögen können außerdem in einfacher Weise und ohne Begrenzungen gegen Scherkräfte widerstandsfähig gemacht werden, indem man die Vorspannarmierungen in geeigneter Weise verlegt, und zwar zum Beispiel in der Richtung der Linien gleicher Zugspannungen.
  • Beispielsweise können Zugbögen@von 6 m Radius eine Dicke.von der Größenordnung von 3 mm je Meter Wassersäule erhalten, was einer Vorspannung des Betons von etwa Zoo kg/cm2 entspricht. Eine Ausführungsform dieser Art ist in den Abb. i i und 12 dargestellt. In diesem Falle ist nicht nur die Bodenplatte, sondern auch die Abschlußfläche durch eine Reihe nebeneinanderliegender Zugbögen gebildet. Man erkennt, daß die Wandstärke der Bögen der Abschlußwand 3 vorn Fuß der Sperrmauer bis zu ihrer Krone abnimmt. Das Bauwerk weist eine Reihe von auf dem Boden 24 ruhenden Stützklötzen 23 auf, zwischen denen in vorteilhafter Weise Besichtigungsgänge 25 vorgesehen sind, die auch zur Entwässerung dienen, und von denen aus die Armierungen gespannt werden können. Die Bögen 26 der Bodenplatte, die beispielsweise zylindrisch sind, und die der Abschlußwand können sich aus mehreren Elementen zusammensetzen. Sie sind mittels 'der Drähte 27 vorgespannt und ruhen mittels eines Ansatzes 28 auf den Stützklötzen. Die Organe 4 bestehen aus Betonwänden, die an Ort und Stelle gegossen werden. Hierbei werden Durchgangsbohrungen frei gelassen, die zur Aufnahme der Vorspannarmierungen 29 dienen. Diese Armierungen kreuzen sich mit denen der Bögen, und die Übertragung ihrer Kräfte erfolgt durch die Druckwirkung auf die Betonteile zwischen den Verankerungen 50 und 51. Die Spannung der Armierungen drückt die Betonmassen der Wand .4 so gegen die Teile der Bögen 26 der Bodenplatte sowie gegen die Teile der Bögen 3o der Abschlußwand, die auf diese Weise miteinander verbunden sind. In die Fugen 52 zwischen den Bögen 26 und den Abstützklötzen 23 wird dünner Zementmörtel eingespritzt, und zwar vorzugsweise nachdem die Sperrmauer durch die auf die Bodenplatte aufgebrachten Aufschüttungen teilweise belastet ist.
  • Die Verbindung zwischen den beiden Bogensystemen 26 und 30 läßt sich beispielsweise leicht über eine einfache Betonmasse 31 oder über eine kreisbogenförmige Masse 31' oder auch in ganz anderer Weise erreichen. Um die Einflüsse der Temperaturänderungen zu berücksichtigen, ist es gut, die Dicke und Armierung der der Betonmasse 31 benachbarten Bogenelemente etwas zu verstärken und die Fugen * zwischen ihnen unter Vorspannung zu setzen, um ein Durchsickern des Wassers zu verhindern.
  • Es ist von Vorteil, die Armierungen 29, die die Abschlußwand mit der Bodenplatte verbinden, etwa entsprechend den Kurven gleicher Spannung zu verlegen, wie sie unter der Wirkung des hydraulischen Druckes in dem Beton entstehen. Diese Kurven haben ungefähr die in Abb. 11 gezeigte Lage, d. h. sie beginnen bei der Abschlußwand in senkrechter Richtung zu deren Außenseite und gelangen im Bogen zur Bodenplatte 4, auf die sie in einem spitzen Winkel auftreffen. Man kann das Netz der Armierungen 29 durch ein leichtes, nach einer anderen Richtung verlegtes Armierungsnetz 46 vervollständigen, das z. B. senkrecht zu den Kurven 29 steht, und den Betonwänden 4 eine gute Nachgiebigkeit dadurch geben, daß man sie wie die Bögen in einer Richtung senkrecht zu denen der Armierungen 29 und 46 mit Bewehrungen versieht. Man kann auch, wie dies die Armierungen 29' andeuten, den Teil F.-F mit geradlinigen Armierungen versehen. Die durch die Armierungsteile E-F vorgespannten Elemente können auch als unabhängige Betonsäulen 1 oo ausgebildet werden, die vorzugsweise in Querrichtung bewehrt sind und schon vorher fertiggestellt werden können.
  • In der in Abb. 13 dargestellten abgeänderten Bauform kann man den vorgespannten Drähten 27 und 27' Vorspannungen geben, die proportional den Radien r und r, sind, um eine genügende Gleichmäßigkeit der Vorspannung zu erreichen.
  • Ist die Sperrmauer fertiggestellt, so bringt man auf die Bodenplatte eine Aufschüttung 32, die vorzugsweise aus steinigem Boden besteht. Die Vorteile einer solchen Aufschüttung sind die folgenden: a) Vermehrung des stabilisierenden Gewichts, b) Schutz der Bodenplatte gegen Temperaturschwankungen beim Entleeren des Stausees, c) Schutz gegen eventuelle Beschädigungen durch Explosionen, d) Begrenzung der Druckänderungen in allen Teilen der Sperrmauer und im Boden, e) Erleichterung der unter Druck erfolgenden Einspritzung von dünnflüssigem Mörtel zwischen die Bögen der Bogenplatte und die aus Beton bestehenden Stützklötze.
  • Die beschriebene Bauart der Sperrmauer erlaubt es, die Hochwassermengen über ihre Krone abfließen zu lassen. Das Wasser wird am Fuß der Außenseite der Sperrmauer in einem Betonbett 33 aufgefangen, das gegen den Boden mittels Bohrungsverankerungen gespannt ist, wie sie im Zusammenhang mit der Vorbettung 1 schon beschrieben wurden. Diese Anordnung erlaubt es, das Betonbett zur Erhöhung der allgemeinen Festigkeit des Bauwerkes mit heranzuziehen, indem zwischen dieses Bett und die Betonmasse 31 ein besonderes Gelenk 34 eingefügt ist, das aus einer Reihe von Druckkörpern besteht. Man kann durch sie Druckverhältnisse schaffen, bei denen stets ein Verlauf der Drucklinien senkrecht zu dem Gelenk 34 vorhanden ist. Meistens wird es jedoch vorteilhaft sein, die Hochwasserfluten am Boden der Sperrmauer abzuleiten, wie dies in Abb. 22 gezeigt ist @ und weiter unten beschrieben wird.
  • Durch die Erfindung kann man die Gesamtmenge des verwendeten Betons tatsächlich leicht wesentlich vermindern. Für eine Sperrmauer von 6o m Höhe kann die Stärke der unter Spannung stehenden Verbindungsorgane 4, wenn keine unnötigen Betonmassen eingebaut werden, auf 70 cm in der Nähe der Bodenplatte und 35 cm am oberen Ende vermindert werden. Unter diesen Bedingungen und den schon vorher angegebenen kann der Gesamtbetonverbrauch je lfd. Meter auf etwa 200 m3 herabgesetzt werden, d. h. etwa auf den Wert Dieser Wert entspricht etwa einem Sechstel desjenigen der leichtesten zur Zeit hergestellten großen Talsperren nach dem Mehrbogensystem.
  • Das erforderliche Gewicht an hochelastischem Stahl ist verhältnismäßig gering, und sein Wert stellt nur einen kleinen Teil des eingesparten Betons dar. Es ist im übrigen wesentlich geringer als das in den üblichen Mehrbogentalsperren verwendete. Auch werden die erforderlichen Hilfsmittel vereinfacht und Lehrbögen unnötig, weil dieBögen außerhalb der Baustelle hergestellt werden können.
  • Die so beschriebene Sperrmauer kann in verschiedener Weise abgewandelt werden. So kann man z. B. das allgemeine Profil des Bauwerkes abändern, die Bodenplatte anheben oder krümmen, ein Sperrrnauerelement nach der klassischen Gewichtsbogenbauart zwischen die Bodenplatte und die Abschlußwand einfügen, die Bodenplatte so krümmen, daß die unter Spannung stehenden Verbindungselemente oberhalb der Bodenplatte fortfallen und sie durch die Bodenplatte selbst zu ersetzen (Abb.4).
  • Bei der Sperrmauer gemäß den Abb. i i und 12 ist die Gestaltung so gewählt, daß die Resultierende aller Kräfte etwa durch die Mitte der Bodenfläche hindurchgeht. Der Druck auf den Boden ist so gleichmäßig und fast gleich dem hydrostatischen Druck. Verlängert man die Bodenplatte und erhöht die Neigung der Abschlußwand, so kann man eine Druckabnahme von dem hydrostatischen Druck auf einen sehr geringen Druck erreichen. Wird das Bauwerk durch eine wasserdichte Vorbettung großer Länge vervollständigt, so würde diese Sperrmauer selbst auf sehr schlechtem Boden stabil werden, zumal die sehr große Nachgiebigkeit der in allen Richtungen vorgespannten und bewehrten Zugbögen sich allen entstehenden Verformungen der Unterlage anpassen kann. Man könnte übrigens diese Nachgiebigkeit noch dadurch erhöhen, daß man für die Armierungen der Bögen Stahl großer Dehnbarkeit verwendet.
  • Immerhin wurde die Herstellung einer Sperrmauer nach den zuletzt genannten Grundsätzen eine beträchtliche Erhöhung der erforderlichen Materialmengen infolge der großen Ausdehnung der Bodenfläche, der Verlängerung der Abschlußwand, seiner Neigung gegen die Senkrechte und der Größe der Verbindungsorgane mit sich bringen.
  • Ührigens wird man auf Grund von Erfahrungen beim Bau von Talsperren feststellen müssen, daß die Dicke schlechten, im allgemeinen angeschwemmten Bodens gar nicht so groß ist, und daß im Gegenteil meistens die darunterliegenden Felsen zur Aufnahme von Widerlagern erreichbar sind.
  • Man stützt dann, wie dies in den Abb. 21 und 22 gezeigt ist, die untere talseitige Begrenzungskante oder Nase der Sperrmauer; die durch die Verbindungsglieder zwischen der Bodenplatte und der Abschlußwand gebildet wird, gegen ein Fundament ab, das sich seinerseits auf den festen Boden abstützt und das geeignet ist, talwärts gerichtete Kräfte aufzunehmen. Diese Kräfte setzen sich aus dem Gewicht des Bauwerkes, dem auf die Bodenplatte ausgeübten Wasserdruck und den auf die Abschlußw-and wirkenden Schubkräften zusammen.
  • In der Stabilitätsberechnung der Sperrmauer kann man so zur Bestimmung der resultierenden Kraft die Reaktionskraft dieses Fundaments mit einrechnen. Wird das Fundament in der gezeigten Weise auf festem Boden angeordnet, während die Bodenplatte des Bauwerkes unter Umständen auf nachgiebigem Boden ruht, der den festen Untergrund bedeckt und gewissen Verformungen unterworfen sein kann, so wird man in die Verbindung zwischen der Nase der Sperrmauer und dem Fundament vorzugsweise ein Gelenk einfügen, dessen allgemeine Achse parallel zur Sperrmauer liegt.
  • Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß bei Vorhandensein solchen lockeren Bodens unter der Bodenplatte dies den beträchtlichen Vorteil hat, daß sich eine gleichmäßige Verteilung der Drücke der Bodenplatte auf seine Unterlage ergibt, und daß durch Ausdehnungen hervorgerufene Bewegungen dieser Bodenplatte parallel zur Bodenoberfläche dadurch erleichtert werden. Ist ein solch lockerer Boden nicht vorhanden, so ist man gezwungen, Hilfsmittel zu verwenden, wie sie weiter unten mit Bezug auf die Abb. 18 und i9 beschrieben sind, die aber den Bau der Sperrmauer erheblich komplizieren und darüber hinaus doch nicht eine gelenkige Verbindung zwischen der Sperrmauer und dem Fundament unnötig machen.
  • Das Gelenk wird am besten in der Weise hergestellt, daß die Betonmasse an dieser Stelle eine Einschnürung aufweist, in der der Beton durch starke Armierungen zu plastischen Verformungen geeignet ist.
  • Um eine Regulierung des Abstützungsdruckes auf das Fundament zu ermöglichen, sind Druckkörper eingefügt, wie sie schon weiter oben erwähnt wurden.
  • Bei dem in Abb. 20 gezeigten Ausführungsbeispiel bedeckt ein verhältnismäßig dünner Schwemmboden 75 den festen Grund 76. Die zur Verbindung der Bodenplatte und der Abschlußwand dienenden Betonmassen 77 stützen sich unter Einschaltung des Gelenks 79 gegen das Fundament 78 ab. Dieses Gelenk besteht aus einem engen Betonquerschnitt, der durch in der mittleren Verbindungslinie angeordnete Armierungen 84 verstärkt ist. Das Fundament 78 stützt sich gegen den festen Boden über eine stufenförmige Fläche ab, um den talwärts gerichteten Kräften Widerstand zu bieten.
  • Das Fundament 78 wird nach einer entsprechenden Aushebung des Schwemmbodens bis zu dem festen Untergrund hergestellt. Macht infolge zu großer Dicke des Schwemmbodens eine solche Aushebung zu große Erdbewegungen notwendig, so können an Stelle des Fundaments 78, wie dies in Abb. 21 gezeigt ist, Pfähle 8o treten, die bis auf den festen Boden vorgetrieben werden. . Auf diese Pfähle, deren Zahl, Abmessung und Neigung je nach den aufzunehmenden Kräften verschieden gewählt werden kann, wird eine parallel zur Nase 82 der Sperrmauer verlaufende Betonmasse 81 aufgesetzt, gegen die sich diese Nase unter Zwischenschaltung des Gelenks 79 und der flachen Druckkörper 83 abstützt. Diese Druckkörper ermöglichen die Regelung der Reaktiqnskrä£te des Fundaments auf die Nase der Sperrmauer.
  • Ein solches Fundament zur Abstützung der Sperrmauernase ermöglicht einerseits eine Verminderung der bergwärts gerichteten Ausdehnung der Bodenplatte 2 und andererseits eine Annäherung der Abschlußwand an die Senkrechte. Ein Beispiel dieser Art ist in Abb. 22 gezeigt, die darüber hinaus noch die vorteilhafte Anordnung von Auslaßschützen für die Hochwasserfluten zeigt und eines besonderen Bettes, um diese talwärts abzuleiten.
  • Wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 2o stützt sich die Nase 77 gegen das Fundament 78 ab. In die zur Verbindung der Bodenplatte mit der Abschlußwand dienenden Betonmassen sind am unteren Teil der Abschlitßwand Öffnungen 85 vorgesehen, die durch Schwenkschütze gesteuert werden können. Das Wasser kann durch geeignete Formgebung der Einmündungswände 87 und 88 dieser Öffnungen ohne Auftreten von Turbulenz ausströmen. Die Schütze 86 werden um die Achsen 89 geschwenkt, die in Konsolen 9o gelagert sind. Die Konsolen sind untereinander durch Traversen 9i verbunden. Auf diese Weise werden die zur Verbindung der Bodenplatte und der Abschlußwand dienenden Betonmassen mit für die Einrichtungen zur Hbchwasserableitung herangezogen. Das aus den Öffnungen 85 ausströmende Wasser wird durch eine frei tragende, mit dem Fundament 78 aus einem Stück bestehende und in Abständen durch Konsolen 93 unterstützte Platte 92 talwärts abgeleitet. Der Raum zwischen der Platte und dem festen Boden kann frei bleiben oder mit Felsstücken ausgefüllt werden. Die äußere Kante 92a der Platte ist nach unten herabgebogen, und ihr Rand nähert sich dem festen Boden 76 bis auf einen Abstand p, der geringer ist als die Dicke des schlechten Bodens und dementsprechend auch geringer als der Abstand der Unterfläche der Platte 92 von dem festen Boden.
  • Am talseitigen Ende der Platte 92 wird das Wasser eine Rinne auswaschen, die sich bis auf den festen Boden vertiefen kann. Infolge der Herabbiegung der äußeren Kante 92a kann diese Rinne dein Fundament der Sperrmauer aber nicht schädlich werden, denn der Durchmesser des Wirbels 95, der sich dort bildet, kann nicht größer als der Abstand p werden. Wenn er sich nämlich bergwärts vergrößert, so würde er gegen die Innenseite der Kante 92 auftreffen und dadurch wieder zerstört werden. Die unter der Platte entstehenden Wirbel werden deshalb auf eine waagerecht liegende Walze zurückgeführt, die auf den Raum zwischen der Kante 92a und dem festen Boden beschränkt bleibt. Die Aushöhlung kann sich daher nur auf die senkrecht unter der Kante 92a liegenden Bodenteile beschränken, was für das Fundament der Sperrmauer nicht schädlich sein kann. Man kann darüber hinaus aber auch an dieser Stelle eine künstliche Bettung herstellen.
  • Wenn sich die Sperrmauernase gegen ein auf dem festen Boden aufliegendes Fundament abstützt, so muß man dafür sorgen, daß der bergwärts gerichtete Teil der Bodenplatte 2 mit der Vorbettung derart verbunden ist, daß dieser. Teil bergwärts gerichtete Bewegungen ausführen kann.
  • Liegt auf dem festen Untergrund nur eine dünne Schicht Schwemmboden, so kann man die Vorbettung, wie dies in Abb. 23 gezeigt ist, mit einer Betonmasse 96 gegen den festen Boden abstützen und mit der Bodenplatte 2 durch eine bogenförmige Platte 97 verbinden, die senkrecht nach oben aus der Betonmasse 96 heraustritt und ohne Unterbrechung in die Bodenplatte übergebt. Will ntan diese gekrümmte Fläche in vorgespanntem Beton ausführen, so muß man für sie beträchtliche Verformungen in allen Richtungen zulassen, ohne daß dabei eine Undichtigkeit entstehen darf. Beträchtliche örtliche Verformungen dieser Platte können durch Rippen 98 vermieden werden. Darüber hinaus kann man die Betonmasse 96 mit einem inneren Besichtigungsgang 99 versehen, der gleichzeitig auch zur Ableitung des Sickerwassers dienen kann.
  • Eine der hervorragenden Eigenschaften des Verfahrens zur Herstellung von Sperrmauern gemäß der Erfindung ist seine bemerkenswerte Anpassungsfähigkeit, die es erlaubt, für die bisherigen Mittel schwierige Probleme für den Abschluß von Tälern ohne weiteres zu lösen.
  • So zeigen die Abb. 1:f und 15 in der Ansicht und im Grundriß ein Schema einer Sperrmauer, die in einem sehr hohen und im Grunde sehr engen Tal, das sich dann plötzlich stark erweitert, errichtet ist. In seinem engen Teil ist das Tal durch eine Bogensperrmauer 36 von geringer Länge und geringem Radius und mäßiger Dicke abgeschlossen. Diese Sperrmauer ist bis zur Krone 37 des Gesamtbauwerkes hochgeführt. Rechts und links werden die Schubkräfte des Bogens 36 durch Bogenmauern 38 und 39 aufgenommen, die die Abschlußwand von Sperrmauern entsprechend der vorliegenden Erfindung darstellen. Diese Bogenmauern, die beispielsweise aus zusammenhängenden Bögen -to gebildet werden, übertragen die von ihnen aufgenommenen Kräfte über Zugorgane 42 auf die Bodenplatte :f1. Die Bodenplatten selbst bestehen aus Zugbögen, die sich der Form des Geländes anpassen. Man erkennt ohne weiteres, daß diese Lösung das Gelände viel besser ausnutzt als jede andere klassische Bauart, da sie erlaubt, in dein engen Teil des Tales einen Bogen anzuordnen und die Schulkräfte dieses Bogens durch Stützen aufzunehmen, die bergwärts der Talsperre und nicht talwärts verankert sind, wo das hierzu erforderliche Gelände fehlt. Diese Bauart setzt noch guten Baugrund voraus, der unter Umständen auch fehlen kann. Eine entsprechende Abwandlung ist in den Abb. 16 und 17 im Grundriß bzw. senkrechten, Schnitt gezeigt. Diese Bauart ist dann besonders geeignet, wenn die Talhänge aus mürbem Gestein bestehen, das die hydrostatischen Drücke nicht aufnehmen kann. Auf der Linie L-M-N-P erfolgt die Abdichtung des Geländes. Der Grund des Tales wird durch einen Zugbogen 6o abgeschlossen, der seitlich durch den hydraulischen Druck auf wasserdichte Organe 61 verankert ist, die sich im Grundriß von 11-.11t bzw. von Ar-N, erstrecken und durch Dräniervtig von jedem Gegendruck entlastet sind. Dieser Bogen von im allgemeinen konischer Form, der sich zwischen dem Grund G des Tales und einer bestimmten Höhenlage R erstreckt, kann nach unten zu gegen den Grund der Schlucht durch ein räumlich gewölbtes Wandelement abgeschlossen werden. Oberhalb der Wöhenlage R wird dieser Bogen bergwärts durch Zugorgane, wie sie mit Bezug auf dieAbb. r r und 13 bereits weiter oben beschrieben wurden, gehalten, und der Abschluß des übrigen Talquerschnitts wird durch zwei seitlich zur flauer angebrachte Teile 63 und 63' bewirkt, die entsprechend den obengenannten Abbildungen hergestellt sind.
  • Es bestehen Bedenken gegen die Verwendung von Verankerungen großer Länge parallel zur Oberfläche von felsigem Boden; wenn nämlich die Sperrmauer unter Druck gesetzt wird, so sucht sich die gegen den Boden angepreßte Wand auszudehnen. Da der felsige Untergrund nur wenig verformbar ist, können Geitbewegungen auftreten, die örtliche Kräfte entstehen lassen, die unter Umständen gefährlich werden können.
  • Man kann diese Nachteile dadurch vermeiden, claß man die Wände so anordnet, wie dies in All>. 18 in einem schematischen Schnitt senkrecht zu der Wand und parallel zu der Schubrichtung gezeigt ist. Die Wand 64, die den hydraulischen Druck mittelbar oder unmittelbar aufnimmt, ist gegen den felsigen Untergrund 65 unter Zwischenschaltung eines Betonbelages 66 und von Betonlenkern 67a, 67b usw. abgestützt. In A11. r9 ist ein solcher Lenker in vergrößertem Maßstab hergestellt. Er besteht aus einem Betonprisma, das bei 68 und 69 eingeschnürt ist und Armierungen 70 aufweist, die diese Einschnürungen durchlaufen. In der Nachbarschaft der Einschnürungen ist der Beton durch feine Armierungen 71 bewehrt. Das Prisma ist ebenfalls mit Armierungen 72 versehen. Entsprechend den Veränderungen des Winkels der Lenker arbeiten die in den Einschnürungen 68 und 69 liegenden Zonen plastisch, so daß man die in der Neigung X-X verlaufenden Kräfte etwa parallel zu den Lenkern auf den felsigen Untergrund übertragen kann, deren Richtung sich infolge der Verlängerung der Wand 6.1 etwas verändert.

Claims (22)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Sperrmauer für Stauseen, dadurch gekennzeichnet, daß sie einerseits aus Mitteln (Vorbettung c) besteht, die dazu bestimmt sind, den Geländestreifen, auf dem die eigentliche Sperrmauer erbaut wird, von jeder Wasserzufuhr zu befreien, die einen Gegendruck auf die Unterfläche der Sperrmauer ausüben könnte, zum anderen Teil aus der eigentlichen auf diesem Streifen errichteten Sperrmauer, die sich aus mehreren Wänden zusammensetzt, von denen sich die eine Art (Bodenplatte 2) auf den Boden auflegt und hydrostatischen Drücken oder Gewichtskräften ausgesetzt ist, die im wesentlichen vertikal oder in rechtem Winkel zur Oberfläche des Geländes gerichtet sind, während die andere (Abschlußwand 3) im wesentlichen horizontal und talabwärts gerichteten, hvdrostatischenDrücken ausgesetzt ist, wobei diese beiden Arten von Wänden derart durch Organe (4) miteinander verbunden sind, daß sich die genannten Kräfte so zusammensetzen, daß ihre Resultierende, mit dem Eigengewicht des Bauwerkes zusammengesetzt, die Stabilität des Bauwerkes gewährleistet und eine Neigung hat, die in bezug auf die Senkrechte auf der Abstützfläche des Bodens einen zulässigen Wert besitzt.
  2. 2. Sperrmauer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Errichtung der Mauer auf einem von Natur aus dichten Boden die Vorbettung als Betonmauer ausgebildet ist, die gegebenenfalls durch eine senkrecht in den Boden herabgeführte Wand vervollständigt wird, die vorzugsweise dazu verwendet wird, die Mauer unter Spannung gegen den Boden anzupressen, wobei diese Betonmauer sich unmittelbar an den bergseitigen Rand der Sperrmauer selbst anschließt und mit dieser wasserdicht verbunden ist.
  3. 3. Sperrmauer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei wasserdurchlässigem Baugrund die Vorbettung durch eine wasserdichte, auf dem Geländegrund ausgelegte Platte von solcher Größe gebildet wird, daß das unter die Platte gelangende Sickerwasser kein Fortschwemmen von Bodenteilchen hervorrufen kann.
  4. 4. Sperrmauer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der unter der Platte liegende Boden durch senkrecht in den Boden herabgeführte, mit der Platte verbundene Wände in Abteilungen unterteilt ist, wobei diese Wände gegebenenfalls zur Befestigung der Platte auf dem Boden herangezogen werden.
  5. 5. Sperrmauer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Sickerwasserdruckes unter der Platte auf einem Wert ge-_ halten wird, daß die Sickerwassermengen keine Geschwindigkeit erreichen, die die Festigkeit des Bodens gefährden kann.
  6. 6. Sperrmauer nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Druck in jeder durch die Wände gebildeten Abteilung durch Entwässerungssysteme geregelt wird, die von oberhalb der talseitigen Trennwand jeder Abteilung angeordneten Entwässerungsräumen ausgehen und auf der freien Seite der Abschlußwand der Sperrmauer in einer Höhe ausmünden, die um so größer ist, je weiter die entsprechende Abteilung von der eigentlichen Sperrmauer liegt.
  7. 7. Sperrmauer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der unmittelbar unter der Sperrmauer liegende Geländestreifen vollkommen entwässert ist. B.
  8. Sperrmauer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte geneigt und mit seinem talwärts liegenden Teil aufwärts gerichtet ist, der sich unter Zwischenschaltung von besonderen Bauteilen gegen den Boden abstützt.
  9. 9. Sperrmauer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte und/oder die Abschlußwand sich aus nebeneinanderliegenden, auf Zug beanspruchten und aus vorgespanntem Beton bestehenden Bögen zusammensetzt, deren Höhlung gegen das Wasser des Stausees gerichtet ist. io.
  10. Sperrmauer nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß die Bögen aus verhältnismäßig dünnen, vorgefertigten Elementen (26, 3o) hergestellt werden, die sich auf an Ort und Stelle hergestellte Betonklötze (23) abstützen (Abb. 12). i i.
  11. Sperrmaner nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der Bodenplatte und der Abschlußwand durch auf Zug beanspruchte Organe hergestellt wird, die aus vorgespanntem Beton bestehen (Abb.12).
  12. 12. Sperrmauer nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsorgane als im allgemeinen senkrecht zur Sperrmauerkrone liegende ebene Wände oder Prismen ausgebildet sind und unter Spannung gesetzte Armierungen enthalten.
  13. 13. Sperrmauer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte und die Abschlußwand durch .eine einzige gekrümmte Wand ineinander übergehen, und daß die Verhindungsorgane durch einen Teil dieser Wand gebildet werden (Abb.6). 1,4.
  14. Sperrmauer nach Anspruch io, . dadurch gekennzeichnet, daß die Bögen verschiedene Radien aufweisen, und daß die Spannung der Vorspannarmierungen dieser Bögen proportional dem jeweiligen Radius gewählt wird (Abb. 13).
  15. 15. Sperrmauer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte und gegebenenfalls auch die Vorbettung mit einer vorzugsweise aus Steinen bestehenden Aufschüttung versehen sind.
  16. 16. Sperrmauer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmauer mit Sperrmauerteilen nach der klassischen Bauart vereinigt ist und hierbei Zug- oder Druckkräfte aufnimmt, die zur Stabilität des nach der klassischen Bauart hergestellten Teils der Sperrmauer beitragen (Abb. 14 und 15).
  17. 17. Sperrmauer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet; daß sich die Bodenplatte gegen den Boden über Lenker abstützt, um elastische Deformationen zu ermöglichen (Abb. 18 und 1g).
  18. 18. Sperrmauer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte und die Abschlußwand durch eine Betonmasse miteinander verbunden sind, die sich gegen ein auf dem festen Boden aufliegendes Fundament abstützt, das geeignet ist, die talwärts gerichteten Kräfte der Sperrmauer aufzunehmen (Abb. 20, 21 und 22). ig.
  19. Sperrmauer nach Anspruch ig, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung der der Verbindung der Bodenplatte und der Abschlußwand dienenden Betonmasse gegen das Fundament über ein Gelenk erfolgt, das vorzugsweise aus einer mit Armierungen versehenen Verengung des Betons zwischen der genannten Masse und-dem Fundament besteht, in der der Beton sich plastisch verformen kann (Abb. 20, 21 und 22).
  20. 20. Sperrmauer nach Anspruch ig, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung der der Verbindung der Bodenplatte und der Abschlußwand dienenden Betonmasse gegen das Fundament über Druckkörper erfolgt, die aus flachen Hohlkörpern bestehen, in die eine sich erhärtende Flüssigkeit eingepreßt werden kann (Abb. 21).
  21. 21. Sperrmauer nach Anspruch ig, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablassen von Hochwasserfluten durch Öffnungen erfolgt, die in der der Verbindung der Bodenplatte mit der Abschlußwand dienenden Betonmasse vorgesehen sind, wobei diese Wassermengen Tiber ein als frei tragende und mit der genannten Masse aus einem Stück bestehende Platte ausgebildetes Ablaufbett talwärts geleitet werden, deren Rand nach unten gebogen ist und zwischen seiner Kante und dem festen Boden einen Abstand frei läßt, der geringer ist als die Dicke des Schwemmbodens, auf dem die Sperrmauer errichtet ist (Abb.22).
  22. 22. Sperrmauer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbettung durch eine auf dem festen und als wasserundurchlässig betrachteten Boden aufliegende Betonmauer gebildet wird, aus der heraus eine Platte im Bogen zur Bodenplatte der Sperrmauer geführt und so mit dieser verbunden ist, daß sie eine unmittelbare Fortführung dieser Bodenplatte bis zu der Betonmauer darstellt, wobei die Betonmauer vorzugsweise einen inneren Besichtigungsgang aufweist, der gleichzeitig zum Sammeln von Sickerwasser dient.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE974834C (de) * 1951-10-25 1961-05-10 Dyckerhoff & Widmann Ag Bogenfoermige Staumauer mit einer zwischen Mauerfuss und Fundament angeordneten Fuge

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