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Bogenförmige Staumauer mit einer zwischen Mauerfuß und Fundament angeordneten
Fuge Die Erfindung bezieht sich auf die besondere Ausbildung des Mauerfußes einer
bogenförmigen Staumauer.
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Bogenmauern werden üblicherweise als Gewichtsrnauern ausgeführt und
in ihrem unteren Teil zum Anschluß an den das Fundament bildenden Baugrund mit einem
verbreiterten Stützfuß versehen. Sie wirken in statischer Hinsicht gegenüber dem
Wasserdruck zum Teil als horizontal liegender Bogen, der sich gegen die in den Talhängen
befindlichen Widerlager stützt, und zum Teil als eine aus dem Fundament auskragende
Staumauer. Diese Stützmauerwirkung ist unerwünscht, da die für die Bogenwirkung
nötige Verformung der Mauer durch den Zusammenhang mit dem Baugrund verhindert wird.
Bekanntlich werden jedoch die Kräfte durch Bogenwirkung günstiger und mit größerer
Sicherheit übertragen.
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Infolge dieser Schwierigkeiten werden Bogenmauern in der Regel nur
bei günstigen Geländeverhältnissen ausgeführt, also vorwiegend dort, wo enge Talschluchten
zur Verfügung stehen und demgemäß eine Bogenmauer von kleinem Krümmungsradius erstellt
werden kann. In weniger günstigen Fällen ließ es sich nicht vermeiden, daß Risse
am Übergang zwischen der Mauer und dem Fundament entstanden, die die Haltbarkeit
und die Sicherheit des Bauwerks beeinträchtigen.
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Man hat bereits vorgeschlagen, an den Übergangsstellen von Mauer und
Fundament Gelenke anzuordnen, die eine Winkeldrehung des Maueroberteils gegenüber
dem Mauerfuß ermöglichen und
die die zwischen der Mauer und ihrem
Fundament bestehende Zwängung verringern. Wegen der ungewöhnlich großen Gewichte
von Staumauern würden derartige Gelenke in der Praxis Abmessungen erhalten müssen,
die die Wirtschaftlichkeit des ganzen Bauwerks in Frage stellen. Schon allein deshalb
sind Vorschläge dieser Art nicht praktisch geworden.
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Es ist weiterhin bekannt, zwischen der Mauer und ihrem Fundament eine
gelenkartig wirkende, zweckmäßig gezahnte Fuge anzuordnen, die möglichst senkrecht
zu der zu erwartenden Kraftrichtung gelegt wurde. Sie wird so ausgebildet, daß sie
eine gewisse Winkeldrehung gestattet, ohne daß dabei die Stützkraft der Mauer außerhalb
ihres Kerns fällt. Die Wirkung derartiger Fugen ist aber etwas problematisch, da
wegen der hohen Mauergewichte verhältnismäßig große Flächen vorhanden sein müssen,
durch die die Kräfte durchgeleitet werden, während zugleich wegen der erwähnten
Winkeldrehungen der Mauerkörper auf dem Fundament um einen gewissen Winkel abrollt.
Fugen dieser Art sind deshalb nur als eine behelfsmäßige Maßnahme anzusehen.
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Es ist ferner ein Verfahren bekannt, bei welchem bei einer an ihrem
Fuß wasserseitig unterschnittenen Bogenstaumauer die Fuge zwischen dem Fundament
und dem Mauerfuß stufenförmig zur Luftseite ansteigend ausgebildet ist, so daß diese
also aus horizontalen und vertikalen Teilflächen besteht, die, um gelenkartig zu
wirken, mit einer Zwischenlage aus Dachpappe versehen sind. Dadurch soll erreicht
werden, daß die Achse des Mauerfußes annähernd in die Kraftrichtung bei voller Wasserfüllung
fällt und die Staumauer in ihrem unteren Teil in im wesentlichen gleichbleibender
Stärke bis an das Fundament herangeführt werden kann. Da jedoch bei einer derartigen
Ausführung bei leerem Staubecken die Möglichkeit einer, wenn auch statisch unschädlichen
Klaffung der Fuge an der Luftseite besteht, wurden wasserseitig Ausgleichskonsolen
vorgesehen: . Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß jede Bogenmauer unter
dem Wasserdruck eine radiale Bewegung ausführen muß, die in etwa der Hälfte der
Mauerhöhe ihr Maximum erreicht.
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. Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, den Mauerfuß so zu gestalten,
daß diese notwendige Horizontalbewegung ermöglicht wird. Dabei wurde noch Bedacht
genommen, eine einfache und wirtschaftliche Lösung zu finden unter Vermeidung von
künstlichen Hilfsmitteln, wie Gelenken und Fugen, die Rollbewegungen erfordern.
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Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht bei einer bogenförmigen
Staumauer, die im wesentlichen in gleichbleibender Stärke bis an das Fundament herangeführt
und mit einer Fuge zwischen Mauerfuß und Fundament ausgestattet ist, in einem oberhalb
der Trennfuge angeordneten, sich gegen den Baugrund anlegenden Stützfuß, dessen
Achse mit der Stützkraftlinie der Staumauer bei gefülltem Becken im wesentlichen
gleichläuft und dessen Stärke so bemessen ist, daß die horizontale Verformung der
Staumauer infolge des Wasserdruckes elastisch vor sich gehen kann.
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Der Vorteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, daß für den maßgebenden
Lastfall (Eigengewicht plus Wasserdruck) im Gegensatz zu der bekannten Ausführung
einer Fuge zwischen Staumauer und Fundament die Kräfte nicht durch die Fuge hindurchgeführt
werden, sondern unter Ausschaltung von OOuerkräften im wesentlichen durch zentrischen
Druck in den Baugrund eingeleitet werden. Bei leerem Staubecken, also bei dem Lastfall
Eigengewicht ohne Wasserdruck, geht die Kraft in lotrechter Richtung durch die Fuge
in den Baugrund.
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Man kann die Auflagerung der Mauer auf den Baugrund noch dadurch günstiger
gestalten, daß man den in der peripheren Fuge durch das Öffnen derselben entstehendenAuftrieb
ganz oder teilweise vermeidet. Das kann dadurch geschehen, daß man diese Fuge an
ihrem wasserseitigen Ende in der Richtung verlaufen läßt, in der an dieser Stelle
die elastische Deformation erfolgt. In der Regel ist dies eine nach der Luftseite
abwärts schwach geneigte Fläche. Durch diese Anordnung wird ohne Beeinträchtigung
des Arbeitens der Fuge erreicht, daß an der maßgebenden Stelle des Wasserzutritts
die Fuge stets geschlossen bleibt.
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Die Fugenfläche des Fundamentes kann mit einem die Reibung vermindernden
Belag, z. B. einer Asphaltlage, versehen sein.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer bogenförmigen Staumauer
mit einer erfindungsgemäßen Ausbildung -des Mauerfußes und des Fundamentes im Querschnitt
dargestellt.
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Die aufgehende Mauer a ist in gleichbleibender Stärke bis an das Fundament
b herangeführt. Zwischen der Mauer a und dem Fundament b ist eine mit c bezeichnete
Trennfuge angeordnet. Die Staumauer a weist oberhalb der Trennfuge c einen sich
gegen den Baugrund d anlegenden Stützfuß e auf. Die Achse
f des Stützfußes e verläuft im wesentlichen in gleicher Richtung wie
die Stützkraft der Mauer bei gefülltem Staubecken.
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Die Stärke des Stützfußes ist so bemessen, daß die Staumauer bei gefülltem
Becken sich elastisch verformen kann. Die Trennfuge c verläuft an ihrem wasserseitigen
Ende in einer nach der Luftseite abwärts schwach geneigten Ebene. Die Fugenfläche
des Fundamentes b ist mit einem die Reibung vermindernden Belag g versehen.
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Die Herstellung einer Staumauer nach der Erfindung erfolgt in der
Weise, daß durch den Aushub des Gründungsfelsens das Fundament b für den Mauerfuß
und die Form der Fuge c im Rohen entsteht. Letztere wird im Beton sauber geformt
und mit dem die Reibung vermindernden Belag g, z. B. einer Asphaltlage, versehen.
Daraufhin wird der Stützfuß e und die darauf stehende Mauer a in üblicher Weise
betoniert.