6. Berechnungsverfahren

• Tunnel als Gewölbe ohne Verbundwirkung zwischen Gebirge und Sicherung

• Kontinuum als gelochte Scheibe

• Balkenmodelle mit elastischer Bettung

• entwickelt fü rSchildvortrieb

• ebenes Modell

• konstante Biegesteifigkeit über die Schale

• 'satter' Kontakt zwischen Tunnelschale und Gebirge

• First im Bereich von -50° bis 50°nicht gebettet

• konstante Wichte des Bodens um den Tunnel

• Verteilung des Gebirgsdrucks entspricht der Primärspannungsverteilung  Sohldruck größer als Firstdruck

• keine Entlastung der Firstauflast durch Gewölbewirkung

• Erweiterung des Verfahrens nach Schulze/Duddeck

• First im Bereich von b=-45° bis b=45° nicht gebettet

• Biegemomente im Grundzustand werden durch Zusatzmomente aus dem Produkt Radialverschiebung und der Normalkraft vergrößert (Theorie II. Ordnung)

Im Verlauf der Erstellung eines Tunnelbauwerkes im Schildvortrieb ergeben sich folgende Einflussfaktoren auf die Setzungen:

• Grundwasserabsenkungen in mit dem Wassergehalt volumenveränderlichen Böden

• Vortriebsstau mit Spannungsumlagerungen durch Verkeilen vor dem Schild

• Ortsbrustabbau mit überplanmäßigem Bodenentzug

• unzureichende Stützung der Ortsbrust

• Gefügeumlagerungen durch Kurvenfahrten

• Schildspurfüllungen mit Setzungen bei unzureichender Füllung des Ringspalts

• Ablassen der Druckluft im Tunnel und damit Verkleinerung des Tunneldurchmessers durch die Steigerung der Normalkraft der Sicherung

  Grobe Schadensgrenzen sind Neigungen der Setzungsmulde, d. h. Setzungsunterschiede, von 1:300 für verformungsfähige Überbauten und 1:1000 für steife, empfindliche Bauwerke.

  
  

Im Unterschied zu Berechnungen mit Stabwerksmodellen erhält man durch ebene oder räumliche FE- bzw. FD-Modelle folgende Informationen:

• Beanspruchungen des Gebirges

• Wechselwirkung zwischen Gebirge und Tunnelausbau

• Verschiebungen im Gebirge und an der GOK

• Einflüsse auf benachbarte Bauwerke

• Einflüsse auf den Tunnel durch Baumaßnahmen an der GOK oder benachbarte Bauwerke

Ebene Berechnungsmodelle:

• Vorteil: Berechnungsdurchführung und -auswertung mit geringerem Aufwand verbunden, kürzere Berechnungsdauer

• Nachteil: Lastumlagerung muss aus Erfahrungswerten vergleichbarer Bauwerke abgeschätzt werden

Räumliche Berechnungsmodelle:

• Vorteil: räumliche Lastumlagerung kann direkt im Modell abgebildet werden

• Nachteil: Berechnungsdurchführung und -auswertung relativ aufwendig → zurzeit noch seltener Einsatz in der Praxis

• Berücksichtigung de rräumlichen Tragwirkung durch eine Vorentspannung, die abgeschätzt oder durch eine räumliche Berechnung bestimmt werden muss

• Zwei Verfahren sind gebräuchlich: Stützlastverfahren: Stützkräfte aus dem Primärzustand werden für den Ausbruchsbereich vermindert Stützkernverfahren: Steifigkeit des Ausbruchsbereich wird verringert

  Die Abschätzung der Vorentspannung ist abhängig von:

  • Gebirgsverhältnissen

• • AbschlagslängenderTeilausbrüche

• • GeschwindigkeitderTeilvortriebe

• • UmfangderSicherungsmaßnahmen