VL 1 - Allgemeines

– intensiven Frostbeanspruchungen aufgrund hoher Sättigungsgrade,

– häufigen Frost-Tau-Wechseln aufgrund betriebs- und gezeitenbedingter

Wasserstandsänderungen und

– bedeutenden mechanischen Beanspruchungen durch

Geschiebetransport und Schiffsanfahrt.

Betone für Wasserbauwerke müssen diesen besonderen Beanspruchungen

aus Umwelteinflüssen und Betrieb, wie sie in anderen Bereichen des Hoch-

und Ingenieurbaus nicht bekannt sind, speziell Rechnung tragen.

● Darüber hinaus wird von Wasserbauwerken verlangt, dass sie

– eine Nutzungsdauer von mehr als 100 Jahren haben und

– hohe Anforderungen an ihre Verfügbarkeit erfüllen.

● Aus diesen Gründen werden die üblichen Betonnormen ergänzt um die in

der ZTV-W LB 215 enthaltenen Regelungen.

● Die Dauerhaftigkeit von Wasserbauwerken wird nicht nur durch die Qualität

des Betons, sondern insbesondere auch durch die Anzahl und Breite der im

Beton unvermeidlichen Risse bestimmt.

● Bei den massiven Konstruktionen des Wasserbaus werden Risse

vornehmlich durch frühen Zwang infolge Abfließen der Hydratationswärme

hervorgerufen.

● Beim Bau derartiger Konstruktionen sind daher besondere Anstrengungen

vonnöten, Zwangsbeanspruchungen dieser Art gering zu halten.

● Die besonderen Aspekte von Staumauern werden im Weiteren nicht

betrachtet.

Ende des 19. Jahrhunderts wurden in Deutschland große

Mauerwerksbauten im Hoch- und Ingenieurbau vollkommen fugenlos

hergestellt.

● Im Verkehrswasserbau wurde z.B. 1884 die Schleuse Kiel-Holtenau als

reiner Mauerwerksbau mit einer Länge von 217 m ohne Fugen erbaut.

● Auch zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurden die ersten Schleusenanlagen

in teilbewehrter Betonbauweise entweder noch fugenlos oder extrem

fugensparend errichtet.

● Die Erfahrungen mit diesen fugenlosen bzw. fugenreduzierten Bauwerken

sind durchweg positiv.

● Die Gründe hierfür sind folgende:

– Geringe Differenzsetzungen aufgrund des langsamen Baufortschritts

– Schwache Hydratationswärmeentwicklung aufgrund der langsamen

Bauweise und der Materialzusammensetzung

– Schutz der Betonkonstruktion durch Verblendungen gegen saisonale

Temperaturwechsel

– mit seinen verbesserten Festigkeitseigenschaften,

– die deutlich verkürzten Bauzeiten infolge Rationalisierung und

– die Hinwendung zu materialsparenden Bauweisen durch Ausschöpfung

der Tragfähigkeiten

führt den Weg auch angesichts der anfänglich negativen Erfahrungen zur

fugenorientierten Bauweise

● Raumfugen wurden seitdem bei Ingenieur-Tiefbauten im Allgemeinen in

Abständen von 6 bis 20 m angeordnet.

● In flachgegründeten Sohlplatten wurden immer dann Raumfugen

(Setzfugen) vorgesehen, wenn unterschiedliche Setzungen in

unterschiedlichen Bauwerksbereichen erwartet wurden.

● Die alte DIN 19703 (11.95) z.B. empfahl für Schleusenanlagen einer

Kammerblocklänge von 15 m. Im neuen Entwurf wurde diese Empfehlung

fallengelassen.

● Die fugenorientierte Bauweise hat jedoch erhebliche Nachteile:

– Fugenkonstruktionen sind aufwendig und damit teuer.

– Gefahr von Undichtigkeiten infolge Fugenbandschäden im Bau- und

Betriebszustand.

– Gefahr von Kantenabbrüchen durch Stoßbeanspruchungen.

– Fugen stellen immer wesentliche Schwachstellen dar, verbunden mit

einem großen Schadenspotential.

– Auch die regelmäßige Anordnung von Fugen garantiert allein kein

rissfreies Objekt.

Das Kernproblem von Massenbetonbauwerken des Wasserbaus sind Risse

aus Zwang infolge Abfließen der Hydratationswärme. Diese Beanspruchung

tritt unabhängig von der Bauwerkskonstruktion auf.

● Heute ist bekannt, dass sich im Stahlbetonbau Risse grundsätzlich nicht

verhindern lassen.

● Durch gezielte Anordnung von geeigneten Bewehrungen lassen sich jedoch

die Rissbreiten auf ein für die jeweilige Konstruktion unschädliches Maß

beschränken.

● Das planerische Instrumentarium hierfür ist heute im Eurocode verankert

und ermöglicht bei Regelbauwerken im Hoch- und Tiefbau mit relativ

geringen Betonquerschnitten fugenminimiert oder fugenlos zu planen.

Auch im Wasserbau sind trotz der deutlich ungünstigeren

Beanspruchungsformen in jüngster Zeit eindeutige Bestrebungen zu

verzeichnen, wieder vermehrt

– fugenminimiert oder

– gar fugenlos

zu bauen.