Quelle Nummer 306
Rubrik 28 : TECHNIK Unterrubrik 28.01 : BUECHER
UNTERGRUNDVERKEHRSBAUTEN
KNUT WINTER
STAEDTISCHE UNTERGRUND-VERKEHRSBAUTEN
TEIL II: VERKEHRSBAUWERKE
BAUINGENIEUR-PRAXIS HEFT 115
VERLAG VON WILHELM ERNST UND SOHN
BERLIN-MUENCHEN-DUESSELDORF 1970, S. 100-
001 Adaptionsstrecken, Rasterbauwerke. Bei Ein
002 fahrt und Ausfahrt in einen Tunnel wird die Fahrtüchtigkeit
003 des Kraftfahrers durch Lichteffekte beansprucht bzw.
004 gegebenenfalls beeinträchtigt. Starke Leuchtdichteunterschiede
005 können hohe Gefahrenmomente erzeugen. Einflußfaktoren sind
006 hauptsächlich folgende: Blendung, mangelnde oder zu
007 langsame Anpassung (Adaption), Flimmereffekte. Als
008 besonders instruktive Einführung in die Fragestellung der
009 natürlichen und künstlichen Beleuchtung von
010 Straßenverkehrstunnels und der Übergangsbereiche vom
011 Tunnelinnern zur freien Strecke siehe[ 377 ]. Danach sind
012 folgende Maßnahmen für die Sicherheit der Kraftfahrer
013 zweckmäßig: Günstige Trassenführung, das bedeutet,
014 daß die Beanspruchung des Kraftfahrers je aus den Gegebenheiten
015 der Trassierung und der Beleuchtung zu einem Minimum werden soll;
016 mit anderen Worten: Summe der Beanspruchungen aus
017 Trassierung und Beleuchtung (Formel) Beanspruchung aus Trassierung vor
018 der Tunnelrampe. In Bereichen schwieriger Trassierung (scharfe
019 Kurven, unzureichende Sichtweiten) sollten somit ungünstige
020 Beleuchtungseffekte stark herabgemindert, wenn möglich
021 ausgeschaltet werden. In Bereichen günstiger Trassierung kann
022 die Beleuchtungsqualität etwas geringer sein. Der Zugang von
023 der Rampenstrecke zum eigentlichen Tunnelbauwerk sollte nicht
024 abrupt, sondern allmählich erfolgen. Die Maßnahmen hierfür
025 können durch die Konstruktion des Tunnelbauwerks selbst
026 (Erweiterung des Tunnelmundes nach oben und nach der Seite) oder
027 auch in künstlicher Weise (Anbringung von Trichtereffekten oder
028 entsprechende Anordnung der Beleuchtung) erreicht werden (Bild
029 135). Auch Ballastierungskonstruktionen können als
030 Adaptionsbereiche dienen (Bild 136). Die
031 Übergangsbeleuchtung, welche die Adaption unterstützen soll,
032 ist besonders sorgfältig zu planen. Die eigentliche
033 Tunnelbeleuchtung ist in allen ihren Abschnitten in Abhängigkeit
034 von der Außenhelligkeit sorgfältig zu regeln. Für die
035 Beleuchtung werden die in Bild 137 angegebenen Kurven empfohlen.
036 Aus Bild 137a ist zu ersehen, daß im Bereich der
037 Adaptionsstrecke die Beleuchtung rasch von 5000 auf 500 Lux
038 abnehmen darf. In der Tunnelstrecke selbst soll sie dann nur noch
039 langsam zurückgehen. Die Form der gezeigten Kurve ist in der
040 progressiven Abnahme der Blendung bei der Einfahrt in den Tunnel
041 begründet. Als maximaler Leuchtdichteunterschied zwischen
042 Tunnelaußenbereich und Tunnel innenbereich
043 werden 20:1 empfohlen. Untersuchungen haben ergeben, daß die
044 Einrichtung einer Adaptionsstrecke mit Hilfe eines Rasterbauwerks
045 über die Zeit hinweg voraussichtlich mit geringerem Aufwand
046 gestaltet werden kann als durch Anordnung eines Lichtbandes mit
047 verstärktem künstlichem Licht. Soweit das Rasterbauwerk nicht
048 in Glasbauweise, sondern mit offenen Blenden errichtet wird, ist
049 allerdings die Gefahr von Schneesackbildung und Vereisung gegeben.
050 In Gebieten mit starken Schneefällen im Winter ist deshalb die
051 Verwendung von Adaptionsstrecken mit Blenden aus Beton,
052 Kunststoff oder Leichtmetall problematisch. Im folgenden werden
053 zwei Grundbeispiele für die konstruktive Durchbildung eines
054 Rasterbauwerks als Adaptionsstrecke angegeben. (Abb.)
055 Beispiel: Rasterbauwerk mit Blenden (Lamellen). Wie in
056 Bild 138 angegeben, wird der Bereich über der Fahrbahn vor dem
057 Tunnelmund auf eine Strecke von 100 bis 200 m als Trägerrost in
058 Stahlbeton ausgebildet. Entsprechend der notwendigen Abnahme der
059 Beleuchtung ändern sich die Breiten und Höhen der Gefache vom
060 Beginn der Rasterstrecke zum eigentlichen Tunnelmund hin. Eine
061 weitere Möglichkeit ist die Abhängung von Leichtmetallamellen
062 gemäß Bild 139. In diesem Fall läßt sich die Verminderung
063 der Beleuchtung entweder durch laufendes Engerstellen der
064 Leichtmetallamellen erreichen oder durch zunehmende Abdeckung der
065 Oberfläche des Trägerrostes durch Einfügen von Platten. Die
066 letztere Methode dürfte in der Regel wirtschaftlicher sein.
067 Beispiel: Rasterbauwerk mit Glasbausteinen. Mit Hilfe
068 einer Platte aus Glasstahlbeton, deren Anordnung durch die
069 abnehmende Zahl der Bausteine je Flächeneinheit das Abnehmen der
070 Beleuchtungsstärke bewirkt, wird das gleiche Ergebnis wie in
071 Beispiel 1 erzielt. Dabei ist zwar keine Beheizung notwendig,
072 jedoch muß bei Schneefall die Glasbetondecke sofort und
073 gegebenfalls in geringen zeitlichen Abständen vom Schnee befreit
074 werden. Ist das nicht möglich, dann muß die Tunnelbeleuchtung
075 im Bereich der Adaptionsstrecke auf höhere Beleuchtungsstärken
076 geschaltet werden. Auch aus diesem Beispiel wird somit ersichtlich,
077 daß Schneefall und Vereisung die Funktionstüchtigkeit einer
078 Adaptionsstrecke herabzusetzen vermögen. Durch angrenzende nahe
079 Bebauung oder Bepflanzung mit größeren Bäumen kann die Wirkung
080 von angelegten Adaptionsstrecken unterstützt werden. Je nach
081 Grundrißlage des Straßenzuges zu den Himmelsrichtungen muß der
082 Raster zur Vermeidung von Flimmerwirkung entsprechend angeordnet
083 werden. Auch die Einfahrt in Verkehrstunnels aus der Kurve mit
084 der Wirkung, daß der entgegengesetzte Tunnelmund bei der
085 Einfahrt noch nicht als heller Fleck erscheint, begünstigt die
086 Fahrsicherheit. Zusammenfassend lassen sich damit für die
087 Übergangsstrecken aus dem Rampenbereich zum Tunnelmund folgende
088 Einflußfaktoren angeben: Trassierung im Grundriß
089 (Zufahrt in Kurve, letzte Strecke vor Tunnelmund jedoch in der
090 Geraden, damit die Aufmerksamkeit des Fahrers nicht durch die
091 Kurvenfahrt beansprucht wird), Architektonik der Umgebung
092 der Verkehrsanlage (Vermeidung beunruhigender Einflüsse, wie
093 bewegter Bauwerke), günstige Sicht auf
094 Verkehrsregelungsanlagen und Wegweiser, möglichst
095 gleichmäßige Adaption durch zweckmäßig gestaltete Rasteranlagen,
096 günstige Gliederung der Verkehrsanlage selbst zur
097 Erleichterung der Orientierungsmöglichkeit (Ausmündung
098 oder Einmündungen im Wannenbereich möglichst vermeiden).
099 Rampenbauwerk. Stützmauern. Zufahrten
100 zu unterirdischen Bauwerken benötigen zwischen dem Bereich, wo
101 die Trasse des Verkehrsweges auf der Erdoberfläche verläuft,
102 und dem Tunnelmund Abstützungskonstruktionen des anstehenden
103 Erdreichs, soweit aus Mangel an Grundfläche (insbesondere in
104 Stadträumen) keine Böschungen ausgeführt werden. Die Anlage
105 von Böschungen ist wohl auch nur dann empfehlenswert, wenn sie mit
106 anschließenden Grünbereichen verbunden werden können.
107 Unvermittelt angeordnete Böschungsbereiche zwischen
108 Häuserwänden und absinkender Fahrbahn von Kraftfahrzeug oder
109 unterirdischer Bahn wirken unmotiviert, sind schwierig zu pflegen
110 und kaum mit solchem Buschwerk zu bepflanzen, das auf die Dauer
111 der Jahre eine möglichst gleichbleibende Höhe behält. Wo immer
112 angängig, wird man deshalb Rampen zwischen senkrechten
113 oder zwecks Schallabtragung leicht geneigten Stützmauern
114 anordnen. Sobald der Verkehrsweg im Rampenbereich in das
115 Grundwasser eintaucht, muß er in eine Wanne gelegt werden.
116 Hierüber wird im folgenden Abschnitt gesprochen. Aus statischen
117 Gründen ist jedoch eine Wannenkonstruktion auch unabhängig davon
118 günstig, ob eine Wanne wegen des Grundwassers anzuordnen ist,
119 wenn die Breite des Verkehrsweges die 2fache Mauerhöhe nicht
120 überschreitet. In diesem Fall kann das Kippmoment am Fuß der
121 Stützwand ohne zu große Schwierigkeit in die Wannensohle
122 eingeleitet werden. Damit wird der Massenaufwand herabgesetzt.
123 Für Stützmauern kommen hauptsächlich die in Bild 140
124 dargestellten Konstruktionsformen in Frage. Sparsame
125 Konstruktionsformen zur Erzielung möglichst geringen
126 Gesamtkostenaufwandes lassen sich meist nur in Zusammenhang mit den
127 konstruktionsbestimmenden Einflußfaktoren erarbeiten. In der
128 Mehrzahl der Fälle bleiben die Höhen der Stützwände nicht
129 gleich, sondern nehmen zu oder ab. Dann kann es nur für einen
130 bestimmten Bereich gelingen, den Stahlaufwand bei einer
131 Stahlbetonstützmauer zu einem Minimum zu machen. In Bild 141
132 wird eine Darstellung gegeben, wie bei einem in der Praxis
133 ausgeführten Beispiel der Massenaufwand in Abhängigkeit von der
134 Höhe der Stützmauer sich änderte. Statt massiver Stützmauern
135 sind auch schon Spundwände, zur Erzielung einer ansprechenden
136 Ansicht farblich gestaltet, ausgeführt worden. Stützmauern
137 müssen auch im Bauzustand sicher sein. Das ist insbesondere bei
138 solchen Querschnitten zu beachten, deren Sohlfuge zur Einsparung
139 von Massen in eine starke Schrägneigung gelegt wird (Bild 140).
140 Sehr hohe Mauern können mit Hilfe auskragender Platten
141 Erhöhungen ihrer Standmomente zur Erreichung der Kippsicherheit
142 erhalten (Bild 140). (Abb.) Liegt hinter der Stützmauer ein
143 Verkehrsweg mit beengter Breitenentwicklung, dann läßt sich der
144 Kopf der Stützmauer mit einer Kragplatte verbinden, welche Geh
145 weg und Radweg aufnehmen kann. Die direkte Belastung von
146 Stützmauern mit Schwerlasten des Straßenverkehrs sollte
147 tunlichst vermieden werden. Stützmauern erhalten in selteneren
148 Fällen eine Abdichtung. Meist genügt ein bituminöser Anstrich,
149 welcher den jungen Beton so lange schützt, bis er seine volle
150 (Abb.) Festigkeit und Wasserdichtigkeit entfaltet hat. Die
151 Hinterfüllung des Rückens einer Stützmauer sollte dem Tag
152 wasser bzw. Sickerwasser hinreichend Möglichkeit bieten,
153 eine Vorflut außerhalb des Fußes der Stützmauer zu finden.
154 Der Kostenaufwand für Rampenbauwerke in Form von Stützmauern
155 beträgt je nach Tiefenlage 20 bis 40 % des Aufwandes für
156 einen geschlossenen Tunnel gleicher Tiefenlage. Als besonders
157 ausführliche Einführung in den Entwurf von Stützmauern siehe
158 [56 ]. Wannenkonstruktionen. Wie bereits im
159 vorigen Abschnitt ausgeführt, sind die Rampenbereiche von
160 Verkehrsbauwerken, soweit sie in das Grundwasser zu liegen kommen,
161 in eine Wanne einzubetten. Diese wird in aller Regel in
162 Stahlbeton errichtet. Sie stellt konstruktiv die Kombination
163 einer Sohlplatte mit anschließender Stützmauer dar. Die auf
164 Bild 140 angegebenen Stützmauerquerschnitte können deshalb mit
165 gewisser Einschränkung auch für Wannenkonstruktionen angewendet
166 werden, indem man an den Fuß der Mauern eine Sohlplatte
167 entsprechender Dicke anfügt. (Abb.) Liegt der Grundwasserspiegel
168 sehr hoch, dann kann wegen des Auftriebs eine Ballastierung im
169 Sohlbetonbereich notwendig werden, d. h. die Decke der
170 Sohlplatte ist entweder stärker als statisch notwendig auszuführen
171 oder erhält Ballastgewicht mit entsprechendem Eigengewicht.
172 Statt Ballastierung läßt sich durch Auskragungen der Sohlplatte
173 das Gewicht der Hinterfüllung zur Gewinnung der
174 Auftriebssicherheit heranziehen (Bild 142). In Bild 143 ist
175 als Beispiel der Rampenbereich einer Untergrundbahn mit
176 entsprechend variierenden Querschnitten der Wannenkonstruktion
177 dargestellt. Daraus ist ersichtlich, wie der Sohlbeton der
178 Stützmauer in Stufen abgetreppt wird und wie die Querschnitte
179 harmonisch zur Geländeoberfläche hin abnehmen.
180 Wannenkonstruktionen werden, soweit sie in das Grundwasser
181 eintauchen, abgedichtet oder in Sperrbeton errichtet. In diesem
182 Fall müssen die Bauwerksfugen mit Fugenbändern versehen werden.
183 Zuwegungen im Bereich von Stützmauern, z. B. zur
184 Errichtung von Haltestellen von Omnibussen oder Straßenbahnen,
185 sind etwas umständlich auszubilden, da die Stützmauern mit
186 Rücksprüngen und Abstufungen zu versehen sind. Man wird sie
187 deshalb zu vermeiden suchen. Der Kostenaufwand für
188 Rampenbauwerke in Form von Wannen beträgt je nach Tiefenlage 40
189 bis 70 % des Aufwandes für einen geschlossenen Tunnel gleicher
190 Tiefenlage. Geländer. Liegt hinter der Stützmauer
191 ein Gehweg oder Radweg oder muß bei einer
192 Kraftverkehrsstraße damit gerechnet werden, daß aus haltenden
193 Fahrzeugen Personen (Abb.) aussteigen und die Stützmauerkrone
194 begehen, dann ist ein Füllstabgeländer auszuführen. Ein
195 Beispiel hierfür ist in Bild 144 gegeben. Liegt jedoch hinter
196 der Stützmauer eine reine Kraftverkehrsstraße (z. B.
197 Stadtautobahn) oder ist dieser Bereich sonst in keiner Weise für
198 den Publikumsverkehr zugänglich, dann genügt ein Holmgeländer
199 nach Bild 145. Näheres über die Formgebung von Geländern kann
200 aus[ 71 ]entnommen werden. (Abb.) Soll auf einem Schrammbord
201 vor dem Geländer die Leitplanke über längere Strecken
202 durchgezogen werden, so müssen die Profilträger, an welchen die
203 Leitplanke befestigt ist, i. a. vor das Geländer gesetzt
204 werden. An diesen Stellen fängt sich leicht der Schmutz (Bild
205 146). Massive Baugrubenwände als Teile von
206 Verkehrsbauwerken. Bohrpfahlwände. Bei der
207 Errichtung von Bauwerken im Untergrund mit Hilfe der offenen
208 Bauweise wird die Baugrubenumschließung nur für einen begrenzten
209 Zeitraum errichtet, sofern Bohlträgerwände oder gegebenenfalls
210 Spundwände (stählerne Baugrubenverbaue) (Abb.) angewendet werden.
211 Siehe hierzu (67). Entschließt man sich, z. B. um
212 hohe Erdlasten aufnehmen zu können, die etwa aus naheliegender
213 Bebauung herrühren mögen, zur Errichtung massiver
214 Baugrubenwände, dann liegt der Gedanke nahe, die massive
215 Baugrubenumschließung als tragende Wand für die gesamte
216 Lebensdauer des Gesamtbauwerks heranzuziehen.
217 Bohrpfahlwand als bleibende Baugrubenumschließung Im
218 einfachsten Fall wird die Bohrpfahlwand zur Abschirmung der
219 horizontalen Erddrucklasten auf der Außenseite des
220 Verkehrbauwerks verwendet (Bild 147). Dabei ist zu entscheiden,
221 ob auch die erdseitige Bewehrung, welche der Korrosionsgefahr in
222 stärkerem Maße ausgesetzt sein mag, auf die Dauer für die
223 Aufnahme der Spannungen herangezogen werden soll. Bejaht man den
224 Ausfall der erdseitigen Bewehrung (etwa wegen geringer
225 Betonüberdeckung, voraussichtlich niedriger Ausführungsqualität),
226 dann läßt sich gemäß Bild 147 die Bohrpfahlwand als eine
227 Folge von Einfeldträgern auffassen, die sich im Verhältnis
228 ihrer verbleibenden Reststeifigkeit an der Aufnahme der seitlichen
229 Erddrücke beteiligt. Für das Bauwerk ist dann noch zu
230 entscheiden, ob die aus der Bohrpfahlwand in die
231 Aussteifungsglieder des Verkehrsbauwerks eingetragenen
232 Normalkräfte für die Bemessung der Bewehrung in vollem Umfang
233 herangezogen werden sollen oder nicht. Nachdem das Massivbauwerk
234 dem Schwinden unterliegt, wird es sich von der Bohrpfahlwand
235 hinwegbewegen. Die Pfahlwand wird unter der Last des Erddruckes
236 nachfolgen. Pfahlwände können in gleicher Weise wie stählerne
237 Baugrubenverbaue mit Bohlwänden dazu dienen, innerhalb des
238 zwischen ihnen und dem Bauwerk verbleibenden Arbeitsraumes die
239 Abdichtung auf das Verkehrsbauwerk aufzubringen. In diesem Falle
240 ist der Zwischenraum zwischen Bauwerk und Pfahlwand wieder
241 sorgfältig zu hinterfüllen. Eine andere Möglichkeit besteht
242 darin, auf die Pfahlwand eine ausgleichende Betonschicht
243 aufzubringen, die wenigsten 7 cm Dicke in der Berührenden der
244 Pfähle haben sollte. Dann läßt sich diese Ausgleichsschicht
245 als Abdichtungsträgerwand benutzen, so daß gegen die aufgebrachte
246 Abdichtung der Konstruktionsbeton des Verkehrsbauwerks betoniert
247 werden kann (Bild 110). Rohrpfahlwände werden üblicherweise
248 wie umschnürte Säulen mit Längsbewehrung und Querbewehrung als
249 Spiralen ausgebildet. Als Bewehrungsprozentsatz können 1 bis 2
250 %, als Bewehrungsaufwand 50 bis 100 kg (math.Op.) (Formel) angenommen
251 werden. Bei größerer Standfestigkeit des Bodens ist es
252 vertretbar, statt tangierender Pfähle solche in größerem
253 Abstand zu setzen und zwischen ihnen eine Verbauwand aus
254 Spritzbeton herzustellen. Diese Wand kann entweder als
255 Schalengewölbe mit Stich zum Erdreich hin (Bild 148) oder auch
256 als Platte ausgebildet werden, welche durch ein Netz leichten
257 Profilstahls mit leichter Bewehrung verstärkt ist. Die Wahl
258 einer solchen Ausführung hängt, abgesehen von den
259 Einflußfaktoren der Sicherheit auch davon ab, welcher Zeitbedarf
260 für ihre Erstellung anzusetzen ist. (Abb.) Soweit das
261 Verkehrsbauwerk nicht mit einer Abdichtung versehen wird, sondern
262 in Sperrbeton errichtet wird, sollte es nicht direkt an die
263 Pfahlwand angeschlossen, sondern durch eine Gleitfuge von ihr
264 getrennt werden. Hierfür genügt es, die bereits erwähnte
265 Ausgleichsschicht mit einem kräftigen bituminösen Anstrich zu
266 versehen. Bohrpfahlwand als Bauwerkswand. Im oben
267 geschilderten Fall wird die Bohrpfahlwand nicht Bestandteil des
268 Verkehrsbauwerks. Es besteht jedoch die Möglichkeit, gemäß
269 Bild 149, die Oberkante der Pfahlwand abzugleichen und mit einem
270 Auflagerbalken zu versehen, welcher die Lasten aus der Hauptdecke
271 des Massivbauwerks zu übernehmen in der Lage ist. Zwischendecken
272 lassen sich jedoch kaum an eine Pfahlwand anschließen, da das
273 Einziehen von horizontalen Verteilungsbalken, welche die
274 Auflagerkräfte und Einspannmomente der Zwischendecken aufzunehmen
275 hätten, nur schwer zu konstruieren ist. Das Freilegen der
276 Bewehrung ausgegrabener Pfahlwände ist mühsam und führt nur
277 selten zu vollem Erfolg. Bei Schlitzwänden ist eine solche
278 Anschlußkonstruktion leichter auszuführen. Für die Ausführung
279 von größeren Verkehrsbauwerken im Grundwasser nach der
280 Deckbauweise (Cover and Cut, Construction under the Roof)
281 scheint die Errichtung von Bohrpfahlwänden kaum geeignet. Die
282 mangelnde Anschlußmöglichkeit der Zwischendecken und die geringe
283 Dichtigkeit tangierender Wände spricht dagegen.
284 Schlitzwände. Schlitzwände können in ähnlicher Weise, wie
285 zuvor für Bohrpfahlwände beschrieben, als Bestandteile eines
286 Verkehrsbauwerks dienen. Ihre größere Konstruktionsbreite,
287 ihre höhere Dichtigkeit und die Möglichkeit, höhere
288 Bewehrungsgrade, ohne Schwierigkeiten anzuwenden, prädestinieren
289 sie in besonderem Maße, als Ersatz der massiven Wände eines
290 Verkehrsbauwerks zu dienen. Auf die grundsätzlichen
291 Gegebenheiten der Schlitzwandbauweisen wurde bereits in Abschn.
292 eingegangen. Hier sollen noch konstruktive Einzelheiten
293 ausgeführt werden.
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