G Tunnel berechnen

Allgemeines

Die Berechnung von Tunneln ist nicht sonderlich kompliziert, weil die Geometrie und Schnittgrößenermittlung doch relativ einfach ist. Sehr angenehm ist auch, dass die beiden Normen nur wenige Nachweise verlangen.

Grundsätzlich sind Temeraturbeanspruchungen zu beachten. Dabei wird zwischen Trögen, dem Portalbereich und dem Tunnelinneren unterschieden. Da die Temperaturbeanspruchung vom Grundwasserstand abhängt, sind hier ggf. zwei Grenzwerte zu untersuchen. Dabei müssen dann natürlich auch die unterschiedichen Erddruckansätze verfolgt werden. Weiterhin sind Überlegungen zum Verdichtungserddruck und ggf. zu Abgrabungen erforderlich.

Manchmal verbleiben die Verbaue im Baugrund, so dass zu klären ist, wie sich der Erddruck langfristig darstellt.

Weiterhin sind Verkehrslasten außerhalb (auf dem Tunnel) des Tunnels und im Tunnel einzurechnen. Bei den Bahntunneln kommt noch der Sog / Druck aus dem Bahnverkehr.

Über eine entsprechende Gruppensteuerung kann man erreichen, das für die Bemessung exakt das Anschnittmoment ermittelt wird.

Da bei einem Tunnelprojekt viele ähnliche Segmente ausgeführt werden, ist es empfehlenswert, die Berechnung zu parametrisieren.

Normen

• Straßentunnel: ZTV-ING Teil 5 Abschn. 2
• Eisenbahntunnel: RiLi 853.2001 Abschn. 2 (11)

Beide Normen beinhalten Festlegungen zur

   Teilsicherheitsbeiwerte
   Kombinationsbeiwerte und
   zulässigen rechnerischen Rissbreiten

Die ZTV-ING Teil 5 Abschn. 2 3.3.3(6) erlaubt es, den Teilsicherheitsbeiwert auf 1,0 zu reduzieren! Aber Achtung: da macht nicht jeder Prüfer mit!

mögliche Fehler

Man kann bei einer Tunnelberechnung (vor allem wenn man ein Computerprogramm verwendet) einiges falsch machen:

• Vernachlässigung der Temperatur auf die nicht zu bemessenden Eckbereiche
• sinnlose Nachweise wie Ermüdung, Betondruckspannungen...(außer Personenunterführungen der DB)
• zu große tangentiale Bettung der Bodenplatte
• Nichtberücksichtigung der "Ergänzenden Regegungen" Fall 5.7 der Tab. NA 6.2 EC 1 Abschn. 6.4.5.3 (maßgebende Länge L_φ)

Auf der Wasserseite ist die Rissbreite auf 0,15mm ! zu begrenzen.

Rissbreitennachweis entspr. ZTV-ING Teil 5 Abschnitt 2 Absatz 3.3.4.5

Temperatur

Tunnelwand ohne Wasserkontakt

Für die Temperaturbeanspruchung im GZT empfiehlt es sich, den Prüfer zu konsultieren. Es bestehen drei mögliche Interpretationen der Normen:

   Sicherheit 1,35 und keine Reduzierung der Steifigkeit,
   Sicherheit 1,0 und keine Reduzierung der Steifigkeit sowie
   Sicherheit 1,0 und Reduzierung der Steifigkeit.

Da der GZT aber häufig nur für die Bügelbewehrung maßgebend wird, ergeben sich oft keine nennenswerten Einsparungen für die kritischen Bewehrungskonzentrationen.

Der Lastansatz für die Temperatur kann sehr komliziert werden. Zu berücksichtigen sind:

   Jahreszeit
   Bauteildicke
   Höhe des Oberbaus (bei Bahn bzw. Straßenbahn)
   Höhe des Grundwasser

Üblichweise ergeben sich vier Lastfälle:

   Sommer und Hochwasser
   Sommer und Niedrigwasser
   Winter und Hochwasser
   Winter und Niedrigwasser

Wir können Gott nur danken, dass die Autoren dieser Normen nicht das Verlangen verspürten, für diese Konstruktionen einen Ermüdungsnachweis zu fordern.

Bei den sehr unterschiedlichen Bauteildicken (oft wird die Bodenplatte gegen den Auftrieb sehr dick ausgeführt) ergeben sich enorme Zwängungen. Falls der Prüfer mitmacht: Mittelwert der Temperatur in der Mittelfläche!? Wenn nicht: ∅28-8 + Zulagen.

Überlagerung: Hier lass ich jetzt mal den Oberlehrer raushängen:🤣

ihr lieben Jungingenieure: entweder es ist Sommer oder es ist Winter. Eine Kombination von diesen beiden Jahreszeiten gibt es nicht...das steht zwar nicht im Wendehort und war im Studium wahrscheinlich nicht dran, aber es ist so.🙄

8 Lastfälle, keinen mehr und keinen weniger.

Schlagwörter

Anschnittmomente, Parametrisierung, Rissbreitennachweis bei drückenden Wasser