Bachelorarbeiten Bauingenieurwesen 2007

DiplomarbeitenBauingenieurwesen2007

Zürcher Fachhochschule

Studiengang Bauingenieurwesen

Diplomarbeit 2007

Fach : Holzbau

Mehrzweckhalle Ried-Brig 1. Allgemeines Die Gemeinde Ried-Brig plant den Neubau einer Turn- und Mehrzweckhalle. Das Projekt sieht eine eingeschossige Halle vor, die teilweise im Boden versenkt ist. Die Nebenräume, wie Garderoben, Geräteräume usw., sind ein- bis zweigeschossig um die Halle angeordnet und werden in Massivbauweise ausgeführt. Die eingeschossige Halle ist eine Holz-Tragkonstruktion, bestehend aus vorfabrizierten Dach- und Wandelementen. 2. Ziel der Arbeit Der Schwerpunkt dieses Projektes lag in der Gestaltung und Konstruktion der Holz-Tragkonstruktion, sowie der Wand- und Dachverkleidung. Die Abmessungen der Fundamente wurden abgeschätzt. Die detaillierte Berechnung und Bemessung der Fundamente waren nicht Bestandteil dieser Arbeit. 3. Holztragkonstruktion Die tragende Dachkonstruktion besteht aus gekrümmten Satteldachträgern, angeordnet in einem Abstand von 2m. Die Dachelemente werden in der Breite alle 2m auf den Bindern gestossen und haben eine Elementlänge von der Traufe bis zum First von 8m. Im Bereich des Technikraumes wird der Satteldachträger durch ein Fachwerk ersetzt. Die Satteldachträger und das Fachwerk werden auf der Längswand aufgelagert. Die Wandelemente sind 2m breit, haben eine Länge von der Fundamentplatte bis zur Traufe und werden jeweils auf der Axe der Binderstützen gestossen. 4. Statisches System Die Satteldachträger und das Fachwerk haben eine Spannweite von 16m und werden gelenkig auf den Wänden aufgelagert. Die Längs- und Giebelwände werden aus vorfabrizierten Wandelementen zu Scheiben ausgebildet und tragen die vertikalen- und horizontalen Lasten in das Fundament ab.

Joel Studer


Diplomarbeit 2007

Fach : Holzbau

Neubau Mehrzweckhalle Ried-Brig

Beim Bauwerk handelt es sich um eine eingeschossige Mehrzweckhalle in Ried-Brig, welche teilweise im Boden versenkt ist. Dabei wird die Tragkonstruktion, sowie die Dach- und Wandkonstruktion in Holzbauweise ausgeführt. Die Nebenräume wie Garderoben, Geräteräume usw. werden in Massivbau ausgeführt. Die Hallenaussenmasse betragen in der Länge 37.5m und in der Breite 16.2m. Die lichte Höhe vom Hallenboden bis zur Unterkannte der Decke darf 7.00 m nicht unterschreiten. Über der Tribüne wird ein Technikraum an die Decke aufgehängt, welcher sich über die gesamte Breite erstreckt. Das Haupttragsystem bilden filigrane Fachwerkträger, welche im Abstand von 67cm auf Stützen in der Längswand aufliegen, somit ist das statische System des Trägers der einfache Balken. Die Fachwerkkonstruktion begünstigt das Durchführen der vier Belüftungsrohre. Dank dem sehr geringen Trägerabstand wird eine Sekundärkonstruktion für den Dachaufbau und die Decke überflüssig. Die Halle hat ein begrüntes Flachdach mit einer Neigung von 3.7°. Eine vertikale Lärchenschalung bildet die Fassade. Längsschnitt

37.50

7.0

0

Technikraum

Querschnitt Detail Dach

Fredi Nessensohn

16.20

±0.00

+3.00

+7.00

+8.30+8.80

Belüftungsrohre


Diplomarbeit 2007

Fach : Holzbau

Turn- und Mehrzweckhalle Ried-Brig Aufgabenstellung Als Startinformationen für das Vorprojekt wurden Architektenpläne, sowie einige Vorgaben zu den Aussenmassen und der Materialwahl abgegeben. Bereits bestehend war das Fundament mit Foyer, Umkleidekabinen, etc., welches in Massivbauweise erstellt wurde.

Projekt Die Trakonstruktion besteht aus den Hallenwänden in Ständerbauweise und den Dachbinderrn, welche als Satteldachträger ausgebildet werden. Dach und Wand werden in den Ecken gelenkig verbunden und wirken statisch als Scheibe. Das ganze Gebäude wird auf Wind, Erdbeben und Schneelast bemessen. Längsschnitt der Halle:

Querschnitt der Halle:

Matthias Meier

\DA_ZUSAF.DOC


Diplomarbeit 2007 Fach : Holzbau

Mehrzweckhalle Ried-Brig 1. Allgemeines Die Gemeinde Ried-Brig plant den Neubau einer Turn- und Mehrzweckhalle. Das Projekt sieht eine eingeschossige Halle vor, die teilweise im Boden versenkt ist. Die Nebenräume wie Garderoben, Geräteräume usw. sind ein- bis zweigeschossig um die Halle angeordnet und werden in Massivbauweise ausgeführt. Die eingeschossige Halle ist eine Holz-Tragkonstruktion, bestehend aus vorfabrizierten Dach- und Wandelementen. 2. Tragkonstruktion Als Tragkonstruktion wurden Fachwerkträger gewählt, welche ein einfaches Durchführen der vier optionalen Lüftungsrohre gewährleisten. Sie werden im Abstand von 2.8 m auf Stützen in der Längswand aufgelegt. Im Bereich des Technikraumes wird ein höherer Fachwerkträger erstellt, welcher in die Technikraumwand integriert wird. Die vorfabrizierten Dach- und Wandelemente werden auf den Fachwerkträgern respektiv auf den Stützen gestossen und mit ihnen schubfest verbunden. Die Dachneigung beträgt 5°.

3. Statisches System Die Fachwerkträger werden über die gesamte Hallenbreite gespannt und gelenkig auf zwei Stützen gelagert. Der Dachaufbau erfolgt mit vorfabrizierten Hohlkastenträgern, welche jeweils auf den Bindern gestossen werden und zusammen als Dachscheibe wirken. Die Wände bestehen ebenfalls aus Elementen, welche zwischen den Stützen zu liegen kommen und schubfest verbunden werden. Sie tragen die vertikalen Lasten aus dem Dach, sowie die horizontalen Lasten infolge Erdbeben und Wind in das Fundament ab. Auch sie werden als Scheibe wirkend ausgebildet und gewährleisten mit der Dachscheibe zusammen die Gesamtstabilität. 4. Schubfluss Um die Gesamtstabilität aus Dach-und Wandscheiben zu gewährleisten, muss der Schubfluss unter den einzelnen Scheiben gewährleistet werden. Die anfallenden Kräfte werden über eine Schwelle respektiv über Stützenfüsse in das Fundament abgegeben. Auf dem nebenstehenden Detail wurde der Schubfluss von der Dachscheibe in die Wandscheibe schematisch eingezeichnet.

Tobias Vögeli

Dreischichtplatte 27mm

Dreischichtplatte 19mm

Aussenwand:

Lärchenschalung 20mmDachlattung 25x50mmKonterlattung 45x50mmWindpapierWeichfaserplatte 35mmGlaswolle 220mmStänderholz 60x220mm

Dachaufbau:Trapezprofil Aluminium 45mmDachlattung 25x50mmKonterlattung 45x50mmUnterdachfolieDreischichtplatte 27mmGlaswolle 220mmStänderholz 60x220mm

+4.90

+6.30

+7.00

+3.00

+9.22

+8.50

+3.00

+0.00

Detail Stützenanschluss 1:10

60x200

Segmentanker M16

Stabdübel 16mm

160x200 140x200 100x200 80x200 60x200 80x200100x200 140x200

160x200

60x20080x200

80x20060x200

60x20060x20060x20060x200

80x200

60x20080x200

StudiengangBauingenieurwesen

Diplomarbeite 2007, Fach: Geotechnik

Stägwald:Stützbauwerke und Steinschlagschutz

David Saladin

Aufgabenstellung

Gewähltes Konzept

Baugrubenabschluss (alle Bereiche)

Galerie (Bereich C)

Schutzdamm (Bereiche A, B, D)Der Schutzdamm wurde so bemessen, dass alle Steine bis zum vorgesehenen Gewicht aufgefangen und vollständig abgebremst werden.Der Schutzdamm rechts und links der Galerie ist eine Schwergewichtsmauer, die aus einer talseitigen Winkelstützmauer und einer bergseitigen „Knautschzone“ besteht. Der Fundamentwinkel der Winkelstützmauer geht bis ans hintere Endedes Schutzdammes, um die ganze Erdauflast als Gewicht nutzen zu können. Der hintere Abschluss der Mauer besteht aus Gabionen ( Steinkörben ), die nach einem Aufprall leicht wieder repariert werden können.Der Schutzdamm wird grundsätzlich dort erstellt, wo SiOK Gleis 100 über der heutigen Geländekante liegt. Der Schutzdamm liegt grösstenteils auf einer Aufschüttung.

Im Rahmen unserer Diplomarbeit mussten wir für das Objekt Stägwald ein Konzept für die Hangsicherung, sowie ein Steinschlagschutzkonzept erstellen. (Gleis 100, km 39´700 ÷ km 39´980)

Mein Konzept besteht aus vier Homogenbereichen (A, B, C, D), sowie zwei Bauteilen die modulartig zusammengesetzt werden. Bei den Bereichen A und D ist das heutige Gelände unter dem zukünftigen SiOK. In diesen Bereichen wurde ein Schutzdamm von 6.00m Höhe angeordnet. Im Bereich C ist das heutige Gelände deutlich über dem zukünftigen SiOK. Hier wurde eine Steinschlaggalerie angeordnet. Da bei meinem Konzept die Steine über die Galerie herabfallen können, müssen die beiden NEAT - Tunnels der Gleise J + K bis Km 99.700 verlängert werden. Um ein Herabfallen der Steine auf das Gleis 200 zu verhindern, ist oberhalb dieses Gleises ein kleiner Damm vorgesehen.Der Bereich B1 und B2 ist der Übergangsbereich zwischen dem Schutzdamm und der Galerie. Im Bereich B wird die Höhe des Schutzdammes von 6.00m bis auf die Höhe der Galerie angepasst.

Als Baugrubenabschluss ist auf der ganzen Länge eine Nagelwand vorgesehen. Auf die Verwendung von vorgespannten Ankern kann verzichtet werden, da sich im angrenzenden Gelände keine setzungsempfindliche Objekte befinden.Die Nagelwand hat eine Stärke von min. 20÷25cm und eine horizontale und vertikale Nagelteilung von 1.25m. Die Nägel haben eine Länge von 15m (unten) bis 20m (oben). Um einen Wasserdruck zu verhindern, werden auf der ganzenNagelwand Drainagenbohrungen angeordnet.

Die Steinschlaggalerie ist eine schlaff bewehrte Rahmenkonstruktion, die flach fundiert wird. Die Konstruktion ist im bergsseitigen Fundament voll eingespannt. Die talseitigen Galeriestützen wirken als Pendelstützen. Eine mögliche Einspannung der Stützen in der Galerie wurde vernachläsigt. Um eine bessere Lastverteilung auf das talseitige Fundament zu erreichen, wird das Fundament zwischen den Stützen mit einem Riegel verstärkt.Die Galerie wurde so dimensioniert, dass die Steine auf dem Galeriedach nicht 100% abgebremst werden. Die Steine, die über das Galeriedach herunterfallen, werden durch einen kleinen Damm oberhalb des Gleises 200 aufgefangen.Um die Stützen gegen Zugsanprall zu schützen, ist zwischen den Galeriestützen ein Schrammbord von 2.00m Höhe vorgesehen. Dieses Schrammbord wirkt statisch nicht mit und darf bei Anprall beschädigt werden.

Achs

e G

leis

100

GeotextilSickerkies 16÷32mmAbdichtung

Nagel Swiss Gewi

ø 28mm L = 15.00m

Sickerpackung und Drainage

Drainageöffnung: t = 1.25x1.25m

Noppenfolie auf ganzer Fläche als Drainage

Nagel Swiss Gewi

ø 25mm L = 20.00m

Nagel Swiss Gewi

ø 25mm L = 20.00m

Nagel Swiss Gewi

ø 25mm L = 20.00m

Nagel Swiss Gewi

ø 25mm L = 17.50m

Nagel Swiss Gewi

ø 25mm L = 17.50m

Nagel Swiss Gewi

ø 25mm L = 17.50m

Nagel Swiss Gewi

ø 28mm L = 15.00m

Nagel Swiss Gewi

ø 28mm L = 15.00m

Nagel Swiss Gewi

ø 28mm L = 15.00m

Spritzbeton d=20÷25cm

Unterzüge quer Unterzüge querUnterzug längs

Überschüttung

Leitmauer

bemessungs Einschlagachsefür Steinschlagberechnung

Geotextil / Geogitter als Verstärkung

Gabionen ( Steinkörbe )

Betonsockel für Steinkörbe

Winkelmauer

Forst- und Unterhaltsstrasse

Hinterfüllung( Knautschzone )

Noppenfolie als Drainage

5:1

10:1

3112

02

1 192

0121

3112

2 8

1192

1 121

1 192

212 1

11923121

1002

0

10019

12060101

1310

16

1342

1075

14

12

5

745

5 4

60

.0

460.0

460.0

460.0

460.0

460.0

460.0

460.0

470.0

470.0

470.0

470.0

470.0

470.0

480.0

480.0

480.0

480.0

480.0

480.0

480.0

490.0

490.0

490.0

490.0

490.0

490.0

490.0

500.0

500.0

500.0

510.0

510.0

Gotthardstrasse

C

Bereich C Galerie

Bereich A Schutzdamm

Bereich D Schutzdamm

Bereich B1Übergang

Bereich B2Übergang

Steinschlaggefärdeter Bereichkm 99.630 - km 99.890

A01

A02

A0 4A03

A05

A06

A0 7

A08

A09

A10

A 11

A12

A13

A14

A15

A 16

B1 1

B1 2

B13

B14

B1 5

B22

B23

B24

B25B2

1

D01

D02

D03

D04

D05

D06

D07

D08

D09

D10

D11

D12

C02

C03C01

C0 4

C05

C06

C07

C08

C09

C10

C11

C12

C13

C14

C15

C16

C17

km 9

9 .77

7

k m 9

9 .8 0

2

L = 260.00m

L = 85.00m

L = 80.00m

L = 22.50m

L = 22.50m L = 105.00m


C

CC

CCCC

CCC CCCCC CCC

CC

99.6

CCCC

ÜA

C

CC

Gleis 100 (Stammlinie)

39.7

Gleis 200 (Stammlinie)

99.7

39.8

39.9

99.9

40.099.8

40.0

39.9

39.839.7

Gleis J

Gleis K

100.0

40.1

C


Fangdamm gegen herabfallende SteineStützmauer gegen Gleis 200

Verlängerung und Überdeckungder NEAT Tunnels bis km 99.700

Galerie Querschnitt 1:100 Galerie Ansicht 1:100 Schutzdamm Querschnitt 1:100

Übersicht 1:750


Diplomarbeit 2007

Fach : Grundbau

Integrierte Schutzkonstruktion „Stützmauer Stägwald“

Die Winkelstützmauer stellte aufgrund ihrer Abmessungen und ihrer Wirtschaftlichkeit eine geeignete Lösung dar. In ihr integriert ist ein Steinschlagschutz-Damm, der zusammen mit dem Forst- und Unterhaltsweg ein Auffangbecken für die herunterfallenden Steine und Blöcke bildet. [ Bild 1] Situation des Projektes im Bereich Nordportal Erstfeld

Im nördlichen Abschnitt A, Richtung Altdorf, muss ein Damm aufgeschüttet werden, so dass das projektierte Gleis 100 auf dem gewünschten Niveau erstellt werden kann. In einem kurzen Bereich, der nicht durch den Steinschlagschutz-Damm geschützt ist, sind Steinschlagschutz-Barrieren vorgesehen. Im Bereich des Abschnitts B ist eine Stützkonstruktion mit integriertem Steinschlagschutz geplant. Im Abschnitt C läuft die Stützkonstruktion aus und besteht nur noch aus dem Steinschlagschutz-Damm.

Andreas Garamszegi

Ausgangslage Die Alptransit Gotthard AG (ATG) realisiert im Auftrag des Bundes die neue Alpentransversale NEAT durch den Gotthard. Im Bereich des Nord-Portals Erstfeld (UR) wird für die bestehende SBB-Stammlinie ein Überwerfungsbauwerk realisiert. Dabei wird ein einspuriges Gleis kreuzungsfrei über die zweigleisige Neubaustrecke geführt und weiter südlich wieder an die bestehende SBB-Linie Richtung Göschenen angeschlossen. Dieser neu zu erstellende Gleisabschnitt quert den Hang östlich des Portals und bedingt entsprechende Hangsicherungsmassnahmen. Zudem besteht in den Felswänden oberhalb dieses Streckenabschnittes Steinschlaggefahr. Aufgabe Im Rahmen der Diplomarbeit sollte dieses Überwerfungsgleis projektiert sowie die entsprechende Hangsicherungs-massnahme erarbeitet und statisch überprüft werden. Die Aufgabe war an diverse Randbedingungen gebunden, die es unbedingt einzuhalten galt. Eine zusätzliche Herausforderung für die Projektierung der Stützkonstruktion war der Steinschlag, der mit einer einwirkenden Energie von 4 MJ (Mega Joule) in die Statik mit einbezogen werden musste. Lösung Im ersten Schritt wurde über ein Variantenstudium die optimale Lösung erarbeitet.


Diplomarbeit 2007

Fach : Geotechnik

Integrierte Schutzkonstruktion Stägwald Randbedingungen - Im Bereich des Nord Portals Erstfeld wird für die bestehende SBB Stammlinie ein Überwer-fungsbauwerk realisiert. Dabei wird ein einspuriges Gleis über die zweigleisige Neubaustrecke geführt und weiter südlich wieder an die bestehende SBB Linie Richtung Göschenen ange-schlossen. Dieser neu zu bauende Gleisabschnitt quert den Hang östlich des Portals und bedingt entsprechende Hangsi-cherungsmassnahmen. Oberhalb des Streckenabschnitts befinden sich Abrissgebiete von Felsstürzen. Im Projektbereich ist mit Blockschlag zu rechnen. Im Ereignisfall werden Einzelvo-lumen von 2m3 und Energien bis 4MJ erwartet. Die Schutzkonstruktion Stägwald stellt in diesem Zusammenhang ein integrales Massnahmenkonzept zum Schutz der Gleisanlage und der weiter talwärts gelegenen Bauwerke dar. Schutzbauwerk - Als Steinschlagschutzbauwerk ist eine ca. 10m hohe Winkelstützmauer vorgesehen. Bergseitig dämpft ein 5m hoher, geotextilbewehrter Damm die Aufprallenergie der Gesteinsmassen. Der Forstweg dient als Fallboden sowie als Zufahrtsweg für Unterhaltsarbeiten. Fundationskonzept - Der Nachweis einer sicheren Einleitung der Lasten in den Baugrund erwies sich für die Bemessungssituation Steinschlag als problematisch. Bei der Wahl eines Fundationskonzeptes wurden Gleiten und statischer Grundbruch massgebend. Unterhalb des Mauerfusses wird daher die Stützmauer auf Grossbohrpfähle von 1.25m Durchmesser und 2.5m Abstand abgestellt. Diese vordere Pfahlreihe ist biegesteif an die Stützmauer angeschlossen und kann in Abschnitten mit tiefem Hanganschnitt als ausgefachte Pfahlwand zur dauerhaften Sicherung des Gelände-sprunges ausgebaut werden. Die Pfahlwand wird im Kopfbereich über die Winkelstütz-mauer rückverankert. Die dafür notwendigen Rückhaltekräfte werden durch eine hintere Reihe von Bohrpfählen aktiviert.

Andrej Berndt


Diplomarbeit 2007

Fach : Grundbau / Geotechnik

Stützmauer Stägwald

Ausgangslage Die Alptransit Gotthard AG (ATG) realisiert im Auftrag des Bundes die neue Alpentransversale NEAT durch den Gotthard. Um den Betrieb der bisherigen Eisenbahnstrecke sicher zu stellen, muss ein Überwerfungsbauwerk reali-siert werden.

Überwerfungsbauwerk Das neu zu bauende Überwerfungsbauwerk quert dabei den Hang östlich der Portalzone des neuen Gotthardtun-nels. Die detaillierte Linienführung ist von der SBB vorgegeben. Wegen der festgelegten Ausbaugeschwindigkeit kann die Linienführung nicht verändert werden. Somit sind Hangsicherungsmassnahmen notwendig. Es besteht zudem in den Felswänden oberhalb dieses Streckenabschnittes Steinschlaggefahr. Für die Steinschlagsgefährdung ist im Ereignisfall von einem Block mit einer Energie von 4 MJ auszugehen. Das gesamte Überwerfungsbauwerk wird ca. 260m lang, wobei eine Hangsicherungskonstruktion auf einer Länge von 108m benötigt wird. Projekt Das gesamte Überwerfungsbauwerk wurde in fünf Abschnitte unterteilt (A, B, C, D und E), Wobei die Abschnitte A und E sowie B und D gleich sind. In den Abschnitten A und E ist eine Auf-schüttung notwendig. Diese wird mit einem Damm mit Neigung von 2:3 erstellt. In den Abschnitten B und D wird eine Schwergewichtsmauer geplant. Der Schutz gegen Steinschlag erfolgt mit RXI 500 Net-zen. Der Abschnitt B ist 22.5m lang und der Abschnitt D 37m. Im Abschnitt C wird eine Galerie geplant mit einem integrierten Damm welcher herunter-fallende Steinblöcke aufhält. Der Abschnitt C ist ca. 50m lang. Querprofil Abschnitt C

Daniel Brandenberger


Diplomarbeit 2007

Fach : Massivbau

Brücke über Industriegleis

Ausgangslage Das Zentrum der Gemeinde Gossau soll künftig durch eine Zentrumsumfahrung mit einer neuen, rund 300m langen Brücke über das Industriegleis zwischen Mosswiesstrasse und Industriestrasse entlastet werden. Das Brückenprojekt liegt vollständig im Industriegebiet und soll das Gleis in ca. 8 bis 10m Höhe überqueren.

Projektbeschrieb Die durchlaufende vorgespannte Hohlkastenbrücke aus Stahlbeton führt über elf Felder mit Spannweiten von 20 – 60m. Der Normalquerschnitt besteht aus einem rechteckigen Stahlbeton-Hohlkasten (6.50 x 1.65m) mit seitlichen Auskragungen von je 3m. Der Brückenträger ist mit vier Pfeilern monolithisch verbunden. Die restlichen Pfeiler und die beiden Widerlager haben verschiebliche Lager. Alle Pfeiler sind mit Spitzendruckpfählen auf dem in ca. 19m tief liegenden Molassefels fundiert. Die Brücke ist mit Stahlton BBRV Drähten Ø 7mm in den

Feldern teilweise und über den Pfeiler voll vorgespannt. In den beiden Stegen verlaufen je zwei Kabel durchgehend, die restlichen Kabel sind auf den Momentenverlauf des Tragwerks abgestimmt. Über den Pfeilern sowie bei den Widerlagern wird der Hohlkasten durch eine 1.0m starke Querscheibe ausgesteift. Um die Zugänglichkeit über die ganze Brücke zu gewährleisten sind Durchstiegsöffnungen vorgesehen. Zwei zusätzliche Öffnungen für Werkleitungen mit den Abmessungen 0.75 x 0.30m durchtrennen die Querscheiben.

Roger Ott


Diplomarbeit 2007

Fach : Massivbau

Brücke über Industriegleis Das Zentrum der Gemeinde Gossau soll künftig durch eine Umfahrung entlastet werden. Dazu soll eine neue Brücke über das Industriegleis zwischen der Mooswiesstrasse und der Industriestrasse gebaut werden. System: Die Brücke wird als 8-Feld Träger ausgebildet. Das

längste Feld mit 75.00 m Spannweite befindet sich über dem Industriegleis. Die restlichen Felder haben eine Spannweite von 34.00 bzw. 47.50 m.

Lagerung: Die vier mittleren Stützen sind monolithisch mit dem Überbau verbunden. Die Brücke ist dort unverschie-blich gelagert.

Vorspannung: Der Brückenträger wird mit dem Stahlton Cona Litzensystem für Eigengewicht und ständige Auflasten voll vorgespannt.

Marius Bühlmann

25.00 40.00 35.00

23.00

4 5°

4 5°

23.00

Längsgefälle: 4.62 %

4.20

2.102.10

1.50

2.40

2. 40

4. 80

1.55

80

80

1.50

1.50

80

80

1.65

35

2.00

100.00

OK B

eton

plat

te: 7

32.4

8

OK

Beto

npla

tte: 7

37.10

4.006.00

Schleppplatte

Flügelmauer (Flussabwärts)

l = 4.00 m (ab Widerlager)

Flügelmauer (Flussaufwärts)


Schleppplatte

Flügelmauer (Flussabwärts)


4.00 1.00

Flügelmauer (Flussaufwärts)


Längsschnitt


Diplomarbeit 2007 Fach: konstruktiver Ingenieurbau / Massivbau

Ersatz der Versamertobelbrücke Ausgangslage Nahe dem Dörfchen Versam, im Kanton Graubünden, liegt das Versamertobel. Von Bonaduz her kommend, überquert man vor Versam das Versamertobel, in welchem die Rabiusa fliesst. Zurzeit überquert man das Tal über die bestehende Stahlbogenbrücke aus dem Jahr 1897. Damit hat sie ihre Lebensdauer von 100 Jahren bereits überschritten. Deshalb plant das Tiefbauamt des Kantons Graubündens den Ersatz der bestehenden Stahlbogenbrücke. Beschrieb des Bauwerks

Die alte Stahlbogenbrücke wird durch ein Sprengwerk (links) ersetzt, das flussaufwärts zu liegen kommt. Die neue Brücke ist 100 m lang. Das Sprengwerk wird im Querschnitt einen Plattenbalken besitzen, welcher 7.80 m breit ist. Die Höhe des Plattenbalkens beträgt 2 m. Über den Auflagern (Stützen, Brückenenden) sind Querrippen geplant. Durch die gegebene Topographie ist ein symmetrisches Sprengwerk nicht möglich. Die Brücke wird in Randfelder von 25 bzw. 35 m eingeteilt. Das Mittelfeld beträgt demnach 40 m.

Tragkonzept Das Bauwerk wirkt in Längsrichtung als Sprengwerk und in Querrichtung wirkt die Fahrbahnplatte mit den beiden Unterzügen als Plattenbalken. Die Stützen sind in den Fundamenten eingespannt und mit dem Plattenbalken monolithisch verbunden. Die Brücke wird in Längsrichtung vorgespannt und zusätzlich schlaff armiert. Die Vorspannung dient ausserdem zur Verringerung der Rissbreiten sowie um die Deformationen im zulässigen Bereich zu halten. In Querrichtung wird der Plattenbalken schlaff armiert.

Peter Rutishauser


Diplomarbeit 2007

Fach : Konstruktiver Ingenieurbau / Massivbau

Ersatz der Versamertobelbrücke

Ausgangslage

Bei der Versamertobelbrücke handelt es sich um eine 100 Jahre alte Stahlbogenbrücke, welche über die Rabiusa führt und somit das Dörfchen Versam mit Chur verbindet. Da sie aber den heutigen Anfordeungen hinsichtlich Belastbarkeit und Fahrbahnbreite nicht mehr genügt, hat sich der Kanton Graubünden entschieden, diese zu ersetzen.

Die neue Versamertobelbrücke

Die alte Brücke wird durch eine klassische Bogenbrücke in Stahlbeton ersetzt.

Der Fahrbahnträger wird auf paarweise angeordneten Stützen aufgeständert und bildet zusammen mit den Stützen und dem Bogen eine Art Virendeel-Träger.

Allerdings wird die neue Versamertobelbrücke einige Meter flussaufwärts zu liegen kommen. Dadurch wird die Linienführung dem Auflageprojekt der neuen Rechtsrheinischen Hauptabmessungen: Oberländerstrasse angepasst. Zudem kann so

der Verkehr während der Bauzeit weiterhin Brückenlänge: 100.00 m

über die alte Brücke geleitet werden. Feldweite: 10.00 m Fahrbahnbreite: 7.80 m Pfeilhöhe des Bogens: 13.75 m

Andreas Mettler

\DA_ZUSAF.DOC


Diplomarbeit 2007 Fach : Siedlungswasserbau

z :w Zürcher Hochschule Winterthur

Regenklärbecken ,,Schlosstal'' Hebewerk

Hebewerk 1: 100

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Regenbecken

Die Kanalisation um den Standort „Schlosstal" liegt tiefer als die Flusssohle der Töss. Folglich gäbe es im Vorfluterkanal des Beckens einen Rückstau mit dem Wasser der Töss. Das bedeutet, das Abwasser muss mittels Pumpen auf das Niveau des Regenbeckens gehoben werden. Dazu eignet sich ein Hebewerk mit Schneckenpumpen . Um eine Menge für ein extremes Regenereignis (rund 37001/s) zu fördern, braucht es 3 Schnecken a 240cm mit einer Förderleistung von je a 1900l/s. Bei Trockenwetter dreht sich lediglich eine kleine Schnecke von 70cm Durchmesser. Anhand einer Pegelrelation wird der Steuerung mitgeteilt , wie viel Wasser der Spiegellage entspricht und welche Schneckenwellen mit welcher Drehzahl gefahren werden müssen.

Das Regenbecken hat eine Speicherkapazität von rund 1600m3 und unterteilt sich in zwei Klärbecken von je 800m3. Das spezifische Volumen

beträgt 17m3/hared- Sie werden als Durchlaufbecken im Nebenschluss gebaut. Die beiden Kammern füllen sich bei Hochwasser gleichzeitig, dies geschieht mittels einer Öffnung am Beckenboden von 2.0/2.5m in der Mitte der Trennwand.

Schnitt 1:100

Töss

Der Ablauf des Beckens beträgt 3QTW + QF,emdwasser = 3*781/s + 10l/s =2441/s. Bei einem Trockenwetter oder Sehwachregen fliesst diese Menge vom Zulaufkanal des Beckens weg. Dies wird automatisch über einen Regulierschieber gesteuert. Die beiden Becken bleiben trocken.

Bei einem mittleren Regen staut sich der Zulaufkanal , das Wasser tritt über und durchströmt den Siebrechen. Die Becken füllen sich teilweise. Nach dem Regenereignis, bei Trockenwetter , wird das Becken im Freispiegel Richtung KS 55811 entleert. Dazu öffnet sich ein zweiter Schieber, der sich in der Ablaufrinne am Beckenboden befindet.

Das Abwasser wird mit den Schneckenpumpen so hoch gehoben, dass die Kote des Beckenbodens immer noch höher ist als die bestehende Kanalsohle. So kann im Freispiegel entleert werden und auf das kostspielige Entleeren mittels Pumpen verzichtet werden.

Bei einem extremen Regenereignis vermag das Becken nicht die gesamte Wasserfracht aufzunehmen, so dass bei einem Stauziel von +423.60 m.ü.M und einer mittleren Tiefe von 4m, das Wasser in den Ablaufkanal wegfliesst. Von dort gelangt es via Entlastungskanal in den Vorfluter (Töss). Um den Schwimmstoffaustrag in die Töss zu verhindern, steht der Bedienersteg beim festgelegten Stauziel teilweise unter Wasser , so erfüllt er auch die Funktion einer Tauchwand. Die Becken werden nach der Entleerung mittels Spülkippen gereinigt.

Riyad Assili


Diplomarbeit 2007

Fach : Konstruktiver Ingenieurbau

Neubau Brücke Verbindung Industriestr. - Mooswiesstrasse 9200 Gossau Ausgangslage: Im Rahmen des Stadtentwicklungskonzepts der Stadt Gossau, soll durch eine Umfahrung das Zentrum von Gossau entlastet werden. Im Zusammenhang mit dieser Umfahrung soll eine rund 300m lange Brücke über das Industriegleis erstellt werden. Diese Brücke soll die Industriestrasse mit der Mooswiesstrasse verbinden. System: Die Brücke wird im Stahl-Beton-Verbund ausgeführt. Der Brückenträger wird als Durchlaufträger über 10 Felder erstellt. Spannweiten: 4 x 26.60m ; 35.00m ; 70.00m ; 35.00m ; 2 x 24.50m ; 24.40m (von West nach Ost)

Pascal Hinder


Diplomarbeit 2007


SBB Doppelspurbrücke, Uttigen Eine statische Prüfung hat ergeben, dass die zwei einspurigen Eisenbahnbrücken über die Aare bei Uttigen mit 64m Spannweite den heutigen Anforderungen nicht mehr genügen und zu verstärken oder erneuern sind. Im Zusammenhang mit dem geplanten Hochwasserschutzkonzept, soll bei einer neuen Brücke die Flussaufweitung realisiert werden, sodass die neue Brücke eine Spannweite von 130m überbrücken muss. Aufgabe dieser Diplomarbeit war, eine neue doppelspurige Eisenbahnbrücke zu entwerfen, bemessen und konstruieren, sowie mit Plänen und Berichten zu veranschaulichen.

Ansicht 1:200

Die Doppelspurbrücke ist in der Hauptspannweite von 130 m als bogengestützter Biegeträger ausgebildet, auch bekannt als Langer-scher Balken. Die Bogenhöhe beträgt 25 m. Zwischen diesen zwei Hauptträgern sind die Querträger im Abstand von 3.1m als, im Verbund mit dem darauf liegenden Betontrog, eingehängt. Die beiden Bögen werden durch Binder verbunden und durch Kreuze

ausgesteift. Bogen und Trä-ger werden alle 9.3m durch Zugstangen verbunden, so-dass sie zusammen als ein Tragwerk fungieren können. Querschnitt 1:50

Montage Der Aufbau des Tragwerks auf dem Montageplatz wird auf der einen Seite begonnen und bis zum anderen Ende fortgeführt. Dafür wird mind. ein Kran und verstellbare Gerüste benötigt Die fertige Brücke wird zuerstin längsrichtung über die Aare geschoben. Dazu benötigt man zwei provisorische Pfeiler im Fluss. Danach wird sie Quereingeschoben, während gleichzeitig die alten Brücken seitlich ausgeschoben und demontiert werden.

Montage - Einschieben

Dominic Senn

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SBB�Doppelspurbrücke�Bei�dem�vorliegenden�Projekt�handelt�es�sich�um�eine,�neu�zu�erstellende,�doppelspurige�Eisenbahnbrücke�über�die�Aare�bei�Uttigen�(Kt.�Bern).�Zurzeit�wird�der�Bahnverkehr�über�zwei�eingleisige�Fachwerkbrücken�geführt.�Welche�in�den�Jahren�1918-�1920�erbaut�wurden.�Eine�statische�Überprüfung�im�Jahre�2003�hat�ergeben,�dass�mehrere�Tragelemente�den�heutigen�Anforderungen�nicht�mehr�genügen.�Vorerst�wurden�diese�Brücken�verstärkt.�Bei�der�Planung�der�neuen�Brücke�sind�die�Pläne�des�Kantons�Bern�bezüglich�der�zukünftigen�Gestaltung�der�Aare�zu�berücksichtigen.�Hierbei�handelt�es�sich�um�Projekte�für�den�Hochwasserschutz�und�einer�neuen�Flussbettgestaltung.�Durch�das�projektieren�einer�neuen�Brücke�soll�demnach�eine�Flussaufweitung�realisierbar�gemacht�werden,�welche�zu�einer�Verdoppelung�der�Brückenspannweite�auf�130m�führen�wird.�Die�durchzuführenden�Projektierungsarbeiten�sollen�zeigen,�wie�ein�Brückentragwerk�unter�diesen�Rahmenbedingungen�realisiert�werden�kann,�und�welche�Konsequenzen�erwartet�werden�müssen.��

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Beat�Schwammberger��

DraufsichtDraufsichtDraufsichtDraufsicht

AnsichtAnsichtAnsichtAnsicht

QuerschnittQuerschnittQuerschnittQuerschnitt


Diplomarbeit 2007


SBB-Brücke, Uttigen Ausgangslage Zwei Hochwasser innert sechs Jahren haben gezeigt, dass der Hochwasserschutz der Aare zwischen Thun und Bern erhebliche Mängel aufweist. Beim Bau einer neuen Brücke in Uttigen wird das Flussbett der Aare aufgeweitet. Tragwerk Die erforderliche Spannweite von ca. 130 m wird durch zwei Bogenbrücken überwunden, welche in der Mitte auf einer Stütze aufliegen. Beide Brücken haben eine Länge von je 64.98 m. Die Brücken sind als einfache Balken modelliert, welche durch einen Druckbogen verstärkt werden. Alle 7.22 m werden die Längsträger an den Bogen aufgehängt. Die Querträger, welche eine Länge von 11.685 m haben, werden als einfache Balken mit einem Abstand von 3.61 m zwischen den Längsträgern montiert. Sie wirken nachher mit dem mindestens 0.40 m starken Schottertrog als Stahl- Beton-Verbundkonstruktion.

Vico Zahnd


Diplomarbeit 2007

Fach: Umwelttechnik

Sanierung einer Deponie

Eine Technische Untersuchung hat ergeben, dass der vorgegebene Standort sanierungsbedürftig ist. In dieser Diplomarbeit habe ich in einem ersten Schritt, zusammen mit Klemen Vehovec, ein Variantenstudium durchgeführt. Das Variantenstudium konzentriert sich auf die Bereiche Oberflächenabdichtungen und vertikale Sanierungsmethoden. Andere Sanierungsmethoden wie Dekontamination oder Basisabdichtung wurden schon in der Aufgabenstellung ausgeschlossen. Die Altlastenverordnung gilt als rechtliche Grundlage.

Die beiden Variantenstudien haben eine Rangliste der möglichen Oberflächenabdichtungen sowie der vertikalen Sicherungsmöglichkeiten ergeben. Jeweils die ersten drei jeder Rangliste haben wir etwas ausführlicher beschrieben und die Stärken und Schwächen aufgezeigt. In einem nächsten Schritt haben wir uns für vier vertikale Möglichkeiten entschieden, welche wir intensiver bearbeiten möchten. Es handelt sich um die Ein- und Zweiphasenschlitzwände sowie Schmalwände und das Mixed-In-Place-Verfahren. Ein weiterer Variantenvergleich zwischen der Ein- und Zweiphasenschlitzwand mit etwas detaillierteren Kriterien hat mir die Wahl der Einphasenschlitzwand ermöglicht. Gegenüber der Zweiphasenschlitzwand ist sie für diese Deponie unter anderem wegen der geringen Wandtiefe und kleineren Kosten im Vorteil.

Parallel dazu war auch die geometrische Anordnung der Wände sowie das bestimmen der Wandtiefe ein Thema. Anhand der geologischen Profile und der „Situation Grundwasser“ wurden auch hier die Vor- und Nachteile beschrieben und mögliche Varianten aufgezeichnet. Das Verhältnis zwischen Umweltverträglichkeit, Kosten und Wirkungsgrad soll möglichst optimal sein. Um diesem Anspruch möglichst gerecht zu werden, habe ich mich für eine anstromseitig angeordnete Einphasenschlitzwand mit einer Wandtiefe von etwa 7 m entschieden. Auch die Materialwahl ist von entscheidender Bedeutung. Chemische Angriffe und Ansprüche an die Durchlässigkeit sind dabei mitentscheidend. Die Sanierung einer Deponie ist von vielen Faktoren abhängig. Diese umfassen einen grossen Bereich des Bauingenieurwesens. Ob die Wahl nun auf eine Schlitz-, Schmal- oder Mixed-in-Place-wand fällt liegt auch im Ermessen des Projektbearbeiters.

Aus Datenschutzgründen kann die Diplomarbeit nicht der Öffentlichkeit präsentiert werden.

Christian von Moos

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Rekultivierungsschicht

Entwässerungsschicht

Bentonitmatten (zweilagig)

Ausgleichsschicht, evt. als Gasdränage

Abfall

Rekultivierungsschicht

Entwässerungsschicht

Bentonitmatten (zweilagig)

Ausgleichsschicht, evt. als Gasdränage

Abfall

Der gewählte Aufbau der Oberflächenabdeckung mit einer zweilagigen Bentonitmatte

Vorgehen zur Erstellung einer Einphasenschlitzwand

StudiengangBauingenieurwesen

Diplomarbeit 2007Fach : Umwelttechnik

Sanierung einer Deponie im Schweizer Mittelland

Vertikale Sicherungsmethode – eine VarianteMit einem Mixed-in-Place Verfahren können vor Ort «in-situ» Dichtwände erstellt werden. Mit einer geeigneten, dem Bodenabgestimmten Bentonit-Zement Suspension wird das anstehende Material vermischt. Die entstehenden Dichtwände werdenim doppelten Pilgerschrittverfahren (Abbildung 2) ausgeführt. Aufgrund dieser Methode entstehen homogene, dichte Wändedie im Deponiebau wie auch in anderen Bereichen angewendet werden können, wo Dichtigkeit und statische Nutzbarkeitgefragt sind.

Wie funktioniert die Einbringung und MischungMit speziellen Maschinen, drei Bohrschnecken an einem Mäkler (Abbildung 1), wird zuerst vorgebohrt und in einem zweitenSchritt an der mittleren Schnecke die Bentonit-Zement Suspension hineingepumpt damit der Mischvorgang fortgesetztwerden kann.

Oberflächenabdichtung – Variante mit BentonitmattenSie wird meist als temporäre Abdeckung von setzungsgefährdeten Deponien zur Minimierung des Sickerwassers und derGasemissionen eingesetzt. Im endgültigen Abdichtungssystem kann sie als Ersatz für mineralische Dichtungsschichten inflachen Bereichen von Altlasten mit geringem Gefährdungspotenzial eingesetzt werden. Um ein Austrocknen derBentonitschicht (Abbildung 3) zu verhindern, sollten immer zwei Schichten dieser Matte einzubauen. Falls dieBentonitmatte trotzdem austrocknen sollte, kann sie sich dank einem gewissen Selbstheilungsvermögen wiederregenerieren. Dieser Prozess dauert jedoch je nach Austrocknungsgrad eine gewisse Zeit. Das Langzeitverhalten ist also auchvom Feuchtegehalt der Matte abhängig.

Klemen Vehovec

Abbildung 3: Schnitt durch den Aufbau einer OberflächenabdichtungAbbildung 2: PilgerschrittverfahrenAbbildung 1: Bohrschnecke mit Mäkler


Diplomarbeit 2007 Fach : Umwelttechnik für Bauingenieure

Anwendbarkeit des Programms HELP auf die Planung eines Oberflächenabschlusses Das „Hydrologic Evaluation of Landfill Performance“ (HELP) Modell ist ein hydrologisches Modell des Wasserhaushalts und der Wasserflüsse von Deponien. Ziel des HELP-Modells ist es, ein System zur Abschätzung von Wasserhaushaltsgrössen für einen grossen Bereich möglicher Deponieaufbauten und klimatischer Verhältnisse zur Verfügung zu stellen, um den Entwurf und die Überprüfung von Abdichtungssystemen von Deponien in der Planungs- und Genehmigungsphase zu unterstützen. HELP benötigt zur Simulation Wetter-, Boden- und Materialdaten sowie Daten zum Deponieprofil und zur Vegetation. Das HELP-Modell wurde seit 1982 in den USA entwickelt und liegt mittlerweile in der Version 3 vor. Das HELP-Modell wurde in Deutschland in einer umfangreichen Validierungsstudie untersucht und an die deutschen Verhältnisse angepasst. Ziel der vorliegenden Arbeit war zu prüfen, ob das Programm HELP auch für Reaktordeponien in der Schweiz anwendbar ist. Am Beispiel einer bestimmten Deponie wurde überprüft, ob die mit dem Modell erhaltenen Simulationsergebnisse realitätsnah sind. Des Weiteren wurde untersucht, für welche Aufgaben das Modell angewandt werden kann, welche Einschränkungen bei der Anwendung zu beachten sind und welche Probleme dabei auftreten können. In einem ersten Schritt wurde der Wasserhaushalt von Deponien beschrieben. Anschliessend wurden die Anwendungsgebiete des HELP-Modells aufgezeigt. Weiter wurden die im HELP modellierten Prozesse beschrieben und die Beschränkungen und Grenzen aufgezeigt. Die Beschränkungen haben gezeigt, dass HELP ein schichtorientiertes Modell ist und in horizontaler Richtung einen homogenen Deponiekörper voraussetzt. Dies ist eine Annahme bzw. Vereinfachung, die aufgrund des inhomogenen Aufbaus des Deponiekörpers in Frage gestellt werden muss. Es ist möglich, die Boden- und Vegetationseigenschaften eines Deponieprofils in einem Simulationslauf zu ändern, so dass eine Alterung durch entsprechende Benutzervorgaben berücksichtigt werden kann. Dies erfordert allerdings vertiefte Kenntnisse über die Prozesse der Alterung. Weiterhin wurde festgestellt, dass sich HELP nicht für die Modellierung eines offenen Deponiekörpers eignet, da die Abflussprozesse in einem üblichen heterogenen Abfallkörper mit bevorzugten Sickerwegen nicht nachgebildet werden können. Ausserdem wurde eine Sensitivitätsanalyse durchgeführt, wobei sich hohe Sensitivitätsindizes vor allem für den klimatischen Parameter Niederschlag sowie für den Bodenparameter gesättigte Wasserleitfähigkeit gezeigt haben. Diese beiden Parameter sollten bei der Datenerhebung möglichst genau bestimmt werden, da sie den Sickerwasseranfall stark beeinflussen. Die Erkenntnisse wurden anschliessend auf ein konkretes Beispiel übertragen. Am Beispiel einer Reaktordeponie in der Schweiz wurde der Wasserhaushalt der Oberflächenabdichtung modelliert. Um die Validität der von HELP berechneten Sickerwasserraten abzuschätzen, wurden Messwerte mit den Simulationsergebnissen verglichen. Es galt zu klären, wie gut HELP die Messergebnisse der jährlichen Sickerwassermengen zu reproduzieren vermag und worauf eventuelle Abweichungen zwischen Mess- und Simulationsergebnissen beruhen. Bei der Bearbeitung traten einige wesentliche Probleme auf. Beim untersuchten Objekt wird nur die totale an die ARA abgegebene jährliche Sickerwassermenge gemessen. Diese setzt sich zusammen aus dem Sickerwasser von drei rekultivierten Etappen, zwei offenen Etappen sowie einem Platz. Da die offene Deponiefläche sowie der Platz nicht mit dem HELP-Modell simuliert werden können, musste auf Erfahrungswerte zurückgegriffen werden. Es hat sich herausgestellt, dass die Sickerwassermenge, berechnet mit den Erfahrungswerten, knapp 90 % der totalen Sickerwassermenge beträgt, wodurch der Einfluss der mit dem HELP berechneten Sickerwassermenge sehr klein ist. Der Vergleich der berechneten mit den gemessenen Sickerwassermengen hat ergeben, dass nur zum Teil eine Übereinstimmung vorhanden ist. Es treten teilweise hohe Abweichungen auf. Die, über 9 Jahre berechnete, durchschnittliche jährliche Sickerwassermenge entspricht jedoch ungefähr der durchschnittlichen Jahressickerwassermenge aus den Messungen. Die Ergebnisse aus den Berechnungen sollten also näherungsweise stimmen. Die Frage nach der Eignung von HELP für die Planung eines Oberflächenabschlusses konnte mit diesem Anwendungsbeispiel allerdings nicht beantwortet werden, da die Sickerwassermenge, berechnet mit den Erfahrungswerten, ein zu hohes Gewicht hat. Ferner haben die Möglichkeiten und Probleme der Datenerhebung gezeigt, dass eine exakte Bestimmung der Eingabeparameter für das HELP-Modell teilweise schwierig und sehr aufwendig ist. Eine Bewertung von Wasserhaushaltsbilanzen ist allerdings nur möglich, wenn man die Probleme der Datenermittlung sowie ihre Fehleranfälligkeit kennt und berücksichtigt.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass HELP ein geeignetes Werkzeug für Ingenieure mit detaillierten Kenntnissen über den Wasserhaushalt von Abdichtungssystemen ist. Das Modell eignet sich besonders gut, um unterschiedliche Szenarien oder Alternativen darzustellen. Wie genau die Ergebnisse tatsächlich werden, konnte in dieser Diplomarbeit leider nicht geklärt werden.

Aron Lampert


Diplomarbeit 2007

Fach : Untertagbau

Tunnel Eyholz A9 – Umfahrung Visp Süd Der Tunnel Eyholz ist Teil der Umfahrung Visp Süd, welche sich als Bestandteil der neuen Rhone-Autobahn A9 durch das Wallis ins schweizerische Nationalstrassennetz eingliedert. Er besteht aus zwei zweispurigen Tunnelröhren, die im Richtungsverkehr betrieben werden. Beim Portal Staldbach befinden sich zwei Verzweigungskavernen, welche mit Ausbruchsquerschnitten von bis zu 300 m2 eine besondere Herausforderung darstellen. Daten Tunnel Eyholz

Länge der beiden Tunnelröhren: je rund 4'200 m Geologie: ca. 500 m Lockergestein, ca. 3'700 m Festgestein Vortrieb Lockergestein: Vollausbruch mit Rohrschirm, maschineller Abbau (Bagger) Vortrieb Festgestein: Vollausbruch, Sprengvortrieb, abgetreppte Ortsbrust

Daten Verzweigungskavernen

Länge der beiden Kavernen: je rund 300 m Max. Ausbruchsfläche: ca. 300 m2 (Breite: 23 m, Höhe: 15 m) Vortrieb: unterteilter Paramentstollen, Sprengvortrieb Nachzug von Kalotte, Strosse und Sohle

Remo Crapp


Diplomarbeit 2007

Fach : Untertagbau

A9 – Umfahrung Visp Süd Der hier projektierte Tunnel Eyholz ist Teil des A9-Teilstücks „Umfahrung Visp Süd“ und stellt die Verbindung zwischen den Anschlüssen Vispertäler und Visp Ost sicher. Das gesamte Teilprojekt „A9-Tunnel Eyholz“ besteht aus den zwei bergmännisch aufgefahrenen, 4’300m langen Tunnelröhren, je einem Verzweigungsbauwerk mit einem anschliessenden Einfahrts- bzw. Ausfahrtstunnel am Portal Staldbach, sowie Querschlägen, Lüftungsstollen und einer Lüftungskaverne. In dieser Diplomarbeit wurden die Fragestellungen hinsichtlich der Erstellung der beiden Hauptröhren auf der verzweigungsfreien, bergmännisch aufgefahrenen Strecke sowie der Querschläge bearbeitet. Für die Projektierung der Verzweigungsbauwerke sei hier auf die Diplomarbeit von Herrn Crapp verwiesen. Die beiden Hauptröhren können grundsätzlich im Vollausbruch aufgefahren werden. Der in der Festgesteinsstrecke hauptsächlich vorhandene Kalkglimmerschiefer ist im Wesentlichen ein Gestein, das gute Voraussetzungen für den Tunnelbau mit sich bringt. Die grossen bautech- nischen Schwierigkeiten sind nebst dem zum Teil hohen Durchtrennungsgrad und lokal auftretenden Konvergenzen in den Gesteinen der Rosswaldserie eine graphitischen Zone und mehrere Wechsel zwischen Locker- und Festgestein mit zum Teil stark schleifenden Schnitten. In den Lockergesteinsstrecken ist als Bauhilfsmassnahme ein Rohrschirm vorgesehen. Hier liegen die Schwierigkeiten hauptsächlich im schwach kohäsiven Wildbachschutt sowie in den abschnittweise anzutreffenden grossen Blöcken. Von TM Bis TM Normalprofil

0 65 Hufeisenprofil 65 190 Maulprofil Lockergestein

190 1390 Hufeisenprofil 1390 2400 Maulprofil Bei Bedarf (Konvergenzen) 2400 3770 Hufeisenprofil 3770 4202 Maulprofil Lockergestein

Abb.: Situation mit vorgesehenen Profiltypen

Stefan Brunschwiler

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Diplomarbeit 2007

Fach : Mobilität und Verkehr

Umgestaltung Ortsdurchfahrt Illnau Aufgabenstellung: In Zusammenarbeit mit den zuständigen Fachleuten des Kantons Zürich und der Gemeinde Illnau – Effretikon wurde die Usterstrasse in Illnau zur Bearbeitung ausgewählt. Die Sanierung dieser Kantonsstrasse soll in den nächsten Jahren an die Hand genommen werden. Im Rahmen der Diplomarbeit sollen erste Grundlagen dazu erarbeitet werden. Die Sanierung und Umgestaltung von Ortsdurchfahrten stellt an die Ingenieure hohe Anfor-derungen. Neben den technischen Projektierungselementen sind gestalterische und betriebliche Aufgaben zu lösen. Gefragt ist ganzheitliches Denken und Arbeiten. Projektidee: Das Projekt baut auf die Zusammenwirkung folgender Eckpunkte: 1. Verkehrskultur:

Koexistenz im Ortskern: Eine Verkehrskultur der gegenseitigen Rücksichtnahme ist das Ziel. Dominanzschwächung des MIV in den übrigen Bereichen: Durch Querschnittskorrekturen und Sicherheits-

massnahmen wird die Qualität des Langsamverkehrs verbessert. 2. Betriebskonzept:

Stetiger Verkehrsfluss: Mit dem Mehrzweckstreifen und der Platzsituation als Abbiege- und Überquerungs-hilfen wird der Verkehrsfluss verstetigt und ein reibungsloser Betrieb gewährleistet.

3. Ortsbild:

Aufwertung: Bei der Neugestaltung des Strassenraums werden auch die Vorplätze miteinbezogen, um den Zentrumscharakter zu stärken.

Dominique Zimmer

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Diplomarbeit 2007

Fach : Wasserbau

Hochwasserschutzkonzept Bergbach

Fabian Raschle

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Grosse Niederschlagsmen-gen haben in den letzten Jahren immer wider zu Überschwemmungen im Ein-zugsgebiet des Wilerbaches bei Egnach (Kanton TG) ge-führt. Eines der Hauptpro-bleme dabei ist einer der Zubringer des Wilerbaches, der Bergbach. Um diese Situation zu entschärfen, ist eine Dämpfung der Hochwasserspitzen notwen-dig. Dies erfordert den Bau eines Retentionsbeckens mit einem Speichervolumen von 23’000m3. Dazu kom-men ökologische Entwick-lungsziele. Ziel ist es, den Bergbach als Lebensraum für Lebewesen wie Vögel, Amphibien, Fische Insekten etc. aufzuwerten. Erreicht wird dies mit einer besseren Vernetzung mit dem Le-bensraum Wilerbach als auch mit einer besseren Vernetzung der einzelnen Teilabschnitte des Bergba-ches.

Das Einlassbecken wird einem bestehen-den Damm vorgesetzt. Dadurch kann auf einen teuren Neubau eines Dammes verzichtet werden. Reguliert wird der Abfluss mittels scharfkantiger Blende.

Einstausituationen bei HQ20 und HQ100 . Aufgrund der idealen Topografie bei km 1.5 werden keine Schutzobjekte in mit-leidenschaft gezogen. Berechnet wurden die Höhen mittels Retentionsgleichung. Daraus ergab sich eine Einstauhöhe von 6.08 Metern.

Gefahrenkarte Vor- bzw. nachden vorgeschla-genen Massnah-men.

Konkret werden sieben Mass-nahmen vorgeschla-gen, wel-che das Erreichen der Ziele ermöglichen sollen. Unter an-derem werden zu kleine Ein-dolungen aufgehoben und ru-deral renaturiert. Ausserdem wird ein Schwemmholzsamm-ler gebaut, da ein Schwemm-holzpotential von rund 160m3

besteht.


Diplomarbeit 2007

Fach : Wasserbau

Hochwasserschutz Bergbach Auf dem Gebiet der Gemeinde Egnach am Bodensee fliesst der Bergbach auf einer Länge von knapp fünf Kilometer durch weite Wiesen, Obstplantagen, kleine Schluchten und auch durch Siedlungsgebiete. Im Sommer 2002 wurde das Einzugsgebiet des Bergbachs von einem heftigen Gewitter heimgesucht, was grössere Überschwemmungen und dadurch hohe Sachschäden an Gebäuden und Einrichtungen zur Folge hatte. Um derartige Katastrophen in Zukunft zu vermeiden sollen Hochwasserschutzmassnahmen geplant werden. Für die Diplomarbeit wurden folgende Ziele gesteckt: 1. Die Sicherung der festgelegten Schutzobjekte. 2. Die Hochwasserspitze an der Mündung in den Wilerbach soll halbiert werden. 3. Nebst dem Hochwasserschutz soll auch eine ökologische Aufwertung erreicht werden. Im Rahmen der Diplomarbeit wurden als erstes die Grundlagen ermittelt, die Ist-Situation nachgerechnet und die Gefahrensituation dargestellt. Als nächstes sind die Schutzziele definiert und in einem weiteren Schritt die Schutzzieldefizite aufgezeigt worden. Nach einem Variantenstudium wurde ein Vorprojekt erstellt und überprüft. Abschliessend konnten alle Resultate sauber in Plänen und im Technischen Bericht dargestellt werden.

Skizze Retentionsbauwerk Ökologische Aufwertung (Ausdolung) Mit der Planung eines Retentionsbauwerks können die erforderlichen Hochwasserschutzziele erreicht werden. Da die ökologischen Defizite in allen Fällen in den Eindolungen begründet sind, bedeutet die Aufwertung eine Öffnung der eingedolten Bachabschnitte und das Erbauen von grosszügigen offenen Gerinnen mit einem intakten Uferbereich. Die erwähnten Probleme am Bergbach können so mit vernünftigem Aufwand beseitigt werden.

Philip Lüthi

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Diplomarbeit 2007

Fach : Siedlungsentwässerung

Regenklärbecken “Schlosstal“, Winterthur Variante 2 Ausgangslage Die Abwässer aus dem Winterthurer Stadtkreis Töss und der Gemeinde Brütten werden in der Kläranlage Hard gereinigt. Zum Schutz der ARA existieren im Kanalnetz mehrere Regenüberläufe, die Überlaufwasser in die Töss einleiten. Die Untersuchungen im Rahmen des GEP zeigen, dass auf dem Stadtgebiet Winterthur diverse Regenklärbecken zum Schutz der Vorfluter erstellt werden müssen. Das RKB "Schlosstal" ist ein Becken aus diesem GEP-Konzept. Das Becken wird voraussichtlich erst in etwa 3 bis 6 Jahren geplant und erstellt. Das Vorprojekt muss aber heute bereits erarbeitet werden, weil die Schweizerische Technische Fachschule (STF) Ausbaupläne hat und die Stadt Winterthur das Bauland für das künftige RKB reservieren will. Der vorgesehene Standort des RKB liegt an der Schlosstalstrasse und wird heute mit Familiengärten intensiv genutzt. Konzept Da die bestehende Kanalisation tiefer als die Bachsohle der Töss liegt, hat dies zur Folge, dass das zufliessende Abwasser zuerst gefördert werden muss. Mittels eines Hebewerks wird das Abwasser gefördert und fliesst bei Trockenwetter durch den Zulaufkanal wieder in die Kanalisation zurück. Bei einem kleineren Regenereignis gelangen, max. 400 l/s in die Kanalisation. Erreicht der Wasserstand im Zulaufkanal die Höhe der Überfallkante des Fangebeckens, wird dieses mit dem ersten Schmutzstoss gefüllt Bei einem andauernden Regenereignis staut sich der Wasserstand bis zur Überfallkannte des Fangbeckens an. Anschliessend wird das Klärbecken 1 gefüllt. Die beiden Klärbecken sind durch Öffnungen miteinander verbunden, sodass ab einem bestimmten Wasserstand im Becken 1 das Becken 2 nachgeschaltet wird. Sobald die Kapazität der beiden Klärbecken erreicht ist, wird das ungereinigte Abwasser in die Töss entlastet.

Fabian Bachofen

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Bachelorarbeiten Bauingenieurwesen 2007

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