Bachelorarbeiten Bauingenieurwesen 2009

BachelorarbeitenBauingenieurwesen

Zürcher Fachhochschule

2009

Dozent

Studentin

: Walter Borgogno

: Julia Bergner

Bachelorarbeit 2009

Studiengang Bauingenieurwesen

Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften

zh aw

Architektur,

Gestaltung und

Bauingenieurwesen

Thema: Neubau Fussgängerbrücke Samedan

Aufgabe

• Situation. Der beliebte Erholungsort Samedan istdurch den Inn und die Kantonsstrasse Via daSviamaint zweigeteilt. Der westliche Teil bildetdas Dorfzentrum während im Osten vorwiegendGewerbe- und Wohnzonen sowie ein kleinerFlughafen angesiedelt sind.

• Ziel. Die beiden Dorfteile sollen für Fussgänger erreichbar sein und Bahnreisende sollen einenleichten Zugang zur geplanten Freizeitanlage unddem Flughafen im Osten erhalten.

• Wettbewerb. In einem Projektwettbewerb schriebdie Gemeinde die Projektierung einer Fussgängerbrücke als verbindendes Element aus.

• Bedingungen. Die Brückenpfeiler dürfen nicht imFluss platziert sein. Im Norden muss die Rampeeine Neigung von max. 6 % und im Süden vonmax. 12 % einhalten. Die Brücke sollte ästhetischen Ansprüchen genügen und mit einemSchneeräumgerät befahrbar sein. Der Verkehrmuss während der Bauzeit aufrechterhaltenwerden.

Situation

Ansicht

W-1 6.0%

loo

S-1

Voute 1

2.0%

Kantonsstrasse

S-2

Voute 2

S-5

-t-2.70<----------39.30---------------;�------29.12-------+---

S-4 S-3

Vorprojekt

• Ein asphaltierter Weg, der im Damm integriert ist, führt zumBrückenkopf mit dem nördlichen Widerlager W-1. Mit einerleichten Steigung werden der Inn und die Kantonsstrasse überquert. Eine Wendelrampe bringt Fussgänger und Velofahrer zurück aufs Terrain.

• Als Querschnitt wurde ein Plattenbalken von 2.70 m Breiteund 1.50 m Höhe aus Beton berechnet. Der Stegträger spart durch die Materialreduktion an den Seiten Gewicht, trotzdem ist er biege- und torsionssteif. Die Höhe des Querschnitts steigt über den Stützen 1 und 2 kontinuierlich bis auf 2.30 m an. Diese sogenannten Vouten erhöhen die Biegesteifigkeit und dieSchubfestigkeit im Auflagerbereich.

• Die runden Stützen sind mit 0.8 m Durchmesser schmalgehalten und entsprechen in ihrer Breite dem Steg des Stegträgers. Sehachtfundamente wurden als Fundation derBrücke zur Einbindung in tragfähige Schichten bestimmt.

Grundriss

Technische Details

• Statisch wird die Brücke mit der Süd-Rampe als zusammenhängendes Bauwerk mit 6 Feldern betrachtet. Alle Stützen, sowie das Widerlager W-2 sind biegesteif mit dem Träger betoniert. Nur beim Widerlager W-1 ist der Brückenträger auf zwei Führungslagern gelagert. Die geringe Anzahl Lager ermöglicht einen minimalen Unterhaltsaufwand.

• Der erste Brückenabschnitt über den Inn ist mit ca. 40.0 mSpannweite der längste und weist somit die höchsten Feld- undStützmomente auf. Um eine ausreichende Tragsicherheit,geringe Durchbiegungen und eine grosse Dauerhaftigkeit zuerzielen, wurden in diesem Bereich drei Vorspannkabeleingelegt.

• Die Stahlkabel, welche nach dem Abbinden des Betonsgespannt werden, drücken den Brückenquerschnitt im Feldnach oben. Der Biegewiderstand des Trägers wird erhöht,sodass die Bewehrung auf ein Minimum reduziert werden kann.

- Betonqualität: Träger + Stützen C 35/45, Fundamente C 30/37 Querschnitt

SpannkabelVerankerung

I TypM.beweglich

- Md,ma>:,Feld = 14'100 kNm, Md,max,Stütze = 19'700 kNm

- Torsionsmoment Td,max = 770 kNm

- Vorspannkraft FJld.J7oo = 10'392 kN, Fpd,2350 = 2'405 kN

- Belagsaufbau: PBD-Abdichtung, 30 mm Schutzschicht, 30 mm Deckschicht S-5

- Massen: 337 m3 Beton, 67 to schlaffe Bewehrung, 4.5 to Spannstahl

3 BBRV 3700 72 Drähte

Spannkabel- Spannkabel-Verankerung Verankerungen TypC. beweglich TypF, fest

1 BBRV 2350 52 Drähte

>- -- - - - - - --39.58- - - - - - - - ---+-- - - - --29.18- - - - - ---+- -

W-1 S-1 5-2

t 2-40

Zürcher Hochschule für Angewand te Wissenschafte n

Dozent Student(in)

: P.Thalparpan : R.Brändle

Studiengang Bauingenieurwesen zh aw

Architektur, Gestaltung und Bauingenieurwesen

Bachelorarbeit 2009

Thema: Grossfeldversuche zur Evaluierung und Optimierung eines Felssicherungssystems sowie eines Bemessungskonzeptes

Ausgangslage

Die Bemessung von flexiblen Felssicherungssystemen basierte bis anhin auf

statischen Gleichgewichtsüberlegungen. Da aber viele Einflüsse im theoretischen Modell

sehr schwer oder nicht erfasst werden können, sind 1:1 Grossfeldversuche nötig um ein

geeignetes Berechnungsmodell zu entwickeln.

Ziel

Diese Arbeit befasst sich mit der Auswertung

von Feldversuchen, welche mit dem System SPIDER® (Felssicherung durch Drahtseilnetz) in

Zusammenarbeit mit der Firma Geobrugg AG

durchgeführt wurden, um das System zu optimieren und ein geeignetes

Bemessungskonzept zu erarbeiten.

Bild 1: Grossfeldversuch mit Drahtseilnetz zur Ermittlung der auftretenden Kräfte, Felsberg (GR)

Statisches Gleichgewicht

Gleitl}'irhe ;

Bild 2: Gleichgewicht am instabilen Block

p _ G x (sinß-cosß x tan<p) eif - cos(ß - m) + sin(ß - m) x tan <p

mit den Grössen: P erf Für die Stabilisierung des Felsblockes erforderliche

Einzelkraft [kNl G Gewicht Felsblock [kNl ß Neigung der Gleitfläche zur [0 1

Horizontalen

eo Neigung der erforderlichen [0 1 Kraft P zur Horizontalen

cp Reibung zwischen Felsblock [0 1 und Untergrund

Versuche

Durch verschiedene Versuchsanordnungen konnten Einflüsse von massgebenden Parametern

bestimmt werden. Bsp:

• Verteilung der Kräfte im Netz

• Wirkung einer seitlichen Abspannung

• Einfluss eines Randseiles

• Steifigkeit des Systems

• Rolle der Dynamik

Ergebnisse

Die Ergebnisse zeigten, dass eine rein statische

Bemessung nicht für das System ausreicht.

Da das Felssicherungssystem meist erst nach

einer Verschiebung des Blockes aktiv wird, ist immer eine gewisse Dynamik bei einem Ereignis vorhanden.

Faktor zur Statik

4.0

3.0

2 .0

1.0

0.0

~ . . . . . . . . . . . . . . .

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Versuchsnummer

Bild 3: Diagramm "Vergleich Versuchsergebnisse mit Statik"

Wie aus dem Diagramm entnommen werden kann, sind die gemessenen Kräfte zum Teil 3-mal grösser als die statisch berechneten. Aus

diesem Grund wird neu ein dynamischer Faktor in die Bemessung hineinfliessen.

Wichtige Parameter konnten durch die Ergebnisse der Versuche für die Bemessung validiert werden. Im Vorfeld getroffene

Annahmen konnten zum Teil bestätigt werden und zum Teil mussten auch Erklärungen gefunden werden.

Dozent Student(in)

: Patrik Thalparpan : Michael Burger

Bachelorarbeit 2009

Thema: Umfahrung Obfelden

Thema und Ausgangslage


Zürcher Hoc hschule fü r Angewandte Wisse nschaften

zh aw Architektur, Gestaltung und Bau in gen ieurwesen

Die Umfahrung Obfelden ist Teil eines bestehenden Projektes, einer flankierenden Massnahme zum Bau der Nationalstrasse N 4.1.6 durch das Knonaueramt. Durch die

Eröffnung der N 4.1.6 kommt es zukünftig auf den Zubringerstrassen zu einem Mehrverkehr von bis zu 190%. Dadurch entstehen grosse Leistungsengpässe, Platz- und Sicherheitsprobleme, die mit dem Bau einer neuen Umfahrungsstrasse gelöst werden können. Das Projekt befindet sich gegenwärtig erst in der Bewilligungsphase, für diese Arbeit wurde die Annahme getroffen, dass es bereits bewilligt sei.

Konzept Baugrubensicherung Querschnitt ca. km 2250

Abb.1 : Konzipierungsbeispiel Tunnelquerschnitt mit zugehöriger Baugrubensicherung Nr.

1

Ziele und Aufgaben

Ziel dieser Arbeit war es, Konzepte und Massnahmen zu entwickeln, damit die Umfahrungsstrasse möglichst optimal und wirtschaftlich gebaut werden kann. Teilgebiete sind u. a.:

Vorgangsname

Baustelleninstallationen

• Wahl des Tunnelquerschnittes (s. Abb.l)

• zugehörige Baugrubensicherungen (s. Abb.l)

• Wahl und Berechnung des Fahrbahnoberbaus

• Entwässerungskonzept

• Konzept Materialbewirtschaftung (Boden)

• Terminprogramme für die Umfahrung und den westlichen

Kreuzungspunkt der Umfahrung / Affolternstrasse

• Erstellung Ausschreibungsunterlagen

Dauer Anfang Ende 09 1. otl 2010 2. ot l 2010 3. otl 2010 4. otl 2010 1. ot l 2011 2. otl 2011 3. otl 2011 Dez Jan FetllMrz Maiu un Jul Se010kt Nov Dez Jan Feb Mrz AorlMai Jun Jul IAUOISe

15 Tage Mo 01.02.10 Fr 19.02.10

'

4. Okt

Bauzeit und -kosten n,f.

2 Umfahrung Oblefclen 390 Tage Mo0 1.03.10 Fr 26.08.11 ·p T 2f.08 .

Für die Bauzeit der Umfahrungsstrasse wurde aufgrund der erstellten Terminprogramme eine Dauer von ca. 18 Monaten ermittelt (s. Abb.2). Bei den Berechnungen der einzelnen Bauetappen wurden jeweils Pufferzeiten berücksichtigt. Somit können Risikofaktoren (unvorhergesehene Ereignisse, schlechte klimatische Bedingungen etc.)

bis zu einem gewissen Grad aufgefangen werden.

Die Kosten für die notwendigen Arbeiten inkl. der Material- und Transportkosten belaufen sich auf rund 40 Mio. Franken.

3

.--s

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T

8

9

Erstellung Baupiste, Roctmg, Kulturerdeabtrag

Aushub, Baugrubensicherungen

Betonbau

Trassebau, WerkEitungen, Belagsarbeiten

Abdichtung und HinilrtOllung

- Rekultivierung, Gestattung

Fertigstellungsarbeiten

66 Tage Mo01.03.10

170 Tage MoOS.03.10

165 Tage Di OS.06.10

275 Tage Fr 30.04.10

121 Tage Fr Ol.10 .10

88 Tage Mo 07.o3.11

187 Tage Do 09.09.10

Mo 31.05.10

Fr29 .t O.t0 ~ ''" ,,,1 1

Mo 24.0T.IT

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Fr 29----:oT.ff ~ ·"' ., ,,: 1,,,,,,, .D Fr tB~

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• Mi 06.07.11

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Abb.2: Terminprogramm Umfahrung Obfelden mit zugehörigen Bauetappen

Dozent Student(in)

: Marco Ramoni : Andreas Deicke

Bachelorarbeit 2009

Thema: Tunnel Visp, Untertagebau


Tunnel Visp - Neues mit Altern verbinden 6. NORMALPROFILE

~

Dieses Normalprofil zeigt den Querschnitt an der breitesten

Stelle (Schnitt A-A) des Verzweigungsbauwerkes 1 (VB 1 ).

Gegen den Berg hin ist der Tunnel mittels einer

Dichtungsfolie komplett gegen Wasser abgedichtet.

:! 1

c.i v;.,,;

,1.oo--+-, .10_ ,_,o_ l_..,-+- •.20-+-- 2.00--+- ••-oo e ... ,o11 j e.....,

Normalprofil des Verzweigungsbauwerkes 1

6. BAUWEISE VERZWEIGUNGSBAUWERKE

Südegg

Der Vortrieb der Verzweigungsbauwerke wird in mehreren Etappen durchgeführt.

Vorgängig wurde die Hauptröhre, die im ersten Schritt aufgeweitet wird, gebaut.

Die Teilausbrüche werden jeweils analog zu der im gleichen Gesteinsabschnitt

liegenden Hauptröhre gesichert.

l 1 "0 "'"' "'

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~---- 14.60----~

~!;t!!,e~l tt~s Verzweigungsbauwerkes 1 25

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Nordröhre mi~

112m2

j l "'

1. GEOLOGIE UND GEFÄHRDUNGEN

Die Geologie ist: -stark wechselnd -schwer im Voraus zu bestimmen -stark tektonisiert (zermahlenes Gestein)

nn max. Bruchkörperbreite max. Bruchkörperhöhe

Die 3 wichtigsten Gefährdungen sind:

-Niederbruch -Ortsbrustinstabilität (Einsturz der vordersten Tunnelwand) -Versagen des Ausbaus

~

Gesteinsarten: -Lockergestein (erste 15m Südröhre) -Fels (alle übrigen Bauwerke und Rest der Südröhre) max. Bruchkörperlänge (mehrere 10m)

INFORMATIONSBOX Zweck der Tunnelbauten : -Reduktion des Verkehrs in Visp und den umliegenden Ortschaften -Herstellung einer überregionalen Strassenverbindung -Umleitung des Verkehrs der Hauptstrasse

\lt.1~..\(VßA\

Aufgabe: Aufgrund der bestehenden Situation musste eine technisch realisierbare Lösung für die Tunnelbauwerke gefunden werden.

auf die neue Autobahn mit Tunnel Visp t:;:i, • -Ergänzung des bestehenden Vispertaltunnels µ -,._:::::;;~ .... Zu planende Bauwerke: -Aufweitung Schutterstellen (Sm Durchmessser) zur Nordröhre (12m Durchmesser) 2.5km -Neubau Südröhre 900m -Neubau Überwurftunnel 1.6km ,,,..

Getätigte Arbeiten: -Geologie bautechnisch beurteilen

-Neubau der 3 Verzweigungsbauwerke (VB 1,VB2,VB3) • Situations lan der Bauwerke

-Vortriebs-und Sicherungskonzept entwerfen -terminliche und logistische Planun

4. LOGISTIK UND ECKDATEN

Das enge Terminprogramm stellt für den Bau der verschiedenen Bauwerke eine besondere

Herausforderung dar.

Die Erweiterung der Nordröhre kann erst gebaut werden, wenn das Nachbarprojekt

(Tunnel Eyholz) den Vortrieb beendet hat.

Mit den Verzweigungsbauwerken kann erst begonnen werden, wenn die Nordröhre gebaut ist,

da der Vispertaltunnel nicht ohne Ersatz gesperrt werden kann.

Diese und weitere Gesichtspunkte erschweren den Ablauf und die Planung der verschiedenen

Bauwerke.

Zürcher Hochs chule für A ngewandte Wissens chaften

zh aw Architektur, Gestaltung und Bauingenieurwesen

2. VORTRIEBSMETHODE UND SICHERUNGSKONZEPT LOCKERGESTEIN

Abbau: -Abbau mittels maschinenunterstütztem Vortrieb für Lockergestein (z.B. Bagger ) -Abbau in zwei Schritten (Teilausbruch)(1.Kalotte, 2.Strosse mit Sohle, vgl. Skizzen)

Sicherung: -Sicherung mittels Injektionen vom Portal aus (15m lang) (z.B. mit Flüssigbeton) -Sicherung mittels Rohrschirm (15m lang) (Stützende Rohre oberhalb Tunnel) -Sicherung mittels Ortsbrustanker (12m lang) (Anker in vordester Tunnelwand)

Injektionen von

Porta l aus Injektionen von

ortal aus

1. Schritt bei Teilausbruch Lockergesteinsstrecke (LGS)

3. VORTRIEBSMETHODE UND SICHERUNGSKONZEPT FELS ~ 0.25Alm2(91\nke ,)

Abbau: -Abbau mittels Sprengvortrieb -Abbau in einem Schritt (Vollausbruch)

Sicherung: Queransicht Sicherungsprofil im Abschnitt Fels

Je nach Abschnitt und der dort anzutreffenden Geologie wird das Sicherungskonzept angepasst. Insgesamt gibt es sechs verschiedene Sicherungsprofile für den Felsabschnitt, wobei Sicherungsprofil 6 aus drei Varianten (a,b,c) besteht.

f--~~ . -<o Spiesschirmesetzen

i jeden4.Abschlag ~ e Ortsbrustanker

i 1·~0~~-00--- (n.achjedem4.Abschlag)

L3 = 250.00(nichtmassstäblith) L2 = 25.00 ' L1= 5.00..,,._ ,J.~~

Längsansicht der Bauweise und Sicherungsprofil im Abschnitt Fels

Dozent: M.Krattiger Studiengang Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften

Student: J.Huber Bauingenieurwesen zh Architektur, Gestaltung und

Bachelorarbeit 2009 Fach: Holzbau aw Bauingenieurwesen

Ersatz Sitterbrücke Leutswil

Situations beschrieb Im Rahmen dieser Bachelorarbeit soll eine , für den Autoverkehr genügende , Brücke in Leutswil bei Bischofszell (TG) über die Sitter entworfen , bemessen , konstruiert und in Plänen und Berichten dargestellt werden.

Lageplanßrückeleutswil

1

' ,o.oo ..

f

--

1

1 f

Grundriss 1:1D0

Projektbeschrieb Die Brücke weist eine Gesamtlänge von 53.7m auf. Die Felder links und rechts sind

16m lang, das mitUere Feld beträgt 21.7m. Die Fahrbahnbreite misst 4m. Für die Fuss

gänger bestehen 0.2m hohe und 0.5m bzw. 1.5m breite Schrammborde als Trottoir

Ein massiver Kreuzrost aus Hauptträgern und Querträgern nimmt sämUiche Las

ten der verschiedenen Laststellungen auf. Die Holzwerkstoffplatte auf den Quer

trägem hat zwei Funktionen. Zum einen kann darauf der Gussasphalt gegos

sen werden : die vertikalen Lasten werden durch die Lastausbreitung direkt in die

;1.1om 1

1

1

Variantenstudium

(D Holzgeländer

@ Schrammbord 200mm

@ Gussasphall50mm

@ Holzwerkstoffplatte 71mm

® Querträge r 360 f 180mm

® Hauptträger 240 / 1080mm

Ql

1

1

1

Q

Nach den ersten Analysen war klar, dass die geforderte Nutzungsdauer von 100 Jahren ein ge

schütztes Tragwerk verlangt; entweder mit Schutzdach oder mit obenliegender Fahrbahn. Im Va

riantenstudium wurden zwei Systeme mit vier Varianten weiter ausgearbeitet. Dabei wurden

die Dimensionen sowie der Fahrbahnaufbau festgelegt, Auflager- und andere konstruktive De

tails ausgearbeitet, der Bauvorgang grob geplant und die Kosten überschlagsmässig berechnet

SyslemFachwerk: DabeiwurdenFachwerkemitStrebenneigungenvon45 °und60°ausgearbeitel.AlsUber

dachung wurde für die Fachwerke ein klassisches Schutzdach mit symmetrischem Satteldach entworfen

Träge rsystem : Es wurden genügend erforderliche Hauptträger in Längsrichtung aneinander

gereiht. Dieses System wurde jeweils mit geraden und gekrümmten Hauptträgern ausgeführt

NachsämtlichenAnalysenwurdendieVariantenmitHilfeeinesBeurteilungskatalogesausgewertet.Nebst

Kriterien wie Baukosten, Betriebsunterbruch und Transport wurden weitere Planungs- und Baurelevan

te Themen kritisch gewichtet und bewertet. Aus dem Beurteilungskatalog resultierte, dass die Variante

1 '"-"""'

1

1

Querschnitt 1:50

1

1

1

L

1

Modellierung DertransportgerechteHauptträgerwirdmiteine rStabdübelverbindungbiegesteifve r

bunden. So kanndasSystemalsdurchlaufe nderMehrfeldträgermodel!iertwerden

t- ... -Lr---,000 +--1

Die Verschiebung im linken Auflager wird als blockiert angenom

men. Zusätzl ich muss dort auch die Rotation um x blockiert werden

Die Querträger können als einfach aufgelegt konstruiert werden. Mit diesen

Eingaben wurden die Schnittkräfte mit dem FE-Programm StaLik 5 berechnet

Detai1Außager1:10

70 70 40 70 70 1 1 1 1 III 1 1 1 1

70 70 40 70 70

1320mm

1320mm

1

''' 1 ''''

Hi1,Up!trä,gerGL24h24Dl1080mm

Konstruktive Details DieAbsch lüssewerdengemässdenobigenDe tailsausgeführt

~

0

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0 ~

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0 ~

Widerlager

Wichtig im Auflagerdetail: die Stirnflächen der Hauptträger mit Stirnbrettern müssen abgedeckt werden

Um Zwängungen durch Schwinden und Quellen zu vermindern, wird der Abschluss der Querträgerebene

mit Holzwerkstoffplatten ausgeführt.Der Haupl!rägerstoss wird in belastungsarmen Punkten angeordnet

es entstehen bei sämtlichen t.aststellungen ähnliche Biegemomente und Querkräfte aus den Verkehrslas

ten. Nach Festlegung der Stösse wurden die maximalen Beanspruchungen ausgewertet und die Verbin

dungen dimensioniert

Dozent Studentin

: Walter Borgogno : Rahel Mäder

Bachelorarbeit 2009


Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften

zh aw Architektur, Gestaltung und Bauingenieurwesen

Thema: Neubau Fussgängerbrücke Samedan

Vorprojekt: Fussgänger-und Radfahrerüberführung

Aufgabenstellung

Im Rahmen dieser Diplomarbeit soll eine Fussgänger- und Radfahrerüberführung beim Kreisel Cho d'Punt in Samedan realisiert werden.

Die Überführung dient der Erschliessung des Flugplatzes, des Gewerbeparks und der regionalen Freizeitanlage mit dem Bahnhof.

Die geplante Überführung muss dazu den Inn und die Engadinstrasse überqueren.

Die Fussgängerbrücke muss wirtschaftlichen und ästhetischen Kriterien genügen. Zudem wird Wert auf die Dauerhaftigkeit gelegt.

Varianten

Bei der Gestaltung der Varianten galt zu beachten, dass eine lichte Höhe von 4.5 m über der Engadinstrasse eingehalten wird und dass ein Maximalgefälle (6% bzw. 12%} nicht überschritten wird. Ausserdem musste die Unterkante der Brückenkonstruktion über dem Wasserspiegel HO 100 liegen. Die horizontale und vertikale Linienführung durften frei gewählt werden.

+17l1.96

~~tr~;,~ · SfEE::=&~ 2348 11j 3444' } I

Abbildung 1: Ansicht West

Lösung

Es wurden drei Varianten entwickelt. Die Wahl fiel aufgrund eines Beurteilungskataloges auf eine Mischlösung von zwei Varianten.

Allen Ansprüchen kann eine Fussgängerbrücke mit Tragquerschnitt genügen, welche eine gekrümmte Linienführung aufweist.

An den Brückenenden wird für die Überwindung der Höhendifferenz jeweils ein Rampenbauwerk erstellt. Die nördliche Rampe wird in den Damm gebaut und für die Fussgänger wird zusätzlich eine Treppe erstellt. Die südliche Rampe wird mit dem Widerlager (W2) verbunden.

Abbildung 2: Situation

Tragsystem

Das Haupttragwerk bildet einen auf Eigen-und Schneelast vorgespannten Tragquerschnitt. Der Tragquerschnitt wird durchlaufend über 6 Felder geführt. Der Trogquerschnittträger ist bei den Widerlagern unverschieblich gelagert. Die Zwängungen, welche durch die unverschiebliche Lagerung entstehen, werden von der Krümmung aufgenommen.

Der Querschnitt besteht aus zwei Betonbalken mit innen liegender Tragbahnplatte. Die Tragbahnplatte versteift den Querschnitt und nimmt über den Stützen

1 Druck auf. Der Tragdurchlaufträger ist mit fünf Stützen (S1 -S5) monolithisch verbunden, sodass eine dauerhafte Konstruktion entsteht. Die Stütze S1 wird massiv ausgebildet und in Querrichtung gevoutet. Die restlichen Stützen werden schlank ausgebildet. Alle Stützen sind im Boden voll eingespannt.

384

264

Gussasphalt8cm(2-schk:htig}

vollflächig aufgeflammte P~ymerBilumen-Didlturigsbahn 5mm

Fahrbahnplatted=300mm

BetonC40/50

Hohlkehler;aditräglidimil

S?eZ~IITIÖ(jelerstellen

Abbildung 3: Querschnitt

Wassernase

Zürcher Hochsc hule für Angewandte Wissenschaften

Dozent Student(in)

Rolf Schlaginhaufen Fabrice Roth

Studiengang Bauingenieurwesen zh

aw Architektur, Gestaltung und Bauingenieurwesen

Bachelorarbeit 2009

Thema: Neubau Fussgängerbrücke Samedan, Konstruktiver Ingenieurbau, Massivbau

Objekt:

Fussgängerbrücke

Standort :

Samedan Kt. GR

z Gesamtlänge: 97m

Breite: . 0

Fussgänger: ja

Behind~

FahrräJer: ja

~ Lift:ja ...........

Rampe~

der Fahrbahn

- Lifttür&-'\

-Photo ~

m13

Baustahl: 47 Tonnen z Armienffl!f 11~ehlaff

Kosten: 700'000 - 850'000.- sFr.

1. Überblick Aufgabe : Planen, Entwerfen und Konstruieren einer Fussgänger- und Radfahrerbrücke.

Vorgaben: Erschliessung mitt els Rampen 6% auf Seite BHF, 12% auf Seite Indust riezone. (Vorgaben sind nicht behindertengerecht)

Zusatza ufgabe : Analyse der Brücke mit Vorspannun g

Situation 1 :500

In der im Zentralengadin gelegenen Gemeinde Samedan (GR) soll eine Entw icklun gszone(Cho d'Punt) mitt els einer Fuss- und Rad

fahrerbrücke mit dem Bahnhof verbunden we rden. Die Brücke überquert den Fluss „ Inn" und eine Hauptstr asse.

Während der gesamt en Bauzeit muss ein durchgehender Verkehr auf der Haupt strasse gewährleistet sein.

Ansicht 1 :200

Die Brücke ist als Dreifeldträger , mit beidseiti ger Auskragung ausgebildet . An beiden Enden der Brücke stehen zwei Lifttürm e mit aussen

liegenden Treppen. Die Stützen sind monolithi sch verbund en, was zu opt isch passenderen Abmessungen führt. Die gesamt e Trag

konstrukti on ist in schlaff armi ertem Beton ausgeführt. Das Objekt besticht durch seine ästhet ische Dominanz in seiner Umgebung.

Längsschnitt 1 :200

-l2 .D0

----------------

11 An den beiden Lifttürm en ist die Brücke einseitig verschieblich gelagert. Es können an diesen Stellen nur vertik ale Kräfte abgeleitet

we rden. Der Querschnitt der Brücke ist dem Kräfteve rlauf angepasst. Im Stützenbereich ist der Brückenquerschnitt geschlossen, im

Feldbereich ist der Querschnitt offe n. Die Entwässerung erfo lgt mitt els Gefälle in Längs-, und Dachgefälle in Querrichtung.

--" 2.00 t

2. Details Turm links

Liftürme

Auf beiden Tür

men befinden sich

Photovoltaikan

lagen. Diese er

zeugen Strom für

d ie Beheizung der

Fahrbahn. Die

Lifte dienen zum

einen den Radfah

rern , zum andern

den Rollstuhl

fahrern und den

Fussgängern.

Querschn itt Für d ie Nachhaltig

keit ist eine gute

Abd ichtung bzw.

Entwässerung der

Brücke notwendig.

An den Rändern ist

daher ein Gegenge

fä lle gep lant. Die

Auflager befinden

sich ebenfa lls im Ge

fä lle. Die Entwäs

serungsle itun gen

werden bewusst ge

zeigt und sind Be

standte il der Opt ik.

3. Technische Informationen

Bemessung

Die Berechnung erfo lgte dur ch ein Stabstat ikpro gramm sow ie einem Programm zur

Analyse des Querschnitt es. Handrechnungen dienten zur Kontrolle und zur Ergän

zung.

Zusatzaufgabe

Die Zusatzaufge hat gezeigt , dass der Querschnitt mitt els Vorspannung fili graner w ird.

Die einzelnen Kräfte können durch die Vorspannung vermind ert we rden.

Bauprogramm (Bauzeit: ca. 1 Jahr)

Etappe 1: Vorbereitun g der Fundationen (im Herbst , da we nig Wasser im Inn)

Installat ionen, Grund wasserabsenkung, Aushub

Etappe 2: Erstellen der Stützen und lifttürm e

Treppenelemente

Etappe 3: Lehrgerüst

Aufl ager

Fahrb ahnpl atte

Etappe 4: Belag

Installat ionen (Lift , Geländer etc .)

Dozent : Daniel Bürgi Student(in) : Carla Hagen


Thema: Abbauhalle der Deponie „Stadtmist“ in Solothurn (Umwelttechnik)


Bachelorarbeit 2009

Einleitung

Gesamthaft sind in der Schweiz ca. 50'000 Standorte mit Abfällen belastet. Davon sind etwa 3’000 sanierungsbedürftig und gelten damit als Altlasten. Man kann nie exakt bestimmen, was dort einmal alles abgelagert wurde, und muss deshalb mit Überraschungen und hohen Kosten für die Sanierungen der Deponien rechnen. Gesamtschweizerisch handelt es sich um ca. 5 Milliarden Franken.

Stadtmist in Solothurn

Abb. 1: Die wichtigsten Angaben zur Deponie „Stadtmist“ in Solothurn

Die Deponie „Stadtmist“ in Solothurn ist eine dieser sanierungsbedürftigen Altlastdeponien. Es findet dort ein fortwährender Schadstoffaustrag vom Boden ins Grundwasser statt.

Durch die Sanierung der Altlasten soll die Wasserqualität verbessert und ein altlastenfreies Gebiet für die Nachwelt geschaffen werden.

Da die Deponie neben Wohnhäusern steht, ist eine Abbauhalle für den Abtrag des Bodens vorgesehen. So soll der Geruch von den naheliegenden Häusern fern bleiben. Die Abbauhalle ist Thema dieser Bachelorarbeit.

Festes oder mobiles Bauwerk

Abb. 2: Vergleich eines festen und eines mobilen Bauwerks (1 = 1. Rang, 2 = 2. Rang)

Beide Bauwerke (fest/mobil) haben ihre Vorzüge. Da es sich um ein sehr grosses Gebiet handelt und die Halle vor allem der Geruchsbekämpfung dient, fällt die Wahl auf ein mobiles Bauwerk. Dieses bietet genügend Sicherheit, da es sich um ungefährliche Haus- und Industrieabfälle handelt.

Ablagerungszeitraum: 1950 -1980

Ablagerungsschicht: 3m mächtig

Ablagerungsmaterial: Haus- / Industrieabfälle

Grösse der Deponie: 180'000 m2 (Spitelfeld)

25'000 m2 (Oberer Einschlag)

Abbauvolumen: 250'000 m3 (Spitelfeld)

60'000 m3 (Oberer Einschlag)

Deponiegase: Co2, CKW, CH4, H2S (Toxizität und explosive Stoffen überwachen beim Abbau in der Halle)

Spezielles: Benachbarte Häuser

Varianten der mobilen Abbauhallen:

Abb. 3: Fünf Varianten einer mobilen Abbauhalle

Variantenvergleich

Abb. 4: Variantenvergleich und Auswertung der 5 Varianten mit Berücksichtigung der wichtigsten Kriterien

Variantenvergleich

Bewertungskriterien Gewichtung Varianten 1 Varianten 2 Varianten 3 Varianten 4 Variante 5

Schiene Schildkröte Festzelt Pfahl Leichtbau

Wirksamkeit 16% 9 7 8 8 6

Stabilität, Fundation,

Witterungsbeständigkeit 12% 9 6 8 8 5

Handling, Unterbrechung 4% 6 6 8 6 6

Flexibilität 4% 5 6 7 6 7

Arbeitssicherheit 23% 8 7 8 7 6

Kombinierbarkeit (mit dem Baugrubenabschluss) 25% 7 4 8 3 6

Kosten 16% 2 2 6 3 5

Total: 100% 6.87 5.25 7.64 5.56 5.76

Abb. 5: Beispiel für eine Längenbaustelle mit einem Festzelt/Industriezelt

Gewählte Variante: Festzelt/Industriezelt

Die Variante Festzelt/Industriezelt ist flexibel, wirksam und gut kombinierbar. Aufwand und Zweckerfüllung stehen in einem angemessenen Verhältnis zueinander.

Das Zelt ist 30 m breit und 125 m lang. Die Länge ist flexibel. Man kann das Zelt in 5 m Rasterweiten verlängern. Die Firsthöhe ist in den Grössen zwischen 8.38 m und 11.19 m erhältlich. Die Seitenhöhen des Zeltes betragen noch 6.2 m.

Abb. 6: Fundation und Verschiebung des Festzelts / Industriezeltes

Auf dem Spitelfeld (grosse Fläche) müsste das Zelt 32 mal und auf dem Oberen Einschlag (kleine Fläche) 7 mal verschoben werden. Es wird jeweils senkrecht zur Feldlänge verschoben.

Zum Einsatz kommen konventionelle Aushubbagger (mit Zubehör wie Greifarmen und Sieb- oder Gitterlöffeln für die Grobfraktionierung), Planierraupen (973C Kettenlader) und Pneulader (972H Radlader).

Abb.7: Einsatzmaschinen (Aushubbagger 25/30 t, 973C Kettenlader, 972H Radlader)

Fazit:

Die Sanierung des Solothurner „Stadtmist“ mittels eines Festzeltes/Industriezeltes als Abbauhalle kann als machbar, wirksam und für den vorgegebenen Zeitrahmen als nachhaltig erachtet werden. Die Halle löst das Problem der Geruchsbelästigung, trägt auch der Wirtschaftlichkeit Rechnung und ist zugleich gut kombinierbar mit der Baugrubensicherung aus Spundwänden.

1. Variante: Verschiebbares Dach ( 25 m x 50 m x 15 m)

- Spundwände in den Boden rammen

- Die Spundwände messen ausserhalb des Erdreiches 5 m

- Schienen an die Spundwandoberkante anschweissen

- Holzdachkonstruktion auf die Schienen setzen

2. Variante: Schildkröte (50 m x 30 m x 15 m)

- Plastikplane über das Gebiet spannen

- Abbauhalle unter der Plastikplane erstellen

- Die Halle auf Kufen wird an zwei Seilen um Rollen vorangezogen

- Abstützungen helfen die Halle über die Grube zu verschieben

3. Variante: Festzelt/Industriezelt ( 30 m x 125 m x 8.38 m)

- Viele Standartgrössen von Zelten auf dem Markt erhältlich

- Käuflich oder mieten

- Mindesthöhe des Firstes von 7 m nötig (Arbeitshöhe)

4. Variante: Pfähle ( 25 m x 50 m x 10 m)

- Einschlagen von Fundamentpfählen (Rasterweite 25 m)

- Leichtbauhalle erstellen ( direkt auf das Pfahlraster)

- Nach dem Abbau des Bodens wird Halle mit Kranen versetzt

5. Variante: Leichtbauweise ( 25 m x 100 m x 7 m)

- Spundwände in Boden rammen - Stahlprofil oben aufschweissen (z.B. UNP - Profile) - Plastikplane darüber spannen

Dozent : Christoph Gemperle Student(in) : Christian Isler


Thema: Stahlbau, Erweiterung Fabrikationshalle

Tragwerk

Das Haupttragwerk der Halle bilden die Fachwerkträger in der Fensterebene, welche die Lasten vom Dach seitlich auf die Stützen übertragen. Zur seitlichen Aussteifung des Gebäudes sind in der mittleren Dachebene Dachverbände angeordnet. Diese leiten die Kräfte nach vorne, wo sie durch den Windverband in die Fundation gelangen. Die Längsversteifung der Halle geschieht mit Längsträgern, welche in der Mitte und jeweils am Rand durch das Gebäude verlaufen. Über die seitlichen Windverbände am Ende der Halle werden die horizontalen Kräfte in die Fundamente geleitet. Der Querträger am Ende des Gebäudes wird mittels Längsaussteifungen und Verbänden in der Dachebene stabilisiert. Ansonsten würde der auf die ganze Breite gespannte Träger unzulässige Durchbiegungen erhalten.

Abbildung 5: Perspektive des Tragwerkes


Bachelorarbeit 2009

Variantenstudium:

Zur Entwicklung einer optimalen Lösung wurden zwei verschiedene Varianten für die Trag-konstruktion ausgearbeitet: Variante 1

Diese Variante besitzt eine zusätzliche Innen-stützenreihe, welche die Breite der Halle in zwei Felder unterteilt. Diese Felder können mit einem grösseren Stahlprofil ohne weiteres überbrückt werden. Stahlbaukosten: ca. 318'000 Fr. Abbildung 3: Tragwerk Variante 1 Variante 2

Bei dieser Variante soll die Fabrikationshalle ohne Innenstützen ausgeführt werden. Da das Über-brücken der Breite mit einem grossen Stahlprofil nicht mehr möglich ist, wird hier die steilere Dach-ebene zu einem Fachwerkträger ausgebildet. Durch die etwas aufwändigere Konstruktion ergeben sich bei dieser Variante höhere Stahlbaukosten. Stahlbaukosten: ca. 348'000 Fr.

Abbildung 4: Tragwerk Variante 2 Fazit

Trotz etwas höheren Stahlbaukosten und längerer Produktionszeit, wird Variante 2 zur weiteren Bearbeitung gewählt. Der massgebende Punkt für diese Wahl ist der grosse Vorteil einer innenstützenfreien Halle.

Angaben zur Halle

Die vorhandene Fabrikationsfläche der Firma H. Eberle AG in Ennenda GL ist zu klein geworden, weshalb die Firma eine Erweiterung der bestehenden Fabrikationshalle plant. Die neue Fabrikationsstätte soll nördlich der bestehenden Halle angebaut werden und mit einem Sheddach bedeckt werden. Die Verbindung zwischen Alt- und Neubau wird durch ein Flachdachbau realisiert, dieser ist aber nicht Teil dieser Arbeit.

Abbildung 1: Situation der neuen Fabrikationshalle Abmessungen:

• Länge: 36.05 m

• Breite: 29.00 m

• Lichte Raumhöhe: 5.70 m

Bestehende

Fabrikhalle Neue

Fabrikationshalle

Das Sheddach der Stahlhalle erhält in der steileren Dachebene ein Lichtband. Auch die Ost- und Westfassade erhalten ein durchgehendes 1.50m hohes Lichtband. Zudem ist im Norden und Osten je ein 4.50 x 5.60m grosses Tor angeordnet. Die Fassaden- und Dacheindeckungen sind mit einer 120 mm dicken Isolation versehen.

Abbildung 2: Perspektive der neuen Fabrikationshalle

Montageablauf • Als ersten Montageschritt werden die Stützen auf die Baustelle geliefert und dort versetzt. Gleichzeitig können die Windverbände an den Stützen angebracht werden. Abbildung 7: 1. Montageschritt • Die Fachwerkträger werden aus Transportgründen in zwei Teilen geliefert. Diese werden auf der Baustelle am Boden zusammen- gefügt. Der hinterste Dachteil wird nun komplett zusammengesetzt und mittels zweier Pneu- kranen auf die Stützen versetzt. Abbildung 8: 2. Montageschritt • Es werden kontinuierlich weitere Dachteile auf dem Boden zusammengeschraubt und mit den Kränen auf die Stützen gesetzt. Abbildung 9: 3. Montageschritt • Sind alle Tragelemente versetzt, kann mit dem Einbau der Dachrinne und der Befestigung der Dach- und Wandelemente begonnen werden.

Abbildung 10: 4. Montageschritt

Konstruktive Details Zur Isolation der Fabrikationshalle, werden sowohl für die Dacheindeckung als auch für die Wandverkleidung Sandwichelemente (z.B. Montanatherm) mit einem 120 mm dicken Isolationskern verwendet. Die Fensterfront im steilen Dachstück wird mittels Sprossen-Riegel-System ausgeführt. Durch allfällige Undichtigkeiten am unteren Fensterrand könnte bei Regen Wasser in die Halle tropfen. Deshalb wird eine Dichtfolie angebracht, welche das Wasser unter der Blechnase in die Rinne leitet. Zur schlüssigen Abdichtung der Halle wird die Lücke zwischen Sandwichelement und Glasscheibe mit einem Dachblech bedeckt. Darunter wird eine Isolationsplatte angebracht. Auch bei der Dachrinne wird eine Isolationsmatte von der Fensterfront zum Sandwichelement geführt. Anfallendes Regenwasser wird mittels Dachrinne auf beide Seiten der Halle abgeleitet. Die aus Blech geformte Rinne hat ein Mindestgefälle von 1%.

Abbildung 6: Detailschnitt durch die Fensterebene

Dachblech

Dichtfolie

Dachrinne aus Blech

Isolationsmatte

Isolationsplatte

Dozent : C. Gempeerle Student : S. Matthaei


Thema: Erneuerung SBB-Brücken Münchenstein


Bachelorarbeit 2009

Auftrag Im Rahmen dieser Diplomarbeit soll der Neubau der SBB Zwillingsbrücken über die Birs bei München-stein entworfen, bemessen, konstruiert und in Plä-nen, respektive Berichten dargestellt werden.

Das Tragwerk muss stützenfrei ausgebildet wer-den und eine genügende Sicherheit gegen Hoch-wasser aufweisen. Die Gleisachsen und Gleishö-hen dürfen nicht verschoben werden, da sich auf der einen Seite der Bahnhof und auf der anderen Seite eine weitere Brücke befindet. Diese Bedin-gungen lassen sich nur mit einer relativ dünnen Platte und einem oberhalb liegenden Tragsystem erfüllen.

Projektbeschrieb Das Bauwerk ist so konzipiert, dass die Brücken nacheinander unter Vollsperrung der jeweiligen Fahrspur ersetzt werden.

Die erste Birsbrücke besitzt als äusseren Träger einen Blechträger und als inneren Träger ein Fachwerk an dem später die zweite Brücke angeschlossen wird. Das Fachwerk wird somit zum Mittelträger und ist so dimensioniert, dass es die Lasten beider Brücken tragen kann. So entsteht aus den zwei bestehenden Brücken eine einzelne Brücke. Das Fachwerk besitzt als Zuggurt auch einen Blechträger, auf den die mit dem Druckgurt verschweissten Diagonalen ge-schraubt werden. Die Krafteinleitung der Diagonalen auf den Zuggurt geschieht mittels Blechen, welche in den Schottertrog betoniert werden.

An den Hauptträgern werden HEB-Profile verschraubt, die die Lasten der Eisenbahn auf die Hauptträger weitergeben. Das Schotterbett liegt in einem Beton-trog, welcher mit den HEB-Profilen im Verbund wirkt. Um die in Längsrichtung wirkenden Lasten abzutra-gen wird der Betontrog auch an die Hauptträger ver-dübelt.

Die Blechträger müssen mit Rippen gegen das Kippen gehalten werden.

Abmessungen Bei den Abmessungen wurde speziell auf die Trans-portierbarkeit der einzelnen Bauteile geachtet. Auf der Strasse sind Bauteile bis 3.70m Höhe transportierbar.

Die Blechträger weisen eine Länge von 51.7m und 46.3m auf. Der Zuggurt des Fachwerkes misst 49.0m. Die Diagonalen des Fachwerkes sind 4.60m lang. Die Blechträger sind den Beanspruchungen angepasst, weisen aber alle eine Höhe von 3.40m auf. Die Flanschdicken reichen von 60 bis 100mm, die Stege sind zwischen 14 und 30mm dick.

Das Fachwerk weist eine Gesamthöhe von 5.30m auf. Der Zuggurt alleine misst 1.70m, die darauf ver-schraubten Diagonalen und der Druckgurt messen zusammen 3.60m.

Die Querträger sind 5.40m lang, haben einen Achsab-stand von 7.27m und werden mittels Stirnplatten bie-gesteif an die Blechträger geschraubt. Der Fachwerk-druckgurt ist als Hohlkastenprofil 700x400mm ausge-bildet und weist Wandstärken von 20 bis 60mm auf.

Ansicht des 3d-Modells

Querschnitt [mm]

Dozent : Daniel Bürgi Student(in) : Ramun Neck


Thema: Umwelttechnik / Grundwasserabsenkung im Gebiet einer ehemaligen Deponie

1. Ausgangslage

Auf der Deponie Stadtmist (Teilflächen Spitelfeld und Oberer Einschlag) in Solothurn sind zwischen ca. 1950 und 1975 Hausmüll und Gewerbeabfälle abgelagert worden.

Durch das Sickerwasser erfolgt heute ein Austrag von Schadstoffen in das Grundwasser und in zwei Bäche. Die Deponie ist daher gemäss Altlastenverordnung sanierungsbedürftig: Das Deponiegut liegt zu einem grossen Teil im Grundwasser.

Als Grundlage wurde vom Büro FRIEDLIPARTNER AG ein Sanierungsprojekt ausge-arbeitet, welches den totalen Aushub vorsieht.

2. Aufgabenstellung

Ziel der Bachelorarbeit ist es, verschiedene Varianten der Grundwasserabsenkung zu evaluieren und anschliessend eine Variante näher auszuarbeiten.

Folgende Punkte sind zu beachten:

• Studium der vorhandenen Unterlagen zur Deponie und zur geplanten Sanierungsvariante Aushub

• Literaturstudium zu den Themen Altlastensanierung, Grundwasserabsenkung, Abwasserbehandlung

• Befragung von Experten, Behörden, Unternehmen

• Erarbeitung von denkbaren Varianten

• Erstbewertung anhand eines Kriterienkatalogs und Auswahl einer Variante

• Genauere Ausarbeitung, Erstellung Grobkonzept / Vorprojekt, Vordimensionierung, Kostenabschätzung

• Zu berücksichtigende Aspekte: Wasseranfall, Entwässerungsmethode, geotechnische Sicherung, Durchsatz, Vorbehandlung und Ableitung

• Bewertung / Beurteilung / Empfehlungen bzgl. Machbarkeit, Wirksamkeit und Kosten

3. Mögliche Varianten zur Entwässerung

1. Sohlendrainagen / Pumpensümpfe (offene Wasserhaltung) 2. Filterbrunnen 3. Wellpointanlagen 4.Vakuumtiefbrunnen 5. Elektroosmoseverfahren

4. Mögliche Varianten zur Geotechnische Sicherung

1. Böschungen 2. Spundwände 3. Rühl- und Baumeisterrühlwände (nicht geschlossen) 4. Bohrpfahlwände (geschlossen) 5. Schlitzwände

5. Erstbewertung und Beurteilung der Varianten

Kriterien:

Machbarkeit (Techn. Aufwand und Realisierungszeit)

Wirksamkeit (Erfolgsaussicht und Umwelteinfluss)

Wirtschaftlichkeit (Kosten)

Gewählte Varianten:

Wellpointanlagen und Spundwände

6. Ausarbeitung der Grundwasserabsenkung

6.1. Aushubskonzept: Unterteilung in Sektoren (75m × 125m)

Während im vorhergehenden Sektor ausgehoben wird, werden im nachfolgenden Sektor bereits die Spundwände und die Wellpointanlagen eingesetzt.

Abbildung 1: Aushubsetappen

6.2 Entwässerung durch Wellpointanlagen

• Wellpointanlagen sind einfache, gestaffelte Flachbrunnenanlagen und werden in feinkiesigen bis mittelsiltigen Böden eingesetzt (Durchlässigkeit: k-Wert 10

-1 - 10

-6).

• 1 bis 2 Meter lange Filterrohre werden mit 6 bis 8 Meter langen Steigrohren (Lanzen) verbunden. Der Abstand der einzelnen Steigrohre muss unter 2m liegen.

• An der Oberfläche werden die Steigrohre zu einem Strang (Sammelrohr) vereint und an eine Vakuumpumpe geschlossen.

• Der (Wellpoint-) Strang verläuft ausserhalb der Spundwände. Zusätzlich ist ein Mittelstrang nötig, weil die Vakuumpumpe Wasser in maximal 20m Entfernung ansaugen kann.

Abbildung 2: Anordnung der Wellpointstrang und der Wellpointlanzen

Der Mittelstrang wird während des Aushubs mit dem Terrain mit abgesenkt, er wird nur während des Aushubs benötigt. Um die Baugrube trocken zu halten und vor hydrau-lischem Grundbruch zu bewahren, reicht der Randstrang aus.

Abbildung 3: Wellpoint-Aushubsphasen 1-3

6.3 Geotechnische Sicherung durch Spundwände

Die wichtigsten Vorteile von Spundwänden sind: die Dichtigkeit, die kurze Einbringzeit, die sofortige Belastbarkeit, die Unabhängigkeit von Witterungseinflüssen, der geringe Personalaufwand, die hohen Traglastreserven und die Wiederverwendbarkeit, welche die Kosten senkt. Weiter wird der Grundwasserstrom nach Beendigung der Arbeiten nicht beeinflusst.

6.4 Aufbereitung und Ableitung

Das Wasser, welches mit der Wellpointanlage abgepumpt wird, ist in einem gewissen Masse mit Schadstoffen belastet. Nun gilt es dieses belastete Wasser soweit aufzuarbeiten, dass es vor Ort versickern oder in die Kanalisation bzw. die Entwässerungsgräben eingeleitet werden kann. Um das Wasser dafür aufzubereiten, ist eine Anlage nötig, die vor Ort installiert wird und entweder gemietet oder gekauft werden kann.

Anlagenaufbau: • Enteisenung / Aufoxidation

• Absetz- und Pumpbecken

• Zweischichtsandfilter

• Adsorber

• Aktivkohlefilter

• Rein- bzw. Brauchwasserbecken

7. Diskussion der Resultate und Schlussfolgerungen

Rückblickend würde ich die einzelnen Sektoren grösser wählen. Die Teilfläche Spitelfeld würde ich in 4 Sektoren unterteilen und den Oberen Einschlag würde ich gar nicht in Sektoren aufteilen. Die Einteilung in grössere Sektoren würde in erster Linie ein grosses Zeitersparnispotential mit sich bringen. Ausserdem könnten die Kosten gesenkt werden. Meine und Frau Hagens Wahl der zu kleinen Sektoren zeigt, dass uns noch Praxiserfahrung fehlt.

Architektur,

Gestaltung und

Bauingenieurwesen

Bachelorarbeit 2009

Absenkung des Terrains und des Mittelstrangs

Beendigung des Aushubs und Entfernung Mittelstrang

Abb.3: Die neuen Birsbrücken

Abb.4: Unteransicht Brücke Abb.5: Ansicht Haupttragsystem

Abb.6: Ansicht Lager

Dozent : Prof. Christoph Gemperle Student(in) : Marco Trovato


Thema: Stahlbau (Konstruktiver Ingenieurbau)

Erneuerung SBB-Brücken Münchenstein Die Linie 230 der S3 zwischen Ba-sel und Soyhières führt kurz vor dem Bahnhof Münchenstein über die Birs.

Die bestehenden Brücken wurden auf ihre Tragsicherheit und ihren baulichen Zustand überprüft. Die-se Überprüfung hat gezeigt, dass die unterwasserseitige Brücke in 2-5 Jahren und die oberwassersei-tige in 10 Jahren ersetzt werden sollten.

Variantenstudium Randbedingungen: Gleisabstand beibehalten, Hochwas-ser, Lichtraumprofil Uferweg und Korrosionsschutz. • Ersetzen nur einer Brücke • Ersetzen beider Brücken Wahl: Aus wirtschaftlichen und zeitlichen Gründen ersetzen beider Brücken. • Fachwerkträger Blechträger • Bogen Wahl: Aus ästhetischen und wirtschaftlichen Grün-den Fachwerkträger Tragwerkskonzept • Das Haupttragwerk der Birsbrücke besteht aus drei

Fachwerkträgern. • Die Querträger werden jeweils an den Untergurtungen

der Fachwerke biegesteif angeschlossen, wodurch ein Halbrahmen entsteht. Dieser stabilisiert den Quer-schnitt und verhindert eine Verdrehung.

• Querträger und Betontrog wirken im Verbund.

• Die Brücke ist beidseitig schief gelagert. • Die Anfahr- und Bremskräfte werden durch

Schubdübel in den Untergurt eingeleitet. • Im Betriebszustand werden die Windkräfte durch

den Betontrog aufgenommen. Für den Bauzustand wird ein Windverband eingebaut.

• Sämtliche Knoten mussten ermüdungsgerecht ausgebildet werden, auch die Fachwerkknoten, welche mit abgerundeten Blechen versehen wur-den.

Bauprogramm Die bestehenden Brücken werden im Querveschub-verfahren ersetzt. Es ist eine Bauzeit von 10 Mo-naten einzurechnen, wo-bei die Bahnlinie währ-end 9 Monaten einspurig befahren werden muss.


Bachelorarbeit 2009

Münchenstein

Basel

Abb.1: Standort der Brücken

Abb.2: Bestehende Birsbrücken

46m 3.70m 12.40m

Quelle: Bilder aus www.earth.goggle.com

Dozent : Jürg Dietiker Student : Andreas Bietenhader


Thema: Verkehrswesen – Neugestaltung der Ortsdurchfahrt Tägerwilen

Architektur,

Gestaltung und

Bauingenieurwesen

Bachelorarbeit 2009

Ausgangslage:

Die Gemeinde Tägerwilen ist ein Dorf zwischen Kreuzlingen und Frauenfeld und liegt direkt am Bodensee. Tägerwilen zählt ungefähr 3'700 Einwohner und wird in den nächsten Jahren seinen Bauboom fortsetzen. Zudem bietet Tägerwilen zahlreiche Sport- und Freizeitmög-lichkeiten, sowie Kunst und Kultur. Die Einkaufsmöglichkeiten liegen im Zentrum des Dorfes uns sind einfach zu Fuss oder mit dem Fahrrad zu erreichen. Die Schulen bzw. der Kindergarten sind über das ganze Zentrum verteilt.

Die Hauptstrasse bildet eine Grenze zwischen den Einkaufsmöglichkeiten, den Schulen und dem Wohnquartier. Die Schüler und auch die Leute, welche die übrigen Geschäfte im Dorf erledigen, müssen die Hauptstrasse queren.

Auftrag:

Die Gemeinde Tägerwilen möchte das Zentrum des Dorfes aufwerten und die typische sowie die charakteristische Dorfstruktur wieder zur Erscheinung bringen.

Den Fussgängern, welche die Hauptstrasse queren, ist besondere Beachtung zu schenken. Aber auch die Radwege dürfen nicht zu kurz kommen. Die starke Siedlungsentwicklung im südlichen Ortsteil bringt neuen Verkehr und somit problembehaftete Abbiege- und Einmün-dungsmanöver mit sich. Besonders die Einmündung der kürzlich sanierten Bahnhofstrasse stellt sich als potentieller Konfliktknoten heraus. An dieser Achse liegen Gemeindehaus, Post und Bäckereien.

Die Gemeinde Tägerwilen und der Kanton Thurgau wollen nun in einem generellen Projekt diese Arbeiten in Angriff nehmen. Die Sanierung wird in verschiedene Lose und Etappen unterteilt und gleichzeitig mit den neuen Werkleitungen realisiert.

Analyse der Aufnahmen:

Bei der Betrachtung der Aufnahmen wurden folgende positive und negative Fakten ersichtlich:

Positiv: - öV – Haltestellen sind vorhanden, z.T. jedoch schlecht sichtbar. - Die Strassenbeläge sind noch in Ordnung, d.h. kein zusätzlicher Lärmfaktor durch den Belag. - Die Linearität der Fahrbahn kann so belassen werden. - Es sind viele Abbieger und Querstrassen vorhanden, es ist also Gestaltungspotential vorhanden. Negativ: - Die Flächenproportionen stimmen nicht. - Es sind zuwenig Grünflächen bzw. Bäume vorhanden. - Der Zustand und die Qualität des Raumes sowie die Verkehrs- signaletik kommen nicht zum Vorschein. - Die Bebauungsdichte und die Baufluchten sind nicht Raumbildend.

Ziele / Erwartungen:

Es wird auf folgende Ziele bzw. Erwartungen hingearbeitet: - Die Aufmerksamkeit von allen Verkehrsteilnehmern soll gesteigert werden. - Der motorisierte Individualverkehr soll das Dorf mit einer tieferen Geschwindigkeit durchqueren, und dies trotz Tempo 50. - Eine Identitätsbildung der Gemeinde Tägerwilen. - Die Aufenthaltsqualität, wie auch der Erholungswert des Dorfes soll verbessert werden. - Die nördlichen und südlichen Dorfteile sollen besser miteinander verknüpft werden. - Der Strassenraum wird siedlungsorientiert gestaltet. - Trotz einem hohen Verkehrsanteil sollen Sicherheit und Übersicht bewahrt werden. - Es sollen bessere Querungsmöglichkeiten für Fussgänger und Velofahrer entstehen.

2: Situation vorher

1: Situation nachher

Konzept:

Wie im Plan zu sehen ist, teilt sich die Strasse in 3 Bereiche auf. In den Vorortbereichen Richtung Frauenfeld und Kreuzlingen ist eine Kernfahrbahn vorgesehen. Die Kernfahrbahn hat eine Breite von 5 Metern und 2 Radstreifen von je 1.50 Meter Breite. Sie bietet den Velofahrern genügend Raum und bringt das Gefühl von Sicherheit mit sich. Fussgängerstreifen werden punktuell angeordnet. Im Zentrumsbereich, vom Bahnhof Tägerwilen bis zum Kreisverkehr bei der Agrola Tankstelle, befindet sich ein 2 Meter breiter Mittelstreifen der in Beton ausgeführt wird. Dieser Streifen dient den Autofahrern als Einspurstrecke, den Velofahrern als Ausweichmöglichkeit und den Fussgängern als flächenhafter Übergang. Zwischen dem Streifen und der Fahrbahn ist kein vertikaler Versatz vorhanden, damit die Velofahrer diesen problemlos befahren können. Der Mittelstreifen fördert die Koexistenz zwischen dem motorisierten Individualverkehr und dem Langsamverkehr. Der Verkehr wird beruhigt, aber nicht vermindert.

Fazit / Zielsetzung:

- Durch Plätze, Bänke und evtl. Brunnen, ist der Kern des Dorfes attraktiver für die Anwohner geworden. - Durch Vorplätze sind die Baufluchten sowie die Raumproportionen neu gestaltet worden. - Es wurden diverse Grünflächen erstellt und Bäume gepflanzt, was für Anwohner und Touristen eine erholsame Wirkung vermittelt. - Die Gemeinde Tägerwilen hat nun eine Identität mit Wiedererkennungswert

Dozent : Marco Ramoni, Dozent Untertagbau Student : Philip Egli


Thema: A9 Südumfahrung Visp – Tunnel Visp

Architektur,

Gestaltung und

Bauingenieurwesen

Bachelorarbeit 2009

Projektbeschrieb

Die Südumfahrung der Gemeinde Visp stellt ein wichtiges Teilstück der zukünftig durchgehen-den Nationalstrasse A9 (Rhone-Autobahn) von Lausanne nach Brig dar. Die insgesamt 8.8 km lange Umfahrung wird die durch das Zentrum von Visp führende Kantonsstrasse entlasten. Der Tunnel Visp und seine Anschlussbauwerke sollen auf Stufe Vorprojekt bearbeitet werden.

Teilobjekte Tunnel Visp

Blau: Aufweitung Schutterstollen Orange: neu zu erstellender Teil der Südröhre Grün: neu zu erstellender Überwurftunnel Ellipsen: unterirdische Verzweigungskavernen

Geologie

Die Lockergesteinsstrecke besteht aus Moräne und Bergsturzmaterial mit grossen Blöcken.

Die Felsstrecken bestehen hauptsächlich aus Kalkglimmerschiefern und Chlorit-Prasiniten.

Die Bauwerke durchqueren zwei Störzonen, welche aus sehr schlechtem Gestein bestehen. Vor allem in den Störzonen kann das Gebirge starke Druckerscheinungen aufweisen.

Sicherungskonzept

Die unterschiedliche Geologie und die dadurch variierende Grösse und Struktur der möglichen Bruchkörper erfordert verschiedene Profiltypen zur Sicherung des Vortriebes und des Ausbaus.

Die Schwere des erforderlichen Einbaus be-stimmt, ob punktuell oder systematisch geankert wird, ob einzelne oder mehrere Lagen Netze und Spritzbeton zum Einsatz kommen, ob so-wohl Stahlträger als auch Spiessschirme ver-wendet werden und ob zusätzlich die Ortsbrust mit Stahlfaserspritzbeton gesichert wird. Bau- und Betriebsweise

Die Felsstrecken werden als Sprengvortrieb im Vollausbruch ausgeführt.

Die Lockergesteinsstrecke wird mittels maschi-nellen Vortriebes im Teilausbruch (Kalotten-vortrieb) mit systematischen Bauhilfsmass-nahmen wie Rohrschirmen, Ortsbrustankern, Mikropfählen oder Injektionen ausgeführt.

Der Bau der Verzweigungskavernen erfolgt aufgrund der grossen Spannweiten und der bestehenden Bauwerke in mehreren Schritten.

Bsp.: Verzweigungskaverne mit entsprechenden Bauetappen

Normalprofile

Für die einzelnen Bauwerke sind verschiedene Normalprofile erforderlich. Sie unterscheiden sich hauptsächlich in der Geometrie (Aufweitung, Hufeisen- oder Ringschlussprofil) aber auch bezüglich Werkleitungskanal, Wasserhaltung und Lüftungskonzept.

Normalprofil Haupttunnel (Hufeisenprofil) Normalprofil Verzweigungskavernen mit maximaler Aufweitung

Bauprogramm Die vorgesehene Teileröffnung der A9 Südumfahrung Visp wird Mitte 2015 und die Eröff-nung der gesamten Umfahrung wird Mitte 2017 erfolgen.

Abb.1: Überschwemmung

Dozent : M. Tanner Student(in) : M. Gallati


Thema: Hochwasserrückhaltebecken Schoretshueb, Gossau (SG)


Bachelorarbeit 2009

Abb. 2: Stauvolumenkurven Abb. 3: Grafische Darstellung der Excelberechnung

100 jähriges Ereignis

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s bz

w. m Hochwasserwelle

abflussStauhöhe

S tau v o lu me n ku rv e

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6 5 5

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6 5 6

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6 5 7

6 5 7 .5

6 5 8

6 5 8 .5

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S ta uvolum e n [m 3 ]

m.ü

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N ä h e ru n g

Problemstellung Planung

Abb. 5: Schnitt durch das Betriebsorgan

Abb. 4: Beckensituation Abb. 6: Ansicht auf den Damm

Vorprojekt

Die Dammneigungen (Abb.4) wurden möglichst flach gewählt, um eine optimale Einbindung in das Ortsbild zu erreichen. Um diese Absicht noch zu verbessern, wird die Ostseite des Beckens bepflanzt (Abb.6) und die Schoretshuebstrasse auf den Damm verlegt.

Das Betriebsorgan (Abb. 5) wurde als einfache Drossel ausgebildet. Um Erosionen zu verhindern, wurde am Ende des Durchlasses ein Tosbecken angebracht, welches das Wasser vor dem Austritt bremst.

Das Gebiet wird häufig überschwemmt. Dabei entstehen grosse Schäden.

Schutzmassnahme notwendig

Die engen Platzverhältnisse im Industrie- areal erlauben keine Gerinneverbreiterung.

Schutz mit Hochwasserrückhaltebecken unmittelbar vor dem Industrieareal

Nachdem das Becken in den Höhenlinien- plan eingebettet wurde, kann die Stauvolumenkurve bestimmt werden. Sie wird mathematisch genähert, um die Berechnungen durchzuführen.

Der Abfluss aus dem Becken darf maximal 3.5 m3/s betragen. Mit Hilfe einer Excelberechnung können die Abmessungen des Betriebsorganes bestimmt werden. Daraus folgen dann auch die Beckendimensionen.

Dozent : Marcel Tanner Student(in) : Matthias Hörler


Thema: Hochwasserschutz + Renaturierung „Wiesenbach West“ (SG)

Ausgangslage

Im Mittelpunkt dieser Bachelorarbeit steht der Hochwasserschutz sowie die Aufwertung des Bachlaufs des „Wiesenbach West“ in St.Gallen-Winkeln. Das Industriegebiet und das angrenzende Quartier werden bei grösseren Regenereignissen von Überschwemmungen heimgesucht. Grund ist die geringe Abflusskapazität des „Wiesenbach West“.

Abb.1:„Wiesenbach West“ St.Gallen Winkeln

Für die Festlegung der Dimensionen des „Wiesenbach West“ wird von einem Hochwasserereignis mit einer Wiederkehrperiode von 100 Jahren ausgegangen.

Ziele: - Hochwasserschutz - Renaturierung - Aufwertung des nahegelegenen Quartiers

Variantenstudium

Rahmenbedingungen - Sohlenbreite ca. 0.8m - variierende Böschungsneigungen zwischen 1:2 und 1:3 � mäandrierender Bachverlauf

- Weiterleitmenge Retentionsraum 5m3/s

Variante 1 - neuer und alter Bachverlauf decken sich - kleine bis keine Aufwertung des Quartiers - kein Landerwerb nötig - instabiles Terrain (Rutschhang)

Variante 2 - Projektvariante - konsequente Offenlegung - starke Aufwertung des Quartiers � Naherholungsgebiet

- teurere Variante - abdeckende Wirkung des Hochspannungsmasten durch Bepflanzung

Legende:

alter Bachlauf

neuer Bachlauf

----- Bachkorridor

Abb.2 Lageplan

Detailbereiche 1 Der Bachlauf wird auf die Wiese verlegt. Um den Hochspannungsmasten zu kaschieren, wird der Bach zwischen Mast und Quartier geführt.

Abb.3: Grundriss 1 Abb.4: Querschnitt 1

2 Der Bach wird zur konsequenten Offenlegung zwischen Wendeplatz und Hochspannungsmasten geführt. Dadurch wird der Weg oberhalb des Hochspannungsmasts in den Jungwald verlegt.


3 Der Bachverlauf wird unterirdisch unter einem Industrieareal und den Bahngeleisen durchgeführt.



Bachelorarbeit 2009

Becken Jungholz: Dammlänge: 70m Dammhöhe: 6m Stauhöhe: 5m Stauvolumen: 25'000m3

Baukosten: ca. 500'000 SFr.

Becken Säge: Dammlänge: 35m (best.) Dammhöhe: 3m (best.) Stauhöhe: 2m (best.) Stauvolumen: 17'000m3

Baukosten: ca. 50'000 SFr.

Dozent : M. Tanner Student : M. Krähenbühl


Thema: Wasserbau

Retensionsbecken Tobelbach, Erlen TG Ausgangslage:

Erlen ist eine kleine Gemeinde in Herzen des Thurgaus. Das Ortsbild wird von der Lista AG mit Standort am Bahnhof geprägt. Der Tobelbach entspringt in der Nachbargemeinde Birwinken und fliesst der Ortschaft Erlen zu. Problematisch dabei erweist sich die Eindohlung des Gewässers im Bereich der Lista AG. Bei Starkregen besteht die Gefahr einer Überflutung der Lista AG sowie der umliegenden Quartiere.

Massnahmen:

Als Beitrag zum Hochwasserschutz der Gemeinde Erlen soll ein Rückhaltebecken erstellt werden, welches ein Regenereignis mit einer Wahrscheinlichkeit von 100 Jahren aufnehmen und kontrolliert ableiten kann. Bei einem Extremhochwasser soll der Notüberlauf und ein zweites Becken anspringen. So kann der drohenden Überschwemmung entgegen gewirkt werden. Ein Restrisiko bleibt bestehen. Mit geeigneten Massnahmen seitens der Feuerwehr, einer temporären Dammerhöhung kann dies eingedämmt werden.

Ausführung:

Der Standort Jungholz im oberen Bachlauf steht von Anfang an fest. Die Positionierung des zweiten Beckens wird letztendlich aufgrund pragmatischer, wirtschaftlicher und ökologischer Überlegungen auf den Bereich Säge gelegt.

Während im Bereich Säge die bestehende Situation mit kleinen Anpassungen übernommen werden kann, muss im Jungholz ein Damm geschüttet werden. Die naheliegenste Lösung ist eine Talsperre mit einer Höhe von rund 6m. Ein festes Durchlassorgan, bestehend aus Gerinne, Drosselblende, Flügelmauern und Tosbecken, reguliert den Abfluss und lässt eine maximale Stauhöhe von 5m zu. Das Bauwerk wird so positioniert, dass nur minimal Anpassungen am Bachgerinne notwendig sind.

Die Staubereiche der Becken werden in ihrem bestehenden Zustand belassen, um das ökologische Gleichgewicht zu erhalten und keine zusätzlichen Kosten zu verursachen.


Bachelorarbeit 2009

Grosses Potential an Einwohnern und Arbeitsplätzen Die Limmattalstadt zählte im Jahr 2008 knapp 183'000 Einwohner und ca. 127'000 Arbeitsplätze. Im selben Jahr bestand die Glatttalstadt aus ca. 210'000 Einwohnern und ca. 135'000 Arbeitsplätzen. Bis ins Jahr 2025 wird in den beiden Agglomerationsstädten mit einer Zunahme von ca. 6-12% an Einwohnern und ca. 12-17% an Arbeitsplätzen gerechnet. Einschränkung des Perimetergebietes Fahrzeiten-Erhebungen ergeben, dass die Limmattalergemeinden im Kanton Aargau (Baden, Wettingen, Neuenhof und Würenlos) bereits sehr gut an die Glatttalstadt mit der S-Bahn-Linie durchs Furttal angebunden sind (Halbstundentakt mir einer Fahrzeit von weniger als 30 Minuten). Aus diesem Grund kann der Perimeter im Limmattal auf die mittleren (Spreitenbach, Dietikon, Schlieren) und die rechtsufrigen (Oetwil an der Limmat, Geroldswil, Weiningen, Unter- und Oberengstringen) Limmattalergemeinden eingeschränkt werden. Verbindung der Potentiale Im Untersuchungsperimeter werden vier Potentialgruppen definiert: heutige Siedlungsschwerpunkte, Verkehrserzeugungspunkte, im kantonalen Richt-plan definierte Entwicklungsgebiete, Erschliessungslücken im S-Bahn- und Stadtbahn-Netz. Die Überlagerung der vier unterschiedlichen Potentialgrup-pen generiert im Limmattal zwei mögliche Linienführungen: Linie „Nord“ und Linie „Süd“. Im Glatttal sind die Verbindungslinien der Potentialgruppen deckungsgleich mit der Glatttalbahn. Deshalb wird die tangentiale Verbindung nur bis zum Anschluss Zürich-Nord weiterverfolgt. Als Grundlage für eine politische Diskussion und weitere Studien werden zwei mögliche Linienführungen präsentiert.

Weitere Abklärungen Zur Verfeinerung der Erkenntnisse über den Bedarf und die mögliche Ausführung einer Tangentialverbindung zwischen der Limmattal- und der Glatttal-stadt, sind die untersuchten Aspekte der Mobilität vertiefter zu studieren. Insbesondere gilt es das zukünftige Potential entlang von möglichen Linien-führungen punktuell zu berechnen, um allfällige Investitionen zu rechtfertigen. Die finanziellen Aspekte sollten in einer Kosten-Nutzen-Analyse unter-sucht werden.

Dozent : Prof. Jürg Dietiker Student : Markus Merki


Thema: VON DER LIMMATTAL- IN DIE GLATTTALSTADT

Fallstudie über eine tangentiale Stadtbahnverbindung Glatttal - Limmattal Das Netz der öffentlichen Verkehrsmittel in der Agglomeration Zürich basiert auf den historisch gewachsenen, radialen Achsen. Die Linien-führungen der S-Bahnen um Zürich und die Tramlinien in der Stadt Zürich weisen diese radiale Struktur auf, wobei die einzelnen Kurse dia-gonalen Linienführungen folgen. Schnelle, direkte, tangential verlau-fende Verbindungen zwischen den Agglomerationsgebieten fehlen weitgehend.

TramlinienTramlinien schematisch S-Bahnen schematisch

DübendorfSchlieren

OpfikonRegensdorf

Zürich




DübendorfSchlieren

OpfikonRegensdorf

Zürich

Ausgangsperimeter Die grossen zukunftsträchtigen Entwicklungsgebiete liegen einerseits im Norden (Glatttal) und anderseits im Westen (Limmattal) der Stadt Zürich. Die Glatttalstadt umfasst 10 Glatttalgemeinden sowie die Stadtzürcher Nordquar-tiere Affoltern, Oerlikon, Schwamendingen und Seebach. Die Limmattalstadt erstreckt sich vom Zürcher Stadtquartier Altstetten bis nach Baden und um-fasst mehr als 12 Gemeinden.

Option Erschliessungslinie Die Linie „Nord“ erschliesst die rechtsufrigen Zürcher Limmattalgemein-den sowie die äussersten Gebiete des Zürcher Stadtquartiers Höngg. Die rein oberirdische Erschliessung und die damit verbundene Steigung erfordert insbesondere zwischen Unterengstringen und der ETH Höng-gerberg eine weitausholende Linienführung. Somit gilt die Linie „Nord“ als Erschliessungslinie und weniger als schnelle, direkte Verbindungslinie. Die Einzugsgebiete im Limmattal der Linie „Nord“ vereinen insgesamt rund 25'800 Einwohner und rund 13'000 Arbeitsplätze. Zukunftspotential weisen die Gebiete im Westen von Dietikon, die ETH Hönggerberg, sowie der Höngger Quartierteil Rütihof auf.

Option Verbindungslinie Die Linie „Süd“ unterfährt das topographische Hindernis „Hönggerberg“ in einem ca. 4 km langen Tunnel. Dadurch entsteht eine schnelle, kurze Verbindungslinie zwischen dem Raum Schlieren/Dietikon und dem Zent-rum Zürich-Nord. Das Potential im Limmattal beläuft sich auf rund 16'500 Einwohner und rund 14'000 Arbeitsplätze. Die zukünftige Entwicklung wird insbesondere in den umnutzbaren Indust-riebrachen in Schlieren sowie in der Erweiterung der ETH Hönggerberg stattfinden. Mit den Anschlüssen an die regionalen ÖV-Knotenpunkte (Dietikon, Schlieren und Oerlikon) kann die Linie „Süd“ eine attraktive Transitlinie und eine Alternative zur S-Bahn darstellen.

Bachelorarbeit 2009

Architektur,

Gestaltung und

Bauingenieurwesen

Dozent : Marcel Tanner Student(in) : Katrin Spillmann


Thema: Wasserbau, Hochwasserschutz am Tobelbach (Analyse und Vorprojekt)


Bachelorarbeit 2009

Wirtschaftlichkeit

Baukosten = 2.4 Mio. CHF

(inkl. Unterhaltskosten und Retentionsbecken-kosten, auf Hundert Jahren hinaus berechnet.)

Schadenpotential = 2.4 Mio. CHF

(Schadenpotential eines hundert jährliches Hochwasserereignisses)

Kosten-Nutzen Verhältnis = 1:6

Dieses Projekt ist wirtschaftlich rentabel und ökologisch sinnvoll.

Einzugsgebiet des Tobelbaches

Hochwasserschutz am Tobelbach

Das vorliegende Projekt befasst sich mit dem Hochwasserrisiko des Tobelbaches in der

politischen Gemeinde Erlen im Kanton Thurgau.

Das Ortsbild von Erlen wird geprägt durch das grosse Lista Gebäude. Neben der Lista liegt

die SBB-Linie. Unter diesen beiden Bauten fliesst der Tobelbach durch.

Bei Hochwasser wird das Gebäude der Lista AG als eines der ersten überschwemmt. Aber

auch das tiefer liegende Baugebiet ist schon bei einem Hochwasserereignis Jährlichkeit 20 Jahre betroffen.

Wassermenge Die Wassermenge des Einzuggebietes wurde anhand Kürsteiner, Köllä, Müller, Zeller und

mit dem modifizierten Fliesszeitverfahren ermittelt. Für ein Hochwasserereignis Jährlich-keit 100 Jahre ergibt sich eine Wassermenge von 12 m

3/s.

Gewählte Variante

• Im Waldgebiet Säge und Jungholz ist je ein Becken geplant.

• Oberhalb des Baugebietes wird das Bachbett an zwei Orten abgeändert. Somit entstehen neue Lebensräume, welche zur Förderung der Biodiversität führen.

• Zusätzlich werden geringe hydraulische Anpassungen am Eingang der Lista–

Eindolung sowie bei den vorhandenen Durchlässen vorgenommen.

Bereich A Bereich B

Variantenstudium

• Variante 1

Zwei grosse Retentionsbecken in den Waldgebieten Säge und Jungholz

mit hydraulischen Anpassungen des Bachbettes im Baugebiet. Qmax,zulässig = 6 m

3/s mit 0.5m Freibord (ab Säge)

• Variante 2

Nur ein Becken im Waldgebiet Säge oder Jungholz. Grössere Sanierung und Aufbesserung des Bachbettes im Baugebiet. Qmax,zulässig = 8-10 m

3/s mit 0.5m Freibord (ab Säge)

• Variante 3

Neuer Bachverlauf ausserhalb Überschwemmungs-gefährdeten Bauzone,

ohne Retentionsbecken.

Qmax, zulässig = 18 m3/s ohne Freibord (ab Säge)

Auswirkungen

Mit dem geplanten Vorprojekt ist das ganze

Industriegebiet gegen ein hundert jährliches Hochwasserereignis geschützt. Dadurch steigen

Abb.: Restgefahr (gelb eingefärbt)

die Chan-

cen, dass das un-verbaute

Industrie-gebiet in

den nächsten zehn bis

fünfzehn Jahren

überbaut wird.

Maximum Ziel Bestand

Dozent : Jürg Dietiker Student(in) : Adrian Uzunoglu


Thema: Neugestaltung Ortsdurchfahrt Tägerwilen


Bachelorarbeit 2009

Auftrag Auslöser für eine Neugestaltung der Hauptstrasse und zugleich Ortsdurchfahrt von Tägerwilen ist eine bevorstehende Sanierung der Wasserleitung. Das Tiefbauamt des Kantons Thurgau und die Gemeinde Tägerwilen wollen die Chance nutzen, gleichzeitig eine Neugestaltung des Strassenraumes zu planen. Neben den technischen Projektierungselementen sind gestalterische, betriebliche und kommunikative Aufgaben zu lösen.

Situation heute

Gradlinige, stark verkehrsorientierte Kantonsstrasse Konstante Breite von ca. 8.50 Metern Durchschnittlicher täglicher Verkehr von 7'200 Fahrzeuge Fehlende oder falsch platzierte Fussgängerquerungen Konfliktpunkte in den Knotenbereiche Ungenutzte Platzsituationen vorhanden Wenige „grüne“ Elemente

Leitideen Koexistenz

Schaffung einer Verkehrskultur der gegenseitigen Rücksichtnahme aller Verkehrsteilnehmer.

Dominanzausgleich Die Sanierung des Strassenraums baut die Dominanz des motorisierten Verkehrs ab. Die Seitenräume der Strasse werden mit der Neugestaltung verbessert und aufgewertet. Verkehrsfluss

Schaffung eines sicheren Verkehrsflusses auf einem tiefen Geschwindigkeitsniveau.

Ziele

Aufwertung des Ortsbildes, Attraktivitätssteigerung Rückbildung zu einer typischen und charakteristischen Dorfstruktur Eliminierung der Trennwirkung durch die Strasse Rückeroberung des Strassenraums für alle Verkehrsteilnehmer Verbesserung der Wohn‐ und Nutzungsqualität Erhöhung der Verkehrssicherheit insbesondere für den Langsamverkehr Sichern von Einmündungen und Kreuzungen mit Konfliktpotential Stagnation des DTV auf 7'200 Fahrzeuge Erhöhung des Sicherheitsempfinden aller Verkehrsteilnehmer Optimale Koexistenz aller Verkehrsteilnehmer

Analyse Der gesamte Betrachtungsbereich von Ortseingang zu Ortseingang wird auf dem Situationsplan begutachtet und in Situationstypen eingeteilt. Dabei sind die Faktoren Siedlung, Nutzung, Ortsbild und die örtliche Aufnahme des Verkehrs für die Einteilung massgebend. Ist Handlungsbedarf nötig können sie mittels folgenden Analysen untersucht werden.

Analyse mittels Bundesamt für Umwelt Analyse mittels Durchfahrtswiedersrtand (siehe Grafik)

Die Erkenntnis dieser Analysen sind, dass die Ortsdurchfahrt Tägerwilen kein Verkehrsproblem im Sinne der Verkehrsmenge hat. Es fehlt an einer charakteristischen Dorfstruktur mit einem grösseren Durchfahrtswiderstand sowie an freundlicheren Begegnungszonen für Fussgänger. Gesucht ist eine optimale Koexistenz aller Verkehrsteilnehmer

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16Umfeldnutzung, Bezug zur Strasse, Erlebniswert

Bauliche Querungen

Breite der Fahrbahn

Andere Fahrzeuge auf der Fahrbahn

Parkierende Autos, Güterumschlag

Menschen

ÖV-Haltestellen

Beläge

Nutzung Verkehr

Bebauungsdichte, Baufluchten

Linearität der FahrbahnStrassenführung, Kurvigkeit

Raumproportionen

Flächenproportionen (VerhältnisFahrbahn/Seitenraum)

Grün, Bäume

Abbieger und Querstrassen

Verkehrscharakter

Gestaltungsqualität der Bauten

de technische Möblierung und Markierungen

LKW-Anteil

Zustand, Qualität des Raumes

Verkehrssignaletik, Möblierung punktuell

Betriebs‐ und Verkehrskonzept

Eingangstore:Eingangstore können bei einer Ortsdurchfahrt wie in Tägerwilen von grosser Bedeutung sein. Sie weisen auf einen Wechsel zwischen Strassenräumen mit unterschiedlichen Funktionen und Charakteristiken auf. Die Verkehrsteilnehmer registrieren diese räumlichen Veränderungen und passen ihr Fahrverhalten an. Kernfahrbahn: Die Kernfahrbahn hat einen verkehrsorientierten Charakter. Sie besteht aus seitlichen und einer mittleren Verkehrsfläche. Die Fahrbahn hat keine Mittelmarkierung und steht für eine flexible Raumnutzung. Die Kernfahrbahn begünstigt durch die optische Einengung eine langsamere und vorsichtigere Fahrweise, welche eine ideale Vorbereitung auf die zentrale Ortsdurchfahrtgestaltung von Tägerwilen ist. Fahrbahn mit Mehrzweckstreifen: Im Zentrum von Tägerwilen nehmen die Querbeziehungen gegenüber dem längsgerichtetem Verkehr an Gewichtung zu. Durch einen Mehrzweckstreifen, der in der Mitte der Strasse angeordnet ist, werden die Querbeziehungen für den Fussgänger und den Radverkehr erleichtert. Er ermöglicht, die Strasse in zwei Etappen zu überqueren, erspart Umwege und schafft direkte Verbindungen zwischen den Strassenseiten. Durch die optische Verschmälerung des Strassenraumes wird ein ruhigerer, stetiger und langsamerer Verkehrsfluss angestrebt. Buskammern: Die heutige Situation der Bushaltestellen ist ungenügend. Sie sind verstreut, haben einmal eine Ausbuchtung und ein andermal stehen sie bezeichnet mit einer Markierung auf der Fahrbahn. Mit Buskammern wird die ungenügende Situation verbessert. Sie sind ein prägendes Element, das in die neue Strassenstruktur eingebunden wird. Die Buskammern weiten die Strasse platzartig aus. So kann ein flüssiger Verkehrsablauf gewährleistet werden, da die wartenden Busse vom Verkehr überholt werden können. Dies verstärkt die optische Wahrnehmung von jedem Verkehrsteilnehmer und teilt ihm mit, dass es sich hier um eine Bushaltestelle handelt und eine Veränderung des Strassencharakters stattfindet. So kann die Fahrweise dementsprechend angepasst werden. Längsparkplätze: Die Parkplätze längs zur Hauptstrasse bleiben wie heute an der gleichen Stelle. Durch die neue Raumgestaltung mit Einbezug des Langsamverkehrs dürfen die parkenden Autos jedoch nicht wie eine Sperre wirken und müssen den Fussgängern in regelmässigen Abständen die Querung der Hauptstrasse ermöglichen.

Querschnitt Fahrbahn mit Mehrzweckstreifen

Querschnitt Kernfahrbahn

Fazit Durch die Fahrbahnverengungen des motorisierten Individualverkehrs werden neue und attraktivere Räume für den Langsamverkehr geschaffen. Trotz dieser Verengung muss jedoch ein optimaler Verkehrsfluss gewährleistet sein. Dies wird durch den befahrbaren Mehrzweckstreifen und durch gemeinsame, rücksichtsvolle Nutzung der Kernfahrbahn gelöst. Im Grossen und Ganzen wird mit der Neugestaltung der Ortsdurchfahrt Tägerwilen ein grosser Schritt in Richtung Koexistenz gemacht.

Visualisierung Neugestaltung Zentrum Tägerwilen

Bachelorarbeiten Bauingenieurwesen 2009

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