Schneidenlagerung

Nachweis der Uebertragung von Vertikallasten in Stahlspundbohlen nach der ZT-Verordnung Z-15.6-235 (2021)

Stahlspundbohlen werden häufig für dauerhafte und temporäre Konstruktionen wie Kaimauern und Stützwände im Straßen- und Schienenverkehr eingesetzt. Sie sind in der Regel horizontalen Lasten durch Erd- und Wasserdruck ausgesetzt, wobei nur geringe Vertikallasten auf die Wände übertragen werden. In einigen Fällen müssen Spundbohlen jedoch erheblichen Vertikallasten standhalten, wie sie beispielsweise durch Kräne an Kaimauern oder durch den Verkehr auf Brückenwiderlagern verursacht werden.

Die Schneidenlagerung -Methode bietet eine kostengünstige Lösung für die Übertragung horizontaler und vertikaler Lasten auf den Boden durch eine Stahlspundwand, ohne dass zusätzliche Schweissarbeiten vor Ort erforderlich sind. Dieses Konstruktionskonzept eignet sich besonders für Kaimauern, Tiefgaragen, Brückenwiderlager und Schleusen.

Die deutschen Behörden haben für diese Konstruktion, die auf umfangreichen Forschungen und Prüfungen in Originalgröße durch die Forschungs- und Entwicklungsabteilung von ArcelorMittal und die Universität Darmstadt basiert, eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abZ) erteilt. Bei den Prüfungen wurden die Lastübertragung analysiert und das Verhalten mit einem standardmäßigen bewehrten Stahlbetonkopfbalken verglichen.

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Der Stahlbetonholm nach der abZ kann eine Vertikallast von 1475 kN/m tragen, was einer Steigerung von 136 % gegenüber der maximalen Belastung gemäß der deutschen Norm DIN 1045 oder der europäischen Norm EN 1992 entspricht.

Die Schneidenlagerung wurde für statische und nicht statische Vertikallasten sowie für statische Horizontallasten geprüft und zugelassen. Statische Einwirkungen sind Einwirkungen, die keine nennenswerte Beschleunigung des Bauwerks oder seiner Bauteile bewirken. Nicht vorwiegend ruhende Lasten, in den deutschen Normen als „nicht vorwiegend ruhende Last“ definiert, sind nicht statische Lasten, die bei wiederholter Einwirkung zu Ermüdung führen können, aber nicht als dynamische Lasten gelten. Dynamische Einwirkungen verursachen erhebliche Beschleunigungen und erfordern besondere Konstruktionsmaßnahmen.

Anwendungsbereich

Bei der Bemessung eines Stahlbetonholms auf einer Stahlspundwand nach abZ sind zwei Fälle zu unterscheiden

  • einfach gestützter Stahlbetonholm. Die Spundwand ist geringfügig in den Stahlbetonholm eingespannt, überträgt jedoch keine Biegemomente auf die Spundwand.
  • eingespannter Stahlbetonholm. Die Spundwand ist so weit in den Stahlbetonholm eingespannt, dass sie Biegemomente auf die Spundwand übertragen kann.

Die abZ berücksichtigt horizontale Kopfbalken. Kopfbalken mit einer Neigung bis zu 5 % in der Längsachse der Wand (siehe Abbildung 1.4) können mit der „festen Verbindung“ berechnet werden. Die Ober- und Unterseite des Kopfbalkens in einer Ebene senkrecht zur Wandebene müssen jedoch horizontal sein.

Stahlbetonkopfbalken

Bei der Planung eines Schneidenlagerung ist zwischen zwei Arten von bewehrten Stahlbetonkopfbalken zu unterscheiden.

Für beide Arten gelten die folgenden geometrischen Anforderungen (siehe Abbildung 1.2.).

  • Mindesthöhe des Kopfbalkens über Spundwandkopf hₒₖ ≥ 45 cm
  • Mindestbetondeckun cₘᵢₙ ≥ 40 mm
  • Toleranz Δc ≤ ± 15 mm
  • Seitlicher Überstand des Betons hₖ ≥ 22 cm