Straßen- und Eisenbahninfrastrukturen

Stützwände, Tunnel, Unterführungen, Brückenwiderlager.

Stahlspundbohlen werden häufig zum Bau von Straßen- und Eisenbahninfrastrukturen verwendet. Es ist eine kostengünstige Lösung für:

  • Stützwände;
  • Tunnel und Unterführungen;
  • Brückenwiderlager.

Sie erreichen eine Nutzungsdauer von bis zu 100 Jahren bei normalen Bodenverhältnissen und tragen hohe Vertikallasten.

Stützwände 

 

Eine Stützwand ist eine stabile Konstruktion, die seitlichen Halt für Boden- und Wassermassen bietet und so das Land auf beiden Seiten der Wand auf unterschiedlichen Ebenen stützt. Stützwände werden in erster Linie verwendet, um die Höhe des umgebenden Geländes für verschiedene Zwecke zu verändern, darunter den Bau von Straßen und Eisenbahnstrecken, die Landschaftsgestaltung und den Hochbau. Darüber hinaus sind sie in der Lage, erhebliche Vertikallasten auf den Boden zu übertragen, ähnlich wie Rammpfähle.

Tunnel und Unterführungen

 

Tunnel sind unterirdische Durchgänge, die durch den umgebenden Boden gegraben und bis auf einen Eingang und einen Ausgang an jedem Ende geschlossen sind. Als Brücken sind sie für ein gut funktionierendes Verkehrsnetz unverzichtbar. In städtischen Gebieten werden sie in der Regel an Standorten mit begrenzter Fläche an der Oberfläche gebaut.

Unterführungen sind sehr ähnliche Bauwerke, mit dem Unterschied, dass sie in der Regel kürzer sind. Unterführungen verbessern den Verkehrsfluss an stark befahrenen Kreuzungen auf Straßenebene, manchmal in Kombination mit Brücken. Unterführungen werden in der Regel als Sanierung einer Kreuzung konzipiert, weshalb eine schnelle Ausführung von größter Bedeutung ist.

Brückenwiderlager 

 

Brücken sind ein wesentlicher Bestandteil des Verkehrsnetzes eines jeden Landes. Um dieses in einem guten Zustand zu halten, ist es unerlässlich, Brücken schnell bauen und reparieren zu können. Stahlspundbohlen ermöglichen eine beschleunigte Brückenbauweise, die die Auswirkungen auf das Verkehrsnetz minimiert. Brücken werden gebaut, um physische Hindernisse zu überbrücken und eine Passage über diese Hindernisse zu ermöglichen. Die Konstruktionen von Brücken variieren stark je nach Funktion der Brücke und der Beschaffenheit des Geländes, in dem die Brücke gebaut und verankert wird.

Stützwände

 

Eine Stützwand ist eine mehr oder weniger starre Wand, die die Boden- und Wassermassen seitlich stützt, sodass das Gelände auf beiden Seiten der Wand auf unterschiedlichen Höhen gehalten werden kann. Grundsätzlich werden Stützwände verwendet, um die Höhe der umgebenden Landschaft aus verschiedenen Gründen zu verändern, z. B. für den Bau von Straßen und Eisenbahnlinien, für Landschaftsgestaltung, für den Bau von Gebäuden usw. Sie können auch erhebliche Vertikallasten auf den Boden übertragen, ähnlich wie Rammpfähle.

Stahlspundwände sind relativ flexible Stützwände. Die Dauerhaftigkeit und die Rammbarkeit unter den Bodenbedingungen sind ein wichtiges Merkmal der Konstruktion. Bauwerke sind so zu planen, dass sie allen Einwirkungen standhalten, die während ihrer Ausführung und während ihrer Nutzungsdauer auftreten können. Daher müssen Stützkonstruktionen über ausreichende Eigenschaften verfügen:

  • strukturelle Festigkeit,
  • Gebrauchstauglichkeit,
  • Dauerhaftigkeit,
  • Wasserdichtigkeit (insbesondere bei Gruben und Baugruben).

Stahlspundbohlen werden seit über einem Jahrhundert für den Bau zuverlässiger und kostengünstiger Erdstützkonstruktionen verwendet.

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Bei einer Stützwand aus Spundbohlen ist ein Teil der Struktur unterhalb der Aushubtiefe in den Boden eingebettet. Der Spundbohlenabschnitt widersteht dem Druck des Bodens und allen zusätzlichen Belastungen durch die Boden-Bauwerk-Interaktion, die in diesem eingebetteten Teil auftritt, sowie gegebenenfalls zusätzlichen Stützen (Anker oder Streben) im oberen Teil.

Hinweis: Stützwand ist ein recht allgemeiner Begriff, der Bauwerke an Land und an Wasserfronten sowie Bauwerke für verschiedene Anwendungen umfasst. Im Hafenbau werden Stützwände als Kaimauern bezeichnet, im Brückenbau werden sie als Brückenwiderlager verwendet, und so weiter.

Tunnel und Unterführungen

 

Tunnel sind unterirdische Durchgänge, die durch den umgebenden Boden gegraben und bis auf einen Eingang und einen Ausgang an jedem Ende geschlossen sind. Als Brücken sind sie für ein gut funktionierendes Verkehrsnetz unverzichtbar. In städtischen Gebieten werden sie in der Regel an Standorten mit begrenzter Fläche an der Oberfläche gebaut.

Unterführungen sind sehr ähnliche Bauwerke, mit dem Unterschied, dass sie in der Regel kürzer sind. Unterführungen verbessern den Verkehrsfluss an stark befahrenen Kreuzungen auf Straßenebene, manchmal in Kombination mit Brücken. Unterführungen werden in der Regel als Sanierung einer Kreuzung konzipiert, weshalb eine schnelle Ausführung von größter Bedeutung ist.

Warmgewalzte Stahlspundwände eignen sich aufgrund folgender Eigenschaften ideal für den Tunnel- und Unterführungsbau:

  • schnellere Ausführungszeit,
  • geringere Oberflächenbeeinträchtigungen, da keine übermäßigen Aushubarbeiten für Gründungen erforderlich sind,
  • Spundbohlen haben sofortige Belastbarkeit,
  • Stahlspundbohlen können leicht ästhetisch ansprechend hergestellt werden,
  • garantierte Undurchlässigkeit durch den Einsatz von Abdichtungsprodukten oder verschweißten Schlössern,
  • ausgezeichnete Feuerwiderstandsfähigkeit mit und ohne Schutz.

 

Eisenbahnunterführung, Lokeren, Belgien | 2019 

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Je nach Bodenverhältnissen und anderen technischen Anforderungen können für den Bau von Tunneln und Unterführungen verschiedene Bauverfahren zum Einsatz kommen. Schmale Wandformen werden häufig mit der Cut-and-Cover-Methode gebaut. Diese Bauweise besteht aus dem Aushub eines Grabens, der anschließend mit einem tragfähigen Überbau versehen wird, der die von oben einwirkenden Lasten aufnehmen kann.

Eine alternative Methode ist das Top-Down-Verfahren, bei dem der Boden unterhalb der obersten Sohlplatte ausgehoben wird, die unmittelbar nach dem Einbringen der Spundwandkonstruktion ausgeführt wird. In dieser Konfiguration können Verkehrsbeeinträchtigungen auf Straßenebene drastisch reduziert werden. Der größte Nachteil ist eine etwas längere Aushubphase, die jedoch weder den Verkehr behindert noch die Vorteile dieser Methode mindert.

Herausforderungen für den Konstrukteur sind Feuerbeständigkeit und Wasserdichtigkeit. ArcelorMittal hat in Zusammenarbeit mit der Universität Lüttich in Belgien eine Berechnungsmethode und eine Software entwickelt, mit denen das Verhalten einer Stahlspundwand unter hohen Temperaturen und verschiedenen Bodenverhältnissen simuliert werden kann. Einer der Parameter ist die Temperaturentwicklung auf der atmosphärischen Seite, die stark von der Brandausbreitung abhängt (ISO-Kurven oder natürlicher Brand). Weitere Informationen finden Sie in unserer Broschüre 

 

Tiefgaragen: Feuerwiderstand

Brückenwiderlager

 

Brücken sind ein wesentlicher Bestandteil des Verkehrsnetzes eines jeden Landes. Um dieses in einem guten Zustand zu halten, ist es unerlässlich, Brücken schnell bauen und reparieren zu können. Stahlspundbohlen ermöglichen eine beschleunigte Brückenbauweise, die die Auswirkungen auf das Verkehrsnetz minimiert.

Brücken werden gebaut, um physische Hindernisse zu überbrücken und eine Passage über diese Hindernisse zu ermöglichen. Die Konstruktionen von Brücken variieren stark je nach Funktion der Brücke und der Beschaffenheit des Geländes, in dem die Brücke gebaut und verankert wird.

Brückenwiderlager haben zwei Hauptfunktionen

  • Sie tragen die Vertikallasten der Brücke: Die Widerlager müssen den erheblichen vertikalen Kräften der Brückenüberbaukonstruktion standhalten können.
  • Sie dienen als Stützwand für den Boden, der die Zufahrt zur Brücke trägt.
Mobility infrastructure solutions. Bridge abutments - Typical cross section_1600x450
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Warmgewalzte Stahlspundwände bieten mehrere Vorteile bei der Planung und Konstruktion von Brückenwiderlagern:

  • schnellere Ausführung als jede andere Alternative,
  • Stahlspundbohlen können vor anderen Arbeiten eingebracht werden,
  • keine vorherigen Aushubarbeiten für Gründungen erforderlich,
  • Stahlspundbohlen haben sofortige Belastbarkeit,
  • Stahlspundbohlen können leicht ästhetisch ansprechend hergestellt werden.

Aus Spundbohlen geformte Widerlager sind am kostengünstigsten, wenn eine Pfahlgründung zur Abstützung der Brücke erforderlich ist oder wenn die Baugeschwindigkeit entscheidend ist.

In einigen Fällen wäre eine Stahlspundwand als vorübergehend bestehende Konstruktion erforderlich, beispielsweise um die Baugrube trocken zu halten. Eine Spundwand kann so konstruiert werden, dass sie sowohl temporäre als auch permanente Bemessungskriterien erfüllt , wodurch die Gesamtkosten und die Ausführungszeit reduziert werden.

 

Brückenbau

Mobility infrastructure solutions. Steel bridge. Bath UK (c) Victor Buyck_Leaderboard