Messerschneide-Unterstützung

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 Knife Edge Support (KES)-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 nationale technische Zulassung (NTA) erteilt. Bei den Prüfungen wurden die Lastübertragung analysiert und das Verhalten mit einem standardmäßigen bewehrten Abdeckträger verglichen.

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Der NTA-zugelassene Abdeckträger 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 KES-Methode 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 Aufsatzbalkes auf einer Stahlspundwand nach NTA sind zwei Fälle zu unterscheiden

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

Die NTA berücksichtigt horizontale Abdeckträger. Abdeckträger 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 Abdeckträgers in einer Ebene senkrecht zur Wandebene müssen jedoch horizontal sein.

Abdeckträger

Bei der Planung eines KES ist zwischen zwei Arten von bewehrten Abdeckträgern zu unterscheiden.

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

  • hₒₖ ≥ 45 cm
  • Mindestbetondeckung6)
  • cₘᵢₙ ≥ 40 mm
  • Toleranz Δc ≤ ± 15 mm
  • seitlicher Überstand des Betons
  • hₖ ≥ 22 cm

Mindesthöhe des Abdeckträgers über der Oberkante der Spundbohle