Untersuchungen zum Verformungs- und Lastabtragungsverhalten einer Kaikonstruktion

Bergs, Thomas

Eine Kaikonstruktion ist ein vielfach statisch unbestimmtes System, dessen Tragverhalten durch komplexe Interaktionen der Tragelemente untereinander und mit dem Boden bestimmt wird. Zur Lösung des Standsicherheitsproblems wird die Konstruktion durch Zerlegung in Teilsysteme vereinfacht. Die für Kaikonstruktionen verwendeten Belastungsannahmen und Berechnungsmethoden beruhen auf langjährigen Erfahrungen und Untersuchungen. Ein Ziel solcher Untersuchungen war und ist es, das Trag- und Verformungsverhalten einzelner Bauteile in der Gesamtkonstruktion zu ermitteln. Aus wissenschaftlicher Sicht kann hier von einem in-situ-Großversuch gesprochen werden. Messungen an der Kaimauerwand haben ergeben, dass die Gültigkeit des Ansatzes des aktiven Erddruckes bestätigt werden kann. Die theoretisch erforderlichen Bewegungen zur Weckung des vollen Erdwiderstandes konnten messtechnisch nicht festgestellt werden, dennoch herrscht im Gesamtsystem Gleichgewicht, wie ein Vergleich der auftretenden Horizontalkräfte bestätigt. Mit Unterstützung geodätischer Kopfpunkteinmessungen kann eine Gesamtbewegung der Kaikonstruktion zur Wasserseite gezeigt werden, in der sich auch in geringerem Umfang der Wandfuß bewegt. Das Tragverhalten der Gesamtkonstruktion wird mit einer numerischen Berechnung weiter untersucht. Aus der numerischen Berechnung ergeben sich vergleichbare Ergebnisse hinsichtlich der gemessenen Verformungen am Gesamtsystem. Die Untersuchungen zum Lastabtragungs- und Verformungsverhalten an einer Kaikonstruktion haben gezeigt, dass die Vorgehensweise bei der Berechnung der Standsicherheit einer Kaikonstruktion richtig ist. Die Vereinfachung des vielfach statisch unbestimmten Systems in statisch bestimmte Teilsysteme, deren Reaktionskräfte oder -spannungen als Belastungen auf benachbarte Bauteile anzusetzen sind, ergibt grundsätzlich ausreichende Sicherheiten bei der Dimensionierung der Konstruktion.

A Quay Construction is a multiply indeterminate static system, whose sustaining behaviour is determined through complex interactions of its base elements between each other and with the ground. To resolve the stability problem, its complexity is reduced by dismantling the construction into subsystems. The load assumptions and calculation methods employed for analyzing quay constructions are based on long-standing experiences and investigations. The goal of such investigations is to determine the sustaining and deforming behaviour of individual components in the compound construction. Seen in a scientific perspective, this task can be regarded as a large-scale in-situ-test. Measurements at the quay wall confirm the validity of the approach of the acting earth pressure. The theoretically expected movement for initiating the full ground resistance could not ascertained by measurements. Nevertheless, a balance of power does exist in the compound system, as demonstrated by comparison of the resulting level forces. Using geodesic measurements, a movement of the entire quay construction and a smaller movement of the basement of the wall, both directed to the water front, can be represented. The sustaining behaviour of the construction is further subjected to a numerical analysis. Comparable results referring to the measured deformations of the compound system arise from the numerical calculation. The investigations of the burden demolition and deformation behaviour at a quay construction have verified the correctness of the method for calculating the stability of a quay construction. The breakdown of the multiply indeterminate static system into statically determinate subsystems, whose reaction forces or tensions are to be applied onto neighboring components, shows fundamentally sufficient safety in dimensioning the construction.

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Bergs, Thomas: Untersuchungen zum Verformungs- und Lastabtragungsverhalten einer Kaikonstruktion. 2004.

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