Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Auswirkungen von Erschütterungen auf den Herrentunnel Lübeck infolge unterschiedlicher Rammverfahren
Die Messergebnisse von Proberammungen am Seelandkai in Lübeck wurden bezüglich des Abnahmeverhaltens der Amplituden im Freifeld sowie der Boden-Tunnel Interaktion für verschiedene Einbringverfahren ausgewertet. Dabei wurden auch mögliche Frequenzabhängigkeiten untersucht. Bei der Auswertung der gemessenen Erschütterungen bzw. Schwinggeschwindigkeiten infolge unterschiedlicher Einbringverfahren konnte gezeigt werden, dass die größten Schwinggeschwindigkeiten bei der Rammung von Ortbetonpfählen und deutlich weniger bei der Schlagrammung von Spundbohlen entstanden sind. Für jede Rammung sind individuelle Kurven der Amplitudenreduktion im Freifeld sowie im Tunnel über den Abstand zur Erschütterungsquelle und jeweils für den hohen (50-200Hz) und niedrigen (1-50Hz) Frequenzbereich berechnet worden. Die hohen Frequenzen werden vorrangig von der Kompressionswelle und die Niedrigen von der Oberflächenwelle übertragen. Es gibt Hinweise darauf, dass der Tunnel - anders als Bauwerke an der Oberfläche - durch eine Kombination dieser Wellentypen und nicht hauptsächlich durch Oberflächenwellen zu Schwingungen angeregt wird. Die unterschiedlichen Kurven im Freifeld können einerseits auf die variierenden Bodenschichtungen und andererseits auf durch jedes Einbringverfahren unterschiedlich entstandene Kombinationen von Kompressions- und Oberflächenwellen zurückgeführt werden. Allgemein konnte vor allem im hohen Frequenzbereich (P-Welle) eine stärkere dynamische Überhöhung der Freifeld- gegenüber den Tunnelamplituden festgestellt werden als im niedrigen Frequenzbereich (O-Welle), wo der Übertragungsfaktor nur etwa 1,0 betrug. Dies deutet auf eine Hochabstimmung des Schwingungssystems Tunnel gegenüber der Anregung hin. Demnach liegt die Tunneleigenfrequenz oberhalb der betrachteten Frequenzbereiche. Als weitere Ursache für die erhöhten Tunnelamplituden im hohen Frequenzbereich gegenüber denen am Bohrloch kommt ein Ausbreitungsweg in tieferen und steiferen Schichten in Betracht, bei dem für die P-Welle ggf. günstigere Übertragungsbedingungen vorliegen. Schließlich wurde in einer ersten Studie der Einfluss der Bodenschichtung auf die Höhe der gemessenen Schwinggeschwindigkeiten untersucht. Es wird die These aufgestellt, dass bei Ortbetonrammpfählen höhere Erschütterungen dann auftreten, wenn das Rammgut auf Schichtgrenzen auftrifft. Trotz der großen Anzahl der eingesetzten Einbringverfahren Bereichen erscheint eine Verallgemeinerung verfrüht. Besonders der komplizierte Aufbau des Untergrunds birgt große Unsicherheiten. Weitere Untersuchungen über die Auswirkung unterschiedlicher Einbringverfahren sowie die Frequenzabhängigkeit der Rammerschütterungen auf unterirdische Bauwerke sind erforderlich.
Auswirkungen von Erschütterungen auf den Herrentunnel Lübeck infolge unterschiedlicher Rammverfahren
Die Messergebnisse von Proberammungen am Seelandkai in Lübeck wurden bezüglich des Abnahmeverhaltens der Amplituden im Freifeld sowie der Boden-Tunnel Interaktion für verschiedene Einbringverfahren ausgewertet. Dabei wurden auch mögliche Frequenzabhängigkeiten untersucht. Bei der Auswertung der gemessenen Erschütterungen bzw. Schwinggeschwindigkeiten infolge unterschiedlicher Einbringverfahren konnte gezeigt werden, dass die größten Schwinggeschwindigkeiten bei der Rammung von Ortbetonpfählen und deutlich weniger bei der Schlagrammung von Spundbohlen entstanden sind. Für jede Rammung sind individuelle Kurven der Amplitudenreduktion im Freifeld sowie im Tunnel über den Abstand zur Erschütterungsquelle und jeweils für den hohen (50-200Hz) und niedrigen (1-50Hz) Frequenzbereich berechnet worden. Die hohen Frequenzen werden vorrangig von der Kompressionswelle und die Niedrigen von der Oberflächenwelle übertragen. Es gibt Hinweise darauf, dass der Tunnel - anders als Bauwerke an der Oberfläche - durch eine Kombination dieser Wellentypen und nicht hauptsächlich durch Oberflächenwellen zu Schwingungen angeregt wird. Die unterschiedlichen Kurven im Freifeld können einerseits auf die variierenden Bodenschichtungen und andererseits auf durch jedes Einbringverfahren unterschiedlich entstandene Kombinationen von Kompressions- und Oberflächenwellen zurückgeführt werden. Allgemein konnte vor allem im hohen Frequenzbereich (P-Welle) eine stärkere dynamische Überhöhung der Freifeld- gegenüber den Tunnelamplituden festgestellt werden als im niedrigen Frequenzbereich (O-Welle), wo der Übertragungsfaktor nur etwa 1,0 betrug. Dies deutet auf eine Hochabstimmung des Schwingungssystems Tunnel gegenüber der Anregung hin. Demnach liegt die Tunneleigenfrequenz oberhalb der betrachteten Frequenzbereiche. Als weitere Ursache für die erhöhten Tunnelamplituden im hohen Frequenzbereich gegenüber denen am Bohrloch kommt ein Ausbreitungsweg in tieferen und steiferen Schichten in Betracht, bei dem für die P-Welle ggf. günstigere Übertragungsbedingungen vorliegen. Schließlich wurde in einer ersten Studie der Einfluss der Bodenschichtung auf die Höhe der gemessenen Schwinggeschwindigkeiten untersucht. Es wird die These aufgestellt, dass bei Ortbetonrammpfählen höhere Erschütterungen dann auftreten, wenn das Rammgut auf Schichtgrenzen auftrifft. Trotz der großen Anzahl der eingesetzten Einbringverfahren Bereichen erscheint eine Verallgemeinerung verfrüht. Besonders der komplizierte Aufbau des Untergrunds birgt große Unsicherheiten. Weitere Untersuchungen über die Auswirkung unterschiedlicher Einbringverfahren sowie die Frequenzabhängigkeit der Rammerschütterungen auf unterirdische Bauwerke sind erforderlich.
Auswirkungen von Erschütterungen auf den Herrentunnel Lübeck infolge unterschiedlicher Rammverfahren
Holtzendorff, K. (Autor:in) / Rosenquist, M.O. (Autor:in)
2006
16 Seiten, 11 Bilder, 1 Tabelle, 5 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Ausbreitungsverhalten von Erschütterungen infolge Rammarbeiten
| Tema Archiv | 1994
Bewertung von Vibrationen infolge von Schall, Erschütterungen und Stößen
| Springer Verlag | 2017