A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Die Auskleidung von Druckstollen als Mehrschicht-Problem
Druckstollen werden für Wasserkraftanlagen dann eingesetzt, wenn infolge der Topographie keine Druckrohrleitungen errichtet werden können. Aufgrund bergmännischer, hydraulischer und statischer Aspekte werden Stollen i.d.R. mit kreisrundem Querschnitt ausgeführt. Die Version als unausgekleideter Stollen hängt sehr stark von den mechanischen Eigenschaften des umgebenden Gebirges sowie von den vorhandenen Fließgeschwindigkeiten und auftretenden Wandrauheiten ab. Da vor allem die Wandrauheit einen maßgeblichen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit besitzt, sollte die unausgekleidete Variante nur im Sonderfall zur Anwendung kommen. Mit einer mehrschichtig aufgebauten Auskleidung und ggf. einer Panzerung können die Stabilität und die Verstärkung der Innenfläche des den Ausbruch umgebenden Gebirges gewährleistet sowie die hydraulischen Verluste in hohem Maße minimiert werden. Der Beitrag beinhaltet eine Übersicht zur semi-analytischen, statischen Berechnung solcher mehrschichtigen Drucksollen-Auskleidungen. Eine ökonomische Realisierung von Stollenauskleidungen umfasst eine möglichst dünne, materialsparende Bauweise, wobei ein enges Anliegen der einzelnen Schichten untereinander und an den umgebenden Fels angestrebt wird. Anhand der numerischen Auflösung der angegebenen Gleichungen ist es möglich, sowohl für einschichtige als auch mehrschichtige Auskleidungen die ausbau- und betriebsbedingten Spannungs- und ggf. Verformungszustände rechnergestützt zu ermitteln. Im Betriebszustand wird dabei von einem vollständigen Verbund der Auskleidung zum Felsgestein sowie zwischen den i-ten Auskleidungsschichten ausgegangen. Die Formeln basieren auf elastischen Grundlagen. Durch eine Diskretisierung in genügend k-Schritte bei gleichzeitiger hinreichend genauer Linearisierung des k-ten Schrittes ist auch eine nichtlineare Betrachtung möglich.
Die Auskleidung von Druckstollen als Mehrschicht-Problem
Druckstollen werden für Wasserkraftanlagen dann eingesetzt, wenn infolge der Topographie keine Druckrohrleitungen errichtet werden können. Aufgrund bergmännischer, hydraulischer und statischer Aspekte werden Stollen i.d.R. mit kreisrundem Querschnitt ausgeführt. Die Version als unausgekleideter Stollen hängt sehr stark von den mechanischen Eigenschaften des umgebenden Gebirges sowie von den vorhandenen Fließgeschwindigkeiten und auftretenden Wandrauheiten ab. Da vor allem die Wandrauheit einen maßgeblichen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit besitzt, sollte die unausgekleidete Variante nur im Sonderfall zur Anwendung kommen. Mit einer mehrschichtig aufgebauten Auskleidung und ggf. einer Panzerung können die Stabilität und die Verstärkung der Innenfläche des den Ausbruch umgebenden Gebirges gewährleistet sowie die hydraulischen Verluste in hohem Maße minimiert werden. Der Beitrag beinhaltet eine Übersicht zur semi-analytischen, statischen Berechnung solcher mehrschichtigen Drucksollen-Auskleidungen. Eine ökonomische Realisierung von Stollenauskleidungen umfasst eine möglichst dünne, materialsparende Bauweise, wobei ein enges Anliegen der einzelnen Schichten untereinander und an den umgebenden Fels angestrebt wird. Anhand der numerischen Auflösung der angegebenen Gleichungen ist es möglich, sowohl für einschichtige als auch mehrschichtige Auskleidungen die ausbau- und betriebsbedingten Spannungs- und ggf. Verformungszustände rechnergestützt zu ermitteln. Im Betriebszustand wird dabei von einem vollständigen Verbund der Auskleidung zum Felsgestein sowie zwischen den i-ten Auskleidungsschichten ausgegangen. Die Formeln basieren auf elastischen Grundlagen. Durch eine Diskretisierung in genügend k-Schritte bei gleichzeitiger hinreichend genauer Linearisierung des k-ten Schrittes ist auch eine nichtlineare Betrachtung möglich.
Die Auskleidung von Druckstollen als Mehrschicht-Problem
The internal lining of pressure tunnels as a multilayer problem
Helbig, Ulf (author) / Horlacher, Hans-B. (author) / Stamm, Jürgen (author)
Der Bauingenieur ; 85 ; 434-444
2010
11 Seiten, 7 Bilder, 3 Tabellen, 21 Quellen
Article (Journal)
German
Beschichtung (Überzug) , Druckstollen , Wasserkraftwerk , Mehrfachbeschichtung , Mehrlagenbauweise , Haftfestigkeit , Verbundbauweise , Gebirge , Fels , Felsgestein , mechanische Spannung , Spannungszustand , Verformungsverhalten , Berechnung , mathematische Formel , Einflussfaktor , Gebirgsdruck , Innendruck , Standfestigkeit , Temperaturverteilung , Wasserbau
Die Auskleidung von Druckstollen als Mehrschicht-Problem
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Die Auskleidung von Druckstollen als Mehrschicht-Problem
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