-
Staumauer Die Erfindung betrifft eine schalenförmig gekrümmte Staumauer
für Talsperren u. -dgl. Staubecken.
-
Es sind Staumauern bekannt, die aus einer Anzahl aneinandergereihter
tonnengewölbeförmiger Wände bestehen, wobei sich je zwei benachbarte Gewölbe auf
Pfeiler stützen. Es handelt sich hier um aufgelöste Staumauern,. die insbesondere
bei schiebendem: Gebirge' mangels eines einheitlichen Aufbaues leichter und stärker
einer Zerstörung durch AbscIiieben eines oder mehrerer Pfeiler unterliegen. Es fehlt
diesen bekannten Staumauern die einem einheitlichen Körper zum Vorteil gereichende
gleichmäßige Kräfteübertragung lediglich auf die Talwände und die Talsohle. Auch
ist wegen des uneinheitlichen Körperaufbaues ,eine Berechnung der bekannten aufgelösten
Staumauer nur mach einer Nähenuigsmethode möglich, welche den tatsächlich auftretenden
Spannungen, wie sie in dem fertigen Mauerwerk herrschen, keineswegs gerecht wird.
-
Es ist auch bekannt, statt der Tonnengewölbe für Staumauern räumlich
und stetig gekrümmte, kuppelartige, etwa 1/4 eines Ellipsoides bildende Schalen
zu verwenden, deren. auf der Luftseite liegender Rand in einer lotrechten Ebene
liegt. Dieser Rand bedarf zu seiner Abstützung hoher kostspieliger Aufbauten.
-
Es ist ferner bekannt, den untersten Teil von stehenden Tonnengewölben.
kugelschalenartig auszubilden. Demgegenüber liegt das Neue der Erfindung darin,
daß ein geringer, weniger als 1/4 eines ' Ellipsaides bildender Teil. einer ellipsoidartigen
Schale verwendet wird, welcher unten und an den Seiteneingespannt, aber oben in
einer waagerechten Ebene abgeschnitten ist, so daß ein freier, im Grundriß gelzrümmter
oberer Rand entsteht. Dabei entstehen im größten Teile der Schiale nur Schalenspannungen,
keine Biegungsspannungen, abgesehen von einem kleinen, an dem freien Rand angrenzenden
Teil der Schale.
-
Die statische Wirkung dieser Mauer beruht auf dem Prinzip einer Kugel
bzw. Eierschale, von. der durch einen Schnitt eine Haube abgetrennt ist und bei
der in Ersatz der abgetrennten Haube die Spannungen in dieser Schale durch Anbringung
eines Versteifungsringes an der Trennstelle auf den ursprünglichen Spannungszustand
vor Ab-schlagen dieser Schalenhaube wieder zurückgeführt sind. Bei dieser Staumauer
stellt dieser Verspannungsring die Straßenkrone dar, die statisch als Versteifungsring
ausgebildet ist. An den Seiten und auf der Talsohle ist die Schale in das Gebirge
eingespannt, in der Weise, daß die Kräfte sich in das Gebirge fortpflanzen, so daß
die Sohle ünd die Seitenwände des Gebirges den fehlenden Teil der geschlossenen
Schale ersetzen und somit bei der Staumauer dieselben günstigen statischen Wirkungen
eintreten wie bei einer dünnen Kugel-oder Eierschale.
-
Die Mauer gemäß der Erfindung läßt sich
einwandfrei
nach der Schalentheorie als einheitlicher Körper berechnen, so daß diejenigen Spannungenermittelt
werden können, die tatsächlich in dem Baukörper herrschen. Gegenüber der bekannten
aufgelösten Staumauer benötigt die Staumauer gemäß der Erfindung einen wesentlich
geringeren Baustoffaufwand, weil bei ihr die Zwischenpfeiler in Fortfall kommen.
Auch ist bei Herstellung einer Staumauer gemäß der Erfindung fraglos der Aufwand
an Arbeitslöhnen geringer, und die Herstellungszeit ist kürzer als bei Mauern anderer
Bauart, was in der verhältnismäßig flachen Krümmung der Schale und 11 der einheitlichen
und dadurch einfacheren Bauweise begründet liegt. Diese Erfindung ergibt sich insbesondere
dadurch, daß bei der Herstellung der Mauer der Aufwand an Schalung sehr gering ist.
Die Krümmung der Mauer in der senkrechten und waagerechten Richtung wird durch Vermauern
von flach aufgesetzten Klinkern bewirkt, die gleichzeitig eine geeignete Verkleidung
der Maueraußenseiten abgeben.
-
Die Erfindung ist auf den Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt, und zwar zeigt ` Abb. i die Ansicht gegen die Luftseite einer Staumauer,
Abb.2 einen Schnitt durch die Staumauer nach Linie ArB -der Abb. i, Abb.3 die Draufsicht
auf eine Staumauer, Abb.4 die Projektion der Schalenmittelebene einer Staumauer
unter einem Winkel von 45°: Das auf den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel.
einer Staumauer gemäß der Erfindung hat zur Grundform eine Kugelschale. In den Abbildungen
sind die Bösehungsehenen mit a und h, die Bodenebene mit e und die Laufst.egehene
der Sperrmauer reit d bezeichnet.
-
Diese Ebenen sind bei dem Bau von Talsperren als bekannt gegeben,
und es wird in diese eine Kugelschale hineinkonstruert, die einen Radius r von einer
solchen Länge hat, daß die Parallel- und Meridiankreisel der Kugelschale wasserseitig
meinem spitzen Winkel in das Gebirge eintreten. Die Größe des Winkels hängt jeweils
ab von der Gebirgsbeschaffenheit und dem von der Sperrmauer aufzunehmenden Druck.
In Abb. 4 ist der durch die Ebenen a, b, c, d aus der zeit e bezeichneten
Kugelinittelfiäche herausgeschnittene Teil n@it f' benannt, der die Mitteleb@ene
der zu erbauenden Sperrmauer darstellt. Nachdem die Mittelebene f der Sp errrnauer
auf diese Weise festgelegt ist, wird das Mauerwerk in gleichmäßiger Stärke zu beiden
Seiten der Mittelebene f gebracht unter gleichmäßiger Verjüngung der Sperrmauer
vom Boden bis zum Laufsteg (Abt. z) im Verhältnis zum ,abnehmenden Wasserdruck.
Das Mauerwerk ist, wie die Abb. i bis 3 erkennen lassen, an den beiden Seiten und
am Boden der Sperrmauer in das Gebirge eingefügt und an diesen Stellen auf den Zeichnungen
mit g kenntlich gemacht. Mit h ist der Laufsteg und mit i sind die
überläufe der Sperrmauer bezeichnet. Die Einspannung der Sperrmauer in das Gebirge
in der vorbeschrlebenen Weise bietet insofern besondere Vorteile, als der von dem
Gebirge aufzunehmende Druck sich in der Kugelfarm, wie sie durch die Staumauer gegeben
ist, fortpflanzt, wodurch die Standsicherheit der Staum.auer noch besonders erhöht
wird.