Application of Reinforced Ribs of Sprayed Concrete (RRS) in the New Austrian Tunneling Method (NATM)

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Autoren

Abstract

Das Ziel dieser Masterarbeit ist, die Machbarkeit der Integration von Reinforced Ribs of Sprayed Concrete (RRS) in die Neue Österreichische Tunnelbaumethode (NATM) zu bewerten. Die drei folgenden Forschungsfragen wurden behandelt: Wie verhält sich RRS im gegebenen Fall mechanisch? Wo liegen die Grenzen von RRS hinsichtlich der Tragfähigkeit? Ist die Anwendung von RRS im Rahmen der NATM mit dem derzeitigen Kenntnisstand über das System sinnvoll? Zu diesem Zweck wird ein umfassender Vergleich zwischen NATM und der Norwegischen Tunnelbaumethode (NMT) durchgeführt, um deren Hauptunterschiede herauszuarbeiten. Es wird festgestellt, dass die Hauptunterschiede zwischen NATM und NMT in der Charakterisierung des Gebirges und in der Art und Weise, wie der Gebirgsausbau geplant wird, liegen. Anschließend wird das Verhalten von RRS bei Belastung bewertet, um festzustellen, wie es innerhalb der NATM im Hinblick auf das mechanische Verhalten auf der Grundlage des derzeitigen Kenntnisstandes über RRS umgesetzt werden könnte. Für diese Untersuchung werden zwei Tunnelbauprojekte als Fallstudien herangezogen: das Fornebubanen-Projekt, bei dem Daten über den Einbau und die Planung von RRS vor Ort gesammelt wurden, und der Frøyatunnel, der als primäre Datenquelle für die Analyse dient. Die Analyse des RRS-Ausbausystems wird anhand von drei verschiedenen Ansätzen durchgeführt. Zunächst werden analytische Berechnungen mit der Confinement Convergence Method (CCM) vorgenommen. Dann wird eine numerische Modellierung mit der Software RS2 gemacht, um das Verhalten des Systems zu simulieren. Abschließend werden statische Bemessungsberechnungen durchgeführt. Um ein Stützsystem innerhalb der NATM zu verwenden, muss das mechanische Verhalten des Systems bekannt sein. Die Analyse zeigt, dass das vorhandene Wissen über das mechanische Verhalten von RRS begrenzt ist und die Auslegung und Umsetzung überwiegend auf empirischen Daten beruht, da nur wenige Messdaten zur Verfügung stehen. Dies führt dazu, dass bei der Analyse zahlreiche Annahmen getroffen werden müssen. Die Ergebnisse der analytischen, numerischen und statischen Berechnungen zeigen konsistente Ergebnisse. Diese Analysen erfordern jedoch Vereinfachungen, die zu Einschränkungen führen. Die tatsächliche Folge dieser Vereinfachungen kann im Rahmen dieser Arbeit nicht ermittelt werden. Mit den Methoden, die in dieser Arbeit verwendet werden, kann weder das mechanische Verhalten noch die Belastungsgrenze ausreichend genau ermittelt werden, wobei dies für die NATM erforderlich wäre. Die Schlussfolgerung dieser Arbeit ist, dass der derzeitige Wissensstand über das mechanische Verhalten von RRS für die Anwendung von NATM unzureichend ist. Eine Anwendung von RRS in Österreich wird zusätzlich durch das derzeitige Verbot der Verwendung von Stahlfasern als Spritzbetonbewehrung verhindert.

Details

Titel in ÜbersetzungAnwendung von Reinforced Ribs of Sprayed Concrete (RRS) bei der Neuen Österreichischen Tunnelbaumethode (NATM)
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung15 Dez. 2023
StatusVeröffentlicht - 2023