Schadensbewertungskonzepte fuer innerstaedtische Bauwerke bei maschinellen Tunnelvortrieben

Damage assessment concepts for urban structures during mechanized tunneling

Der Schutz bestehender Gebaeude spielt eine zentrale Rolle bei innerstaedtischen Tunnelbaumassnahmen. Durch den Vortrieb entstehen unvermeidliche Bodenbewegungen, deren Einfluss auf die Gebaeude zu bewerten ist. Je nachdem, ob geringe oder ausgepraegte Setzungen zu erwarten sind und setzungsunempfindliche oder -empfindliche Gebaeude vorliegen, bieten sich dazu verschieden genaue und ebenso verschieden aufwendige Methoden an. Der Beitrag stellt das Konzept der Schaedigungsbewertung aus drei Teilschritten vor, naemlich der Prognose der Bodenbewegung ueber analytische sowie einfache und komplexe numerische Ansaetze, der Idealisierung von Bauwerken zu Ersatzmodellen wie Balken-, Scheiben- oder 3D-Modellen und der Schaedigungsbewertung anhand von rechnerischen Neigungen oder Dehnungskennwerten. Fuer alle drei Teilschritte werden Methoden verschiedener Genauigkeit vorgestellt. Es liegt auf der Hand, diese zur Bewertung von innerstaedtischen Trassen, also einer Vielzahl von Gebaeuden, konsekutiv zu verwenden. Dementsprechend reichen einfache, aber ungenaue Ansaetze bei unkritischen Lagen aus, waehrend aufwendigere und genauere Methoden fuer setzungsempfindliche Mauerwerksbauten oder oberflaechennahe Unterfahrungen erforderlich werden. Ziel ist ein Ausgleich zwischen Schnelligkeit und Genauigkeit, also moeglichst wirtschaftlich Schadensbewertungen an Bauwerken vorzunehmen und gleichzeitig kostenintensive Kompensationsmassnahmen auf tatsaechlich noetige Einsaetze zu beschraenken. Die Forschungsarbeiten sind im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 837 „Interaktionsmodelle fuer den maschinellen Tunnelbau“ an der Ruhr-Universitaet Bochum entstanden. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: Protection of existent buildings is crucial in urban tunneling. Excavation causes inevitably ground movements whose impact on aboveground structures has to be assessed. Dependent on the level of expected settlements and the vulnerability of the structures in regards to tunneling induced damage, various approaches that differ in precision and complexity are available. This contribution presents a three-step damage assessment concept adjustable to individual needs. First, ground movements are predicted (analytical as well as employing simple or complex numerical approaches) followed by structural idealization by means of surrogate models (beam-, slab- or 3D-models) and finalized by assessing structural damage according to strain information or the tilt. For all three steps alternative methods of rising accuracy are introduced and consecutively applied, which enables to evaluate tunnel alignments in urban environments with numerous buildings. Apparently, more simple and coarse approaches are sufficient assessing noncritical sites while other scenarios, involving e.g. masonry structures or shallow tunnels, require more elaborate and reliable alternatives. The challenge is to balance speed and accuracy of damage assessment to maximize efficiency e.g. keeping the costs for compensation measures as low as possible. Respective investigations were carried out within the framework of the Collaborative Research Center 837 ”Interaction Modeling in Mechanized Tunneling“ at the Ruhr-Universitaet Bochum. (A)

  • Availability:
  • Authors:
    • Obel, M
    • Marwan, A
    • Alsahly, A
    • Freitag, S
    • Mark, P
    • Meschke, G
  • Publication Date: 2018-12

Language

  • German

Media Info

  • Media Type: Print
  • Features: Figures; References; Tables;
  • Pagination: pp 482-91
  • Serial:
    • Bauingenieur
    • Volume: 93
    • Issue Number: 12
    • Publisher: Springer-VDI-Verlag GmbH
    • ISSN: 0005-6650

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01692626
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Jan 15 2019 4:22AM