Die Fundamentkräfte der Gewölbesperren

Zusammenfassung

Die Fundamentkräfte der Gewölbesperren. Für die Standberechnung der Widerlager einer Gewölbesperre ist die genaue Kenntnis der vom Sperrenkörper auf den Untergrund übertragenen Kräfte erforderlich. Diese Auflagerkräfte können am besten aus einer statischen Berechnung der Sperre ermittelt werden. An Hand der Rechenergebnisse für eine rd. 180 m hohe symmetrische Parabelsperre (Kronenlängen-Höhen-Verhältnis 3,1) wird gezeigt, daß die errechneten Auflagerkräfte je nach Anzahl der in der Berechnung berücksichtigten Verformungskomponenten beträchtlich voneinander abweichen. Die Sperre wurde zu Vergleichszwecken einerseits nach dem Radialausgleich und andererseits nach dem 3fachen Verformungsausgleich untersucht. Die nach diesen beiden Berechnungen ermittelten Sperrenauflagerkräfte weisen in ihrer Größe und Richtung wesentliche Unterschiede auf. Die Abweichungen liegen in Größenordnungen, welche bei Stabilitätsuntersuchungen von Sperrenwiderlagern keinesfalls unbeachtet bleiben können, da die Größe und Richtung der auf das Fundament einwirkenden Bauwerkskräfte von ausschlaggebender Bedeutung sind. Die erhaltenen Resultate führen zu der Schlußfolgerung, daß zu Widerlageruntersuchungen von Gewölbesperren die Sperrenauflagerkräfte stets aus Berechnungen mit mehrfachem Verformungsausgleich herangezogen werden sollen.

Summary

The Forces Applied to the Foundation of Arch Dams. For stability analyses of arch dam abutments it is necessary to know exactly the forces transmitted from the dam to the foundation. These abutment forces may be best obtained from an analysis of the arch dam. With the aid of the results from an analysis of a symmetrical parabolic arch dam (height 180 m, crest length to height ratio 3.1) it is shown that abutment forces differ considerably from each other when calculated by different analyses in which the number of components of deformations taken into account is varied. For the purpose of comparison the dam mentioned has been analysed by both a radial adjustment and a 3-adjustment computation (i. e. adjustment of radial, tangential and rotational deformations in horizontal planes). The forces of the dam acting on the foundation as found by these two analyses show remarkable differences in magnitude and direction, which may be summarised as follows (see table of Fig. 5): with regard to the magnitude they diverge by a factor ranging from 0.24 to 1.24; direction angles deviate from each other by about 30° and dip angles may differ by as much as 15°, and the angles between abutment forces R ₁ and R ₃ (radial adjustment and 3-adjustment analysis, respectively) as much as 30°. These differences are of such order that they cannot be neglected in stability analyses of dam abutments since knowledge of the magnitude and direction of forces acting on the foundation is essential. From the results obtained it is concluded that in stability analyses of arch dam abutments only those dam forces should be used which have been calculated by multiple adjustment computations.

Résumé

Les forces de fondation des barrages-voûtes. Pour calculer la stabilité des appuis de barrages-voûtes une connaissance précise des forces transmises par le corps du barrage aux fondations est necéssaire. Ces forces pourront être obtenues de préférence par un calcul statique du barrage. A l’aide des résultats des calculs pour un barrage symmétrique parabolique (hauteur 180m; rapport entre la longueur de la crête et la hauteur: 3,1) on peut prouver clairement que les forces sur appuis sont considérablement différentes selon le nombre des composantes de déformation considéré dans le calcul. Le barrage a été étudié, pour des raisons de comparaison, d’une part selon l’ajustement radial et d’autre part selon le triple ajustement (c’est à dire l’ajustement des déformations radiales, tangentiales et angulaires dans les plans horizontaux). Les forces sur appuis trouvées selon ces deux calculs manifestent de différences considérables dans leur grandeur et leur direction, notamment (voir Fig. 5): au point de vue de la grandeur elles se différencient par un facteur compris entre 0,24 et 1,24; les angles de leur direction se différencient jusqu’à 30° et les angles d’inclinaison jusqu’à 15° et les angles entre les forces transmises aux fondations R ₁ et R ₃ (ajustement radial ou triple ajustement) peuvent atteindre 30°. Ces différences sont tellement grandes qu’elles ne doivent pas être négligées dans les calculs de stabilité d’appuis de barrages, en effet la grandeur et la direction des forces transmises par le barrage aux fondations sont d’une extréme importance. Pour calculer les appuis des barrages-voûtes on pourrait conseiller d’utiliser toujours les forces trouvees dans les calculs avec ajustement multiple.