Diplomarbeiten Bauingenieurwesen 2004

DiplomarbeitenBauingenieurwesen2004

Zürcher Fachhochschule

Studiengang Bauingenieurwesen

Diplomarbeit 2004

Abwassertechnik

Instandsetzung und Erweiterung der ARA Gütighausen Variante Belebtschlammverfahren Variante Tauchtropfkörper

Oliver Bachofen

Belebungsbecken

Rotierende Tauchkörper mit Bewuchsflächen

Die Variante Belebtschlammverfahren ist im Betrieb sehr aufwendig. Da rund um die Uhr Sauerstoff eingeblasen wird, hat das Belebungsbecken einen ernormen Energiebedarf. Auch der Wartungsaufwand für den Klärmeister ist deutlich höher als bei den anderen Varianten. Er steuert die Zugabe des Fällmittels, pumpt den anfallenden Schlamm ein bis mehrmals täglich ab und nimmt Wasserproben. Es wäre auch schwierig, die Anlage zu einem späteren Zeitpunkt noch weiter auszubauen, da der vorhandene Platz vor allem durch die grossen Nachklärbecken vollständig ausgenutzt wird.

Die Variante Tauchtropfkörper ist die wohl meist Gewählte für Gemeinden dieser Grössenordnung. Im Betrieb brauchen die Walzen des Tauchkörpers deutlich weniger Energie als das Belebungsbecken, aber dennoch mehr als die Pflanzenkläranlage. Der Wartungsaufwand ist relativ gering. Der Klärmeister muss aber auch hier die Fällmittelzugabe überprüfen und den Schlamm von Zeit zu Zeit abpumpen. Ein weiterer Ausbau wäre mit ähnlichem Aufwand verbunden wie bei der Variante Belebtschlammverfahren.


Diplomarbeit 2004

Abwassertechnik

Instandsetzung und Erweiterung der ARA Gütighausen

Variante Pflanzenkläranlage

Oliver Bachofen

Horizontalfilter Vertikalfilter Phosphatbecken

Die dritte Variante ist eine Pflanzenkläranlage mit mechanischer Vorklärung. Der Nachteil, nämlich der grosse Platzbedarf, der mit einem enormen Landerwerb verbunden ist, wird durch viele andere Faktoren wett gemacht. Die Anlage kann sich optimal in die Umgebung einpassen. Im Betrieb sind die Pflanzenklärbecken kostensparend und einfach. Sie haben einen geringen Wartungsbedarf und können beinahe ohne Fremdenergie betrieben werden. Auch der technische Aufwand ist minimal. Die wenigen Pumpen und Schieber können direkt vom Betriebsgebäude aus gesteuert werden. Dem zu reinigenden Abwasser müssen keine Chemikalien zugegeben werden. Die Lebenserwartung liegt im Bereich von mehreren Jahrzehnten. Ein wichtiger Faktor ist der anfallende Klärschlamm. Im Gegensatz zu den grossen Klärschlammmengen, die bei den beiden anderen Varianten anfallen, muss bei der Variante Pflanzenkläranlage nur der Primärschlamm aus dem Vorklärbecken eingedickt und zur Verbrennung geführt werden. Bei einem Ausbau steht auf dem Gebiet der heutigen Anlage genügend Platz für weitere mechanische Reinigungsstufen zur Verfügung und auf dem erworbenen Landabschnitt ist noch genügend Platz vorhanden, um weitere Bodenfilter anzuordnen. Die naturnahe Anlage ist also perfekt geeignet für die zentrale Reinigung des Abwassers dieser vier kleinen Gemeinden.


Diplomarbeit 2004

Fach : Grundbau

Wohn- und Geschäftshaus, Wipkingen Baugrube Bei der Planung und Erstellung einer Baugrube müssen einige Randbedingungen beachtet werden: - Geometrie des zu erstellenden Bauwerks - Platzverhältnisse im Umfeld um den Bauplatz

.(Nachbarbebauung, Möglichkeit für Anker) - Boden- und Grundwasserverhältnisse - Zulässige Verformungen der Baugrubenwand und der

angrenzenden Bauwerke (Strasse, Bahn) - Zulässigkeit von Erschütterungen und Lärm während der

.Bauzeit - Dauerhaftigkeit, Nutzbarkeit des Abschlusses - Bauablauf und Termine

Aus diesen Randbedingungen resultiert das vorliegende Projekt. Gewählte Baugrubenabschlüsse sind: - Rückverankerte Rühlwand im Bereich der Strasse - Rückverankerte, aufgelöste Pfahlwand im Bereich der Bahnlinie

Fundation Damit die hohen Gebäudelasten auf den Baugrund übertragen werden können, ohne dass Setzungen entstehen, wird das Gebäude auf Fundationspfählen abgestützt. Diese Betonbohrpfähle werden in der tragfähigen Molassefelsschicht, welche ca. 5 Meter unter der Baugrubensohle zu finden ist, eingebunden.

Daniel Frauchiger


Diplomarbeit 2004

Fach: Grundbau

Opernhaus Parking; Projekt „Opus one“ Beim vorliegenden Bauprojekt handelt es sich um einen Neubau einer zweistöckigen Tiefgarage zwischen dem Opernhaus und dem Sechse-läuten-Platz in Zürich. Zudem wird eine dreistöckige Erweiterung des Opernhauses ins Bauwerk integriet, welche Palettenlager, Studio-bühne, Technikräume, sanitäre Einrichtungen, etc. beinhaltet.

Die Diplomarbeit ist in zwei Teilbereiche unterteilt. Einerseits muss die Baugrubenumschliessung inklusive dem Abstützkonzept, anderseits die Fundation detailliert untersucht werden.

Die Baugrube hat eine Abmessung von ca. 66 m x 91 m. Im Bereich von zwei Untergeschossen liegt die Baugrubensohle ca. 7.2 m unter der Terrainhöhe, im Bereich von drei Untergeschossen ca. 10.6 m.

Für die Bemessung muss von einem Grundwasserhöchstspiegel von 407.20 m.ü.M. ausgegangen werden. Das Bauwerk liegt damit beinahe vollständig im Grundwasser und muss dementsprechend dicht aus-gebildet werden.

Fundation

Das Gebäude liegt im östlichen Teil auf eiszeitlichen Seeablagerungen, gegen Westen aber immer mehr auf set-zungsempfindlichen nacheiszeitlichen Ablagerungen. Zudem werden die Lasten konzentriert über Stützen in den Baugrund abgetragen. Daher wird von einer Fundation auf Bohrpfählen ausgegangen. Aufgrund des Grundwassers sind zwei Zustände zu berücksichtigen. Im Bauzustand werden die Pfähle auf Druck beansprucht. Im End- bzw. Betriebszustand sind sie hingegen infolge Auftrieb auf Zug zu bemessen.

Baugrubenumschliessung

Der Baugrubenabschluss wird mit einer Schlitzwand er-stellt. Aufgrund der hohen Wasser- und Erddrücke sowie der Verkehrslasten muss die Schlitzwand abgestützt werden. Durch die Anwendung der Deckelbauweise über-nehmen die Untergeschossdecken die Funktion der Stüt-zung des Baugrubenabschlusses. Diese Bauweise hat zur Folge, dass zuerst Schlitzwand und Bohrpfähle er-

stellt werden. Anschliessend wird abwechlungsweise zuerst eine Untergeschossdecke erstellt und dann das da-runterliegende Untergeschoss ausgehoben. Die definitive Schlitzwandstärke beträgt 60 cm im Bereich von zwei UG und 80 cm im Bereich von drei. Die Länge der Schlitzwand variiert zwischen 15 m und 21 m.

Robert Lona

Schnitt 1-1:

Grundriss:

Ope rnha us

S e c h s e l ä u t e n - P l a t z

Tiefgarage Erweiterung

Erweiterung

Westen

Osten


Diplomarbeit 2004

Fach : Konstruktiver Ingenieurbau / Holzbau

Fussgänger- und Radfahrerbrücke in Aesch BL Birssteg (Neubau in Holz)

Stefan Huwiler

An dem im Jahre 1940 in Aesch BL erstellten Birssteg wurden im Rahmen einer Zustandsuntersu-chung Schäden festgestellt. Diese gaben den Ausschlag für den Neu-bau einer Radfahrer- und Fussgän-gerbrücke. Der Neubau soll in Holz ausgeführt werden. Dimensionen: - Spannweite 39.60m - Durchgangsbreite 2.00-3.00m - Durchgangshöhe ca. 3.00m

Die Brücke soll eine Nutzungs-dauer von 80 Jahren besitzen. Bauteile mit kürzerer Lebensdauer müssen mittels vernünftigen Auf-wands erneuerbar sein. Abstützun-gen im Flussbett sind zu unterlas-sen.

Im Rahmen des Variantenstudiums fiel die Wahl auf eine gedeckte Fachwerkbrücke. Tragsystem: Das primäre Tragsys-tem besteht aus zwei identischen, zu einander parallel angeordneten Fachwerkträgern. Zur Aufnahme und Weiterleitung der Windkräfte dienen aussteifende Horizontal-scheiben (Dachscheibe, Fahrbahn-scheibe). Die nach aussen geleite-ten Windkräfte werden durch Por-talrahmen in die Auflager geleitet. Vertikalkräfte wie Schnee, Eigen-last und Nutzlast werden durch

eine sekundäre Tragkonstruktion unter den Scheiben aufgenommen und in die Fachwerke geleitet. Bauwerksgestaltung: Das Dach wird als Flachdach ausgebildet. Eine Überhöhung der Fachwerkträ-ger garantiert eine saubere Ablei-tung des Dachwassers. Als Fahrbahnbelag wird ein Guss-asphalt eingebracht. Die Randab-schlüsse bilden massive Eichen-schwellen. Der seitliche Witte-rungsschutz wird durch offene Lamellen aus Fichtenholz gewähr-leistet.

Legende: 1. Aussteif. Horizontalscheibe 4. Querträger Fahrbahn 2. Querträger Dach 5. Fachwerkträger 3. Längsträger Fahrbahn 6. Portalrahmen

Längsschnitt


Diplomarbeit 2004

Fach : Konstruktiver Ingenieurbau / Massivbau

Fussgängersteg über die Limmat

Raffaele Landi

Im Entwicklungsrichtplan für das Bäderquartier Baden/Ennetbaden ist unter anderem das künftige Netz der angestrebten Fusswegverbindungen aufgezeigt. Der neue Fussgängersteg über die Limmat und die anschliessende Verbindung auf die Ebene des Bahnhofplatzes, wobei eine Höhendifferenz von rund 30m überwunden werden muss, sind dabei zwei Schlüsselelemente. Das Anliegen einer guten Fusswegverbindung ist nicht neu und lässt sich bis in die 40er-Jahre zurückverfolgen. Hierzu sind eine attraktive Fusswegverbindung und eine mechanisch unterstützte Verbindung zu realisieren. Der Limmatsteg dient als neue Fusswegverbindung zwischen Baden und Ennetbaden.

Der neue Fussgängersteg muss die Hochwassersituation berücksichtigen. Zusätzlich ist ein Freibord von 1.00m zu beachten. Diese Randbedingungen beschränken den Unterbau des Stegs auf eine Konstruktionshöhe von rund 50cm. Deshalb wurde ein Tragsystem über der Fahrbahn gewählt. Die Tragkonstruktion in Spannbeton besteht aus einem Trogquerschnitt welcher an den beiden Ufern und in der Limmat abgestützt wird. Die Spannweiten betragen je 24.80m. Foto: Standort Limmatsteg, links oben: Baden, rechts unten: Ennetbaden

Bild: Übersicht Baden/Ennetbaden

Bäder

Baden

Bahnhofplatz

Ennetbaden

Limmatsteg

Baden


Diplomarbeit 2004

Fach : Konstruktiver Ingenieurbau / Stahlbau

Rietwiesbrücke Wattwil Das Projekt ist ein Ersatz einer vorhandenen Stahlbrücke über die Thur aus dem Jahr 1910. Die bestehende Brücke besitzt einen über der Fahrbahn liegenden Fachwerkträger mit gerundeten, miteinander verbundenen Druckgurten und seitlich angeordneten Fussgängerstegen. Das Freibord unter der Brücke muss für die künftige Thurkorrektion höher gelegt werden, die Innerortsstrasse wird zu einer Staatsstrasse aufgewertet. Anders als bei der bestehenden Konstruktion wird im neuen Projekt die obenliegende Tragstruktur ausserhalb der Fussgängerstege gesetzt. Dies hat vor allem unterhaltstechnische Vorteile. So können die Fahrstreifen mit einer temporären seitlichen Asphaltschüttung zur Anpassung des Höhenunterschieds der Fussgängerrandsteine auf eine Seite verlegt und die parabelförmigen Bögen und die Zugstangen unter Beibehalt einer 2-spurigen Fahrbahn abwechselnd gewartet werden. Für die zur Kantonsstrasse aufgewerteten Fahrbahn ein Vorteil, denn so werden im Wartungsfall Stauungen des Verkehrs im Gemeindezentrum vermieden. Auch aus korriosionstechnischer Sicht ist diese seitliche Anordnung günstig, denn es treten keine schwer überprüfbaren Durchdringungen von Zugelementen mit der Betonplatte auf, und der Abstand der Stahlteile vom sprühregenbildenen Verkehr (Tausalzeinwirkung) ist grösser.

Das statische System des Projekts ist ein Parabelbogentragwerk aus freistehenden, in den Kämpfern eingespannten, geschweissten Stahl-Hohl-kastenprofilen; die Fahrbahnplatte wirkt als Beton-Stahl-Verbundträgerrost, wobei die unter der Beton-platte liegenden Stahlprofile der Querträger geschweisst und die der Längsträger HEM 500 – Profile sind. Die Spannweite beträgt 42.00m, die Pfeilhöhe der Bögen 7.00m, der Abstand der Bögen 12.00m. Alle Stahlteile haben die Qualität S 355, der Beton der Fahrbahnplatte die Qualität C 40/50, die Kämpfer-fundamente bestehen aus Beton C 30/37.

Durch die freistehenden Bögen und die damit ermöglichte Offenheit nach oben wirkt die Brücke leicht. Um die dafür erforderliche seitliche Einspannung der Bögen zu erreichen, werden diese in den auf Bohrpfählen ruhenden Betonfundamenten mit jeweils einem parallelgurtigen Fachwerkträger zusammengeschweisst und mit diesem in die Fundamentkörper eingegossen. Im oben dargestellten statischen System ist der Beton in den Kämpferfundamenten durch gelenkige Druckstäbe modelliert.

Niki Kuthan


Diplomarbeit 2004

Fach: Stahlbau

Rietwiesbrücke; Wattwil Veranlassung des Neubauprojektes Aus verkehrspolitischen Überlegungen hat der Kanton St. Gallen entschieden ein Teilstück der Bahnhofstrasse in den Staats-strassenplan aufzunehmen. Die Gemeindestrasse muss auf der Länge der gesamten Linienführung die Anforderungen an eine Staatstrasse erfüllen. Untersuchungen der zuständigen Behörden zeigen die Notwendigkeit eines Neubaues der aus dem Jahr 1910 stammenden Rietwiesbrücke an.

Frontansicht Bestehende Rietwiesbrücke Heute

Seitenansicht Bestehende Rietwiesbrücke Heute

Bauwerksplanung Bei der Bauwerksplanung standen die folgenden Punkte im Vordergrund:

Projektstufe Vorprojekt o Hochwasserschutz → Freibord o Baugrundsituation bzw. Geologie mit Gründungs-

möglichkeiten (Pfahlfundation) o Geländeform Standortumgebung und Landschaftstyp o Regelquerschnitt des zu überführenden Verkehrswe-

ges (Ausnahmetransportroute, GNP) o Tabuflächen (keine Brückenpfeiler im Flussbett) o Zufahrtsmöglichkeiten, Baustellenerschliessung

Das Objekt besteht aus einer zweiteiligen Tragkon-struktion in Stahl und Stahl-Beton-Verbund. Die Fahrbahn (Betonplatte) und der darunter liegende Stahlträgerrost bilden ein Tragelement, das oben liegende Sprengwerk das Zweite. Das Zusammenwir-ken der beiden Elemente erfolgt über die Aufhän-gung der Fahrbahn (Zugglieder) am Druckgurt des Sprengwerkes. Spannweite der Brücke 42 m.

Frontansicht Vorprojekt

Seitenansicht Vorprojekt

max helbling

\DA_ZUSAF.DOC


Diplomarbeit 2004

Fach : Stahlbau

Erneuerung Rietwiesbrücke Wattwil Ausgangslage

In Wattwil wird die Rietwiesbrücke erneuert. Sie wird in Zukunft als Staatsstrasse genutzt und muss somit auch dessen Anforderungen erfüllen. Die Brücke liegt auf einer Route mit Ausnahmetransporten Typ III. Die Lage der bestehenden Strasse bleibt gleich wie anhin. Einziger Unterschied ist, dass der Hochwasserspiegel auf 613.450 m.ü.M. angesetzt ist, was eine Freibordhöhe von 614.450 m.ü.M. ergibt. Dies entspricht gerade etwa der heutigen Fahrbahnhöhe. Folgliche muss die Strasse aufgeschüttet werden. Die Höhe der Aufschüttung hängt von der Tragkonstruktion ab, darf jedoch nicht höher als zwei Meter ab der jetzigen Höhe sein. Die Fussgänger müssen auch auf der neuen Brücke auf beiden Seiten der Strasse über die Brücke gehen können.

Abmessungen

Spannweite: 42.00 m Lichte Strassenbreite: 2 x 3.50 m = 7.00 m Lichte Gehwegbreite: 2 x 2.00 m = 4.00 m Lichte Brückenweite: 11.00 m

Ausführung

Nachdem ich verschiedene Varianten untersuchte, entschied ich mich für eine Bogenfachwerkbrücke. Es ist für mich die ästhetisch beste Variante der untersuchten Möglichkeiten. Zwei Bogenfachwerke überspannen die Thur. Sie liegen zwischen Strasse und Gehweg und haben eine Höhe von 3.5 m. Dazwischen werden Querträger geschraubt, welche zusammen mit den beiden Fachwerken einen

Halbrahmen bilden. Auf diesen Querträgern liegt dann der Fahrbahnaufbau für die Strasse. Für den Gehweg werden Auskragungen an die Fachwerke geschraubt. Die Oberkante der Auskragung ist höher als die der Querträger, somit erreichen wir einen Absatz (Randstein) zwischen der Strasse und dem Gehweg.

Roman Reichmuth

\DA_ZUSAF.DOC


Diplomarbeit 2004

Fach : Verkehrswesen

Los 1 – Witenholz

In der Diplomarbeit Verkehrswesen 2004 wird der Zusam-menschluss der beiden Autobahnen A51 (Kloten, Unter-landautobahn) und A53 (Hegnau, Oberlandautobahn) mit der K10 untersucht. Die K10 bildet nach der Grundlage des Kantonalen Richtplanes für Verkehr die Umfahrung von Baltenswil, Bassersdorf und Kloten. Aus verkehrs-technischen Überlegungen benötigt Zürich eine äussere Nordumfahrung (Wettingen-Winterthur), an Stelle von mehreren kleinen und nur örtlich wirkenden Eingriffen. Daraus folgend, ist die Verbindung K10 neu von Hegnau aus nach Kloten als östliche Tangente von Zürich zu betrachten

und wird nicht wie im Richtplan vorgesehen erst vom Rastplatz Baltenswil-Nord von der A1 abzweigen. Dadurch würde die K10 von der Oberlandautobahn A53 nicht über das Brüttiseller-Kreuz geführt und somit diesen viel-befahrenen Knoten entlasten. Mit der K10 als östliche Tangente von Zürich und dem Zusammenschluss mit der äusseren Nordumfahrung entsteht eine wirksame regionale und überregionale Entlastung des Raumes Zürich. Das erste der vier Teilstücke der K10 wird mit Los 1 be-zeichnet. Das Los 1 mit dem Knoten Kloten Nord bildet den Anschluss an die Oberlandautobahn A51. Die Hauptrichtung des neuen Anschlusses mit der K10 verläuft von Bülach her in Richtung Kloten-Bassersdorf. Die Stadt Kloten wird aus ökologischen und lärmtechnischen Gründen nördlich im Witenholz-Tunnel umfahren. Der Witenholz-Tunnel durchquert den Hügelkamm des Homberges und geht unter den ersten Häusern von Kloten hindurch. Mit der Autobahn K10 wird eine Möglichkeit aufgezeigt, wie der Fernverkehr rund um Zürich entlastet werden könnte. Dieses Beispiel weicht vom Kantonalen Verkehrsrichtplan ab und zeigt, mit welchen Mitteln eine weit-gehend bessere Lösung realisiert werden könnte.

Markus Langhard

Wettingen

Zürich

Winterthur Bülach

A1

A3

A51

A53

K10

A4

A51

äussere Nordumfahrung

A1


Diplomarbeit 2004


K10 : Zusammenschluss A51 – A53 Los 2 - Bassersdorf Die Ortskerne von Bassersdorf und Kloten ersticken fast im täglichen Verkehr. Zurzeit verkehren auf der Kantonsstrasse zwischen Kloten und Bassersdorf ca. 20'000 Fahrzeuge pro Tag. Das Hauptziel dieses Loses ist es, die Gemeinde Bassersdorf und die Stadt Kloten vom Durchgangsverkehr zu entlasten. Das ganze Teilprojekt wird das Dorfzentrum Bassersdorf erheblich entlasten und durch die unterirdische Trassenführung kaum tangieren. Die neue Hochleistungsstrasse wird nur in den Bereichen der beiden Gemeindegrenzen zum Vorschein kommen. In diesen Gebieten werden auch die beiden Anschlüsse “Grindel“ sowie “Bassersdorf / Dietlikon“ zu liegen kommen. Im Rahmen des Zusammenschlusses der Unterland- mit der Oberlandautobahn sollen nun die Ortsumfahrungen von Kloten und Bassersdorf realisiert werden. Das zweite Teilstück der K10 umfasst die Umfahrung Bassersdorf.

Übersicht Los 2 - Bassersdorf Die K10 wurde in früheren Jahren als 2-spurige Autobahn geplant. Für diese Autobahn wurden im Raum Bassersdorf bereits Kunstbauten (Strassen- bzw. Eisenbahn-Unterführungen) erstellt und die benötigten Grundstücke ausgespart. Daher ist es in diesem Teilstück nicht möglich, eine neue Linienführung zu wählen sondern die Planer sind an die Linienführung des früheren Projektes gebunden. Die beiden Knoten wurden so in die Landschaft eingebettet, dass sie wenig Kulturland beanspruchen und die bestehenden Verkehrswege möglichst nicht tangieren. Die beiden Anschlüsse werden abseits der Wohngebiete zu liegen kommen, dadurch werden die Lärmbelastungen in diesen Gebieten auf ein Minimum reduziert.

Andreas Portner


Diplomarbeit 2004


K10 : Zusammenschluss A51 – A53 Los 3 - Buel Um eine grossräumige Entlastung des Strassennetzes in und um Zürich zu erreichen, ist die äussere Nordum-fahrung eine ideale Lösung. Die K10 ist im Zusammenhang mit der äusseren Nordumfahrung nicht mehr weg zu denken. Sie verstärkt die Tangentenfunktion und wirkt für die angrenzenden Gemeinden sowie für das be-stehende National- und Regionalstrassennetz entlastend. Im Los 3 – Buel findet die Verbindung mit der A1 statt.

Im Rahmen der Diplomarbeit, bestand unsere Aufgabe darin, eine möglichst optimale Linienführung, horizontal wie auch vertikal, der K10 zu finden. Dazu gehört ebenfalls die Ausarbeitung der Knoten, sowie Ein- und Ausfahrten. Im Los 3 wurde die Linienführung möglichst nahe und lange parallel zur bestehenden SBB Strecke Bassersdorf – Effretikon gewählt. Mit einer Brücke wird die K10 über die Bahnlinie und Autobahn geführt, bis sie in den Wangnerwaldtunnel untertaucht. Der Knoten wurde so ausgebildet, dass ein reibungsloser Übergang von der K10 auf die A1 und umgekehrt erfolgen kann. Die gewählten Elemente erlauben einen fahrdynamischen und sicheren Verkehrsfluss. Aus Platzgründen muss der Rastplatz „Baltenswil-Nord“ aufgehoben werden. Die am Brüttiseller-Kreuz gut funktionierenden Beziehungen wurden an den neun Knoten nicht angeboten.

Luigi Pagano

Wettingen

Zürich

Winterthur Bülach

A1

A3

A51

A53

K10 Los 4

A4

äussere Nordumfahrung

A1

A51

K10


Diplomarbeit 2004

Fach : Verkehrswesen und Tunnelbau

Los 4 - Wangernerwald

Im Kantonalen Richtplan „Verkehr“ ist die K10 ohne Los 4 eingetragen. Aus der Sicht der organisierten und zukunftsorientierten Netzplanung ist jedoch das zusätzliche Los 4 der K10 elementar und vervollständigt das Projekt K10. Die totalen Baukosten von 531 Millionen Franken für den Abschnitt Wangenerwald sind sehr hoch, jedoch die einzig wirksame Entlastung für das Brüttiseller-Kreuz und den östlichen Raum Zürich. Mit dem Zusammenschluss mit der projektierten äusseren Nordumfahrung entstände eine wirksame östliche Tangentenfunktion für den Raum Zürich. Die Bauzeit für das Los 4 beträgt 3.5 Jahre.

Die Linienführung des Loses 4 ist einerseits durch das Los 3 und andererseits durch die bestehende A54 eingeschränkt. Zwischen den beiden Eckpunkten ist eine geschwungene horizontale Linienführung durch den Wangenerwald entstan-den, welche eine Stetigkeit für den Fahrer ergibt. Alle ver-kehrstechnischen Parameter konnten eingehalten werden. Da der grösste Teil der Strecke im Tunnel geführt wird, ent-stehen für die angrenzenden Ortschaften keine Lärm-immissionen. Es muss beinahe keine Landfläche beansprucht werden und es gibt nur geringfühgige Eingriffe in die Natur.

Der Tunnel Wangenerwald führt grösstenteils durch die Obere Süsswass-sermolasse OSM (Fels), welche aus dünnen horizontalen Schichten von Mergel, Sandstein, Siltstein und fossilen Böden besteht. In diesem Abschnitt wird der Querschnitt mit Sprengvortrieb ausgebrochen. Dieses Teilstück ist der bauzeitlich massgebende Tunnelabschnitt und muss deshalb von beiden Seiten her angegriffen werden, um eine spürbare Reduktion der Bauzeit zu erreichen. Im Lockergestein, welches als bindiger Kiessand bezeichnet wird, werden die beiden Röhren einerseits im Tagbauverfahren und andererseits mit der Spritzbetonbauweise mit Rohrschirm erstellt.

Daniel Frauenfelder


Diplomarbeit 2004

Fach : Wasserbau

Hochwasserentlastung Bodenfeld

Im Mai 1994 wurde die Region Weinfelden von einem ausser-gewöhnlichen Hochwasserereignis betroffen. Daraufhin verlang-te das Bundesamt für Wasser und Geologie eine umfassende Hochwassergefahrenanalyse für das Siedlungsgebiet von Wein-felden. Aus dieser ging hervor, dass ein erhebliches Schutzde-fizit hinsichtlich Hochwassergefährdung vorhanden ist. Nach der Analyse der verschiedenen Gefahren wurde beschlossen, als erste Massnahme eine Hochwasserentlastung für den aus Osten ins Siedlungsgebiet fliessenden Giessen zu erstellen. Die Auf-gabenstellung der Diplomarbeit umfasste die Planung dieser Entlastungsanlage im Bereich der bestehenden Geländemulde Bodenfeld, so wie die Ermittlung der massgebenden hundert-jährigen Hochwassermenge nach verschiedenen Methoden.

Das Entlastungsbauwerk Bodenfeld entlastet den Giessen ab dem Hochwasserrückhaltebecken in Richtung des Siedlungsgebietes von Weinfelden und verhindert dort das Ausufern des Giessen. Dies geschieht unter dem As-pekt, dass genügend Ableitkapazität für die unterhalb der Entlastung einmündeneden Bäche vorhanden ist. Als maximale Abflussmenge nach der Entlastung wurden 13 m3/s festgelegt. Damit ist gewährleistet, dass auch mit den Wassermengen der unten einmündenden Bäche der Abfluss unter den grössten Gerinneeinengungen sicher-gestellt ist. Die ehemalige Kiesgrube Bodenfeld dient dabei als Hochwasserrückhaltebecken. Sie ist ohne Proble-me in der Lage die anfallenden Wassermassen aufzunehmen. Durch ihre ausgezeichneten Sickereigenschaften stellt sie gleichzeitig auch ein Versickerungsbecken dar. Das entlastete Wasser wird also versickert und reichert so den Thurgrundwasserstrom an. Für die Ableitung in das Hochwasserrückhaltebecken dient ein kombiniertes Trenn- und Entlastungsbauwerk. Als Trennbauwerk wirkt dabei eine Drosselsperre mit regulierbarer Tafelschütze, als Entlastungsbauwerk ein Überfallwehr. Zur Energievernichtung des Überfallwassers wird ein Raugerinne mit anschliessendem Tosbe-cken angelegt. Nach der Drosselsperre folgt ein Beruhigungsbe-cken um die hohen Energiedifferenzen zwischen Unter- und Ober-wasser schonend abzubauen. Zum Schutz der Böschungen werden diese im Bereich des Entlastungsbauwerkes mit Blocksteinen aus-gekleidet.

Michi Bühler


Diplomarbeit 2004

Fach : Wasserbau

Hochwasserrückhaltbecken „Gruebenau“ Die Diplomarbeit befasst sich mit der Problematik des Hochwasserschutzes an der Thur im Abschnitt Weinfelden - Bürglen.

Der Schwerpunkt meiner Diplomarbeit bestand darin, als Hochwasserschutzmassnahme ein Rückhaltebecken zu projektieren. Beim Hochwasserrückhaltebecken wird das Hochwasser vor dem potentiellen Überschwemmungsgebiet in einem künstlichen Becken zurückgehalten. Durch die Retention sollte der Spitzenabfluss der abfliessenden Hoch-wasserwelle auf ein ungefährlicheres Mass gedämpft werden. Die natürliche Geländekammer „Gruebenau“ bietet durch seinen grosszügigen Raum einen guten Standort dafür. Als Entlastungsbauwerk dient ein Streichwehr, dass so ausgebildet wurde, dass es den durch die Strömungen erzeugten Schleppspannungen standhält. Das entlastete, sich im Retentionsraum befindende Wasser wird erst bei Entschärfung der Hochwassersituation anhand eines Grundablasses in das ursprüngliche Fliessgerinne zurückgeführt.

Hinsichtlich der Ökologie kann durch das grosszügige Durchflussprofil eine Ver-netzung von Lebensräumen hergestellt werden. Mittels einer abwechslungsrei-chen Ausbildung der Ufer- und Gerin-nebereiche können interessante Stand-orte und Lebensräume und dadurch eine naturnahe Flussmorphologie entstehen. Durch die Aufweitung des Thurgerinnes lässt sich die Sohlenerosion aktiv be-kämpfen und dies wiederum dient zum Schutz des Grundwassers.

Monica Fernandez Aviles

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Diplomarbeiten Bauingenieurwesen 2004