Moderne Methoden ermöglichen Instandsetzung von Staudämmen

Kontext

In den 60er und 70er Jahren setzte das US-amerikanische Army Corps of Engineers bei vielen Staudämmen standardmäßig vorgespannte, glatte Stabspannglieder aus hochfestem Stahl für Drehzapfenträger-Verankerungen ein. Auch bei dem in Georgia zur Flutkontrolle errichteten West Point-Damm und dem Robert F. Henry-Staudamm mit angegliederter Schleuse in Alabama, die beide in den 60er Jahren gebaut wurden, wurden diese Bauelemente verwendet. Einige der Herausforderungen bei dieser Bauweise bestehen darin, dass die Reparatur und Inspektion der Spannglieder sehr schwierig ist. Diese frühe Form der Vorspannung bietet nur begrenzte Möglichkeiten, Lasttests vor Ort durchzuführen, weil die Stäbe kein Gewinde haben.

Beim West Point-Damm und dem Robert F. Henry-Staudamm setzte das US Army Corps of Engineers deshalb eine zerstörungsfreie Prüfmethode ein, mit der Aufprallvibrationen in den Stahlgliedern ausgelöst und aufgezeichnet werden, ohne die Stahlglieder negativ zu beeinträchtigen. Die gemessene Wellenbewegung wird dann mit der theoretischen Wellenbewegung verglichen und wird dann dazu verwendet, die derzeitige Spannkraft der in den Bauwerken eingesetzten Spannstäbe zu ermitteln. Allerdings ist diese Methode nicht sehr exakt.

Als vor kurzem einige Spannglieder auf Grund von Korrosion versagten, hatte die Entwicklung einer neuen und genaueren Testmethode für die Spannglieder Priorität. Um die Sicherheit der Öffentlichkeit zu garantieren, begann das Army Corps mit einem Auswertungs- und Instandhaltungsprogramm, bei dem sowohl die Aufprallvibrationsmethode verwendet als auch hydraulische Überwachungen der Kräfte in den Spanngliedern durchgeführt wurden. Im Büro der Ingenieurfirma FDH in North Carolina wurde ein Testaufbau der Drehzapfenträger-Verankerung gebaut. Hierbei handelte es sich um einen großen bewehrten Betonblock, in den vier Spannglieder im Originalmaßstab eingebaut wurden.

Der Testaufbau diente dazu, die Wirksamkeit der hydraulischen Methode zur Evaluierung und Messung der Lasten in den Spanngliedern zu testen und zu bestätigen.

Lösung

DYWIDAG wurde damit beauftragt, die Lift-Off-Tests durchzuführen, um die tatsächlichen Spannkräfte der Stäbe innerhalb der Staudämme zu ermitteln. Zu diesem Zweck führten DYWIDAG-Ingenieure zunächst am eigens erstellten Testaufbau der FDH mit Hilfe einer speziell von DYWIDAG entwickelten Klemmbacke Lasttests durch. Die Klemmbacke war notwendig, weil die für den Bau dieser Staudämme verwendeten Stäbe glatt waren und kein Gewinde für das Aufschrauben von Muffen hatten.

Nach Abschluss der Versuche am Testaufbau entwickelte DYWIDAG eine geeignete Testmethode für die Spannglieder beider Staudämme und testete diese noch einmal vor Ort. Dabei mussten die Experten der DYWIDAG insbesondere auch geeignete Stellen finden, an denen das Testen der teilweise schwer zugänglichen Spannglieder überhaupt möglich war.

Von den insgesamt 376 Spanngliedern am West Point Damm und den 476 Spanngliedern am Robert F. Henry-Damm testete DSI insgesamt 216 Spannglieder und ermittelte erfolgreich ihre tatsächliche Spannkraft. Diese Informationen erlaubten dem Army Corps, wichtige Entscheidungen bezüglich des Zustands und der Sicherheit beider Dämme zu treffen.