New development of a crack‐limited invert slab / . Neuentwicklung einer rissebeschränkten Sohlplatte

In the course of the design work of an Austrian railway tunnel, an extensive efficiency raising campaign was carried out by OBBInfrastruktur AG, the construction arm of Austrian Railways, which resulted in innovations to the conventional system of constructing the invert slab of waterproof concrete to seal against service water. According to the requirements for rail tunnels, a waterproof invert slab has to be constructed to prevent water from getting into the drainage pipe and thus prevent contact with formation water. In the conventional construction, this necessitates an umbrella waterproofing in the vault and a reinforced invert slab according to the OVBB guidelines. The slab is subject to constraints arising from the discharge of the heat of hydration, from temperature differences and from shrinkage processes. Therefore, a high ratio of reinforcement is normally required. This led to the consideration whether for economic reasons and under the special conditions of this project it would be possible to reduce or even leave out the high percentage of reinforcement steel completely. For this reason, a comprehensive testing program with laboratory tests, a full-scale test as well as analytical and numerical investigations carried out to verify the practical applicability of this innovative system. Im Rahmen eines umfassenden Effizienzsteigerungsprogrammes seitens der OBB-Infratruktur AG wurde die Untersuchung eines neuartigen Sohlplattensystems fur Eisenbahntunnel initiiert. Bei dem Sohlplattensystem handelt es sich um eine dichte Betonplatte, die ein Eindringen von Betriebswassern in die Drainageleitung des Tunnels verhindern soll. Im Regelfall erfordert dies eine Regenschirmabdichtung im Gewolbebereich und eine bewehrte Sohlplatte gemas Richtlinie Innenschalenbeton der OVBB. In dem Zusammenhang ist eine rissbreitenbeschrankende Bewehrung notwendig, die ein Auftreten von wasserfuhrenden Rissen verhindert und einen hohen Bewehrungsgrad ergibt, da die Platte unter Zwangsspannungen aus unterschiedlichen Einflussen steht. Aufbauend darauf wurde bei den speziellen Randbedingungen dieses Projektes uberlegt, den hohen Anteil an Bewehrungsstahl zu reduzieren oder ganzlich wegzulassen. Durch die betontechnologisch gunstigen Eigenschaften der Gesteinskornungen, die bei dem Projekt zur Verwendung kommen, ergeben sich Vorteile, die eine neuartige Ausbildung der Sohlplatte ermoglichen. Aus diesem Grund wurden umfangreiche Untersuchungen mit Labortests, einem masstablichen Grosversuch sowie analytischen und numerischen Berechnungen durchgefuhrt um die praktische Einsetzbarkeit der Innovation zu verifizieren.