Zahlentafel erfaßt und ausgew ertet:
womit man das künftige Transportbedürfnis abschätzen kann nach V„ = 100 -f- 7.
100
■ V„
Zahlentafel 1. E r m i t t l u n g d e s V e r k e h r s u m f a n g s d e r G r u p p e ! i n d e n J a h r e n 1925 b i s 1935.
In diesen Formeln bedeuten:
V0 = Verkehrsziffer zu Beginn des Zeitintervalls Vn = Verkehrsziffer am Ende des Zeitintervalls
Abb. 3. Graphische Darstellung des Verkehrsumfangs.
Für Gruppe I ergibt sich in unserem Fall für das
Transport-7 1 0
,---(1/34250
\ | 10125 rd. 13% pro Jahr rd. 60 750 Autos/Tg.
Eine ähnliche Zahlentafel wird für Gruppe II aufgestellt. Man ersieht, daß in den betrachteten 10 Jahren der tägliche Verkehr z .B . in Gruppe I um 182,5% gestiegen ist und, daß seine mittlere Zuwachsquote 10,9% jährlich betrug. Bei der Zerlegung dieses Anwachsens findet man, daß der tägliche Verkehr der Motorfahr
zeuge um insgesamt 330% gestiegen und derjenige der Pferde
fuhrwerke um insgesamt 55,6% gefallen ist. Bedenkt man, daß ein durchschnittliches Lastauto von 4 1 Tragkraft mindestens doppelt soviel leisten kann als ein Pferdefuhrwerk, so ergibt sich der Schluß, daß das Anwachsen der täglichen Verkehrstonnage größer sein muß als die Zahlen des gemischten Verkehrs angeben.
R echnet man also nach dem Schlüssel 2 Fuhrwerke — 1 Lastauto den gem ischten Verkehr auf Kraftwagenverkehr um, so erhält man auf einfache W eise die tatsächliche bisherige Verkehrssteigerung sowie das künftige Transportbedürfnis für jeden beliebigen Zeit
punkt. Diese Art der Leistungsumrechnung lediglich nach der Tragkraft ohne Berücksichtigung der verschiedenen Geschwindig
keiten erscheint deshalb angebracht, weil im Autotunnel die H öchst
geschwindigkeit schnellfahrender Fahrzeuge aus lüftungstechni
schen und Sicherheitsgründen nicht ausnutzbar ist. ln den be
stehenden Autotunneln ist daher auch das gegenseitige Überholen der Fahrzeuge verboten. In unserem Beispiel beträgt die tatsäch
liche Verkehrssteigerung in Gruppe I in den betrachteten 10 Jah
ren 238%, während der gem ischte Verkehr nur um 182,5% ge
wachsen ist. Die durchschnittliche prozentuale Zunahme pro Jahr errechnet sich aus
lichen Beförderungsziffern als Ordinaten aufzutragen sind.
Aus solchen Erhebungen kann man den auf einen Autotunnel entfallenden Verkehr für die nächsten 15— 20 Jahre abschätzen. Hier
bei bedenke man, daß ein Tunnel als neue verbesserte Uferverbin
dung an sich schon eine bedeutende Verkehrssteigerung zur Folge haben wird und, daß er auch einen erheblichen Teil des Frachtver
kehrs zwischen den Ufern auf sich ziehen wird. Für Fuhrwerke ist der wirtschaftliche Verlust durch Verzögerungen des Fährenbetriebs kleiner als für Kraftwagen, außerdem werden sie wegen ihrer ver
hältnism äßig kleinen Geschwindigkeit bei der Durchfahrt durch einen Fahrzeugtunnel ebenso lange brauchen wie bei normalem Fährenbetrieb. Daher wird man den Fuhrwerksverkehr auf den Fähren belassen und für den Tunnel nur Kraftwagenverkehr vor
sehen. Die Annahme der Verkehrsabwanderung und des Neuver
kehrs nach dem Tunnel hängt in jedem Falle von den besonderen örtlichen Verhältnissen ab. Bei Annahme gleicher Verhältnisse wie beim Hollandtunnel würden in dem oben angenommenen Bei
spiel auf den Tunnel 43% des Gesamtverkehrs entfallen. Dam it würde man bei der Abschätzung des künftigen Tunnelverkehrs die in Abb. 3 gezeichnete Kurve aus Gruppe I und II erhalten.
Unter der Leistungsfähigkeit der Tunnelstraße ist die Anzahl Fahrzeuge zu verstehen, die bei genügender Sicherheit in 1 Stunde einen bestimmten Punkt passieren kann; sie hängt ab von der Breite und den Steigungen der Straße, von der Fahrgeschwindigkeit und vom Fahrzeugabstand in den einzelnen Verkehrsspuren. Die Frage,
2 2 2 K R E S Z , A U T O T U N N E L A L S H I L F S M I T T E L G R O S Z S T Ä D T . V E R K E H R S E N T W I C K L U N G . D E R B A U IN G E N IE U R 18 (1937) H E F T 17/18.
wieviele Verkehrsspuren auf der Fahrbahn eines Unterwassertun
nels notwendig sind, kann beantwortet werden, wenn man für die Steigungsverhältnisse des Tunnels die Leistungsfähigkeit der ein
zelnen Verkehrsspur kennt. Diese kann theoretisch nach Prof.
Dr.-Tng. M üller5 berechnet werden, oder durch system atische Beobachtungen der mittleren Fahrgeschwindigkeit und des Fahr
zeugabstandes auf verschieden breiten Straßen m it Steigungen wie im Tunnel. Solche Beobachtungen kann man nach folgendem Schema aufziehen.
Beobachtete Größen Leistungs
mittlere Geschwin
digkeit km/Std.
und Fahrzeug
abstand m
fähigkeit
10 0 0 • V V-
--p 1. S t u f e : Eine Reihe Fuhrwer
ke u. längs, fahrende Lastautos vi Pt C l
2. S t u f e : Eine Reihe längs, fah 0
render L a s ta u to s ... Vj> P2 c2 m 3. S t u f e : Eine Reihe Last- u. > £ O P e r s .- A u t o s ... v3 P a C3 to
4. S t u f e : Eine Reihe schnell $
fahrender Last- u. Pers.-Autos V4 P4 C4
mittlerer Tagesverkehr maximaler Stundenverkehr n,
Aus der Statistik der Fährgesellschaften erm ittelt man das Verhält
nis
Jahres verkehr
mittlerer Werktags verkehr
= f n, • n»
Fahrzeuge pro Stunde
Fahrzeuge pro Tag
Fahrzeuge pro Jahr i s p u r i g e r T u n n e l :
Verkehr nach Stufe 1 . . - C j
z e p h
2 C j•
fVerkehr nach Stufe 2 . . 2 C 2 Z C ^ lj 2 C 2
•
fVerkehr nach Stufe 3 . . 2 C 3
2 C 3 n l
2 C 3•
fVerkehr nach Stufe 4 . .
O ~ p 4 2 C 1 T 1 1
2 C 4'
fs s p u r i g e r T u n n e l : Stufe 1 u. 3 (1 Spur nach
St. 1 u. i Sp. n. St. 3) . .
2 ( C i T C j )
2 ( C1 + C » K 2 ( C i - t c 3) ■ f Stufe2
u. 4 (1 Sp. n. St.2
und 1 Sp. n. St. 4) usw. 2 (C 2 + C j ) 2 (c2+ c 4)n,
2 ( c 3 + c 4 ) •
f3 s p u r i g e r T u n n e l : Stufe 1 u. 3 u, 4 (Fuhr
werke in 1 Sp., Autos in
2
S p u r e n ) ... a f e + C j + c J 2(c1+ c 3 2 ( C i + C jStufe 2 u. 3 u, 4 (Autos in + C4)nl +C 4)f allen S p u r e n ) ...
2 ( c 2 - |- C 3 + C 4 )
2 ( C , + C 32 (c 3 - i- C 3
^ " C 4 ) .il
+C 4)fDurch Kombination dieser Untersuchungen m it dem m utm aß
lichen Verkehr kann man die für den Tunnel erforderliche Spurzahl ermitteln. Ein einspuriger Tunnel kommt nicht in Frage, wenn seine Leistungsfähigkeit am Eröffnungstage beinahe erschöpft ist.
Die Wahl eines pro Richtung zwei- oder dreispurigen Tunnels hängt von wirtschaftlichen Gesichtspunkten und von der Lei
stungsfähigkeit der Ein- und Ausfallstraßen ab. Man untersuche, s Verkehrstcchn. 29 {1927} S. -^57ff.
ob für den Zeitpunkt der vollen Ausnutzung der Leistungsfähigkeit eines zweispurigen Tunnels der Kostenunterschied gegen einen dreispurigen einschließlich Verzinsung nicht ausreicht, an einer ändern Stelle einen weiteren zweispurigen Tunnel zu bauen. Diese Kostenprüfung ist nach Abb. 1 leicht durchzuführen. Um den Fall
-Ttibö/ng-Otirc/imesser-Aus 24Stündigen Verkehrszählungen bei den Fährbooten er
m ittelt man deren m ittleren Tagesverkehr und ihren maximalen Stundenverkehr und setzt das Verhältnis
Setzt man
so bestim m t sich die Leistungsfähigkeit für einen i n j e d e r R i c h t u n g ispurigen, aspurigen, bzw. ßspurigen Tunnel durch Kombination der gewonnenen Daten nach folgendem Schema:
Abb. 4. Rcgelquerschnitt bei Schildvortrieb.
Abb. 5. Eisenbetontunnel in verfüllter Baugrube.
Abb. 6. Rechteckiger Tunnel-Querschnitt.
auszuschließen, daß ein dreispuriger Tunnel gebaut wird, später aber nur m it der Leistungsfähigkeit eines zweispurigen ausnutzbar ist, untersuche man, ob die Ein- und Ausfallstraßen den m aximalen Verkehr eines dreispurigen Tunnels aufnehmen können. Ist dies nicht der Fall, so wird in diesen Straßen, deren Breite notwendiger
w eise konstant bleiben muß, eine solche Verkehrsstockung en t
stehen, daß die volle Leistungsfähigkeit des Tunnels niemals er
reicht werden kann.
Zuganker
!
ß//?gcrc/isex
23Ka6e/'
■3,098
—2,57—x Fr/sch/uff u—8,ooAdise des dac/jôarfu/me/s
■5,92---A -8,99(9,25)
Q uerschnitte vo n Fah rzeu gtu nneln.
A bb. 8. R o th crh ith e T un n el in London.
A b b . 7 . H a m b u rg e r E lb e tu n n el A bb. 9. H ollan d-T u n n el in N e w Y o r k
Bemerkungen Fläche Bemerkungen Fläche Bemerkungen
Q uerschnitt . . . 63,48 Betonring . . . . 10,93 S t r a ß e ... 29,50 A b l u f t ... 7,80 Frischluft . . . . 8,20
L iteratur: Engineering, n . November 1927 Querschnitt
Betonring . Straße . . Abluft . .
Frischluft . Keine Belüftung
Abluft
Zuganker Sc/t/i/ze0,l5-1,S0m.
H S m A i s / a n d
iS?) 0,15-VOm. Çÿ
Z Z *
_____________. I ...
q s f m M s / a n g M¡(H" —' • •• ■ " - T;|
y [Sj FriscMufl jVy/Y/, Friscfilufl
---8,533— }---9 ,0 1 7 ---10,61
---A b b . 10 . D etroit-Tu n n el
Si7S---11,27
---A bb. i r . G eorge ---A . P o sey -T u n n e l (O akland)
Fläche Bemerkungen
Bemerkungen Fläche
Querschnitt . . . 99,74 Betonring . . . . 25,09 S t r a ß e ... 37,50 A b l u f t ... 11,50 Frischluft . . . . 13,50
L iteratur: Engng. News Rec., 28. O ktober 1926
der Fahrbahn, so daß jede Vergrößerung der lichten Höhe ohne gleichzeitige Vergrößerung des Durchmessers eine Verminderung der Querschnittsfläche der Luftkanäle bringt. Dadurch steigert sich der elektrische Kraftbedarf für die Lüftung und damit die Be
triebskosten des Tunnels. Abb. 7— 14 zeigen Querschnitte neuerer Straßentunnel und deren Luftkanalquerschnitte.
A m e rik a n . V e rh D eu tsch e V e rh
L a sta u to s I Personenautos K ra ftw a g e n
m ax. Breite m ax. Höhe
DUR B A U IN G E N IE U R K R E S Z , A U T O T U N N E L A L S H I L F S M I T T E L G R O S Z S T A D T . V E R K E H R S E N T W I C K L U N G . 223 30. A P R I I . 1937
Größe und Form des Tunnelquerschnitts.
Die Querschnittsgröße eines Autotunnels hängt ab von der Fahrbahnbreite, der lichten Höhe, der Größe der Lüftungskanäle und von der Breite etwaiger Gehwege. Die Querschnittsformen in den einzelnen Tunnelabschnitten weichen nach den Gründungs
bedingungen und der Bauausführung voneinander ab. Der w irt
schaftlichste Querschnitt ist der Kreis; er paßt sich den
Anforde-Nacli amerikanischen Beobachtungen ergibt sich für die lichte Höhe ein Mindesmaß von 4,12 m, beim Scheldetunnel waren 4,50 m vorgeschrieben und nach den deutschen Vorschriften werden 4,20 m als Mindestmaß angesehen. Um genügend Fläche für die Luftkanälc zu bekommen, ist es zweckmäßig, die lichte Höhe über der Fahrbahn auf das tatsächlich notwendige Maß zu beschränken.
Von diesen Kanälen liegt der eine unterhalb und der andere über
i st 5cm.Guße/senpJa//eri>
j AF/senöe/on ! 1 ^ i
FriscF/uFf -q ! ^ FrisMuff
i
— a*
— s , i o -) - -* -
/\ S n W 1 S» J 0,305 A
,A Z Z ///A '/Z///2
2 2 4 K R E S Z , A U T O T U N N E L A L S H I L F S M I T T E L G R O S Z S T A D T . V E R K E H R S E N T W I CKLUNG.
benötigen eine maschinelle Lüftungsanlage, weil die Verunreini
gung der Tunnelluft durch die Auspuffgase so groß ist, daß eine natürliche Ventilation nicht genügt. Maßgebend für den Lüftungs
entwurf sind folgende Faktoren:
i. Menge der Auspuffgase und ihre physiologische Wirkung,
■2. das erforderliche Verdünnungsverhältnis, 3. der stündliche Frischluftbedarf,
4. die zweckmäßigste Methode der Tunnellüftung.
Die Auspuffgase der Autos bestehen aus Sauerstoff, Wasser
stoff, Stickstoff, Kohlensäure, Methan und Kohlenmonoxyd; sic entstehen durch unvollständige Verbrennung. Von diesen Gasen sind CO., CH , und CO gefährlich. Am giftigsten is t das farb- und geruchlose CO, dessen Neutralisierung ohne weiteres auch die übrigen B estandteile der Auspuffgase unschädlich macht. Für eine Projektbearbeitung können die amerikanischen Versuchsergebnisse des U. S. Bureau of Minos als genügend genaue Mittelwerte des CO-Gehaltes zugrunde gelegt werden. Diese Versuche ergaben für ähnliche Verhältnisse, wie sie beim Hollandtunnel Vorlagen, daß ein Lastkraftwagen bei Steigungen bis 4% rd. 68,77 1/min. CO und ein Personenauto rd. 37,64 1/min. CO ausstoßen. Der Mittelwert ist für ein Auto 60 1/min. Versuche an der Yale U niversität in Illinois über die physiologische Wirkung der Auspuffgase ergaben, daß eine Vergasung von 0,4°/00 keinerlei Wirkung auf Menschen und Tiere verursacht. Für die amerikanischen Autotunnel wurde daraufhin eine zulässige CO-Vergasung von 0 ,4 °/00 festgesetzt.
Q uerschnitt . Betonring . . Straße . . . A bluft . . . Frischluft . .
69,40 10.50 34.39 7.16
6.31
L iteratu r: Z. VDI, 50 (1933).
Abb. 13. Mersey-Tunnel in Liverpool-Birkenhead.
Flache m* Bemerkungen
Querschnitt . . . 155,96 Betonring . . . . 14,82 S t r a ß e ... 102,02 A b l u f t ... — keine Frischluft . . . 21,80
L iteratu r: lvngng. News Rec., 26. Dezember 1929; Bauing., 6. Ju li 1934: Bautechn.
4. Mai 1934.
breite ohne Gehwege und ein besonderer Fußgängertunnel von 4,85 m Durchmesser zusammen billiger sind als ein Autotunnel m it gleicher Fahrbahnbreite und beiderseitigen Gehwegen von 1,20 m.
Um dem Bedienungspersonal ein Begehen des Tunnels zu ermög
lichen, ordnet man auf einer Seite einen etwa 60 cm breiten Steg an, der gleichzeitig dazu dienen kann, den Passagieren beschädig
ter Fahrzeuge das Verlassen des Tunnels zu ermöglichen.
Be- und Entlüftung.
Eine der w ichtigsten Aufgaben beim Entwurf eines Fahrzeug
tunnels ist die wirtschaftliche Lösung seiner Lüftung. Autotunnel
9,m--- h Abb. 14. Straßentunnel unter dem Hafen von Boston.
Fläche in* Bemerkungen
Querschnitt . . . 70,07 Betonring . . . . 12,90 S t r a ß e ... 32,50 A b l u f t ... 9.36 Frischluft . . . . 8,15 L iteratu r: Bautechn. i (1935).
Unter Benutzung dieser Werte läßt sich der Frischluftbedarf eines Autotunnels berechnen. Bezeichnet V = Verkehrsgeschwindigkeit in km /Stde., 2c = Leistung des 2spurigen Tunnels, L = belüftete Tunnellänge in km, F = belüfteter Querschnitt in m 2, Q = erfor
derliche Frischluftmenge, n = stündlicher Luftwechsel, so ist die Zahl der jeweils gleichzeitig im Tunnel befindlichen Wagen
2C • L z — -und die erforderliche Frischluftmenge
Q = 2,5 • z m 3/sec
wenn man je Auto als durchschnittliche GO-Ausstoßung 60 1/min und als zulässige Luftvergasung o,4 %o einsetzt. Der stündliche Luftwechsel ist
n = Q
3 6 0 0F • 1000 L