Bemes­sungs-Soft­ware Anchor Pro­fi trägt zur Erd­be­ben­si­cher­heit im Kern­kraft­werk bei

Freu­den­stadt, Juli 2023 (PRG) – Alle Sicher­heits­sys­te­me blei­ben erd­be­ben­si­cher beim Rück­bau des Schwei­zer Kern­kraft­werks Müh­le­berg. Dafür sor­gen Bau­in­ge­nieu­re des Betrei­bers BKW Ener­gie AG mit Anchor Pro­fi – einer her­stel­ler­un­ab­hän­gi­gen Soft­ware für die Dübel- und Kopf­bol­zen­be­mes­sung. Mit die­sem Tool der Dr. Li Anchor Pro­fi GmbH aus Freu­den­stadt (www.anchorprofi.de) kön­nen Trag­werks­pla­ner und Prüf­sta­ti­ker Befes­ti­gungs­mit­tel fast aller Her­stel­ler bemes­sen, ver­glei­chen und aus­wäh­len. Sie ver­rin­gern dabei Ver­sa­gens­ri­si­ken. Denn in Anchor Pro­fi bemes­sen Rechen­mo­du­le nicht nur die Stär­ken von star­ren, son­dern auch von elas­ti­schen Anker­plat­ten realistisch.

Seit dem Reak­tor­un­fall in Fuku­shi­ma (11. März 2011) strebt die Schweiz eine erneu­er­ba­re Ener­gie­ver­sor­gung ohne Kern­kraft an. Neue Kern­kraft­wer­ke wer­den nicht mehr gebaut. Für fünf Bestehen­de gilt kei­ne Lauf­zeit­be­schrän­kung. Die Betrei­ber dür­fen sie aber aus wirt­schaft­li­chen Grün­den stilllegen.

Dazu ent­schied sich die BKW Ener­gie AG für ihr seit 1972 betrie­be­nes Kern­kraft­werk Müh­le­berg (KKM) in der Nähe von Bern. Anfang 2020 begann der Rück­bau, 2034 soll er abge­schlos­sen sein. Für die Bau­tech­nik-Inge­nieu­re vom Res­sort Pla­nung stel­len sich im KKM Auf­ga­ben, die sie mit der Bemes­sungs-Soft­ware Anchor Pro­fi meis­tern. Einer von Ihnen, ein 62-jäh­ri­ger Bau­in­ge­nieur, ist ver­ant­wort­lich für Befes­ti­gun­gen und sta­ti­sche Über­prü­fun­gen der Beton­bau­struk­tur. Er sagt: „Wir haben Anchor Pro­fi schon im Leis­tungs­be­trieb genutzt. Jetzt wen­den wir die Soft­ware fast täg­lich für die Bemes­sung von Befes­ti­gun­gen an.“

Erd­be­ben­si­cher­heit per Norm und Gesetz definiert
In der Schweiz sind stär­ke­re Erd­be­ben mög­lich. Für den Nach­weis des aus­rei­chen­den Schut­zes gegen durch Erd­be­ben aus­ge­lös­te Stör­fäl­le hat der Kern­kraft­werks­be­trei­ber die Gefähr­dung mit einer Häu­fig­keit grö­ßer gleich 10-4 pro Jahr zu berücksichtigen.

Die seis­mi­sche Bemes­sung von neu­en Ver­an­ke­run­gen mit Anwen­dung der Leis­tungs­ka­te­go­rien C1 und C2 wird in der Pra­xis der Kern­kraft­wer­ke seit 2015 ange­wen­det, berich­tet der Bau­in­ge­nieur. Zusam­men­fas­send wer­den die Vor­ga­ben der maß­ge­ben­den euro­päi­schen und schwei­ze­ri­schen Nor­men und der Richt­li­ni­en des ENSI (Auf­sichts­be­hör­de für nuklea­re Sicher­heit) in einem Befes­ti­gungs­kon­zept aller Schwei­zer Kern­kraft­wer­ke gere­gelt. Die­se sind für den Bau­in­ge­nieur maß­ge­bend. „Feh­ler dür­fen wir uns nicht erlau­ben. Denn die Erd­be­ben­si­cher­heit im KKM muss auch beim Rück­bau gewähr­leis­tet sein“, sagt er. „Das ENSI prüft unse­re Befes­ti­gungs-Nach­wei­se und gibt sie erst dann frei.“

Zügig Dübel fast aller Her­stel­ler vergleichen
Her­stel­ler­über­grei­fend kann er mit Anchor Pro­fi schnell bemes­sen und nach­wei­sen, dass sei­ne Ergeb­nis­se für die ver­schie­de­nen Ein­wir­kun­gen – wie ermü­dungs­re­le­van­te oder durch Erd­be­ben her­vor­ge­ru­fe­ne Las­ten – kor­rekt sind. Und dass die von ihm gewähl­ten Dübel und Anker­plat­ten sicher funk­tio­nie­ren werden.

„Für uns arbei­ten Fir­men mit Dübeln ver­schie­dens­ter Her­stel­ler. Dürf­te ich nur die Her­stel­ler-Tools zum Nach­weis nut­zen, wäre das müh­sam. Doch mit Anchor Pro­fi funk­tio­niert es“, denn die­ses Pro­gramm erlaubt ingenieur­mäßige Anwen­dun­gen in Anleh­nung an den Euro­code“, erzählt der Bauingenieur.

Erst jüngst, erin­nert er sich, ging es um eine in Beton befes­tig­te Anker­plat­te mit vier Dübeln am Rand. Der Nach­weis der siche­ren Befes­ti­gung gelang mit dem Her­stel­ler-Tool nicht. Mit Anchor Pro­fi konn­te er aber den Nach­weis erbrin­gen, da gemäß den ermit­tel­ten Ver­sa­gens­ar­ten grund­sätz­lich alle Dübel als wirk­sam betrach­tet wer­den. Denn die Soft­ware ermög­licht den Nach­weis in Anleh­nung an die Erläu­te­run­gen des Euro­code EN 1992–4 – ohne gegen den Euro­code zu ver­sto­ßen. Die Fol­ge: Der Nach­weis, dass alle vier Dübel wir­ken, gelang wegen Aus­schluss Beton­kan­ten­bruch und Ver­sa­gen der Dübel durch Stahlbruch.

In Anchor Pro­fi sind Rechen­mo­du­le inte­griert, die nicht nur die Stär­ken von star­ren, son­dern auch von elas­ti­schen Anker­plat­ten kor­rekt berech­nen. Dabei folgt der Soft­ware-Spe­zia­list Dr. Li mathe­ma­tisch dem Euro­code EN 1992–4 und den Erläu­te­run­gen zu die­ser Norm. „Aktu­ell fol­gen die Dübel-Her­stel­ler mit ihren Zulas­sun­gen aber streng genom­men nicht genau den Emp­feh­lun­gen des aktu­el­len Euro­code“, erklärt der über­zeug­te Anwen­der von Anchor Pro­fi. Das füh­re oft dazu, dass Nach­wei­se nicht gelin­gen oder dass es zu wider­sprüch­li­chen Ergeb­nis­sen kommt.

Sicher­heits­tech­ni­sche Bedeu­tung bestimmt, wel­che Kräf­te wirken
Mit Anchor Pro­fi las­sen sich für Befes­ti­gungs­mit­tel die Span­nungs­ver­tei­lung in der Anker­plat­te, die Anker­zug- und die resul­tie­ren­den Beton­druck­kräf­te ermit­teln. Das erlaubt dem Anwen­der, die Wer­te für die Stei­fig­keit von Ver­an­ke­run­gen zu verändern.

„In Anchor Pro­fi sind die Berech­nungs­pa­ra­me­ter für die Ermitt­lung der Anker­schnitt­kräf­te wirk­lich­keits­nah inte­griert“, erläu­tert der Bau­in­ge­nieur. „Die Kräf­te wer­den ins­be­son­de­re bei seis­mi­schen Ein­wir­kun­gen anders auf die Dübel ver­teilt. Die Her­stel­ler-Tools ermit­teln hin­ge­gen bei den glei­chen Ein­wir­kun­gen Ergeb­nis­se, die nicht logisch sind und den Erwar­tun­gen des Inge­nieurs widersprechen.“

Auch Ermü­dungs-Bemes­sun­gen füh­ren die zustän­di­gen Bau­in­ge­nieu­re mit Anchor Pro­fi durch, „denn wir mon­tie­ren beim Rück­bau die eine oder ande­re Kran­an­la­ge“, erzählt er. „Dass ich anhand der Last­spie­le unse­rer Kra­ne die Ermü­dung anwen­dungs­ori­en­tiert bemes­sen kann, ist ein wei­te­rer Vor­teil.“ Das funk­tio­niert bei Anchor Pro­fi eben­falls in Anleh­nung an den Euro­code EN 1992–4 – ohne von den Her­stel­ler­zu­las­sun­gen abzu­wei­chen. Das macht fle­xi­bel. Der Befes­ti­gungs­spe­zia­list sagt: „Alles, was inge­nieurs­mä­ßig begründ­bar ist, kann ich realisieren“.

Sein Votum ist ein­deu­tig. „Wer sich mit kom­pli­zier­ten Befes­ti­gun­gen beschäf­tigt, an denen hohe Kräf­te wir­ken, dem kann ich Anchor Pro­fi nur emp­feh­len.“ Eine Test­ver­si­on lässt sich nach Regis­trie­rung bei der Dr. Li Anchor Pro­fi GmbH (www.anchorprofi.de) down­loa­den.

Befes­ti­gun­gen für eine Wen­de­vor­rich­tung für Brenn­ele­men­te-Behäl­ter: Um die erfor­der­li­che Stei­fig­keit der Boden­ver­an­ke­rung zu gewähr­leis­ten, sind bei­de Kom­po­nen­ten jeweils an einer Anker­plat­te ver­schraubt. Aus der Model­lie­rung einer mög­lichst stei­fen Ver­bin­dung zwi­schen Bau­werk und Kom­po­nen­ten resul­tier­te im Bereich der Aus­stei­fun­gen die hohe Anzahl der Befes­ti­gun­gen. Die Anzahl der Ver­an­ke­run­gen ist in Euro­code nicht erfasst. Die Fach­li­te­ra­tur besagt, bis zu 32 Befes­ti­gun­gen sind mög­lich und Dr. Li ermög­licht den Nach­weis.
Foto: BKW Ener­gie AG

Befes­ti­gun­gen für eine Wen­de­vor­rich­tung für Brenn­ele­men­te-Behäl­ter: Um die erfor­der­li­che Stei­fig­keit der Boden­ver­an­ke­rung zu gewähr­leis­ten, sind bei­de Kom­po­nen­ten jeweils an einer Anker­plat­te ver­schraubt. Aus der Model­lie­rung einer mög­lichst stei­fen Ver­bin­dung zwi­schen Bau­werk und Kom­po­nen­ten resul­tier­te im Bereich der Aus­stei­fun­gen die hohe Anzahl der Befes­ti­gun­gen. Die Anzahl der Ver­an­ke­run­gen ist in Euro­code nicht erfasst. Die Fach­li­te­ra­tur besagt, bis zu 32 Befes­ti­gun­gen sind mög­lich und Dr. Li ermög­licht den Nach­weis.
Foto:
BKW Ener­gie AG

Auch Ermü­dungs-Bemes­sun­gen füh­ren die zustän­di­gen Bau­in­ge­nieu­re im Kern­kraft­werk mit Anchor Pro­fi durch. Bei­spiels­wei­se für die Befes­ti­gung eines Hub­ge­rüs­tes zum Aus­hub von Gene­ra­to­ren im Kern­kraft­werk Mühleberg.
Fotos:
BKW Ener­gie AG

Das Schwei­zer Kern­kraft­werk Mühleberg.
Foto: BKW Ener­gie AG

Das Schwei­zer Kern­kraft­werk Mühleberg.
Foto: BKW Ener­gie AG

Über die Dr. Li Anchor Pro­fi GmbH
Die Dr. Li Anchor Pro­fi GmbH (www.anchorprofi.de) bie­tet spe­zi­fi­sche Soft­ware­lö­sun­gen für die Indus­trie der Ver­an­ke­rungs­tech­nik an, wie zum Bei­spiel Bemes­sungs­soft­ware für Dübel, Kopf­bol­zen, Trans­por­tan­ker, Anker­schie­nen und nach­träg­li­che Bewehrungsanschlüsse.

Das Unter­neh­men wur­de 2013 von Dr. Long­fei Li für die Ent­wick­lung und den Ver­trieb der her­stel­ler­un­ab­hän­gi­gen Dübel-Bemes­sungs­soft­ware Anchor Pro­fi gegrün­det und hat sei­nen Fir­men­sitz in Freu­den­stadt (Baden-Würt­tem­berg).

Anchor Pro­fi ermög­licht es Trag­werks­pla­nern und Inge­nieu­ren, Schwer­last­an­ker und Kopf­bol­zen der wich­tigs­ten euro­päi­schen und ame­ri­ka­ni­schen Her­stel­ler unter sta­ti­scher, seis­mi­scher und ermü­dungs­re­le­van­ter Bean­spru­chung unab­hän­gig zu bemes­sen, trans­pa­rent zu ver­glei­chen und neu­tral aus­zu­wäh­len. Zur­zeit wer­den 24 Her­stel­ler mit 245 ETAs/ICC-ESRs unterstützt.

Die Soft­ware Anchor Pro­fi kann Dübel- und Kopf­bol­zen­be­mes­sun­gen mit belie­bi­ger Dübel-Anord­nung und belie­bi­ger Anker­plat­ten­geo­me­trie durch­füh­ren. Mit dem Modell der elas­ti­schen Anker­plat­te und mit der Stei­fig­keits­be­din­gung für star­re Anker­plat­ten kön­nen die Sicher­heits­ri­si­ken, die auf­grund der Annah­me star­rer Anker­plat­te ohne Nach­weis ihrer Stei­fig­keit bei der Anker­be­mes­sung ent­ste­hen, ver­mie­den wer­den. Seit Dezem­ber 2022 ist Anchor Pro­fi in der Ver­si­on 3.4.7 verfügbar.