Bemessungssoftware Anchor Profi trägt zur Erdbebensicherheit im Kernkraftwerk bei

(23.2.2023) Alle Sicherheitssysteme bleiben erdbebensicher beim Rückbau des Schwei­zer Kernkraftwerks Mühleberg (siehe Google-Maps). Dafür sorgen Bauingenieure des Betreibers BKW Energie AG mit Anchor Profi, einer herstellerunabhängigen Software für die Dübel- und Kopfbolzenbemessung, von Dr. Li Anchor Profi.

Mit diesem Tool der Dr. Li Anchor Profi GmbH können Tragwerksplaner und Prüfstatiker Befestigungsmittel fast aller Hersteller bemessen, vergleichen und auswählen. Sie verringern dadurch 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 Bemessungssoftware Anchor Profi meistern können. Der Verantwortliche für Befestigungen und statische Überprüfungen der Betonbaustruktur 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 haben Kernkraftwerksbetreiber die Gefährdung mit einer Häufigkeit ≥ 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. 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 Mühleberger 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 Befestigungsnachweise und gibt sie erst dann frei.“

Zügig Dübel fast aller Hersteller vergleichen

Herstellerübergreifend kann er mit Anchor Profi 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“, erklärt der Bauingenieur.

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 Anwendern, 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.“

Weitere Informationen zur Bemessungssoftware können per E-Mail an Dr. Li Anchor Prof angefordert werden.