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(Bild: Sohlenschalen aus PE-HD - System Spiral-bauku [FI-Bauku])
Spiral-bauku-Sohlenschalen aus PE-HD werden in den Nennweiten von DN 400 bis DN 1000 und Längen bis 6 m gefertigt. Sie können analog den BKU-Sohlenschalen eingebaut werden. Die Verbindung der Elemente kann stumpf stoßend oder mit Muffe und Spitzende erfolgen (Bild 5.3.2.5.1.4.2) . |
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GFK-Halbschalen für die nachträgliche Sohlenauskleidung werden aus vorgefertigten Rohren geschnitten [Bloom88] . Zur gegenseitigen Lagefixierung werden Edelstahlklammern verwendet, die bei der Hinterverfüllung der GFK-Halbschalen mit eingegossen werden. Stoßbereiche und Übergänge zur Kanalwandung werden mit Polyesterharz laminiert. |
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(Bild: Noppenbahn mit Kreuznoppen [Kölke96])
Sohlenauskleidungen aus Betonschutzplatten bzw. Noppenbahnen werden aus den Werkstoffen PE-HD, PP und PVDF mit Dicken von 1,5 bis 15 mm hergestellt [Kölke96] [Neuwa91] . Sie besitzen je nach Hersteller Anker-, Rund- oder Kreuznoppen (Bild 5.3.2.5.1.4.4) auf der Rückseite (Abschnitt 5.3.2.4.2) . Die Platten werden beim Einbau im Normalfall stumpf gestoßen und extrusionsverschweißt; Überlappungsstöße sind … |
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Die Sohlenauskleidung erfolgt beim WH-System mit Hilfe von kunststoffbeschichteten Stahlelementen mit Halbkreisprofil ab DN 500. Die Beschichtung der Elemente besteht aus einem Zweikomponentenreaktionsharz auf Polyurethanbasis. Die Segmentstöße können mit einer dauerelastischen Spachtelmasse auf derselben Basis verfugt werden.Die Beschichtung genügt nach Herstellerangaben den Anforderungen der Bau- und Prüfgrundsätze für Kunststoffbeschichtungen … |
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16.02.2011 Instandhaltung von Kanalisationen Auskleidungen aus montierten Einzelelementen (Montageverfahren) Die nachträgliche Auskleidung des Gasraumes dient zur Wiederherstellung oder Erhöhung des Widerstandsvermögens der Kanäle insbesondere gegen Biogene Schwefelsäure-Korrosion (Abschnitt 2.6.3.2) . Üblich sind 260° bis 320°-Auskleidungen. Die Fußpunkte der Elemente liegen unterhalb des Abwasserspiegels bei Trockenwetterabfluß, so daß ein Eindringen von Luft hinter die Auskleidung verhindert wird. Gebräuchliche Auskleidungssysteme sind:
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Die für diese Auskleidung eingesetzten Kunststoffe sind:
Darüber hinaus gibt es … |
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Bei Auskleidungen mit Platten und Bahnen aus Kunststoff mit integrierten Verankerungselementen erfolgt deren mechanische Verankerung z.B. über Stege mit T-Querschnitt, Noppen oder sogenannte "Polygrips" in einem speziell für diesen Anwendungsfall hergestellten und dimensionierten Tragquerschnitt in Form der Ringraumverfüllung. Die dabei eingesetzten Systeme sind z.B.:
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16.02.2011 Instandhaltung von Kanalisationen Platten und Bahnen aus Kunststoff mit integrierten Verankerungselementen
(Bild: Auskleidung des Gasraumes mit PVC-Stegfolie - Abmessungen der PVC- Stegfolie, System Trocal (Dynamit Nobel AG))
Erste Entwicklungen und Erprobungen von PVC-Stegfolien erfolgten in den 40er Jahren in den USA. Dort sind sie unter dem Handelsnamen T-Lock-Amer-Plates bekannt [FI-Amero] . Vergleichbare Produkte werden in der Bundesrepublik Deutschland seit Mitte der 70er Jahre, z.B. unter der Bezeichnung Trocal-Dichtungsbahn Typ KST [FI-Hüls] , … |
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16.02.2011 Instandhaltung von Kanalisationen Platten und Bahnen aus Kunststoff mit integrierten Verankerungselementen PVC-U-Stegplatten, System BKU mit der Zulassungsnummer Z-1.42.1 des Deutschen Institutes für Bautechnik, Berlin, sind 314 mm breit und können in jeder erforderlichen Länge hergestellt werden (Bild 5.3.2.5.2.2.2) (Bild 5.3.2.5.2.2.2) [FI-Fried] .
Die gas- und wasserdichte Verbindung der einzelnen Profile untereinander wird mittels BKU-Klemmleisten mit eingelegtem, elastomerem … |
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16.02.2011 Instandhaltung von Kanalisationen Platten und Bahnen aus Kunststoff mit integrierten Verankerungselementen
(Bild: PE-HD-Stegplatten: BKU II Steckprofilformen [FI-Fried])
Als Alternative zur Auskleidung mit PVC-Stegplatten werden auch Stegplatten aus PE-HD unter der Bezeichnung "BKU II-Stecksystem" [FI-Fried] und "SLT-Platte T-Grip"angeboten [FI-SLT] . Das BKU II-Stecksystem wird in Standardlängen von 3,0 und 5,0 m (Sonderlängen sind möglich) mit einer Breite von 1 m geliefert. Wichtigster Bestandteil dieses Systems sind die Auskleidungssteckprofile, … |
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16.02.2011 Instandhaltung von Kanalisationen Platten und Bahnen aus Kunststoff mit integrierten Verankerungselementen Beim "System Polygrip" werden Platten aus PP oder PE-HD in Breiten bis zu 10 m, in Längen je nach Projektausführung und in Wanddicken von 2 bis 30 mm (üblicherweise 2 bis 8 mm) hergestellt und werkseitig mit bürstenähnlichen Streifen, den sogenannten Polygrips, versehen. Letztere bestehen aus ca. 6 bis 7 cm breiten Gewebestreifen, in die bis zu 10 mm lange Monofilamente (gereckte Polyethylenfäden) eingewebt sind (Bild 5.3.2.5.2.2.4) . Für normale … |
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Neben dem reinen BKU-Profil werden zu Sanierungszwecken auch vorgefertigte Verbundelemente aus BKU-Profilen und Glasfaserbeton eingesetzt [FI-Fried] . Die Elemente werden als Kreissegmente angeliefert, vor Ort zu einer Teilauskleidung geformt und an die Rohrwand montiert (Bild 5.3.2.5.2.3) . Zur Erzeugung eines Ringraumes werden Abstandhalter gesetzt.
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Zur Gruppe der Auskleidung mit Hohlkammersteckprofilen gehört das in Großbritannien entwickelte und 1985 patentierte (UK Patent Nr. 2094860B) Dunlop-Planks-Verfahren [WRC83] . Über den Rohrumfang verteilt werden abwechselnd Tragprofile, die gleichzeitig als Abstandhalter zur vorhandenen Kanalwandung dienen, und Hohlprofile aus PVC, PP oder PE-HD mit jeweils 6 m Länge angeordnet (Bild 5.3.2.5.2.4) (Bild 5.3.2.5.2.4) (Bild 5.3.2.5.2.4) (Bild 5.3.2.5.2.4) |
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Eine kostenaufwendigere Methode stellt die Auskleidung mit V4-A-Blechen mit Sicken dar. Bei einem Anwendungsfall in der Freien und Hansestadt Hamburg wurden die 1 mm dicken Platten auf Flachstähle aufgeschweißt und mit Dübeln und Schrauben im Beton verankert [Maidl82] . |
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16.02.2011 Instandhaltung von Kanalisationen Auskleidungen aus montierten Einzelelementen (Montageverfahren) (Bild: Vollauskleidung mit PVC- Stegfolie. Lage der Entspannungsfuge bei radialer Steganordnung [FI-Fried]) Bei einer Vollauskleidung wird der gesamte Rohrinnenumfang der zu sanierenden Haltung mit einer Auskleidung versehen. Neben der Unterteilung mit/ohne Ringraumverfüllung kann unterschieden werden zwischen
Bei der erstgenannten Variante tritt … |
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Die Auskleidung von Kanälen unterschiedlichster Querschnittsformen mit bewehrten Spritzbetonelementen (Bild 5.3.2.5.3.1) wurde in Großbritannien entwickelt [FI-Rees] . Sie werden außerhalb des Kanals mit einer Mindestwanddicke von 40 mm auf einer entsprechenden Schalung hergestellt (Bild 5.3.2.5.3.1) , in den Kanal transportiert und dort positioniert (Bild 5.3.2.5.3.1) (Bild 5.3.2.5.3.1) .
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Elemente aus Faserbeton werden aus Zement und Feinsand im Verhältnis 3:1 sowie 5 Gew.-% alkaliresistenten Glasfasern in Längen zwischen 10 und 25 mm im Spritzverfahren hergestellt. Die Elementlänge beträgt i.a. 1,2 m, sie kann aber auch der jeweiligen Situation angepaßt werden. Die Verbindung der Elemente untereinander erfolgt durch Falz- und/oder Muffenverbindungen (Bild 5.3.2.5.3.2) , die zusätzlich durch Schrauben gesichert werden, um ein Verschieben … |
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Die Elemente aus Reaktionsharzbeton unterscheiden sich von den Elementen aus Spritzbeton und Faserbeton lediglich bezüglich des Bindemittels. Sie bestehen aus einem Gemisch aus Polyesterharz (10- 20 Gew.-%) und Quarzzuschlägen. Falls erforderlich, können auch Glasfasern zugegeben werden. Die relativ dicken (ca. 38 mm) und steifen Elemente erfordern während der Ringraumverfüllung keine stützenden Maßnahmen. Um einen Austritt des Verfüllmörtels zu … |
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Ein Vertreter dieser Verfahrensgruppe ist das in Großbritannien entwickelte und seit 1992 in Deutschland eingesetzte Channeline-Verfahren (Bild 5.3.2.5.3.4) (Bild 5.3.2.5.3.4) (Bild 5.3.2.5.3.4) .
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(Bild: Vollauskleidung mit Elementen aus Spezialglas - Glaselemente verlegt und mit Hydraulikschläuchen fixiert [FI-Flach]) Zu dieser Verfahrensgruppe gehört das in der Bundesrepublik Deutschland entwickelte TRANSPLUS-Glasauskleidungssystem [FI-Flach] . Hierbei werden Auskleidungssegmente aus einem chemikalienbeständigen, hochfesten und schlagunempfindlichen Spezialglas zur Vollauskleidung von Becken und Kanälen mit Kreis- oder Eiquerschnitt montiert |
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Wie bereits im Abschnitt 5.3.2.1 erwähnt, unterscheidet man im Zusammenhang mit Vollauskleidungen zwischen nichtselbsttragenden bzw. statisch nicht tragfähigen und selbsttragenden bzw. statisch tragfähigen Auskleidungssystemen. Die statisch nicht tragfähigen Vollauskleidungen können keine zusätzlichen Lasten aufnehmen und sind mit dem Tragquerschnitt, d. h. dem zu sanierenden Kanal mechanisch sicher zu verbinden. Im Gegensatz dazu können statisch … |
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Standsicherheitsnachweise für selbsttragende Inliner wurden in der Vergangenheit in Deutschland ausgehend vom ATV-M 143 Teil 3 [ATVM143-3] meist in Anlehnung an das ATV-A 127 [ATVA127:1997] geführt, obwohl die letztgenannte Richtlinie ausschließlich für Neuverlegungen entwickelt wurde und von einem Rohr-Boden-Tragsystem ausgeht (elastisch gebetteter Kreisring). Da dessen kinematisch zulässige Verformungsfiguren ebenso wie die resultierenden Beanspruchungen … |
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16.02.2011 Instandhaltung von Kanalisationen Statische Berechnungen selbsttragender Auskleidungen in Form von Rohren
(Bild: Darstellung verschiedener Pfade im Last-Verschiebungsdiagramm nach [Krätz94])
Bei der Versagensanalyse wird die Lastgröße berechnet, bei der die Struktur eine weitere Lasterhöhung nicht oder nur unter unzulässig großen Verformungen aufnehmen kann. Eine genaue Darstellung des theoretischen Hintergrundes wird z.B. in [Hibbi95] [Krätz94] [Mehlh95] [Steup66] gegeben. Folgende Begriffe sind von entscheidender Bedeutung (Bild 5.3.2.6.1.1) :
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16.02.2011 Instandhaltung von Kanalisationen Statische Berechnungen selbsttragender Auskleidungen in Form von Rohren In der Vergangenheit wurden verschiedene empirische und analytische Lösungsansätze zur Ermittlung des kritischen Beuldrucks kreisrunder Rohre unter Außendruckbelastung entwickelt [Guice94d] . Grundlegende Zusammenhänge zum Beulverhalten des freien Rohres wurden von Timoshenko in [Timos61] dargestellt. Darauf aufbauend beschreibt Gaube [Gaube74] das besondere Versagensverhalten gebetteter Kunststoffrohre durch halb-empirische Ansätze. Eine Beschreibung … |
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16.02.2011 Instandhaltung von Kanalisationen Empirische und analytische Ansätze zur Beschreibung des Stabilitätsversagens (Bild: Beulen eines freien Ringes unter Außendruck [Guice94a]) Timoshenko beschreibt das Beulverhalten des freien, dünnen Ringes, der mit einem konstanten Außendruck radial belastet wird. Im Falle einer beliebig kleinen Anfangsverformung kommt es unter kritischer Belastung zum Beulen des Kreisringes, wie im Bild 5.3.2.6.1.2.1 dargestellt. Das Biegemoment M an einer beliebigen Stelle des Kreisringes kann dann aus den Gleichgewichtsbedingungen und … |
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