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Bei der statischen Berechnung von mittels Bersten erstellten Rohrleitungen sind grundsätzlich zwei Einwirkungsarten zu unterscheiden:
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(Bild: Qualitative Beschreibung des dynamischen Berstverfahrens in Anlehnung an [Falk95b] [Bild: S&P GmbH]) Die statische Berechnung der Rohre für Belastungen quer zur Rohrachse darf gemäß DWA-A 161 erfolgen. Das darin dokumentierte Berechnungsverfahren ist zwar auf das Rohrvortriebsverfahren zugeschnitten, liefert für das Berstverfahren aber grundsätzlich auf der sicheren Seite liegende Beanspruchungen. Bei einer genaueren Statik nach der Methode … |
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Im Vergleich zur statischen Berechnungsgrundlage (DWA-A 161, Rohrvortrieb) ergeben sich beim Berstverfahren beanspruchungserhöhende Einflüsse durch das geborstene Altrohr, die aber verfahrensbedingt durch belastungsmindernde Einflüsse mehr als kompensiert werden. Fazit: Eine statische Berechnung nach DWA-A 161 liegt auf der sicheren Seite. (Bild: Punktlastversuch mit Innendruck in Anlehnung an [Jürge05] [Bild: S&P GmbH]) (Bild: Radialspannungen im … |
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Bei Freispiegelleitungen wird die Minderung der Tragfähigkeit in der Regel durch die weit auf der sicheren Seite liegende Berechnungsmethode kompensiert. Bei Druckrohren kann es erforderlich sein, die reduzierte Wanddicke anzusetzen: Beispiel: |
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In der Bauphase werden die Rohre in Richtung ihrer Achse über den Berstkörper durch Zugkräfte belastet. Infolge von planmäßigen und/oder ungewollten Steuerbewegungen entstehen über den Umfang ungleichmäßige Zugspannungen, die durch die zulässige Zugspannung des Rohrwerkstoffs zu begrenzen sind. Darüber hinaus sind die Mindestwanddicken einzuhalten, die im Rahmen des DWA-Arbeitsblattes A 161 tabelliert sind. (Tabelle: Mindestwanddicken für Guss und UP-… |
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Zum Schutz der neuen Leitung lässt sich das Berstverfahren dahingehend modifizieren, dass die Auswirkungen der im Boden verbleibenden Altrohrbruchstücke auf die neue Rohrleitung minimiert werden. Diese Modifizierungen zum Schutz der neuen Leitung betreffen:
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(Bild: Berstkörper mit Schneidmesser [FI-Cerma]) Die Neigung des kegelförmig ausgebildeten Berstkörpers hat einen signifikanten Einfluss auf die Lasteintragung und damit die Zerstörung des zu erneuernden Rohres [Falk95b]. Die Wahl des Neigungswinkels sollte unter dem Aspekt erfolgen, möglichst kleine Rohrbruchstücke zu erzeugen, die zu einer gleichmäßigeren Lastverteilung über dem Rohrumfang und damit zu geringeren Schnittgrößen im Rohrquerschnitt … |
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(Bild: Reduzierung der Größe der Rohrbruchstücke) Als Schutz vor Beschädigungen des neuen Rohres durch Bruchstücke kann eine Wanddickenvergrößerung (Opferschicht) der Rohre um 1 bis 2 mm dienen. Das Maß der Wanddickenvergrößerung hängt entscheidend sowohl von dem Werkstoff der zu erneuernden Leitung und damit von dem Bruchbild der Scherben (wie Geometrie und Scharfkantigkeit) als auch vom Werkstoff der neuen Leitung ab. |
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Eine weitere Schutzmöglichkeit stellt das Aufbringen einer äußeren Schutzschicht (Schutzmantel) auf die neuen Rohre dar. (Bild: Einsatz von Rohren mit einer äußeren Schutzschicht) (Bild: PE-Rohr mit äußerer Schutzschicht gegen Riefen- und Kerbenbildung [FI-Egepla]) (Bild: PE-HD-Langrohre DA 500) |
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Durch die zusätzliche Außenschicht werden für das Stumpfschweißen besondere Spannschellen benötigt. Im Bereich der Schweißnaht und Anschlüsse muss der Schutzmantel in ausreichender Breite abgeschält werden. (Bild: Verschleißprüfung an Egeplast Saftey-Line-Mantel-Rohren (SLM) [FI-Egepla]) (Bild: Verschleißprüfung an Egeplast Saftey-Line-Mantel-Rohren (SLM) [FI-Egepla]) (Bild: Abschälen des Schutzmantels bei einem Egeplast Saftey-Line-Mantel-Rohre (SLM) [… |
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Eine Beschädigung der Produktrohrleitung und deren Beanspruchung durch Einzel- und Linienlasten werden sicher durch den 2-phasigen Einbau verhindert. Hierbei werden mit Hilfe des Berstkörpers zunächst Schutzrohre eingezogen, in die in einem zweiten Arbeitsschritt die neue Produktrohrleitung verlegt wird. (Bild: Einsatz doppelwandiger Rohrsysteme) (Bild: Doppelwandiges Rohrsystem [Jürge05]) |
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Bei einer anderen Verfahrensvariante werden die Altrohrbruchstücke durch Verfüllung des durch den Berstkörper geformten Ringraumes zwischen neuer Leitung und des durch die Bruchstücke begrenzten Hohlraumes (auch Überschnitt genannt) mit einer Tonzement-Suspension während des Berstvorganges fixiert [FI-Tracta] [Miege90] [Falk95b]. Dieser Vorgang kann auch als Ringraumverfüllung bezeichnet werden. (Bild: Schmierung des Rohrstranges und Fixierung der … |
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(Bild: Plus/Minus Icon) Vorteile der Ringraumverfüllung:
(Bild: Rohrberstverfahren in Kombination mit einer Ringraumverfüllung [FI-Tracta] - Ausgebautes Rohrstück mit Tonzement-Suspension und anhaftenden Scherben … |
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24.09.2020 Frage: Von welchen Faktoren hängt die erforderliche Berstkraft hängt ab? 1. Faktor (Bild: Fragezeichen) 2. Faktor (Bild: Fragezeichen) 3. Faktor (Bild: Fragezeichen) Die Antwort finden Sie auf der nächsten Seite. |
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24.09.2020 Die erforderliche Berstkraft hängt ab von: 1. Bruchfestigkeit des zu erneuernden Rohres (Bild: Bruchfestigkeit) 2. Verdrängungsfähigkeit des Bodens in der Leitungszone (Bild: Verdrängungsfähigkeit) 3. Aufweitungsmaß (Bild: Aufweitungsmaß) |
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(Bild: Bruchfestigkeit) Die Bruchfestigkeit eines zu erneuernden Rohres ergibt sich aus den folgenden Aspekten:
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(Bild: Verdrängungsfähigkeit) Die Verdrängungsfähigkeit des Bodens ergibt sich im Wesentlichen aus seiner Verdichtbarkeit. Haupteinflussfaktoren für diese Größe sind:
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(Bild: Bruchfestigkeit) Das Aufweitungsmaß entspricht dem Radius der Aufweitung minus Innenradius der Altrohrleitung. Der Überschnitt (d. h. Radius der Aufweitung minus Außenradius der neuen Rohrleitung) sollte möglichst gering sein, um den Einfall von Scherben und deren Verkantung zu minimieren.
(Bild: Aufweitungsmaß und Überschnitt) |
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Bei der Festlegung des Aufweitungsmaßes sind unter Berücksichtigung der vorhandenen Bodenverhältnisse die folgenden Fragen zu beantworten:
Zur Vermeidung von Hebungen oder Setzungen der Oberfläche hat sich eine Mindestüberdeckung des Altrohres von 10 x des Aufweitungsmaßes … |
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Nach DWA-M 143-15 hat sich in der Praxis bei bindigen Böden und bei parallel verlaufenden Leitungen die Einhaltung eines lichten Abstandes bewährt, der mindestens das dreifache des Aufweitungsmaßes (mindestens jedoch 40 cm) betragen soll. [DWAA143-15:2019] (Bild: Fragezeichen) Beispielaufgabe Berechnung: |
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Bei nichtbindigen und/oder steinigen Böden sind gesonderte Betrachtungen notwendig, die sich am Durchmesser und am Werkstoff der Fremdleitung orientieren. Bei spröden und bruchgefährdeten Rohrwerkstoffen < DN 200 sollte ein Mindestabstand eingehalten werden, der mindestens das fünffache des Aufweitungsmaßes beträgt. Bei Nennweiten > DN 200 sollte ein Mindestabstand von 1,0 m nicht unterschritten werden. (Bild: Fragezeichen) Beispielaufgabe |
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Bei nichtbindigen und/oder steinigen Böden sind gesonderte Betrachtungen notwendig, die sich am Durchmesser und am Werkstoff der Fremdleitung orientieren. Bei spröden und bruchgefährdeten Rohrwerkstoffen < DN 200 sollte ein Mindestabstand eingehalten werden, der mindestens das fünffache des Aufweitungsmaßes beträgt. Bei Nennweiten > DN 200 sollte ein Mindestabstand von 1,0 m nicht unterschritten werden. (Bild: Fragezeichen) Beispielaufgabe |
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(Bild: Gemessene Bodenverschiebungen infolge einer Aufweitung [Zimme88]) Zu ähnlichen Ergebnissen kommen Untersuchungen von ZIMMERMANN und der LGA Nürnberg. Hier ergibt sich folgende Beziehung: Eb = (A – DN) x (4 bis 6)
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