3R Die beschlossene Wende (Vorschau)

Fachbericht
Abwasserentsorgung
Tabelle 2: Nachweise für zwei GFK-Liner und einen einzelnen Liner, AZ II: Grundwasser 11,6 m (p a
),
AZ III: Überdeckung13,9 m und Verkehrslast (q v
), relevante Nachweise kursiv
Altrohrzustand Bemessungsvorschrift Wanddicke t L
Nachweis der
Biegezugspannungen
g = s fB
/ max s
Nachweis der Druckspannungen
g = s C
/ min s
Stabilitätsnachweis
g = krit p a
/ p a
- mm - - -
II
(teilweise
geschädigt)
ATV-M 127-2 2×12 8,71 > 2,0 6,30 > 2,0 10,5 > 2,0
ATV-M 127-2 12 3,98 > 2,0 2,93 > 2,0 5,3 > 2,0
ASTM-F 1216 12 - - 5,0 > 2,0
III (völlig
geschädigt)
g = krit q v
/ q v
ATV-M 127-2 2×12 7,03 > 2,0 4,35 > 2,0 13,5 > 2,0
Richtung begrenzte Faltenlänge die Gesamtstabilität gegen
Wasseraußendruck nicht beeinträchtigt wird (Bosseler et al.,
2009).
ERMITTLUNG DER WANDDICKE – FALLSTUDIEN
Projekt 1. Berechnung eines doppellagigen Liners
DN 610 für einen Grundwasserstand von 11,60 m,
London.
Bei diesem Projekt wurde ein Stahlrohr von einem Schacht
zum nächsten gerammt. Es wurde angenommen, dass der
Stahl langfristig korrodiert und ein Kunststoffliner die Rohrleitung
gegen Grundwasser abdichten soll. Da ein ungewöhnlich
hoher Wasserdruck berücksichtigt werden musste, entschied
der Kunde, zwei GFK-Liner mit einer Wanddicke von
jeweils 12 mm einzusetzen.
Für die Biegezugfestigkeit des GFK-Liners wurde auf der
sicheren Seite s fB
= 60 N/mm² angenommen, um die Langzeit-Dehnungen
auf 1 % zu begrenzen (E L
= 6000 N/mm²).
Die Berechnung für 11,6 m Grundwasser, t L
= 12 mm und
Altrohrzustand II ergab eine ausreichende Sicherheit für die
beiden Liner mit jeweils 50 % der Gesamtlast, aber auch für
den einzelnen Liner mit 100 % Last für den Fall, dass der äußere
Liner undicht wird, s. Tabelle 2. Krit p a
wurde mit Gl. (1)
ermittelt. Die nach ASTM-F 1216 und ATV-M 127-2 resultierenden
Beulsicherheiten sind ähnlich, jedoch erwies sich bei
diesem Projekt der im M 127-2 geforderte Druckspannungsnachweis
als maßgebend.
In der Nähe der Schachtanschlüsse wurden Dichtungsringe
angebracht, die die Linerschale in einen belasteten und einen
unbelasteten Bereich aufteilen. Die axialen Spannungen
im Liner s x
= S11 = 2,36 N/mm² wurden mit dem Finite Element
Programm ABAQUS (Bild 12) ermittelt und mit den
Umfangsspannungen kombiniert. Ferner wurden die durch
Randstörungen in der Schale verursachten Schubspannungen
berücksichtigt, s. Bild 8.
Für eine Berechnung nach AZ III (völlig korrodiertes Stahlrohr)
wurden die Bodenkennwerte für einen Boden der Londoner
Lambeth Bodengruppe und 13,9 m Überdeckung bei
den Spannungs- und Stabilitätsnachweisen berücksichtigt.
Die Tabelle 2 zeigt ausreichende Sicherheit gegen Spannungsund
Stabilitätsversagen.
Bild 12:
Axialspannungen
s x
(S11) auf der
Liner innen seite
DN 610 (Fingerhut,
2010)
564 7 / 2011