STEINZEUG Information 2004 - Fachverband Steinzeugindustrie eV

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Forschung + Technik
Mit in den Rohrfugen eingelegten
Druckmessfolien konnten über die
gesamte Querschnittsfläche die
Druckspannungen (Kontaktspannungen)
gemessen werden (Abb. 2).
Es zeigte sich, dass die Spannungsverteilung
nach mehrfacher Belastung
der Fugenzwischenlage nicht
mehr linear ist, sondern zum Rand
hin überproportional ansteigt, und
dass es schon bei kleineren Verwinkelungen
zu hohen Lastspitzen und
Fugenklaffungen kommen kann.
Die maximalen Belastungen der
Vortriebsrohre im Bauzustand entstehen
an den Rohrenden infolge
Verwinkelung der Rohre. Hierbei
hat das mechanische Materialverhalten
der Fugenzwischenlagen
wesentlichen Einfluss auf die Spannungsverteilung
in der Rohrfuge.
Durch die belastungsabhängige
Verfestigung der Fugenzwischenlagen
können Spannungsspitzen an
den Rohrspiegeln entstehen, die
über die Materialfestigkeiten des
Rohrwerkstoffs hinausgehen und
Schäden an den Rohren verursachen.
In Kenntnis der Materialeigenschaften
der in die Rohrfugen eingelegten
Fugenzwischenlagen, der aktuellen
Verformungen während des
Vortriebs und der Verformungshistorie
kann die aktuelle Materialspannung
und die Spannungsverteilung
in der Rohrfuge berechnet
werden. Zur Ermittlung und Beschreibung
des Materialverhaltens
von Fugenzwischenlagenwerkstoffen
wurden umfangreiche Materialuntersuchungen
im Labor durchgeführt.
Die Ergebnisse der Untersuchungen
und das entwickelte
Materialmodell werden nachfolgend
vorgestellt.
STEINZEUG-Information 2004
Fugenzwischenlagen
Zur Übertragung der Vortriebskräfte zwischen jeweils aufeinanderfolgenden
Vortriebsrohren mit druckkraftschlüssiger Rohrverbindung werden Fugenzwischenlagen
in die Rohrfugen eingelegt. Aufgabe der Fugenzwischenlagen
ist die Kompensation von Abweichungen innerhalb der Grenzen
der Fertigungstoleranzen von Rechtwinkeligkeit und Planparallelität
der Rohrspiegel. Weiter haben Fugenzwischenlagen die wesentliche Aufgabe,
die zur Übertragung der Vortriebskraft verfügbare „lastübertragende
Fläche“ zwischen den Vortriebsrohren bei Verwinkelung infolge Steuerkorrektur
oder Kurvenfahrt der Vortriebsmaschine zu vergrößern.
Die Abmessungen der Fugenzwischenlagen sind abhängig von den Abmessungen
der Fugenkonstruktion der Vortriebsrohre und der beim Vortrieb
vorgesehenen Verwinkelungen und Belastungen. ANTZ [3] schlägt in
seinen Untersuchungen die Wahl der Fugenzwischenlagendicke in Abhängigkeit
von den zu erwartenden Rohrverwinkelungen und Rohrabmessungen
vor. Als Richtwert für die Dicke der Fugenzwischenlage werden nach
ATV-DVWK-Arbeitsblatt 125 [1] 10 % der Rohrwanddicke vorgeschlagen.
Die radiale Breite der Fugenzwischenlage sollte keinesfalls die Wanddicke
■ Abb. 3: Fugenausbildung und Fugenzwischenlage bei druckkraftschlüssiger
Rohrverbindung mit fest montierter Stahlmanschette.
am Spitzende des Vortriebsrohres überschreiten. Gerade bei Stahlbetonrohren
sollte die Fugenzwischenlage zwischen der inneren und äußeren
Ringbewehrung angeordnet werden, um Abplatzungen an der Innen- oder
Außenseite des Vortriebsrohres zu vermeiden (Abb. 3).
Normative Regelungen zu Aufbau und Konstruktion von Fugenzwischenlagen
sowie bindende Angaben zu verwendender Materialien existieren bis
heute nicht. Dennoch lassen sich aus den technischen Randbedingungen
nachfolgende Anforderungen an die Materialeigenschaften von Fugenzwischenlagen
ableiten: