DE1220684B

DE1220684B - Unmittelbar im Erdboden verlegtes Rohr aus Metall oder aehnlich elastischem Werkstoff

Info

Publication number: DE1220684B
Application number: DEV24303A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Georg Feder
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1962-10-10
Filing date: 1963-07-13
Publication date: 1966-07-07

Description

Unmittelbar im Erdboden verlegtes Rohr aus Metall oder ähnlich elastischem Werkstoff Die Erfindung bezieht sich auf ein unmittelbar im Erdboden verlegtes Rohr aus Metall oder ähnlich elastischem Werkstoff, bei dessen Verformung durch den Erddruck ein die Rohrflanken stützender passiver Erddruck hervorgerufen wird.
Die Wanddicken eingegrabener Rohre und Behälter aus Metall oder im elastischen Verhalten ähnlichen Werkstoffen werden häufig durch die sich aus den Erdauflasten ergebenden Beanspruchungen bestimmt, da dieser Lastfall größere Beanspruchungen hervorrufen kann als der Innendruck. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit wird aber angestrebt, die für den Innendruck erforderliche Wanddicke zu belassen und mit zusätzlichen Aussteifungen der Belastung durch den Erddruck zu begegnen. Es ist bereits bekannt, zur Versteifung an der Rohraußenseite Ringe bzw. Spanten vorzusehen oder Ummantelungen aus Beton zu verwenden. Im Bereich der Versteifungsringe treten aber Schwierigkeiten hinsichtlich des Korrosionsschutzes auf. Betonummantelungen sind teuer und empfindlich gegen Bodensetzungen. Beide Versteifungsarten haben außerdem den gemeinsamen Nachteil, daß die Rohre auf Grund ihrer höheren Steifigkeit nicht mehr imstande sind, vor Erreichen ihrer zulässigen Beanspruchung sich so weit zu verformen, daß an den seitlichen Rohrflanken ein diese entlastender passiver Erddruck hervorgerufen wird. Fehlt der passive Erddruck an den Rohrflanken, so wirkt die obere Rohrhälfte wegen der fehlenden Kämpferkraft statisch nicht als Bogen, sondern als Träger, was eine Vervielfachung der Beanspruchung zur Folge hat.
Es sind zwar Rohre aus Beton od. dgl. bekannt, deren Wanddicke im oberen und unteren Scheitelbereich vergrößert ist. Hierbei handelt es sich aber um Rohre aus starrem Werkstoff, bei denen der passive Erddruck mangels eines elastischen Verformungsvermögens gar nicht zur Wirkung kommen kann und bei denen für die Beanspruchung lediglich der aktive Erddruck und der Sohldruck zu berücksichtigen sind. Auch das Bruchverhalten von Rohren aus biegsamern und starrem Werkstoff ist ganz verschieden. Whrend das starre Rohr durch Biegebruch im Bereich des Scheitels und der halben Höhe in den unteren Quadranten zugrunde geht, wird das Tragvermögen eines Rohres mit biegsamer Wand durch Einbeulen in den oberen Quadranten begrenzt.
Es sind ferner Doppelmantelrohre bekannt, bei denen der Ringraum zwischen den beiden metallischen Rohrmänteln mit Beton ausgefüllt ist. Auch hier ergibt sich dann ein starres Rohr, das im eingegrabenen Zustand ganz anderen Belastungen und Beanspruchungen unterworfen ist, als sie bei Rohren aus Metall oder ähnlich elastischem Werkstoff auftreten.
Schließlich ist es bekannt, Metallrohre durch Außenschalen zu verstärken. Hierbei handelt es sich aber um Rohrabzweigstücke, bei denen diese Versteifungsschalen zur Aufnahme des Rohrinnendruckes in dem Bereich dienen, in dem die Wand des Hauptrohres durch die Öffnung für das Zweigrohr geschwächt ist.
Durch die Erfindung soll ein unmittelbar im Erdboden verlegtes Rohr geschaffen werden, das zur Aufnahme der Erdauflasten hinreichend versteift ist, ohne Schwierigkeiten in bezug auf den Korrosionsschutz zu bereiten und ohne den passiven Erddruck an den Rohrflanken zu beeinträchtigen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rohrwand in ihrem oberen Umfangsbereich eine im Querschnitt wenigstens annähernd sichelförmige Verstärkungsauflage aufweist.
Bei dem erfindungsgemäßen Rohr ist also der hinsichtlich des Einbeulens gefährdete Rohrscheitel versteift, die Nachgiebigkeit der unteren Teile des Rohres bleibt aber erhalten. Dadurch kann sich der untere Rohrteil unter der Wirkung der Erdauflast oval derart verformen, daß an den Rohrflanken der passive Enddruck wirksam wird und zur Abstützung der Rohrwand beiträgt. Es ergibt sich dadurch ein überraschend hohes Tragvermögen bei nur geringem Materialverbrauch. Da bei einer solchen Versteifung durchweg glatte Flächen vorhanden sind, tritt keine Störung des Korrosionsschutzes auf. Im Gegenteil, es wird der obere Rohrbereich, der sonst am stärksten durch Frost, Wurzeln, Humus usw. korrosionsgefährdet ist, besonders geschützt. Ferner ergibt die Verstärkungsauflage eine gewisse Wärmeisolierung an der Rohroberseite, so daß die Gefahr einer Vereisung der Rohrinnenwand wesentlich verringert ist. Auflasten, die von den Verlegungsort überrollenden Fahrzeugen herrühren, werden gut verteilt.
Als Verstärkungsauflage kann in an sich bekannter Weise eine unter Bildung eines Hohlraumes an die Rohrwand angeschlossene Schale aus gleichem oder im elastischen Verhalten ähnlichem Werkstoff wie das Rohr vorgesehen sein. Dabei kann der Hohlraum zwischen der Schale und der Rohrwand in an sich bekannter Weise eine Füllung, z. B. mit Beton oder Isolierstoff, aufweisen oder durch Schotte unterteilt sein. Die Fähigkeit des Rohres, sich zu einem liegenden Oval zu verformen, wird durch die Hohlraumfüllung nur geringfügig beeinträchtigt, da zwischen Betonkörper und Metalloberfläche lediglich Druckübertragungen möglich sind und die Betonfüllung bereits bei geringen Biegebeanspruchungen reißt, also keine Biegesteifigkeit aufweist. Die Füllung bewirkt, daß sich das Rohr wohl liegend oval, nicht aber hochstehend oval verformen kann, was sich besonders günstig während des Aufbringens der Erdhinterfüllung im Ulmenbereich auswirkt. Schließlich ist es möglich, die Verstärkungsauflage als Massivkörper, beispielsweise aus Beton, auszubilden.
Die Erfindung ist nicht auf Rohre beschränkt, sie kann auch bei liegenden zylindrischen Behältern Anwendung finden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungs,gemäßen Rohres im Querschnitt dargestellt.
Die Rohrwand 1 aus Metall oder einem ähnlich elastischem Werkstoff weist in ihrem oberen Umfangsbereich eine sichelförmige Verstärkungsauflage auf, die aus einer an der Rohrwand 1 angeschweißten Schale 2 aus dem gleichen Werkstoff wie die Rohrwand besteht. Zwischen der Rohrwand und der Schale ist ein Hohlraum 3 frei gelassen. Der Hohlraum 3 kann mit Beton ausgefüllt durch Schotte unterteilt sein. Die Schale 2 erstreckt sich über die ganze Länge des im Erdboden verlegten Rohres.

Claims

Patentansprüche-1. Unmittelbar im Erdboden verlegtes Rohr aus Metall oder ähnlich elastischem Werkstoff, bei dessen Verformung durch den Erddruck ein die Rohrflanken stützender passiver Erddruck hervorgerufen wird, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Rohrwand (1) in ihrem oberen Umfangsbereich eine im Querschnitt wenigstens annähernd sichelförmige Verstärkungsauflage (2) aufweist.
2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstärkungsauflage in an sich bekannter Weise eine unter Bildung eines Hohlraumes (3) an die Rohrwand (1) angeschlossene Schale (2) aus gleichem oder im elastischen Verhalten ähnlichem Werkstoff wie das Rohr vorgesehen ist. 3. Rohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (3) zwischen der Schale (2) und der Rohrwand (1) in an sich bekannter Weise eine Füllung, z. B. aus Beton oder Isolierstoff, aufweist oder durch Schotte unterteilt ist. 4. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsauflage als Massivkörper, beispielsweise aus Beton, ausgebildet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 631762; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1751049; österreichische Patentschrift Nr. 173 152; USA.-Patentschriften Nr. 1671679, 2 029 369, 2 261912; Bericht Nr. 35 d. Eidgen. Materialprüfun-gs- und Versuchsanstalt für Industrie, Bauwesen und Gewerbe, 1937, S. 198.