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DIN EN 1610 empfiehlt in etwas allgemeinerer Form nach Fertigstellung der Kanalbaumaßnahmen eine Verformungsprüfung der überschütteten biegeweichen Rohrleitungen: „Wenn gefordert, ist die vertikale Veränderung im Durchmesser auf Übereinstimmung mit der statischen Berechnung zu prüfen.“ [EN1610:2015] Für Vortriebsrohre gelten die in DWA-A 161, Absatz 9.4.2 festgelegten Angaben bezüglich der zulässigen Verformung:
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Die nachfolgenden Bilder zeigen die von Roger beschriebenen vorrangigen Querschnittsformen mit der von ihm vorgeschlagenen anschaulichen Beschreibung. Neben den Verformungsbildern werden zum Vergleich die qualitativen Dehnungsverläufe angegeben. Die tatsächlich sinusförmigen Verläufe zwischen Scheitel, Sohle und Kämpfer sind zur Vereinfachung linearisiert dargestellt. (Bild: Verformungstypen mit zugeordneten Dehnungsverläufen aus [Roger88] ; 0° im … |
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Ähnliche Verformungen, die in situ an PE-HD-Rohren festgestellt wurden [Stein95j], zeigen die folgenden Bilder: (Bild: Verformungsbild eines PE-HD-Rohres [Stein95j]) (Bild: Verformungsbild eines PE-HD-Rohres [Stein95j]) (Bild: Verformungsbild eines PE-HD-Rohres [Stein95j]) (Tabelle: Verformung eines Kunststoffrohres mit beispielhafter Kodierung des Schadens) (Tabelle: Verformung eines Kunststoffrohres mit beispielhafter Kodierung des Schadens) |
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Verformungen im Sinne eines Schadens können verursacht werden durch [ATVM143-1:2004]:
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Mögliche Schadensfolgen von Verformungen sind:
Jede Abweichung … |
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Dünnwandige Rohre versagen unter Biegung durch Beulen [Seide61] [Axelr83b], wie auch in Versuchen bestätigt wurde [Spenc79] [Brazi1927]. Eine theoretische Einführung und Literaturübersicht gibt Axelrad [Axelr1980]. Im Zustand der Vorbeulverformung tritt zusätzlich eine nicht zu vernachlässigende Verformung des Rohrquerschnittes (Ovalisierung) in Verbindung mit der elastischen Verkrümmung auf. Diese nichtlineare Biegung von Rohren – das sogenannte … |
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(Bild: Zylinderschale unter kritischer Biegebelastung nach [Axelr83b]) Praxisorientierte Untersuchungen erdverlegter Abwasserleitungen und ‑kanäle lassen zwar einen vernachlässigbar kleinen Einfluss des Längsbiegeverhaltens auf die Querschnittsverformung vermuten, aufgrund der geringen Datenmenge ist eine Verallgemeinerung jedoch nicht zu empfehlen. Für den Fall planmäßiger Längsbiegung ist auch der Einfluss der realen Erddruckverteilung sowie der … |
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Die Bewertung von Verformungen stellt ein Problem dar! Gegenwärtig existieren für biegeweiche Rohre nur sehr oberflächliche Vorschläge zur Klassifizierung von Verformungen, welche sich im Allgemeinen auf den Kennwert der Vertikalverformung dv beschränken und größere als die in der Bemessung angesetzten Verformungen generell als Schaden bewerten. Da eine zeitabhängige Staffelung der Grenzwerte zur Berücksichtigung des viskoelastischen Verformungsverhaltens … |
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Eine Bewertung der Standsicherheit von übermäßig oder uncharakteristisch verformten Rohren ist in einfacher und übersichtlicher Form nur möglich, wenn es gelingt, das quantitative und zeitliche Verhalten in einer Form zu beschreiben, welche die Beurteilung anhand einfacher Parameter zulässt. Das könnte ein Lösungsansatz für die problematische Bewertung von Verformungen sein! Nach Stein und Bosseler bietet sich beispielsweise folgender genereller Regelmechanismus … |
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Stimmen die Beobachtungen mit den Erwartungen der statischen Berechnung überein, sollte bei älteren Kanälen davon ausgegangen werden, dass ein den Bemessungsbedingungen entsprechend standsicheres Rohr-Boden-System vorliegt und daher zukünftige Inspektionen innerhalb der allgemein üblichen Intervalle vollkommen ausreichend sind. Da bei älteren Kanälen in der Regel keine Bemessung für den Vergleich vorliegt, erfolgt die Einschätzung auf Grundlage im … |
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Auf Basis der Auswertung der zeitabhängigen Messungen sind zwei generelle Aussagen als Verformungen (BAA) für nicht bemessungsgerecht verlegte biegeweiche Rohre denkbar:
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Die Schadensart „Rissbildung“ nach DIN EN 13508-2 tritt überwiegend bei biegesteifen Rohren auf, da aufgrund der hohen Biegesteifigkeit dieser Rohre Deformationen des Rohres zwangsweise mit einer Rissbildung einhergehen. (Bild: Riss (BAB) in einem Kunststoffrohr aus PVC – Längsriss mit Grundwasserinfiltration und Verformung ) (Bild: Riss (BAB) in einem Kunststoffrohr aus PVC – Längsriss mit Grundwasserinfiltration und Verformung ) [EN13508-2:2011] (… |
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(Bild: Riss im Beton in einem Großprofil) (Bild: Risse in Steinzeugrohren – Erkennbar sind Abplatzungen an den Rissen, Schatten an den Risskanten ) (Bild: Rissvermessung im Zuge der Zustandserfassung) Charakterisiert wird die Rissbildung in DIN EN 13508-2 nach der Art der Rissbildung und ihres Verlaufs, wobei man zwischen folgenden Rissarten unterscheidet, welche die Vorstufen für den Rohrbruch und schließlich für den Einsturz eines Kanals bilden … |
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Als weiteres Charakterisierungsmerkmal zur näheren Beschreibung der oben genannten Rissarten wird der Verlauf der Rissbildung mit einem zusätzlichen Kodezusatz nach DIN EN 13508-2 beschrieben:
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(Bild: Rissuntersuchung - Messung) (Bild: Riss im Beton in einem Großprofil) (Bild: Rissvermessung im Zuge der Zustandserfassung) Als Quantifizierung der Risse ist die jeweilige Rissbreite in mm anzugeben, wobei nach DWA-M 149-2 dies für Werte kleiner 1 mm mit einer Nachkommastelle erfolgen soll. Darüber werden Haarrisse, Risse und klaffende Risse anhand der Rissbreite unterschieden. Risse mit Rissbreiten ≥ 0,5 mm gelten nicht mehr als Haarrisse sondern … |
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Wann sind Risse zu akzeptieren? Rissbildungen stellen in jedem Fall einen Schaden dar – mit Ausnahme einiger Risstypen bei Beton- und Stahlbetonrohren: So sind beispielsweise nach DIN EN 1916 für Rohre aus Beton, Stahlfaserbeton und Stahlbeton „spinnennetzartige Haarrisse in der zementreichen Oberfläche, Schwind- oder Temperaturhaarrisse, die eine Oberflächenbreite von 0,15 mm nicht überschreiten“, zulässig. (Bild: Riss im Beton in einem Großprofil) |
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(Bild: Viergelenkring - Riss) Von den angeführten Rissverläufen kommen bei biegesteifen Rohren Risse in Längsrichtung (nachfolgend Längsrisse genannt) am häufigsten vor. In den meisten Fällen treten diese in den Viertelspunkten der Rohre auf. Dabei öffnen sich die Scheitel- und Sohlenrisse auf der Innenseite; die Kämpferrisse auf der Außenseite. (Tabelle: Längsrisse mit beispielhafter Kodierung des Schadens) (Tabelle: Längsrisse mit beispielhafter … |
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(Bild: Längsrisse bei biegesteifen Rohren in Anlehnung an [Young84]) Bei biegesteifen Rohren treten Längsrisse durch Überschreitung der Ringbiegezugfestigkeit z. B. bei Linienlagerung auf. Zusätzlich können sie durch Lageabweichungen infolge Veränderung der Bettung aufgrund von Undichtigkeiten oder Bodenbewegungen verursacht werden. Eine weitere Ursache für Längsrisse sind falsch ausgeführte Rohrverbindungen. Derartig verursachte Risse beschränken … |
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Eine weitere Ursache für Längsrisse sind falsch ausgeführte Rohrverbindungen. Derartig verursachte Risse beschränken sich entweder auf diesen Bereich oder können sich auch über das ganze Rohr erstrecken. (Bild: Längsriss im Bereich der Rohrverbindung infolge Lageabweichung in Anlehnung an [Young84]) (Bild: Längsrisse im Bereich der Rohrverbindung durch zu hohe Radialkräfte in Anlehnung an [Young84])Längsrisse im Bereich der Rohrverbindung können auch … |
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Zusammenfassend können Längsrisse bei biegesteifen Rohren beispielsweise durch folgende Ursachen entstehen:
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(Bild: Querriss in einem Steinzeugkanal) Risse über den Rohrumfang werden auch Querrisse genannt. Prädestinierte Stellen sind die Rohrmitte, die Rohrverbindung oder Einbindungen in Schächte oder Bauwerke bzw. Übergänge zu einer direkten Überbauung. Je nach Ursache sind die Risse entweder auf einer Rohrseite weiter geöffnet als auf der gegenüberliegenden (Abwinklung) oder die beiden Rissufer sind gegeneinander verschoben (Versatz). (Tabelle: Querrisse … |
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(Bild: Schaden im Kanal) Frage 1: Welcher Hauptkode ist richtig? |
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(Bild: Schaden im Kanal) Frage 1: Welcher Hauptkode ist richtig? ► Rissbildung (BAB) Frage 2: Welche Charakterisierung ist richtig? |
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(Bild: Schaden im Kanal) Frage 1: Welcher Hauptkode ist richtig? ► Rissbildung (BAB) Frage 2: Welche Charakterisierung 1 ist richtig? ► Klaffender Riss (C) Frage 3: Welche Charakterisierung 2 ist richtig? |
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(Bild: Schaden im Kanal) Frage 1: Welcher Hauptkode ist richtig? ► Rissbildung (BAB) Frage 2: Welche Charakterisierung 1 ist richtig? ► Klaffender Riss (C) Frage 3: Welche Charakterisierung 2 ist richtig? ► Komplexe Rissbildung (C) Frage 4: Welche Quantifizierung ist richtig? |
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