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Verfahren zum Herstellen eines Durchlaßbauwerkes
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Durchlaßbauwerkes,
wobei ein Rohr aus Metallblech an der Stelle des in offener Bauweise zoBoin einem
Damm oder unter Geländeniveau zu errichtenden Durchlasses mit Schüttmaterial eingeschüttet
wird.
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Durchlaßbauwerke werden gemäß diesem Verfahren in offener Bnuweise
zumeist in Straßen- oder Eisenbahndämmen errichtet und dienen im allgemeinen zum
Unterqueren von Verkehrswegen durch andere Verkehrswege, Gerinne, Leitungen od0dgl.
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Der tragende Bestandteil derart hergestellter Durchlaßbauwer0#c ist
vor allem das Rohr aus Metallblech, das zur Verstärkung im allgemeinen profiliert,
meist in Form eines wellrohre zum Einsatz kommt, Das mit Schüttmaterial ein¢eschfittete
rohr alls Metallblech verformt sich im Laufe der Zeit unter dem Einflüß der Set7un~sbewegungen
des Schüttmaterials und des Ballgrundes und ermöglicht somit nach dem Abklingen
der Setzungsbewegungen ein Mittragen der Belastung durch das Schüttmaterial Trotzdem
muß ein Teil der re lastung auch nach langjährigem Einbau vom Rohr aufgenommen werden.
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Ein Nachteil derartig unter Einbau eines Rohres aus Metallblech hergestellter
Durchlaßbauwerke ist daher die Notwendigkeit, das Metallrohr langfristig vor Korrosion
zu schützen.
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Es ist auch bekannt, unter Vermeidung dieses Nachteils Durchlaßbauwerke
in Massivbauweise zu errichten, Die dabei notwendige Errichtung von Betongewölben,
Stahlbetonrahmen und -schalen in Orts-~ oder Fertigteilbauweise ist jedoch sehr
zeitraubend und aufwendig.
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Rs ist schließlich bekannt, die Vorteile einec mit Schüttmaterial
zugeschütteten Metallrohres mit den Vorteilen eines Gewölbes alls Massivbeton zu
kombinieren, indem in ein in Schuttmaterial eingeschüttetes erstes Metallrohr ein
zweites, kleineres Metallrohr eingefädelt und der Zaisehenrallm mit Zementmörtel
oder Beton gefüllt wird. Derartig unter Einsat# von zwei Metallrohren hergestellte
Durchlaßbauwerke verursachen jedoch praktisch die doppelten Kosten des einfachen
Wellrohres. Da ferner eine hohlraumfreie Mortel-F0llunz des Zwischenraumes vor allem
im Scheitelbereich großer Sorgfalt bedarf, kann mit dem Mittragen der Mörtelfüllung
nur in besonderen Fällen gerechnet werden0 Außerdem können sich derartig hergestellte
Durchlaßbauwerke, ebenso wie Beton-Mass#vbauten, den Setzungsbewegungen von Schüttmaterial
und Baugrund nur schlecht anpassen. Sie ziehen daher einerseits Belastung auf sich,
wie andererseits die eingebauten Jahre bei großen Durchlaßhöhen aus dem sich setzenden
Damm herauswachsen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen
eines Durchlaßbauwerkes bereitzustellen, welches die Nachteile der bekannten Verfahren
vermeidet, ohne daß die Vorteile des Einbaus eines flexiblen Rohres aus Metallblech
verlorengehen, Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art
dadurch gelöst, daß nach dem Einschüt#en des Rohres mindestens etwa doppelt so lange
gewartet wird, wie dies bis zum Eintreten der Hälfte der unter der Last des SchÜttmaterials
ins gesamt zu erwartenden Änderung der lichten Weite des Rohres erforderlich ist,
und erst dann an der fanden Innenfläche des eingeschfitteten Rohres eine Betonschicht
mit einer Dicke von einigen cm auf gebracht wird.
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In der Praxis wird z.B. wie folgt vorgegangen: Das beim erfindungsgemäßen
Verfahren zum Einsatz kommende Metallrohr ist ausreichend stark bemessen, um gemeinsam
mit
dem auf ihm lastenden Schüttmaterial die Gehrauchslasten zu
tragen, wird jedoch durch das Setzen des Schüttmaterials ind des Baugrundes im Laufe
der Zeit ein wenig zusammengedrückt.
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Das anfangs z.B im Querschnitt hochovale Rohr nimmt nach einigen Jahren
- ein derartig langer Zeitraum wird für d2s Abklingen der wesentlichen Setzungsbewegungen
meist benötigt - beispielsweise eine kreisrunde Querschnittsform an. Während dieses
Zeitraumes steht das Durchlaßbauwerk bereits voll in Betrieb. Der Zeitraum, der
bis zum Aufbringen der Betonschicht an der freien Innenfläche des Rohres mindestens
abzuwarten ist, kann in der folgenden Weise festgelegt werden: An der Innenfläche
des Pohres werden im Einbauzustand diametral gegenüberliegende Punkte dal1erhaft
markiert und der Abstand dieser gegenüberliegenden Punkte wird bei hindigem Schüttmaterial
z.B. zu folgenden Zeitpunkten gemessen: llnmittelbar nach dem vollständigen Aufschütten
des Schüttmaterials, 1 Monat, 1 Jahr, 9 Jahre und 9,5 Jahre nach der ersten Messung.
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Die erhaltenen z.B, fünf Längenwerte #eichnet man in ein Diagramm
in Abhängigkeit von der Zeit ein und erhält damit fiinf Punkte der Zeit-Setzungslinie,
welche die Form liner negativen e-Potenz-Kurve hat. Aufgrund der vorhandenen fünf
Punkte kann der gesamte Verlauf der Kurve mit ausreichender Genauigkeit durch Inter-
bzw0 Extrapolieren festgestellt X rden. Es kann dann aus der gezeichneten Kurve
annähernd die Halbwertszeit ermittelt werden, d.h0 jene ZPitH er, biq die Hälfte
der insgesamt zu erwartenden Längenänderung eingetreten ist. Mit dem Aufbringen
der Betonschicht wird dann mindestens so lange gewartet, bis seit dem Zuschütten
des Rohres etwa die doppelte Halbwertszeit vergangen ist.
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Bei rolligem Schüttmaterial liegt die erwähnte Halbwertszeit in der
Größenordnung von einigen Monaten, bei bindigem Schüttmaterial in der Größenordnung
von mehreren Jahren. Die Meßzeitpunkte sind dementsprechend in Abhängigkeit vom
Schtittmaterial
so zu wählen, daß der durch Meßpunkte belegte Kurvenverlauf
für die näherungsweise Festlegung der gesamten Kurve ausreicht .
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An Stelle der im Durchlaßhohlraum wie erwähnt vorgenommonon Messungen
kann der Zeitpunkt, bis zu dem die wesentlichen Setzungsbewegungen abgeklungen sind,
auch durch entsprechende Nivellement-Messungen, z,B. der Dammkrone oder der Durchlaßfirste,
festgestellt werden.
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Es ist auch möglich, ohne Messungen auszukommen, indem bis zum Aufbringen
der Betonschicht je nach Schüttmaterial eine sicherlich ausreichende Zeitspanne
von 10 oder mehr Jahren gowartet wird. Jedenfalls soll aber die Betonschicht aufgebracht
werden, bevor wesentliche Schäden an der in den stern Flln vorhandenen Korrosionsschutzschicht
des Rohres sichtbar werden.
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Die ansonsten etwa zu diesem Zeitpunkt übliche Überholung der Korrosionsschutzschicht
kann daher entfal#en.
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Die beim erfindungsgemäßen Verfahren aufgebrachte Betonschicht gewährleistet
einerseits einen sicheren Korrosionsschutz des Metallrohres und andererseits eine
auf Dauer tragfahigo Verkleidung des Metalirohres. Die Tragfähigkeit des DurchlaRbauwerkes
wird durch den sich ergebenden Rohr-im-Rohr-Effekt wesentlich verbessert, welcher
darauf beruht, daß.. ein Ablösen oder Ausknicken der innenliegenden, druckfesten
Betonschicht nur bei einer gleichzeitigen Umfangverkürzung derselben eintreten kann.
Die Betonschicht kann daher als tragender Bauteil wirken, wenn nach vielen Jahrzehnten
eine Schwächung des Metall rohres durch Korrosion eintreten sollte. Nach so langer
Zeit hat auch das Tragvermögen des Schttmaterials durch weiteres Auspressen des
Porenwassers und durch Verkeilen mines Korngerüstes weiter zugenommen. Außerdem
sind dann allfällige Sickerwege des Tagwassers erkennbar und dieses kann abgeleitet
werden, ohne Schaden anzurichten. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
Durchlaßbauwerke haben daher eine unbegrenzte Haltbarkeitsdauer.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der r'rfindiin# wird ein in
der Längsrichtung des Durchlasses profiliertes oder ge elltes Rohr eingeschüttet
und die Betonschicht mit einer glatten Oherfläche ohne Profilierung oder Wellung
ausgebildet. Die Betonschicht hat dann spanten- oder ringförmige Verdickungen, die
eine besonders tragfähige und gleichzeitig materiaisparende Bauweise ergeben.
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Vorteilhaft wird Zement-gebundener Beton mit einer Schichtdicke von
2 bis 70 cm, vorzugsweise von 2,5 bis 7,5 cm aufgebracht.
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Neben der guten Druckfestigkeit hat dieser Beton, wie er auch für
Straßendecken verwendet wird, den Vorteil eines aktiven Korrosionsschutzes für das
Metallrohr, wie dies bei Betonarmierungen aus Metall bekannt ist.
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Beim bevorzugten Einsatz eines profilierten oder gewellten rohres
wird vorteilhaft zuerst Zementmörtel höchstens bis zum Ausfüllen des Rohrprofiles.
bzw. der Rohrwellung und dann Feinkornbeton bis zur Fertigstellung des Belages aufgebracht.
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Der Beton wird vorzugsweise aufgespritzt. Dabei wird zweckmäßig die
übliche Putz- oder Spritzbetontechnik lagenweise angewendet.
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Es ist von Vorteil, beim Aufbringen der Betonschicht eine Draht-.
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armierung, vorzugsweise ein Baustahlgitter miteinzubauen.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Beispiels in der Zeichnung
näher erläutert, worin Fig.1 einen Teil eines erfindungsgemäß hergestellten Duchlaßbauwerkes
im Axialschnitt und Fig.2 dieses Bauwerk in einem kleineren Maßstab im Querschnitt
zeigt.
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Mit 1 ist ein aus Einzelsegmenten zusammengeschraubtes tauchverzinktes
Rohr aus Stahlblech mit einer Wanddicke von 5 mm be#eichnet.
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Das Stahlrohr 1 ist in seiner Achsrichtung wellenförmig profiliert
und ist an der Stelle des in einem Damm zu schaffenden Durchlasses auf den Baugrund
aufgesetzt worden. Sein Querschnitt ist etwa kreisförmig, jedoch im Einbauzustand
3 % hochoval verspannt. In
diesem Zustand ist es mit Schüttmaterial
2 für den Dammbau zugeschüttet worden.
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Im Laufe von mehreren Jahren klingen die anfangs grQRoren Setzungsbewegungen
des Baugrundes und des Schüttmaterials langsam ab und der Querschnitt des Pohres
1 nimmt nahezu eine Kreisform an. Während dieser Zeit steht die Oberfläche 2a des
Dammes schon voll für den Fahrverkehr zur Verfügung.
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Nachdem die wesentlichen Setzungsbewegungen dPs Schüttmaterials 2
und des Baugrundes abgekilingen sind, wird auf die freie Innonfläche des Rohres
1 die druckfeste und vor Korrosion scbützende Betonschicht 3 aufgebracht. Das Aufbringen
erfo1wt durch lagenweises Aufspritzen, zunächst von Zementmörtel 32 bis die Pohrwellung
gefüllt ist. Dann wird eine Baustahlmatte in Form eines Gitters 4 eingelegt und
der Aufspritzvorgang mit Feinkornbeton 31 bis zur Fertigstellung der Betonschicht
3 fortgesetzt. Die fertige Betonschicht 3 hat an den konvexen Stellen der Rohrwellung
eine Dicke von 2,5 cm und an den konkaven Stellen der Rohrwellung eine Dicke von
7,5 cm.
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Die dickeren Bereiche der Betonschicht 3 ergeben spanten- oder ringförmige
Verstärkungen und sind in der Lage, die vom Rohr 1 aufgenommenen Umfangskräfte auch
allein zu tragen0 Ein späteres eventuelles Korrodieren des Stahlrohres 1 muß somit
auch bei ungünstigsten Verhältnissen ohne Einfluß auf das Tragvermögen des Bauwerkes
bleiben. Die Bestandsdauer des Bauwerkes kommt zumindest jener von üblichen Stahlbetonbauten
gleich.