DE3107484C2 - Kabelträgersystem - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein statisch und dynamisch belastetes Kabelträgersystem für Kernkraftwerke od.dgl. mit einer Trassenführung, die von an dem Baukörper in Trassenfelder definierenden Stützabständen befestigten Stielen mit horizontalen zur Aufnahme von Kabelpritschen bestimmten Auslegern gebildet ist. Hierbei soll das Problem gelöst werden, bei einfacher und materialsparender Montage, gegebenenfalls auch im Nachhinein, den sicherheitstechnischen Voraussetzungen, die auch bei einer erheblichen Beanspruchung wie Erdbeben oder Flugzeugabsturz erfüllt sein müssen, zu entsprechen. Dies geschieht durch eine besondere Lagerung der Trassenführung und gegebenenfalls in Verbindung mit einer Entkopplung einzelner Trassenteilabschnitte von der übrigen Trassenführung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kabelträgersystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Kabelträgersysteme für Kernkraftwerke oder dergU z. B. auch für militärische Einrichtungen, gehören zu den sicherheitstechnisch relevanten Systemen, d. h. sie müssen auch für außergewöhnliche Lastfälle wie Erdbeben, äußere Explosionen oder Flugzeugabsturz ausgelegt sein. Sie sind einer relativ strengen sicherheitstechnischen Überprüfung unterworfen.

Bisher hat man diesen Anforderungen dadurch Rechnung zu tragen versucht, daß man Kabelträgersysteme insgesamt als möglichst starre und steife Konstruktion ausführt, siehe Literatur 2, 3,4. Die dabei erforderlichen Versteifungen sind außerordentlich material- und montageaufwendig. Zusätzlich hat man versucht, siehe Literatur 3 und DE-AS 28 16 678, das insgesamt starre Kabelträgersystem in den Verankerungen federnd zu lagern. Bei den üblichen Abmessungen und Massen von Kabelträgersystemen sind im Falle einer Schwingungsisolierung für die zuvor genannten Lastfälle erhebliche Amplituden zu erwarten, was praktisch schon aus Raumgründen nicht zu realisieren ist
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kabelträgersystem der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß es bei möglichst geringen Fertigungs- und Montagekosten den sicherheitstechnischen Anforderungen hinsichtlich Beanspruchungen aus dynamischen Lastfällen ohne weiteres entspricht

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Erfindung geht also durch Entkopplung der einzelnen Trassenabschnhte einen dem bisherigen Vcrstcifungsprinzip entgegengesetzten Weg.

Der Begriff »Stiel« wird vorne und nachfolgend immer nur stellvertretend auch für andere Unterstützungsarten verwendet ebenfalls so der Begriff »Stieltyp« auch für andere Unterstützungskonstruktionen, der Begriff »Stiellänge«. »Stielprofil« und »Stiellagerung«. Unter den Unterstützungsarten, für die die Erfindung anwendbar ist, sollen z. B. auch Rahmen, Fachwerke und dergleichen verstanden werden.
Mit der Erfindung erreicht man, daß durch Einhaltung der beschriebenen konstruktiven Merkmale definierte Trassenabschnitte gebildet werden und das jeweilige System »Kabelpritsche-Stiel« innerhalb tier »einheitlichen« Trassenführung dynamisch äquivalent ist, d. h. annähernd gleiche Eigenformen und Eigenfrequenzen besitzt Dadurch werden die sicherheitstechnischen Nachweise minimiert da es für die »einheitliche« Trassenführung ausreichend und zulässig ist stellvertretend für den gesamten Trassenabschnitt nur ein Feld nachzuweisen und für dieses Spannungen und Auflagerreaktionen für die geforderten Lastfälle anzugeben. Stand der Technik ist es, räumlich verlaufende Kabelträgersysteme zu bauen, die nicht im Sinne der Erfindung entkoppelt sind. Stand der Technik des z. B. atomrechtlichen Genehmigungsverfahrens ist es, trotzdem nur einzelne Unter-Stützungen (Stiele) mit Pritsche rechnerisch nachzuweisen und die räumliche Wirkung der Trassenführung außer acht zu lassen. Hier besteht i. a. eine Nachlässigkeit im Nachweisverfahren, die von den Technischen Überwachungsvereinen noch nicht erkannt worden ist.

Durch die Erfindung kann nicht nur den sicherheitstechnischen Anforderungen leichter entsprochen werden, sondern es ergeben sich auch geringere Planungsarbeiten, einfachere Montage und damit kürzere Montagezeiten, geringerer Materialaufwand. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Prinzip der Entkopplung von unterschiedlich abgestützten Trassenabschnitten auch noch nachträglich bei bereits vorhandenen Kabelträgersystemen vorgesehen werden, die bisher den gestiegenen sicherheitstechnischen Anforderungen nicht entsprechen.

Unter den Stieltypen sind z. B. Boden-Sitiele, Decken-Stiele, Boden-Decken-Stiele, Boden-Wand-Stiele oder Wand-Stiele zu verstehen. Mischkonstruktionen z. B. aus Boden-Decken-Stielen und Decken-Stielen sind nur für Trassenabschnitte mit einem Feld erlaubt. Die Lagerungsbedingungen der Stiele innerhalb eines Trassenabschnittes mit mehr als einem Feld sollen gleich sein. Das bedeutet, daß /.. B. verschiedene Stieltypcn und unterschiedliche Lagerungsarien, wie in Bild 3c gezeigt, nicht

b5 einer »einheitlichen« Trassenführung entsprechen. Die verwendeten Stielprofile sollen in einer «einheitlichen« Trassenführung nicht voneinander abweichen. I'nlkopplungen in Trassenleilabsehnille werden auch im-

mer dort vorgenommen, wo aus bau- oder planungstechnischen Gründen eine »einheitliche« Trassenführung im Sinne der Erfindung ursprünglich nicht durchführbar ist

Die Entkupplung einzelner Trassenteilabschnitte bedeutet, daß die Pritschen Trennstellen (20) besitzen, an denen die Pritschenholme unterbrochen sind. Die Kabel 'aufen jedoch über die Trennstelle hinweg. Eine Entkopplung in Trassenteilabschnitte wird insbesondere dann vorgenommen, wenn entweder Stiele mit unterschiedlicher Steifigkeit (Länge, Profil) und/oder unterschiedliche Stieltypen Verwendung finden oder die Anzahl der Pritschen und somit die Kabelmassc sich von Unterstützung zu Unterstützung verändert

Die einzelnen St;ellängen innerhalb eines Trassenabschnittes mit mehr als einem Feld sollen nicht mehr als etwa ± 10% von der sonst gleichen Stiellänge abweichen.

Die Entkopplung von Trassen wird in ^stimmten Fällen — wie z. B. Kreuzungsstiele (31) — auch dadurch erreicht, daß die Unterstützungen (in diesem Fall die Ausleger) mit einer gleitenden Verbindung vorzugsweise entsprechend F i g. 4a und 4b derart versehen werden, daß die Pritschen in ihrer Längsrichtung in die Unterstützung keine Horizontalkräfte (von Reibungskräften abgesehen) einleiten.

Bei räumlicher Trassenführung wird vorlcilhafterweise ebenfalls das erfindungsgemäßc Entkopplungsprinzip angewendet, d. h. es werden T-Stücke oder dergl. (hinsichtlich der abzweigenden Äste), in Bodenmitte abgestützte Bodenabschnitte und/oder seitliche Versetzungen in Trassenebenc von der übrigen Trassenführung abgekoppelt. Eine »Kreuzungsstelle« liegt immer dann vor, wenn zwei oder mehrere Trassen sich in gleicher oder unterschiedlicher Höhenlage kreuzen, wobei eine Entkopplung der Trassen, die sich auf unterschiedlicher Höhe kreuzen, nur dann erforderlich ist, wenn beide Trassen an einem gemeinsamen »Kreuzungsstiel« befestigt sind.

Es ist ferner zweckmäßig, auch Steigungsabschnitte (19) von der übrigen Trassenführung abzukoppeln, um unzulässig große Verschiebungen in Längsrichtung zu vermeiden.

Ausführungsbeispiele und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen. Es zeigen

F i g. 1 a und Ib jchematischc Draufsichten auf Teilabschnitte eines erfindungsgemäßen Kabelträgersystems,

F i g. 2a und 2b schematische Draufsichten auf andere Teilabschnitte eines erfindungsgemäßen Kabeliragcrsysiems.

F i g. 3a und 3b zwei unterschiedliche Trassenführungen eines erfindungsgemäßen Kabclträgersystems,

F i g. 3c Beispiel für eine Trassenführung, die nicht im erfindungsgemäßen Sinne ausgeführt ist,

F i g. 4a und 4b im Schnitt und in Draufsicht eine gleitende Verbindung zwischen Ausleger und Pritsche und

F i g. 5 alternative UnterstützungskonstruKtionen.

Die Fig. la und Ib veranschaulichen verschiedene Varianten gerader und abzweigender, sich zum Teil überkreuzender Trassenabschnitte 10, deren Kabelpritschen 12 an Stielen Il mit Auslegern 13 befestigt sind. Zur Schaffung von Trassenlcilstücken einheitlicher Trassenführung im Sinne der Erfindung sind zur Entkopplung Trennstellen 20 vorgesehen und zwar Entkopplung des abzweigenden Astes an T-Stücken 15 und zur Entkopplung der abzweigenden Äste an Kreuzungsstücken 16.

Fig.2a veranschaulicht die erfindungsgemäße Entkopplung mit Trennstellen 20 an einem T-Stück 15, welches an einer Wand 21 mit Wandstielen 11 abgestützt ist. In das T-Stück 15 mündet ein Sieigungsabschnitt 19 über ein Bogenabschnitt 17. Der Bogenabschnitt 17 ist in einer Ebene »schubweich«, so daß eine Entkopplung entfallen kann. In F i g. 2a ist ebenfalls eine »Kreuzungsstelle« mit gemeinsamem Kreuzungsstiel 31 veran- schaulicht Fig.2b zeigt eine seitliche Versetzung 30, sowie einen in Bogenmitte abgestützten Bogen 29.

Bei dem in F i g. 3a veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind die Längen der von einer Decke 22 abhängenden Stiele 11 unterschiedlich, da ein Stiel an einem Deckenunterzug 23 angebracht ist Bei unterschiedlicher Stiellänge in einer Trassenführung liegen zwangsläufig unterschiedliche Belastungen der kürzeren Stiele und der längeren Stiele vor, d. h. es kommt zu Lastumlagerungen innerhalb der Trassenführung, falls keine Entkopplungsstelle vorhanden ist. Dies ist insbesondere auf die Scheibenwirkung der Pritschen 12 in Längs- und Querrichtung zurückzuführen. Der Stiel 11, der im dargestellten Fall am Deckenunterzug 23 befestigt ist, würde, bei fehlender Entkopplung, durch die beiderseitigen Trennstellen 20 annähernd die gesamten Horizontalkräfte der Trassenführung aufnehmen müssen. Zur Verringerung de." Auflagerreaktion an der Wandplatte 24 am Deckenunterzug 23 kann ein Diagonalverband 14 vorgesehen werden

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3b enthält die Trassenführung eine Steigung 19 und dadurch Decken-Stiele 11 unterschiedlicher Länge. Die langen Decken-Stiele 11 besitzen niedrige Eigenfrequenzen und erfahren z. B. eine höhere dynamische Beschleunigung im Lastfall Erdbeben als die kurzen Deckenstiele 11. Es ist daher eine Entkopplung dieser Unstetigkeitsstelle in der gleichmäßigen Trassenführung vorgenommen, um Undefinierte Lastumlagerungen von den langen zu den kurzen Deckenstielen zu verhindern.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3c sind Boden-Decken-Stiele U vorgesehen. Die ansonsten einheitliche Trassenführung enthält aber einen Boden-Wand-Stiel 11'. Dieser Einzelfall kann toleriert werden, falls am Stiel 11' gleitende Verbindungen vorhanden sind. Die Längskräfte verteilen sich auf die benachbarten Boden-Decken-Stiele 11. In Querrichtung werden die Massenkräfte des freien Endes des Boden-Wand-Sticles 11' über die Pritsche 12 von den Boden-Decken-Stielen U aufgenommen. Unerlaubt ist jedoch die Umso kehrung der Lagerungsbedingungen des Decken-Boden-Stieles 11" auf der rechten Seite der Darstellung, wenn keine Entkopplung vorgesehen ist.

F i g. 4a und 4b zeigen eine gleitende Verbindung 18 einer Pritsche 12 an einem Ausleger 13. Dabei sind die Holmprofile 26 mit ihren unteren Schenkeln unter Gleitplatten 27 des Auslegers 13 in Pritschenlängrichtung verschieblich gelagert.

F i g. 5a bis 5b zeigen andere Arien und Weisen, Kabelpritschen 12 zu unterstützen, bei welchen die Erfin-

bo dung Anwendung finden kann.

F i g. 5a und 5b beziehen sich dabei auf Rahmentragwerke 32, F i g. 5c und 5d auf Fachwerke 33.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kabelträgersystem mit einer Trassenführung, bestehend aus Stielen, Auslegern und Pritschen, das zum Abtrag statischer und dynamischer Belastungen geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß Trassenabschnitte, die nicht dynamisch äquivalent sind, d. h. unterschiedliche Eigenformen und Eigenfrequenzen aufweisen, voneinander durch Einführung von Trennstellen ohne kraft- und formschlüssige Verbindungen und/oder durch Einführung gleitender Verbindungen ohne Kraftschluß zwischen Holm und Ausleger in Pritschenlängsrichtung konstruktiv zu entkoppeln sind, derart, daß die auf diese Weise neu entstandenen Trassenabschnitte eine einheitliche Trassenführung besitzen, d. h. un'er Verwendung von Stielen im wesentlichen gleicher Stiellänge und nur eines einzigen Stielprofils und gleicher Stiellagerung gebildet sind und, daß bei nichtgerader Trassenführung T-Stücke oder dergleichen (15) hinsichtlich des abzweigenden Astes, sowie Kreuzungsstücke (16) hinsichtlich der abzweigenden Äste, sowie in Bogenmitte abgestützte Bogenabschnitte (29) und/oder seitliche Versetzungen in Trassenebene (30) von der übrigen Trassenführung abgekoppelt sind und, daß bei Verwendung gemeinsamer Kreuzungsstiele (31) an Kreuzungsstellen gleitende Verbindungen (18) vorgesehen sind.

2. Kabelträgersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einheitliche Trassenführung näherungsweise eine gleiche Anzahl von Kabelpritschen pro Unterstützung (Stiel) aufweist

3. Kabelträgersystem nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Stiellängen in einheitlichen Trassenabschnitten (10) nicht mehr als etwa +/—10% von der sonst gleichen Stiellänge abweichen.

4. Kabelträgersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Steigungsabschnitte (19) bei Verletzung der dynamischen Äquivalenz von der übrigen Trassenführung abzukoppeln sind.

5. Kabelträgersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß schubweiche Bogenelemente (17) verwendet werden.