DE4309403A1

DE4309403A1 - Mechanische Abschirmung von Formteilen gegen Bodendruck

Info

Publication number: DE4309403A1
Application number: DE19934309403
Authority: DE
Original assignee: Delta X Ingenieurgesellsc GmbH
Current assignee: Delta X Ingenieurgesellsc GmbH
Priority date: 1993-03-23
Filing date: 1993-03-23
Publication date: 1994-09-29

Description

Stand der Technik

Es ist bekannt, für die Entwässerungssy steme von Mülldeponien Rohrleitungen und Formteile aus Kunststoff zu verwenden. Das Entwässerungssystem ist stets auf der unteren Basisabdichtung der Deponie angeord net und dadurch der vollen Auflast aus dem deponierten Müll ausgesetzt. Verzweigungen und Richtungsänderungen im Leitungssystem der Basisentwässerung werden dabei durch Formteile realisiert. Die Leitungen und Formteile werden in einer über der Basisab dichtung liegenden Schicht aus Sand-Bentonit verlegt und mit Kies (Dränschicht) über schüttet. Eine hinreichende Korrosionsbe ständigkeit gegen die aggressiven Deponie- Sickerwässer kann durch die Verwendung geeigneter Kunststoffe erreicht werden. Übliche Formteile sind Reduzierstücke, Krümmer, Abzweige und Kreuzungsstücke, wobei die zwischen den Rohrachsen entstehenden Winkel unterschiedlich sein können. Die Ver bindung der Formteile untereinander oder mit den anschließenden Leitungen kann mit oder ohne Muffenstoß ausgeführt werden. Ferner ist bekannt, daß diese Formteile am Stück gegossen oder durch Zusammenschweißen ein zelner Rohrsegmente gebildet werden können. Weiter ist bekannt, daß teilweise versucht wurde, im Formteilbereich größere Material dicken einzusetzen als im normalen Rohr bereich. Es ist ferner bekannt, daß zur Abschirmung relativ großvolumige Behälter verwendet werden, die ebenfalls aus Kunststoff bestehen und welche als Schweiß konstruktion ausgeführt werden (unver öffentlicht, statische Berechnung des An tragstellers für die Deponie Hegnenbach).

Kritik des Standes der Technik

Kunststoffe unterliegen Alterungsprozessen, die im Laufe der Zeit zu einer Verminderung der Belastbarkeit führen. Die Belastbarkeit wird zusätzlich durch das verwendete Schweißverfahren und die Temperatur am Einbauort in erheblichem Maße beeinflußt. Hieraus resultiert eine Beschränkung der Formteilgeometrien auf diejenigen Formen, für die sich die Reduzierung der Belast barkeit infolge des Schweißverfahrens in verträglichen Grenzen hält. Da die Bean spruchungen des Formteiles auch stark von dessen Geometrie abhängen (beispielsweise ergeben sich bei spitzwinkligen Abzweigen - bei gleicher äußerer Belastung - höhere Be anspruchungen, als bei einem rechtwinkligen Abzweig) führt dieser Sachverhalt zu Ein schränkungen bei der Linienführung des Ent wässerungssystems bzw. zu einer unwirt schaftlichen Aneinanderreihung von Formtei len. Da letztere vom Tragverhalten her stets das schwächste Glied des Entwässerungs systems darstellen und somit für die maxi male Überschüttungshöhe maßgebend sind, er gibt sich aus der Verwendung von Formteilen eine in Zeiten knappen Deponieraums unerwünschte Begrenzung der möglichen Müll überschüttung. Ein weiterer Nachteil besteht - bedingt durch fehlende anerkannte Regeln der Baukunst - in der zeit- und kostenin tensiven Prüfung und Erstellung der Festig keitsberechnungen der Formteile. Die Verwen dung von höheren Wanddicken im Formteilbe reich führt praktisch zu keiner Erhöhung der Belastbarkeit, da das dadurch steifere Bau teil Lasten "anzieht" und somit die Bean spruchungen in etwa konstant bleiben. Der Einsatz von Abschirmbehältern aus Kunststoff weist infolge der geringen Beanspruchbarkeit des Kunststoffes und deren Temperaturab hängigkeit im Grundsatz dieselbe Problematik wie die Formeile selbst auf. Auch mit den bisherigen zylindrischen Abschirmbehältern aus Kunststoff kann die durch die Grenz tragfähigkeit der Rohre im Normalbe reich festgelegte maximale Müllüberschüt tung nicht erreicht werden. Zudem erfordern sie kostenintensive Zusatzmaßnahmen, wie z. B. die Vergrößerung des Sand-Bentonitauf lagers und der Überschüttung mit Dränkies.

Problem

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Belastbarkeit von Rohrleitungssystemen, die Formteile aus Kunststoff enthalten, auf das Niveau der Rohrleitungen im Normalbe reich anzuheben.

Erzielbare Vorteile

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile be stehen insbesondere darin, daß die äußere Belastung von den empfindlichen Formteilen ferngehalten bzw. vollständig von der Um mantelung aufgenommen wird. Damit sind aufwendige Festigkeitsberechnungen für die Kunststoff-Formteile nicht mehr erforder lich. Ferner können die Formteile mit ein facheren Schweißverfahren d. h. kostengün stiger hergestellt werden. Infolge der durch die Ummantelung erreichten totalen Abschir mung können auch statisch weniger günstige spitze Abzweigwinkel realisiert werden. Durch die Verwendung von bauaufsichtlich zugelassenen und genormten Materialien für die Ummantelung (Stahl, Beton) und deren Dimensionierung nach gültigen Regelwerken ergibt sich ein Zugewinn an Sicherheit und zudem eine Vereinfachung der Prüfverfahren der statischen Berechnungen. Da die vorge sehenen Materialien Stahlbeton oder Stahl wesentlich höher belastet werden können als Kunststoffe, kann die Ummantelung klein volumig gebaut werden, wodurch die Gefahr von Setzungsunterschieden und die Eingriffe in die Basisabdichtung und die Sand-Bento nit-Schicht gering bleiben. Für den Planer von Deponien ergeben sich Vorteile in Form einer freien Linienführung des Entwässe rungssystems und verkürzte Planungszeiten durch den Wegfall von Sonderprüfungen der statischen Berechnung. An Vorteilen für den Bauherren sind größere Müllüberschüttungen und reduzierte Kosten zu nennen.

Weitere Ausgestaltung der Erfindung

Die konstruktive Ausbildung der Ummantelung aus üblichen Baustoffen wie Stahl und Beton bietet die Möglichkeit, auf die jeweiligen örtlichen Gegebenheiten, konzipierten Müll überschüttungen, erwartete Temperaturen, zu transportierende Medien durch geeignete Werkstoffwahl, Ausbildung des Korrosions schutzes bzw. des Schutzes gegen aggressive Medien flexibel zu reagieren. So können die Wanddicken, örtliche Verstärkungen wie z. B. Steifen, die bei Verwendung von Stahlbeton in der Regel erforderlichen Stahleinlagen nach Anordnung und Menge den statischen Erfordernissen angepaßt werden. Zudem können in Abhängigkeit von der Aggressivität der einwirkenden chemischen Substanzen gezielte Schutzmaßnahmen gewählt werden, die bei Stahlbetonlösungen von geeigneten Betonre zepturen bis hin zum Einschluß in dicht verschweißte, chemisch widerstandsfähige Kunststoffhüllen reichen können. Bei Stahl konstruktionen sind gleichermaßen abgestufte Schutzmaßnahmen wie Grundierung, Verzinkung und ebenfalls Einschluß in Kunststoffhüllen möglich. Ferner sind Ausführungsformen realisierbar, die einen Einbau auf der Bau stelle ermöglichen. Die hierzu angeordneten Fugen können den Einbausituationen und den statischen Erfordernissen angepaßt werden. Der bauseitige Einbau der Abschirmungen kann von einfachen Hilfskräften, ausgeführt werden.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt. Es wird im folgenden näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen 60°-Abzweig, der durch eine Ummantelung in Stahl abgeschirmt wird.

Fig. 2 zeigt schematisch die Einbausituation des abgeschirmten Formteiles.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Abschirmung werden zur Verdeutlichung für jeden der drei Äste unterschiedlich stark versteifte Teile verwendet. Jedes der Teile 1 bis 3 ist aus Gründen des Korrosionsschutzes vollständig im Kunststoff (PE-HD oder gleichwertig) ein gehüllt, es kann von den Formteilenden her aufgeschoben werden. Die Länge und Dicke der Stahlrohre, sowie die Abmessungen und die Anzahl der Steifen richtet sich nach den statischen Erfordernissen. Bei dem Teil 1 wurde durch die Verwendung einer höheren Wanddicke auf Steifen verzichtet. Umgekehrt wurde das Rohr des Teils 3 dünner gewählt und dafür mit Hilfe von vier Versteifungs scheiben verstärkt. Teil 2 stellt eine Kom bination dieser beiden Konstruktionsvarian ten dar. Die Herstellung der Stahlteile der Abschirmung erfolgt dergestalt, daß zunächst das Rohr gefertigt und zugeschnitten sowie die Verstärkungen in der Gehrung 4 an geschweißt werden. Anschließend erfolgt die im Stahlbau übliche Grundierung des Teils. Im Anschluß daran erfolgt die voll ständige Einhüllung durch Kunststoffhüllen aus Polyethylen. Hierzu bieten sich für die Innenseite des Stahlrohres Kunststoffrohre und für die Außenseite Rohrteile, Platten an. Auch andere Verfahren der Kunststoffauf bringung wie Extrudieren, Wickeln oder Spritzen sowie Kombination der Verfahren können zur Anwendung gelangen. Nach dem Auf schieben der einzelnen Stahlteile der Ab schirmung auf das Kunststoff-Formteil ist der Montagevorgang beendet. Zusätzlich kann eine konstruktive Verschraubung vorgenommen werden, die nachträglich ebenfalls durch Kunststoff eingeschlossen werden muß.

Nach dem Einbau des Formteiles plus dessen Abschirmung auf der Sand-Bentonit-Schicht (Fig. 2) und dem Anschluß der Rohre an die herausragenden Enden des Kunststoff-Form teiles erfolgt die Überschüttung mit Drainkies und die Verdichtung desselben. Hierauf wird nun Müll geschüttet und abschnittsweise verdichtet. Die daraus resultierende Belastung wirkt über die Drainschicht auf die Abschirmung und wird von diesem vollständig abgetragen. Über die Festlegung der Wanddicken der Abschirmung wird sichergestellt, daß die auftretenden Spannungen die zugelassenen Werte nicht überschreiten und daß eine ausreichende Sicherheit gegen Stabilitätsversagen be steht. Ferner wird die Wandstärke bzw. die Versteifung so ausgebildet, daß die sich einstellenden Verformungen der Formteil nicht beanspruchen.

Claims

Oberbegriff
Mechanische Abschirmung von Formteilen gegen Bodendruck, insbesondere für Formteile aus Kunststoff, wie sie bei Entwässerungssystemen von Deponien gekennzeichnet werden. Kennzeichnender Teil
Dadurch gekennzeichnet, daß die Abtragung aller äußeren Lasten vollständig für eine kleinvolumige Ummantelung aus üblichen, bauaufsichtlich zugelassenen Materialien (Beton, Stahl) erfolgt.