DE546098C - Beton- o. dgl. Rohr mit nach den Seiten zunehmender Wandstaerke - Google Patents

Description

Bei Rohrleitungen, die im Erdboden eingebettet sind, einerlei ob es sich um fertig verlegte Rohre oder um solche handelt, die unmittelbar an der Baustelle hergestellt werden, hängen die Beanspruchungen in hohem Maße von dem Spannungszustand des umgebenden Erdreichs ab. Verwendet man z. B. die meist üblichen kreisförmigen Rohre, so kann nur der untere Teil derselben auf eine

ίο gewisse Breite wirklich auf gewachsenem Boden aufgelagert werden, weil die Oberfläche des Bodens nicht steiler als unter einer gewissen Böschungsneigung stehenbleibt, die je nach der Bodenbeschaffenheit verschieden ist, aber im allgemeinen 30 bis 45 ° nicht überschreitet. Selbst wenn man, wie es bei wichtigeren Rohrleitungen üblich ist, das Rohr nicht unmittelbar auf den Boden, sondern auf eine besondere Betonunterlage ver-

ao legt, kann diese sich im !allgemeinen lauf keinen . größeren Teil des Rohrumfanges erstrecken. Alle oberhalb dieser wirklichen Auflagerfläche gelegenen Teile der Rohrwandungen stoßen dann nicht gegen gewachsenen Baugrund, sondern nur gegen Material, das beim Verfüllen der Baugrube eingebracht wurde und daher gegenüber dem gewachsenen Baugrund mehr oder weniger aufgelockert und nachgiebig ist. Dieses Material bietet daher Kräften, die von der Rohrwandung ausgeübt werden, im allgemeinen nicht denselben Widerstand wie der ursprüngliche Baugrund. Von dem Widerstand, den diese Hinterfüllung gegenüber Deformationen der Rohrleitung leistet, hängt aber die Beanspruchung der letzteren in hohem Maße ab. Denn nimmt man z. B. an, die beiderseitige Verfüllung sei vollkommen unnachgiebig, so wirkt der obere Teil eines kreisrunden Rohres wie ein zwischen zwei unnachgiebige Widerlager gespanntes bogenförmiges Gewölbe und erhält daher selbst durch große Auflast keine nennenswerten Biegungsmomente, sondern im wesentlichen nur Druckbeanspruchungen. Leistet dagegen die seitliche Hinterfüllung gar keinen Widerstand, so stellt das Kreisprofil letzten Endes einen nur auf eine kleine Strecke im unteren Teil aufgelagerten Ring dar, in dem durch äußere Auflasten erhebliche Biegungsbeanspruchungen entstehen.

Die wirkliche Beanspruchung wird im allgemeinen zwischen diesen beiden Grenzfällen liegen und sich mehr dem einen oder andern nähern können. Dies wird bestätigt durch die alte Erfahrung, daß die Haltbarkeit im Boden verlegter kreisförmiger Rohrleitungen ganz außerordentlich davon abhängt, mit welcher Sorgfalt die Verfüllung der Baugrube und das Umstampfen des Rohrquerschnittes vorgenommen wird. Auf alle Fälle aber nötigt dieser Umstand dazu, mit ungünstigen Möglichkeiten der Verfüllung zu rechnen und daher die Rohrleitung mit hohen Sicherheitsgraden zu bemessen, ja in wichtigen Fällen sogar die Hinterfüllung bis etwa Rohrmitte durch Beton zu ersetzen, um eine Gewölbewirkung des oberen Teiles zu sichern.

Man hat, um hier eine gewisse Abhilfe zu schaffen, schon Rohrleitungen vorgeschlagen, bei denen die Wandstärke veränderlich ist, während das Innenprofil kreisförmig oder annähernd kreisförmig bleibt. Man kann auf diese Art die Wandstärke dem Momentenverlauf anpassen, so daß man an den Stellen, wo

die größten Momente auftreten, auch über eine größere Wandstärke verfügt; allein die oben geschilderte grundsätzliche Schwierigkeit, die Ungewißheit des Spannungszustandes im umgebenden Erdreich, bleibt auch bei dieser Anordnung bestehen.

Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, eine Rohrform zu schaffen, bei der die Überleitung der Kräfte in den Baugrund in allen ίο Fällen in ganz bestimmter Weise erfolgt und dadurch jede Abhängigkeit von der Sorgfalt der Hinterfüllung vermieden wird. Dies geschieht zunächst dadurch, daß die untere äußere Begrenzung des Rohrquerschnittes nur ig im mittleren Teil dem Verlauf der im allgemeinen kreisförmigen inneren Begrenzung folgt, dann jedoch unter einer der Bodenbeschaffenheit angepaßten Neigung geradlinig weiterverläuft. Die Baugrube kann also in einer dieser Begrenzung entsprechenden Form von vornherein ausgehoben werden, und der Rohrquerschnitt ruht in ganzer Breite, bis etwa Rohrmitte, auf gewachsenem Boden auf. Bildet man dann die obere äußere Begrenzung des Rohrquerschnittes ungefähr symmetrisch zur unteren Begrenzung aus, so erhält der obere Teil eine Gewölbeform, die eine äußerst günstige Übertragung aller senkrechtenLasten auf den Baugrund ermöglicht. In der beiliegenden Abbildung ist ein derartiger Rohrquerschnitt dargestellt, der, wie ersichtlich, eine zitronenartige Form aufweist. In die der Böschungsneigung entsprechend ausgehobene Baugrube ist zunächst zum Ausgleich aller Unebenheiten und zur genauen Verlegung der Bewehrung ein Unterbeton eingebracht, auf dem der eigentliche Rohrquerschnitt in Eisenbeton mit innerer und äußerer Bewehrung aufruht. Wie die Abbildung erkennen läßt, bildet der obere Teil des Querschnittes ein Gewölbe mit sehr stark verbreiterten Kämpfern a, das sich unmittelbar auf den gewachsenen Baugrund abstützt. Alle senkrechten Lasten werden daher im wesentlichen durch Druckkräfte in diesem Gewölbe ohne größere Biegungsspannungen unmittelbar auf den Baugrund übertragen.

Infolge der starken Verbreiterung der Kämpfer α können die entstehenden Auflagerkräfte bei genügender Tragfähigkeit des Baugrundes von den Kämpfern allein auf den Baugrund übertragen werden, so daß der zwischen den Kämpfern liegende Teil der Sohle praktisch spannungslos bleibt. Er kann daher sehr viel schwächer bemessen und bewehrt werden, als es in einem kreisringförmigen Rohre möglich wäre. Allein selbst dann, wenn bei weniger tragfähigem Baugrund die Mitwirkung der Sohle für die Lastübertragung auf den Baugrund erforderlich ist, bleiben die Beanspruchungen in der Sohle verhältnismäßig gering, weil sie in umgekehrter Form ein Gewölbe ganz gleicher Art wie der obere Teil des Profiles darstellt. Dies gilt nicht nur, wenn, wie in der Abbildung dargestellt, die innere Begrenzung des Profils kreisförmig ist, sondern ganz allgemein. Das Profil läßt sich daher auch mit anders gestaltetem, z. B. elliptischem o. dgl. Lichtquerschnitt ausführen.

Es war bisher nur von den äußeren Kräften die Rede, wie sie durch die Erdüberschüttungen, Auflasten u. dgl. entstehen. Das Profil erweist sich jedoch auch für die Rohrbeanspruchungen durch innere Kräfte, insbesondere den Seitendruck der Flüssigkeitsfüllung, als äußerst günstig, denn die etwa auftretenden Momente konzentrieren sich gewissermaßen, wie die Untersuchung zeigt, an den Stellen der größten Ouerschnittsverstärkung,;und da hier große Ouerschnittshöhen zur Verfügung stehen, bedarf es zu ihrer Aufnahme nur geringerer Eiseneinlagen als bei gleichbleibendem Querschnitt. Bei größeren Überdrücken im Innern wiederum ist eine kreisförmige Innenbegrenzung von Vorteil, da sie es ermöglicht, eine die entstehende Ringzugspannung unmittelbar aufnehmende Bewehrung anzuordnen.

Weiterhin bietet die neue Ouerschnittsform erhebliche Vorteile für die Ausführung. Da die Sohle des Querschnitts überall unmittelbar auf dem Baugrund auf ruht, entfällt jeder überflüssige Aushub. Das Sohlenprofil paßt sich der Böschungsneigung des Bodens an, und der erforderliche Aushub kann daher in einfachster Weise, auch durch Baggerung o. dgl. vorgenommen werden. Auch die Einschalung des oberen Teiles ist bei der vorgeschlagenen Profilform eine sehr günstige, da im allgemeinen nur die geradlinig begrenzten Teile eingeschalt zu werden brauchen, während die Neigung der gekrümmten Flächen schon so gering ist, daß eine Außenschalung entbehrt werden kann.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Beton- o. dgl. Rohr mit nach den Seiten zunehmender Wandstärke, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Rohres innen durch eine kreisförmige oder ähnliche und außen durch eine zitronenförmige Linie _ umgrenzt ist, so daß etwaige Auf lasten sich unmittelbar gewölbeartig gegen die Kämpfer (a) abstützen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen