Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V.
DWA-A 161: Statische Berechnung von Vortriebsrohren
Neuerscheinung
Zur statischen Berechnung von Vortriebsrohren haben die Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V. (DWA) und der DVGW das Arbeitsblatt DWA-A 161 bzw. DVGW GW 312 überarbeitet. Für die Neufassung wurden die bodenmechanischen Modellvorstellungen überprüft und dem derzeitigen Erkenntnisstand angepasst.
Die überarbeitete Fassung enthält folgende Änderungen und Ergänzungen:
• Kunststoffe wurden als Rohrwerkstoffe zur Anwendung beim Vortrieb aufgenommen.
• Für die steuerbaren und nichtsteuerbaren Verfahren (vgl. DWA-A 125 bzw. DVGW GW 304) wurden die maßgebenden Belastungszustände (Einwirkungen) detailliert angegeben.
• Die Ermittlung von Bodenkennwerten für Locker- und Festgestein wurde überarbeitet. Für die Anpassung der Bodenkennwerte eines geotechnischen Berichts an die spezielle Situation des Vortriebs werden Faktoren als Richtwerte angegeben. Die Bodenkennwerte sowie die bodenmechanischen Kenngrößen, mit denen die Erdlast weiterhin nach dem Silomodell ermittelt wird, werden in Abhängigkeiten von der Lagerungsdichte bzw. Konsistenz der Böden als Richtwerte angegeben.
• Die Beschreibung der Belastungsfälle wurde an das Arbeitsblatt ATV-DVWK-A 127 angepasst.
• Die Mindestschnittkraftbemessung zur Berücksichtigung von Führungskräften (bisher nur für den geradlinigen Vortrieb geregelt), wurde für Kurvenfahrten ergänzt.
• Für Wanddicken/Radius-Verhältnisse wurden zusätzlich Mindestwerte angegeben.
• Auch für gekrümmte Trassen wurden für die zulässigen Axialkräfte beim Vortrieb Formeln entwickelt, die Steuerbewegungen sowie zulässige Toleranzen für die Rechtwinkligkeit der Stirnflächen der Rohre berücksichtigen.
• Für die Druckübertragungsringe wurden Empfehlungen zur Ermittlung des Druckspannungs-Stauchungsverhaltens unter zyklischer Belastung sowie Anhaltswerte für die E-Moduln der Druckübertragungsringe angegeben.
• Für Vortriebsrohre im Festgestein und Übergangsbereich (Lockergestein/Festgestein) wurden Angaben für Belastungen quer zur Rohrachse und für das mögliche rechnerische Auflager des Rohres gemacht.
• Punktlasten können je nach Bodenart oder Einbauverfahren auftreten. Für Punktlasten wurden keine konkreten Annahmen, mechanische Modelle und Einwirkungen angegeben. Hierzu sollten bei Bedarf besondere Überlegungen angestellt werden.
• Für fluidgefüllte Druckübertragungsringe wurden die erforderlichen Nachweise zusammengestellt.
• Die Stabilitätsnachweise in der Querrichtung der Rohre wurden mit Vereinfachungen den Festlegungen in Arbeitsblatt ATV-DVWK-A 127 angepasst und durch den Nachweis in axialer Richtung ergänzt.
• Der Nachweis der Vergleichsspannungen wurde für anisotrope Werkstoffe mit unterschiedlichen Zug- und Druckfestigkeiten erweitert.
• Die in der 1. Auflage enthaltenen Bemessungstabellen für Stahlrohre wurden nicht beibehalten. • Die Nachweise gegen Ermüdung unter nicht vorwiegend ruhenden Lasten wurden überarbeitet. • Druck- und zugkraftschlüssige Verbindungen wurden aufgenommen.
• Das Arbeitsblatt wurde auf das Teilsicherheitskonzept umgestellt.
• Bei Verkehrslasten wird der horizontale Anteil berücksichtigt.
• Für die Straßenverkehrslasten wird der DIN-Fachbericht 101 zugrunde gelegt. Die bisherigen Straßenverkehrslasten SLW60, SLW30 und LKW12 entfallen.
• Für die Eisenbahnverkehrslasten (LM 71) wurden dynamische Stoßbeiwerte nach dem DIN-Fachbericht 101 angegeben. • Beim Ermüdungsnachweis unter nicht vorwiegend ruhender Belastung darf der dynamische Spannungsanteil unter Berücksichtigung des horizontalen Erddrucks aus Verkehr berechnet werden. Die zulässige Schwingbreite 2σA muss für jeden Werkstoff mit Hilfe von Wöhler-Kurven ermittelt werden. Bei Eisenbahnverkehrslasten muss die zulässige Schwingbreite 2σA für 1 × 108 Lastwechsel und bei den anderen Verkehrslasten für 2 × 106 Lastwechsel bestimmt werden.
In Arbeit befindet sich derzeit ein eigenständiges Arbeitsblatt DWA-A 127-10, in dem Kennwerte der Rohrwerkstoffe zur statischen Berechnung von Vortriebsrohren, Abwasserleitungen und -kanälen festgeschrieben werden. Bis zum Erscheinen dieses Arbeitsblattes bleibt der Anhang A des Arbeitsblattes DWA-A 161 gültig. Der Anwender muss daher im Einzelfall prüfen, ob die angegebenen Werkstoffkennwerte, speziell bei den Kunststoffrohren, zutreffend sind.
Zielgruppe des Arbeitsblattes sind die mit der statischen Berechnung von Vortriebsrohren und Planung von grabenlosen Baumaßnahmen befassten Fachleute in Kommunen, Verbänden, Planungsbüros und Behörden.
Herausgeber und Vertrieb:
DWA Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V.
Theodor-Heuss-Allee 17, 53773 Hennef
Tel. 02242/872-333, Fax: 02242/872-100
E-Mail: info@dwa.de, DWA-Shop: www.dwa.de/shop
März 2014, 99 Seiten, ISBN 978-3-942964-88-3, Ladenpreis: 83 Euro, fördernde DWA-Mitglieder: 66,40 Euro
Seminarhinweis: In einem zweitägigen Seminar werden die Verfasser des Arbeitsblatts am 7. und 8. Juli 2014 in Köln anhand von Rechenbeispielen und der DWA-Software Statik-Expert den Inhalt des Arbeitsblatts erläutern. Eine Wiederholung des Seminars ist für Oktober in Berlin vorgesehen. Informationen über Himani Karjala, Tel.: 02242 872-244 oder unter karjala@dwa.de.
Produkthinweis: Statik-Expert ist die passende DWA-Software für alle Berechnungen nach DWA-A 161. Weitere Informationen inklusive kostenloser Demoversion unter www.dwa/software.