DE2730470C3 - Kanal aus Fertigbetonteilen zur Aufnahme von Wärmespannungen unterworfenen Rohrleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kanal zur Aufnahme von Wärmespannungen unterworfenen Rohrleitungen für flüssige oder gasförmige Medien, der aus vorgefertigten, U-förmigen Wannen mit aufsetzbaren Deckeln aus Beton hergestellt und an seinen Fugen mit Dichtungsmitteln versehen ist und der die Rohrleitungen gegen Längsverschiebungen verankernde Festpunktvorrichtungen sowie Kompensatoren und Gleitlager für die Rohrleitungen aufweist

Kanäle zur Aufnahme von Fernheizrohrleitungen aus Beton-Fertigteilen sind bekannt. Zum Abfangen der von den Rohrleitungen auf den Kanal übertragenen Wärmespannungen wurde die Sockelplatte eines Schachts als massiver Betonklotz ausgebildet, der die Feslpunktvorrichtung für den Kanal bildete. Bei dieser Bauweise werden sämtliche von den Rohrleitungen ausgehenden Wärmespannungen auf die aus Ortbeton besteh 2nde Sockelplatte und den Schacht übertragen, was erhebliche Spannungen in dem Kanaltrakt bedingt. Außerdem verzögert die Herstellung derjenigen Kanalteile aus Ortbeton, die die Festpunkte aufnehmen, den Bau eines sonst aus Fertigteilen bestehenden Kanals.
Wenn andererseits die festen Auflager ebenfalls im vorgefertigten Kanalteilen verankert werden, werden die Widerlagerkräfte unmittelbar in den Kanal übertragen und beanspruchen die benachbarten Fugen, wodurch diese undicht werden können. Es ist bekannt, Kanäle wie andere Bauwerke im Grundwasser mit

ίο Flächendichtungen zu versehen, doch dies ist aufwendig. Besonders in Bergsenkungsgebieten oder anderen setzungsgefährdeten Bereichen ist eine ausreichende Verformung möglichkeit des Kanals bei genügender Festigkeit nötig, und hier ist e? besonders schwierig, wasserdichte Kanäle herzustellen.

Es ist zwar auch bereits ein Kanal bekannt (DE-GM 19 19 821), der wegen der Wärmedämmung aus Fertigteilen besteht, die aus einer warmgepreßten Mischung aus Körnern eines hochporösen festen Stoffes und Bitumen hergestellt sind. Dabei bestehen die Festpunktvorrichtungen aus Stützen aus Profilstäben, die in den betreffenden Formkörper des Kanals eingegossen sind oder nachträglich in den Formkörper eingesetzt werden, wobei der Zwischenraum zwischen Stütze und Formkörper wasserdicht vergossen wird.

und die unter dem Kanal in einem Fundament aus Beton eingelassen sind. Die Festigkeit solcher Formteile reicht für den Bau größerer Fertigteile nicht aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kanal der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der neben den bekannten Forderungen der Wasser- und Druckwasserdichtheit sowie der rasch zu verlegenden, kostensparenden Fertigteilbauweise darüber hinaus das Abfangen sämtlicher, aus Wärmespannungen sowie aus hohen dynamischen und statischen Belastungen resultierender Kräfte sicherstellt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Festpunktvorrichtung aus einem die Rohrlei-

tungen im Kanal formschlüssig haltenden Rahmen und einem unter dem Kanal angeordneten Fundament aus Ortbeton besteht, an dem der Rahmen mittels Anker befestigt ist, und &.ύ die im Bereich des Festpunktes angeordnete Wanne Öffnungen aufweist, liurch die der Rahmen mit Spiel hindurchgeführt ist und die zum Fundament hin abgedichtet sind. Auf üiese Weise wird ein Kanal geschaffen, bei dem auch im Bereich der Festpunkte Fertigteüe eingebaut werden können und bei dem die an den Festpunkten aufzunehmenden Kräfte die Fertigteile und die Fugen zwischen ihnen nicht beanspruchen.

Um die einzelnen Fugen zwischen den Wannen auch von den Gleitreibungskräften freizuhalten, bedeutet es eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung, daß eine jede mit einem Gleitlager versehene Wanne hinsichtlich ihres Eigengewichtes, des Gewichtes ihres Deckels zuzüglich sämtlicher Auflasten so schwer ausgebildet ist, daß die dann zwischen ihrer äußeren Bodenfläche und dem Untergrund auftretende Reibungskraft größer als diejenige Reibungskraft zwischen ihrem Gleitlager und der Rohrleitung ist, die durch das Gewicht der Rohrleitung zuzüglich des maximalen Mediumgewichtes zwischen zwei Gleitlagern bedingt ist. Durch diese Anordnung wird der Kanal selbst von den Gleitreibungskräften spannungsfrei gehalten und ihm zugleich eine erheblich größere Elastizität verliehen, was wiederum seiner Wasser- bzw. Druckwasserdichtheit förderlich ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind aus den weiteren Ansprüchen ersichtlich und werden darüber hinaus nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Darin zeigt

F i g. 1 die Draufsicht auf den neuen, schematisch dargestellten Kanal zur Aufnahme von zwei strichpunktiert dargestellten Fernheizungsrohrleitungen mit zwei Kompensatorschächten und einer Wanne für eine Festpunktvorrichtung,

F i g. 2 die Seitenansicht auf die Festpunktvorrichtung in teilweisem Schnitt,

Fig.3 die Draufsicht auf die Festpunktvorrichtung von F i g. 2,

F i g. 4 die Seitenansicht von F i g. 2 auf die Festpunktvorrichtung,

F i g. 5 die perspektivische Draufsicht auf eine U-förmige Wanne mit gleich langen Schenkeln und einem in der Bodenseite angeordneten Gleitlager,

Fig.6 eine U-förmige Wanne mit unterschiedlich langen Schenkeln und einem gleichfalls im Boden angeordneten Gleitlager in perspektivischer Draufsicht,

Fig. 7 die Stirnansicht in Richtung VI1/V1I von Fig. 5,

Fig.8 die Stirnansicht in Richtung V11I/V11I von Fig. 6.

Fig. 9 einen Teilschnitt entlang der Linie IX/iX von Fig. 6 im Gleitlagerbereich in vergrößerter Darstellung,

Fig. 10 die Draufsicht auf eine Sockelplatte am Fuße eines Pfeilers der Festpunktvorriehtung sowie eine auf das darunter befindliche Betonfundament aufgelegten, viereckigen Ringdichtung unr'

F i g. 11 eine Schnittarisicht in Richtung der Linie XI/Xl von Fig. 10 mit angedeutetem Bodenteil der Wanne in der Nähe der Festpunktvorriehtung.

Der in Fig. 1 in Draufsicht skizzierte Kanal 1 ist mit einer Festpunktvorriehtung 2 für die in ihm aufgenommenden, strichpunktiert angedeuteten Rohrleitungen 3, 4 versehen, die im vorliegenden Fall von einem zur Fernheizung dienenden Medium durchströmt werden. Zu beiden Seiten der Festpunktvorriehtung 2 sind in einem Abstand von beispielsweise je 180 m zwei Kompensatorvorrichtungen 5, 6 angeordnet, in denen die Rohrleitungen 3, 4 übereinander geführt und zur Kompensation der unter Temperatureinwirkung erfolgenden Längenänderung der Rohrleitungen zu einer U-Form umgebogen sind. Die zwischen der einteilig oder mehrteilig ausgebildeten Wanne 7 zur Aufnahme der Festpunktvorriehtung 2 und den Kompensatorschächten 8 liegende Kanallänge wird von den in der F i g. 5 bzw. in der F i g. 6 dargestellten, U-förmigen Wannen 9 und 13 und den Deckeln 10 bzw. 16 gebildet Im Fall der Fig. 5 ist die Wanne 9 mit gleich langen Schenkeln 11,12 versehen und der Deckel 10 als Platte ausgebildet

Irn Ausführungsbeispiel der Fig. 6 haben die U-förmigen Wannen 13 einen langen Schenkel 14 und einen kürzeren Schenkel 15, auf welche der als einhüftiger Rahmen ausgebildete Deckel 16 aufgesetzt ist. Beide Wannen 9,13 sind an ihren Bodenlängskanten mit Vouten bzw. Eckenverstärkungen 18 ausgerüstet Um eine Größenvorstellung von den hier zu berücksichtigenden Dimensionen zu bekommen, sei erwähnt, daß bei einer Ausführungsform der Erfindung die Wanner 9, 13 eine Länge von 5 m, eine lichte Breite von 2 — 3 m, eine lichte Höhe von 1 m und ein Gewicht von ca. 9 t besitzen, wobei die in den Wannen nebeneinander angeordneten Vorlau^r- und Rücklaufleitungen 3,4 einen Durchmesser von 700 mm aufweisen.

Demzufolge treten erhebliche Wärmespannungen auf. Die dadurch bedingten Kräfte werden aus dem Kanal 1 herausgeleitet und direkt auf den Kanaluntergrund übertragen. Dies geschieht dadurch, daß der Kanal 1 in regelmäßigen Abstanden Öffnungen 17 aufweist, die von der Festpunktvorriehtung 2 durchgrif fen sind. Diese Festpunktvorrichtung 2 besteht im wesentlichen aus einem die Leitungen 3, 4 im Kanal 1 formschlüssig fixierenden Rahmen 19 und einem mit diesem über Anker 20 fest verbundenen sowie außerhalb des Kanals 1 angeordneten Fundament 21 aus Ortbeton, das über Dichtungsmittel 22 gegenüber den öffnungen 17 abgedichtet ist. Das Ortbetonfundament 21 untergreift die angrenzende Wanne 7 an ihrer Bodenseite 7'. Die in ihm einbetonierten Anker 20 bestehen aus massiven Stangen, die an ihren freien, in die Kanalöffnung 17 hineinragenden Enden 20' mit einen Gewinde versehen sind. Der Rahmen 19 weist vier senkrecht angeordnete, aus Kastenträgern bestehende Pfeiler 23 auf. die an ihren der Kanalöffnung 17 zugewandten Enden mit aufgeschweißten Sockelplatten 24 versehen sind. Die Sockelplatten 24 werden an den Enden 20' mittels Schraubmuttern 25 befestigt. Die Pfeiler 23 sind mit Querträgern 27 durch Verschraubung und Verschweißung zu einem starren Rahmen 19 verbunden.

Wie insbesondere aus F i g. 4 hervorgeht, ist die Rohrleitung 3 an dieser Stelle des Kanals mit drei um je 90° zueinander versetzten Vorsprüngen 28 versehen, die im vorliegenden Fall aus luf die Rohrleitung 3 geschweißten U-Stählen bestehen.

Wie insbesondere aus F i g. 3 ersichtlich ist, liegt der obere Vorsprung 28 mit seinen beiden Stirnflächen 28' unmittelbar an den Innenseiten der Querträger 27 an.

Die beiden dazu um 90° versetzten Vorsprünge 28 liegen mit ihren Stirnflächen 28" (s. Fig.2) an den Innenseiten der Pfeiler 23 des Rahmens 19 an. Da die Vorsprünge 28 einerseits fest mit der Rohrleitung 3, 4

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verschweißt sind und andererseits der Rahmen 19 fest und unverrückbar über die SockelpiaUen 24, die Anker

20 und die Schraubmuttern 25 mit dem Betonfundament

21 verbunden ist, erfährt die Rohrleitung 3 an dieser Stelle durch die Festpunktvorrichtung 2 eine feste Einspannung.

Wie weiterhin in den Fig.2 bis 4 offenbart ist, weist die an der Festpunktvorrichtung 2 angeordnete Wanne 7 an ihrer Bodenseite für jede der vier Sockelplatten 24 des Rahmens 19 je eine Öffnung 17 auf. Diese Öffnungen 17 werden mittels einer in die Fugenwinkel eingebrachten Dichtungsmasse 29 mit einem eingelegten, reißfesten Gewebe (nicht dargestellt) sowie mit einer nachträglich bis zur Oberkante 17' (s. F i g. 2 und 4) der Kanalöffnung 17 reichenden Mörtelmasse 30 abgedichtet, (in. Fig. 3 ist die iviorielinässe 30 nicht dargestellt).

Nach einer weiteren in den Fig. 10 und 11 dargestellten Alternative werden die vier Öffnungen 17 für den Durchgriff der Festpunktvorrichtung 2 dadurch abgedichtet, daß zwischen dem Fundament 21 und der aufliegenden Bodenseite T der angrenzenden Wanne 7 ein massiver, kreisrund oder sonstwie profilierter Dichtring 31 angeordnet ist und die Kanalöffnung 17 nachträglich durch die bis zu ihrer Oberkante 17' reichende Mörtslmasse 30 ausgefüllt wird. Die Bodenfuge 32 zwischen der Bodenseite T der Wanne 7 und der Oberfläche des Fundaments 21 wird mit einer Mörlelmasse 33 ausgefüllt.

Die Wanne 7 für die Festpunktvorrichtung 2 ist einteilig ausgebildet und — wie aus Fig. 1 entnehmbar ist — gegenüber den angrenzenden Wannen 9 bzw. 13 zur Aufnahme der versetzt hintereinander angeordneten Rahmen 19 ein wenig breiter ausgebildet. Das wäre bei nur einer Rohrleitung 3 bzw. 4 nicht erforderlich.

Infoige ihrer Wärmeausdehnung entstehen zwischen den Rohrleitungen 3, 4 und der Innenseite der Wannen 9, 13 Gleitreibungskräfte. Die Größe dieser Gleitreibungskräfte richtet sich nach dem Gewicht der Rohrleitungen pro Längeneinheit, nach dem Gewicht des sie durchströmenden Mediums pro Längeneinheit und nach der Reibungsziffer zwischen der Rohrleitung 3, 4 und der Innenseite der Wanne 9, 13. Diese Gleitreibungskräfte werden von den in regelmäßigen Abständen in den Wannen 9, 13 angeordneten Gleitlagern 34 aufgenommen, auf denen die Rohrleitungen 3,4 aufliegen.

Wie insbesondere in den F i g. 5,6 und 9 dargestellt ist, besteht ein solches Gleitlager 34 aus einem I-Träger oder einer Schiene und ist in der Mitte der Wanne 9 bzw. 13 in eine Querrinne 35 eingesetzt, die anschließend bis zu ihrer Oberkante 35' mit einer Mörtelschicht 36 angefüllt wird.

Bei den vorerwähnten Dimensionen von 5 m langen Wannen 9, 13 und Rohrleitungen 3, 4 mit einem Durchmesser von 700 mm und dem davon abhängigen

ίο Gewicht, wird beispielsweise in jeder zweiten Wanne 9, 13 ein derartiges Gleitlager 34 angeordnet. Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden hierbei das Eigengewicht der Wanne 9,13, das Gewicht ihres Deckels 10, 16 zuzüglich sämtlicher Auflasten so schwer ausgebildet, daß die dann zwischen ihrer äußeren Bodcnfiächc 9', 13' und dem nicht dargestellten Untergrund auftretende Reibungskraft größer ist als diejenige Reibungskraft zwischen ihrem Gleitlager 34 und der Rohrleitung 3, 4, die durch das Gewicht der Rohrleitung 3, 4 zuzüglich des maximalen Mediumgewichtes zwischen zwei Gleitlagern 34 bedingt ist. Durch diese Anordnung werden die aufgrund der Wärmedehnungen entstehenden, von den Rohrleitungen 3, 4 auf die Wanne 9, 13 ausgeübten Reibungskräfte direkt über den Wannenboden auf den Bodenuntergrund übertragen. Dieser Bodenuntergrund besteht beispielsweise aus einer auf dem gewachsenen Boden aufgebrachten Splittfütterung. Dies hat zur Folge, daß dann über die Fugen 9", 13" zwischen zwei Wannen 9,13 keine Reibungskräfte übertragen werden müssen, was nicht nur ihrer Elastizität, sondern auch ihrer Dichtheit äußerst dienlich ist.

Dabei besteht die Dichtung der Fuge 9" bzw. 13" zwischen zwei Wannen 9 bzw. 13 aus vier bekannten,

y> jeweils zwei Wannen 9, 13 an ihren Fugen 9", 13" zusammenziehenden Spannvorrichtungen 37 in Verbindung mit einer in einer Fugensicke 38 eingelegten, massiven Profildichtung 39.

In F i g. 6 weisen auch die gestrichelt angedeuteten

AO Deckel 16, die im übrigen wie auch die Deckel 10 in F i g. 5 die Fugen 13" und 9" der Wannen 13 und 9 bis zur Hälfte ihrer Länge überlappen, an ihren Stoßkanten 16' eine Dichtung 44 auf. Durch die Überlappung der Fugen 13" und 9" wird eine gleichmäßige Verteilung ungleichmäßiger Lasten auf die von den Deckeln 16 überlappten Wannen erreicht.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Kanal zur Aufnahme von Wärmespannungen unterworfenen Rohrleitungen für flüssige oder gasförmige Medien, der aus vorgefertigten, U-förmigen Wannen mit aufsetzbaren Deckeln aus Beton hergestellt und an seinen Fugen mit Dichtungen versehen ist und der die Rohrleitungen gegen Längsverschiebungen verankernde Festpunktvorrichtungen sowie Kondensatoren und Gleitlager für die Rohrleitungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Festpunktvorrichtung (2) aus einem die Rohrleitungen (3, 4) im Kanal (1) formschlüssig haltenden Rahmen (19) und einem unter dem Kanal (1) angeordneten Fundament (21) aus Ortbeton besteht, an dem der Rahmen (19) mittels Anker (20) befestigt ist, und daß die im Bereich des Festpunkts angeordnete Wanne (7) Öffnungen (17) aufweist, durch die der Rahmen (19) mit Spiel hindurchgeführt ist und die zum Fundament (21) hin abgedichtet sind.

2. Kanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (19) vier senkrecht angeordnete Pfeiler (23) mit an ihren der Kanalöffnung (17) zugewandten Enden aufgeschweißten Sockelplatten (24) aufweist, die mit den Enden (20') der Anker (20) verschraubt sind.

3. Kanal nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Kasten- und/oder I-Trägern bestehende, im wesentlichen quaderförmige Rahmen (19) mehrere symmetrisch am Umfang der Rohrleitung (3, 4) angeschweißte Vorsprünge (28) unverrückbar hält.

4 Kanal nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daO die Dichtung (22) für die Kanalöffnung (17) aus einer in die Fugenwinkel eingebrachten Dichtungsmasse (29) mit einem eingelegten, reißfesten Gewebe besteht, welches durch eine nachträglich aufgebrachte, bis zur Oberkante (17') der Kanalöffnung (17) reichende Mörtelmasse (30) abgedeckt ist.

5. Kanal nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung für die Kanalöffnung (17) aus einem geschlossenen in der Bodenfuge (32) zwischen dem Betonfundament und der aufliegenden Betonseite (7') der angrenzenden Wanne (7) angeordneten, massiven Dichtring (31) besteht, der von einer nachträglich aufgebrachten bis zur Oberkante (17') der Kanalöffnung (17) reichenden Mörtelmasse (30) abgedeckt ist.

6. Kanal nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die Festpunktvorrichtung (2) aufnehmende Kanalteil aus einer einteiligen oder mehrteiligen, gegenüber den übrigen Wannen (9, 13) breiteren Wanne (7) besteht, in der die Rahmen (19) der einzelnen zu fixierenden Rohrleitungen (3, 4) versetzt hintereinander angeordnet sind.

7. Kanal nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogenfuge (32) zwischen der die Festpunktvorrichtung (2) aufnehmenden Wanne (7) und dem Fundament (21) von einer Mörtelschicht (33) ausgefüllt ist.

8. Kanal nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine jede mit einem Gleitlager (34) versehene Wanne (9, 13) hinsichtlich ihres Eigengewichtes, des Gewichtes ihres Deckels (10, 16) zuzüglich sämtlicher Auflasten so schwer ausgebildet ist, daß die dann zwischen ihrer äußeren Bodenfläche (9', 13') und dem Untergrund auftretende Reibungskraft größer als diejenige Reibungskraft zwischen ihrem Gleitlager (34) und der Rohrleitung (3,4) ist, die di'rch das Gewicht der Rohrleitungen (3, 4) zuzüglich des maximalen Mediumgewichtes zwischen zwei Gleitlagern (34) bedingt ist.