DE69011385T2

DE69011385T2 - Fluidtransportleitung.

Info

Publication number: DE69011385T2
Application number: DE69011385T
Authority: DE
Inventors: Marcel Matiere
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-04-10
Filing date: 1990-04-09
Publication date: 1995-04-20
Anticipated expiration: 2010-04-10
Also published as: ES2062433T3; EP0392912A2; DK0392912T3; EP0392912B1; EP0392912A3; US5061121A; CA2014141A1; ATE109874T1; FR2645614B1; CA2014141C; DE69011385D1; FR2645614A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Fluidtransportleitung mit großem Querschnitt, die durch Zusammenfügen auf einer Verlegungsfläche von mehreren vorgefertigten Längselementen, die in Längsrichtung nacheinandergelegte Abschnitte bilden, erstellt wird. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Ausführung von Fluidtransportleitungen, die unter sehr großem Druck stehen, der z.B. 10 bar überschreiten kann, und insbesondere für die Ausführung von Entwässerungssystemen, für die Wasserversorgung oder für stark beanspruchte Leitungen für Wasserkraftwerke verwendbar ist.
Die Erfindung schließt auch einige besonders vorteilhafte Verfahren zur Ausführung von Leitungen unter Druck ein.
Die Leitungen unter Druck mit großem Querschnitt, z.B. die stark beanspruchten Leitungen, sind meist mit Hilfe von Abschnitten von Metallrohren mit kreisförmigem Querschnitt ausgeführt, die nacheinander verlegt sind und in einer Weise dichtfest verbunden sind, die es ermöglicht, dem Druck standzuhalten. Das Rohr kann aus einfachen, bogenförmigen, durch Schweißen zusammengefügten Manschetten oder aus einer dicken, geformten Wand, um den starken Drücken standzuhalten, bestehen. Die Rohrelemente sind dann an ihren Enden mit Verbindungsteilen zum Ineinandergreifen oder mit Spanneisen, die nacheinander durch Schweißen unter Zwischenschaltung von Dichtungen angebracht sind, ausgerüstet.
Um die Schweißstellen unter günstigen Bedingungen auszuführen, darf die Wand nicht zu dick sein und vor allem müssen die Röhren gut ausgefluchtet sein. Die Verbindungsmittel zum Ineinandergreifen erlauben es, gewisse Abweichungen von der Fluchtlinie auszuhalten, aber innerhalb sehr enger Grenzen. Außerdem ist es schwer, sehr große Querschnitte aufweisende Metallrohre mit dicken Wänden zu verwirklichen und in der Praxis überschreitet der Durchmesser solcher Rohre 56 Zoll, was etwa 1,5 m² entspricht, nicht.
Um noch größere Querschnitte zu erhalten, kann man Rohre aus Stahlbeton oder vorgespanntem Beton verwenden, aber diese Elemente sind extrem schwer und sperrig und wegen ihrer großen Querschnitte kann ihr Transport und ihre Aufstellung sehr schwer sein. Weiterhin können Rohre aus Beton nur ziemlich schwache Drucke aushalten.
Wenn eine Leitung mit kreisförmigem Querschnitt unter der Erde vergraben wird, kommt sie außerdem im wesentlichen längs der unteren Mantellinie zur Auflage, die daher sehr belastet wird. Man kann ein Metallrohr auch auf entsprechend geformten Füßen ruhen lassen, aber diese müssen voneinander getrennt sein, und die Leitung wird Biegespannungen unterworfen.
Der Anmelder hat bereits eine neue Ausführungsform von vergrabenen Leitungen aus vorgefertigten Elementen vorgeschlagen, deren Abmessungen innerhalb der einen Straßentransport gestattenden Grenzen bleiben und die vor Ort zusammengefügt werden können. Solche Anordnungen, die z.B. Gegenstand der europäischen Patente 244.890 und 0188487 desselben Erfinders waren, gestatten die Ausführung von röhrenförmigen, hohlen Strukturen mit sehr großen Querschnitten, die gegebenenfalls für den Transport eines Fluids verwendbar sind, wenn man eine entsprechende Dichtungsschürze vorsieht. Aber solche Ausführungsformen führen zur Handhabung von Elementen mit sehr großen Abmessungen und erhöhtem Gewicht, und es ist ziemlich schwierig, bei der Verlegung ein perfektes Zusammenfügen dieser Elemente zu verwirklichen, um eine ausreichende Dichtfestigkeit unter erhöhten Drücken sicherzustellen.
Weiterhin beschreibt das Dokument US-A-2.702.564 ein Verfahren zur Ausführung von Leitungen zur Zirkulation von heißer Luft, bestehend aus zwei halbkreisförmigen Teilen bzw. einem Unterteil aus Beton und einem metallischen Oberteil, wobei die Konstruktion in Beton eingebettet ist. Das Unterteil faßt auf diese Weise den Ballast beim Guß des Betons der Umhüllung ein, wobei das Metallgewölbe durch seine Seitenränder festgehalten wird, die in zwei auf den Seitenrändern des Unterteils angeordnete Vertiefungen hineingesteckt sind. Daher ist nach dem Abbinden die Widerstandsfähigkeit gegen den Betriebsdruck durch den Beton der Umhüllung sichergestellt, wobei das metallische Oberteil einnfach als Einwegschalung dient.
Die Erfindung betrifft neue Vorrichtungen, die es gestatten, den Komplex der Probleme aus Transport, Aufstellung und Ausfluchtung zu lösen durch Ausführung von Fluidtransportleitungen, die sehr große Abmessungen aufweisen können, z.B. einen Querschnitt, der 10 m² überschreiten kann, und Drücken von gegebenenfalls mehr als 10 bar standhalten können.
Die Erfindung betrifft daher in allgemeiner Weise die Ausführung von durch Zusammenfügen auf einer Verlegungsfläche erstellten Leitungen aus einer Mehrzahl von vorgefertigten Längselementen, die jedes einen Teil des Querschnitts bedecken, wobei letzterer ein als Gewölbe ausgebildetes, im wesentlichen kreisförmiges Oberteil und ein auf dem Boden aufliegendes, einen Untergrund bildendes Unterteil mit flacher Unterseite aufweist, wobei die genannten Längselemente untereinander in dichtfester Weise, die es gestattet, einem Innendruck standzuhalten, verbunden sind.
Gemäß der Erfindung zeigt die Leitung eine gemischte Struktur, wobei das Oberteil aus einer dünnen Metallwand besteht, die bogenförmig als Gewölbe ausgebildetet ist und auf dem Innendruck beruhenden Zugkräften standhalten kann, und der flache Untergrund aus einer massiven Stahlbetonplatte besteht, die auf dem Innendruck beruhenden Biegespannungen standhalten kann, und die bogenförmig ausgebildete Metallwand entlang ihrer beiden zur Betonplatte parallelen Seiten jeweils mit den Enden von zwei metallischen Verbindungsprofilen verschweißt ist, die jedes ein tangential zum Gewölbefuß gerichtetes Oberteil und ein Unterteil, das in einer dichtfesten Weise an der Betonplatte befestigt ist, die es gestattet, dem Innendrucks standzuhalten, aufweisen.
In einigen fällen kann die Betonplatte selbst die erforderliche Dichtfestigkeit sicherstellen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist jedoch die Betonplatte von einer sich zwischen den beiden Profilen erstreckenden und eine Dichtungshaut bildenden dünnen Wand bedeckt. Diese kann vorteilhafterweise aus einer entlang ihrer beiden Seiten auf die beiden Verbindungsprofile geschweißten Metallplatte bestehen.
Weiterhin können die beiden Verbindungsprofile untereinander im voraus durch feste Distanzstücke in einer eine auf der Betonplatte verankerte Verbindungskonstruktion bildenden Weise verbunden werden.
Aber die beiden Profile können auch durch mindestens zwei Stahlbetonträger, die einerseits die Distanzstücke zur Erhaltung der Dichtfestigkeit und andererseits die Positionierungsfüße der Leitungsbasis bilden, verankert werden, wobei die Träger nach dem Verlegen in den in situ gegossenen Beton eingebettet werden.
Bei einer besonderen Ausführungsform besteht jedes längs verlaufende Verbindungsprofil aus einem Winkelprofil, das einen im wesentlichen horizontalen Flügel zur Befestigung auf der Platte und einen entsprechend der Tangente an der Seitenwand des Gewölbes gerichteten Flügel umfaßt.
Bei einer anderen Ausführungsform besteht jedes Verbindungsprofil aus einem im wesentlichen flachen Blech, dessen einer Teil in das Betonteil der Platte eingebettet ist und dessen anderer Teil entsprechend der von dem Gewölbefuß gelieferten Richtung orientiert ist.
Nach einer anderen Variante besteht das Distanzstück aus einer rechteckigen Metallplatte, die zwei zur Längsachse parallele Seiten aufweist, auf denen jeweils zwei nach oben gerichtete kokave Nuten angeordnet sind, die die längsverlaufenden Verbindungsprofile bilden, wobei letztere längs ihrer Seiten jeweils mit zwei zum Einstecken in die letzteren unter Zwischenschaltung einer Dichtung geeigneten Spanneisen mit zu demjenigen der Nuten inversem Profil ausgerüstet sind, wobei jedem Spanneisen über dessen Länge verteilte und auf der einen Seite auf dem Spanneisen und auf der anderen Seite auf der Platte abgestützte Spannungsmittel zugeordnet sind.
Die so aufgebaute Leitung kann auf verschiedene Weise verwirklicht werden.
Bei einem besonders vorteilhaften Verfahren zur Ausführung wird eine Verbindungs- und Ausgleichskonstruktion, bestehend aus zwei im Abstand angeordneten, parallelen, mittels eines Distanzstücks untereinander verbundenen Längsprofilen, vorgefertigt; zur Erstellung eines Leitungsabschnitts befestigt man diese Verbindungskonstruktion auf einer durchgehenden starren Platte unter Ausfluchten der Profile mit denen des bereits parallel zur Längsachse verlegten Teils, die auf dem Boden aufliegt und sich zwischen den beiden Profilen erstreckt; dann legt man die vorgefertigten, das Gewölbe bildenden Elemente zum dichtfesten Befestigen der beiden Seiten derselben auf die beiden Längsprofile. Wenn die Verbindungsprofile durch eine Metallplatte verbunden sind, bilden diese vorteilhafterweise eine Einwegschalung für den Guß der Platte.
Aber die starre Platte kann auch aus in situ gegossenem Beton fortschreitend ausgeführt werden, wobei die Verbindungskonstruktion auf der Oberfläche der so gegossenen Platte verankert wird.
In diesem Fall legt man gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform, nachdem man auf der gewünschten Höhe eine geebnete Verlegungsfläche angeordnet hat, auf diese letzteren dort die Armierungen einer Platte, wo die erforderlichen Einsätze angebracht sind, gießt man dann Beton zwischen entsprechende Verschalungen, die gegebenenfalls aus den Wänden eines Grabens bestehen, um eine durchgehende Platte, in die die Armierungen eingebettet sind, zu verwirklichen, verankert man dann auf der Oberfläche dieser Platte eine vorgefertigte Verbindungskonstruktion, die aus mindestens zwei Längsprofilen besteht, mit denen man das Ausfluchten mit den entsprechenden Profilen des bereits verlegten Teils reguliert, bedeckt man gegebenenfalls die Platte zwischen den Profilen mit einer Dichtungsplatte, verlegt man dann die vorgefertigten gewölbten Wandelemente zur Bildung eines Gewölbes, dessen Seiten sich tangential an die beiden Profile anschließen, und führt man eine dichtfeste Befestigung dieser Seiten mit den entsprechenden Profilen aus.
Aber die Erfindung wird besser verstanden durch die ausführliche Beschreibung, die sich für eine gewisse Anzahl von Ausführungsformen, die als nichtbeschränkende, sich auf die beigefügten Zeichnungen beziehende Beispiele gegeben werden, anschließt.
Figur 1 ist ein Querschnitt eines gemäß der Erfindung ausgeführten Leitungsabschnitts.
Figur 2 zeigt perspektivisch ein Basiselement in einer Ausführungsvariante.
Figur 3 zeigt perspektivisch eine andere Ausführungsform der Basis.
Figur 4 und Figur 5 zeigen jeweils zwei andere Ausführungsformen der Erfindung im Querschnitt.
Figur 6 ist eine Ansicht von einer Form der Verbindung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abschnitten im Längsschnitt.
Figur 7 zeigt schematisch in vergrößertem Maßstab eine andere Form der Verbindung.
Figur 8 und Figur 9 zeigen schematisch verschiedene Schritte zur Ausführung einer Leitung gemäß zwei Varianten der Erfindung.
Figur 10 zeigt eine andere Ausführungsvariante der Erfindung im Querschnitt.
Figur 11 ist eine Ansicht von Einzelheiten der Verbindung zwischen dem Gewölbe und der Platte in der Ausführungsform der Figur 11.
Das bereits zitierte europäische Patent EP-0188487 desselben Erfinders beschreibt ein Verfahren zur Ausführung einer eingegrabenen Leitung, bestehend aus angrenzenden Abschnitten, die nacheinander auf dem geebneten und festgestapmften Boden eines Grabens angeordnet sind, die jeder ein ein auf dem Boden gelegtes Fundament bildendes Unterteil umfaßt, und deren Ränder gelenkig angebrachte Stützteile für die Seitenränder eines bogenförmig als Gewölbe ausgebildeten Oberteils bilden. Die beiden Elemente sind in Beton ausgeführt, wobei das Gewölbe sich insbesondere leicht verformen kann, so daß ein Teil der ertragenen Kräfte seitwärts auf die Aufschüttung übertragen werden.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die Leitung auch in Form von nebeneinanderliegenden Abschnitten ausgeführt, aber ein erster wichtiger Unterschied besteht darin, daß das Fundament aus einer einfachen massiven Stahlbetonplatte 1 und das Gewölbe aus einer bogenförmigen Metallwand 2, deren Seiten 21 auf ihrer gesamten Länge an in der Platte 1 verankerten Profilen 3 und 3' befestigt sind, besteht.
Die Platte 1 kann aus vorgefertigten flachen Teilen, wie in Figur 2 gezeigt, bestehen oder aber, wie durch Figur 1 angezeigt, in einem Graben 42 direkt in situ gegossen werden.
Die längsverlaufenden Verbindungsteile 3 und 3' bestehen aus Metallprofilen, die miteinander durch ihre Parallelität und ihren Abstand aufrechterhaltende Verstrebungen verbunden sind.
Bei einer besonders einfachen, durch Figur 1 dargestellten Ausführungsform sind die beiden Profile 3 und 3' einfache Bleche, deren Unterteil 31 mit Verankerungsfüßen ausgerüstet ist und die in die Platte 1 über Öffnungen oder bogenförmige Aussparungen, die für eine bessere Verankerung den Durchfluß von Beton gestatten, eingebettet sind.
Gemäß einem der wesentlichen Merkmale der Erfindung werden die Profile 3 und 3' beim Verlegen vollkommen mit den entsprechenden Profilen des bereits ausgeführten Teils der Leitung ausgefluchtet. Eine solches Ausfluchten kann möglicherweise bei der Verankerung der Profile 3 und 3' in dem noch frischen Beton der Platte 1 durchgeführt werden, wobei letztere nach dem Abbinden eine Versteifung zur Erhaltung des Abstands und der Parallelität der Profile 3 und 3' bildet. Es ist jedoch bevorzugt, die Parallelität und den Abstand der Profile in der Werkstatt einzustellen, wobei die beiden Profile 3 und 3' dann durch Verstrebungen bildende Metallstangen 32 starr verbunden werden. Die Konstruktion wird dann auf die Platte 1 gelegt und en bloc ausgefluchtet, wobei die Versteifungsstangen 32 in der Platte 1 eingebettet werden.
Bei der Ausführungsform der Figur 2 sind die beiden Profile 3 und 3' untereinander mit Stangen 32 verbundene Winkelprofile, und die Konstruktion wird auf die Platte 1 gelegt, die aus einem vorgefertigten Teil gebildet wird, das auf seiner Oberfläche 11 mit Aussparungen 12 versehen ist, die beim Guß angebracht werden und in die die mit den Winkelprofilen 3 und 3' aus einem Stück gebildeten Verankerungsfüße 33 eindringen.
Wenn die Platte 1 vorgefertigt ist, sind zwei Ausführungsformen möglich.
Zuerst können die Profile 3 und 3' bei der Herstellung der Platte unter Regelung ihrer Parallelität und ihres Abstands verlegt und verankert werden. Die beiden Profile 3 und 3' können z.B. auf dem Boden der Betonschalung positioniert werden, wobei die Platte verkehrt herum gegossen und dann umgedreht wird.
Aber man kann auch die Profile auf die bereits hergestellte Platte legen, wobei letztere mit Aussparungen 12 versehen ist, die so bemessen sind, daß sie ein Spiel lassen. In diesem Fall ist es vorteilhafter, den Abstand und die Parallelität der Profile 3 und 3' im voraus mit Hilfe von Stäben 32 einzustellen. Die Plattenelemente 1 werden nacheinander auf dem Boden 41 des Grabens 4 verlegt; dann verlegt man die aus den beiden miteinander verbundenen Profilen 3 und 3' gebildeten Verbindungskonstruktionen, deren Ausfluchtung man dank des bei den Aussparungen 12 gelassenen Spiels einstellen kann, wobei die Profile anschließend verankert werden.
Wenn die durch die Leitung transportierte Flüssigkeit hinsichtlich des Betons nicht korrosiv ist und wenn letzterer von einer zur Sicherstellung der Dichtfestigkeit ausreichenden Qualität ist, kann die Oberfläche 11 der Platte 1 direkt den Boden der Leitung 10 bilden.
In zahlreichen Fällen ist es jedoch bevorzugt, den Beton mit einer eine Dichtungshaut bildenden Platte zu bedecken.
In der Figur 2 ist z.B. eine Platte 5 zwischen die beiden Winkelprofile 3 und 3' gelegt. In diesem Fall bildet die Platte 5 eine einfache, auf der Oberfläche 11 der Platte 1 befestigte Dichtungshaut und ist keiner Beanspruchung ausgesetzt. Sie kann daher aus einem dünnen Blech oder sogar aus Kunststoff bestehen. Vorteilhafterweise wird ein dünnflüssiger Zement unter die Platte 5 gegossen; die Oberfläche 11 der Platte 1 kann die Übertragung von durch den Druck der Flüssigkeit angewandten Belastungen derselben sicherstellen.
Es ist jedoch interessant, die Platte 5 die Rolle des Distanzstücks spielen zu lassen, indem man ihr dabei die erforderliche Steifigkeit gibt.
Dies wird von der Figur 3 wiedergegeben. Die Platte 5, die eine gekrümmte Form aufweist, um den Boden der Leitung 10 zu bilden, kann aus einem dicken Metallblech bestehen, das sich tangential anschließt und auf die Profile 3 und 3' geschweißt ist.
Letztere werden in zwei voneinander entfernten Betonträgern 13 verankert, die mit der Platte 5 die Distanzstücke zur Erhaltung des Abstands und der Parallelität der Profile 3 und 3' bilden. Man erhält so eine vorgefertigte Konstruktion, deren Gewicht ziemlich begrenzt bleibt, um sogar bei sehr großen Abmessungen ihre Handhabung mit einem Kran zu gestatten.
Wenn die Profile 3, 3' durch eine Platte 11 verbunden sind, ist es interessant, sie die Rolle einer Einwegverschalung spielen zu lassen. Nach der Befestigung der Profile 3, 3' auf der Platte 5 unter Einstellung ihres Abstands und ihrer Parallelität dreht man die Konstruktion um, so daß unter Verbinden der Seitenwände mit der Platte 5 der Boden einer Betonschalung gebildet wird. Man stellt die Armierung auf, dann gießt man den Beton. Nach dem Abbinden wird die Konstruktion aus der Schalung genommen und umgedreht und bildet ein Einblockbasiselement. Das gleiche Verfahren kann zur Ausführung von getrennten Trägern anstelle einer durchgehenden Platte verwendet werden.
Zur Verwirklichung einer Leitung kann man daher vorgefertigte Basiselemente wie die in Figur 3 dargestellten hintereinanderlegen, das Ausfluchten der Profile 3 und 3' gemäß der Längsrichtung der Leitung regulieren und dann die Enden dieser Profile sowie die der Bodenplatte 5 mit den entsprechenden Enden der Profile und des Bodens des bereits verlegten angrenzenden Elements verschweißen.
Wenn die Steifigkeit des Bodens 5 im Hinblick auf den beim Betrieb angewandten Druck ausreichend ist, kann der Boden aus vorgefertigten, nebeneinanderliegenden Elementen bestehen. Aber man kann auch Verbindungsträger 13 in einem in situ gegossenen Beton einbetten, so daß eine durchgehende Platte gebildet wird.
Der Innendruck, der durch das in der Leitung 10 transportierte Fluid angewandt wird, wird einerseits von der Wand 2 in Form eines Zylindersektors und andererseits von der Platte 1 ausgehalten. Letztere wird daher Biegespannungen unterworfen, denen sie dank ihrer Bauart aus Beton besonders gut standhält, wobei die Dicke und die Armierung leicht in Abhängigkeit von den angewandten Beanspruchungen, die vom Druck und den Abmessungen der Leitungen abhängen, bestimmt werden. Dagegen wird die obere Wand 2 Zugkräften unterworfen, und kann von bogenförmigen Metallblechen, die ziemlich leichte Elemente bilden und zur Erleichterung des Transports übereinandergestapelt werden können, ausgehend hergestellt werden.
Selbstverständlich müssen die die obere Wand 2 bildenden Bleche behandelt werden, um auch der Korrosion zu widerstehen. Man kann z.B. nach dem Verlegen der Leitung auf die Wand ein Schutzmittel aus Kunststoff oder einen einfachen Mörtel auftragen.
Weil die Verbindungsteile 3 und 3'aus Metallprofilen bestehen, kann man die Befestigung der Seiten 21 des Gewölbes 2 durch einfaches Verschweißen oder Verschrauben, bei Bedarf unter Zwischenschaltung einer Dichtung, erreichen. Das ist das gleiche wie bei der Verbindung zwischen den transversalen Enden der Platten 5.
Man kann jedoch auch, wie durch die Figur 6 dargestellt, an den Enden der aufeinanderfolgenden Elemente 2, 2' ringförmige Spanneisen 26, 26' vorsehen, die unter Zwischenschaltung einer Verbindung 63 aus Neopren oder einem anderen dichtfesten Material übereinandergelegt und z.B. durch Bügel 64 oder auf der Peripherie der Verbindung verteilte Klemmbolzen verschlossen werden.
Eine solche Verbindung aus Neopren kann leicht unter der Wirkung von Dehnungen zerdrückt werden; wenn letztere zu groß sind, kann man aber, wie in der Figur 7 dargestellt, zwischen zwei aufeinanderfolgende Gewölbeelemente 2, 2' im Schnitt omega- oder wellenförmige Verbindungen 65 vorsehen, die es gestatten, die Dehnungen wegzustecken und die hinsichtlich der beiden Elemente 2, 2' auf die transversalen Enden geschweißt werden oder durch jedes andere Mittel befestigt werden können.
Wie man in der Figur 6 sieht, wird, wenn die Basis 1 aus vorgefertigten Elementen besteht, die Verbindung der transversalen Enden der Basiselemente 1 vorteilhafterweise durch Ineinandergreifen gebildet, wobei die Enden hinsichtlich der beiden aufeinanderfolgenden Platten 1, 1' mit vertieften und ausladenden Teilen versehen sind, die ineinandergreifen.
In diesem Fall ist es nützlich, an den beiden Enden gezogene Metallteile 14, 14' anzubringen, die es gestatten, Beschädigungen beim Transport zu vermeiden.
Es wird eine Dichtung 64 zwischen den beiden aufeinanderfolgenden Enden der beiden Elemente 1 und 1' angebracht, wobei die Konstruktion mit einer Abdeckleiste 53 bedeckt wird, die die Kontinuität der unteren Wand 5 sicherstellt.
Man vermerkt, daß eine solche Anordnung gestattet, verschiedene Dehnungen zu absorbieren.
Es können auch besondere Teile zwischen die Längselemente gesetzt werden, um z.B. Änderungen der Richtung zu erreichen.
Die beschriebenen Anordnungen zeigen zahlreiche Vorteile im Vergleich zu bisher für die Ausführung von Druckleitungen verwendeten Techniken.
In der Tat gestattet die Erfindung hinsichtlich einer kreisförmigen metallischen Leitung, den Platzbedarf in der Höhe zu vermindern und dank der durch die Betonplatte sichergestellten Verteilung der Last die auf den Erdboden angewandten Beanspruchungen zu vermindern. Letzteres verbessert auch die Widerstandsfähigkeit gegen die Wirkungen von longitudinalen und transversalen Stößen aufgrund der Reibungen zwischen dem Erdboden und der Platte, deren Unterseite außerdem mit Verankerungen versehen sein kann. Die Betonplatte fördert auch die Verwirklichung der Dichtfestigkeit zwischen den verschiedenen Elementen.
Dank der Verwendung der in den Platten 1 verankerten Verbindungsprofile 3 und 3' ist es möglich, vor Ort die Ausfluchtung der die aufeinanderfolgenden Abschnitte bildenden Elemente sicherzustellen. Weiterhin zeigt die Erfindung hinsichtlich der Leitungen aus Beton den Vorteil der Verwendung von teilweise leichteren und leichter zu handhabenden und zusammenzusetzenden Metallelementen.
Man vermerkt außerdem, daß die gewählte Ausführungsform eine Modulbauweise gestattet, wobei die Dicke und Beschafffenheit des oberen Blechs 2 und des Fundaments 1 in Abhängigkeit von den ertragenen Beanspruchungen angepaßt werden können. Im Falle der Ausführung einer stark beanspruchten Leitung kann man z.B. die Dicke des oberen Blechs 2 sowie die Armierung und Dicke der Platte 1 und sogar ihre Beschaffenheit in Abhängigkeit von dem Wasserstand variiert werden.
Im Falle einer Leitung, insbesondere einer stark beanspruchten Leitung, die sich über eine große Länge in einem Gelände, dessen Niveau und Beschaffenheit sehr verschieden sein können, erstreckt, ist es besonders interessant, die Beschaffenheit der Leitung an die Betriebsbedingungen anzupassen. In gewissen Geländen ist es z.B. vorteilhaft, die Leitung nicht zu schwer zu machen und vorzugsweise die Ausführungsform der Figur 3 zu verwenden, bei der die Leitung auf voneinander entfernten Trägern verlegt ist. Dagegen könnte man in anderen Geländen die Oberfläche der Grundplatte und gegebenenfalls das Gewicht der Leitung vergrößern, wobei die Betonplatte dann die Rolle eines die Erhaltung der Leitung gestattenden Ballasts spielt, z.B. wenn diese in dem phreatischen Wasser untergebracht wird.
Ein anderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie einen rationellen und sehr schnellen Bau der Leitung ermöglicht. Z.B. zeigen die Figuren 8 und 9 zwei an verschiedene beschriebene Ausführungsformen angepaßte Bauverfahren.
Figur 8 bezieht sich auf die Ausführung einer Leitung, deren Unterteil in situ gegossen wird.
Zuerst erstellt man in (1) mit entsprechenden Ausschachtungsgeräten einen Graben 4, der einen ebenen und festgestampften Boden 41 auf dem gewünschten Niveau ergibt. Wie in (2) angezeigt, kann man in dem Boden 41 einen Graben 42 anlegen, in den direkt der Beton gegossen wird.
Der dritte Schritt besteht im Verlegen der Armierung 15 der Platte 1, die in der Werkstatt vorgefertigt ist und in der man die erforderlichen Einsätze, z.B. Endstücke 14 oder Übergangsrohre von Spannbetonbolzen, angebracht hat.
Im vierten Schritt gießt man dann den die Armierungen 14 einhüllenden Beton, um die Platte 1 zu erstellen, an der man gegebenenfalls die Sitze für die Verankerungsfüße der Profile 3, 3' anbringt. Letztere, die durch Versteifungsstangen oder die Platte 5 miteinander verbunden sind, werden auf die Platte gelegte mit den bereits verlegten Profilen ausgefluchtet und dann, wie in (5) angezeigt, verankert.
Die Platte 1 bildet dann eine ausgezeichnete Kranbahn, auf die man ein Trägerteil wie einen eine Vorrichtung bildenden Wagen 16 stellen kann, der beim Verlegen der Gewölbeelemente 2 umfalzt und gegebenenfalls auf den Profilen 3 rollen kann, wie in (6) gezeigt. Gemäß den Abmessungen des Gewölbes kann dieses aus miteinander verschweißten Platten bestehen, wobei das Verschweißen kontinuierlich und automatisch mit einem angebauten Gerät, z.B. dem Trägerwagen 16, ausgeführt werden kann.
Man bringt die Vorrichtungen zum Einspannen der transversalen Verbindungen oder der Dehnungsverbindungen 65 an und führt gegebenenfalls eine Behandlung des Gewölbes durch, z.B. für seinen Schutz gegen Korrosion (Schritt 7).
Die Leitung wird dann fertiggestellt; man kann in einem achten und letzten Schritt den bereits erstellten Teil der Leitung unter einer Aufschüttung 43 eingraben.
Man sieht also, daß es möglich ist, verschiedene Schritte des Verfahrens entsprechend dem Fortschreiten der Leitung auszuführen.
Die Figur 9 zeigt das gleiche Verfahren, das an die Verwendung von vorgefertigten Elementen angepaßt ist.
Nachdem man den Graben 4 ausgehoben hat, legt man auf den mit reinem Beton bedeckten Boden 41 vorgefertigte Basiselemente 1, die jedes zwei durch Betonträger 13 und gegebenenfalls eine durchgehende Platte 5 miteinander verbundene Profile 3, 3' umfassen. Die so gebildeten Elemente 1 können gehandhabt und ihre Lage zum Erreichen der Ausfluchtung der Profile 3 mit denen des bereits errichteten Teils reguliert werden.
Die Konstruktion wird dann in in situ gegossenen Beton eingebettet; nach dem Abbinden richtet man wie zuvor eine Kranbahn ein, auf der man einen das Aufstellen und Verbinden der Gewölbeelemente 2 fördernden Wagen 16 verschieben kann. Nach dem Anbringen der Dichtung und eines Korrosionsschutzmittels wird die Konstruktion mit der Böschung 43 bedeckt.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Einzelheiten der verschiedenen Ausführungsformen beschränkt, die als einfache Beispiele beschrieben sind; man kann sich auch andere Varianten vorstellen.
Z.B. können die Profile 3 und 3' verschiedene Formen aufweisen, von denen zwei Beispiele in den Figuren 4 und 5 dargestellt sind.
Im Falle der Figur 4 sind die beiden Verbindungsprofile Winkelprofile 34, die eine auf die Platte 5 geschweißte horizontale Fläche und eine entsprechend einer Tangente am Fuß des Gewölbes 2 gerichtete schräge Fläche aufweisen, wobei die Winkelprofile 34 gegebenenfalls mit Eckstücken 35 verstärkt sein können. Die Platte 5, die die Oberfläche der Platte 1 darstellt, kann irgendeine an die Verhältnisse angepaßte Form aufweisen, z.B. gebogen sein, um eine in der Mitte gelegene Muldenrinne 52 zu bilden.
Die Figur 5 gibt dagegen ein Beispiel einer Leitung mit halbkreisförmigem Profil, wobei die Verbindungsprofile von geradlinigen Winkelprofilen 34 gebildet werden, die auf der Platte 5 angebracht sind, deren Seiten zur Verbeserung der Steifigkeit und Dichtfestigkeit umgebogen und angeschweißt sein können.
Die Figuren 11 und 12 zeigen eine andere Ausführungsform, die besondere Vorteile zeigt.
In diesem Fall werden an den Seiten der Platte 5 gebogene Teile in Form von nach oben konkaven Nuten 36 angebracht.
Die beiden Seiten 21 der oberen Wand 2 sind ebenfalls gebogen, um Spanneisen 22 mit umgekehrtem, nach unten konvexem Profil zu bilden, die auf die konkaven Nuten 36 passen können.
Eine aus einem flachen Band 6 aus viskoelastischem Kunststoff bestehende Dichtung wird zwischen jeder Nut 36 und dem entsprechenden Spanneisen 22 angeordnet.
Die Spanneisen 22 sind auf der Platte 1 mit einer Vielzahl von Stiften 7 befestigt, die gleichmäßig über die Länge des oberen Elements verteilt sind und unter Spannung angebracht werden, wobei sie mit einem Kopf 73 auf dem Spanneisen 22 und mit ihrem unteren Ende 74 auf der Platte 1 zur Auflage kommen.
Z.B. werden in der Ausführungsform der Figur 11 die Stifte 71 durch die in regelmäßigen Abständen in der Platte 1 vorgesehenen Öffnungen geschoben, und kommen mit einem unteren Ende 74 auf der Oberfläche der Platte 1 und mit einem oberen Kopf 73 auf dem Spanneisen 22 zur Auflage, wobei der Stift 31 in ganz bekannter Weise unter Spannung befestigt werden kann. Aber die Stifte 7 können auch im voraus in der Platte 1 beim Gießen derselben verankert werden und ein oberes Ende mit Gewinde enthalten, auf das eine Mutter geschraubt wird, wobei ferner das Unterspannungsetzen in bekannter Weise für die Spannbettvorspannung des Betons ausgeführt werden kann.
Der Stift 7 kann auch in der Art einer Schnellschraube in einen innen mit einem Gewinde versehenen und in der Platte 1 verankerten Einsatz 37 eingeschraubt werden, wie in der Figur 12 dargestellt.
Eine solches elastisches Einklemmen der Dichtung 6 gestattet die Absorbierung von Deformationen, die z.B. aus thermischen Belastungen resultieren, sowie von Druckschwankungen, die z.B. aus einem Druckstoß resultieren.
Das obere Gewölbe 2 kann gemäß seinen Abmessungen entweder aus einem durch Biegen oder Zug unter Anbringen von rinnenförmigen Spanneisen 22 an seinen Enden verwirklichten, einzelnen Element oder für sehr große Abmessungen aus weiteren miteinander verschweißten Platten bestehen.
Insbesondere können die Enden 21 des Gewölbes 2, auf denen die runden Spanneisen 22 vorgesehen sind, aus einzelnen Elementen bestehen, die im Querschnitt die Form eines Querhaupts aufweisen und Randstreifen bilden, auf denen die Seiten des Gewölbes 2 befestigt werden, wobei die jeweiligen Enden für die Ausführung der Schweißnaht 25 abgeschrägt werden.
Wie in der Figur 12 gezeigt, kann man dank der runden Form der Spanneisen 22 und ihrer Stütznuten das Spanneisen in seinem Sitz gleiten lassen, um seine Orientierung zu ändern, wobei man z.B. Löcher 24 mit länglichem Querschnitt für den Durchtritt der Klemmstifte 31 vorsieht. Auf diese Weise kann man den Neigungswinkel A des geraden Teils 27, der das Spanneisen 22 nach oben verlängert und den Anfang des Gewölbes bildet, verändern. Wie in Figur 1 dargestellt, kann man so ohne Veränderung der Länge zwischen den Stützen 22 das Profil des Gewölbes und infolgedessen den Querschnitt des Durchlasses des Gewölbes variieren.
Eine solche Ausführung der Verbindungsprofile 3, 3' mit Randstreifen im Form von einzelnen Teilen zeigt einen anderen interessanten Vorteil.
In der Tat ist es offensichtlich, daß die sehr großen Belastungen unterworfenen Teile des Gewölbes genau die Randstreifen sind, mit denen es an der unteren Platte 1 befestigt ist. Wenn die Randstreifen aus einzelnen Profilen 3 bestehen, kann man leicht deren Dicke und z.B. die Art des zum Aushalten von eingesteckten Belastungen verwendeten Metalls bestimmen, sowie für das Gewölbe 2 eine Dicke und gegebenenfalls die Art des verschiedenen Metalls auswählen.
Man kann so z. B. die Teile standardisieren, bereits vorgefertigte, für Beanspruchungen im bestimmten linearen Maßstab, z. B. 1 T/ml, 2 T/ml, 5 T/ml, 10 T/ml, vorgesehene Profile und vorgeformte Gewölbe mit verschiedener Dicke und Abmessungen vorsehen, die jeweils auf das Gewölbe und die Randstreifen angewandten Beanspruchungen gemäß dem Innendruck, dem Durchmesser des Gewölbes und seiner Länge zwischen den Randstreifen berechnen sowie Randstreifenelemente und Gewölbeelemente verbinden, die geeignet sind, diese Belastungen zu ertragen.
Man kann auch in Abhängigkeit von den angewandten Beanspruchungen die Randstreifen 51 der Dichtungswand 5 verstärken.
In anderen Fällen kann man dagegen ökonomischere Ausführungsformen verwenden; z.B. können im Falle der Figur 1 die Verbindungsprofile 3 und 31 aus einfachen Platten wie die für die Ausführung von provisorischen Flugzeugpisten verwendeten bestehen.
Man sieht, daß sich die Erfindung auf eine Anzahl von Varianten beziehen kann, die sehr verschiedenen Bedingungen der Verwendung entsprechen können.
Wenn es auch natürlich ist dem oberen Element 2 die Form eines Halbkreises zu geben, so kann es auch andere Formen in Abhängigkeit von den Bedingung der Verwendung, insbesondere dem Innendruck und dem eingehaltenen Raumbedarf sowie gegebenenfalls der zu sichernden Durchflußleistung, annehmen.
Die nach den angeführten technischen Merkmalen in die Ansprüche eingefügten Bezugszeichen bezwecken nur die Erleichterung des Verständnis der letzteren und beschränken keineswegs die Tragweite.

Claims

1. Fluidtransportleitung mit grossem Querschnitt, die sich gemäss einer Längsachse erstreckt und durch Zusammenfügen auf einer Verlegungsfläche von mehreren, zum Standhalten eines Innendruckes dichtfest miteinander verbundenen, vorgefertigten Längselemente (1, 2) erstellt wird, wobei die Leitung im Querschnitt aus einem eine dünne Metallwand aufweisenden, bogenförmig als Gewölbe ausgebildeten, wesentlich kreisförmigen Oberteil (2) sowie aus einem Unterteil (1) besteht, das aus einer einen starren Untergrund bildenden, auf dem Boden aufliegenden Stahlbetonplatte gebildet und durch eine durchlaufende den Leitungsboden bildende Oberfläche (11) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die das Oberteil bildende, bogenförmig ausgebildete Metallwand (2) entlang ihrer beiden zur Betonplatte parallelen Seiten (21, 21') jeweils an den oberen Enden von zwei metallischen Verbindungsprofile (3, 3') verschweisst ist, die jeweils aus einem tangential zum Gewölbefuss gerichteten Oberteil und aus einem zum Standhalten des Innendruckes dichtfest an der Betonplatte (1) befestigten Unterteil (31) bestehen.

2. Fluidtransportleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (31) von jedem metallischen Verbindungsprofil (3, 3') innen in der Betonplatte (1) verankert ist.

3. Fluidtransportleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Teil von jedem Verbindungsprofil (3, 3') sich entlang einer entsprechenden Auflagefläche der Betonplatte erstreckt, auf welcher dieses durch mehrere über deren Länge regelmässig verteilten Stangen (7) gehalten wird, die auf der einen Seite auf diesem unteren Teil des Profils (3) und auf der anderen Seite auf der Platte (1) abgestützt sind.

4. Fluidtransportleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Giessen der aus Stahlbeton bzw. aus vorgespanntem Beton bestehende Platte (1) in situ erfolgt.

5. Fluidtransportleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (1) aus Stahlbeton oder vorgespanntem Beton aus mehreren vorgefertigten Elemente besteht.

6. Fluidtransportleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betonplatte (1) von einer zwischen den beiden Profilen (3, 3') sich erstreckenden, eine Dichtungshaut bildende dünnen Wand (5) überdeckt ist.

7. Fluidtransportleitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verteilung der über die gesamte Oberfläche der Platte (1) auf die Wand (5) ausgeübten Kräfte ein Zementgemisch zwischen der dünnen Wand (5) und der Oberfläche der Platte (1) vergossen wird.

8. Fluidtransportleitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungshaut eine auf den beiden Verbindungsprofile (3, 3') entlang ihrer beiden Seiten geschweissten Metallplatte (5) ist.

9. Fluidtransportleitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Betonplatte (1) durch eine dünne Wand (5) mit zwei zur Längsachse parallelen Seiten abgedeckt ist, die je zwei nach oben gerichteten konkave Nuten (36) aufweisen, und dass die beiden längsverlaufenden Verbindungsprofile (3, 3') des Gewölbes (2) jeweils ein abgerundetes Unterteil aufweisen, das ein Spanneisen (22) bildet mit einem zu demjenigen der entsprechenden Nut (36) der Platte (55) verkehrten Profil und auf dieser unter Zwischenschaltung einer Dichtung (6) aufliegt, wobei jedem Spanneisen (22) über dessen Länge verteilte Spannungsmittel (7) zugeordnet sind, die auf der einen Seite auf dem Spanneisen (22) und auf der anderen Seite auf der Platte (1) abgestützt sind.

10. Fluidtransportleitung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsprofile des Gewölbes aus Randstücke (3, 3') mit einem im Querschnitt als Bogenstab ausgebildeten Abschnitt bestehen, der ein als Rinne abgerundetes das Befestigungsspanneisen (22) bildendes Teil (22) aufweist, das durch ein gerades den Fuss von dem Gewölbe bildendes Teil (27) verlängert ist, wobei das letztere aus mindestens einer gebogenen Platte (2) besteht, die entlang ihrer beiden Seiten jeweils an den Enden der geraden Teile (27) der beiden Randstücke (3, 3') befestigt ist.

11. Fluidtransportleitung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung der Randstücke (3, 3') vor der Befestigung des Gewölbes (2) durch Drehung der abgerundeten Teile (22) der Spanneisen auf den konkav ausgebildeten Nuten (36) so einstellbar ist, dass die Neigung (A) des geraden Teils (27) zur Platte (1), und demzufolge, den Durchlaufquerschnitt der Leitung geändert werden kann.

12. Fluidtransportleitung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen und dimensionnellen Merkmale der konkaven Nuten (36) und der Randstücke (3, 3') einerseits sowie der das Gewölbe bildenden Platten (2) anderseits entsprechend der durch diese Teile aufnehmenden spezifischen Spannungen bestimmt sind.

13. Fluidtransportleitung unter Hochdruck bis über 10 bar, bestehend aus mehreren auf der Baustelle zusammengebauten metallischen Wandelemente (2), die miteinander entlang deren benachbarten Seiten so zusammengeschweisst werden, dass ein rohrförmiger, im Querschnitt geschlossener und gemäss einer Längsachse sich erstreckender Raum begrenzt ist, wobei diese Leitung querschnittsmässig zur Achse einen kreisförmigen abgestumpften Profil mit einem Oberteil aufweist, das aus einer bogenförmig als Gewölbe ausgebildeten einen kreisförmigen Sektor zwischen zwei im Abstand angeordneten Seiten (21, 21') abdeckenden Metallwand (2) besteht, und mit einem Boden aus einer Metallplatte (5), die entlang ihrer beiden Seiten jeweils auf die metallischen Verbindungsprofile (3, 3') geschweisst wird, die je ein Oberteil umfassen, das entlang der entsprechenden Seiten (21, 21') vom Gewölbe (2) geschweisst wird und sich tangential an dem Gewölbefuss anschliesst, und wobei dieser Leitung mindestens zwei starre Distanzstücke (13) aus Stahlbeton zugeordnet sind, auf denen diese Verbindungsprofile (3, 3') jeweils mit einem in diesen Distanzstücke verankerten Unterteil (31) befestigt sind.

14. Fluidtransportleitung nach Anspruch 13, dadurch gekenneichnet, dass sie aus vorgefertigten, nacheinander zusammengeschweissten Abschnitte besteht, und dass jedem Abschnitt mindestens zwei als Träger (13) ausgebildete Distanzstücke zugeordnet sind, die Positionierungsfüsse der Leitungsbasis bilden.

15. Fluidtransportleitung nach einem der Ansprüche 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung einer durchgehenden Platte die Distanzstücke (13) nach dem Einbau in dem in situ gegossenen Beton eingelassen werden.

16. Fluidtransportleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Längsdehnung vom oberen Gewölbe die von zwei aufeinanderfolgenden gegenüberliegenden Querenden (26, 26') über einen kreisförmigen, im Querschnitt mindestens eine Welle (65) bildenden Stoss verbunden sind.

17. Verfahren zur Ausführung einer Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach Ausführung auf der gewünschten Höhe einer geebneten Verlegungsfläche (41) eine durchgehende Stahlbetonplatte (1) über eine bestimmte Länge gefertigt wird, auf welcher mindestens zwei längliche Verbindungsprofile (3 und 3') verankert werden, die mit den entsprechenden Profile des bereits verlegten Teils ausgefluchtet werden, dann die vorgefertigten bogenförmigen Wandelemente zur Bildung eines Gewölbes (2) verlegt werden, dessen Seiten (21, 21') sich tangential an die beiden Profile (3 und 3') anschliessen und das Verschweissen der Wandelemente (2) miteinander sowie mit diesen Profilen (3 und 3') erfolgt.

18. Verfahren zur Ausführung einer Leitung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass, wobei die beiden Profile (3 und 3') als Bankeisen ausgebildete Unterteile aufweisen, in der Platte (1) Sitze zur Aufnahme dieser Bankeisen vorgefertigt werden, und dass nach Verlegung und Ausfluchten der Profile (3 und 3') mit den bereits verlegten Profile diese in diesen Aufnahmen verankert werden.

19. Verfahren zur Ausführung einer Leitung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (1) aus vorgefertigten Elemente mit vorher befestigten Verbindungsprofile (3, 3') besteht.

20. Verfahren zur Ausführung einer Leitung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsprofile (3 und 3') über eine Metallplatte (5) verbunden sind, die eine Einwegschalung bildet zum Giessen der Platte in umgekehrter Stellung.

21. Verfahren zur Ausführung einer Leitung nach einem der Ansprüche 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass die starre Platte (1) aus in situ gegossenem Beton fortschreitend gefertigt wird.

22. Verfahren zur Ausführung einer Leitung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass nach Anfertigung auf der gewünschten Höhe einer geebneten Verlegungsfläche die Bewehrungen (15) einer Platte durch Einsetzen der erforderlichen Inserts verlegt werden, dann Beton zwischen geeignete Schalungen zur völligen Einbettung der Bewehrungen (15) zwecks Ausführung der durchgehenden Platte (1) vergossen wird.

23. Verfahren zur Ausführung einer Leitung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erstellung eines jeden Leitungabschnittes das untere Teil der Leitung bestehend aus zwei im Abstand angeordneten parallelen Langsprofile (3, 3') vorgefertigt wird, die starr miteinander über eine auf mindestens einem Distanzstück (13) aus Stahlbeton zur Auflage kommenden Platte (5) verbunden sind, und dass dieses untere Teil auf der Verlegungsfläche (41) durch Ausfluchten und Verschweissen der Profile (3 und 3') und der Platte (5) mit dem bereits verlegten Teil angebracht wird, dann die das Gewölbe (2) bildende vorgefertigten Elemente eingesetzt werden, in dem die Seiten (21, 21') des selben auf den Längsprofile (3 und 3') verschweisst werden, wobei zur Herstellung einer durchgehenden Platte die Einbettung der Distanzstücke (13) eventuell danach im vor Ort gegossenen Beton erfolgt.