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With the assessment of sewers and drains generally recognised criteria such as tightness, stability, hydraulic capability and efficiency are valid. For the assessment of the stability, however, there are often uncertainties. In this connection the ATV-DVWK Advisory Leaflet ATV M 127-2 represents a practical development of the system of rules and standards for the stability of earth-bedded pipelines that is called upon in the case of dimensioning for rehabilitation procedures. Nevertheless, further assumptions about the pipe-soil system are necessary which often are based on individual appraisals and experiences of the designer. To that end, in the years 1999 to the beginning of 2002, extensive experiments and theoretical investigations were carried out at the Universities of Bremen and Muenster as well as at the Bremen hanseWasser GmbH in order to assess more reliably the load-carrying capacity in particular of damaged host pipes in the ground. The research was supported by the Federal Ministry for Education and Research (BMB+F) under the short title ASSUR. The paper gives a view of the essential contents of the research; further information can be taken from the final report to ASSUR.
Ten opzichte van de richtlijnen voor direct in de bodem ingebedde leidingen (In Duitsland betreft het de richtlijn ATV A127[1], in Frankrijk de Fascicule 70, in Nederland Cur n° 122 voor betonbuizen) vereist de richtlijn voor de statische berekening van linersystemen (kousrelining, u lining, buis in buislining...) voor de sanering van beschadigde riolen een grondig andere aanpak en berekeningsmethodiek. Onder meer zijn voor liners volgende parameters van belang: Toestand van de beschadigde leiding. Wanneer de oude leiding vervormd is, zal bij close fit renovatiesystemen zoals kousliners ook de liner zelf voorvervormingen vertonen. Bij deze onvolkomenheden wordt onderscheid gemaakt tussen lokale intrusie (opbolling) globale voorvervorming (ovalisatie); Materiaalkarakteristieken van de liner samenhangend met de uitharding (vorming van ringspleet enz.); Hoge drukspanningen door externe waterdruk in combinatie met de geringe wanddikte en de relatief lage elasticiteitsmodulus van de liner; De liggingcondities van de liner in de beschadigde leiding (aanwezigheid van scheuren, radiale en axiale verplaatsing enz..); Specifieke eigenschappen van de materialen waaruit de liner is opgebouwd (Elasticiteitsmodulus en buigtreksterkte op lange termijn) Vragen in verband met de stabiliteit van saneringsystemen werden de afgelopen jaren uitgebreid in internationale fora en wereldwijd bediscussieerd, [2] tot [5], en om de mechanische draagkracht ervan na te gaan werden omvangrijke proeven uitgevoerd, [2], [4], [6], [12] en [18]. Aan de hand van het document Merkblatt ATV-M 127-2 [14] is het mogelijk om statische berekeningen op een voor liners adequate wijze uit te voeren en is het mogelijk controleberekeningen uit te voeren zoals dit in Duitsland in het document Merkblatt ATV-M 143-3 [13] geëist wordt.
In the German design code ATV-M 127-2, three host pipe states are differentiated: State I for leaky sewers without cracks, state II for sewers with longitudinal cracks but a stable soil pipe system, and state III for cracked pipes with larger deformations and considerable risk of collapse in the near future. State II sewers that are close to the traffic surface must be calculated as a state III situation. On the other hand, the US Standard ASTM F 1216 defines two states: structurally safe and fully deteriorated sewers. This paper examines the common aspects and differences between the two codes. A simple non-linear numerical approach is presented to evaluate the actual safety of the host pipe-soil system based on the following parameters: 1. the pipe material (e. g. age, corrosion depth, state of the contact zones), 2. the measured or estimated pipe deformations, 3. the soil group, stiffness, and possible voids occurring next to the springlines of the pipe, 4. the loading to be applied on the deteriorated pipe-soil system. Using stability and ultimate stress criteria, the safety of the system can be defined in a rational way. Missing parameters have to be introduced into the algorithm conservatively. Case studies are presented to demonstrate safe estimations for the host pipe state. The consequences on the required wall thickness of a lining and the application of non-circular linings are shown. The wall thicknesses resulting from a design for the fully deteriorated state as defined by the design codes in both the USA and Germany are compared and discussed.
Das Stabilitätsproblem eines radial elastisch gebetteten Kreisringes unter gleichmäßiger Temperaturerhöhung wird mit der klassischen Stabilitätstheorie einer geometrisch nichtlinearen Theorie und durch Versuche untersucht. Die Ergebnisse für die kritische Temperatur, das Verhalten im überkritischen Bereich und den Einfluss von Vorverformungen werden in Diagrammen in Abhängigkeit von den Steifigkeitsparametern angegeben.
Im Rahmen eines USA-Praxissemesters der erstgenannten Autorin an der Tulane University in New Orleans wurden im Jahr 1995 in Zusammenarbeit mit Pipe Liners, Inc. Außendruckversuche an PE-HD-Linern durchgeführt. Bei diesen Versuchen sollte der maximale Beuldruck unter Variation von Randbedingungen des Liners im Altrohr (hier: Längsversatz und Ovalisierung) ermittelt werden. Außerdem war die Ermittlung des Zeitstandverhaltens der mit konstantem Außendruck beaufschlagten Versuchskörper ein wichtiges Versuchsziel. Die experimentellen Ergebnisse werden unter Verwendung der vom Zweitverfasser entwickelten nichtlinearen Theorie ausgewertet.
Bedingt durch die zunehmende Mächtigkeit des Wasser führenden Deckgebirges wird bei neueren Schachtbauten der innere Ausbau als Verbundkonstruktion ausgeführt (Voerde, Sophia Jacoba 8): Ein Stahl- oder Gusseisenliner wird von einem dickwandigen Betonmantel mit außen liegendem, wasserdicht verschweißten Stahlmantel umschlossen. Die Verbundkonstruktion wird durch mit der Teufe anwachsende Druckkräfte beansprucht, die einen besonderen Stabilitätsnachweis des relativ dünnwandigen Liners verlangen. Es werden die Durchschlaglasten für unverankerte und verankerte Liner in Abhängigkeit vom Radius-/Wanddickenverhältnis angegeben. Die bei der Berechnung zu berücksichtigenden Imperfektionen, die Grenzwerte für die Annahme einer starren Bettung und weitere Gültigkeitsgrenzen für die Durchschlagslasten werden erläutert und Rechenverfahren für die Praxis aufbereitet.
Schadhafte Abwasserkanäle und -leitungen können durch Einziehen eines flexiblen Liners oder durch Teilauskleidung mit Platten saniert werden. Der Ringraum zwischen Rohr und Liner wird häufig mit Dämmer verfüllt. Die Standsicherheit muss für die Lebensdauer des sanierten Bauwerks unter den während der Sanierungsarbeiten und beim Betrieb des Abwasserkanals herrschenden Bedingungen gewährleistet sein. Das bedeutet, dass konservative Annahmen bezüglich des System- und Belastungsverhaltens zu treffen sind. Für einige wichtige Lastfälle (hydrostatischer Druck mit Auftrieb, Eigenlasten, Temperaturänderungen usw.) werden Lösungsansätze diskutiert und Durchschlagbeiwerte alpha D angegeben. Von besonderer Bedeutung für die Sicherheitsnachweise ist der richtige Ansatz der Vorverformungen: Sie müssen sowohl die Verformungen des Kanals repräsentieren als auch stabilitätstheoretischen Erkenntnissen entsprechen.
