Sphärische Vortriebsrohre – Gelenkige Rohrverbindung mit optimaler Kraftübertragung

Der Bau von unterirdischen Leitungen erfolgt zunehmend in geschlossener Bauweise, wobei u. a. die Verfahren des hydraulischen Rohrvortriebes sowie des Microtunnelings eingesetzt werden. Die Vortriebsmaschinen sind steuerbar, sodass vertikal und horizontal gekrümmte Rohrleitungen (Raumkurven) aufgefahren werden können.
Die Voraussetzung hierfür ist, dass die Rohre im Bereich der Rohrverbindungen gegeneinander abgewinkelt werden können. Nach dem Stand der Technik werden für Vortriebsstrecken Rohre – zumeist aus Beton bzw. Stahlbeton – mit ebenen Rohrspiegeln verwendet. Durch die Abwinkelung vermindert sich die zur Kraftübertragung zur Verfügung stehende Fläche. Zur Vermeidung der Überschreitung der zulässigen Betondruckspannungen werden üblicherweise Druckübertragungsringe unterschiedlicher Ausführung eingesetzt. Ziel dieser Vorgehensweise ist es, durch die Verformung der Druckübertragungsringe den Verlust in der Kraftübertragungsfläche zumindest teilweise wieder auszugleichen.

Die Entwicklung sphärischer Vortriebsrohre mit einer gelenkigen Rohrverbindung verfolgt einen anderen Ansatz. Das innovative Projekt zielt darauf ab, durch die Optimierung der Geometrie der Rohrfügung in Verbindung mit der Verwendung eines neuartigen Hochleistungsbetons sowohl die Kraftübertragung zwischen den Rohren zu verbessern, als auch die Wanddicke der Vortriebsrohre zu minimieren. Hierfür wurde im Rahmen einer Dissertation am Lehrstuhl für Baubetrieb und Bauwirtschaft der TU Kaiserslautern ein neuartiges Rohrdesign mit einer sogenannten „sphärischen Fuge“ entwickelt. Die neuartige Fügungsgeometrie
hat zum Ziel, die Kontaktfläche zwischen zwei Vortriebsrohren auch bei Abwinkelung zu maximieren, die Spannungsverteilung in der Fügung zu verstetigen und gleichzeitig das Aufklaffen der Rohrfuge bei Kurvenfahrten zu verhindern.

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