Bemessung von beulgefährdeten Druckschachtpanzerungen unter Außendruck – Teil 1: Unversteifte Stahlrohre/Buckling design of steel liners under external pressure – part 1: unstiffened steel pipes

Bei der statisch konstruktiven Auslegung der stählernen Druckschachtpanzerungen von Triebwasserwegen wird mitunter nicht die Innendruckbelastung maßgebend, sondern die Außendruckbelastung infolge Bergwasserdruck. Dieser führt im Revisionsfall bei entleerter Druckrohrleitung zu einer hohen Beulgefährdung, bedingt durch die ausgeführten großen Rohrschlankheiten.

Die Bemessungsregeln in der Praxis basieren auf analytischen und empirischen Modellen, die im Wesentlichen bereits in den 1960er-Jahren entwickelt wurden. Dieser Beitrag fasst die Gesamtergebnisse eines Forschungsprojektes zusammen, dass das Ziel hatte durch nun verfügbare realitätsnahe numerische Modelle zusätzliche Effekte, wie verschiedene Imperfektionsformen, auftretende Längsdruckkräfte im Rohr infolge Reibschluss sowie die radiale Gebirgsnachgiebigkeit, mit zu berücksichtigen.

Teil 1 beinhaltet die Ergebnisse für unversteifte Stahlrohre. Es werden einleitend die in der Praxis üblichen Bemessungsmodelle zur Ermittlung der kritischen Außendruckbelastung p0,cr erläutert und hinsichtlich ihrer Ergebnisse miteinander verglichen. Aus dem zusätzlichen Vergleich mit den numerischen Berechnungsergebnissen wird das zutreffendste Bemessungsmodell für die Praxis dargestellt und auch in Form von Bemessungsdiagrammen aufbereitet.