DE9113096U1 - Reinforced concrete pre-press pipe - Google Patents
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Description
PATENTANWÄLTEPATENT ATTORNEYS
DlPL.-ING. BUSCHHOFFDlPL.-ING. BUSCHHOFF
Dipl.-Ing. HENNICKEDipl.-Ing. HENNICKE
Dipl.- Ing. VOLLBACHDipl.-Ing. VOLLBACH
5 KÖLN/RH.5 COLOGNE/RH.
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KÖLN, den 14.10.1991 he/mi/wbCOLOGNE, 14.10.1991 he/mi/wb
Anm.: Firma Epiton Beton- und Rohrtechnik GmbH & Co. KG Moorweg 6, D-4290 BocholtNote: Company Epiton Beton- und Rohrtechnik GmbH & Co. KG Moorweg 6, D-4290 Bocholt
Titel: Vorpreßrohr aus StahlbetonTitle: Reinforced concrete pre-press pipe
Die Erfindung betrifft ein Vorpreßrohr aus Stahlbeton mit angeformter Falzmuffe, die axial über den Rohrinnenrand hinausragt und deren Außenumfang mit dem Außenumfang des Rohres bündig ist.The invention relates to a pre-press pipe made of reinforced concrete with a molded-on seam sleeve which projects axially beyond the inner edge of the pipe and whose outer circumference is flush with the outer circumference of the pipe.
Für Rohrleitungen im Erdreich werden Stahlbetonrohre mit angeformter Falzmuffe verwendet, die zu einem kontinuierlichen Rohrstrang zusammengesetzt werden und aneinander anschließend durch einen im Erdreich vorgetriebenen Hohlraum vorgepreßt werden. Der Hohlraum kann hierbei nicht nur geradlinig, sondern innerhalb gewisser Grenzen auch gekrümmt verlaufen, soweit dies die Steckverbindungen zwischen den einzelnen Vorpreßrohren erlauben, die im Bereich der Krümmungsstrecke dann einen Polygonzug bilden. Die Innenränder der aneinanderschließenden Rohre liegen dann am Innenbogen der Krümmungsstrecke aneinander an, während sie am Außenbogen der Krümmungsstrecke auseinanderklaffen, hier aber von den über den Rohrinnenrand hinausragenden Falzmuffen überdeckt werden. Im Bereich des Innenbogens liegt der mittlere Teil eines jeden Rohres mit seinem Außenumfang an der Wandung des Hohlraumes an, durch den der Rohrstrang vorgepreßt wird, während am Außenbogen die Rohrenden mit ihren Stirnkanten an der Außenwandung des gekrümmt verlaufenden Hohlraumes entlanggleiten.For underground pipelines, reinforced concrete pipes with a molded-on seam sleeve are used, which are assembled into a continuous pipe string and then pre-pressed together through a cavity driven into the ground. The cavity can not only be straight, but also curved within certain limits, as long as the plug connections between the individual pre-pressed pipes allow this, which then form a polygon in the area of the curved section. The inner edges of the pipes that are connected to one another then lie against one another on the inner curve of the curved section, while they gape apart on the outer curve of the curved section, but are covered here by the seam sleeves that protrude beyond the inner edge of the pipe. In the area of the inner bend, the middle part of each pipe rests with its outer circumference on the wall of the cavity through which the pipe string is pre-pressed, while at the outer bend the pipe ends slide with their front edges along the outer wall of the curved cavity.
Beim Längsvorschub des Rohrstranges wird die axial eingeleitete Vorschubkraft an den Knickstellen des von den Rohren gebildeten Polygonzuges in eine Axialkomponente und in eine Radialkomponente zerlegt, wobei die radial wirkenden Kräfte auf die Falzmuffe und von dort auf die Hohlraumwandung übertragen werden, wo sie im Erdreich eine Reaktionskraft erzeugen, die zu Reibungswiderständen an der äußeren Umfangswand des Rohres führt.During the longitudinal advance of the pipe string, the axially introduced advance force is broken down into an axial component and a radial component at the bends of the polygonal line formed by the pipes, whereby the radially acting forces are transferred to the seam sleeve and from there to the cavity wall, where they generate a reaction force in the ground that leads to frictional resistance on the outer peripheral wall of the pipe.
Da der Außenrand der über den Rohrinnenrand hinausragenden Falzmuffe in einer anderen Ebene liegt als die Innenränder aufeinanderfolgender Rohre, die die Knickpunkte des Polygonzuges definieren, steht der Außenrand der Falzmuffe in Radialrichtung über den Außenumfang des Rohres vor, so daß hier dem Rohr beim Vorschub auch ein Widerstand in Axialrichtung entgegengesetzt wird. Beim Durchfahren homogener Bodenschichten ist dieser zusätzliche Widerstand ohne Bedeutung und die auf die Falzmuffe einwirkenden Radialkräfte verteilen sich etwa über den halben Umfang der Falzmuffe, wo sie problemlos aufgenommen werden können. Sind aber im Erdreich grobe Gesteinsbrocken eingelagert, die dort sehr fest liegen, wie es beispielsweise bei bindigen Böden der Fall sein kann, in denen Findlinge oder andere größere Gesteinsbrocken eingeschlossen sind, wird der hiergegenstoßenden Falzmuffe ein so großer Widerstand entgegengesetzt, daß die Falzmuffe auch eines Stahlbetonrohres ausbrechen kann, in jedem Falle kommt es dann zu einer Störung im Vorpreßbetrieb, der eine erhebliche Verzögerung der Arbeiten zur Folge haben kann und die Dichtigkeit der Rohrleitung in Frage stellt.Since the outer edge of the seam sleeve protruding beyond the inner edge of the pipe is in a different plane than the inner edges of successive pipes that define the bend points of the polygon, the outer edge of the seam sleeve protrudes in the radial direction beyond the outer circumference of the pipe, so that the pipe is also faced with resistance in the axial direction when it is advanced. When driving through homogeneous soil layers, this additional resistance is insignificant and the radial forces acting on the seam sleeve are distributed over approximately half the circumference of the seam sleeve, where they can be absorbed without any problems. However, if there are large rocks embedded in the ground that are very firmly embedded, as can be the case with cohesive soils in which boulders or other large rocks are embedded, the seam sleeve that hits them will encounter such great resistance that the seam sleeve of a reinforced concrete pipe can also break out. In any case, this will cause a disruption in the pre-pressing operation, which can result in a considerable delay in the work and call into question the tightness of the pipeline.
Um eine gewisse Sicherheit gegen Ausbrüche der Falzmuffen zu schaffen, ist es bereits bekannt, die Falzmuffen mit Stahlmanschetten zu sichern. Derartige Stahlmanschetten sind aber teuer und erschweren die Herstellung der Falzmuffenrohre .In order to provide a certain level of security against the seamed joints breaking out, it is already known to secure the seamed joints with steel sleeves. However, such steel sleeves are expensive and make the manufacture of the seamed joint pipes more difficult.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Vorpreßrohr der eingangs näher erläuterten Art so auszubilden, daß dieses auch bei gekrümmtem Verlauf des Rohrstranges mit im wesentlichen gleicher Kraft wie bei geradlinigem Verlauf in einem Hohlraum vorgeschoben werden kann, an dem es dicht anliegt, und daß die Gefahr von Ausbrüchen der Falzmuffen beim Vorschub in inhomogenen Böden ausgeschaltet wird.The object of the invention is to design a pre-pressing pipe of the type described in more detail at the beginning in such a way that it can be pushed forward in a cavity to which it fits tightly even if the pipe runs in a curved manner with essentially the same force as if it were running in a straight line, and that the risk of the seam sleeves breaking out when being pushed forward in inhomogeneous soils is eliminated.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß die äußere Umfangsflache der Falzmuffe einen Kegelstumpf bildet und sich zum freien Stirnrand der Falzmuffe hin konisch verjüngt.This object is achieved with the invention in that the outer peripheral surface of the seam sleeve forms a truncated cone and tapers conically towards the free front edge of the seam sleeve.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß der Außenrand der Falzmuffen bei gekrümmtem Verlauf eines von mehreren Vorpreßrohren gebildeten Rohrstranges nicht über den Außenbogen der Wandung des Hohlraumes vorsteht, sondern vielmehr in der gleichen Zylinderfläche oder in einer Zylinderfläche mit kleinerem Durchmesser sich befindet als der hintere Außenrand des vorangehenden Rohres. Die Falzmuffe findet deshalb im Erdreich auch am Außenbogen des auszukleidenden Hohlraumes keinen Widerstand, sondern gleitet ohne weiteres in den vom vorangehenden Rohr durchfahrenen und offenen Hohlraum hinein.This design has the advantage that the outer edge of the seam sleeves does not protrude beyond the outer curve of the cavity wall in the case of a curved pipe string formed by several pre-pressed pipes, but rather is located in the same cylindrical surface or in a cylindrical surface with a smaller diameter than the rear outer edge of the preceding pipe. The seam sleeve therefore encounters no resistance in the ground, even on the outer curve of the cavity to be lined, but slides easily into the open cavity through which the preceding pipe passes.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Konizitätswinkel, den die äußere, konische Umfangsflache der Falzmuffe mit der zylindrischen umfangsflache des Rohres einschließt, mindestens ebenso groß ist, wie der Auslenkungswinkel, den zwei aufeinanderfolgende und aneinander anschließende Rohre in einem gekrümmten Rohrstrang mit kleinstmöglichem Krümmungsradius miteinander einschließen. Werden diese Verhältnisse eingehalten, befindet sich der Außenrand der Falzmuffe immer höchstens im Bereich des Umfangsrandes eines vorhergehenden Rohres im Rohrstrang, liegt jedoch meistens noch innerhalb dieses äußeren Rohrrandes, wennIt is particularly useful if the conicity angle that the outer, conical circumferential surface of the seamed sleeve encloses with the cylindrical circumferential surface of the pipe is at least as large as the deflection angle that two consecutive and adjoining pipes enclose with each other in a curved pipe string with the smallest possible radius of curvature. If these conditions are observed, the outer edge of the seamed sleeve is always at most in the area of the circumferential edge of a preceding pipe in the pipe string, but is usually still within this outer pipe edge if
der Krümmungsradius des zu durchfahrenden Hohlraumes größer ist.the radius of curvature of the cavity to be traversed is larger.
Die Höhe des von der konischen, äußeren Umfangsflache der Falzmuffe gebildeten Kegelstumpfes entspricht zweckmäßig der axialen Länge der Falzmuffe. Dies hat den Vorteil, daß die auf den äußeren Umfangsrand einwirkenden Radialkräfte erst im Bereich des inneren Umfangsrandes voll wirksam werden, wo die gesamte Rohrwanddicke zur Verfugung steht.The height of the truncated cone formed by the conical, outer circumferential surface of the seamed sleeve corresponds appropriately to the axial length of the seamed sleeve. This has the advantage that the radial forces acting on the outer circumferential edge only become fully effective in the area of the inner circumferential edge, where the entire pipe wall thickness is available.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an einem Beispiel näher erläutert ist. Es zeigt:Further features and advantages of the invention emerge from the following description and the accompanying drawings, in which a preferred embodiment of the invention is explained in more detail using an example. It shows:
Fig. 1 ein Vorpreßrohr mit angeformter Falzmuffe nach der Erfindung in einem Längsschnitt,Fig. 1 a pre-press pipe with a molded-on seam sleeve according to the invention in a longitudinal section,
Fig. 2 einen Rohrstrang von mehreren, aufeinanderfolgenden, in einem Hohlraum längs einer Krümmungsstrecke vorgepreßten Rohren in einer schematischen, analytischen Darstellung im Grundriß undFig. 2 a pipe string of several consecutive pipes pre-pressed in a cavity along a curved section in a schematic, analytical representation in plan view and
Fig. 3 eine Einzelheit gemäß Punkt III der Fig. 2, die die verbindungsstelle von zwei aufeinanderfolgenden Rohren im Scheitel der Krümmungsstrecke in vergrößertem Maßstab zeigt.Fig. 3 is a detail according to point III of Fig. 2, showing the connection point of two consecutive pipes at the apex of the curved section on an enlarged scale.
In Fig. 1 ist mit 10 ein Vorpreßrohr aus Stahlbeton bezeichnet, das an seinem einen Ende eine Einziehung 11 und an seinem anderen Ende eine angeformte Falzmuffe 12 aufweist. Die Falzmuffe 12 ragt über den linken Innenrand 13 des Rohres 10 hinaus und hat eine axiale Länge J1, welche der Länge L der Einziehung 11 entspricht. Der Innendurchmesser d der Falzmuffe 12 ist etwas größer als der Außendurchmesser D der Einziehung 11, so daß die Falzmuffe 12 die Einziehung 11 eines vorhergehenden Vorpreßrohres im Rohrstrang mit einem gewissen Radialspiel übergreift, wobei zwischen der inneren Umfangsflache 14 der Falzmuffe und der äußeren Umfangsflache 15 der Einziehung eine Ringdichtung 16 angeordnet sein kann.In Fig. 1, 10 designates a pre-press pipe made of reinforced concrete, which has a recess 11 at one end and a molded-on seam sleeve 12 at the other end. The seam sleeve 12 projects beyond the left inner edge 13 of the pipe 10 and has an axial length J 1 which corresponds to the length L of the recess 11. The inner diameter d of the seam sleeve 12 is slightly larger than the outer diameter D of the recess 11, so that the seam sleeve 12 overlaps the recess 11 of a preceding pre-press pipe in the pipe string with a certain radial play, wherein an annular seal 16 can be arranged between the inner peripheral surface 14 of the seam sleeve and the outer peripheral surface 15 of the recess.
Wie mehr im Einzelnen aus Fig. 3 hervorgeht, ist der Außenumfang der Falzmuffe 12 mit dem Außenumfang des Rohres 10 bündig und die äußere Umfangsflache 17 der Falzmuffe verjüngt sich konisch zum freien Stirnrand 18 der Falzmuffe hin, so daß die äußere Umfangsflache 17 der Falzmuffe 12 einen Kegelstumpf bildet, dessen Konizitätswinkel «C , denAs can be seen in more detail from Fig. 3, the outer circumference of the seam sleeve 12 is flush with the outer circumference of the pipe 10 and the outer circumferential surface 17 of the seam sleeve tapers conically towards the free front edge 18 of the seam sleeve, so that the outer circumferential surface 17 of the seam sleeve 12 forms a truncated cone whose conicity angle «C , the
die äußere, konische Umfangsflache 17 der Falzmuffe 12 mit der zylindrischen Umfangsflache 19 des Rohres 10 einschließt, eine ganz bestimmte Größe hat, wie dies im folgenden noch erläutert werden wird.the outer, conical circumferential surface 17 of the seam sleeve 12 with the cylindrical circumferential surface 19 of the pipe 10, has a very specific size, as will be explained below.
Wenn mehrere, aufeinanderfolgende Vorpreßrohre 10 in einem unterirdisch aufgefahrenen Hohlraum längs einer Krümmungsstrecke in Richtung des Pfeiles 20 vorgeschoben werden, wie dies schematisch in Fig. 2 dargestellt ist, darf der Krümmungsradius R . eine bestimmte Größe nicht über-If several consecutive jacking pipes 10 are pushed forward in an underground cavity along a curved section in the direction of arrow 20, as shown schematically in Fig. 2, the radius of curvature R must not exceed a certain size.
minmin
schreiten, die von der Ausgestaltung der Muffenverbindung zwischen den einzelnen Rohren 10 abhängig ist. Der Auslenkungswinkel «L zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rohren 10 ergibt sich aus den geometrischen Verhältnissen der Verbindungsstelle und R . , so daß bei einerwhich depends on the design of the socket connection between the individual pipes 10. The deflection angle «L between two consecutive pipes 10 results from the geometric conditions of the connection point and R . , so that with a
minmin
Gesamtlänge GD der Rohre ist:
BTotal length G D of the pipes is:
B
GB ' Rmin ZUl· = G B ' R min ZUl · =
Hierbei ist:Here:
cL _ = Der Auslenkungswinkel bzw. Polygonwinkel cL _ = The deflection angle or polygon angle
zwischen zwei aufeinanderfolgenden und aneinander anschließenden Rohren in einem gekrümmten Rohrstrang mit kleinstmöglichembetween two consecutive and adjacent pipes in a curved pipe string with the smallest possible
Krümmungsradius R .Radius of curvature R .
mmmm
GR = Die nutzbare Länge der Rohre 10 gemessen zwischen dem linken Rohrinnenrand 13 und dem rechten Rohrinnenrand 21 undG R = The usable length of the pipes 10 measured between the left inner pipe edge 13 and the right inner pipe edge 21 and
RminZul* = ^er kleinstmögliche Krümmungsradius der Krümmungsstrecke des Rohrstranges bei der gegebenen. Ausbildung der Rohre. R min Zul * = ^ the smallest possible radius of curvature of the curvature section of the pipe string for the given design of the pipes.
Wenn bei jeder möglichen Krümmung eines aus mehreren Vorpreßrohren 10 bestehenden Rohres in einer Krümmungsstrecke der freie äußere Rand 22 der Falzmuffe 12 im Scheitelpunkt nicht über den Außenumfang 19 des benachbarten Rohres vorstehen soll, muß der Konizitätswinkel «6 mindestens ebenso groß sein, wie der Auslenkungswinke1 «6 , d.h.If, for every possible curvature of a pipe consisting of several pre-pressed pipes 10, the free outer edge 22 of the seam sleeve 12 at the apex is not to protrude beyond the outer circumference 19 of the adjacent pipe, the conicity angle «6 must be at least as large as the deflection angle1 «6, i.e.
B ^K ± ^B (II)B ^K ± ^B (II)
Man erkennt aus den Fig. 1 und 3, daß die Höhe des von der konischen, äußeren Umfangsflache 17 der Falzmuffe 12 gebildeten Kegelstumpfes der axialen Länge _l der Falzmuffe 12 entsprechen muß, wenn deren äußere Umfangsflache an keiner Stelle über die von aufeinanderfolgenden Rohren 10 gebildeten äußeren Polygonzug hinausragen soll.It can be seen from Figs. 1 and 3 that the height of the truncated cone formed by the conical, outer circumferential surface 17 of the seam sleeve 12 must correspond to the axial length _l of the seam sleeve 12 if its outer circumferential surface is not to protrude at any point beyond the outer polygonal line formed by successive pipes 10.
Die Bemessung der Wanddicke d der Falzmuffe 12 am Anschnitt des Rohrinnenrandes 13 erfolgt nach der dort auftretenden, radial wirkenden Lochleibungskraft F , die sich als Radial-Vektor aus der maximalen Längsvorschubkraft ergibt, mit der der Rohrstrang in dem aufgefahrenen Hohlraum vorgeschoben werden muß:The dimensioning of the wall thickness d of the seam sleeve 12 at the cut of the inner edge of the pipe 13 is based on the radially acting hole bearing force F occurring there, which results as a radial vector from the maximum longitudinal feed force with which the pipe string must be pushed forward in the excavated cavity:
FT = F„ max · tang oC (III)F T = F” max · tang oC (III)
Li V &ogr;Li V &ogr;
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind mehrere Änderungen und Ergänzungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise können die vorspringenden äußeren Kanten der Falzmuffe und der Einziehungen mit Abfasungen 23 bzw. 24 versehen sein. Es ist auch möglich, an den Stirnrandflächen 13 und 21 der Rohre Polsterringe 25 vorzusehen, um Beschädigungen des Rohrinnenrandes beim Vorpressen zu vermeiden.The invention is not limited to the embodiment shown and described, but several changes and additions are possible without departing from the scope of the invention. For example, the protruding outer edges of the seam sleeve and the recesses can be provided with bevels 23 and 24 respectively. It is also possible to provide cushion rings 25 on the end edge surfaces 13 and 21 of the pipes in order to avoid damage to the inner edge of the pipe during pre-pressing.
Claims (4)
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| DE9113096U DE9113096U1 (en) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | Reinforced concrete pre-press pipe |
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| DE9113096U DE9113096U1 (en) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | Reinforced concrete pre-press pipe |
Publications (1)
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| DE9113096U1 true DE9113096U1 (en) | 1992-02-06 |
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ID=6872473
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| DE9113096U Expired - Lifetime DE9113096U1 (en) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | Reinforced concrete pre-press pipe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9113096U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE29704063U1 (en) * | 1997-03-06 | 1997-05-07 | Rehau Ag + Co, 95111 Rehau | Pipe connection |
| DE102008039820A1 (en) | 2008-08-22 | 2010-03-04 | Zerna Ingenieure Gmbh | Driving tube for use in driving tube system of tunnel, has longitudinal axles and hollow space surrounding tube wall with front and rear flange faces, where flange faces are formed in spherical convex and concave manner, respectively |
| WO2021245485A1 (en) * | 2020-06-04 | 2021-12-09 | Namaya Ltd. | Systems assemblies and methods of pipe ramming prefabricated members with a structured layout |
-
1991
- 1991-10-15 DE DE9113096U patent/DE9113096U1/en not_active Expired - Lifetime
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