Statische Berechnung von Entwässerungsanlagen Teil 1: Grundlagen

(1)

www.dwa.de

Arbeitsblatt DWA-A 127-1

DWA-Regelwerk

Oktober 2020

ISBN: 978-3-96862-004-6 (Print) 978-3-96862-005-3 (E-Book)

Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V. (DWA) Theodor-Heuss-Allee 17 · 53773 Hennef

Telefon: +49 2242 872-333 · Fax: +49 2242 872-100 info@dwa.de · www.dwa.de

Statische Berechnungen für Leitungen, Kanäle,und Bauwerke werden seit über 30 Jahren durch technische Regelwerke gelenkt und weiterentwickelt. Zwischenzeitlich sind neue Anwendungsbereiche für statische Nachweise in Entwässerungssystemen hinzugekommen, unter anderem für profilierte Kunststoffrohre, Sanierungssysteme, Schächte und Deponiesickerleitungen.

Um dieser Entwicklung Rechnung zu tragen, werden im DWA-Regelwerk zukünftig alle Arbeits- und Merkblätter, die sich mit dem Thema „Statische Berechnung“ befassen, in der Arbeits- und Merkblattreihe DWA-A/M 127 unter dem neuen Haupttitel „Statische Berechnung von Entwässerungsanlagen“ zusammen- und fortgeführt.

Das Arbeitsblatt DWA-A 127-1 gilt für die statische Berechnung von Entwässerungsanlagen und gibt eine allgemeine Einführung in die Statik und deren Grundlagen. Damit soll das Verständnis zu den Inhalten der statischen Berechnungen weiter gefördert werden. Weitere Themeninhalte sind Erläuterungen zum Sicherheitsniveau, zum Prozessablauf und Verweise auf die weiteren Arbeits- und Merkblätter der Arbeits- und Merkblattreihe DWA-A/M 127. Verweise und Zusammenhänge mit den mit der statischen Berechnung verbundenen Regeln (z. B. Arbeitsblatt DWA-A 139, Arbeitsblatt DWA-A 125, Arbeits- und Merkblattreihe DWA-A/M 143 etc.) und Normen (z. B. DIN EN 1610, DIN EN 12889 etc.) werden dargelegt. Im Vordergrund steht insbesondere die Ver- knüpfung von statischer Berechnung und Bauausführung für Abwasserleitungen und -kanäle mit den Themen:

\ statische Berechnung von Abwasserleitungen und -kanälen bei unterschiedlichen Bauausführungen sowie betrieblichen Verhältnissen (Freispiegel/Druck),

\ Berechnung des Einbaus genormter und vorgefertigter Bauteile, wie Rohre und Schächte,

\ Überrechnung/Nachberechnung bestehender Entwässerungsanlagen,

\ statische Berechnung von Sanierungsmaßnahmen.

Zielgruppe des Arbeitsblatts sind die mit der statischen Berechnung von Abwasserleitungen und -kanälen und Planung von Baumaßnahmen befassten Fachleute in Kommunen, Verbänden, Planungsbüros und Behörden.

Statische Berechnung von Entwässerungsanlagen – Teil 1: Grundlagen

Entwurf

Frist zur Stellungnahme: 31. Dezember 2020

Hinweis zur Abgabe von Stellungnahmen

Stellungnahmen im Rahmen des Beteiligungsverfahrens (Ergänzungen, Änderungen oder Einsprüche zum Entwurf einer Regelwerkspublikation, Gelbdruck) können von der DWA urheberrechtlich verwertet werden.

Mit der Abgabe einer Stellungnahme räumt die stellungnehmende Person der DWA die Nutzungsrechte an etwaigen schutzfähigen Inhalten ihrer Stellungnahme unent- geltlich zeitlich, räumlich sowie inhaltlich unbeschränkt ein. Die stellungnehmende Person wird in der Publikation nicht namentlich genannt.

Arbeitsblatt DWA-A 127-1

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Arbeitsblatt DWA-A 127-1

Oktober 2020

Statische Berechnung von Entwässerungsanlagen – Teil 1: Grundlagen

Entwurf

Frist zur Stellungnahme: 31. Dezember 2020 www.dwa.de

DWA-Regelwerk

Hinweis zur Abgabe von Stellungnahmen

Stellungnahmen im Rahmen des Beteiligungsverfahrens (Ergänzungen, Änderungen oder Einsprüche zum Entwurf einer Regelwerkspublikation, Gelbdruck) können von der DWA urheberrechtlich verwertet werden.

Mit der Abgabe einer Stellungnahme räumt die stellungnehmende Person der DWA

die Nutzungsrechte an etwaigen schutzfähigen Inhalten ihrer Stellungnahme unent-

geltlich zeitlich, räumlich sowie inhaltlich unbeschränkt ein. Die stellungnehmende

Person wird in der Publikation nicht namentlich genannt.

(4)

Die Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V. (DWA) setzt sich intensiv für die Entwicklung einer sicheren und nachhaltigen Wasser- und Abfallwirtschaft ein. Als politisch und wirtschaftlich unabhängige Organisation arbeitet sie fachlich auf den Gebieten Wasserwirtschaft, Abwasser, Abfall und Bodenschutz.

In Europa ist die DWA die mitgliederstärkste Vereinigung auf diesem Gebiet und nimmt durch ihre fach- liche Kompetenz bezüglich Regelsetzung, Bildung und Information sowohl der Fachleute als auch der Öffentlichkeit eine besondere Stellung ein. Die rund 14 000 Mitglieder repräsentieren die Fachleute und Führungskräfte aus Kommunen, Hochschulen, Ingenieurbüros, Behörden und Unternehmen.

Impressum

Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V. (DWA)

Theodor-Heuss-Allee 17 53773 Hennef, Deutschland

Satz:

Christiane Krieg, DWA Druck:

druckhaus köthen GmbH & Co KG ISBN:

978-3-96862-004-6 (Print) 978-3-96862-005-3 (E-Book) Gedruckt auf 100 % Recyclingpapier Tel.:

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Alle Rechte, insbesondere die der Übersetzung in andere Sprachen, vorbehalten. Kein Teil dieses Arbeitsblatts darf vor- behaltlich der gesetzlich erlaubten Nutzungen ohne schriftliche Genehmigung der Herausgeberin in irgendeiner Form – durch Fotokopie, Digitalisierung oder irgendein anderes Verfahren – reproduziert oder in eine von Maschinen, insbesondere von Datenverarbeitungsmaschinen, verwendbare Sprache übertragen werden.

Bilder und Tabellen, die keine Quellenangaben aufweisen, sind im Rahmen der Arbeitsblatterstellung als Gemeinschafts- ergebnis des DWA-Fachgremiums zustande gekommen. Die Nutzungsrechte obliegen der DWA.

(5)

Entwurf

DWA-A 127-1

Oktober 2020 Frist zur Stellungnahme: 31. Dezember 2020 3

Vorwort

1

Das Arbeitsblatt ATV-DVWK-A 127:2000 hat sich für die statischen Nachweise erdüberdeckter Abwas-

2

serleitungen und -kanäle bewährt und hat Eingang in die europäische Normenreihe DIN EN 1295 „Sta-

3

tische Berechnung von erdüberdeckten Rohrleitungen unter verschiedenen Belastungsbedingungen“

4

gefunden. Zwischenzeitlich sind weitere Anwendungsbereiche für statische Nachweise in Entwässe-

5

rungssystemen hinzugekommen, unter anderem für

6

\ profilierte Kunststoffrohre,

7

\ Sanierungssysteme,

8

\ Schächte und

9

\ Deponiesickerleitungen.

10

Die Arbeits- und Merkblätter des Hauptausschusses „Entwässerungssysteme“, welche sich mit dem

11

Thema „Statische Berechnung“ befassen, werden zukünftig in der Arbeits- und Merkblattreihe DWA-

12

A/M 127 mit dem Haupttitel „Statische Berechnung von Entwässerungsanlagen“ zusammengefasst.

13

Das Arbeitsblatt DWA-A 127-1 mit dem Titel „Grundlagen“ ist der einleitende Teil.

14

Die Verkehrslasten wurden im Vergleich zu vorherigen Lastannahmen an den Eurocode angepasst

15

und aktualisiert.

16

Die Arbeits- und Merkblattreihe DWA-A/M 127 „Statische Berechnung von Entwässerungsanlagen“

17

wird zukünftig wie folgt gegliedert:

18

Regelwerks- nummer

Titel des Teils der

Arbeits- und Merkblattreihe

Status/Bemerkung

DWA-A 127-1 Grundlagen Entwurf Oktober 2020

DWA-A 127-2 Vollwandrohre in offener Bauweise

Derzeit veröffentlicht als Arbeitsblatt ATV- DVWK-A 127, Überarbeitung als Teil 2 der A/M-Reihe 127.

Entscheidung zur Aufnahme von Merkblatt ATV-M 127-1 „Deponierohre“ ist in der Vorbe- reitung.

DWA-M 127-3 Profilierte Kunststoffrohre in offener Bauweise

Wird derzeit erarbeitet.

DWA-M 127-4 Zylindrische, erdeingebaute Schächte

Wird derzeit erarbeitet.

DWA-A 127-5 Rohrvortrieb Derzeit als Arbeitsblatt DWA-A 161 veröffent-

licht. Bei einer zukünftigen Überarbeitung wird das Arbeitsblatt DWA-A 161 als Teil 5 der A/M-Reihe 127 erscheinen.

DWA-A 127-6 Sanierung im Lining- und Montageverfahren

Derzeit als Arbeitsblatt DWA-A 143-2 veröf- fentlicht. Die zukünftige Überarbeitung wird als Teil 6 der A/M-Reihe 127 erscheinen.

DWA-M 127-7 Sanierte Bauwerke Wird neu erarbeitet; Vorhabensbeschreibung steht noch aus.

DWA-A 127-10 Werkstoffkennwerte September 2020

(6)

In diesem Arbeitsblatt werden, soweit wie möglich, geschlechtsneutrale Bezeichnungen für perso-

1

nenbezogene Berufs- und Funktionsbezeichnungen verwendet. Sofern dies nicht möglich ist, wird die

2

weibliche und die männliche Form verwendet. Ist dies aus Gründen der Verständlichkeit nicht möglich,

3

wird nur eine von beiden Formen verwendet. Alle Informationen beziehen sich aber in gleicher Weise

4

auf alle Geschlechter.

5

Frühere Ausgaben

6

Kein Vorgängerdokument

7

Frist zur Stellungnahme

Dieses Arbeitsblatt wird bis zum

31. Dezember 2020

zur Diskussion gestellt. Für den Zeitraum des öffentlichen Beteiligungsverfahrens kann der Entwurf kostenfrei im DWA-Entwurfsportal (DWA-direkt):

http://www.dwa.de/entwurfsportal eingesehen werden.

Dort und unter <http://de.dwa.de/themen.html>

finden Sie eine digitale Vorlage für Ihre Stellungnahme.

Hinweis zur Abgabe von Stellungnahmen

Stellungnahmen im Rahmen des Beteiligungsverfahrens (Ergänzungen, Änderungen oder Ein- sprüche zum Entwurf einer Regelwerkspublikation, Gelbdruck) können von der DWA urheberrechtlich verwertet werden. Mit der Abgabe einer Stellungnahme räumt die stellungnehmende

Person der DWA die Nutzungsrechte an etwaigen schutzfähigen Inhalten ihrer Stellungnahme unentgeltlich zeitlich, räumlich sowie inhaltlich unbeschränkt ein. Die stellungnehmende Person

wird in der Publikation nicht namentlich genannt.

Stellungnahmen sind zu richten – gerne auch per E-Mail – an:

Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V. (DWA) Theodor-Heuss-Allee 17

53773 Hennef Team-ES@dwa.de

(7)

Entwurf

DWA-A 127-1

Verfasser

1

Dieses Arbeitsblatt wurde von der DWA-Arbeitsgruppe ES-5.4 „Statische Berechnung von Abwasser-

2

leitungen und -kanälen“ im Auftrag des DWA-Hauptausschusses „Entwässerungssysteme“ (HA ES)

3

im Fachausschuss ES-5 „Bau“ erarbeitet.

4

Der DWA-Arbeitsgruppe ES-5.4 „Statische Berechnung von Abwasserleitungen und -kanälen“ gehö-

5

ren folgende Mitglieder an:

6

FLICK, Karl-Heinz Bauass. Dipl.-Ing., Frechen (Sprecher) BRUNE, Peter Dipl.-Ing., Saarbrücken

FALTER, Bernhard Prof. Dr.-Ing., Münster

GEHLHAAR,Marko Dipl.-Ing., Nürnberg

HOCH,Albert Prof. Dr.-Ing., Burgthann

WITTNER,Andreas Dipl.-Ing., Wiehl

Als Gäste haben mitgewirkt:

7

BERGER, Christian Dipl.-Ing., Hennef

HESS, Petra Hennef

Dem DWA-Fachausschuss ES-5 „Bau“ gehören folgende Mitglieder an:

8

WERKER, Henning Dipl.-Ing., Köln (Obmann)

BRUNE, Peter Dipl.-Ing., Saarbrücken (stellv. Obmann) BOHLE, Ulrich Dr.-Ing., Frechen

BRANDENBURG,Heinz Dipl.-Ing., Köln FLICK,Karl-Heinz Bauass. Dipl.-Ing., Frechen

GEEHLHAAR,Marko Dipl.-Ing., Nürnberg

HOCH,Albert Prof. Dr.-Ing., Burgthann

WITTNER,Andreas Dipl.-Ing., Wiehl

WÜRZBERG,Gerhard Dipl.-Ing. (FH), München Projektbetreuer in der DWA-Bundesgeschäftsstelle:

9

BERGER, Christian Dipl.-Ing., Hennef

Abteilung Wasser- und Abfallwirtschaft

(8)

Inhalt

1

Vorwort ... 3

2

Verfasser ... 5

3

Bilderverzeichnis ... 9

4

Tabellenverzeichnis ... 10

5

Hinweis für die Benutzung ... 11

6

Einleitung ... 11

7

1 Anwendungsbereich ... 11

8

2 Verweisungen ... 12

9

3 Begriffe ... 14

10

3.1 Definitionen ... 14

11

3.1.1 Allgemeines ... 14

12

3.1.1.1 Sicherheitsniveau ... 14

13

3.1.1.2 Sicherheitsklasse ... 14

14

3.1.1.3 Teilsicherheitsbeiwerte ... 14

15

3.1.2 Neubau ... 14

16

3.1.2.1 Auflager (offener Einbau) ... 14

17

3.1.2.2 Auflagerwinkel ... 15

18

3.1.2.3 Bettung ... 15

19

3.1.2.4 Bettungstyp ... 15

20

3.1.2.5 Bettung in der geschlossenen Bauweise ... 15

21

3.1.2.6 Bettungstyp 1 ... 16

22

3.1.2.7 Bettungstyp 2 ... 16

23

3.1.2.8 Bettungstyp 3 ... 16

24

3.1.3 Einwirkungen ... 16

25

3.1.3.1 Einwirkung ... 16

26

3.1.3.2 Direkte Einwirkung ... 17

27

3.1.3.3 Indirekte Einwirkung ... 17

28

3.1.3.4 Zeitlich veränderliche Einwirkung ... 17

29

3.1.3.5 Statische Einwirkung ... 17

30

3.1.3.6 Einwirkungen aus den Bauzuständen ... 17

31

3.1.3.7 Einwirkungen aus dem Betriebszustand ... 17

32

3.1.3.8 Einwirkungskombination ... 17

33

3.1.4 Sanierung ... 17

34

3.1.4.1 Altrohrzustand ... 17

35

3.1.4.2 Altrohrzustand I ... 18

36

3.1.4.3 Altrohrzustand II ... 18

37

3.1.4.4 Altrohrzustand III ... 18

38

3.1.4.5 Altrohrzustand IIIa ... 19

39

3.2 Abkürzungen und Formelzeichen ... 19

40

(9)

Entwurf

DWA-A 127-1

4 Bodenmechanische Grundlagen ... 26

1

4.1 Baugrund ... 26

2

4.2 Bodenarten ... 26

3

4.3 Bodenkennwerte, Anwendungsgrenzen ... 28

4

4.4 Umrechnungshilfen ... 29

5

4.5 Zeitweise fließfähige, selbstverdichtende Verfüllbaustoffe ... 30

6

5 Einwirkungen ... 31

7

5.1 Allgemeines ... 31

8

5.2 Mittlere vertikale Bodenspannung in Rohrscheitelebene ... 31

9

10

5.2.2 Einwirkung aus Überschüttung und flächenförmig verteilte Einwirkungen

11

(z. B. Schüttgüter) ... 31

12

5.2.3 Einwirkung aus Überschüttung bei Grundwassereinfluss ... 32

13

5.3 Silotheorie ... 32

14

5.4 Straßenverkehrslasten ... 34

15

5.5 Eisenbahnverkehrslasten ... 41

16

5.6 Flugzeugverkehrslasten ... 43

17

5.7 Sonstige Verkehrslasten ... 45

18

5.8 Flächenlasten ... 45

19

5.9 Innendruck ... 45

20

5.10 Einwirkungen beim Stufengraben ... 46

21

5.11 Rohrabstand parallel liegender Leitungen ... 47

22

5.12 Ziehen des Verbaus ... 47

23

5.13 Einwirkungen in Rohrlängsrichtung ... 47

24

5.14 Bauzustände ... 48

25

6 Widerstände ... 48

26

7 Grundlagen der statischen Berechnung von Bauteilen ... 48

27

28

7.2 Mindestinhalt statischer Berechnungen / Statische Nachweise ... 48

29

7.3 Statische Systeme und Belastungen für Rohrberechnungen ... 50

30

7.3.1 Vorbemerkungen ... 50

31

7.3.2 Sanierungsverfahren ... 52

32

7.3.3 Rohr-Bodensysteme mit Schäden ... 55

33

7.3.3.1 Längsrisse ... 55

34

7.3.3.2 Hohlräume ... 55

35

7.3.3.3 Korrosion ... 56

36

7.3.4 Schächte ... 56

37

7.4 Anforderungen an die Prüfung von Rohrstatiken ... 57

38

39

7.4.2 EDV-gestützte Nachweise ... 57

40

7.4.3 Prüfung ... 58

41

7.5 Berechnung bestehender Rohrleitungen ... 58

42

7.6 Rahmenstatik ... 58

43

(10)

7.7 Lastfälle, -kombinationen und Nachweise ... 58

1

7.7.1 Zu untersuchende Lastfälle ... 58

2

7.7.2 Nachweise für den erdüberdeckten Rohrleitungsbau ... 59

3

7.7.3 Kombinationen von Lastfällen ... 60

4

7.8 Bestand ... 60

5

7.9 Besondere Anwendungsbereiche ... 61

6

8 Verantwortlichkeiten ... 62

7

8.1 Neubau ... 62

8

8.2 Qualitätssicherung (Zusammenwirken zwischen Planung und Bau) ... 62

9

8.3 Zusammenwirken der technischen Regeln im DWA-Regelwerk ... 64

10

9 Statische Nachweise – Sicherheitskonzepte ... 65

11

12

9.2 Sicherheiten und Grundlagen ... 65

13

9.3 Berücksichtigung des Bodens ... 66

14

9.4 Einbeziehung vorhandener Bauwerke ... 67

15

9.5 Teilsicherheitsbeiwerte ... 67

16

9.5.1 Vorbemerkung ... 67

17

9.5.2 Teilsicherheitsbeiwerte γM ... 67

18

9.5.3 Teilsicherheitsbeiwerte γF ... 68

19

9.5.4 Umsetzung des Sicherheitskonzepts in der Arbeits-/Merkblattreihe DWA-A/M 127 ... 69

20

9.6 Theorien und Modelle im Rohrleitungsbau, Sicherheitskonzepte,

21

Überprüfung durch Versuche ... 70

22

9.6.1 Zugrunde liegende Theorien für die statischen Bemessungsregeln ... 70

23

9.6.2 Stabilität biegeweicher Rohre und Schächte ... 70

24

9.6.3 Theorien in der statischen Berechnung ... 72

25

9.6.3.1 Theorie I. Ordnung ... 72

26

9.6.3.2 Theorie II. Ordnung ... 72

27

9.6.3.3 Gegenüberstellung der Theorien ... 72

28

9.6.3.4 Gemeinsamkeiten der zugrunde liegenden Modelle ... 73

29

9.7 Versuche im Rohrleitungsbau ... 74

30

9.7.1 Grundlegende Versuche ... 74

31

9.7.2 Tragsicherheitsnachweise durch Versuche ... 74

32

Anhang A (informativ) Experimentelle Überprüfung der Spannungen und Stabilität

33

von erdgebetteten Rohren im Arbeitsblatt ATV-DVWK-A 127:2000 ... 75

34

A.1 Messung von Spannungen und Verformungen ... 75

35

A.2 Beulversuche an erdgebetteten Rohren ... 76

36

A.3 Traglastversuche an längsgerissenen Rohren ... 78

37

Anhang B (informativ) Experimentelle Überprüfung der Spannungen und Stabilität

38

von Linern im Arbeitsblatt DWA-A 143-2:2015 ... 79

39

Anhang C (informativ) Algorithmus für pT und ph(pT) ... 81

40

Anhang D (informativ) Ergänzungen zum Unterabschnitt 9.5 zur Historie bzw. zum Stand der

41

veröffentlichten und geplanten Arbeits-/Merkblätter zur statischen Berechnung ... 84

42

Quellen und Literaturhinweise ... 86

43

Stichwortverzeichnis Definitionen ... 91

44

(11)

Entwurf

DWA-A 127-1

Bilderverzeichnis

1

Bild 1: Lagerungsfall I bei offener Bauweise ... 14

2

Bild 2: Bettungstyp 1 für Kreisprofile ... 16

3

Bild 3: Bettungstyp 2 ... 16

4

Bild 4: Bettungtyp 3 ... 16

5

Bild 5: Altrohrzustand I ... 18

6

Bild 6: Altrohrzustand II ... 18

7

Bild 7: Altrohrzustand III ... 19

8

Bild 8: Altrohrzustand IIIa ... 19

9

Bild 9: Konzentrierte Flächenlast p_K auf GOK/FOK ... 31

10

Bild 10: Flächenhaft verteilte Belastung p₀ auf GOK ... 32

11

Bild 11: κβ und κ0β für den Graben mit geböschten Wänden ... 33

12

Bild 12: Lastbild LM1 entsprechend DIN EN 1991-2:2010 ... 34

13

Bild 13: Lastverteilung in Rohrlängsrichtung bei Längsüberfahrung ... 35

14

Bild 14: Lastverteilung quer zur Rohrleitung mit Begegnungsverkehr bei

15

Längsüberfahrung ... 35

16

Bild 15: Vertikale Bodenspannungen p_T in kN/m² für d_i≤ 2000 mm,

17

L_R = 2 m, Überdeckung h ≤ 2 m ... 37

18

19

20

21

22

Bild 18: Vertikale Bodenspannungen p_T in kN/m² für d_i= 3000 mm und d_i= 4000 mm,

23

L_R = 2 m bis 4 m, Überdeckung h ≤ 2 m ... 38

24

Bild 19: Vertikale Bodenspannungen p_T in kN/m², Überdeckung h > 2 m bis 10 m ... 39

25

Bild 20: Horizontale Bodenspannungen p_T,h, Überdeckung h ≤ 4,5 m, K₂ = 0,4 ... 39

26

Bild 21: Nicht ausreichende Überdeckung ... 40

27

Bild 22: Ausreichende Überdeckung ... 40

28

Bild 23: Ausbreitung der vertikalen Lasten aus Eisenbahnverkehr; Definition

29

von Druckbereich und Einflussbereich ... 41

30

Bild 24: Bodenspannungen p (ohne Stoßbeiwert) infolge von Eisenbahnverkehrslasten ... 42

31

Bild 25: Lastbilder der Bemessungsflugzeuge ... 44

32

Bild 26: Bodenspannung p_T infolge von Flugzeugverkehrslasten ... 44

33

Bild 27: Stufengraben ... 46

34

Bild 28: Erste Spiegelung: Relative Ausladung a_r = 1 ... 46

35

Bild 29: Zweite Spiegelung: Relative Ausladung a_r >> 1 ... 47

36

Bild 30: Spannungsverteilung am biegesteifen (links) und biegeweichen (rechts) Rohr ... 50

37

Bild 31: Nachweis der Erd- und Verkehrslasten am zweiseitig gebetteten Ring ... 50

38

Bild 32: Nachweis des äußeren Wasserdrucks am einseitig gebetteten Ring ... 51

39

Bild 33: Nachweis der Erd- und Verkehrslasten am zweiseitig gebetteten Ring (FEM) ... 51

40

Bild 34: Nachweise des äußeren Wasserdrucks am einseitig gebetteten Ring (FEM) ... 51

41

Bild 35: Statisches System für eng am Altrohr anliegende Liner im Altrohrzustand I

42

und II unter äußerem Wasserdruck ... 52

43

Bild 36: Statisches System für eng am Altrohr anliegende Liner im Altrohrzustand III

44

unter Erd- und Verkehrslasten ... 52

45

Bild 37: Altrohrzustand I ... 53

46

(12)

Bild 38: Altrohrzustand II ... 53

1

Bild 39: Altrohrzustand III ... 53

2

Bild 40: Altrohrzustand IIIa ... 54

3

Bild 41: 3D-FE-Berechnung eines Liners unter äußerem Flüssigkeitsdruck ... 54

4

Bild 42: 2D-FE-Berechnung eines Liners im Altrohr unter Erd- und Verkehrslasten .... 55

5

Bild 43: Stabilität des Altrohr-Bodensystems ... 55

6

Bild 44: Verteilung der Bodenspannungen am biegeweichen Rohr bei Hohlräumen

7

unter den Kämpfern ... 56

8

Bild 45: Betonrohr mit Korrosionsschäden ... 56

9

Bild 46: Schubsteifer Balken nach LEONHARDT (1997) ... 67

10

Tabellenverzeichnis

11

Tabelle 1: Bettungstyp und Auflagerungsart für Kreisprofile in der offenen Bauweise ... 15

12

Tabelle 2: Bettungstyp und Auflagerungsart für Kreisprofile in der geschlossenen

13

Bauweise ... 15

14

Tabelle 3: Abkürzungen ... 19

15

Tabelle 4: Formelzeichen ... 21

16

Tabelle 5: Indizes ... 25

17

Tabelle 6: Bodenarten und Gruppierung ... 26

18

Tabelle 7: Untergruppen der Bodenarten ... 26

19

Tabelle 8: Abgrenzung der Untergruppen der Bodenarten G1 und G2 (eventuell G3) ... 27

20

Tabelle 9: Abgrenzung der Untergruppen der Bodenarten G4 und ggf. G3 ... 27

21

Tabelle 10: Rechenwerte der Bodengruppen ... 28

22

Tabelle 11: Grundwerte des Verformungsmoduls für gewachsene Böden (E₃) ... 28

23

Tabelle 12: Charakteristische Werte für Querdehnzahlen für Böden

24

nach ZANZINGER et al. (1992) ... 29

25

Tabelle 13: Bodenspannungen p infolge von Eisenbahnverkehrslasten ... 41

26

Tabelle 14: Flächenlasten und deren Druckausbreitung ... 45

27

Tabelle 15: Lastfälle und Einwirkungen in Abhängigkeit des Bauteils ... 58

28

Tabelle 16: Zuordnung der statikrelevanten Themen zum DWA-Regelwerk ... 64

29

Tabelle 17: Teilsicherheitsbeiwerte γ_M für Werkstoffe und werkseitig hergestellte

30

Bauteile in Vollwandausführung ... 68

31

Tabelle 18: Teilsicherheitsbeiwerte γ_F für Einwirkungen ... 68

32

Tabelle 19: Arbeits-/Merkblattreihe DWA-A/M 127 – Vorgaben zum Anwendungsbereich ... 69

33

Tabelle 20: Vergleich Theorie I. und II. Ordnung ... 72

34

Tabelle 21: Gemeinsamkeiten und Unterschiede der statischen Bemessungsregeln ... 73

35

Tabelle A.1: Spannungen, Verformungen von erdgebetteten Rohren (Auswahl) ... 75

36

Tabelle A.2: Versuche zum Beulen unter Erddruck/Oberflächenlasten und ...

37

Wasserdruck (Auswahl) ... 76

38

Tabelle A.3: Gerissene biegesteife Rohre (Auswahl) ... 78

39

Tabelle B.1: Versuche zu Linern unter Wasserdruck (Altrohrzustand I und II) ... 79

40

Tabelle B.2: Versuche an Linern in gerissenen Altrohren (III) unter Erdlasten ... 80

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Entwurf

DWA-A 127-1

Hinweis für die Benutzung

Dieses Arbeitsblatt ist das Ergebnis ehrenamtlicher, technisch-wissenschaftlicher/wirtschaftlicher Gemeinschaftsarbeit, das nach den hierfür geltenden Grundsätzen (Satzung, Geschäftsordnung der DWA und dem Arbeitsblatt DWA-A 400) zustande gekommen ist. Für ein Arbeitsblatt besteht nach der Rechtsprechung eine tatsächliche Vermutung, dass es inhaltlich und fachlich richtig sowie allgemein anerkannt ist.

Jeder Person steht die Anwendung des Arbeitsblatts frei. Eine Pflicht zur Anwendung kann sich aber aus Rechts- oder Verwaltungsvorschriften, Vertrag oder sonstigem Rechtsgrund ergeben.

Dieses Arbeitsblatt ist eine wichtige, jedoch nicht die einzige Erkenntnisquelle für fachgerechte Lö- sungen. Durch seine Anwendung entzieht sich niemand der Verantwortung für eigenes Handeln oder für die richtige Anwendung im konkreten Fall; dies gilt insbesondere für den sachgerechten Umgang mit den im Arbeitsblatt aufgezeigten Spielräumen.

Normen und sonstige Bestimmungen anderer Mitgliedstaaten der Europäischen Union oder anderer Vertragsstaaten des Abkommens über den Europäischen Wirtschaftsraum stehen Regeln der DWA gleich, wenn mit ihnen dauerhaft das gleiche Schutzniveau erreicht wird.

Einleitung

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Die Bearbeitung des DWA-Regelwerks zur statischen Berechnung ist zurückblickend zu unter-

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schiedlichen Zeiten erfolgt. Mit dem Arbeitsblatt DWA-A 127-1 werden nun erstmalig Grundlagen

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zusammenfassend bereitgestellt, auf die in den entsprechenden Arbeits- und Merkblättern zukünftig

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verwiesen werden kann. Damit soll das Verständnis zu den Inhalten der statischen Berechnungen

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weiter gefördert werden.

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Statische Berechnungen für Kanäle, Leitungen und Bauwerke werden seit über 30 Jahren durch

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technische Regelwerke gelenkt und weiterentwickelt. Sie sind anerkannt und werden in der Baupraxis

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angewandt. Für die bekannte Vielzahl vergleichbarer Einbaubedingungen und deren statischer

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Nachweise hat sich das Instrument „Rahmenstatik“ als praktikabel und gut erwiesen, in dem dann die

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Einbaubedingungen im Vordergrund und damit auch auf der Baustelle bekannt gemacht werden können.

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Solche vereinfachenden Darstellungen von Ergebnissen statischer Berechnungen in Verbindung mit

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dem gesamten Regelwerk der DWA können auch im Rahmen des Regelwerks erstellt werden. Die

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mögliche individuelle Berechnung steht dem nicht entgegen. Diese Vorgehensweise wurde in Form einer

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Mindestbemessung mit dem Merkblatt DWA-M 144-3 bei der Sanierung mit Liner-Techniken umgesetzt.

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Die DWA-Regelwerkspublikationen zur statischen Berechnung können je nach Erfordernis Anhänge

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mit Mindestbemessungen oder zusammengefassten Berechnungsergebnissen für standardisierte

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Einbaufälle enthalten.

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1 Anwendungsbereich

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Das Arbeitsblatt DWA-A 127-1 gilt für die statische Berechnung von Entwässerungsanlagen und gibt

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eine allgemeine Einführung in die Statik und deren Grundlagen. Außerdem werden Erläuterungen zum

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Sicherheitsniveau, zum Prozessablauf und Verweise auf die weiteren Arbeits- und Merkblätter der

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Arbeits- und Merkblattreihe DWA-A/M 127 gegeben. Verweise und Zusammenhänge mit den mit der

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statischen Berechnung verbundenen Regeln (z. B. Arbeitsblatt DWA-A 139, Arbeitsblatt DWA-A 125,

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Arbeits- und Merkblattreihe DWA-A/M 143 etc.) und Normen (z. B. DIN EN 1610, DIN EN 12889 etc.)

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