Statische Berechnung von Microtunnelling-Vortriebsrohren mit abwinkelbaren Rohrverbindungen für den Bauzustand:
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| Format: | Thesis Book |
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Aachen
Shaker
2003
|
| Series: | Schriftenreihe des Lehrstuhls für Baubetrieb und Projektmanagement, Ibb - Institut für Baumaschinen und Baubetrieb
|
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INHALTSVERZEICHNIS
ABKUERZUNGEN,
FORMELZEICHEN
UND
INDIZES
.
VI
1
EINLEITUNG.
1
1.1
PROBLEMSTELLUNG
.
1
1.2
ZIELSETZUNG
UND
ABGRENZUNG
.
2
2
STAND
DES
WISSENS
.
4
2.1
BAUVERFAHRENSTECHNISCHE
GRUNDLAGEN
BEIM
UNTERIRDISCHEN
ROHRVORTRIEB
.
4
2.1.1
HISTORISCHE
ENTWICKLUNG
.
4
2.1.2
TECHNIK
DES
ROHRVORTRIEBS
.
5
2.1.2.1
ALLGEMEINES
.
5
2.1.2.2
HAUPTKONSTRUKTIONSELEMENTE
.
6
2.1.2.3
BAUABLAUF
.
9
2.1.2.4
VORTRIEBSROHRE
UND
DEREN
VERBINDUNGEN
.
10
2.1.2.5
FUGENZWISCHENLAGEN
.
12
2.2
EINWIRKUNGEN
AUF
VORTRIEBSROHRE.
12
2.2.1
BELASTUNGEN
IN
ROHRLAENGSRICHTUNG
.
13
2.2.2
BELASTUNGEN
IN
ROHRQUERRICHTUNG
.
14
2.3
STATISCHE
BERECHNUNG
VON
VORTRIEBSROHREN
.15
2.3.1
ALLGEMEINES
.
15
2.3.2
STATISCHE
BERECHNUNG
IN
ROHRLAENGSRICHTUNG
.
16
2.3.3
STATISCHE
BERECHNUNG
IN
ROHRQUERRICHTUNG
.
18
2.3.3.1
ALLGEMEINES
.
18
2.3.3.2
SCHNITTKRAEFTE
QUER
ZUR
ROHRACHSE.
18
2.3.3.3
NACHWEIS
DER
TRAGFAEHIGKEIT
.
20
2.3.3.4
NACHWEIS
DER
GEBRAUCHSTAUGLICHKEIT
.
23
2.3.3.5
VERFAHREN
NACH
SCHERTE
.
24
2.4
UEBERBLICK
ZUM
STAND
DER
FORSCHUNG
.
28
2.4.1
ALLGEMEINES
.
28
II
INHALTSVERZEICHNIS
2.4.2
UNTERSUCHUNGEN
ZUR
BELASTUNG
VON
VORTRIEBSROHREN
IN
LABORVERSUCHEN
28
2.4.3
UNTERSUCHUNGEN
ZUR
BELASTUNG
VON
VORTRIEBSROHREN
IN
FELDVERSUCHEN
.
30
2.4.4
NUMERISCHE
BERECHNUNGEN
VON
VORTRIEBSROHREN
.
31
2.4.5
MODELLE
ZUR
BESTIMMUNG
DER
ZULAESSIGEN
VORTRIEBSKRAFT
.
31
3
UNTERSUCHUNG
DER
BELASTUNG
IN
ROHRLAENGSRICHTUNG
.
35
3.1
VERSUCHSMETHODIK
.
35
3.2
ANALYTISCHE
BESTIMMUNG
DER
SPANNUNGSVERTEILUNG
ZWISCHEN
VERWINKELTEN
VORTRIEBSROHREN
.
36
3.2.1
ALLGEMEINES
.
36
3.2.2
UNTERSUCHUNG
DES
WERKSTOFFVERHALTENS
VON
FUGENZWISCHENLAGEN
.
36
3.2.2.1
AUSWAHL
DER
UNTERSUCHTEN
FUGENZWISCHENLAGENMATERIALIEN
.
36
3.2.2.2
STANDARDVERSUCH
ZUR
BESTIMMUNG
DES
EINAXIALEN
SPANNUNGS-
DEHNUNGSVERHALTENS
.
38
3.2.2.3
ERGEBNISSE
DER
MATERIALPRUEFUNGEN
MIT
DEM
STANDARDVERSUCH
.
39
3.2.2.4
WERKSTOFFGESETZ
DES
EINAXIALEN
SPANNUNGS-DEHNUNGSVERHALTENS
.42
3.2.3
ANALYTISCHES
BERECHNUNGSMODELL
.
43
3.2.3.1
ALLGEMEINES
.
43
3.2.3.2
RANDSPANNUNG
UND
SPANNUNGSVERTEILUNG
IN
DER
ROHRFUGE
.
44
3.2.3.3
BESTIMMUNG
DES
SPANNUNGSVERHAELTNISSES
(OMAX/AO)
BEI
LINEARER,
QUADRATISCHER
ODER
KUBISCHER
SPANNUNGSVERTEILUNG
IN
DER
ROHRFUGE.
45
3.2.3.4
BESTIMMUNG
DES
MASSES
DER
FUGENKLAFFUNG
(Z/DA)
BEI
LINEARER,
QUADRATISCHER
ODER
KUBISCHER
SPANNUNGSVERTEILUNG
IN
DER
ROHRFUGE.
49
3.3
EXPERIMENTELLE
BESTIMMUNG
DER
SPANNUNGSVERTEILUNG
ZWISCHEN
VERWINKELTEN
VORTRIEBSROHREN
.
50
3.3.1
ALLGEMEINES
.
50
3.3.2
GROSSVERSUCHSSTAND
.
51
3.3.3
VERSUCHSPROGRAMM
.
53
3.3.3.1
VERSUCHSROHRE
UND
FUGENZWISCHENLAGEN
.
53
3.3.3.2
BELASTUNGSVERSUCHE
IM
VERSUCHSSTAND
.
54
3.3.4
ELEKTRISCHES
FOLIENDRUCKMESSSYSTEM
.
54
3.3.4.1
EINLEITUNG
.
54
3.3.4.2
TEKSCAN
MESSSYSTEM
.
55
3.3.4.3
EQUILIBRATION
UND
KALIBRATION
.
58
INHALTSVERZEICHNIS
III
3.3.4.4
EINFLUSSGROESSEN
AUF
DAS
MESSERGEBNIS
.59
3.3.4.5
MINIMIERUNG
VON
MESSEINFLUESSEN
.
60
3.3.4.6
MESSUNG
UND
DATENAUFBEREITUNG
DER
SPANNUNGSVERTEILUNG
IN
DER
ROHRFUGE
.
61
3.3.5
DEHNUNGSMESSUNG
AN
DEN
VERSUCHSROHREN
.
62
3.3.5.1
TECHNIK
ZUR
MESSUNG
MIT
DEHNUNGSMESSSTREIFEN
.
62
3.3.5.2
APPLIZIERTE
VERSUCHSROHRE
.
62
3.4
NUMERISCHE
BESTIMMUNG
DER
SPANNUNGSVERTEILUNG
ZWISCHEN
VERWINKELTEN
VORTRIEBSROHREN
MIT
DER
FINITE-ELEMENTE-METHODE
.
63
3.4.1
GRUNDLAGEN
DER
FINITE-ELEMENTE-METHODE
.
63
3.4.1.1
ALLGEMEINE
GLEICHGEWICHTSBEDINGUNGEN
FUER
FINITE
ELEMENTE
NACH
DER
VERSCHIEBUNGSMETHODE
.
64
3.4.1.2
VERSCHIEBUNGSANSATZ
FUER
EIN
ISOPARAMETRISCHES
HEXAEDERELEMENT.
65
3.4.2
MODELLIERUNG
DER
BELASTUNGSVERSUCHE
IM
GROSSVERSUCHSSTAND
.66
3.4.2.1
VERWENDETES
BERECHNUNGSPROGRAMM
.66
3.4.2.2
DISKRETISIERUNG
DES
VERSUCHSSTANDES
.66
3.4.2.3
DISKRETISIERUNG
UND
WERKSTOFFGESETZ
DER
ROHRE
.
68
3.4.2.4
DISKRETISIERUNG
UND
WERKSTOFFGESETZ
DER
FUGENZWISCHENLAGE
.
69
3.4.2.5
MODELLIERUNG
DER
KONTAKTINTERAKTION
ZWISCHEN
DEN
VORTRIEBSROHREN
.
70
3.5
VERIFIZIERUNG
DES
ANALYTISCHEN
BERECHNUNGSMODELLS
.
71
3.5.1
ALLGEMEINES
.
71
3.5.2
VERIFIZIERUNG
DER
EINFLUSSGROESSEN
.72
3.5.2.1
SPANNUNGSVERLAUF
IN
DER
ROHRFUGE
.
72
3.5.2.2
ABMESSUNG,
WERKSTOFF
UND
GRAD
DER
VERWINKELUNG
DER
ROHRE
.75
3.5.2.3
HOEHE
DER
VORTRIEBSKRAFT
.
77
3.5.2.4
WERKSTOFFEIGENSCHAFTEN
UND
DICKE
DER
FUGENZWISCHENLAGE
.
79
3.5.2.5
LAENGS-SPANNUNGSVERTEILUNG
IM
ROHR
.
81
3.6
ZUSAMMENFASSUNG
UND
FOLGERUNG.
83
4
BEMESSUNG
IN
ROHRLAENGSRICHTUNG
FUER
DEN
LASTFALL
VORPRESSEN
.
84
4.1
BEMESSUNGSKRITERIUM
IN
ROHRLAENGSRICHTUNG
.
84
4.2
BEMESSUNGSNOMOGRAMME
IN
ROHRLAENGSRICHTUNG
.
85
4.2.1
ALLGEMEINES
.85
IV
INHALTSVERZEICHNIS
4.2.2
BESTIMMUNG
DER
RAUMKRUEMMUNG
DER
ROHRTOUR
.
85
4.2.3
BEMESSUNGSNOMOGRAMME
UND
IHRE
HANDHABUNG
.
86
4.2.4
AUSWAHL
DES
BEMESSUNGSNOMOGRAMMS
.
90
5
BERECHNUNGSANSAETZE
UND
BEMESSUNG
IN
ROHRQUERRICHTUNG
FUER
DEN
LASTFALL
VORPRESSEN
.
92
5.1
EINLEITUNG
.
92
5.2
BERECHNUNGSMODELL
ZUR
BESTIMMUNG
DER
ZWAENGUNGSKRAEFTE
.
94
5.2.1
BETTUNG
DER
VORTRIEBSROHRE
IN
QUERRICHTUNG
.
94
5.2.2
IDEALISIERTE
LASTFAELLE
.
96
5.2.2.1
ZWAENGUNGSKRAEFTE
BEIM
LASTFALL
GEKRUEMMTE
GRADIENTE
.
101
5.2.2.2
ZWAENGUNGSKRAEFTE
BEIM
LASTFALL
UNGLEICHE
AUSMITTE
.
102
5.3
BERECHNUNGSMODELL
ZUR
BESTIMMUNG
DER
ZWAENGUNGSBEANSPRUCHUNG
AM
VORTRIEBSROHR.
103
5.3.1
TRAGWERKSMODELL
.
103
5.3.2
SCHUBFLUSS
IM
DUENNWANDIGEN
KREISRING
.
104
5.3.3
POSITIVE
UND
NEGATIVE
ZWAENGUNGSBEANSPRUCHUNGEN
.
107
5.4
SCHNITTGROESSEN
DURCH
ZWAENGUNGSBEANSPRUCHUNGEN
.
108
5.4.1
SCHNITTGROESSENBERECHNUNG
MIT
DEM
KRAFTGROESSENVERFAHREN
.
108
5.4.2
SCHNITTGROESSEN
BEI
NEGATIVEN
ZWAENGUNGSBEANSPRUCHUNGEN
.112
5.4.3
SCHNITTGROESSEN
BEI
POSITIVEN
ZWAENGUNGSBEANSPRUCHUNGEN
.117
5.4.4
BERUECKSICHTIGUNG
DER
NEIGUNG
VON
ZWAENGUNGSBEANSPRUCHUNGEN
.119
5.5
VERIFIKATION
DER
ANALYTISCH
BESTIMMTEN
ZWAENGUNGSBEANSPRUCHUNGEN
MIT
DER
FINITE-ELEMENTE-METHODE
.
121
5.5.1
EINLEITUNG
.
121
5.5.2
MODELLIERUNG
EINFACHER
ROHR-BODEN-SYSTEME
.
121
5.5.2.1
ALLGEMEINES
.
121
5.5.2.2
ROHR-BODEN-SYSTEM
FUER
VORTRIEB
IN
LOCKERGESTEIN
.
123
5.5.2.3
ROHR-BODEN-SYSTEM
FUER
VORTRIEB
IN
FESTGESTEIN
.
124
5.5.3
VERIFIKATION
DER
ANALYTISCHEN
BERECHNUNGSERGEBNISSE
.125
5.5.3.1
ANALYSESCHWERPUNKT
.125
5.5.3.2
SCHNITTGROESSEN
BEIM
LASTFALL
GEKRUEMMTE
GRADIENTE
.127
INHALTSVERZEICHNIS
V
5.5.3.3
SCHNITTGROESSEN
BEIM
LASTFALL
UNGLEICHE
AUSMITTE
.
130
5.6
BEMESSUNG
IN
ROHRQUERRICHTUNG
.
133
5.6.1
BEMESSUNGSSCHNITTGROESSEN
.
133
5.6.1.1
ALLGEMEINES
.133
5.6.1.2
BEMESSUNGSSCHNITTGROESSEN
BEIM
VORTRIEB
IN
LOCKERGESTEIN
.
134
5.6.1.3
BEMESSUNGSSCHNITTGROESSEN
BEIM
VORTRIEB
IN
FESTGESTEIN
.135
5.6.2
BEMESSUNG
IN
ROHRQUERRICHTUNG
FUER
DEN
LASTFALL
VORPRESSEN
.138
5.6.2.1
ABLAUFDIAGRAMM
ZUR
STATISCHEN
BERECHNUNG
IN
ROHRQUERRICHTUNG
.
138
5.6.2.2
BEMESSUNGSHILFEN
ZUR
STATISCHEN
BERECHNUNG
IN
ROHRQUERRICHTUNG
143
6
BERECHNUNGSBEISPIEL
.152
6.1
ALLGEMEINES
UND
BERECHNUNGSANNAHMEN
.
152
6.2
STATISCHE
BERECHNUNG
NACH
ATV
ARBEITSBLATT
161
.
153
6.3
STATISCHE
BERECHNUNG
NACH
SCHERTE
.
156
6.4
STATISCHE
BERECHNUNG
NACH
DEN
ENTWICKELTEN
BERECHNUNGSVERFAHREN
.
159
6.4.1
BERECHNUNG
IN
ROHRLAENGSRICHTUNG
FUER
DEN
LASTFALL
VORPRESSEN
.159
6.4.2
BERECHNUNG
IN
ROHRQUERRICHTUNG
FUER
DEN
LASTFALL
VORPRESSEN
.160
6.5
FAZIT
.
166
7
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
.
169
8
LITERATURVERZEICHNIS
.172
ANHANG |
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