Bemessung von beulgefährdeten Druckschachtpanzerungen unter Außendruck - Teil 2: Ringversteifte Stahlrohre

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. Nachdem Teil 1 dieses Beitrages die praktische Bemessung unter Außendruck von unversteiften Stahlrohren behandelte, geht nun der Teil 2 auf den häufigeren Ausführungsfall der ringversteiften Stahlrohre ein.
Einleitend wird wieder das in der Praxis übliche Bemessungsmodell dargestellt, mit globaler Betrachtung des Beulens des Ringes mit dazwischenliegendem Rohr sowie der isolierten Beulbetrachtung der Zylinderschale zwischen den Ringen. Danach werden die Ergebnisse einer umfangreichen numerischen Traglaststudie (FEA) für repräsentative Anwendungsbeispiele, mit zusätzlicher Variation des Ringabstandes, gezeigt. Der Ergebnisvergleich des kritischen Außendrucks pFEA mit der aktuellen Vorgehensweise deutet – trotz erheblichem Berechnungsaufwand – auf Defizite in der Treffsicherheit. Es wird deshalb ein einfacheres, neues Berechnungsmodell für ringversteifte Stahlrohre und die Hintergründe zu dessen Kalibrierung vorgestellt sowie auch die Treffsicherheit im Vergleich zur numerischen Traglastberechnung gezeigt.