27. Januar 2020

Ermüdungsnachweis für Stahlrohre mit 5x10^6 Lastwechseln zulässig - TM 4-2019 erschienen

Technische Mitteilung regelt Vorgehen nach EC

Das DWA-A 161 ist " für den Nachweis der Dauerfestigkeit nicht mehr anzuwenden". Vortriebsrohre aus Stahl können künftig nach DIN EN 1993-1-9 (Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten – Teil 1-9: Ermüdung) nachgewiesen werden.

Im März 2014 trat das Arbeitsblatt DWA-A 161 Statische Berechnung von Vortriebsrohren inkraft. Es fordert für Bahnquerungen in aller Regel den Ermüdungsnachweis unter nicht vorwiegend ruhender Belastung für 1x10^8 Lastwechsel.

Zum Vergleich: Andere Regelwerke im Rohrleitungsbau verlangen den "Dynamischen Nachweis" für 2x10^6 Zyklen.

Seit 2014 war es in der Rohrstatik üblich, das Ermüden gegenüber einer 50-fach erhöhten Anzahl an Überfahrten abzusichern. Die Bahn rechtfertigte dies u.a. durch die gestiegene Anzahl der bzw. generell längere Güterzüge mit mehr Achsen.

Dieser Ansatz der DB führt in der Anwendung zu folgenden Phänomenen:

  • Bahnquerung mit einem Stahlbeton-Vortriebsrohr erforderte deutlich höhere Bewehrung. Ein Rohr unter dem Lastmodell 71 (LM71) mit 1x10^8 Lastspielen benötigte die zweifache Bewehrungsmenge gegenüber dem UIC71 mit 2x10^6 Lastspielen.
  • Bahnquerung mit einem Stahl-Vortriebsrohr: Doppelte Wandstärke. Rohre waren nicht mehr herstellbar bzw. vor Ort nicht mehr schweißbar.

Zwischenzeitlich nahm sich eine Expertenkommission aus Eisenbahn-Bundesamt (EBA), Rohrherstellern, Ingenieurbüros und Hochschul-Professoren der Sache an. Stahlrohre wurden neu bewertet. Veröffentlicht sind die Randbedingungen in der TM: 4-2019-10152 I.NPF 2, die Sie als PDF finden unter:

Unsere Software für Rohrstatik IngSoft EasyPipe setzt ab Version 2.7.6.2 die TM 4-2019 um. Zusammengefasst in Stichpunkten:

  • Betroffen sind
    • Vortriebsrohre nach dem Arbeitsblatt DWA-A 161
    • Aus Stahl
    • Unter Gleisen der Deutschen Bahn
    • Im Ermüdungsnachweis
  • DWA-A 161 Abschnitt 9.4.5.3 Ermüdungsnachweis bei Stahlrohren mit Tabelle 22 ist ungültig.
  • Rohre nach Ril 877 dürfen unter Umständen verwendet werden.
  • Kerbfall 71 (KF 71) ist anzuwenden.
  • Wandstärke ≤ 25 mm → charakteristische Grenzspannung: 52 N/mm²
  • Mindestüberdeckung für eine reduzierte Lastwechselzahl: 1,5 m
  • Geringere Achslasten und/oder weniger Überfahrungen im geplanten Lebenszeitraum von 50 Jahren sind unerwünscht.

Ein Rechenbeispiel zu IngSoft EasyPipe mit Vergleich und Erläuterungen finden Sie hier:

Gern besprechen wir mit Ihnen die Änderungen an Ihrem Projekt. Bitte kommen Sie auf uns zu.


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