Lebensdauer und Schädigungsverlauf von PVC-U-Vollwandrohren im Einflussbereich von Eisenbahnverkehrslasten

An Kunststoffkanalrohre werden zur Garantie einer Mindestlebensdauer von 50 Jahren hohe Anforderungen bezüglich deren Festigkeits- und Verformungsverhalten gestellt. Besonders kritisch ist dies bei Rohren, die im Betrieb nicht nur statischen Lasten, sondern auch dynamischen Lasten ausgesetzt sind. Von der Deutschen Bahn AG wird für eine Zulassung im Bereich von Eisenbahnverkehrslasten u. a. ein Dauerschwingnachweis für 108 Lastwechsel gefordert. Dies bedeutet für die Rohrhersteller einen extrem hohen Prüf- und Kostenaufwand, der insbesondere die Wettbewerbsfähigkeit der kleinen und mittleren Unternehmen aus diesem Bereich gefährdet. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wurden deshalb für PVC-U-Rohre unterschiedlicher Hersteller Wöhlerkurven bestimmt. Neben Scheiteldruckschwellversuchen am Rohr wurden erstmals auch Zugschwellversuche bis zu 108 Lastwechseln durchgeführt. Die ermittelten Lebensdauerdaten lassen sich mit mathematischen Hilfsmitteln prinzipiell verallgemeinern, d. h. sie sind auch auf andere Rohrkonstruktionen anwendbar. Das numerische Modell wird anhand der Versuchsdaten kalibriert und es werden Parameterstudien zu erdgebetteten Rohren unter Eisenbahnverkehrslasten durchgeführt. Ein analytischer Ansatz für die Berechnung von erdgebetteten Rohren wird vorgestellt.