Rohrkupplung als Betonfertigteil

Angefangen hat das Geschäft mit den Rohrkupplungen bei der Horn-Bad Meinberger Beton Tille GmbH mit kaputten Falzrohren. Die unbewehrten Betonrohre waren in den Anfangsjahren der Bundesrepublik im Abwasserkanalbau weitgehend der Standard. Ein Rohrende hatte eine Verschmalerung, eine Falz, sie wurde in die Nut des Folgerohres geschoben. Beides war aus Beton, als Dichtung diente – wenn überhaupt - eine Teerschnur. Da unbewehrt, oft auch nur aus magerem Beton erstellt und gering verdichtet, neigten die Rohre jedoch schnell zu Rissbildungen, insbesondere an der Falz, wo durch Verkantungen leicht Spannungen entstanden. Rohrleitungen werden meist zusammengesteckt, ein simples, in der Wartung aber auch undankbares Prinzip. Denn es ist nicht möglich, erdverlegte Rohrstränge um wenige Zentimeter zu verschieben, um ein einzelnes Rohrstück aus seiner Muffe zu heben oder es wieder dort hineinzustecken.

Quadratische Ringkupplung

Das grundsätzliche Lösungsprinzip, das man bei Beton Tille ersann, basiert auf einer sauberen Entnahme des schadhaften Rohrabschnittes samt anschließender Muffe mittels einer Trennscheibe. Das ebenfalls muffenlose Ersatzteil wird sodann passgenau eingesetzt. Die Abdichtung erfolgt über ein ringförmiges Element, das zuvor auf den Strang geschoben wurde. Es besitzt zwei EPDM-Dichtungen und ist meist 25 cm breit. Ist das neue Rohr in seiner Position, wird diese Ringkupplung auf dem Strang mechanisch verschoben, bis sie den stumpfen Stoß des alten Rohres mit dem neuen überdeckt. Der Vorteil des Baustoffs Beton bei der Herstellung von Rohrkupplungen ist die Sicherung einer absoluten Flexibilität bei gleichzeitiger maximaler Stabilität. Auch das ankommende und abgehende Rohrmaterial ist vollkommen unerheblich. Von jedem Querschnitt auf jeden anderen, auch von einem eiförmigen auf einen runden oder von einem Stahlrohr auf eines aus Beton ist alles möglich. Friedrich-Wilhelm Reineke, Geschäftsführer der Beton Tille GmbH & Co. KG, merkt an, dass das Unternehmen auch schon Kupplungen mit Spitzen realisiert hätte. Letztlich maßgeschneiderte Rohre, die man in eine reguläre Rohrmuffe stecken kann.

Die äußere, rechteckige Form der Rohrkupplung ist produktionstechnischer Pragmatismus: So lässt sich am einfachsten eine Form bauen und ausbetonieren. Die entsprechenden Öffnungen werden in präziser Handarbeit meist in Form von hölzernen Aussparungen exakt vorbereitet. Die Kanten und auch die Nuten, in denen die EPDM-Dichtungen liegen – meist sind es Keildichtungen – werden mit einbetonierten Stahlwinkeln gegen ein Ausbrechen gesichert. Dies ist erforderlich, da beim Verschieben der Kupplungen mittels hydraulischen Pressen enorme Kräfte auf diese wirken. Ein Reißen des Betons in diesem Moment würde einen kompletten Neustart aller Arbeiten erfordern.

Hüllrohr im Gleisbett

Derzeit wird im Großraum Frankfurt/Main die Eisenbahntrasse der S-6 um zwei Gleise erweitert. Der dortige Netzbetreiber, die Netzdienste Rhein-Main GmbH – NRM, will so höhere Zuggeschwindigkeiten erreichen und die Fahrzeit von Bad Vilbel nach Frankfurt Hbf um 5 auf nunmehr 21 Minuten verkürzen.

Im Stadtteil Eschersheim wird im Bereich Maybachstraße/Eschersheimer Landstraße die bestehende zweigleisige Strecke von einer Hauptwasserleitung DN 500 unterquert. Um den unterhalb des Gleisbetts verlaufenden Rohrabschnitt vor den enormen dynamischen Lasten passierender Züge zu schützen, wurde er in einem Betonhüllrohr DN 800 verlegt. Wäre es dennoch zu einem Wasserrohrbruch gekommen, wäre dieses nur in das Hüllrohr gelaufen und von dort seitlich aus dem Bahndamm hinaus zu einem eigenen Schachtbauwerk geflossen. Denn grundsätzlich gilt, dass ein Gleiskörper nie unterspült werden darf.

Im Zuge der Gleisverdoppelung war eine Verlängerung dieses Hüllrohres um 10 m erforderlich. Die verantwortlichen Gutachter von NRM und Deutscher Bahn entschieden sich für eine stählerne Hüllrohrfortführung mit einem Durchmesser von 864 mm und einer Wandstärke von 18 mm.

Im Mai 2017 fragten die Bauverantwortlichen bei Reineke an, ob er eine passende Rohrkupplung für diese Durchmesser und diesen Materialwechsel anbieten könne. Dazu musste diese die erwarteten dynamischen Druckkräfte des Schienenverkehrs aufnehmen können. Diese statische Mehrlast konnte durch eine erhöhte Bewehrung gelöst werden. Zudem erstellte Reineke vor Ort ein Aufmaß und ließ dazu das bestehende Betonhüllrohr exakt auslasern, um das geforderte Passstück mit einem möglichst geringen Spiel aufzuschieben.

Schnelle Ausführung

Projektierung, Planung und Genehmigung nahmen fast zwei Jahre in Anspruch, weshalb die Beton Tille GmbH mit dem Kupplungsbau erst in der zweiten Jahreshälfte 2019 beginnen konnte und das Bauteil schließlich im November auslieferte. Der Rohreinbau erfolgte in offener Bauweise im Februar 2020, da die zusätzlichen Gleise zu dem Zeitpunkt noch nicht verlegt waren. Während der Vorlauf sehr langwierig war, erfolgte letzteres an einem Tag, nicht zuletzt deshalb, weil man einem ganzen Stadtteil nicht sehr lange das Wasser „abdrehen“ kann.

Als dies erfolgt war, kappte man das Wasserrohr DN 500, fädelte auf dieses das neue Hüllrohr auf und schob auf das Ende des Betonrohres vollständig die Rohrkupplung. Dann schweißte man das stählerne Wasserrohr wieder zusammen, führte das ebenfalls in Stahl erstellte neue Hüllrohr an das Bestandsrohr heran und schob über diesen Stoß die Rohrkupplung des Lemgoer Betonfertigteilwerkes. Das Kupplungsstück musste deshalb zunächst auf das rauere Bestandsrohrstück geschoben und konnte nicht vorab auf dem glatteren Stahlrohr platziert werden, weil letzteres einen um 64 mm größeren Durchmesser als das alte Betonrohr aufweist.