Auslegung von Rohrtrassen

In Zeiten, in denen die Mon­ta­gezeit und -kosten eine immer größere Bedeutung haben, erge­ben sich jedoch neue An­for­derungen. Schwerlast-Schie­nensysteme sind daher eine interessante Alternative. Auf Be­fes­tigungstechnik spezialisierte Hersteller haben mittlerweile Montageschienensysteme im Pro­gramm, die für sehr hohe Traglasten ausgelegt sind. Diese modularen Systeme bieten ge­gen­über dem klassischen Stahl­bau entscheidende Vorteile.

Kürzere Montagezeiten und einfaches Handling

Nach dem Baukastenprinzip konzipierte Schienensysteme redu­zie­ren die Montagezeiten, da nicht geschweißt werden muss, sondern sämtliche Teile verschraubt werden können. Das Handling ist für den Verarbeiter einfacher – nicht nur aufgrund des Ver­schraubungssystems, sondern auch wegen des geringeren Ge­wichts der Bauteile gegenüber herkömmlichen Stahlträgern. Auch erfordert das Zuschneiden der Profile weniger Zeit als das Schneiden von Stahlträgern.

Positiv auf die Montagezeiten wirkt sich zudem aus, dass Pro­fil­schienen und Anbauteile feuer­stückverzinkt sind oder über eine Zink-Nickel-Beschichtung verfügen und damit fertig für den Ein­satz im Außenbereich sind – nachträglicher Korrosionsschutz blank gelieferter Stahlträger auf der Baustelle entfällt.

Dass bei Schienenmontagesystemen auf Schweißarbeiten verzichtet werden kann, ist übrigens auch ein Vorteil, wenn in sensiblen Bereichen mit besonderen Anforderungen an den Explosions- und Brandschutz gearbeitet wird.

Mehr Flexibilität, viele
Konstruktionsvarianten

Die Montage modularer Schienensysteme ist nicht nur schnell, sondern auch flexibel. Während bei Stahlträgern keine standardi­sierten Anbaumöglichkeiten vorhanden sind, lassen sich bei schraub­baren Systemen mit durchdachten Anbauteilen ganz einfach vielfältige Konstruktionen realisieren.

Moderne Schienenmontagesysteme zeichnen sich zudem durch die stufenlose Positionierbarkeit der Anbauteile aus. Beim System „Centum“ von Mefa ist die stufenlose Verschraubung auf allen vier Seiten der Schienen möglich – dies ist besonders montagefreundlich und sorgt für ein Höchstmaß an Flexibilität. Bautoleranzen können so problemlos ausgeglichen werden.

Für den Fall, dass eine Konstruktion wieder demontiert oder nachträglich verändert werden soll, bietet die Verschraubungstechnik ebenfalls Vorteile gegenüber herkömmlichen geschweißten Stahlkonstruktionen.

Statische Berechnung inbegriffen

Über Schnittstellen sind die Schwerlast-Schienensysteme der Qualitätshersteller in die Programme „TriCAD MS“ und „PDMS“ integriert. Die gewünschten Bauteile können ganz ausgewählt und anschließend in verschiedenen „TriCAD MS“-Modulen bzw. in „PDMS“-Design verplant werden. Es können auch bestellfähige Stücklisten generiert werden. Zudem ist es möglich, den Service der Hersteller in Anspruch zu nehmen. Deren technische Abteilungen übernehmen auf Kundenwunsch die komplette Planung und Auslegung von Schienenkonstruktionen.

Sicherheit durch RAL-Zertifizierung

Schienensysteme für den Industrie- und Anlagenbau müssen schwere Lasten zuverlässig abfangen. Eine sehr hohe Tragkraft der Profile gewährleistet die Sicherheit der Konstruktion. Ein Beispiel für die Leistungsfähigkeit von Schwerlast-Montageschienen: Eine 1,5 m lange Schiene des Typs „Centum XL 100“ kann mit einer mittigen Einzellast von nahezu 15 kN belastet werden.

Wichtiges Qualitätsmerkmal eines Montagesystems ist darüber hinaus eine zuverlässige, hochbelastbare Verschraubungstechnik. Denn die Tragfähigkeit der gesamten Konstruktion hängt nicht nur von der Belastbarkeit der einzelnen Schienen ab, sondern auch von der Lastaufnahme pro Verbindung.

Die von Mefa entwickelte, patententierte Schraubverbindung (siehe Kasten 1) ermöglicht eine Lastaufnahme von bis zu 10 kN je Verschraubung. Im Vergleich zu ausschließlich kraftschlüssigen Verbindungen bietet die formschlüssige Hammersperrkopf-Schraubverbindung ein deutliches Plus an Sicherheit.

Nicht nur die Verschraubungs­technik, sondern auch die „Cen­tum“-Profile sind RAL-zertifiziert (Kasten 2).

Schienenkonstruktionen richtig auslegen

Für die Planung großer Trassen mit einer Vielzahl an Leitungen sind folgende Daten zu berücksichtigen:

Rohrbelegung und Last ermitteln:

Die Lastermittlung ergibt sich aus der Rohrbelegung. Neben der Anzahl der zu befestigenden Rohre ist deren Außendurchmesser zu berücksichtigen, wobei ggf. Rohrisolierungen mit einzuplanen sind. Das Rohrmaterial (Guss, Stahl, PE etc.) spielt ebenso eine Rolle wie das Medium (Wasser, Gas etc.).

Befestigungsabstände wählen:

Der Abstand zwischen den einzelnen Montageschienen kann bei Schwerlast-Schienensystemen durch die hohe Tragekraft sehr groß gewählt werden. Wichtig ist, die von den Rohrherstellern vorgegebenen maximalen Befestigungsabstände einzuhalten und die Abstände so zu wählen, dass die Verlegung der Rohre noch problemlos handhabbar ist.

Trassenbreite festlegen:

Die Trassenbreite, also die Spann­weite der Schienen, ergibt sich aus den Rohrdimensionen und aus den baulichen Gegebenheiten: Wie breit muss die Trasse sein, damit alle Rohre Platz finden? Wie breit darf sie maximal sein? Sollen die Rohre nebeneinander verlaufen oder in mehreren Etagen übereinander verlegt werden?

Zusatzlasten durch Rohrbewe­gungen einplanen:

Um zu vermeiden, dass aus thermisch bedingten Bewegun­gen Schäden entstehen, muss der Leitung eine gewisse Be­we­gungs­freiheit gelassen wer­den. Bei größer dimensio­nier­ten Rohren und bei großen Tem­peraturdifferenzen sind Gleit­elemente erforderlich. Oft unterschätzt wird hierbei die in Richtung der Rohrachse auftretende Kraft. Wenn das Rohr anfängt zu schieben, muss erst der Haftreibungsfaktor überwunden werden, bis das Gleitelement wirklich zu gleiten beginnt. Sinnvoll ist es daher, Aussteifungselemente in Längsrichtung der Rohre einzuplanen, wie beispielsweise zusätzliche Abstrebungen oder mitlaufende Längsaussteifungsschienen.

Befestigungsuntergrund berücksichtigen:

Die Beschaffenheit des Bauunter­grunds entscheidet über die Wahl der Dübel. Empfohlen werden Produkte mit bauaufsichtlicher Zulassung, die für den jeweiligen Untergrund wie Beton, Mauer­werk etc. optimiert sind. Für die Anbringung von Profilen an Stahl­trägern haben die Hersteller spezielle Spannbügel bzw. -klauen im Programm.

Unter Berücksichtigung der Last und der notwendigen Trassen­brei­te kann der erforderliche Schienentyp ermittelt werden. Je nach Einsatzbereich rechnet man entweder für den Kaltbereich oder für den Brandfall (nach der Stahlbaunorm DIN EN 1993 bzw. Eurocode 3).

Will man eine Überdimensionierung der Befestigungstechnik vermeiden und eine sichere und auch wirtschaftli­che Produkt­auswahl treffen, empfiehlt es sich, eng mit den Montage­schienen-Herstellern zusammenzuarbeiten und deren Planungsservice in An­spruch zu nehmen.

Fazit

Schwerlast-Schienenmontagesysteme sind eine zuverlässige, planer- und montagefreundliche Lösung für viele Bereiche des Rohrleitungs- und Anlagenbaus. Die Verwendung von Produkten mit RAL Gütezeichen schafft dabei die erforderliche Sicherheit für alle am Bau Beteiligten. Die statische Berechnung der Konstruk­tion sowie die Auswahl der passenden Schienen können mit Hilfe gängiger Planungssoftware erfolgen. Qualitätshersteller wie Mefa bieten als Service auch die komplette Planung durch ihre Anwendungstechniker an.