CH101961A - Lining of channels under internal pressure. - Google Patents

Lining of channels under internal pressure.

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CH101961A
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Schurter Walter
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    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B9/00Water-power plants; Layout, construction or equipment, methods of, or apparatus for, making same
    • E02B9/02Water-ways
    • E02B9/06Pressure galleries or pressure conduits; Galleries specially adapted to house pressure conduits; Means specially adapted for use therewith, e.g. housings, valves, gates
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

  

      Auskleidung    von unter innerem     Flüssigkeitsdrnek    stehenden Gerinnen.         Gegenstand    ,der vorliegenden Erfindung  ist eine Auskleidung von unter innerem Flüs  sigkeitsdruck stehenden Gerinnen, welche  Auskleidung zwei Hüllen, eine äussere und  eine innere, besitzt, von denen die äussere nur  die     Offenhaltung    des     Gerinnes    gegenüber äu  ssern Kräften, z. B. Gebirgsdruck, bezweckt.

    Gemäss der Erfindung ist die innere Hülle so  ausgebildet,     dass    sie durch Einwirkung der  das Gerinne ausfüllenden Flüssigkeit unter  peripherem Druck gehalten wird und daher  bei Profilvergrösserungen des     Gerinnes,    die  infolge des im Innern desselben herrschenden  Flüssigkeitsdruckes auftreten,     Dilatationsbe-          wegungen    ausführt, derart,     da.ss    sie stets in  der äussern Hülle infolge der Profilvergrösse  rungen sich bildende Risse automatisch ab  dichtet.  



  Zwei Ausführungsbeispiele des Erfin  dungsgegenstandes sind auf beiliegender  Zeichnung :schematisch veranschaulicht.  



       Fig.    1 ist ein     Querschnitt    der ersten     Aus-          führungsform;          Fig.    2 und 3 zeigen Teile der innern Hülle  mit verschiedenen Ausführungsvarianten;         Fig.    4, 5 und 6 stellen, Einzelheiten in grö  sserem Massstab .dar;       Fig.    7 ist ein     Q.uersähnitt    durch die zweite  Ausführungsform;       Fig.    8 ist eine Einzelheit dazu in grösse  rem Massstab;       Fig.    9 und 10 zeigen Varianten der Ein  zelheit von     Fig.    B.  



  In     Fig.    1 ist mit 1 die äussere, z. B. aus  Beton bestehende, Hülle der Auskleidung  eines     Wasserstollens    2 bezeichnet. Als innere  Hülle 3 dient die für .die Herstellung der  äussern Hülle verwendete Verschalung, die  aus' sorgfältig hergerichteten, gut trockenen  Brettern konstruiert ist. Zum Festhalten der  innern Hülle an der äussern dienen, wie     Fig.    3  und 4 zeigen, Befestigungsleisten 4, die durch  Bolzen 5 gehalten werden; letztere sind in der  äussern Hülle verankert.

   Wie in     Fig.    3 ange  deutet, kann entweder je ein Brett mit einer  Befestigungsleiste, oder es können zwei und  drei Bretter je mit einer Befestigungsleiste  abwechseln, wobei in den beiden letzteren  Fällen die benachbarten Bretter noch unter       sich,durch    Dorne 6 verbunden sind. Es könnte  aber auch eine andere Verbindung, z. B. mit-           telst    Nut und Feder, vorgesehen sein. Wie       Fig.    2 zeigt, können die Befestigungsleisten  aber auch wegfallen, und durch Bretter er  setzt sein, wobei die Bretter mit Nut und     Fe-          .der    untereinander verbunden .sind.

   In diesem  Falle ist entweder jedes Brett, oder jedes  zweite oder dritte Brett mit der äussern Hülle  durch in dieser verankerte, in     Fig.    2 je durch  eine punktierte Linie angedeutete Bolzen 7  verbunden.  



  Die Befestigung der innern Hülle an der  äussern wird so durchgebildet, dass die     Dila-          tationsbewegungen    der innern gegenüber der  ä     ussern    Hülle nicht beeinträchtigt werden. In  den     Fig.    1 bis 4 sind beispielsweise Befesti  gungsbolzen in den betreffenden Elementen  der innern Hülle stets nur einreihig in dersel  ben Erzeugenden der     Gerinnewandung    ange  ordnet, so dass das     betreffende    Element     bei     Vergrösserungen des     Gerinneumfanges    in der  Richtung dieses Umfanges sich unbehindert  von der     Bolzenreihe    aus nach beiden Seiten  hin ausdehnen kann.

   Für Bretter, welche nicht  selber mittelst Bolzen in der äussern Hülle       verankert    sind, ist die     Dilatationsmöglichkeit     in jeder Richtung ohne weiteres gegeben.  



  Ein Beispiel der Stossausbildung an den  Stirnenden der Bretter zeigen     Fig.    5 und ö.  Die beiden Bretter 8 und 9 sind einfach über  blattet und werden durch Schraubenbolzen 10  zusammengehalten, wobei in jedes Brett ver  senkte Eisenplättchen 11 den Köpfen und  Muttern :der Bolzen 10 als     Widerlager    dienen.  Diese Stossausbildung ist vollkommen hinrei  chend, da eine Längsausdehnung der     Bretter     bei Feuchtigkeitsaufnahme praktisch nicht  auftritt.  



  Alle Fugen zwischen den Brettern können  mit irgend einer beispielsweise     bituminösen     Masse verstrichen sein.  



  Zwischen äusserer und innerer Hülle ist  eine Zwischenschicht 12 vorgesehen, welche  den Zweck hat, das absolute Festsitzen der  innern Hülle au der äussern zu verhindern  und eine möglichst gleichmässige     Auflagerung     der innern Hülle auf der äussern Hülle zu er  zielen. Diese Schicht kann entweder einfach  aus einem     01anstrich    der an der Aussenseite    gehobelten Bretter der innern Hülle bestehen,  oder sie kann durch eine     zähplastisehe,    flüs  sigkeitsundurchlässige, elastische und bestän  dige Masse, z.

   B. eine     Teer-Asphaltmischung;          gebildet    sein, die entweder in dünner Schicht  auf die Schalung gelegt wird, nachdem sie  vorher auf einer oder auf beiden Seiten mit  Sägespänen     eingestäubt    und glatt     abgewalzt     wurde, oder .man kann ein mit der genannten  Mischung getränktes Gewebe (Filz oder Jute)  in einer oder mehreren Schichten, nachdem es  ebenfalls mit     Siigespä.nen        eingestäubt.    und  glatt gewalzt ist, zwischen die innere und     :die     äussere Hülle einlegen.

   Ferner kann man auch  die Zwischenschicht derart ausbilden, dass  man auf dem Richtplatz eine Schicht aus der       zähplastischen    Masse auf die Aussenseite der  Schalung walzt, mit Sägespänen     einstäubt     und zwischen diese Schicht und die äussere  Hülle noch eine zweite Schicht einlegt, die  durch ein     Gewebe    gebildet wird, das nach     der     oben beschriebenen     Weise    behandelt wurde.  Endlich kann die Zwischenschicht 12 auch so       ausgebildet    sein, dass sie sowohl an der innern,  wie an der äussern Hülle haftet.

   Zu diesem  Zweck kann man zum Beispiel die     zähplasti-          sehe    Masse auf dem Richtplatz auf die     Scha-          lungsbretter    auftragen und diese ohne vor  heriges Einstäuben der Zwischenschicht im  Stollen verlegen.    Ferner sind in gewissen Abständen zwi  schen der     innern    Hülle und der Zwischen  schicht Rinnen 13 vorgesehen     (Fig.    1 und 5),  die in der äussern Hülle ausgespart sind und  den Zweck     haben,    allfälliges bei der Unter  drucksetzung des     Gerinnes    anfänglich auftre  tendes     Kondens-    und Tropfwasser der Sohlen  drainage 14 zuzuführen.

      Die Wirkungsweise der beschriebenen  Ausführungsform beruht auf der Fähigkeit  des lufttrockenen Holzes, bei Feuchtigkeits  aufnahme unter     beträchtlicher    Ausdehnung  quer zur Faser zu quellen und bei gehinderter  Querausdehnung bedeutende Kräfte zu ent  falten. Das Mass des     Quellens    quer zur     Faser-          richtung    kann nach Hütte, Band I, Seite 614,  20. Auflage, für gebräuchliche Bauhölzer zu      etwa 4 bis 6 % der     Breitenabmessung    ange  nommen werden. Es habe beispielsweise ein  Wasserstollen einen innern Umfang von 10,0  Meter, also bei keilförmigem Profil einen  Durchmesser von 8,19 m.

   Da die innere Hülle  lufttrocken eingebracht wurde, so vermag sie  bei 4 %     Quellfähigkeit    eine durch Nachgiebig  keit des Gebirges gegen den     innern    Flüssig  keitsdruck verursachte Umfangsvergrösserung  des     Stollens    bis zu 40 cm zu decken, welche  einer Vergrösserung des     Stollendurchmessers     von 13 am entsprechen würde. Eine derartige  Umfangsvergrösserung ist aber wohl nur aus  nahmsweise denkbar, und jedenfalls geht aus  dem oben Gesagten das hervor, dass durch die  bei der     Quellung    des Holzes auftretende Quer  dehnung desselben recht bedeutende Umfangs  vergrösserungen :des     Stollens    gedeckt und die  dabei in der äussern Hülle auftretenden Risse  gedichtet werden.

   In allen Fällen, in denen  die Nachgiebigkeit des Gebirges gegenüber  dem innern Wasserdruck eine Umfangsver  grösserung hervorruft, die kleiner ist als das  Mass der     Querausdehnung    :des Holzes infolge       Quellung,    entsteht in der innern Hülle ein pe  ripherer Druck, durch den die Bretter der  innern Hülle sehr kräftig aneinander gedrückt  und daher die Längsfugen der Bretter sehr  dicht geschlossen werden. Dabei verhindert  einerseits die     beschriebene    Verbindung der  innern Hülle mit der äussern und anderseits  der innere     Wasserdruclr    ein Werfen der Bret  ter gegen das     Stolleninnere.    Der     periphere     Druck in der innern Hülle wird also ständig  aufrecht erhalten.

    



  Durch die Zwischenschicht 12 wird die  von der     Quellung    verursachte     Dilatationsbe-          wegung    der Bretter relativ zur äussern Hülle  nicht gehemmt, auch wenn die Zwischen  schicht an beiden Hüllen     festhaftet.    Infolge  ihrer     zäliplastischen    Natur vermag sie den ge  nannten     Dilatationsbewegungen    der Bretter  ohne weiteres zu folgen, da die bei     der.Q.uel-          lung    des Holzes auftretenden Kräfte so bedeu  tend sind, dass sie die innere Reibung der Zwi  schenschicht leicht überwinden.

   Ist die Zwi  schenschicht so ausgebildet, dass sie nicht an  den beiden Hüllen haftet, so ist natürlich der    Widerstand gegen die     Dilatationsbewegungen     der     Bretter    noch geringer.  



  Hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit der  beschriebenen Ausführungsform ist zu be  merken, dass die durch sorgfältigere Ausfüh  rung der     Schalung,    die Befestigungsmittel für  die innere Hülle und die Zwischenschicht     ver-          ur.saclhten    Kosten mehr als aufgewogen wer  den, dadurch, dass der übliche Zementglatt  strich und, wenigstens in einem Gebirge, des  sen Formänderungen in endlichen Grenzen  bleiben, auch die Eisenarmierungen fortfallen.  Der Stollen ist nach Entfernung der Lehr  bögen. vollständig fertig. Die Dauer der Holz  auskleidung ist jedenfalls eine sehr bedeu  tende, -da sie sich stets unter Wasser befindet.  Ausserdem ist eine Auswechslung schadhaft  gewordener Teile leicht möglich.  



  Bei der Ausführungsform nach     Fig.    7 und  8 ist die innere Hülle durch Spezialwellbleche  1.5 gebildet, die so geformt sind, dass ebene,  parallel zur     Gerinneaxe    verlaufende Längs  teile 16 mit     zylinderflächenförmigen    Längs  teilen 17 abwechseln, deren Bogenlänge we  niger als 180 Bogengrade beträgt. Die Dicke  der Teile 16 ist vorzugsweise grösser als die  der Teile 17. Zur Verbindung der einzelnen  Blechtafeln     untereinander    und mit der äussern  Hülle 1 dienen Klemmleisten 18 und Befesti  gungsleisten 19.

   Letztere haben U-förmigen  Querschnitt und sind mit ihren Schenkeln in  die äussere Hülle eingebettet und ausserdem  noch in dieser durch Schlaudern 20     verankert.     Durch die Befestigungsleisten 19 greifen       Sühraubenholzen    21 hindurch, deren Köpfe  22 in     Ausnehmungen    der äussern Hülle ver  sankt sind. Mittelst der Bolzen 21 sind die  Längsränder benachbarter Blechtafeln zwi  schen den Befestigungsleisten 19 und den  Klemmleisten 18     festgehalten,    wobei .diese  Ränder der Blechtafeln gegen die Seitenflä  chen von Rippen 23 stossen, die auf den Stegen       cier    Befestigungsleisten 19 ausgebildet sind.  Die genannten Seitenflächen jeder Rippe 23  sind normal zum betreffenden Steg gestellt.

    Auch bei dieser Ausführungsform ist zwi  schen innerer und äusserer Hülle eine     zähpla-          stische        Zwischenschicht    12 angebracht, und      die Ableitung von Tropf- und Kondenswasser  zur Stellendrainage 14 durch Rinnen 13 vor  gesehen.  



  Auch auf die Innenseite der Bleche kann  ein     Anstrich    aus     zähplastischem    Material  aufgebracht sein.  



  Statt     mittelst    der     Schlaudern    20 in der  äussern Hülle     verankert    zu sein, können die  Befestigungsleisten 19 auch gegen die äussere  Hülle divergierende Schenkel 24 aufweisen,  wie dies in     Fig.    8 punktiert angedeutet ist.  Wenn diese Schenkel einmal in die äussere  Hülle eingebettet sind, ist ein     unbeabsichtigtes     Loslösen der Leisten 19 nicht mehr möglich.  



  Bei der Variante nach     Fig.    9 sind die Be  festigungsleisten 25 mittelst     Schlaudern    26 in  der äussern Hülle verankert. Auf ihrer     Innen-          =seite    weisen sie zwei parallele Rippen 27 auf,  deren einander zugekehrte Seiten abgeschrägt       und    je mit einem zu der betreffenden Seite  normal stehenden Absatz 28 versehen sind,  welcher dem freien Längsrand eines     zylinder-          flächenförmigen    Längsteils einer Blechtafel  als     M'iderlager    dient.

   Die Klemmleisten 29  drücken die Längsränder zweier benachbarter  Blechtafeln gegen die schrägen Flächen der  Rippen 27 dicht an und sind zu diesem Zweck  mit entsprechend abgeschrägten Flächen 30  versehen. Der Winkel, den jede Fläche 30, so  wie die zugehörige     Rixpenschrägflä.che    mit  dem Steg der     Befestigungsleiste    bildet, ist so  bemessen,     da.ss    der zwischen beiden Flächen       fF:stgel#:

  lemmte    Randteil jeder Blechtafel sich       tangential    zum anstossenden Teil des betref  fenden     zylin.derflächenförmigen    Längsteils  einstellt.     Ausserdem    besitzt die gezeichnete  Variante ausser der Zwischenschicht 12 noch  einen aus ebenfalls     nähplastischem    Material  bestehenden Anstrich 31 auf ihrer dem Stel  leninnern zugekehrten Seite. Wie     Fig.    9 er  kennen lässt, ist die von den     zylinderflächen-          förmigen    Längsteilen 17 überdeckte Fläche  der äussern Hülle wesentlich grösser als die       von    den ebenen Längsteilen     überdeckte.     



  Bei :der Variante nach     Fig.    10 sind die  im Querschnitt im wesentlichen U-förmigen       Befestigungsleisten    32 in die äussere Hülle  derart versenkt, dass die freien Enden ihrer    Schenkel dem Stelleninnern zugekehrt sind.  Ausserdem sind die Schenkel im     Querschnitt     keilförmig derart ausgebildet, dass nach dem  Einbetonieren die Befestigungsleisten sich  nicht mehr von der äussern Hülle ablösen kön  nen.

   Die durch die Leisten zu verbindenden  Längsränder je zweier benachbarter Blech  tafeln weisen     tangential    zu den     zylin.derfl,ii-          chenförmigen    Längsteilen 17 gestellte Ver  längerungen 36 auf, die durch die Klemmlei  sten 33 dicht gegen die Innenseiten der Schen  kel der Befestigungsleisten 32 gepresst wer  den, und für welche im Steg der letzteren       Auflagerflächen    35, die als     Widerlager    die  nen, vorgesehen     sind.    Auch bei dieser     Variante     ist die dem Stelleninnern zugekehrte Seite der  Blechtafeln mit einem Überzug 31 aus     näh-          plastischer    Masse versehen.

    



  Die Befestigungsleisten der     Fig.    8 bis     70     sind so ausgebildet,     dass    der     Gewö        lbesehub    der  anstossenden Wölbungen der Blechtafeln in  Form von normal und parallel zur     Unterlage     gerichteten     Kräften    übertragen wird.  



  Infolge der anhand von     Fig.    8 bis 10 be  schriebenen Ausbildung der Befestigung der  innern Hülle an der äussern, sind die Blech  tafeln bis auf ihre     eingeklemmten    Ränder ge  genüber der äussern Hülle beweglich.  



  Die sämtlichen Metallteile, insbesondere       Blechtafeln,        Befestigungs-    und     Klemmleisten.     können in üblicher Weise aus Eisen, ohne       cder    mit besonderem Rostschutz, oder aus an  dern, eventuell nicht rostenden Metallen oder  Metallegierungen hergestellt sein. Ihre Län  gen bestimmen sich nach ,den Erfordernissen  der hüttentechnischen     Herstellungsweise.     



  Bei der Ausführungsform nach.     Fig.    7 und  8 und deren Varianten ist es der innere Flüs  sigkeitsdruck, der durch direkte statische  Wirkung die innere Hülle unter peripheren  Druck setzt und bei Vergrösserung des Stel  lenumfanges infolge Nachgiebigkeit des     Ge-          birges        Dilatationsbewegungen    der innern  Hülle hervorruft, die .durch die     zylinderflä-          chenförmigen    Längsteile der Bleche ermög  licht werden.  



  Auf diese Wölbungen 17     wirkt    der innere  Flüssigkeitsdruck in jedem Punkte normal      zur     Tangentialebene    an die Wölbungsmantel  fläche im betrachteten Punkte und erzeugt  daher in den Wölbungen einen Druck, der   sieh als     Gewölbeschub    im     Anschlusspunkt          jedes        Gewölbeschenkels    an die ebenen Blech  streifen 16 auf diese letzteren überträgt, und  zwar zerlegt sich der     Gewölbeschub,    der im       Anschlusspunkt    des Wölbungsschenkels die  Richtung der Tangente an die Wölbung be  sitzt,

   in eine normal zur     Auflagerfläche        ste-          hende    und in eine parallel zu derselben     ge-          ric#lete#t@#    Komponente. Die normale     Kompo-          nente#wird    voll dem genügend stark     ausgebil-          de#1c#n,        ebenen    Blechstreifen 16 als praktisch       eichmässige        Auflagerpressung    auf die  äussere Hülle 1 übertragen,

   während die pa  rallel zur     Auflagerfläche    gerichtete Schub  komponente eines zum Beispiel links ansto  ssenden Wölbungsschenkels der gleich grossen..  entgegengesetzt gerichteten Schubkomponente  des rechts anstossenden Wölbungsschenkels  das Gleichgewicht hält, woraus hervorgeht,  dass auch die     zwischen    den Wölbungen 17 lie  genden ebenen Blechstreifen 16 in Richtung  des     Gerinneumfanges    auf Druck beansprucht  werden. Ein     Ausknicken    dieser Streifen ge  gen das     Stolleninnere    wird durch die Gegen  wirkung des Flüssigkeitsdruckes verhindert.  Die Auflagerung der Bleche in den Leisten  18, 19     bezw.    25, 29 und 32, 33 ist nach dem  gleichen Prinzip ausgebildet.

   Jeder einzelne  Teil der innern Hülle 15     (Fig.    7) wird also  durch die Wirkung des     Flüssigkeitsdruckas     direkt unter peripheren Druck gesetzt. Bei  Profilvergrösserungen des     Gerinnes    infolge  innern Flüssigkeitsdruckes entsteht daher in  der innern Hülle nicht das Bestreben des       Kl.affens    irgend welcher Fugen;

   es folgt viel  mehr die innere Hülle 15     (Fig.    7) infolge der  statischen Einwirkung desselben Flüssigkeits  druckes, der die Profil- und Umfangsvergrö  sserungen der äussern Hülle 1     (Fi.g.    7) verur  sacht, diesen Umfangsvergrösserungen auto  matisch, indem eine Pfeilverminderung und  eine     Spannweitenvergrösserung    bei den einzel  nen Wölbungen 17 eintritt. Wird bei einer  Entleerung des     Gerinnes    die Profil- und Um  fangsvergrösserung rückgängig, so folgt auch    hier die     innere    Hülle automatisch, indem die  Wölbungen auf ihre frühere     Form    zurück  gehen.  



  Die     Breitenabmessung    der ebenen Blech  streifen 16     (Fig.    8 und 9) kann auf ein Mi  nimum reduziert werden, das nur vom zuläs  sigen     Grösstwert    der Pressung abhängt, wel  che diese Blechteile auf die äussere Hülle 1.       (Fig.    7) zu übertragen haben. Da, dieser Wert  ein Vielfaches des im     .Stallen    herrschenden  Flüssigkeitsdruckes sein kann, erhellt, dass,  wenn es erwünscht ist, der weitaus grösste Teil  des     Gerinneumfanges    durch Kreiszylinder  wölbungen 17 überdeckt     werden    kann.  



  Die Anpassungsfähigkeit der zweiten  Ausführungsform an     UmfangAvergrösserun-          gen    des Stollens ist daher noch grösser als die  der ersten Ausführungsform, weil das Ver  hältnis des durch die Spannweiten der Kreis  zylinderwölbungen 17 überdeckten Anteils  des     Gerinneumfanges    zum restlichen Teil die  ses Umfanges sieh innerhalb weiter Grenzen  variieren lässt. Dabei können die Bleche be  deutend schwächer gehalten werden, als die  Wandungen von genieteten Druckrohren, die  den Wasserdruck in Form von peripherem  <B>Zug</B> aufnehmen. Die Bleche sind sehr leicht  auswechselbar.

      Die Wirkungsweise dieser zweiten Aus  führungsform ist grundsätzlich verschieden  von einer bekannten Auskleidung, bei der mit       Dilatationsausbiegungen    versehene Blechta  feln miteinander verschweisst sind. Bei dieser  Auskleidung     tritt    in der abdichtenden Hülle,  in den einzelnen Blechen, peripherer Zug auf,  der, verstärkt durch die Reibungskräfte, wel  che bei Profilvergrösserung und     Rissbildung    in  der äussern Hülle, in der Berührungsfläche  zwischen äusserer Hülle und abdichtender  Blechauskleidung auftreten,

   unter Umständen  zum Zerreissen oder sonstigen     Undichtwerden     der Schweiss- oder sonstigen Nähte führen       kann.    Auch sind die     Dilatationsausbiegungen     nicht, wie vorliegend bei der zweiten Ans  führungsform die     zylinderflächenförmigen     Längsteile, nach strengen, statischen Gesichts  punkten durchgebildet.      Für geringe innere Wasserdrücke     bann     die innere Hülle aus gewöhnlichen, genügend  starken Wellblechplatten     zusammengesetzt     sein.



      Lining of channels under internal fluid pressure. The subject of the present invention is a lining of under internal liq sigkeitsdruck standing channels, which lining has two shells, an outer and an inner one, of which the outer only keeping the channel open to external forces, z. B. rock pressure intended.

    According to the invention, the inner shell is designed in such a way that it is kept under peripheral pressure by the action of the liquid filling the channel and therefore executes dilatation movements when the profile increases in the channel due to the liquid pressure inside it, such that. ss it always automatically seals cracks in the outer shell as a result of the profile enlargement.



  Two embodiments of the subject of the invention are shown in the accompanying drawing: schematically.



       Fig. 1 is a cross section of the first embodiment; 2 and 3 show parts of the inner shell with different design variants; 4, 5 and 6 represent details on a larger scale .dar; Fig. 7 is a similarity by the second embodiment; Fig. 8 is a detail of this on a larger scale; Fig. 9 and 10 show variants of the A detail of Fig. B.



  In Fig. 1, 1 is the outer, z. B. consisting of concrete, called the shell of the lining of a water tunnel 2. The casing used for the production of the outer casing, which is constructed from carefully prepared, well-dry boards, serves as the inner shell 3. To hold the inner shell on the outer, as shown in FIGS. 3 and 4, fastening strips 4, which are held by bolts 5; the latter are anchored in the outer shell.

   As indicated in Fig. 3, either a board with a mounting strip, or two and three boards can alternate with a mounting strip, in the latter two cases the adjacent boards are still connected by mandrels 6. But it could also be another connection, e.g. B. by means of tongue and groove, be provided. As Fig. 2 shows, the fastening strips can also be omitted, and he is set by boards, the boards .sind connected to one another with groove and spring.

   In this case either each board, or every second or third board, is connected to the outer shell by bolts 7 anchored in it, each indicated by a dotted line in FIG.



  The fastening of the inner shell to the outer one is implemented in such a way that the dilatation movements of the inner with respect to the outer shell are not impaired. In Figs. 1 to 4, for example, fastening bolts in the relevant elements of the inner shell are always only in a single row in the same generators of the channel wall is arranged, so that the element in question is unimpeded by the row of bolts when the channel circumference increases in the direction of this circumference can expand on both sides.

   For boards that are not themselves anchored in the outer shell by means of bolts, the possibility of dilatation in every direction is readily available.



  An example of the shock training at the front ends of the boards are shown in Fig. 5 and ö. The two boards 8 and 9 are simply over bladed and are held together by bolts 10, in each board ver lowered iron plate 11 the heads and nuts: the bolt 10 as Serve abutments. This shock training is perfectly adequate, since a longitudinal expansion of the boards practically does not occur when moisture is absorbed.



  All joints between the boards can be covered with some kind of, for example bituminous, compound.



  An intermediate layer 12 is provided between the outer and inner sheaths, which has the purpose of preventing the inner sheath from sticking to the outside and aiming for the inner sheath to be supported as evenly as possible on the outer sheath. This layer can either simply consist of a 01painting of the boards planed on the outside of the inner shell, or it can be sigkeitsimmperige by a tough plastic, liquid impermeable, elastic and persistent mass, z.

   B. a tar-asphalt mix; be formed, which is either placed in a thin layer on the formwork after it has previously been dusted with sawdust on one or both sides and rolled smooth, or a fabric (felt or jute) soaked with the mixture mentioned in one or several layers after it has also been dusted with Siigespä.nen. and rolled smooth, insert between the inner and: the outer cover.

   Furthermore, the intermediate layer can be designed in such a way that a layer of the viscoplastic compound is rolled onto the outside of the formwork at the place of execution, dusted with sawdust and a second layer is inserted between this layer and the outer shell, which is formed by a fabric which has been treated in the manner described above. Finally, the intermediate layer 12 can also be designed in such a way that it adheres to both the inner and the outer shell.

   For this purpose, for example, the tough plastic mass can be applied to the shuttering boards at the installation site and these can be laid in the tunnel without first dusting the intermediate layer. Furthermore, at certain intervals between tween the inner shell and the intermediate layer channels 13 are provided (Fig. 1 and 5), which are recessed in the outer shell and have the purpose of any condensation and initially occurring when pressurizing the channel To supply dripping water to the sole drainage 14.

      The mode of operation of the embodiment described is based on the ability of the air-dry wood to swell transversely to the fiber with considerable expansion when absorbing moisture and to develop significant forces when the transverse expansion is hindered. According to Hütte, Volume I, page 614, 20th edition, the amount of swelling transverse to the fiber direction can be assumed to be around 4 to 6% of the width dimension for common construction timber. For example, a water tunnel has an inner circumference of 10.0 meters, i.e. a diameter of 8.19 m with a wedge-shaped profile.

   Since the inner shell was brought in air-dry, with 4% swelling capacity, it can cover an increase in the circumference of the tunnel up to 40 cm, caused by the resilience of the rock against the internal fluid pressure, which would correspond to an increase in the tunnel diameter of 13 am. Such an increase in circumference is only conceivable in exceptional cases, and what has been said above shows that the transverse expansion of the wood during swelling increases the circumference of the same, which is quite significant: the tunnel is covered and the cracks that appear in the outer shell be sealed.

   In all cases in which the resilience of the mountain to the internal water pressure causes an increase in circumference which is smaller than the extent of the transverse expansion of the wood as a result of swelling, a peripheral pressure arises in the inner shell, through which the boards of the inner shell pressed against each other very strongly and therefore the longitudinal joints of the boards are closed very tightly. On the one hand, the described connection of the inner shell with the outer and, on the other hand, the inner water pressure prevents the boards from being thrown against the inside of the tunnel. The peripheral pressure in the inner shell is therefore constantly maintained.

    



  The dilation movement of the boards relative to the outer casing caused by the swelling is not inhibited by the intermediate layer 12, even if the intermediate layer adheres firmly to both casings. As a result of its celiplastic nature, it is able to follow the above-mentioned dilation movements of the boards without further ado, since the forces that occur when the wood is heated are so important that they easily overcome the internal friction of the intermediate layer.

   If the intermediate layer is designed so that it does not adhere to the two shells, the resistance to the dilation movements of the boards is of course even lower.



  With regard to the economic viability of the embodiment described, it should be noted that the costs incurred through more careful execution of the formwork, the fastening means for the inner shell and the intermediate layer are more than outweighed by the fact that the usual cement was smooth and, at least in a mountain range, whose changes in shape remain within finite limits, the iron reinforcements also disappear. The tunnel is after removing the teaching arches. completely finished. In any case, the duration of the wood lining is very important because it is always under water. In addition, damaged parts can easily be replaced.



  In the embodiment according to FIGS. 7 and 8, the inner shell is formed by special corrugated sheets 1.5, which are shaped so that flat, parallel to the channel axis extending longitudinal parts 16 alternate with cylindrical longitudinal parts 17 whose arc length is less than 180 arc degrees. The thickness of the parts 16 is preferably greater than that of the parts 17. Clamping strips 18 and fastening strips 19 are used to connect the individual metal sheets to one another and to the outer shell 1.

   The latter have a U-shaped cross-section and are embedded with their legs in the outer shell and also anchored in this by means of lugs 20. Through the fastening strips 19 Sühraubenholzen 21 reach through, the heads 22 are ver sankt in recesses in the outer shell. In the middle of the bolts 21, the longitudinal edges of adjacent metal sheets are held between the fastening strips 19 and the clamping strips 18, whereby these edges of the metal sheets abut against the side surfaces of ribs 23 which are formed on the webs of the fastening strips 19. The mentioned side surfaces of each rib 23 are set normal to the web in question.

    In this embodiment, too, a viscoplastic intermediate layer 12 is attached between the inner and outer shell, and the drainage of dripping and condensation water to the site drainage 14 through channels 13 is provided.



  A coating of viscoplastic material can also be applied to the inside of the metal sheets.



  Instead of being anchored in the outer shell by means of the claws 20, the fastening strips 19 can also have legs 24 diverging towards the outer shell, as is indicated by dotted lines in FIG. Once these legs are embedded in the outer shell, inadvertent detachment of the strips 19 is no longer possible.



  In the variant according to FIG. 9, the fastening strips 25 are anchored in the outer shell by means of smart devices. On their inside they have two parallel ribs 27, the sides of which are beveled and each provided with a shoulder 28 which is normal to the respective side and which serves as a support for the free longitudinal edge of a cylindrical longitudinal part of a metal sheet .

   The clamping strips 29 press the longitudinal edges of two adjacent metal sheets tightly against the inclined surfaces of the ribs 27 and are provided with correspondingly beveled surfaces 30 for this purpose. The angle that each surface 30, as well as the associated sloping surface, forms with the web of the fastening strip is dimensioned so that the between the two surfaces fF: stgel #:

  The edge part of each metal sheet is clamped tangentially to the abutting part of the relevant cylindrical longitudinal part. In addition, in addition to the intermediate layer 12, the drawn variant also has a coating 31, which is also made of a sewing plastic material, on its side facing the interior of the Stel. As FIG. 9 shows, the surface of the outer shell covered by the cylindrical surface-shaped longitudinal parts 17 is significantly larger than that covered by the flat longitudinal parts.



  In the variant according to FIG. 10, the fastening strips 32, which are essentially U-shaped in cross-section, are sunk into the outer casing in such a way that the free ends of their legs face the inside of the point. In addition, the legs are wedge-shaped in cross-section in such a way that the fastening strips can no longer be detached from the outer shell after they have been set in concrete.

   The longitudinal edges of two adjacent sheet metal panels to be connected by the strips have extensions 36 tangential to the zylin.derfl, iichen-shaped longitudinal parts 17, which are pressed tightly by the clamping strips 33 against the inside of the thighs of the fastening strips 32 , and for which in the web of the latter support surfaces 35, which are provided as an abutment, the NEN. In this variant, too, the side of the metal sheets facing the inside of the point is provided with a coating 31 made of suture-plastic compound.

    



  The fastening strips in FIGS. 8 to 70 are designed in such a way that the vault lift of the abutting vaults of the metal panels is transmitted in the form of forces directed normal and parallel to the base.



  As a result of the construction of the attachment of the inner shell to the outer, described with reference to FIGS. 8 to 10, the sheet metal panels are movable up to their clamped edges ge compared to the outer shell.



  All metal parts, in particular sheet metal, fastening and clamping strips. can be made in the usual way from iron, without cder with special rust protection, or from other, possibly non-rusting metals or metal alloys. Their lengths are determined by the requirements of the metallurgical production method.



  In the embodiment according to. 7 and 8 and their variants, it is the internal liq sigkeitsdruck that puts the inner shell under peripheral pressure through direct static action and, when the circumference of the stel is enlarged, causes dilation movements of the inner shell due to the resilience of the mountain - Small longitudinal parts of the sheets are made possible light.



  The internal fluid pressure acts on these bulges 17 at each point normal to the tangential plane on the bulge jacket surface in the point under consideration and therefore generates a pressure in the bulges that is transferred to the flat sheet metal strips 16 as an arch thrust at the connection point of each arch leg to the flat sheet metal strips 16 and Although the arch thrust, which sits in the connection point of the arch leg, the direction of the tangent to the arch, is broken down,

   in a normal to the support surface and in a parallel to the same gic # lete # t @ # component. The normal component # is fully transferred to the sufficiently strong designed # 1c # n, flat sheet metal strip 16 as a practically calibrated support pressure on the outer shell 1,

   while the parallel to the support surface directed thrust component of an arching leg abutting on the left, for example, of the equally large .. oppositely directed thrust component of the arching leg abutting on the right maintains the equilibrium, from which it can be seen that the flat sheet metal strips 16 lying between the arches 17 in the direction of the Channel circumference are subjected to pressure. Buckling of these strips against the inside of the tunnel is prevented by the counteraction of the fluid pressure. The support of the sheets in the strips 18, 19 respectively. 25, 29 and 32, 33 are designed on the same principle.

   Each individual part of the inner shell 15 (FIG. 7) is thus placed directly under peripheral pressure by the action of the liquid pressure. When the profile of the channel is enlarged as a result of internal fluid pressure, there is therefore no endeavor to create any joints in the inner shell;

   It is much more the inner shell 15 (Fig. 7), as a result of the static action of the same fluid pressure that causes the profile and circumferential enlargements of the outer shell 1 (Fig. 7), to automatically increase these circumferences by reducing the arrow and a span enlargement occurs at the individual bulges 17. If the profile and circumference enlargement is reversed when the channel is emptied, the inner shell automatically follows here too, in that the curvatures go back to their previous shape.



  The width dimension of the flat sheet metal strips 16 (Fig. 8 and 9) can be reduced to a minimum that depends only on the maximum allowable pressure that these sheet metal parts have to transfer to the outer shell 1. (Fig. 7) . Since this value can be a multiple of the fluid pressure prevailing in the stalls, it is clear that, if desired, the vast majority of the channel circumference can be covered by circular cylinder vaults 17.



  The adaptability of the second embodiment to enlargements of the circumference of the tunnel is therefore even greater than that of the first embodiment because the ratio of the portion of the channel circumference covered by the spans of the circular cylinder arches 17 to the remaining part of this circumference can vary within wide limits. The metal sheets can be kept significantly weaker than the walls of riveted pressure pipes that absorb the water pressure in the form of peripheral <B> tension </B>. The sheets are very easy to change.

      The mode of action of this second embodiment is fundamentally different from a known lining in which sheet metal panels provided with dilation bends are welded together. With this lining, peripheral tension occurs in the sealing shell, in the individual sheets, which, reinforced by the frictional forces that occur in the contact area between the outer shell and the sealing sheet metal lining when the profile is enlarged and cracks form in the outer shell,

   under certain circumstances can lead to tearing or other leaking of the welding or other seams. Also, the dilation bends are not, as in the present case in the second embodiment, the cylindrical longitudinal parts, formed according to strict, static points of view. For low internal water pressures, the inner shell can be composed of ordinary, sufficiently strong corrugated sheet metal.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Auskleidung von unter innerem Flüssig keitsdruck stehenden Gerinnen, mit einer äu ssern und einer innern Hülle, von denen die äussere nur die Offenhaltung des Gerinnes gegenüber äussern Kräften bezweckt, dadurch gekennzeichnet, da.ss die innere Hülle derart ausgebildet ist, dass sie durch Einwirkung der das Gerinne ausfüllenden Flüssigkeit unter peripherem Druck gehalten wird und aus die- sein Grunde bei Profilvergrösserungen des Ge rinnen, die infolge des im Innern desselben herrschenden Flüssigkeitsdruckes auftreten, Dila.tationsbewegungen ausführt, derart, PATENT CLAIM: Lining of channels under internal fluid pressure, with an outer and an inner shell, of which the outer only aims to keep the channel open to external forces, characterized in that the inner shell is designed in such a way that it passes through The effect of the liquid filling the channel is kept under peripheral pressure and, for this reason, when the profile increases in the channel, which occur as a result of the liquid pressure inside it, it executes dilatation movements in such a way that dass sie stets in der äussern Hülle infolge der Pro filvergrösserungen sich bildende Risse auto- matiseh abdichtet. UNTERANSPRÜCHE: 1. Auskleidung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die innere Hülle aus der für die Herstellung der äussern Hülle verwendeten Holzverscha lung besteht, die sich bei Feuchtigkeits aufnahme durch Quellung in ,der Breiten richtung auszudehnen sucht, wodurch nicht nur die Schalungsbretter dicht an- einandergepresst werden, that it always automatically seals cracks that form in the outer shell as a result of the enlargement of the profile. SUBClaims: 1. Lining according to claim, characterized in that the inner shell consists of the wood cladding used for the production of the outer shell, which seeks to expand in the width direction when moisture is absorbed by swelling, which not only makes the shuttering boards tight are pressed together, sondern bei Pro filvergrösserungen des Gerinnen auch Di- latationsbewegungen der Schalungsbret- ter hervorgerufen werden, welche der innern Hülle gestatten, ohne Öffnen der Fugen den Profilvergrösserungen zu fol gen und in der äussern Hülle entstandene Risse abzudichten. Instead, when the profile is enlarged, the formwork boards also cause dilation movements, which allow the inner shell to follow the profile enlargements without opening the joints and to seal any cracks that have arisen in the outer shell. 2. Auskleidung nach Patentanspruch, da durch gel@erinzeiehnet, dass die innere Hülle durch Blechtafeln gebildet wird, welche so ausgebildet sind, dass ebene, pa rallel zur Axe des Gerinnen verlaufende Längsteile mit zylinderfläclienförmigen Längsteilen abwechseln, von denen letz tere bei Profilvergrösserungen des Gerin nen infolge des Flüssigkeitsdruckes sich im Sinne einer Vergrösserung der Spann weite deformieren. 3. Auskleidung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zwischen die äussere und die innere Hülle eine zähpla- stisehe Zwischenschlicht eingelagert ist. 2. Lining according to claim, since by gel @ erinzeiehnet that the inner shell is formed by metal sheets, which are designed so that flat, parallel to the axis of the channel running longitudinal parts alternate with cylindrically shaped longitudinal parts, the latter of which when the profile of the channel is enlarged nen deform as a result of the fluid pressure in the sense of an enlargement of the span. 3. Lining according to claim, characterized in that a tough plastic intermediate layer is embedded between the outer and the inner shell. die den Zweck hat, ein die Dilatationsbe- wegungen der innern Hülle verhinderndes Festhaften der letzteren an der äusseren Hülle unmöglich zu machen, und eine möglichst gleichmässige Auflagerung der berührenden Teile der innern Hülle auf der äussern Hülle zu erzielen. 4. Auskleidung nach Patentanspruch und Unterausprueh 1, dadurch gekennzeich net, dass die innere Hülle aussen einen Öl- anstrich aufweist, der das Festhaften der innern Hülle an der äussern verhindert. 5. the purpose of which is to make it impossible for the latter to adhere to the outer covering, preventing the dilation movements of the inner covering, and to achieve the most uniform possible support of the contacting parts of the inner covering on the outer covering. 4. Lining according to patent claim and dependent claim 1, characterized in that the inner shell has an oil paint on the outside which prevents the inner shell from sticking to the outside. 5. Auskleidung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die innere Hülle an der äussern befestigt ist, derart, dass die Dilatationsbeiv egungen der innern Hülle dureli diese Befestigung nicht be einträchtigt werden. 6. Auskleidung nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeich net, dass die von den 7ylinderflächenför- migen Längsteilen überdeckte Fläche der äussern Hülle grüsser ist als die von den ebenen Längsteilen überdeckte Fläche. 7. Lining according to patent claim, characterized in that the inner shell is attached to the outer one in such a way that the dilatation attachments of the inner shell are not impaired by this attachment. 6. Lining according to claim and dependent claim 2, characterized in that the surface of the outer shell covered by the cylindrical surface-shaped longitudinal parts is larger than the surface covered by the flat longitudinal parts. 7th Auskleidung nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeich net, dass die Bogenlänge der zylinderflä- chenförmigen Längsteile weniger als 180 Bogengrade beträgt. B. Auskleidung nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeich net, dass die Blechtafeln auf längs durch ,das Gerinne laufenden, in der äussern Hülle verankerten Befestigungsleisten mittelst Klemmleisten festgeklemmt sind. 9. Lining according to claim and dependent claim 2, characterized in that the arc length of the cylindrical surface-shaped longitudinal parts is less than 180 arc degrees. B. Lining according to claim and dependent claim 2, characterized in that the sheet metal panels are clamped by means of clamping strips on fastening strips anchored in the outer shell and running longitudinally through the channel. 9. Auskleidung -nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 2 und 8, dadurch gelzennzeielinet, dass die Befesti,#ingslei- sten so ausgebildet sind, dass sie den Schub der zylinderfläehenfürmigen Längsteile in gleicher Weise wie die ebe nen Längsteile in Form von normal und parallel zur Unterlage gerichteten Kräf ten aufnehmen. Auskleidung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die innere Hülle aus gewöhnlichen Wellblechtafeln zusammengesetzt ist. Lining -according to claim and the dependent claims 2 and 8, characterized in that the fastening, # ingslei- sten are designed so that they direct the thrust of the cylindrical surface-shaped longitudinal parts in the same way as the level longitudinal parts in the form of normal and parallel to the base Absorb forces. Lining according to claim, characterized in that the inner shell is composed of normal corrugated sheets.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1016646B (en) * 1955-02-11 1957-09-26 Voith Gmbh J M Process for the production of a lining for pressure tunnels and pressure shafts or the like., In particular for pressurized water tunnels of hydropower plants

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1016646B (en) * 1955-02-11 1957-09-26 Voith Gmbh J M Process for the production of a lining for pressure tunnels and pressure shafts or the like., In particular for pressurized water tunnels of hydropower plants

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