Tübbing zur Tunnel- bzw. Schachtauskleidung
Die Erfindung bezieht sich auf einen Tübbing zur Tunnel bL7. Scilc.chtauskleidung, der aus einem metallischen, von mit Bolzenlöchern versehenen Flanschen umrandeten Mantel und einem an der Mantelkonkavseite anliegenden Betonkörper besteht.
Es sind Tübbings bekannt, die aus Stahlblech zusammengeschweisst sind oder aus Gusseisen bestehen. Da die Tübbinge beim Auffahren des Tunnels im Schildvortrieb neben der dauernd wirkenden Gebirgs- und Wasserdrucklast auch noch die in Tunnellängsrichtung auftretenden Schildvortriebskräfte aufzunehmen haben, bedürfen sie besonderer Aussteifungen, so dass sich der technische Aufwand und die Herstellungskosten im allgemeinen beträchtlich erhöhen. Metalltübbings haben aber gegenüber einer reinen Betonauskleidung den Vorteil, dass sie infolge ihres grösseren bruchfreien Verformungsvermögens leichter in der Lage sind, die sich durch den Bettungsvorgang im Erdkörper ergebenden Deformationen zu ertragen. Auch macht die Fugendichtung bei metallischer Ausführung keine Schwierigkeiten.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, Metalltübbings mit Beton auszusteifen, um auf diese Weise die beim Schildvortrieb auftretenden Druckkräfte über die Betonauskleidung abzuführen. Die bekannten Tübbings mit Betonauskleidung sind aber unzulänglich, weil der Beton die elastische Verformbarkeit der Tübbings beträchtlich herabsetzt. Um hier Abhilfe zu schaffen, ist auch schon vorgeschlagen worden, die Betonauskleidung, deren Schichtdicke stets der vollen Höhe der Tübbingflansche entspricht, mit sich in Tunnellängsrichtung erstreckenden Schlitzen und/oder durchgehenden Zwischenräumen zu versehen und die Schlitze oder Zwischenräume mit plastischem Material auszufüllen. Abgesehen davon, dass die Schlitze bzw. Zwischenräume mit ihren Füllungen den technischen Aufwand ebenfalls erhöhen, ergibt sich der Nachteil, dass die Schlitze bzw.
Zwischenräume den normalen Kraftverlauf in Umfangsrichtung örtlich unterbrechen, so dass es zu Ablösungen der Betonauskleidung vom metallischen Tübbingmantel in diesem Bereich kommen kann. Ausserdem sind bei den bisherigen Tübbings mit einem an der Mantelkonkavseite anliegenden Betonkörper die Bolzenlöcher in den Flanschen nicht oder nicht so weit zugänglich, dass mit üblichen Montagebehelfen und Verschraubgeräten gearbeitet werden kann.
Die Erfindung bezweckt, diese Mängel zu beseitigen und einen Tübbing der eingangs geschilderten Art zu schaffen, der einfach und billig herstellbar ist, keine Montageschwierigkeiten bereitet und bei dem der Betonkörper die bruchfreie Verformbarkeit des Tübbings nicht beeinträchtigt.
Die Erfindung besteht darin, dass der Werkstoff der metallischen Teile ein Verformungsvermögen besitzt, das einer Bruchdehnung (o5) von mindestens 3% entspricht, und dass die Schichtdicke des Betonkörpers wesentlich geringer als die Flanschhöhe gewählt ist, so dass die Bolzenlöcher der Flansche für Montage- und Abdichtarbeiten frei zugänglich sind. Bei metallischen Werkstoffen mit einem Verformungsvermögen, das einer Bruchdehnung von mindestens 3% entspricht, sind die Metallteile unter Druckbeanspruchung in der Lage, sich ohne Bruchgefahr so weit plastisch zu deformieren, dass der Betonkörper trotz des vorangegangenen Kriech- und Schwindvorgangs voll zum Mittragen herangezogen wird. Bekanntlich ist der Bruchdehnungswert vom Messlängenverhältnis, d. h.
vom Verhältnis der Messlänge zum Durchmesser des Probestabes abhängig. Der vorstehend angegebene Bruchdehnungswert bezieht sich auf ein Messlängenverhältnis von 5. Durch die vergleichsweise geringe Schichtdicke des Betonkörpers befindet sich dieser im unmittelbaren Bereich der Querschnittsschwerlinie des Tübbings, in welchem Bereich nur geringe Biegebeanspruchungen des Betons zu befürchten sind, so dass für diesen keine Bruchgefahr besteht. Trotz der geringen Schichtdicke des Betonkörpers kann er aber seine Aufgabe der Übertragung der Schildvortriebskräfte in Tunnellängsrichtung voll erfüllen, ohne metallische Rippen zu erfordern. Ausserdem verhindert der Betonkörper das Kippen der Ringflansche unter der Wirkung der Umfangskräfte und das Einbeulen des metallischen Mantels.
Es ergibt sich eine für die Verringerung der Transportkosten günstige Verminderung des Gesamtgewichtes und der Betonverbrauch wird herabgesetzt. Wesentlich ist aber auch, dass die Bolzenlöcher nunmehr von der Tunnelinnenseite her für alle üblichen Montagehilfsmittel u. dgl. frei zugänglich sind und dass auch die sich ergebenden Dichtstellen nachträglich jederzeit kontrolliert werden können.
Es überschreitet nicht den Rahmen der Erfindung, wenn der Betonkörper an der Mantelkonkavseite durch Rippen, Sicken od. dgl. unterteilt ist.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigen.
Fig. 1 und 2 einen vorgefertigten Tübbing im Schnitt nach der Linie 1 - 1 der Fig. 2 und nach der Linie II - II der Fig. 1
Der erfindungsgemässe Tübbing besteht aus einem metallischen, zylindrisch gekrümmten Mantel 1, der an seinen in Normalebenen zur Tunnelachse liegenden Rändern mit Flanschen 2a und an seinen beiden anderen Rändern mit zur Tunnelachse parallelen Flanschen 2b versehen ist. An der Mantelkonkavseite liegt ein Betonkörper 3 an, dessen Schichtdicke wesentlich geringer als die Höhe der Flansche 2a, 2b bemessen ist. Die Flansche 2a, 2b sind mit Bolzenlöchern 4 versehen.
Der Abstand der Innenfläche des Betonkörpers 3 von den Bohrungen der Bolzenlöcher 4 beträgt etwa 50 mm. Würde man die Querschnittsschwerlinie des Tübbings gemäss Fig. 2 ziehen, so hätte der Betonkörper 3 etwa die gleiche Quererstreckung von dieser Schwerlinie nach beiden Seiten.
Der Tübbing kann mit einer den Betonkörper 3 unterteilenden Rippe 5 (Fig. 2) versehen sein. Mit 6 sind Flanschabsätze zur Aufnahme einer Dichtung bei der Montage bezeichnet.
Der Betonkörper 3 ist nicht armiert.
Tubbing for tunnel or shaft lining
The invention relates to a segment for tunnel bL7. Scilc.cht lining, which consists of a metallic casing surrounded by flanges with bolt holes and a concrete body resting on the concave side of the casing.
Tubbings are known which are welded together from sheet steel or consist of cast iron. Since the segments when driving the tunnel in shield driving have to absorb not only the permanent rock and water pressure load but also the shield driving forces occurring in the longitudinal direction of the tunnel, they require special stiffening, so that the technical effort and the production costs generally increase considerably. However, compared to a pure concrete lining, metal segments have the advantage that, due to their greater fracture-free deformation capacity, they are more easily able to withstand the deformations resulting from the bedding process in the earth. The joint sealing does not cause any difficulties in the case of a metallic design.
It has already been proposed to stiffen metal segments with concrete in order in this way to dissipate the compressive forces occurring during shield driving via the concrete lining. The known segments with concrete lining are inadequate because the concrete considerably reduces the elastic deformability of the segments. In order to remedy this situation, it has already been proposed to provide the concrete lining, the layer thickness of which always corresponds to the full height of the segment flanges, with slots extending in the longitudinal direction of the tunnel and / or continuous spaces and to fill the slots or spaces with plastic material. Apart from the fact that the slots or spaces with their fillings also increase the technical effort, there is the disadvantage that the slots or spaces
Interrupt the normal course of force locally in the circumferential direction, so that the concrete lining can become detached from the metallic segment shell in this area. In addition, in the previous tubbings with a concrete body resting on the shell concave side, the bolt holes in the flanges are not accessible or not so far accessible that normal assembly aids and screwing devices can be used.
The aim of the invention is to eliminate these deficiencies and to create a segment of the type described at the outset, which is easy and inexpensive to manufacture, does not cause assembly difficulties and in which the concrete body does not impair the fracture-free deformability of the segment.
The invention consists in the fact that the material of the metallic parts has a deformability which corresponds to an elongation at break (o5) of at least 3%, and that the layer thickness of the concrete body is chosen to be significantly less than the flange height, so that the bolt holes of the flanges for assembly and sealing work are freely accessible. In the case of metallic materials with a deformability that corresponds to an elongation at break of at least 3%, the metal parts are able to deform plastically under pressure without the risk of breakage to such an extent that the concrete body is fully drawn in to carry it despite the previous creep and shrinkage process. As is well known, the elongation at break depends on the measured length ratio, i.e. H.
depends on the ratio of the measuring length to the diameter of the test rod. The elongation at break value given above relates to a measurement length ratio of 5. Due to the comparatively small layer thickness of the concrete body, it is located in the immediate area of the cross-sectional centroid of the tubbing, in which area only slight bending stresses on the concrete are to be feared so that there is no risk of breakage. Despite the small layer thickness of the concrete body, it can fully fulfill its task of transferring the shield driving forces in the longitudinal direction of the tunnel without requiring metallic ribs. In addition, the concrete body prevents the ring flanges from tilting under the effect of the circumferential forces and from buckling of the metallic shell.
The result is a reduction in the total weight which is favorable for reducing the transport costs and the concrete consumption is reduced. But it is also essential that the bolt holes now from the inside of the tunnel for all the usual assembly aids and. Like. Are freely accessible and that the resulting sealing points can be subsequently checked at any time.
It does not go beyond the scope of the invention if the concrete body is subdivided on the shell concave side by ribs, beads or the like.
In the drawing, the subject matter of the invention is shown in an exemplary embodiment, namely show.
1 and 2 show a prefabricated segment in section along the line 1-1 in FIG. 2 and along the line II-II in FIG
The tubbing according to the invention consists of a metallic, cylindrically curved jacket 1, which is provided with flanges 2a on its edges lying in normal planes to the tunnel axis and with flanges 2b parallel to the tunnel axis on its two other edges. A concrete body 3 rests on the jacket concave side, the layer thickness of which is significantly less than the height of the flanges 2a, 2b. The flanges 2a, 2b are provided with bolt holes 4.
The distance between the inner surface of the concrete body 3 and the bores of the bolt holes 4 is approximately 50 mm. If one were to draw the cross-sectional center of gravity of the tubbing according to FIG. 2, then the concrete body 3 would have approximately the same transverse extension from this center of gravity to both sides.
The segment can be provided with a rib 5 (FIG. 2) which divides the concrete body 3. With 6 flange shoulders are designated for receiving a seal during assembly.
The concrete body 3 is not reinforced.