CH616205A5

CH616205A5 -

Info

Publication number: CH616205A5
Application number: CH462277A
Authority: CH
Inventors: Rudolf Gruber
Original assignee: Gd Anker Gmbh & Co Kg
Priority date: 1976-05-07
Filing date: 1977-04-14
Publication date: 1980-03-14
Also published as: ATA336276A; JPS52144126A; AT345331B; NO771615L; NO143680C; BR7702963A; US4112694A; NO143680B

Description

Die Erfindung betrifft ein Tunnelverzugselement bestehend aus Armierungsstäben in räumlicher Anordnung, die durch Verbindungselemente zusammengehalten werden.

Es ist bekannt, dass zum Ausbau eines Tunnels nach der neuen österreichischen Tunnelbauweise, in Verbindung mit Spritzbeton, U-förmige Stahlbögen verwendet werden. Diese schweren Stahlbögen, mit einem Gewicht je laufenden Meter von 21 bzw. 27 kg, werden bereits im Werk, entsprechend dem geplanten Regelprofil gebogen und in Einzellängen von 3 bis 4 m auf die Baustelle geliefert. Die einzelnen Segmente werden mittels Verbindungslaschen verbunden. Diesem starren Tunnelbogen ist das theoretische Ausbruchprofil zugrunde gelegt. In der Praxis lässt sich jedoch ein Mehrausbruch, sprich Überprofil, wie auch Nachbrüche nicht vermeiden. In diesem Fall beträgt der Abstand der Tunnelbögen vom Gebirge nicht 10-20 cm laut theoretischem Ausbruch, sondern 50-100 cm und noch mehr. Dieser Zwischenraum muss nun mit grossem Zeitaufwand und Kosten mit Spritzbeton ausgefüllt werden, da die Tunnelbögen unabdingbar im Spritzbeton eingebettet sein müssen. Diese grossen, unvermeidlichen Betonstärken stehen jedoch im krassen Gegensatz zu den Prinzipien und der Wirkungsweise der neuen österreichischen Tunnelbauweise. Der Erfolg der neuen österreichischen Tunnelbauweise basiert vor allem darauf, dass das den Tunnelbogen umgebende Gebirge selbst zum Tragen herangezogen wird. Mittels systematischer Gebirgsankerung und einer möglichst dünnen, armierten Spritzbetonschale - man nennt dies semisteifen Tunnelausbau - werden kontrolliert Gebirgsbewegungen zugelassen, die bei entsprechendem Ausbauwiderstand nach einiger Zeit zur völligen Beruhigung des Gebirges führen.

Die Erfindung zielt darauf ab, die starren, schweren Tunnelbögen, die überdies auch bei vollständiger Einbettung im Spritzbeton mit diesem keinen Verbund haben, durch eine Konstruktion von Verzugselementen zu ersetzen, die den prinzipiellen Forderungen der neuen Tunnelbauweise voll entspricht, wie: Flexibilität der gitterträgerförmigen Verzugselemente, um möglichst dicht am Gebirge anliegenden Einbau zu gewährleisten, grösstmöglichen Verbund mit dem Spritzbeton zu gewährleisten und zusätzlich durch die Verwendung verschiedener Stabdurchmesser die Tragkraft den Erfordernissen anpassen zu können.

Dies wird dadurch erreicht, dass die zur Anlage am Gebirge vorgesehenen Stäbe durch die Verbindungselemente miteinander fest verbunden und die zur Bildung des räumlichen Verzugselementes im Abstand zu diesen angeordneten Stäbe im Bereich des mittleren Drittels der Stablänge mit den erstgenannten Stäben starr verbunden und im Bereich der Enden des Armierungselementes längsbeweglich geführt sind.

Es können somit die einzelnen Armierungsbogen als korbähnliche Armierungselemente vorgefertigt werden, wobei die Verbindung der beispielsweise vier Torstahlstäbe im Mittelbereich des Elementes fest ist, wogegen in den äusseren Bereichen zwei Stäbe in Längsrichtung frei beweglich sind. Dadurch ist es möglich, das Tunnel Verzugselement in die jeweils erforderliche Bogenform zu biegen. In jeder anderen Richtung ist das Verzugselement starr. Zur Erleichterung des Biegevorganges ist es zweckmässig, wenn die Armierungsstäbe zur Bildung eines vorgefertigten gekrümmten Armierungselementes vor dem Einbau vorgebogen sind. In einer sehr zweckmässigen Ausführung mit vier Armierungsstäben besteht das Verbindungselement aus einem im wesentlichen rechteckigen, einseitig offenen Rahmen, beispielsweise aus Flacheisen, der eine der Öffnung gegenüberliegende, mit dem Rahmen zusammenwirkende, durch eine Schraubverbindung verspannbare Klemmvorrichtung zum Festhalten zweier Armierungsstäbe aufweist, wobei die Flacheisenstücke an der Rahmenöffnung zur Aufnahme der weiteren zwei Stäbe etwa ringförmig umgebogen sind.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Tunnelverzugselementes ist in der Zeichnung dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen Schrägriss eines Armierungselementes vor dem Einbau im Tunnel,

Fig. 2 ein Verbindungselement,

Fig. 3 eine Ansicht einer Verbindungsstelle zweier Verzugselemente und

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3.

Das Tunnelverzugselement besteht aus vier leicht gebogenen Torstahlstäben 1, 2, 3, 4, die mittels rahmenförmiger, einseitig offener Verbindungselemente 5,6, 7, 8 aus Flacheisen zusammengehalten werden. Die vier Verbindungselemente weisen jeweils eine Klemmvorrichtung für die Stäbe 1 und 2 auf, die aus einer Klemmleiste 9 und aus einer Spannschraube 10 besteht, mittels welcher die Klemmleiste 9 gegen die Armierungsstäbe 1,2 verspannbar ist.

Dadurch werden die Stäbe 1, 2 in die Ecken der Verbindungselemente gepresst und die Verbindungselemente 5,6,7 und 8 mit den Stäben 1 und 2 fest verbunden. Die Flacheisenstücke an der Rahmenöffnung der Verbindungselemente sind ringförmig nach innen oder gegebenenfalls nach aussen gebogen, wobei die so entstehenden ringförmigen Führungen 11, 12 der Verbindungselemente 5,6 gegebenenfalls hydraulisch gegen die Stäbe 3,4 gepresst, oder verschweisst werden, so dass diese fixiert sind. Die ringförmigen Führungen 13,14 der Verbindungselemente 7, 8 nehmen hingegen die Stäbe 3, 4 ohne Klemmung auf und bewirken lediglich eine Führung der Stäbe in Längsrichtung, wenn das Armierungselement zu einem Bogen geformt wird. Die endgültige Anpassung des Bogens an den Tunnelquerschnitt erfolgt direkt am Einbauort. Die leichte Krümmung der vorgefertigten Armierungselemente erleichtert den späteren Einbau in die endgültige Form im Tunnel und gibt auch die Biegerichtung vor.

Die feste Verbindung der Armierungsstäbe könnte durch ein verschweisstes Verbindungselement erfolgen. Die Grundform der in Fig. 1 verwendeten Verbindungselemente ist in Fig. 2 dargestellt. Die Verbindungselemente bestehen im

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wesentlichen aus einem rechteckigen, einseitig offenen Rahmen, beispielsweise aus Flacheisen. Der Öffnung gegenüberliegend ist eine mit dem Rahmen zusammenwirkende, durch eine Schraubverbindung 10 verspannbare Klemmleiste 9 zum Festhalten der zwei äusseren gebirgsseitigen Armierungsstäbe 1,2 s angeordnet. Die Enden an der Rahmenöffnung sind zur Aufnahme der zwei inneren Stäbe zu Führungen 13,14 ringförmig nach innen gebogen.

Der Einbau der Verzugselemente erfolgt im Tunnel vorerst mit kurzen, selbstspreizenden Expansionsankern, mit deren Hilfe die Verzugselemente satt an das Gebirge gepresst werden. Erst dann erfolgt der Einbau der langen, systematisch versetzten Gebirgsanker mit grossen Ankerplatten, durch das Verzugselement. Auch bei der Ankerung erweist sich das erfindungsgemässe Tunnelverzugselement gegenüber den 15 früheren Elementen als effektiver, da durch das Anliegen der Verzugselemente am Gebirge der gleich lange Gebirgsanker um die Differenz des Abstandes zwischen den Verzugselementen und den starren Tunnelbögen tiefer ins Gebirge reicht. Ein kompletter Bogen kann aus mehreren Tunnelverzugselementen 20 zusammengesetzt werden. Vorzugsweise werden bei den über-

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läppten Zusammenstössen der Verzugselemente U-förmig gebogene Ankerplatten verwendet. Eine derartige Verbindung ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. An der Verbindungsstelle laufen die Stäbe der beiden Verzugselemente 15 und 16 über ein kurzes Stück parallel nebeneinander und werden von der U-förmig gebogenen Ankerplatte 17 übergriffen und zusammengehalten. In der Schnittdarstellung in Fig. 4 sind die Stäbe des Verzugselementes 15 schraffiert und die des Elementes 16 mit einem Kreuz versehen dargestellt. Die gebogene Platte 17 wird von einem Anker 18 gegen das Gebirge gepresst. Nach dem Einbau des aus mehreren Verzugselementen bestehenden Bogens, und der Ankerung wird der Spritzbeton aufgebracht und der Tunnelbogen, einschliesslich des Gebirges zwischen den Bögen, vollkommen eingespritzt.

Die Armierungselemente selbst können auch aus mehr als vier Stäben aufgebaut werden. So können in der Tunnellängsrichtung neben den Stäben 1 und 2 sowie 3 und 4 noch weitere Stäbe angeordnet werden, die ihrerseits an das gezeichnete Armierungselement durch versetzte Verbindungselemente angehängt werden. Auch eine Erweiterung in Richtung zum Krümmungsmittelpunkt ist möglich.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

616205 PATENTANSPRÜCHE

1. Tunnelverzugselement bestehend aus Armierungsstäben in räumlicher Anordnung, die durch Verbindungselemente zusammengehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Anlage am Gebirge vorgesehenen Stäbe (1, 2) durch die Verbindungselemente miteinander fest verbunden und die zur Bildung des räumlichen Verzugselementes im Abstand zu diesen angeordneten Stäbe (3, 4) im Bereich des mittleren Drittels der Stablänge mit den erstgenannten Stäben starr verbunden (11,12) und im Bereich der Enden des Armierungselementes längsbeweglich (13,14) geführt sind.

2. Tunnelverzugselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierungsstäbe zur Bildung eines vorgefertigten gekrümmten Armierungselementes vorgebogen sind.

3. Tunnel Verzugselement nach einem der Ansprüche 1 oder 2 aus vier Armierungsstäben, dadurch gekennzeichnet, dass zur starren Verbindung bzw. längsbeweglichen Führung der Armierungsstäbe das Verbindungselement (5, 6, 7, 8) aus einem im wesentlichen rechteckigen, einseitig offenen Rahmen, beispielsweise aus Flacheisen, besteht, der eine der Öffnung gegenüberliegende, mit dem Rahmen zusammenwirkende, durch eine Schraubverbindung (10) verspannbare Klemmvorrichtung (9) zum Festhalten zweier Armierungsstäbe (1,2) aufweist und dass die Flacheisenstücke an der Rahmenöffnung zur Aufnahme der weiteren zwei Stäbe (3, 4) etwa ringförmig umgebogen sind.