CH628955A5

CH628955A5 - Streckenausbau, insbesondere fuer gruben, sowie verfahren zur herstellung des streckenausbaus.

Info

Publication number: CH628955A5
Application number: CH227078A
Authority: CH
Inventors: Rudolf Dipl Ing Seiz; Lothar Sebastian
Original assignee: Seiz Rudolf
Priority date: 1977-03-03
Filing date: 1978-03-02
Publication date: 1982-03-31
Also published as: US4187037A; FR2382580B1; AT365299B; GB1601717A; ATA99778A; IT7848263A0; FR2382580A1; IT1102709B

Description

Die Erfindung betrifft einen Streckenausbau der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art sowie ein Verfahren zur Herstellung des Streckenausbaus.

Ein Streckenausbau dieser Gattung ist insbesondere durch die AT-PS 258 837 sowie ferner durch die Druckschrift «Glückauf» 110 (1974) Nr. 13, Seite 508 und durch die Gebrauchsmusterschrift DE-GM 1 990 316 bekannt.

Gegenüber in herkömmlicher Weise aus Walzprofilabschnitten bzw. -segmenten zusammengesetztem Streckenausbau liegt der Vorteil der Verwendung nach Art räumlicher Gitterträger ausgebildeter Streckenbögen prinzipiell darin, dass sie es gestatten, bezogen auf den Materialeinsatz, wesentlich höhere statische Werte zu erzielen und dass sie einen wesentlich wirksameren Verbund mit dem sie umkleidenden Beton ergeben, als dies bei Walzprofilen möglich ist.

Der gattungsgemässe Aufbau findet demgemäss bevorzugt in Tunnels sowie in solchen Strecken des untertägigen Grubenbetriebs Verwendung, in denen die Streckenbögen während des Streckenvortriebs im Bereich hinter der Ortsbrust zunächst nur die Funktion eines vorläufigen Ausbaus erfüllen, bevor sie anschliessend im Zuge der endgültigen Auskleidung der Strecke einbetoniert werden und sodann die bleibende Bewehrung des Stahlbetonausbaus bilden.

Ein insbesondere beim Einsatz in druckhaften Untertagestrecken, aber häufig auch in Tunnels, ins Gewicht fallender Nachteil des gattungsgemässen Streckenausbaus liegt darin, dass das Konstruktionsprinzip der Gitterwerke für die Strek-kenbögen bzw. deren Segmente im wesentlichen unverändert vom Hochbau her übernommen ist, das darin besteht, die räumlich im Abstand zueinander angeordneten Gurtungsprofile jeweils paarweise in der ihnen gemeinsamen Ebene durch diagonal bzw. schräg verlaufende Ausfachungsstäbe, sogenannte Diagonalen, miteinander zu verbinden. Dies geschieht bei dem vorstehend als bekannt ausgewiesenen Ausbau in der Weise, dass die in Querschnitt ein offenes Viereck bildenden Gurtungsstäbe mittels in Längsrichtung der Bogen- bzw. Ausbausegmente fortlaufend zickzackförmig um die Gurtungsstäbe herumgeführter und mit diesen ver-schweisster Verbindungsbügel verbunden sind.

Infolge dieses fachwerkartigen Aufbaus der Gitterträger, bei dem die Biegetragfähigkeit im wesentlichen durch Umlenkung der Kräfte in die schräg verlaufenden Zug- und Druckstäbe erreicht wird, weisen die daraus hergestellten Streckenbögen bzw. Segmente zwar eine hohe Tragfähigkeit

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im elastischen Beanspruchungsbereich auf. Werden sie aber bei höherem Gebirgsdruck bis in den plastischen Verformungsbereich hinein beansprucht, so büssen sie ihre Tragfähigkeit mehr oder weniger schlagartig ein, dann nämlich, wenn die die sich im wesentlichen in der Streckenquerschnittebene einander gegenüberliegenden Gurtungsprofile miteinander verbindenden Druckstäbe infolge zu hoher Druckbeanspruchung seitlich ausknicken und dann nicht mehr in der Lage sind, die ihnen statisch zugedachte Funktion zu erfüllen.

Die mangelnde Form- bzw. Querschnittsstabilität dieser bekannten Gitterträger gegenüber Beanspruchungen im plastischen Verformungsbereich wirkt sich nicht nur nachteilig auf die Biegetragfähigkeit der Ausbauelemente aus, sondern hat entsprechend nachteilige Auswirkungen auch sowohl für die Knick- wie insbesondere für die Torsionssteifigkeit der Ausbauelemente.

Es ist möglich, die Formsteifigkeit bzw. Querschnittstabilität der bekannten Gitterträger durch Einflechtung zusätzlicher Versteifungsbügel zu verbessern; diese Massnahme erhöht jedoch einerseits den Materialaufwand und ist andererseits arbeitsaufwendig und daher teuer.

Die aufgeführten Mängel der bekannten aus Gitterträgern zusammengesetzten Streckenbögen fallen natürlich dort nicht oder doch wenig ins Gewicht, wo es sich um den Ausbau von Tunnel- oder Grubenstrecken im Bereich ohne nennenswerte Gebirgsbewegung bzw. Gebirgsdruckbean-spruchung handelt, wie z.B. im schachtnahen Bereich von Sicherheitspfeilern, oder wo die Streckenbögen im Bereich der Ortsbrust lediglich dem vorläufigen Ausbau dienen und schon bald danach im Zuge des fortschreitenden Streckenvortriebs einbetoniert werden.

Die mangelnde Querschnittsstabilität der bekannten aus Gitterträgern zusammengesetzten Streckenbögen wirkt sich aber dort besonders nachteilig aus, wo es um den Ausbau von Tunnel- oder Grubenstrecken im druckhaften Gebirge geht und die Streckenbögen entweder gar nicht oder erst in einem grösseren Zeitabstand einbetoniert werden und folglich auch unter diesen Beanspruchungsverhältnissen die Eigenschaften eines voll tragenden Streckenausbaus aufweisen müssen.

Es bildet die Aufgabe der Erfindung, den gattungsgemässen Streckenausbau hinsichtlich der Ausbildung der gitterträgerartig aufgebauten Streckenbögen bzw. deren Segmente mit verhältnismässig einfachen Mitteln dahingehend zu verbessern, dass sie eine auch gegenüber Beanspruchungen der Streckenbögen im plastischen Verformungsbereich ausreichend hohe Formsteifigkeit bzw. Querschnittstabilität sowie gegenüber Biegebeanspruchungen als auch gegenüber Beanspruchungen auf Knickung und Torsion aufweisen und mithin im druckhaften Gebirge auch dort als voll tragender Ausbau eingesetzt werden können, wo sie entweder nicht oder erst später einbetoniert werden und dann die Bewehrung des endgültigen Stahlbetonausbaus bilden.

Der Lösung dieser Aufgabe dienen die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Die räumlich zwischen den Gurtungsprofilen angeordneten und die sie je nach den Beanspruchungsverhältnissen in unterschiedlich grossem Abstand miteinander verbindenden steifen Schalenkörper verleihen den auf diese Weise aufgebauten Streckenbögen bzw. den Segmenten eine ausserordentlich hohe Formsteifigkeit und insbesondere Querschnittsstabilität, da sie eine relative Lageveränderung der Gurtungsprofile mit Bezug aufeinander auch unter hohen in den plastischen Bereich hineinreichenden Gebirgsdruckbe-anspruchungen weit wirksamer verhindern als dies die bekannten, diagonal verlaufenden Verbindungsbügel oder Ausfachungsstäbe vermögen. Dieses beruht nicht nur auf der steifen Ausbildung der Schalenkörper selbst, sondern in Ver-

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bindung mit der mittigen Anordnung ihres zentralen Verbindungsbereichs innerhalb des von den Gurtungsprofilen umrissenen Querschnitts vor allem darauf, dass sie die bei plastischen Biegeverformungen der Streckenbögen bzw. -ele-mente auftretenden Beanspruchungen gewissermassen polar von innen her, d.h. auch räumlich diagonal bzw. über Kreuz, auf sämtliche Gurtungsprofile im wesentlichen gleichmässig übertragen. Die Schalenkörper tragen dabei mit ihrer eigenen Steifigkeit nicht nur zur Erhöhung der Biegesteifigkeit und mithin der Biegetragfähigkeit der Ausbauelemente bei, sie führen über die Verkürzung der Knicklänge auch zu einer erheblich verbesserten Knicksteifigkeit sowie schliesslich zu einer wesentlich höheren Verformungssteifigkeit gegenüber T orsionsbeanspruchungen.

Die erfindungsgemäss ausgestalteten Streckenbögen bzw. Segmente weisen nicht nur schlechthin eine im Verhältnis zum Materialeinsatz ungewöhnlich hohe Tragfähigkeit auf, sondern besitzen zugleich den Vorzug, diese hohe Tragfähigkeit auch unter höheren, in den plastischen Verformungsbereich hineinreichenden Gebirgsdruckbeanspruchungen weitgehend zu bewahren, ohne bei einer Überschreitung einer bestimmten Überlastungs verformung schlagartig zusammenzubrechen.

Während bei den Ausbauelementen gemäss der Erfindung im Falle plastischer Biegeverformung durch den Gebirgs-druck sämtlicher Gurtungsprofile gleichermassen an der Biegeverformung teilnehmen, ist dies bei den gattungsgemäss bekannten Ausbauelementen deswegen ausgeschlossen, weil bei einer plastischen Biegeverformung der äusseren Gurtungsprofile die diese mit den inneren Gurtungsprofilen verbindenden und im wesentlichen in der Streckenquerschnittebene ortientierten Druckstäbe durch seitliches Ausknicken ausweichen und damit ihre Stützfunktion schlagartig ein-büssen, noch bevor sie imstande wären, die äussere Druckbeanspruchung voll auf die inneren Gurtungsprofile zu übertragen.

Dabei lässtsich die Knicksteifigkeit der Ausbauelemente ebenso wie die Biegefestigkeit, weitgehend durch die Dimensionierung, Längenbemessung und vor allem durch den Abstand der in Längsrichtung der Ausbauelemente aufeinanderfolgenden Schalenkörper bestimmen und dadurch besser an die jeweiligen örtlichen Beanspruchungsverhältnisse anpassen.

Die erfindungsgemässe Ausbildung der Streckenbögen bzw. -segmente hat den weiteren wesentlichen Vorteil, dass sich diese verhältnismässig leicht und mit einfachen Mitteln, ggf. auch erst am Einsatzort, zusammensetzen lassen und sich mithin die Möglichkeit bietet, diese an die jeweiligen örtlichen Gegebenheiten des Einsatzortes anzupassen. Während zum Biegen und Abhängen der Gurtungsprofile verhältnismässig einfache, auch vor Ort leicht zu handhabende Vorrichtungen genügen, erfordert auch die Anbringung und Befestigung der vorgefertigten Schalenkörper an den bereits abgelängten und gebogenen Gurtungsprofilen nur einen geringen gerätetechnischen Aufwand, z.B. in Form von Punktschweissautomaten.

Auf diese Weise ist es ohne Schwierigkeiten möglich, die Tragfähigkeit und Formsteifigkeit der Streckenbögen bzw. Segmente noch an Ort und Stelle durch eine mehr oder weniger dichte Abstandsfolge der über die Länge verteilt angeordneten Schalenkörper zu beeinflussen.

Auch wenn sich der erfindungsgemäss ausgestaltete Strek-kenausba« in besonderem Masse selbst in druckhaftem Gebirge als selbständiger und voll tragender Ausbau eignet, ist es in vielen Fällen zweckmässig, ihn im Bereich hinter der örtsbrust zunächst als vorläufigen Ausbau einzusetzen und ihn dann, z.B. mittels Spritzbeton, einzubetonieren. Dies kann bevorzugt in der Weise geschehen, dass in einem ersten

Arbeitsgang zunächst nur die äussere Hälfte der radialen Tiefe der Streckenbögen unter dichtendem Anschluss an die Streckenwandung einbetoniert wird, die zweite, auf die innenliegenden Gurtungsprofile umschliessende Betonschale dagegen erst in einem nachfolgenden weiteren Arbeitsgang durchgehend eingebracht wird. Die einzelnen Streckenbögen können in bekannter Weise in Richtung der Streckenachse im Abstand zueinander angeordnet und miteinander verbolzt sein. Es ist jedoch stattdessen oder zusätzlich auch möglich, die Streckenbögen bzw. deren Segmente mit der Streckenwandung in bekannter Weise durch Gebirgsanker zu verbinden, wobei die Gebirgsanker mit ihren Anzugselementen mittelbar oder unmittelbar entweder an den Gurtungsprofilen oder an den diese verbindenden steifen Schalenkörper angreifen. Bevorzugte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.

Der Neben-Patentanspruch 26 kennzeichnet ein Verfahren zur Herstellung des Streckenausbaus nach Anspruch 1.

Der in der Streckenquerschnittsebene gemessene Abstand zwischen einem äusseren und einem inneren Gurtungsprofil-Paar soll bevorzugt grösser sein als der parallel zur Streckenachse gemessene Abstand zwischen Rundstäben jedes Gurtungsprofil-Paares. Nur unter erschwerten Gebirgsdruckver-hältnissen in Grubenstrecken empfiehlt es sich, stattdessen die Abstände zwischen sämtlichen vier Rundstäben in beiden Richtungen gleich gross zu wählen, um das unter solchen Umständen optimale Verhältnis von Wx-.Wy= 1 zu erzielen.

Der Abstand zwischen den in Längsrichtung der Streckenbögen bzw. der -segmente aufeinanderfolgenden Befestigungsansätzen jedes Schalenkörpers sowie zwischen den aufeinanderfolgenden Schalenkörpern bestimmt den Verformungswiderstand gegenüber Biegebeanspruchungen sowie insbesondere die Knicklänge und damit den Knickwiderstand im Bereich der Seitenschenkel der Streckenbögen.

Es ist bei der Gestaltung der erfindungsgemässen Streckenbögen ohne weiteres möglich und ihr besonderer Vorzug, die Schalenkörper auf den Gurtungsprofilen in Längsrichtung der Steckenbögen bzw. deren Segmente ggf. erst unmittelbar vor dem Einbau am Einsatzort, in einem Abstand zueinander anzuordnen, der dem zu erwartenden Gebirgsdruck bzw. den örtlich gegebenen Beanspruchungsverhältnissen individuell angepasst ist.

Während der Abstand zwischen den in Längsrichtung der Streckenbögen aufeinanderfolgenden Schalenkörper bei mittleren und guten Gebirgsverhältnissen kleiner bzw. grösser gewählt wird, ist es bei schlechtem Gebirge und zu erwartendem höherem Gebirgsdruck dank der baulichen Gestaltung der Schalenkörper auch ohne weiteres möglich, sie unter Verschachtelung ihrer Befestigungsansätze für die Verbindung mit den Gurtungsprofilen einander überlappend anzuordnen.

Die Streckenbögen gemäss der Erfindung können einteilig ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, sie mehrteilig auszubilden. In diesem Falle stützen sich die in Umfangsrich-tung der Streckenbögen aufeinanderfolgenden Ausbausegmente zweckmässig stirnseitig stumpf mittels angeschweisster Stützplatten gegeneinander ab, die ggf. lösbar miteinander verbunden sein können.

Die Anwendung des erfindungsgemässen Streckenausbaus ist nicht auf den Untertagebergbau beschränkt, sondern im Hinblick auf seine vielseitigen Vorzüge mit erheblichem technischem und wirtschaftlichem Nutzen auch für den Ausbau von Tunnels und Stollen durchaus geeignet.

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einer ersten Ausführungsform einen einteiligen

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Fig. 2 und 3 einen Schalenkörper und dessen Verbindung mit Gurtungsprofilen in vergrössertem Massstab, in der Seitenansicht sowie in der Draufsicht;

Fig. 4 die Befestigung des Schalenkörpers mit dem stab-förmigen Gurtungsprofif in nochnYals vergrössertem Massstab in perspektivischer Ansicht als Ausschnitt;

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform eines einteiligen Streckenbogens;

Fig. 6 den zugehörigen Schalenkörper in der Seitenansicht;

Fig. 7 einen Querschnitt durch das Ausbauelement nach der Linie VII-VII der Fig. 6;

Fig. 8 in einer dritten Ausführungsform einen mehrteiligen starren Streckenbogen im Qerschnitt durch die Strecke;

Fig. 9 den zugehörigen Schalenkörper in vergrössertem Massstab in der Seitenansicht;

Fig. 10 einen Querschnitt durch den Schalenkörper nach der Linie X-X der Fig. 9;

Fig. 11 in einer vierten Ausführungsform einen einteiligen starren Streckenbogen;

Fig. 12 den zugehörigen Schalenkörper und dessen Verbindung mit den Gurtungsprofilen in vergrössertem Massstab in der Ansicht;

Fig. 13 einen Querschnitt durch den Schalenkörper nach der Linie XIII-XIII der Fig. 12;

Fig. 14 und 14a den Blechstreifen für die Herstellung der Formteile des Schalenkörpers in der Draufsicht sowie in der Seitenansicht;

Fig. 15 den aus dem Blechstreifen gemäss Fig. 14 und 14a durch Pressen hergestellten, zweiachsig gewölbten Formteil in der Seitenansicht und

Fig. 16 einen Querschnitt durch den Formteil im Bereich des Gewölbetiefsten nach der Linie XVI-XVI der Fig. 15.

In den Fig. 1,5,8 und 11 sind die lichte Strecke jeweils mit I, die Streckensohle mit 2, das die Strecke umgebende Gebirge mit 3 und der Streckenausbaurahmen generell mit 4 bezeichnet.

Im Falle der ersten Ausführungsform gemäss den Fig. 1 bis 4 ist der einteilige starre Streckenbogen 4 aus je zwei äusseren und inneren stabförmigen Gurtungsprofilen aus handelsüblichem geripptem und hochvergütetem Betonbewehrungsstahl 5a und 5b bzw. 6a und 6b zusammengesetzt, die sich -bezogen auf den Umfang des Streckenbogens 4 - druchge-hend über dessen ganze Länge erstrecken.

In Umfangsrichtung des Streckenbogens 4 gesehen, sind die vier untereinander sowohl in der Streckenquerschnittsebene als auch parallel zur Streckenachse in gleichem Abstand zueinander angeordneten Gurtungsprofile 5a, 5b, 6a und 6b in Abständen durch diese in ihrer Lage zueinander räumlich fixierende form- bzw. raumsteife Schalenkörper 7 miteinander verbunden. Mittels der gleichen Schalenkörper 7 sind auch die geraden Seitenschenkel des Streckenbogens 4 an ihren unteren Enden auf der Streckensohle 2 abgestützt.

Wie insbesondere aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, bestehen die Schalenkörper 7 bei dieser Ausführungsform aus spiegelsymmetrisch zueinander angeordneten Doppelschalen, die etwa pyramidenstumpfförmige Schalenmulden 7a und 7b bilden. Sie sind zweiteilig ausgebildet, wobei die einteiligen Schalenmulden 7a und 7b im Bereich ihrer einander zugekehrten Böden starr mittels Nieten 8 miteinander verbunden sind. Aus den Fig. 2 und 3 ist auch ersichtlich, dass die Seiten-und Stirnwände der Schalenmulden 7a und 7b vom Boden ausgehend zu ihrem freien Aussenrand hin nach aussen geneigt sind. Sie können dabei zum Zwecke der Verbesserung ihrer Steifigkeit mit Sicken versehen sein. Die Mittel für die Befestigung der Schalenkörper bzw. deren Hälften 7a und 7b mit den Gurtungsprofilen 5a, 5b, 6a und 6b bestehen aus an ihrem freien Aussenrand seitlich nach aussen vorkragenden Ansätzen 7c, die die Gurtungsstäbe ösenartig umschlingen und mit diesen zusätzlich formschlüssig durch Punktschweis-s sungen 9 verbunden sind, wie es Fig. 4 deutlicher veranschaulicht.

Der in den Fig. 1 bis 4 veranschaulichte Streckenausbaurahmen ist besonders als vorläufiger Streckenausbau geeignet, der die Strecke unmittelbar hinter der sich im Vortrieb io befindenden Ortsbrust selbsttragend abfängt und erst später bzw. in grösserem Abstand von der Ortsbrust durch Spritzbeton einbetoniert und dadurch zum endgültigen Ausbau vervollständigt wird. Dank seiner selbsttragenden Eigenschaften geht seine ohnehin sehr hohe Tragfähigkeit und 15 Formsteifigkeit voll in die statische Festigkeitsberechnung des endgültigen Stahlbetonausbaus ein.

Der vorbeschriebene Streckenbogen ist mithin bevorzugt, wenn auch nicht ausschliesslich, für die Auskleidung von Tunneln oder Stollen geeignet.

m Bei der baulich ebenfalls verhältnismässig einfach gestalteten zweiten Ausführungsform gemäss Fig. 5 bis 7 handelt es sich ebenfalls um einen einteiligen starren Streckenbogen, bei dem die in untereinander gleichem Abstand zueinander angeordneten stabförmigen Gurtungsprofile 5a, 5b, 6a und 2s 6b in Form von Betonrippenstahl in geringerem Abstand durch die Schalenkörper 7 steif in ihrer Lage zueinander fixiert sind. Die Schalenkörper 7 sind auch bei dieser Ausführungsform zweiteilig ausgebildet und aus zwei Schalenhälften 7a und 7b durch Nieten 8 zusammengesetzt, die sowohl im 30 Querschnitt als auch in ihrer Längsrichtung muldenförmig aus Blech gepresst sind. Die einander zugekehrten, gewölbten Böden der gepressten Schalenhälften 7a und 7b sind dabei in der Streckenquerschnittsebene ausgerichtet. Die formschlüssige Verbindung der Befestigungsansätze 7c mit den als Gur-35 tungsprofile dienenden Betonrippenstäben 5a, 5b, 6a und 6b erfolgt bei dieser Ausführungsform durch Verquetschen, derart, das sich die ösenartigen Befestigungsansätze 7c unter plastischer Verformung an die Aussenkontur der mit Schrägrippen versehenen Profilstäbe anpassen und auf diese Weise 40 eine sowohl in Längsrichtung als auch in Umfangsrichtung völlig starre Verbindung miteinander eingehen.

Auch dieser Streckenbogen ist besonders dort geeignet, wo er, unmittelbar dem Streckenvortrieb folgend, zunächst nur als vorläufiger Ausbau dient, bevor er anschliessend ein- oder 45 zweischalig, insbesondere im Spritzverfahren, einbetoniert wird.

Besonders bei diesem Ausführungsbeispiel ist offenbar, dass sich der Ausbau baukastenmässig leicht an Ort und Stelle vor dem Einbau am Einsatzort zusammensetzen und so auf diese Weise leicht an die jeweiligen örtlichen Gegebenheiten anpassen lässt. Dies gilt nicht nur für die Anpassung an den jeweiligen Ausbruchquerschnitt, d.h. für die erst an Ort und Stelle erfolgende Ablängung und entsprechende Biegung der Gurtungsprofile, sondern auch für deren steife Ver-55 bindung miteinander durch die aufgeklemmten Schalenkörper 7 einschliesslich der Wahl deren der jeweiligen Beanspruchungsform und -grosse angepassten Abstände zueinander, die je nach den örtlichen Gegebenheiten, über die Umfangslänge des Streckenbogens gesehen, auch durchaus 60 unterschiedlich gross sein können.

Aus Fig. 5 ist insbesondere ersichtlich, dass es ohne weiteres möglich ist, die Schalenkörper 7 in so dichter Abstandsfolge zueinander anzuordnen, dass sie sich unter gegenseitiger Verschachtelung unter Umständen überlappen. 65 Aus Fig. 6 ist weiter ersichtlich, dass die Schalenkörper 7 dabei, im Gegensatz zu den Verhältnissen bei der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform, in Umfangsrichtung des Streckenbogens gesehen, länger bemessen sind als es

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ihren Querabmessungen bzw. ihrer Breite entspricht. Der Abstand zwischen den beiden endseitigen Befestigungsansätzen und die Abstände der aufeinanderfolgenden Schalenkörper zueinander bestimmen dabei im wesentlichen sowohl die Biegefestigkeit als auch vor allem die Knicksteifigkeit des Ausbaurahmens, und zwar über die durch die Befestigungsansätze festgelegte Knicklänge.

Die dritte Ausführungsform gemäss Fig. 8,9 und 10 unterscheidet sich von den beiden zuvor beschriebenen Ausführungsformen einerseits dadurch, dass der Streckenbogen 4 in drei Aubausegmente 4a, 4b und 4c unterteilt ist, von denen die Segmente 4b und 4c die beiden Seitensegmente und das Segment 4a das Firstsegment bilden, sowie andererseits dadurch, dass in den beiden Gurtungsbereichen der Ausbausegmente einteilige Gurtungsprofile 13a und 13b vorgesehen sind, die aus im Querschnitt etwa sinuswellenförmig gepress-ten Blechplatten bestehen. Diese sind, wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, im Querschnitt so gestaltet, dass sich an eine mittlere, zur Strecke hin gerichtete Einwölbung 13c beiderseits je eine, nach aussen gerichtete Auswölbung 13d anschliesst. Sie sind mithin mit Bezug auf ihre Y-Achse spiegelsymmetrisch ausgebildet und weisen im übrigen eine gegenüber ihrer Profiltiefe grössere Profilbreite auf. Auch diese als Gurtungen dienenden Wellprofile können im Bedarfsfall aus mehr oder weniger hochvergütetem Stahlblech bestehen.

Im übrigen sind, wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, beide Gurtungsprofile 13a und 13b nicht nur untereinander gleich ausgebildet, sondern mit Bezug auf ihre Profilform auch zueinander gleichsinnig angeordnet, wobei ihr gegenüber der Breite der Gurtungsprofile grösserer Abstand in der Querschnittsebene der Strecke durch die sie raumsteif miteinander verbindenden Schalenkörper 7 festgelegt ist.

Obschon Fig. 10 die bevorzugte Ausbildung und Anordnungsweise der beiden wellenförmigen Gurtungsprofile 13a und 13b veranschaulicht, kann es sich in manchen Fällen empfehlen, mit Bezug aufeinander unterschiedlich ausgebildete Gurtungsprofile zu verwenden und diese gegebenenfalls nicht gleichsinnig, sondern gegensinnig zueinander anzuordnen, wenn dies die besonderen Beanspruchungsverhältnisse erfordern.

Auch bei dieser Ausführungsform entsprechen die Schalenkörper 7 prinzipiell denjenigen, weil sie mit Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben sind, jedoch mit dem Unterschied, dass die insgesamt acht Befestigungsansätze 7c jedes Schalenkörpers 7 die Seitenränder der beiden aussen-und innenliegenden Gurtungsprofile 13a und 13b krallen-förmig von der Seite her umgreifen. Die feste Verbindung wird auch dabei durch Punktschweissungen 9 bewirkt, während die beiden Schalenhälften 7a und 7b im Bereich ihrer einander zugekehrten Böden durch Nieten 8 starr miteinander verbunden sind.

Mit 11 sind an die Gurtungsprofile der einzelnen Ausbausegmente stirnseitig stumpf angeschweisste Stützplatten bezeichnet, mittels welcher sich die einzelnen Segmente 4a, 4b und 4c des Ausbaurahmens in Umfangsrichtung stumpf gegeneinander abstützen. Die stirnseitig aneinander anliegenden Stützplatten 11 können miteinander, z.B. durch in der Zeichnung nicht dargestellte Schrauben, verbunden sein.

Eine Verbindung im Bereich der Stützplatten 11 kann jedoch gegebenenfalls entfallen, wenn der Ausbaubogen, zumal im Tunnel- und Stollenbetrieb, zunächst nur als vorläufiger, wenn auch selbsttragender Ausbau dient, der erst in grösserem Abstand von der Ortsbrust, z.B. mittels Spritzbeton, unter dichtendem Anschluss an die Streckenwandung einbetoniert wird.

Was schliesslich die vierte, besonders bevorzugte Ausführungsform gemäss Fig. 11 bis 16 anlangt, so handelt es sich auch dabei gemäss Fig. 11 um einen starren einteiligen Strek-kenbogen 4. Er könnte jedoch ebenso wie im Falle der dritten Ausführungsform gemäss Fig. 8 aus mehreren Ausbausegmenten zusammengesetzt sein.

Der Streckenbogen 4 besteht aus je zwei äusseren und inneren Gurtungsprofilen aus handelsüblichem, in diesem Falle glattem, Betonbewehrungsstahl runden Querschnitts 5a und 5b bzw. 6a und 6b, die sich, bezogen auf den Umfang des Streckenbogens 4, durchgehend über dessen ganze Länge erstrecken.

In Umfangsrichtung des Streckenbogens 4 gesehen, sind die vier untereinander sowohl in der Streckenquerschnittsebene als auch parallel zur Streckenachse in gleichem Abstand zueinander angeordneten glatten Gurtungsstäbe 5a, 5b, 6a und 6b in Abständen durch diese in ihrer Lage zueinander räumlich fixierende form- und raumsteife Schalenkörper 7 miteinander verbunden. Obwohl im Falle der Fig. 11 die Schalenkörper 7 in Umfangsrichtung des Streckenbogens in gleichmässigen Abständen zueinander angeordnet sind, ist es auch dabei selbstverständlich ohne weiteres möglich, die Abstände der aufeinanderfolgenden Schalenkörper 7 je nach den zu erwartenden Beanspruchungsverhältnissen zu variieren, in dem Sinne, dass ein kürzerer Abstand bzw. eine dichtere Aufeinanderfolge der Schalenkörper 7 dort gewählt wird, wo mit den höheren Beanspruchungsverhältnissen gerechnet werden muss.

Aus Fig. 11 geht weiterhin hervor, das der Streckenbogen gegebenenfalls zusätzlich durch Anker 16 im umgebenden Gebirge 3 verankert sein kann, um seine Standfestigkeit gegen Verrücken zu verbessern. Die zusätzliche Verankerung des Ausbaurahmens durch an sich bekannte Gebirgsanker 16 empfiehlt sich insbesondere dort, wo der Streckenbogen zunächst nur als vorläufiger, wenn auch selbsttragender Ausbau dient, der anschliessend, im Abstand von der Ortsbrust, z.B. im Spritzverfahren, einbetoniert und erst dadurch komplettiert wird.

Letzteres kann in der Weise geschehen, dass jeder Strek-kenbögen einzeln mittels Spritzbeton in dichtenden Anschluss an das Gebirge 3 gebracht wird, derart, dass einzelne Ausbaurippen aus Stahlbeton entstehen, innerhalb welcher die Streckenbogen 4 die selbsttragenden statische Bewehrung bilden.

Es ist statt dessen jedoch auch möglich und in vielen Fällen zweckmässig, die zunächst als vorläufiger Ausbau errichteten und gegebenenfalls im Gebirge verankerten Streckenbögen 4 im Abstand von der Ortsbrust durchgehend in zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen zu einer geschlossenen Ausbauwandung einzubetonieren. Dabei wird zunächst im ersten Arbeitsgang nur die äussere Hälfte der radialen Tiefe der Streckenbögen 4 mittels Spritzbeton einbetoniert und daraufhin im zweiten Arbeitsgang auch die zweite, die innenliegenden Gurtungsprofile umschliessende Betonschale mittels Spritzbeton eingebracht. In der linken Hälfte der Fig. 11 ist die auf diese Weise zuerst hergestellte äussere Betonschale mit 17 und die anschliessend eingebrachte innere Betonschale mit 18 angedeutet, wobei erkennbar ist, dass die Längsfuge zwischen den beiden Betonschalen etwa im Bereich der Knotenpunkte der Schalenkörper 7 liegt.

Die Gebirgsanker 16 können in beliebiger bekannter Weise ausgebildet und entweder im Bereich der Schalenkörper 7 mit dem Streckenbogen verbunden bzw. verschraubt sein oder unmittelbar mit den Gurtungsstäben im Bereich zwischen zwei zueinander benachbarten Schalenkörpern 7.

Wie aus den Fig. 12 und 13 näher ersichtlich ist, sind die in diesem Falle vorgesehenen und besonders bevorzugten Schalenkörper 7 aus vier kreuzweise zueinander angeordneten und die Gurtungsstäbe zugleich diagonal miteinander verbindenden Formteilen 14a, 14b, 14c, und 14d zusammengesetzt,

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die sowohl im Querschnitt als auch in Längsrichtung schalenförmig nach innen gewölbt sind, wobei sie mittels ihrer starr miteinander verbundenen Gewölbescheitel einen äusserst formsteifen räumlichen Knoten 15 bilden. Im Bereich ihrer nach aussen weisenden gewölbten Längsenden sind sie demgegenüber mit den Gurtungsstäben, diese teilweise umgreifend, formschlüssig verbunden. Die Verbindung erfolgt dabei durch Punkt- oder Linien-Schweissungen 12.

Da die vier gemeinsam das die Gurtungsstäbe miteinander verbindende Schalenkreuz bildenden, zweiachsig gewölbten Formteile 14a, 14b, 14c und 14d untereinander gleich ausgebildet sind, liegt der von ihnen im Scheitelbereich gebildete Knoten 15 in der geometrischen Mitte des durch die vier Gurtungsstäbe 5a, 5b, 6a und 6b festgelegten Profils des Streckenbogens 4. Der Schalenkörper ist auf diese Weise mit Bezug auf den gemeinsamen Knotenpunkt 15 zetralsymmetrisch ausgebildet.

Die vier Formteile bestehen aus Blechpressteilen. Zu ihrer Herstellung dient der in den Fig. 14 und 14a veranschaulichte Blechstreifen 14 mit zu seiner Längsmitte hin konvex zunehmender Breite. Die Herstellung der Formteile aus diesen Blechstreifen erfolgt durch Pressen, wobei der Blechstreifen sowohl in seiner Längs- als auch in seiner Querrichtung derart gewölbt wird, wie es in den Fig. 15 und 16 anhand des Formteils 14a veranschaulicht ist.

Auf diese Weise sind die Formteile von ihren freien, mit den Gurtungsstäben verbundenen Enden her zu dem räum-5 liehen Knoten 15 hin zunehmend verbreitert und zugleich tiefer gewölbt.

Die Wölbung der Formteile ist in deren Scheitelbereich zugleich derart gewählt, dass die Formteile an ihrer gemeinsamen, den Knoten 15 bildenden Verbindungsstelle mit den io Aussenseiten flächig aneinanderliegen, wie insbesondere aus Fig. 13 deutlich hervorgeht.

Die vier gemeinsam den Schalenkörper 7 bildenden Formteile 14a, 14b, 14c und 14d sind im Bereich ihrer den gemeinsamen Knoten 15 bildenden steifen Verbindungsstelle mit-ls einander durch Punktschweissungen (10) verbunden, so dass sie ein äusserst formsteifes Raumgebilde ergeben, das die vier durch diese miteinander verbundenen Gurtungsstäbe auch unter hohen äusseren Gebirgsbeanspruchungen sicher in ihrer relativen räumlichen Lage zueinander festlegt, und zwar 20 auch dann, wenn der Streckenbogen im gegebenen Falle nicht einbetoniert werden sollte, sondern in dieser Form den bleibenden endgültigen Ausbau bildet.

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6 Blatt Zeichnungen

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628955 PATENTANSPRÜCHE

1. Streckenausbau, insbesondere für Gruben, welcher aus ein- oder mehrteiligen Streckenbögen zusammengesetzt ist und bei welchem die nach Art räumlicher Gitterträger ausgebildeten Streckenbögen mindestens zwei in der Streckenquerschnittsebene mit Abstand einander gegenüberliegende Gurtungsprofile aufweisen, die durch über ihre Länge verteilt angeordnete Verbindungselemente in ihrer Lage zueinander festgelegt sind, dadurch gekennzeichnet, das die Gurtungsprofile (13a, 13b bzw. 5a, 5b, 6a, 6b) der Streckenbögen (4) durch über ihre Länge in gleichen, nötigenfalls unterschiedlichen Abständen verteilt angeordnete steife Schalenkörper (7) miteinander verbunden sind, die aus mindestens zwei Formteilen (7a, 7b bzw. 14a, 14b, 14c, 14d) derart zusammengesetzt sind, dass deren Verbindungsbereich im wesentlichen mittig innerhalb des von den Gurtungsprofilen umrissenen Querschnittes der Streckenbögen (4) liegt.

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2. Streckenausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Streckenbögen aus je einem durch die zwischengeschalteten Schalenkörper (7) im Abstand miteinander verbundenen äusseren und inneren Gurtungsprofil (13a und 13b) rinnen- oder wellenförmigen Querschnitts bestehen.

3. Streckenausbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurtungsprofile (13a, 13b) eine gegenüber ihrer Profiltiefe grössere Profilbreite besitzen.

4. Streckenausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Streckenbögen aus je zwei äusseren und inneren Gurtungsprofilen (5a, 5b und 6a, 6b) in Form von gewalzten, gegebenenfalls vergüteten, Stabprofilen bestehen, die durch die zwischengeschalteten Schalenkörper (7) sowohl in der Streckenquerschnittsebene als auch in der Richtung parallel zur Streckenachse in Abstand zueinander festgelegt sind.

5. Streckenausbau nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurtungsprofile aus Rundstäben bestehen.

6. Streckenausbau nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurtungsstäbe aus vorzugsweise geripptem Betonbewehrungsstahl bestehen.

7. Streckenausbau nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die die Gurtungsprofile in ihrer Lage zueinander fixierenden steifen Schalenkörper (7) aus zwei spiegelsymmetrisch zueinander angeordneten Schalen (7a, 7b) mit im wesentlichen trogförmigen Schalenmulden bestehen, deren voneinander abgekehrte äussere Seitenränder Mittel (7c) für die Befestigung an den Gurtungsprofilen (5a, 5b, 6a, 6b bzw. 13a, 13b) aufweisen.

8. Streckenausbau nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalenkörper (7) zweiteilig ausgebildet sind und die vorzugsweise einteiligen, aus Stahlblech gepress-ten trogförmigen Schalenhälften (7a, 7b) im Bereich ihrer einander zugekehrten Böden starr, z.B. durch Schweissen oder Nieten (8), miteinander verbunden sind.

9. Streckenausbau nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände der Schalenhälften vom Boden ausgehend zu ihrem freien Aussenrand hin nach aussen geneigt sind.

10

10. Streckenausbau nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die geneigten Seitenwände der Schalenhälften im wesentlichen eben ausgebildet sind.

11. Streckenausbau nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die geneigten Seitenwände der Schalenhälften (7a, 7b) gegebenenfalls bis in den Boden hinein gewölbt sind.

12. Streckenausbau nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel für die Befestigung der Schalenkörper (7) an den Gurtungsprofilen seitlich vorkragende, die Gurtungsprofile mindestens teilweise, z.B. ösenartig, umgreifende Ansätze (7c) bilden, die mit den Gurtungsprofilen formschlüssig, z.B. durch Punktschweissen (9),

verbunden sind.

13. Streckenausbau nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schalenhälfte (7a, 7b) der Schalenkörper (7) an beiden Längsseiten je zwei im Bereich ihrer Stirnseiten vorgesehene Befestigungsansätze (7c) für die formschlüssige Verbindung mit den Gurtungsprofilen aufweist.

14. Streckenausbau nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalenkörper (7) aus vier strahlenförmig angeordneten und die Gurtungsstäbe (5a, 5b, 6a, 6b) miteinander verbindenden, nach innen gewölbten Formteilen (14a, 14b, 14c, 14d) zusammengesetzt sind, wobei die Formteile im Bereich ihrer Gewölbescheitel starr aneinander befestigt und im Bereich ihrer nach aussen weisenden Längsenden mit den Gurtungsstäben verbunden sind.

15

15. Streckenausbau nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalenkörper (7) aus vier untereinander gleichen Formteilen (14a, 14b, 14c, 14d) zusammengesetzt und in bezug auf ihren gemeinsamen Knotenpunkt (15) zentralsymmetrisch ausgebildet sind.

16. Streckenausbau nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalenkörper (7) aus sowohl im Querschnitt als auch in Längsrichtung schalenförmig nach innen gewölbten Formteilen zusammengesetzt sind, deren nach aussen weisende gewölbte Längsenden mit den Gurtungsstäben, diese mindestens teilweise umgreifend, formschlüssig verbunden sind.

17. Streckenausbau nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die vier gemeinsam die Gurtungsstäbe (5a, 5b, 6a, 6b) miteinander verbindenden zweiachsig gewölbten Formteile (14a, 14b, 14c, 14d) im Bereich der Längsachse des durch die vier Gurtungsstäbe festgelegten Profils der Strek-kenbögen (4) miteinander verbunden sind.

18. Streckenausbau nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Formteile (14a, 14b, 14c, 14d) aus je einem Blechstreifen mit zur Längsmitte hin abnehmender Zunahme der Breite unter gleichzeitigem Auswölben in Längs- und Querrichtung des Streifens in einem Pressvorgang hergestellt sind.

19. Streckenausbau nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die vier gemeinsam den Schalenkörper (7) bildenden Formteile (14a, 14b, 14c, 14d)von ihren freien, mit den Gurtungsprofilen verbundenen Enden her zu dem Knotenpunkt (15) hin zunehmend verbreitert und zugleich tiefer gewölbt sind.

20

20. Streckenausbau nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine solche Wölbung der Formteile in deren Scheitelbereich, dass sie sich im Bereich des Knotenpunktes (15) entlang von Geraden berühren.

21. Streckenausbau nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die vier gemeinsam den Schalenkörper (7) bildenden Formteile (14a, 14b, 14c, 14d) im Bereich des Knotenpunktes (15) miteinander vernietet oder verschweisst, vorzugsweise punktgeschweisst (10) sind.

22. Streckenausbau nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die vier gemeinsam den Schalenkörper bildenden Formteile (14a, 14b, 14c, 14d) im Bereich ihrer nach aussen weisenden, die Gurtungsstäbe (5a, 5b, 6a, 6b) teilweise umgreifenden, gewölbten Längsenden durch Schweissen, vorzugsweise durch Punktschweissen (12) mit den Gurtungsstäben verbunden sind.

23. Streckenausbau nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Streckenbögen (4) aus mehreren Teilen zusammengesetzt sind und die sich in deren Umfangsrichtung aneinander anschliessenden Segmente (4a, 4b, 4c) stirnseitig stumpf mittels angeschweisster Stützplatten (11) gegeneinander abgestützt sind.

24. Streckenausbau nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützplatten (11) der in Umfangsrichtung der Streckenbögen aufeinanderfolgenden Segmente (4a, 4b, 4c) miteinander verbunden sind.

25. Streckenausbau nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Streckenbögen (4) mit der Streckenwandung (3) durch Gebirgsanker verbunden sind, wobei die Gebirgsanker entweder an den Gurtungsprofilen oder an den die sie verbindenden Schalenkörper (7) angreifen.

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26. Verfahren zur Herstellung des Streckenausbaus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Streckenausbau im Bereich des Streckenvortriebes nur den diesem unmittelbar folgenden vorläufigen Ausbau bildet, der erst in den sich daran anschliessenden Bereich durch nachträgliches Einbetonieren zum endgültigen Ausbau komplettiert wird.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbaurahmen (4) beim endgültigen Ausbau als bleibende Bewehrung des durchgehend ein- oder zweischalig gespritzten Betonausbaus gebildet werden.