[0001] Die Erfindung betrifft einen Gitterträger für die Bewehrung von Betonkonstruktionen, insbesondere für eine Betonhinterfüllung im (untertägigen) Streckenausbau und Tunnelausbau, mit zumindest einem Obergurt und einem Untergurt sowie Obergurt und Untergurt verbindenden Querstäben (als Querverband).
[0002] Beim Bergbau und Tunnelbau ist es bekannt, mit Hilfe von Ausbauprofilen einen Ausbau zu verwirklichen, der eine Betonhinterfüllung aufweist. Diese Betonhinterfüllung ist einerseits mit Hilfe von Gitterträgern bewehrt, andererseits im Gebirge verankert. Darüber hinaus können zusätzlich Ankermatten eingebracht sein. - Die Gitterträger sind als Stahlkonstruktionen ausgeführt, wobei die Obergurte und Untergurte sowie Querstäbe miteinander verschweisst sind. Derartige Stahlkonstruktionen lassen sich nur schwer entsorgen.
Das gilt insbesondere dann, wenn im Bergbau ein Übergang zwischen Strecke und Streb hergestellt und dort der Ausbau mit der Betonhinterfüllung sowie der darin befindlichen Bewehrung aus Gitterträgern entfernt werden muss. Das Zerlegen der Gitterträger ist verhältnismässig aufwändig und Stahlteile in der hereingewonnen Kohle sind unerwünscht. Darüber hinaus sind Gitterträger in der Ausführungsform von geschweissten Stahlkonstruktionen in transporttechnischer Hinsicht nachteilig, weil sie sperrig und raumaufwändig sind, folglich stets nur eine beschränkte Anzahl von Gitterträgern auf den jeweils verfügbaren Ladeflächen transportiert werden kann.
Das gilt auch für den Transport von. Übertage in untertägige Strecken. - Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gitterträger für die Bewehrung von Betonkonstruktionen, insbesondere für eine Betonhinterfüllung im Streckenausbau oder Tunnelausbau, der eingangs beschriebenen Ausführungsform zu schaffen, der sich unschwer transportieren, montieren und entsorgen lässt.
[0004] Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemässen Gitterträger dadurch, dass Obergurt, Untergurt und die Querstäbe aus Kunststoff hinreichender Festigkeit bestehen. - Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass Kunststoffe zur Verfügung stehen, die ähnliche Festigkeiten und E-Module wie Stähle aufweisen und dennoch unschwer im Zuge einer Entsorgung zerkleinert werden können.
Das gilt insbesondere dann, wenn Obergurt, Untergurt und die Querstäbe aus glasfaserverstärktem Kunststoff oder aus Kohlenstofffasern aufgebaut sind bzw. aus einem mit Kohlenstofffasern verstärkten Kunststoff. Tatsächlich lässt ein Gitterträger aus Kunststoff eine saubere Zerstörung unter Berücksichtigung einer Kleinteile gerechten Zerschneidung zu. Darüber hinaus lassen sich eventuell in hereingewonnener Kohle befindliche Kunststoffteile unschwer in der Wäsche separieren. Dennoch wird mit Hilfe des erfindungsgemässen Gitterträgers eine Bewehrung für Betonhinterfüllungen im Bergbau und Tunnelbau erreicht, welche wie Stahlkonstruktionen zur Aufnahme der auftretenden Zug-, Druck- und Schubkräfte geeignet ist.
Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, nicht nur Kunststoffe hoher Festigkeit einzusetzen, sondern auch selbstverlöschende Kunststoffe.
[0005] Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im Folgenden aufgeführt. So lehrt die Erfindung, dass die Querstäbe endseitig den Obergurt und Untergurt kraftschlüssig und formschlüssig übergreifende Klemmköpfe aufweisen, also auf Obergurt und Untergurt im Zuge der Montage gleichsam aufgeklemmt werden können. Folglich können die Obergurte und Untergurte sowie Querstäbe der Gitterträger als Einzelteile und folglich in raumsparender Weise bis zu ihrem Einbauort transportiert und erst dort montiert werden. Dadurch lassen sich pro Ladefläche sehr viel grössere Chargen transportieren. Das führt zu einer erheblichen Reduzierung der Transportkosten.
Die Klemmköpfe sind vorzugsweise adhäsiv auf Obergurt und Untergurt befestigt, z.B. mit Obergurt und Untergurt verschweisst oder verklebt. Im Zuge einer Verklebung können beispielsweise Kontaktkleber Verwendung finden, die untertagetauglich sind. Im Ganzen wird ein montageeinfaches Baukastensystem verwirklicht. - Weiter sieht die Erfindung vor, dass Obergurt und Untergurt als Rundprofile, z.B. Vollprofile mit kreisrundem Querschnitt ausgebildet sind und die Klemmköpfe einen korrespondierenden Querschnitt sowie eine aufspreizbare Durchtrittsöffnung für Obergurt und Untergurt aufweisen. Tatsächlich stehen Kunststoffe zur Verfügung, die in hinreichendem Masse biegeelastisch sind, um die Querstäbe mit ihren Klemmköpfen auf die Obergurte und Untergurte aufklemmen und anschliessend eine Adhäsivverbindung vornehmen zu können.
Die Klemmköpfe sind von einem an die Querstäbe endseitig angeformten Kragen mit der Durchtrittsöffnung gebildet und können selbst einen runden oder mehreckigen Querschnitt aufweisen. Sie können als Orthogonalstäbe zwischen Obergurt und Untergurt, aber auch als Diagonalstäbe ausgebildet sein und eingesetzt werden. Die Klemmköpfe an den Diagonalstäben sind abgekröpft und bilden praktisch einen 90 -Winkel mit Obergurt und Untergurt, um eine einwandfreie Klemmverbindung zu erreichen.
[0006] Der erfindungsgemässe Gitterträger ist gekennzeichnet durch eine Ausführungsform als Zweigurt mit Obergurt und einem Untergurt oder als Dreigurt mit Obergurt und zwei in vorgegebenem Abstand angeordneten Untergurten oder als Viergurt mit jeweils zwei in vorgegebenem Abstand angeordneten Obergurten und Untergurten. Dabei kann der Viergurt einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen.
Ferner sind endseitig des erfindungsgemässen Gitterträgers Ankerplatten vorgesehen, wobei die Ankerplatten mit Klemmköpfen auf jeweils Obergurt und Untergurt aufklemmbar sind. Diese Ankerplatten bestehen ebenfalls aus Kunststoff, z.B. glasfaser- oder kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff und sind jeweils mit Obergurt und Untergurt - wie die Querstäbe - adhäsiv verbunden, z.B. verschweisst oder verklebt. Die Ankerplatten weisen zweckmässigerweise Durchbrechungen auf, um einerseits Gebirgsanker anschliessen zu können, andererseits Gitterträger kraftschlüssig aneinander anschliessen zu können.
Im Übrigen können im Bergbau bei untertägigen Strecken im Übergangsbereich von der Strecke zum Streb und der hereinzugewinnenden Kohle auch die Gebirgsanker aus Kunststoff bestehen.
[0007] Anders als bei Stahlkonstruktionen zeichnet sich die Kunststoffkonstruktion bei dem erfindungsgemässen Gitterträger auch durch ihre Korrosionsbeständigkeit und folglich unbegrenzte Haltbarkeit aus.
[0008] Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
<tb>Fig. 1<sep>einen Gitterträger in der Ausführungsform eines Zweigurtträgers in Seitenansicht,
<tb>Fig. 2<sep>einen Querschnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1 im Bereich eines Querstabes,
<tb>Fig. 3<sep>einen Querschnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1 im Bereich einer Ankerplatte,
<tb>Fig. 4<sep>eine abgewandelte Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 1 mit Querstäben in der Ausführungsform von Diagonalstäben,
<tb>Fig. 5<sep>einen Gitterträger in der Ausführungsform eines Dreigurtträgers in Seitenansicht,
<tb>Fig. 6<sep>einen Querschnitt durch den Gegenstand nach Fig. 5 im Bereich der Klemmköpfe der als Diagonalstäbe ausgeführten Querstäbe,
<tb>Fig. 7<sep>eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 5,
<tb>Fig. 8<sep>einen als Viergurtträger ausgeführten Gitterträger in Seitenansicht,
<tb>Fig. 9<sep>eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 8,
<tb>Fig. 10<sep>einen Querschnitt durch den Gegenstand nach Fig. 8 im Bereich der Klemmköpfe der als Diagonalstäbe ausgeführten Querstäbe und
<tb>Fig. 11<sep>einen anderen Querschnitt durch den Gegenstand nach Fig. 8, und zwar in Ansicht des Pfeiles X (in Fig. 9), auf die Obergurte und Untergurte verbindende Orthogonalstäbe als Querstäbe und die Obergurte und Untergurte verbindende Diagonalstäbe als Querstäbe.
[0009] In den Figuren sind Gitterträger 1 für die Bewehrung von Betonkonstruktionen, insbesondere für eine Betonhinterfüllung im untertägigen Streckenausbau oder Tunnelausbau dargestellt, mit zumindest einem Obergurt 2 und einem Untergurt 3 sowie Obergurt 2 und Untergurt 3 verbindenden Querstäben 4 als Querverband. Obergurt 2, Untergurt 3 und die Querstäbe 4 bestehen aus einem Kunststoff hinreichender Festigkeit, beispielsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff oder mit Kohlenstofffasern verstärktem Kunststoff.
Die Querstäbe 4 weisen endseitig den Obergurt 2 und Untergurt 3 kraftschlüssig und formschlüssig übergreifende Klemmköpfe 5 auf. Die Klemmköpfe 5 sind nach dem Ausführungsbeispiel auf Obergurt 2 und Untergurt 3 befestigt, und zwar mit Obergurt 2 und Untergurt 3 verklebt. Obergurt 2 und Untergurt 3 sind als Rundprofile, z. B. Vollprofile mit kreisrundem Querschnitt, ausgebildet. Die Klemmköpfe 5 weisen einen korrespondierenden Querschnitt sowie eine aufspreizbare Durchtrittsöffnung 6 für Obergurt 2 und Untergurt 3 auf. Die Rundprofile haben gängige Durchmesser von beispielsweise 20 mm, 25 mm oder 28 mm in Abhängigkeit von den jeweils zu erwartenden Beanspruchungen. Die Klemmköpfe 5 sind von einem an die Querstäbe 4 endseitig angeformten Kragen 7 mit der Durchtrittsöffnung 6 gebildet. Sie können einen runden oder mehreckigen Querschnitt aufweisen.
Ferner können die Querstäbe 4 als Orthogonalstäbe 4a und/oder Diagonalstäbe 4b ausgebildet sein. Die Klemmköpfe 5 an den Diagonalstäben 4b sind abgekröpft und bilden einen 90 -Winkel mit Obergurt 2 und Untergurt 3.
[0010] Dargestellt sind in Fig. 1 ein als Zweigurt ausgeführter Gitterträger 1 mit Obergurt 2 und einem Untergurt 3, in Fig. 5 ein Dreigurt mit Obergurt 2 und zwei in vorgegebenem Abstand angeordneten Untergurten 3 und in Fig. 8 ein Viergurt mit jeweils zwei in vorgegebenem Abstand angeordneten Obergurten 2 und Untergurten 3, wobei der Viergurt einen trapezförmigen Querschnitt aufweist. Endseitig des Gitterträgers 1 können Ankerplätze 8 angeordnet sein. Auch diese Ankerplatten 8 sind mit weiteren Klemmköpfen 9 auf jeweils Obergurt 2 und Untergurt 3 angeklemmt. Sie bestehen ebenfalls aus Kunststoff, z.
B. glasfaser- oder kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff und sind jeweils mit Obergurt 2 und Untergurt 3 adhäsiv verbunden, nach dem Ausführungsbeispiel verklebt. Die Ankerplatten 8 weisen Durchbrechungen 10 zum Anschluss von Gebirgsankern oder weiteren Gitterträgern 1 auf.
The invention relates to a lattice girder for the reinforcement of concrete structures, in particular for a concrete backfill in (underground) track construction and tunnel construction, with at least one upper and lower chord and upper chord and lower chord connecting crossbars (as a cross-band).
When mining and tunneling, it is known to realize an expansion with the help of expansion profiles, which has a concrete backfill. This concrete backfill is reinforced on the one hand with the help of lattice girders, on the other hand anchored in the mountains. In addition, anchor mats may additionally be incorporated. - The lattice girders are designed as steel structures, the upper and lower chords and cross bars are welded together. Such steel structures are difficult to dispose of.
This is especially true when in mining a transition between track and longwall produced and there the removal with the concrete backfilling and the reinforcement contained therein must be removed from lattice girders. The disassembly of the lattice girders is relatively expensive and steel parts in the recovered coal are undesirable. In addition, lattice girders are disadvantageous in the embodiment of welded steel structures in terms of transport technology, because they are bulky and space-consuming, therefore always only a limited number of lattice girders can be transported on the respective available loading areas.
This also applies to the transport of. Overground in underground routes. - Here the invention wants to remedy the situation.
The invention has for its object to provide a lattice girder for the reinforcement of concrete structures, especially for a concrete backfill in the roadway construction or tunnel construction, the embodiment described above, which can be easily transport, assemble and dispose.
This object is achieved by the invention in a generic lattice girder in that upper chord, lower chord and the cross bars are made of plastic sufficient strength. - The invention is based on the recognition that plastics are available that have similar strengths and moduli of elasticity as steels and yet can be easily crushed in the course of disposal.
This is especially true when the top, bottom and transverse bars are made of glass fiber reinforced plastic or carbon fibers or made of a carbon fiber reinforced plastic. In fact, a lattice girder made of plastic allows a clean destruction, taking into account a small parts just cutting. In addition, any plastic parts contained in coal recovered can easily be separated in the laundry. Nevertheless, with the aid of the lattice girder according to the invention, a reinforcement for concrete backfills in mining and tunneling is achieved which, like steel structures, is suitable for absorbing the tensile, compressive and shear forces that occur.
In addition, it is possible to use not only high-strength plastics, but also self-extinguishing plastics.
Other features essential to the invention are listed below. Thus, the invention teaches that the cross bars end side the upper flange and lower flange frictionally and positively overlapping clamping heads, so it can be clamped on upper flange and lower flange during assembly as it were. Consequently, the upper and lower chords and cross bars of the lattice girders can be transported as individual parts and consequently in a space-saving manner to their installation location and only be mounted there. This allows much larger batches to be transported per truck bed. This leads to a significant reduction in transport costs.
The clamping heads are preferably adhesively secured to the upper and lower chords, e.g. welded or glued to the top and bottom chords. In the course of a bond, for example, contact adhesives can be used which are suitable for underground use. On the whole, a simple assembly system is realized. - Further, the invention provides that the top and bottom chords as round profiles, e.g. Solid profiles are formed with a circular cross-section and the clamping heads have a corresponding cross-section and an expandable passage opening for upper flange and lower flange. In fact, plastics are available that are sufficiently elastic in bending to clamp the crossbars with their clamping heads on the upper and lower chords and then make an adhesive connection can.
The clamping heads are formed by a collar integrally formed on the cross bars with the passage opening and may themselves have a round or polygonal cross section. They can be designed and used as orthogonal rods between upper and lower chords, but also as diagonal rods. The clamping heads on the diagonal bars are bent and form practically a 90-angle with upper and lower flange, in order to achieve a perfect clamping connection.
The lattice girder according to the invention is characterized by an embodiment as two-belt with upper belt and a lower belt or three-belt with upper belt and two arranged at a predetermined distance lower belts or four-belt with two arranged at a predetermined distance upper belts and lower belts. In this case, the four-belt may have a trapezoidal cross-section.
Furthermore, anchor plates are provided on the end side of the lattice girder according to the invention, wherein the anchor plates with clamping heads can be clamped onto respectively upper and lower chords. These anchor plates are also made of plastic, e.g. fiberglass or carbon fiber reinforced plastic and are each adhesively bonded to the top and bottom chords, such as the crossbars, e.g. welded or glued. The anchor plates expediently have openings in order to be able to connect, on the one hand, rock anchors, on the other hand, to be able to non-positively connect lattice girders to one another.
Incidentally, in mining in underground routes in the transition region from the route to the longwall and the coal to be recovered and the rock anchors can be made of plastic.
Unlike steel structures, the plastic construction is characterized in the inventive lattice girder also by their corrosion resistance and consequently unlimited durability.
In the following the invention will be explained in more detail with reference to a drawing showing only one embodiment. Show it:
<Tb> FIG. 1 <sep> a lattice girder in the embodiment of a two-string carrier in side view,
<Tb> FIG. 2 <sep> a cross section through the article according to FIG. 1 in the region of a transverse bar,
<Tb> FIG. 3 <sep> a cross section through the article according to FIG. 1 in the region of an anchor plate,
<Tb> FIG. 4 shows a modified embodiment of the article according to FIG. 1 with transverse bars in the embodiment of diagonal bars, FIG.
<Tb> FIG. 5 <sep> a lattice girder in the embodiment of a three-girder carrier in side view,
<Tb> FIG. 6 shows a cross-section through the object according to FIG. 5 in the region of the clamping heads of the transverse rods designed as diagonal bars, FIG.
<Tb> FIG. 7 <sep> is a plan view of the article according to FIG. 5,
<Tb> FIG. 8 <sep> a lattice girder designed as Viergurtträger in side view,
<Tb> FIG. 9 <sep> is a top view of the article according to FIG. 8,
<Tb> FIG. FIG. 10 shows a cross-section through the article according to FIG. 8 in the region of the clamping heads of the cross bars and designed as diagonal bars. FIG
<Tb> FIG. 11 shows another cross-section through the object according to FIG. 8, in the view of the arrow X (in FIG. 9), orthogonal bars connecting the upper and lower straps as transverse bars and diagonal bars connecting the upper straps and lower straps as transverse bars.
In the figures, lattice girders 1 are shown for the reinforcement of concrete structures, especially for a concrete backfill in underground route construction or tunnel construction, with at least one upper flange 2 and a lower flange 3 and upper flange 2 and lower flange 3 connecting crossbars 4 as a cross-band. Upper flange 2, lower flange 3 and the cross bars 4 are made of a plastic of sufficient strength, for example, glass fiber reinforced plastic or carbon fiber reinforced plastic.
The cross bars 4 have the end of the upper flange 2 and lower flange 3 frictionally and positively overlapping clamping heads 5. The clamping heads 5 are fixed according to the embodiment of the upper flange 2 and lower flange 3, and glued to upper flange 2 and lower flange 3. Upper chord 2 and lower chord 3 are round profiles, z. B. solid profiles with a circular cross-section formed. The clamping heads 5 have a corresponding cross-section and an expandable passage opening 6 for upper flange 2 and lower flange 3. The round profiles have common diameters of, for example, 20 mm, 25 mm or 28 mm, depending on the expected loads. The clamping heads 5 are formed by a collar 7 integrally formed on the cross bars 4 with the passage opening 6. They can have a round or polygonal cross-section.
Furthermore, the transverse rods 4 can be formed as orthogonal rods 4a and / or diagonal rods 4b. The clamping heads 5 on the diagonal bars 4b are bent and form a 90-angle with upper flange 2 and lower flange. 3
Shown in Fig. 1 as a two-piece lattice girder 1 with upper flange 2 and a lower flange 3, in Fig. 5, a three-belt with top flange 2 and two arranged at a predetermined distance lower straps 3 and in Fig. 8, a four-belt with two arranged at a predetermined distance upper straps 2 and lower straps 3, wherein the four-belt has a trapezoidal cross-section. At the end of the lattice girder 1 anchorages 8 can be arranged. These anchor plates 8 are clamped with additional clamping heads 9 on each upper flange 2 and lower flange 3. They also consist of plastic, z.
B. glass fiber or carbon fiber reinforced plastic and are each adhesively bonded to upper flange 2 and lower flange 3, glued according to the embodiment. The anchor plates 8 have openings 10 for the connection of rock anchors or other lattice girders 1.