CN1093053C - 用于两个构件相互支撑的装置 - Google Patents

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Abstract

用于两个构件相互支撑的装置，至少由一个设置在端面侧的压力传递板(1)之间的撑紧管(2)组成，它同心地安装在两个其长度比撑紧管(2)短的支撑管(5，6)之间，以限制其凹陷和膨胀，其中外支撑管隔一定的径向距离包围撑紧管(2)。

Description

用于两个构件相互支撑的装置
技术领域
本发明涉及一种用于两个构件相互支撑的装置，至少由一个设置在端面一侧压力传递板之间的撑紧管(Stauchrohr)组成。
背景技术
在恶劣的山区开掘隧道时为了能够控制所出现的巨大变形，已知隧道衬里(Tunnelauskleidung)通过沿隧道纵向分布的收缩缝分成许多段，这里通过装入收缩缝内的撑紧元件可以确保尽管存在收缩缝衬里仍然有相应的支护(Ausbauwiderstand)抗力。然而可通过这个撑紧元件传递的压力必须受到一定的限制，以避免衬里的过载。为了得到在要求的压实行程内的相应的压实抗力，已经采用撑紧管形式的撑紧元件，它们在端面方向张紧在两块压力传递板之间。当这个撑紧管的轴向载荷超过膨胀阻力时出现撑紧管的环形涨大，这时能承受的压力下降，直至所形成的环形折皱的管壁相互并拢，此后可传递的压力重新增大直至出现下一个膨胀并形成一个环形折皱。这个过程反复地出现。为了在膨胀过程开始前卸掉比较高的尖峰载荷，通过在一个环形区域内设置的孔减小撑紧管的初始撑紧抗力。尽管通过相应地选择撑紧管的尺寸可以与当时的要求相匹配，仍然希望改善这种撑紧元件的撑紧性能，并提高衬里的有效支护抗力，而不必不得不承受由喷浆混凝土外壳、局部混凝土外壳、钢结构或井壁支架可能形成的衬里过载。在此也应该考虑到非轴对称的载荷形式，它们会引起压力的进一步下降。
但是这种类型的撑紧元件不仅用在隧道衬里区域内，而且只要是两个结构部位相互支撑并且规定一个相应的沿压实行程的压实抗力的所有地方都可以得到应用，例如在汽车保险杠的支承处所要求的那样。
发明内容
因此本发明的目的在于：用简单的结构措施这样地制作用于两个开头所述这一类型的构件的相互支撑的装置，使得与撑紧管的膨胀相关的压力下降受到限制，并从而可以改善衬里的支护抗力。
本发明通过这样的方法解决所提出的目的，撑紧管同心地设置在具有两个长度比撑紧管短的支撑管之间以限制其凹陷和膨胀，其中外支撑管隔一定的径向间距包围撑紧管。
因为由于外支撑管在撑紧管受到相应的轴向载荷时所引起的膨胀过程在形成具有相互靠在一起的管壁的环形折皱以前便可以中止，由膨胀过程所引起的可传递的压力的下降也会受到限制，这导致比较高的变形阻力。但是由外管产生的对膨胀过程的限制不应该导致撑紧管的影响承载能力的向内凹陷，因此可以通过一内支撑管防止可能出现的凹陷。因此内支撑管和撑紧管之间的径向距离应该小。外支撑管和撑紧管之间的径向距离确定撑紧管可以涨大的尺寸。因此可以通过撑紧管和外支承管之间的环形间隙简单地控制支撑管的撑紧特性。此外通过支撑管限制的撑紧管的撑紧性能迫使完全对称的膨胀特性，使得即使对于不对称的撑紧管载荷也达到更高的膨胀抗力。当然撑紧管应该做得比支撑管长出要求的压实行程的长度。
如果不采取结构措施确定撑紧管第一次膨胀的位置，那么应该认为撑紧管在端面区域内膨胀。出于这个原因建议，两个支撑管各分成两个与多个压力传递板相连的管段，使得可以确保，支撑管处于膨胀区域内，而与在哪个压力传递板的区域内开始膨胀无关。为了确定膨胀的位置和减小膨胀以前出现的尖峰载荷撑紧管可以具有一个带较小膨胀阻力的环形段。这种较小的膨胀阻力可以通过由撑紧管上的孔造成的横截面削弱得到，但是也可以使撑紧管环形预膨胀。
如果撑紧管和外支撑管之间的环形空隙或者撑紧管和内支撑管之间的环形空隙具有例如由砂子或塑料泡沫组成的填料，那么可以附加地影响膨胀特性。
最后如果外支撑管被至少另一个支撑管隔一定的径向距离同心地包围，其中支撑管的长度随半径的增加而减小，那么可以达到一个与压实行程有关的、与膨胀过程相关的可传递压力下降的逐级减小。在通过撑紧管和相邻的外支撑管的长度差规定压实行程之后现在起张紧在压力传递板之间的支撑管变成了一个撑紧管，其膨胀特性由另一个支撑管按类似的方法确定。由此提高了在规定的压实行程后撑紧元件的变形阻力，这例如可以用在考虑随着混凝土的硬化混凝土衬里的承载能力提高的场合。
附图说明
在附图中举例表示本发明的对象。其中表示：
图1按本发明的用于在由收缩缝分开的隧道衬里在圆周方向的两段相互支撑的装置的简化的轴截面。
图2按现有技术水平的撑紧管的、依据在压实行程上承受的力的曲线的撑紧特性。
具体实施方式
图3按本发明的装置的撑紧特性的相应于图2的曲线。
按所示实施例的本发明的装置主要由两块压力传递板1组成，它们之间装有一根撑紧管(Stauchrohr)2。隧道衬里的区段3通过这个撑紧管2支撑，隧道衬里通过沿隧道纵向分布的收缩缝4分成区段3。作为与这一类型的已知装置的区别撑紧管2按照本发明同心地安装在一内支撑管5和一外支撑管6之间，它们分成两段5a或6a。这些管段5a和6a分别和两块压力传递板1中的一块连接。在撑紧管2的下端面边缘区域内撑紧管上设有孔7，由于横截面的削弱它确定撑紧管2的初始膨胀抗力。当撑紧管2通过衬里段3施加的轴向压力载荷增加到超过膨胀抗力时，撑紧管2在孔7的区域内便开始环形涨大。
在图2和3中表示关于压实行程的力曲线。测试用由st 37钢制成的撑紧管进行，其高度为400mm，直径为88.9mm，壁厚为2.9mm。在下端面区域内的孔7具有15mm的直径。如不管是根据图2还是图3可看到，在130到140KN之间的压力时进行膨胀过程，这时由于膨胀可传递的力下降。当按图2的撑紧管无阻碍地膨胀时，在通过形成环形折皱的壁相互贴合得到稳定之前，在压实行程为20mm时可传递的力下降到约50KN，而按本发明一旦撑紧管2的膨胀通过外支撑管6受到抑制，膨胀过程便中止。在以图3为基础的实施例中外管在壁厚为2.9mm的情况下直径为108mm。内管具有82.5mm的直径和2.6mm的壁厚。在这样的边界条件下当压实行程为8mm时压力下降可以限制在下降到约100KN。由于撑紧管在膨胀区域内不管是在外支撑管6处还是在内支撑管5处的支撑可传递的压力增大直到出现新的膨胀，其中由于撑紧管的横截面不再削弱，膨胀阻力相对于第一次膨胀提高了。
同样在自由膨胀的撑紧管时可传递的压力也增加到超过第一次膨胀的膨胀阻力，如图2所示。但是用在两个支撑管5和6之间的撑紧管2的这种结构本发明装置的膨胀阻力只有在更大的力时才能克服，这时在新的膨胀时出现的可传递的力的下降与按图2的自由膨胀相比重新通过外支撑管6得到限制。因此通过比较图2和3直接得到，借助于按本发明的装置可传递的力可以有目的地加大，而且相应地与当时的压实路程相匹配。
尽管借助于隧道衬里对本发明的装置作了较详细的说明，当然按本发明的装置的应用并不局限于这个应用领域，它可以优良地应用在所有那些要确保在压实行程上传递确定的压力的地方，例如在汽车保险杠的支承处所要求的那样。

Claims (5)

1.用于两个构件相互支撑的装置，由至少一个设置在端面侧的压力传递板(1)之间的撑紧管(2)组成，其特征在于：撑紧管(2)同心地设置在两个长度比撑紧管(2)短的支撑管(5，6)之间以限制其凹陷和膨胀，两个支撑管中外支撑管(6)带一定的径向间距地包围撑紧管(2)。
2.按权利要求1的装置，其特征在于：两个支撑管(5，6)分别分成和两个压力传递板(1)连接的管段(5a，6a)。
3.按权利要求1或2的装置，其特征在于：撑紧管(2)以众所周知的方式具有一个有较小膨胀阻力的环形段。
4.按权利要求1的装置，其特征在于：一方面撑紧管(2)和外支撑管(6)之间的环形空隙，另一方面撑紧管(2)和内支撑管(5)之间的环形空隙具有填料，例如砂子或泡沫材料。
5.按权利要求1的装置，其特征在于：外支撑管(6)被至少一个另外的支撑管隔一定径向距离地同心包围，其中支承管(6)的长度随半径的增加而减小。
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