Oblast techniky

Vynález se týká příhradového vyztužovacího rámu pro vyztužování důlních chodeb a tunelů.

Charakteristika dosavadního stavu techniky

Dosud známé příhradové vyztužovací rámy pro vyztužování tunelů tvoří tři navzájem paralelně probíhající a trojúhelník tvořící tyčové pásnice, které jsou spolu prostorově spojeny prostřednictvím příhradových vzpěr. Každá příhradová vzpěra je tvořena přímými vyztužovacími a k sobě se sbíhajícími úseky do tvaru V, které jsou na jednom konci spolu spojeny. Příhradové vzpěry jsou uspořádány mezi horní a dolní tyčovou pásnicí a s těmito tyčovými pásnicemi jsou spojeny svary. Osa souměrnosti každé příhradové vzpěry se přitom může nacházet v rovině, proložené osou horní tyčové pásnice a odpovídající dolní tyčové pásnice, přičemž dolní tyčové pásnice jsou spolu spojeny prostřednictvím přivařených příčných vzpěr. Příhradové nosníky jsou příkladně uváděny v následujících tiskovinách:

V EP 0073 733 A 1 nárokovaný příhradový nosník vykazuje tři paralelní tyčové pásnice, které jsou prostorově navzájem fixovány prostřednictvím vnitřních monoblokových vyztužovacích prvků. Vyztužovací prvky se vyznačují částmi probíhajícími paralelně s tyčovými pásnicemi a s těmito tyčovými pásnicemi jsou svařeny. Značnou nevýhodou tohoto svarového spojení je to, že vlivem šikmo nabíhající diagonální tyče přenášející střižné síly, může dojít k roztržení svaru od jeho konce zipovým způsobem, čímž se délka sváru stane neúčinnou.

Příhradový nosník FR-PS 1.098003 se vyznačuje třemi souběžnými tyčovými pásnicemi, které jsou fixovány ve své poloze pomocí girlandově tvarovaných prvků. Girlandové prvky jsou ve svých vrcholech přivařeny na tyčových pásnicích, čímž vzniká na styčném místě ohybů bodový svarový spoj. Svarový materiál se na tomto místě shromažďuje v kruhovém tvaru do vytvářejícího se žlábků. Jelikož svarový spoj pozůstává prakticky pouze ze začátečního a koncového kráteru, není již definovatelný. K tomu přistupuje skutečnost, že svar je proveden přímo v místě ohybu vzniklé tvářením za studená, čímž vzniká nebezpečí křehkého lomu. Příčné vyztužení dvojice tyčových pásnic je provedeno vně, pomocí pravoúhle přivařených příčných vzpěr.

V DE GM 820 62 77.3 nárokovaný příhradový nosník se vyznačuje v podstatě stejnými znaky jak je tomu u FR-PS 1.098003. Girlandově tvarované prvky zde vyztužují tyčové pásnice. Příčné vyztužení dvojice tyčových pásnic je provedeno příčnými výztuhami, navařenými z vnější strany.

V DE 4003 525 A 1 jsou popsány stejné znaky jako u DE GM 820 62 77.3 a FR-PS 1.098003 s těmito odchylkami: příčného vyztužení dvojice tyčových pásnic je dosaženo přivařením příčných výztuh mezi dvojici tyčových pásnic.

Podstata vynálezu

Základním úkolem vynálezu je vyvinout druhově shodný příhradový vyztužovací rám, který dovoluje vyšší zatížitelnost svarových spojů, který zkracuje vzpěmé délky příhradových vzpěr a který svým uspořádáním příčných vzpěr zvýší torzní tuhost. Tyto vlastnosti splňuje řešení vyztužovacího rámu z příhradových nosníků podle vynálezu, jehož tři k sobě paralelně probíhající a trojúhelník tvořící tyčové pásnice jsou pomocí příhradových vzpěr spolu prostorově spojeny. Každá příhradová vzpěra sestává z přímých úseků konfigurovaných vzájemně do tvaru

V a na jednom konci spolu spojených. Tyto příhradové vzpěry jsou uspořádány mezi horní

- 1 CZ 285100 B6 a dolní tyčovou pásnicí a k těmto jsou přivařeny. Spodní tyčové pásnice jsou spolu spojeny prostřednictvím pravoúhle přivařených příčných vzpěr. Podstata vynálezu spočívá vtom, že příčné vzpěry jsou uspořádány mezi příhradovými vzpěrami a spodními tyčovými pásnicemi vedle svarů spodní tyčové pásnice a příhradové vzpěry, přiléhají kpříhradovým vzpěrám a k spodním tyčovým pásnicím a prostřednictvím svarů jsou s těmito spojeny. Podstatou vynálezu je rovněž to, že mezi příhradovými vzpěrami a horní tyčovou pásnicí jsou uspořádány vedle jejich spojovacích svarů a příhradové vzpěry přídavné příčné vzpěry, přiléhající kpříhradovým vzpěrám a k horní tyčové pásnici, se kterými jsou spojeny svary. Dále, že příhradové vzpěry sestávají z několika dílů, které jsou propojeny do průběžné příhradové konstrukce hadovitého tvaru. Podstatou vynálezu je rovněž to, že konce tyčových pásnic příhradového vyztužovacího rámu jsou opatřeny trubkovými kusy navařenými na tyčových pásnicích a upravenými pro připojení sousedního příhradového vyztužovací prámu. Dále, že tyto trubkové kusy jsou upraveny na obvodě prstencového rozpěmého dílu, se kterým jsou spojeny do jednoho celku a přivařeny na konci k pásnicím. Dále, že proti sobě uspořádané trubkové kusy sousedních příhradových rámů jsou spojeny štěrbinovým čepem s otvorem pro klín nebo šroub. Základní myšlenkou vynálezu je takové vytvoření vyztužení příhradového vyztužovacího rámu, aby uspořádáním příhradových vzpěr ve spojení s příčnými vzpěrami vznikl na tyčových pásnicích zdvojený svarový spoj, který rozdělí sílu působící ve vzpěře a zabrání roztržení svaru touto silou. Mimoto bylo záměrem vynálezu uspořádat příčnou vzpěru tak, aby zkrátila vzpěmou délku příhradové vzpěry, čímž se zvýší nosnost nosníku a polohovat příčnou vzpěru tak, aby se mezi jejími svary vytvořil moment zpětného pootočení, který zvýší torzní tuhost nosníku.

Výhody tohoto řešení lze shrnout takto:

Příhradové vzpěry se mohou nacházet přesně ve spojovací rovině mezi osami horní a spodní pásové tyče, takže nemohou vzniknout žádné přídavné momenty.

Přehled obrázků na výkresech

Na připojených výkresech je znázorněno příkladné provedení příhradového vyztužovacího rámu pro vyztužování důlních chodeb a tunelů a jeho výztuhy podle vynálezu. Obr. la představuje nárys detailního pohledu na vzájemné svary dolní tyčové pásnice s příhradovou vzpěrou, obr. lb představuje jeho bokorys. Obr. 2a představuje pohled na příhradový vyztužovací rám posílený příčnými vzpěrami a přídavnými příčnými vzpěrami v bokorysném řezu, obr. 2b představuje jeho nárys. Na obr. 3 je v perspektivním pohledu znázorněna část příhradového vyztužovacího rámu. Obr. 4 představuje tentýž pohled na výztužný prvek příhradového vyztužovacího rámu. Na obr. 5a je v nárysném pohledu část příhradového vyztužovacího rámu s průběžnou příhradovou vzpěrou, obr. 5b představuje jeho bokorys. Na obr. 6a je znázorněna v bokorysém pohledu spojka příhradového vyztužovacího rámu pro vzájemné spojení s druhým příhradovým vyztužovacím rámem, obr. 6b představuje jeho nárysný pohled.

Příklady provedení vynálezu

Příhradové vyztužovací rámy pro vyztužování důlních chodeb a tunelů jsou vyráběny jako obloukové segmenty, které jsou na koncích opatřeny spoji. V důlní nebo tunelové chodbě jsou skládány a spojovány do oblouku. Příhradový vyztužovací rám je vyroben ze tří paralelních tyčových pásnic £, 2 prostorově uspořádaných na vrcholech rovnoramenného trojúhelníka pomocí příhradových vzpěr 3 jak je patrno z obr. 2a a 2b. Tyto vzpěry 3 se vyrobí jednoduchým způsobem, tvarově shodné, bez předchozího svaření ve tvaru S. Dvě tyto příhradové vzpěry 3 se v požadované šikmé poloze svaří s příčnými vzpěrami 4 na předpokládaném místě v přípravku, takže vznikne do sebe uzavřený výztužný prvek jak je vidět na obr. 4. Takto vyrobené výztužné prvky se uspořádají mezi tyčovými pásnicemi 1 a 2, jak je patrno zobr. 3 a jsou stěmito

-2 CZ 285100 B6 v přípravku svařeny. Příčné vzpěry 4 jsou uspořádány vedle svaru 5, jímž je příhradová vzpěra 3 přivařena k spodní tyčové pásnici 2 a to tak, že příčné vzpěry 4 se dotýkají jak příhradové vzpěry 3, tak spodní tyčové pásnice 2, k nimž je v této poloze přivařena svarem 6 a 7, jak je patrno z obr. Ia a lb. Pro náročnější podmínky zatížení příhradového vyztužovacího rámuje vhodné jeho posílení o přídavné příčné vzpěry 4a. Tyto jsou uspořádány vedle svaru, jímž je přivařena příhradová vzpěra 3 k horní tyčové pásnici 1. Přídavné příčné vzpěry 4a se v tomto případě dotýkají příhradové vzpěry 3 a horní tyčové pásnice 1, k nimž jsou v této poloze přivařeny obdobně jako příčné vzpěry 4. Toto zesílené provedení vyztužovacího rámu je znázorněno na obr. 2a a 2b. Při dodržení základní myšlenky uspořádání příčných vzpěr 4 je také možné provedení příhradové vzpěry 3 hadovitého tvaru jako jednoho celku s příčnými vzpěrami 4 jak je znázorněno na obr. 5a. Tento dílčí celek vyztužovacího rámu se přivaří spodní částí 3b příhradové vzpěry 3 a příčnými vzpěrami 4 k spodním tyčovým pásnicím 2 a horní části 3a příhradové vzpěry 3 k horní tyčové pásnici J. Při provedení popsaného celku s přídavnými příčnými vzpěrami 4a se tyto přivaří k horní tyčové pásnici 1 současně s horní částí 3a příhradové vzpěry 3. Konce příhradových vyztužovacích rámů jsou opatřeny dvěma trubkovými kusy 8, které jsou přivařeny k horní tyčové pásnici 1 a dvěma trubkovými kusy 8, z nichž jeden je přivařen k jedné spodní tyčové pásnici 2 a druhý trubkový kus 8 k druhé spodní tyčové pásnici

2. Takto jsou v prostoru příhradových vyztužovacích rámů předpolohovány rozpěmým dílem 9, k jehož obvodu jsou rovněž přivařeny. Tímto rozpěmým dílem 9 je současně zesílen konec segmentu příhradového vyztužovacího rámu. Trubkové kusy 8 tvoří spoj dvou k sobě přiléhajících segmentů příhradového vyztužovacího rámu. Pevného rozebíratelného spojení lze dosáhnout tak, že přes dva sousedící trubkové kusy 8 se prostrčí čep s otvorem pro klín, kterým se spoj zaklínuje nebo se trubkové kusy 8 sešroubují šroubem.

Průmyslová využitelnost

Příhradového vyztužovacího rámu podle vynálezu lze využít kvyztužování tunelů, důlních chodeb ražených v uhelném a rudném hornictví a k vyztužování podzemních chodeb např. kanalizačních, kolektorových apod.