DE102014000594B4

DE102014000594B4 - compliant element

Info

Publication number: DE102014000594B4
Application number: DE102014000594.1A
Authority: DE
Inventors: Cord Ole Scharrelmann
Original assignee: SZ SCHACHT und STRECKENAUSBAU GmbH; SZ SCHACHT- und STRECKENAUSBAU GmbH
Current assignee: SZ SCHACHT und STRECKENAUSBAU GmbH; SZ SCHACHT- und STRECKENAUSBAU GmbH
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2014-01-21
Publication date: 2015-12-31
Anticipated expiration: 2034-01-22
Also published as: DE102014000594A1

Abstract

Nachgiebigkeitselement (1) zur Integration in einen untertägigen Verbundausbau, insbesondere zur Integration in einen Verbundausbau aus Rinnenprofilen oder Gitterträgern und einer Betonschale und/oder zur Integration in eine Kontraktionsfuge zwischen Segmenten einer durch Spritzbetonschalen, Ortbetonschalen, Stahlausbauten oder Tübbingen gebildeten Auskleidung, mit wenigstens zwei im Abstand zueinander angeordneten Tragblechen (2, 3) und mit wenigstens einem zwischen den Tragblechen (2, 3) vorhandenen Verformungskörper (4), wobei der Verformungskörper (4) Zwischenräume zwischen den Tragblechen (2, 3) bildet und unter Gebirgsdruck stauchbar und plastisch verformbar ist und wobei, vorzugsweise, die Deformation hauptsächlich den Verformungskörper (4) erfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Verformungskörper (4) durch einen Blechstreifen mit einem Wellenprofil gebildet wird und sich wellenförmig zwischen den Tragblechen (2, 3) erstreckt, wobei wenigstens zwei parallel zueinander verlaufende Verformungskörper (4) nebeneinanderliegend angeordnet sind.Compliance element (1) for integration into an underground composite construction, in particular for integration in a composite construction of gutter profiles or lattice girders and a concrete shell and / or for integration into a contraction joint between segments of a formed by shotcrete shells, in-situ concrete shells, steel structures or tubbing liner, with at least two in Distance from one another arranged support plates (2, 3) and with at least one between the support plates (2, 3) existing deformation body (4), wherein the deformation body (4) spaces between the support plates (2, 3) and compressible under rock pressure and plastically deformable and wherein, preferably, the deformation primarily covers the deformation body (4), characterized in that the deformation body (4) is formed by a sheet metal strip with a wave profile and extends undulating between the support plates (2, 3), at least two parallel zueinande r extending deformation body (4) are arranged side by side.

Description

Die Erfindung betrifft ein Nachgiebigkeitselement zur Integration in einen untertägigen Verbundausbau, insbesondere zur Integration in einen Verbundausbau aus Rinnenprofilen oder Gitterträgern und einer Betonschale und/oder zur Integration in eine Kontraktionsfuge zwischen Segmenten einer durch Spritzbetonschalen, Ortbetonschalen, Stahlausbauten oder Tübbingen gebildeten Auskleidung eines Tunnels oder dergleichen, mit wenigstens zwei im Abstand zueinander angeordneten Tragblechen und mit wenigstens einem zwischen den Tragblechen vorhandenen Verformungskörper, insbesondere mehreren Verformungskörpern, wobei der Verformungskörper Zwischenräume zwischen den Tragblechen bildet und unter Gebirgsdruck stauchbar und plastisch verformbar ist und wobei, vorzugsweise, die Deformation hauptsächlich den Verformungskörper erfasst. Ein solches Nachgiebigkeitselement ist insbesondere zum Einsatz in bruchhaftem Gebirge, beispielsweise in den Alpen, vorgesehen.The invention relates to a compliance element for integration in an underground composite construction, in particular for integration in a composite construction of gutter profiles or lattice girders and a concrete shell and / or integration into a contraction joint between segments of a formed by shotcrete shells, in-situ concrete shells, steel structures or tubbing lining a tunnel or the like , with at least two mutually spaced support plates and with at least one existing between the support plates deformation body, in particular a plurality of deformation bodies, wherein the deformation body forms spaces between the support plates and compressible under rock pressure and plastically deformable and wherein, preferably, the deformation mainly captures the deformation body , Such a compliance element is intended in particular for use in fractured mountains, for example in the Alps.

Aus der DE 32 36 569 A1 ist ein im Berg- und Tunnelbau verwendeter Verbundausbau bekannt, der aus formschlüssig miteinander verbundenen Stahlsegmenten sowie einer zum Streckeninneren gerichteten Verschalung besteht, wobei der Zwischenraum zwischen Gebirge und Verschalung mit schnell abbindenden Baustoffen verfüllbar ist. Die Segmente sind plattenartig in Sandwich-Bauweise und die Verbindungselemente zwischen den Platten als Armierung ausgebildet.From the DE 32 36 569 A1 is a used in mining and tunneling composite construction is known, which consists of positively interconnected steel segments and directed to the interior of the line formwork, the gap between mountains and formwork with fast-setting building materials can be filled. The segments are plate-like in sandwich construction and the connecting elements between the plates designed as a reinforcement.

Um bei einem Tunnelausbruch und/oder bei einem Ausbruch von Schächten, Bunkern, Grubenstrecken oder dergleichen in Gebirgen, in welchen Gebirgsbewegungen zu vermuten bzw. zu erwarten sind, die in den durch Spritzbetonschalen, Ortbetonschalen, Stahlausbauten oder Tübbingen ausgebildeten Auskleidungen auftretenden Deformationen vermeiden zu können, wurde der sogenannte nachgiebige Ausbau entwickelt. Dieser ist in der Lage, Belastungsspitzen, die bei einer Gebirgsbewegung auftreten, so lange nachzugeben, bis die Belastung sich auf benachbarte Bereiche des Ausbaus verteilt hat. Bei einem derartigen nachgiebigen Ausbau in nicht standfesten Gebirgen wird die Auskleidung durch in (Tunnel-)Längsrichtung verlaufende Kontraktionsfugen in Segmente unterteilt. Durch in die Kontraktionsfugen eingesetzte Nachgiebigkeits- oder Stauchelemente wird ein entsprechender Ausbauwiderstand der Auskleidung erreicht. Derartige Nachgiebigkeits- bzw. Stauchelemente weisen üblicherweise einen metallischen, hohlen Grundkörper auf, welche entweder unmittelbar in eine Kontraktionsfuge eingesetzt wird oder welcher vor seinem Einsetzen mit einer komprimierbaren Materialfüllung, insbesondere einem porösen Material wie Blähbeton, Leichtbeton, Gasbeton oder dergleichen verfüllt wird, um einen entsprechend hohen Stauchwiderstand zur Verfügung zu stellen.In order to be able to avoid deformations occurring in the casings formed by shotcrete shells, in-situ concrete shells, steel structures or tubbing at a tunnel outbreak and / or an outbreak of shafts, bunkers, mine routes or the like in mountains, in which mountain movements are to be expected or expected , the so-called yielding expansion was developed. This is able to give load peaks, which occur during a mountain movement, so long until the load has spread to adjacent areas of the expansion. In such a resilient expansion in unstable mountains, the lining is divided into segments by contraction joints running in the (tunnel) longitudinal direction. By used in the contraction joints compliance or compression elements a corresponding expansion resistance of the lining is achieved. Such compliant or upsetting elements usually have a metallic, hollow base body, which is either used directly in a contraction joint or which is filled before its insertion with a compressible material filling, in particular a porous material such as expanded concrete, lightweight concrete, aerated concrete or the like to a to provide correspondingly high compression resistance.

Aus der WO 99/28162 A1 sind Stauchelemente in Form von Stauchrohren bekannt, die stirnseitig zwischen zwei Druckübertragungsplatten eingespannt sind. Bei einer den Ausbeulwiderstand dieser Stauchrohre übersteigenden Axialbelastung treten ringförmige Ausbeulungen der Stauchrohre auf, wobei die aufnehmbare Druckkraft abfällt, bis sich die Wände der sich bildenden Ringfalte aneinander abstützen. Danach steigt die übertragbare Druckkraft wieder bis zur nächsten Ausbeulung unter Ausbildung einer Ringfalte an, so dass sich der Vorgang wiederholt.From the WO 99/28162 A1 are compression elements known in the form of compression tubes, which are clamped at the front between two pressure transfer plates. In a Auszubulwiderstand this compression tubes excess axial load occur annular bulges of the compression tubes, wherein the recordable compressive force drops until the walls of the forming annular fold abut each other. Thereafter, the transferable compressive force increases again until the next bulge to form a ring fold, so that the process is repeated.

Aus der EP 2 042 686 B1 ist ein Nachgiebigkeits- bzw. Stauelement bekannt, dass wenigstens zwei im Abstand zueinander angeordnete Tragbleche und mehrere zwischen den Tragblechen vorgesehene, zueinander distanzierte Rohrkörper aufweist. Jeweils das obere und untere Tragblech weisen Befestigungselemente auf, die der Montage am Bogenausbau dienen. Darüber hinaus besitzen die Tragbleche in die Betonschale fassende Bewehrungen. Diese Stauchelemente dienen als Gebirgsstützelemente, die einen ringförmigen Bogenausbau in Segmente unterteilen und den überwiegenden Anteil der Verformungen aufnehmen sollen. Die Stauchelemente werden vorwiegend zwischen zwei Bogenausbauen aus nachgiebigen Rinnenprofilen oder Gitterträgern eingesetzt. Die Rinnenprofile oder Gitterträger können hierbei mittels Ort- oder Spritzbeton in eine umfangsseitig des Tunnels oder der Strecke eingebrachte Betonschale eingebettet werden. Ferner können die Stauchelemente hinter solchen Bogenausbauen zum Gebirgsmantel hin vorgesehen werden.From the EP 2 042 686 B1 is a compliance or storage element known that at least two spaced-apart support plates and a plurality of provided between the support plates, mutually distanced tubular body has. In each case, the upper and lower support plate have fastening elements, which are used for mounting on Bogenausbau. In addition, the support plates in the concrete shell holding reinforcements. These compression elements serve as rock support elements, which divide an annular arc configuration into segments and are intended to absorb the majority of the deformations. The upsetting elements are mainly used between two arch extensions made of flexible channel profiles or lattice girders. The gutter profiles or lattice girders can here be embedded by means of local or shotcrete in a circumferential side of the tunnel or the track introduced concrete shell. Furthermore, the upsetting elements can be provided behind such Bogenausbauen towards the mountain mantle out.

Die aus der EP 2 042 686 B1 bekannten Stauchelemente aus Stahl sollen die Kraftaufnahme sowohl in tangentialer (Normalkraft) als auch in radialer Richtung (Querkraft) sowie in axialer Richtung (Längskraft in Vortriebsrichtung) ermöglichen. Die Last-Weg-Charakteristik hängt hierbei ab von der Geometrie der als Verformungs- bzw. Stauchkörper verwendeten Rohre, dem Werkstoff der Rohre, der Anzahl der Rohrlagen sowie der Anzahl der Rohre je Schichtlage. Durch die Wahl unterschiedlicher Rohrkombinationen lassen sich unterschiedliche Last-Weg-Kurven erreichen.The from the EP 2 042 686 B1 known compression elements made of steel to allow the force in both tangential (normal force) and in the radial direction (transverse force) and in the axial direction (longitudinal force in the direction of advance). The load-displacement characteristic depends on the geometry of the tubes used as deformation or compression body, the material of the tubes, the number of tube layers and the number of tubes per layer position. By choosing different pipe combinations different load-way curves can be achieved.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Nachgiebigkeitselemente haben sich zwar in der Praxis grundsätzlich bewährt, weisen jedoch den Nachteil auf, dass es unter dem Einfluss des Gebirgsdrucks leicht zu einer unkontrollierten Verformung des Nachgiebigkeitselementes kommen kann. Hierdurch kann es zu einer lokalen Überlastung der Auskleidung kommen, was zu Schäden an der Auskleidung führen kann.Although the known from the prior art compliance elements have basically proven in practice, but have the disadvantage that under the influence of rock pressure can easily come to an uncontrolled deformation of the compliance element. This can lead to a local overload of the Lining, which can lead to damage to the lining.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Nachgiebigkeits- bzw. Stauchelement der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, dass sich durch ein verbessertes Stauchverhalten auszeichnet und sich unter Einfluss von Druckkräften, insbesondere Kräften von 40 bis 180 t, weiterhin insbesondere Kräften von 80 bis 100 t, kontrolliert zusammenpressen lässt, wobei eine Überlastung einer Auskleidung im Deformationsfall sicher ausgeschlossen sein soll.Object of the present invention is to provide a compliance or compression element of the type mentioned that is characterized by an improved compression behavior and under the influence of compressive forces, especially forces of 40 to 180 t, in particular forces from 80 to 100 t, can be pressed together controlled, with an overload of a lining in the deformation case should be excluded.

Die vorgenannte Aufgabe wird gleichermaßen durch ein Nachgiebigkeitselement mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 und durch ein Nachgiebigkeitselement mit den Merkmalen von Patentanspruch 5 gelöst.The above object is solved equally by a compliance element having the features of claim 1 and by a compliance element having the features of claim 5.

Erfindungsgemäß wird der Verformungskörper durch einen Blechstreifen mit einem Wellenprofil gebildet und erstreckt sich vorzugsweise in Längsrichtung der Tragbleche wellenförmig zwischen den Tragblechen. Das Wellenprofil des Verformungskörpers ist gekennzeichnet durch mehrere Wellenberge, nachfolgend auch Profilwellen genannt, mit dazwischenliegenden Wellentälern, wobei der Verformungskörper im Bereich der höchsten Stellen der Profilwellen bzw. der Wellenkämme und im Bereich der tiefsten Stellen der zwischen den Profilwellen liegenden Wellentäler gegen jeweils ein Tragblech anliegen kann. Zur Befestigung in einer Betonschale können die Tragbleche in an sich aus dem Stand der Technik bekannter Weise in die Betonschale fassende Bewehrungen aufweisen.According to the deformation body is formed by a metal strip with a wave profile and preferably extends in the longitudinal direction of the support plates wave-shaped between the support plates. The wave profile of the deformation body is characterized by a plurality of wave crests, also referred to below profile waves, with intermediate troughs, wherein the deformation body in the region of the highest points of the tread shafts or the wave crests and in the region of the lowest points of lying between the tread waves trough each rest against a support plate can. For attachment in a concrete shell, the support plates in the manner known per se from the prior art in the concrete shell holding reinforcements.

Durch das Wellenprofil des Verformungskörpers wird das Stauchverhalten des Nachgiebigkeitselementes verbessert und es wird der wirksame Ausbauwiderstand der Auskleidung erhöht. Das erfindungsgemäße Nachgiebigkeitselement ist dabei in der Lage, Normalkräfte sowie Quer- und Biegekräfte aufzunehmen, wobei das Nachgiebigkeitselement gestaucht und die Zwischenräume zwischen den Tragblechen durch plastische Deformation des Verformungskörpers verkleinert werden. Die Deformation erfasst hierbei hauptsächlich den Verformungskörper. Die Tragbleche können ebenfalls deformiert werden, jedoch, vorzugsweise, in geringerem Ausmaß als der Verformungskörper.By the wave profile of the deformation body, the compression behavior of the compliance element is improved and it is the effective expansion resistance of the liner increases. The compliance element according to the invention is able to absorb normal forces as well as transverse and bending forces, wherein the compliance element is compressed and the spaces between the support plates are reduced by plastic deformation of the deformation body. The deformation mainly covers the deformation body. The support plates may also be deformed, but, preferably, to a lesser extent than the deformation body.

In Abhängigkeit von der Wellengeometrie (Wellenhöhe, Wellenanzahl und Wellenlänge der Profilwellen) und der Dimensionierung des Verformungskörpers (Blechdicke, Blechlänge sowie Materialwahl und/oder Stahlqualität) lässt sich die Last-Weg-Charakteristik des Nachgiebigkeitselementes bedarfsweise an den Einsatzfall anpassen. Durch die Bauart des Verformungskörpers lässt sich sogar während Gebirgsverformungen die Lastaufnahme den individuellen Gebirgsverhältnissen anpassen, indem beispielsweise weitere, eine komplementäre Geometrie aufweisende Verformungskörper oder gebogene Blechstücke in die von dem Verformungskörper zwischen den Tragblechen gebildeten Zwischenräume eingeschoben werden. Darüber hinaus können an den Wellenflanken der Profilwellen zusätzliche Verstärkungsbleche aufgeschweißt sein, um die Blechdicke und damit den Verformungswiderstand zu erhöhen. Um höhere Biegemomente und höhere Kräfte aufzunehmen, ist es auch möglich, Ort- oder Spritzbeton in die Lücken zwischen dem Verformungskörper und den Tragblechen einzubringen.Depending on the wave geometry (wave height, wave number and wavelength of the profile waves) and the dimensioning of the deformation body (sheet thickness, sheet length and choice of material and / or steel quality), the load-travel characteristic of the compliance element can be adapted to the application as needed. Due to the design of the deformation body, the load absorption can be adapted to the individual mountain conditions even during rock deformation by, for example, inserting further deformation bodies or sheet metal pieces having complementary geometry into the intermediate spaces formed by the deformation body between the support plates. In addition, additional reinforcing plates may be welded to the corrugation flanks of the profile shafts in order to increase the sheet thickness and thus the deformation resistance. In order to absorb higher bending moments and higher forces, it is also possible to introduce shotcrete or shotcrete in the gaps between the deformation body and the support plates.

Das erfindungsgemäße Nachgiebigkeitselement zeichnet sich durch ein kontrolliertes und über die Fläche der Tragbleche gleichmäßiges Deformationsverhalten aus, insbesondere bei Krafteinleitung aufgrund von Gebirgsdruck in Normalkraftrichtung, d. h. senkrecht zur Oberfläche der Tragbleche, so dass Überlastungen einer Auskleidung aufgrund einer unkontrollierten und insbesondere Querverformung des Nachgiebigkeitselements, d. h. quer zur Normalkraftrichtung, nicht zu befürchten sind.The compliance element according to the invention is characterized by a controlled deformation behavior that is uniform over the surface of the carrier plates, in particular when the force is introduced due to rock pressure in the normal force direction, ie. H. perpendicular to the surface of the support plates, so that overloading of a lining due to uncontrolled and in particular transverse deformation of the compliance element, d. H. transverse to the direction of normal force, are not to be feared.

Die Tragbleche sind vorzugsweise als ebene Platten ausgebildet, können grundsätzlich jedoch auch eine Wellenform aufweisen. Darüber hinaus können zwischen den Tragblechen auch mehrere Lagen mit Verformungskörpern vorgesehen sein, wobei zwischen zwei Lagen wenigstens ein Trennblech angeordnet sein kann.The support plates are preferably formed as a flat plates, but in principle may also have a waveform. In addition, a plurality of layers with deformation bodies may be provided between the support plates, wherein between two layers at least one separating plate may be arranged.

Die Begriffe ”Wellenprofil” bzw. ”Profilwelle” und ”wellenförmig” sind im Sinne der Erfindung nicht auf eine bestimmte Wellenform festgelegt. Eine Profilwelle kann gerade oder gebogene Wellenflanken bzw. Seitenflächen aufweisen. Im Bereich eines Wellenkamms bzw. des höchsten Teils einer Profilwelle können die Wellenflanken durch einen geraden, gebogenen oder spitz zulaufenden Wellen- oder Brückenabschnitt miteinander verbunden sein. Das gleich gilt für den Verbindungsbereich von zwei benachbarten Profilwellen im Bereich eines Wellentals. Hier können die Wellenflanken von benachbarten Profilwellen ebenfalls durch einen geraden, gebogenen oder spitz zulaufenden Wellen- oder Brückenabschnitt miteinander verbunden sein. Der Verformungskörper kann beispielsweise ein sinusförmiges, trapezförmiges, dreieckförmiges oder sägezahnförmiges Wellenprofil aufweisen.The terms "wave profile" or "profile wave" and "wave-shaped" are not defined in the sense of the invention to a specific waveform. A profiled shaft may have straight or curved wave flanks or side surfaces. In the region of a wave crest or the highest part of a profiled shaft, the corrugation flanks can be connected to each other by a straight, curved or pointed wave or bridge section. The same applies to the connection region of two adjacent profile waves in the region of a wave trough. Here, the wave flanks of adjacent profile waves can also be connected to each other by a straight, curved or tapered wave or bridge section. The deformation body can have, for example, a sinusoidal, trapezoidal, triangular or sawtooth-shaped wave profile.

Der Verformungskörper ist vorzugsweise einstückig ausgebildet, was zu einem hohen Widerstand gegen Verformung führt. Der Verformungskörper kann grundsätzlich jedoch auch mehrstückig ausgebildet sein und, vorzugsweise, miteinander verschweißte Verformungsabschnitte aufweisen.The deformation body is preferably formed in one piece, which leads to a high resistance to deformation. However, the deformation body may in principle also be formed in several pieces and, preferably, have welded-together deformation sections.

Im Übrigen erstreckt sich der Verformungskörper vorzugsweise über die gesamte Länge und/oder Breite der Tragbleche. Dadurch wird eine gleichmäßige Krafteinleitung von Druckkräften in den Verformungskörper und eine gleichmäßige Kraftableitung über den Verformungskörper erreicht, was ein kontrolliertes Verformen des Verformungskörpers unter dem Einfluss von Druckkräften ermöglicht. Incidentally, the deformation body preferably extends over the entire length and / or width of the support plates. As a result, a uniform application of force is achieved by compressive forces in the deformation body and a uniform power dissipation via the deformation body, which allows a controlled deformation of the deformation body under the influence of compressive forces.

Zur Verbesserung des Stauchverhaltens ist es zweckmäßig, wenn das Wellenprofil eine Mehrzahl von Profilwellen mit gleicher Profil- bzw. Wellenlänge aufweist. Insbesondere kann das Wellenprofil zumindest abschnittsweise durch mehrere gleich ausgebildete Profilwellen bzw. Profilwellen mit gleicher Geometrie bzw. gleicher Konturlinie gebildet werden. Weiter insbesondere kann das Wellenprofil punktsymmetrisch zur Mittelquerachse oder zur Mittellängsachse der Tragbleche ausgebildet sein.To improve the compression behavior, it is expedient if the wave profile has a plurality of profile waves with the same profile or wavelength. In particular, the wave profile can be formed at least in sections by a plurality of identically shaped profile shafts or profile shafts having the same geometry or the same contour line. In particular, the wave profile can be formed point-symmetrical to the central transverse axis or to the central longitudinal axis of the support plates.

In einer Erstreckungsrichtung, insbesondere in Längsrichtung, des Verformungskörpers aufeinander folgende Profilwellen können unmittelbar ineinander übergehen. Hierunter ist im Sinne der Erfindung zu verstehen, dass zwei Wellenflanken benachbarter Profilwellen durch einen kurzen gebogenen oder spitz zulaufenden Brückenabschnitt miteinander verbunden sind. Alternativ ist es grundsätzlich aber auch möglich, dass Wellenflanken benachbarter Profilwellen nicht unmittelbar, sondern durch einen geraden und im wesentlichen parallel zu einem Tragblech verlaufenden Brückenabschnitt bestimmter Länge miteinander verbunden sind. Das Verhältnis der Länge eines solchen geraden Brückenabschnitts zur Wellenlänge einer Profilwelle kann weniger als 1:2, vorzugsweise weniger als 1:4, betragen, um ein gutes Stauchverhalten des Nachgiebigkeitselementes zu gewährleisten.In a direction of extension, in particular in the longitudinal direction, of the deformation body successive profile waves can pass directly into one another. For the purposes of the invention, this is to be understood as meaning that two wave flanks of adjacent profile waves are connected to one another by a short bent or pointed bridge section. Alternatively, however, it is also possible in principle for corrugation flanks of adjacent profiled shafts to be connected to each other not directly but through a straight bridge section of a specific length extending substantially parallel to a support plate. The ratio of the length of such a straight bridge section to the wavelength of a profile wave may be less than 1: 2, preferably less than 1: 4, in order to ensure a good compression behavior of the compliance element.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass eine Profilwelle von zwei aufeinander zulaufenden geraden Längsabschnitten des Verformungskörpers als Wellenflanken gebildet wird, wobei die Längsabschnitte über einen gebogenen Brückenabschnitt des Verformungskörpers als Wellenkamm miteinander verbunden sind. Die Wellenflanken benachbarter Profilwellen sind dabei im Bereich eines Wellentals ebenfalls durch einen gebogenen Brückenabschnitt miteinander verbunden. Für einen hohen Verformungswiderstand ist es in diesem Zusammenhang zweckmäßig, wenn der Winkel zwischen zwei über einen Brückenabschnitt miteinander verbundenen geraden Längsabschnitten des Verformungskörpers zwischen 45° und 145°, vorzugsweise ca. 90°, beträgt.In a particularly preferred embodiment of the invention, however, it is provided that a profiled shaft is formed by two converging straight longitudinal sections of the deformation body as wave flanks, wherein the longitudinal sections are connected to each other via a bent bridge portion of the deformation body as a wave crest. The wave flanks of adjacent profile waves are also connected to each other in the region of a wave trough by a curved bridge section. For a high resistance to deformation, it is expedient in this context if the angle between two interconnected via a bridge section straight longitudinal sections of the deformation body between 45 ° and 145 °, preferably about 90 °.

In Zusammenhang mit der Erfindung hat sich gezeigt, dass ein kontrolliertes Zusammenpressen des Nachgiebigkeitselementes unter Gebirgsdruck dann erreicht wird, wenn wenigstens zwei, insbesondere drei, im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende nebeneinanderliegende Verformungskörper zwischen den Tragblechen vorgesehen sind. Diese können dann quer zur Längsrichtung des Nachgiebigkeitselementes hintereinanderliegend angeordnet sind. Vorzugsweise sind benachbarte Verformungskörper um 180° zueinander gedreht zwischen den Tragblechen angeordnet.In connection with the invention it has been found that a controlled compression of the compliance element under rock pressure is achieved when at least two, in particular three, substantially mutually parallel adjacent deformation bodies are provided between the support plates. These can then be arranged one behind the other transversely to the longitudinal direction of the compliance element. Preferably, adjacent deformation elements are arranged rotated by 180 ° to each other between the support plates.

Wellenberge und Wellentäler von nebeneinanderliegenden Verformungskörpern können einen synchronen Verlauf zeigen oder, vorzugsweise, gegeneinander ”phasenverschoben” angeordnet sein. ”Phasenverschoben” im Sinne der Erfindung bedeutet, dass Profilwellen in Längsrichtung der Verformungskörper versetzt zueinander angeordnet sind. Zur weiteren Aussteifung des Nachgiebigkeitselementes trägt bei, dass nebeneinanderliegend angeordnete Verformungskörper unmittelbar gegeneinander anliegen können.Wave crests and wave troughs of adjacent deformation bodies can show a synchronous course or, preferably, can be arranged "out of phase" with respect to one another. "Phase-shifted" in the sense of the invention means that profile waves are arranged offset from each other in the longitudinal direction of the deformation body. For further stiffening of the compliance element contributes that adjacently arranged deformation body can directly abut each other.

Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein quer zu dem Verformungskörper zwischen den Tragblechen angeordneter Verstärkungskörper zur Querverstärkung vorgesehen, wobei, vorzugsweise, der Verstärkungskörper ebenfalls ein Wellenprofil aufweisen kann. Der Verstärkungskörper kann ein beliebiges Wellenprofil wie oben beschrieben aufweisen, und sich, vorzugsweise, im Wesentlichen über die gesamte Breite oder Länge der Tragbleche erstrecken. Vorzugsweise ist ein wellenförmig gebogener Blechstreifen als Verstärkungskörper vorgesehen, der lediglich eine Profilwelle aufweist. Mehrere Verstärkungskörper können in einer Erstreckungsrichtung des Verstärkungskörpers, insbesondere in dessen Längsrichtung, hintereinander liegend angeordnet sein. Durch wenigstens einen Verstärkungskörper lässt sich eine Querverschiebung der Tragbleche relativ zueinander, d. h. in Richtung der Flachseiten der Tragbleche, bei Belastung der Tragbleche in Normalkraftrichtung, d. h. senkrecht zu den Flachseiten, weitgehend ausschließen. Darüber hinaus tragen die Verstärkungskörper auch zur Versteifung des erfindungsgemäßen Nachgiebigkeitselementes bei.In an alternative embodiment of the invention, at least one reinforcement body arranged transversely to the deformation body between the support plates is provided for transverse reinforcement, wherein, preferably, the reinforcement body may likewise have a wave profile. The reinforcing body may have any wavy profile as described above and, preferably, extend substantially over the entire width or length of the support plates. Preferably, a corrugated sheet metal strip is provided as a reinforcing body, which has only one profiled shaft. A plurality of reinforcing bodies can be arranged one behind the other in an extension direction of the reinforcing body, in particular in its longitudinal direction. By at least one reinforcing body can be a transverse displacement of the support plates relative to each other, d. H. in the direction of the flat sides of the support plates, when loading the support plates in the normal force direction, d. H. perpendicular to the flat sides, largely exclude. In addition, the reinforcing bodies also contribute to the stiffening of the compliance element according to the invention.

Verstärkungskörper und Verformungskörper können einander übergreifend oder durchgreifend zwischen den Tragblechen angeordnet sein, um das Verformungsverhalten des Nachgiebigkeitselementes weiter zu verbessern. Beispielsweise kann der Verstärkungskörper einen mittleren Verformungskörper überbrücken, wobei dann ein Wellenberg des Verstärkungskörpers einem Wellental des Verformungskörpers gegenüber liegt und der Wellenberg des Verstärkungskörpers und das Wellental des Verformungskörpers gegen unterschiedliche Tragbleche anliegen. Dies wirkt sich vorteilhaft auf das Stauchverhalten aus.Reinforcing body and deformation body may be arranged over each other or cross-cutting between the support plates to further improve the deformation behavior of the compliance element. For example, the reinforcing body can bridge a middle deformation body, in which case a corrugation peak of the reinforcing body lies opposite a corrugation valley of the deformation body and the corrugation peak of the reinforcing body and the corrugation valley of the deformation body rest against different support plates. This has an advantageous effect on the compression behavior.

Der Verformungskörper kann zwischen den Trägerblechen eingeschweißt sein. Vorzugsweise erfolgt das Verschweißen lediglich randseitig an den außenliegenden Längsrändern des Verformungskörpers im Bereich der Brückenabschnitte, an denen der Verformungskörper gegen ein Tragblech anliegt. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, den Verformungskörper an seinen Stirnseiten mit einem oder beiden Trägerblechen zu verschweißen. Hierbei wird der Verformungskörper vorzugsweise über die gesamte Länge seiner Stirnkanten verschweißt. Der Verstärkungskörper kann ebenfalls zwischen den Trägerblechen eingeschweißt sein, vorzugsweise lediglich an seinen Stirnseiten. The deformation body can be welded between the support plates. Preferably, the welding takes place only at the edges on the outer longitudinal edges of the deformation body in the region of the bridge sections, against which the deformation body rests against a support plate. Alternatively or additionally, it may be provided to weld the deformation element at its end faces with one or both support plates. In this case, the deformation body is preferably welded over the entire length of its end edges. The reinforcing body may also be welded between the support plates, preferably only at its end faces.

Die zuvor beschriebenen und nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Merkmale können bedarfsweise miteinander kombiniert werden, auch wenn dies nicht im Einzelnen ausdrücklich beschrieben ist. Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Nachgiebigkeitselementes schräg von der Seite.The features described above and described below with reference to the drawings may, if necessary, be combined with each other, even if this is not described in detail. The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. 1 shows a perspective view of a compliance element according to the invention obliquely from the side.

In 1 ist ein Nachgiebigkeitselement 1 zur Integration in einen untertätigen Verbundausbau mit wenigstens zwei in einem Abstand zueinander angeordneten Tragblechen 2, 3 und mit drei zwischen den Tragblechen 2, 3 angeordneten und sich in Längsrichtung X des Nachgiebigkeitselementes 1 erstreckenden gleich ausgebildeten Verformungskörpern 4 gezeigt. Durch die Verformungskörper 4 werden Zwischenräume 5 zwischen den Tragblechen 2, 3 geschaffen, wobei die Verformungskörper 4 unter Gebirgsdruck stauchbar und plastisch verformbar sind. Die Nachgiebigkeit des Nachgiebigkeitselementes 1 ist im Wesentlichen gegen vertikale Kräfte 6, 7 ausgerichtet, die in Normalkraftrichtung auf die Tragbleche 2, 3 wirken. Im Verbundausbau, wobei das Nachgiebigkeitselement 1 beispielsweise in einen Ausbau aus Rinnenprofilen oder Gitterträgern und einer Betonschale integriert sein kann, sind diese Kräfte 6, 7 gegeneinander und gegen das Nachgiebigkeitselement 1 gerichtet. Erreichen diese Kräfte 6, 7 eine bestimmte Größe, so wird das Nachgiebigkeitselement 1 gestaucht und es werden die Zwischenräume 5 zwischen den Tragblechen 2, 3 verkleinert. Die Verformungskörper 4 werden hierbei plastisch deformiert, wobei die Deformation hauptsächlich die Verformungskörper 4 erfasst.In 1 is a compliance element 1 for integration into an underground composite construction with at least two support plates arranged at a distance from one another 2 . 3 and with three between the support plates 2 . 3 arranged and in the longitudinal direction X of the compliance element 1 extending equal trained deformation bodies 4 shown. By the deformation body 4 become spaces 5 between the support plates 2 . 3 created, wherein the deformation body 4 are compressible under rock pressure and plastically deformable. The compliance of the compliance element 1 is essentially against vertical forces 6 . 7 aligned in the direction of normal force on the support plates 2 . 3 Act. In the composite structure, wherein the compliance element 1 For example, in an expansion of gutter profiles or lattice girders and a concrete shell can be integrated, these forces 6 . 7 against each other and against the compliance element 1 directed. Achieve these powers 6 . 7 a certain size, so will the compliance element 1 compressed and it will be the spaces 5 between the support plates 2 . 3 reduced. The deformation bodies 4 are plastically deformed, the deformation mainly the deformation body 4 detected.

Wie sich aus 1 ergibt, wird jeder Verformungskörper 4 durch einen Blechstreifen mit einem Wellenprofil gebildet und erstreckt sich in Längsrichtung X wellenförmig zwischen den Tragblechen 2, 3. Das Nachgiebigkeitselement 1 zeichnet sich durch ein verbessertes Stauchverhalten und durch eine kontrollierte Deformation unter Gebirgsdruck aus.As it turned out 1 results, every deformation body becomes 4 formed by a metal strip with a wave profile and extending in the longitudinal direction X undulating between the support plates 2 . 3 , The compliance element 1 is characterized by an improved compression behavior and by a controlled deformation under rock pressure.

Jeder Verformungskörper 4 ist einstückig ausgebildet und erstreckt sich über die gesamte Länge der Tragbleche 2, 3. In Längsrichtung X weist jeder Verformungskörper 4 eine Mehrzahl von Profilwellen 8 auf. Jede Profilwelle 8 wird gebildet durch zwei aufeinander zulaufende gerade Längsabschnitte 9, 10 des jeweiligen Verformungskörpers 4, die Wellenflanken der Profilwelle 8 bilden, wobei die Längsabschnitte 9, 10 einer Profilwelle 8 über gebogene Brückenabschnitte 11 als Wellenkämme miteinander verbunden sind. Jeder Verformungskörper 4 weist ein Wellenprofil mit drei gleich ausgebildeten und unmittelbar ineinander übergehenden Profilwellen 8 auf, wobei in Längsrichtung X benachbarte Profiwellen 8 über einen gebogenen weiteren Brückenabschnitt 12 miteinander verbunden sind. Die weiteren Brückenabschnitte 12 bilden Wellentäler zwischen benachbarten Profilwellen 8.Every deformation body 4 is integrally formed and extends over the entire length of the support plates 2 . 3 , In the longitudinal direction X, each deformation body 4 a plurality of profile shafts 8th on. Every profile wave 8th is formed by two converging straight longitudinal sections 9 . 10 of the respective deformation body 4 , the wave flanks of the profile shaft 8th form, with the longitudinal sections 9 . 10 a profile wave 8th over curved bridge sections 11 are connected together as wave crests. Every deformation body 4 has a wave profile with three equally shaped and directly merging profile waves 8th on, wherein in the longitudinal direction X adjacent professional waves 8th over a curved further bridge section 12 connected to each other. The other bridge sections 12 form troughs between adjacent profile waves 8th ,

Um einen ausreichend hohen Ausbeulwiderstand zu gewährleisten, beträgt der Winkel α zwischen zwei über einen Brückenabschnitt 11 miteinander verbundenen Längsabschnitten 9, 10 einer Profilwelle 8 vorzugsweise ca. 90°.In order to ensure a sufficiently high dent resistance, the angle α is between two over a bridge section 11 interconnected longitudinal sections 9 . 10 a profile wave 8th preferably about 90 °.

Nicht dargestellt ist, dass die Brückenabschnitte 11, 12 auch geradlinig ausgebildet sein können. Auch ist es möglich, dass die Längsabschnitte 9, 10 gebogen ausgebildet sind. Dadurch lässt sich das Wellenprofil der Verformungskörper 4 bedarfsweise an den Belastungsfall anpassen.Not shown is that the bridge sections 11 . 12 can also be designed in a straight line. It is also possible that the longitudinal sections 9 . 10 are formed bent. This allows the wave profile of the deformation body 4 If necessary, adapt to the load case.

Die Verformungskörper 4 liegen in Längsrichtung X des Nachgiebigkeitselementes 1 nebeneinander bzw. Querrichtung Y hintereinander und werden durch gleich ausgebildete Blechstreifen gebildet. Bei der gezeigten Ausführungsform weisen der vorderste Verstärkungskörper 4 und der hinterste Verformungskörper 4 einen synchronen Wellenverlauf auf. Der mittlere Verformungskörper 4 ist gegenüber den beiden anderen Verformungskörpern 4 um 180° um eine Längsachse des Nachgiebigkeitselementes 1 gedreht angeordnet. Die Profilwellen 8 des mittleren Verformungskörpers 4 liegen dementsprechend mit Bezug auf 1 im Bereich der Wellenkämme gegen das untere Tragblech 3 an, während die Profilwellen 8 des vorderen und des hinteren Verformungskörpers 4 im Bereich der Wellenkämme gegen das obere Tragblech 2 anliegen. Die Profilwellen 8 des vorderen Verformungskörpers 4 und des hinteren Verformungskörpers 4 sind gegenüber den Profilwellen 8 des mittleren Verformungskörpers 4 phasenversetzt bzw. in Längsrichtung X zueinander verschoben. Es versteht sich, dass auch lediglich zwei oder mehr als drei Verformungskörper 4 vorgesehen sein können.The deformation bodies 4 lie in the longitudinal direction X of the compliance element 1 side by side or transverse direction Y one behind the other and are formed by identically formed metal strips. In the embodiment shown, the foremost reinforcing body 4 and the rearmost deformation body 4 a synchronous waveform. The middle deformation body 4 is opposite to the other two deformation bodies 4 180 ° about a longitudinal axis of the compliance element 1 arranged rotated. The profile waves 8th of the middle deformation body 4 are accordingly with reference to 1 in the area of the wave crests against the lower support plate 3 on, while the profile waves 8th the front and the rear deformation body 4 in the area of the wave crests against the upper support plate 2 issue. The profile waves 8th of the front deformation body 4 and the rear deformation body 4 are opposite the profile shafts 8th of the middle deformation body 4 out of phase or shifted in the longitudinal direction X to each other. It is understood that only two or more than three deformation bodies 4 can be provided.

Um eine hohe Verformungssteifigkeit zu erreichen, liegen die Verformungskörper 4 vorzugsweise unmittelbar gegeneinander an. Grundsätzlich können diese jedoch auch voneinander beabstandet sein.In order to achieve a high deformation stiffness, are the deformation body 4 preferably directly against each other. In principle, however, these can also be spaced from each other.

Weiterhin weist das Nachgiebigkeitselement 1 quer zu den Verformungskörpern 4 angeordnete Verstärkungskörper 13 zur Querverstärkung bzw. zur Querversteifung auf, wobei jeder Verstärkungskörper 13 durch einen Blechstreifen gebildet wird, der eine Profilwelle 8 beschreibt. Durch die Verstärkungskörper 13 lässt sich eine Verschiebung der Tragbleche 2, 3 relativ zueinander in Querrichtung Y des Nachgiebigkeitselementes 1 bei Belastung der Tragbleche 2, 3 in Normalkraftrichtung N weitgehend ausschließen, so dass die Tragbleche 2, 3 beim Stauchen des Nachgiebigkeitselementes 1 weitgehend ohne Querverschiebung aufeinander zubewegt werden. Jeder Verstärkungskörper 13 weist zwei geradlinige Längsabschnitte 9, 10 und einen mittleren gebogenen Brückenabschnitt auf, der die beiden Längsabschnitte 9, 10 miteinander verbindet. Die Brückenabschnitte der Verstärkungskörper 13 sind in 1 nicht gezeigt. Vorzugsweise weisen die Profilwellen 8 der Verformungskörper 4 und die Profilwellen 8 der Verstärkungskörper 13 eine im Wesentlichen gleiche Geometrie bzw. gleiche Konturlinie auf. Nicht dargestellt ist, dass zusätzlich Bleche auf den Längsabschnitten 9, 10 einer Profilwelle 8 aufgeschweißt sein können, um die Steifigkeit des Nachgiebigkeitselementes 1 zu erhöhen.Furthermore, the compliance element 1 transverse to the deformation bodies 4 arranged reinforcing body 13 for transverse reinforcement or transverse reinforcement, wherein each reinforcing body 13 is formed by a metal strip, which is a profiled shaft 8th describes. Through the reinforcing body 13 can be a shift of the support plates 2 . 3 relative to each other in the transverse direction Y of the compliance element 1 when loading the support plates 2 . 3 in normal force direction N largely exclude, so that the support plates 2 . 3 when compressing the compliance element 1 be moved towards each other largely without transverse displacement. Each reinforcing body 13 has two straight longitudinal sections 9 . 10 and a central curved bridge section which defines the two longitudinal sections 9 . 10 connects with each other. The bridge sections of the reinforcing bodies 13 are in 1 Not shown. Preferably, the profile shafts 8th the deformation body 4 and the profile waves 8th the reinforcing body 13 a substantially identical geometry or the same contour line. Not shown is that in addition sheets on the longitudinal sections 9 . 10 a profile wave 8th can be welded to the stiffness of the compliance element 1 to increase.

Die Verstärkungskörper 4 und die Verformungskörper 13 sind zwischen den Tragblechen 2, 3 eingeschweißt. Hierzu werden die Verformungskörper 4 im Bereich ihrer Stirnseiten und längsseitig an wenigstens einem Außenrand im Bereich der Brückenabschnitte 11, 12 mit den Tragflächen 2, 3 über in 1 schematisch gezeigte Schweißverbindungen 13a verschweißt. Der Verstärkungskörper 13 ist im Bereich des Wellenkamms und/oder im Bereich seiner Stirnseiten mit den Tragblechen 2, 3 verschweißt. Dies führt zu einer sehr stabilen Befestigung, so dass bei den unter Gebirgsdruck auftretenden Kräften 6, 7 eine unkontrollierte Deformation des Nachgiebigkeitselementes 1 aufgrund gebrochener Verbindungen zwischen den Verformungskörpern 4 bzw. den Verstärkungskörpern 13 und den Tragblechen 2, 3 nicht zu befürchten ist.The reinforcing bodies 4 and the deformation bodies 13 are between the support plates 2 . 3 shrink wrapped. For this purpose, the deformation body 4 in the region of their end faces and on the longitudinal side at least one outer edge in the region of the bridge sections 11 . 12 with the wings 2 . 3 about in 1 schematically shown welded joints 13a welded. The reinforcing body 13 is in the region of the wave crest and / or in the region of its end faces with the support plates 2 . 3 welded. This leads to a very stable attachment, so that at the forces occurring under rock pressure 6 . 7 an uncontrolled deformation of the compliance element 1 due to broken connections between the deformation bodies 4 or the reinforcing bodies 13 and the support plates 2 . 3 is not to be feared.

Claims

Compliance element ( 1 ) for integration into an underground composite construction, in particular for integration in a composite construction of gutter profiles or lattice girders and a concrete shell and / or for integration into a contraction joint between segments of a lining formed by shotcrete shells, in-situ concrete shells, steel structures or tubbing, with at least two spaced apart Support plates ( 2 . 3 ) and at least one between the support plates ( 2 . 3 ) existing deformation body ( 4 ), wherein the deformation body ( 4 ) Spaces between the support plates ( 2 . 3 ) and under rock pressure compressible and plastically deformable, and wherein, preferably, the deformation mainly the deformation body ( 4 ), characterized in that the deformation body ( 4 ) is formed by a metal strip with a wave profile and undulating between the support plates ( 2 . 3 ), wherein at least two mutually parallel deformation body ( 4 ) are arranged side by side.

Compliance element ( 1 ) according to claim 1, characterized in that in the longitudinal direction of the deformation body ( 4 ) successive profile waves ( 8th ) over a curved bridge section ( 2 ) are interconnected and directly merge.

Compliance element ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that a profiled shaft ( 8th ) of two converging straight longitudinal sections ( 9 . 10 ) of the deformation body ( 4 ) is formed as wave flanks, wherein the longitudinal sections ( 9 . 10 ) over a curved bridge section ( 11 ) are connected together as a wave crest and wherein, preferably, the angle between two via a bridge section ( 11 ) longitudinal sections ( 9 . 10 ) a profiled shaft ( 8th ) is between 45 ° and 135 °, preferably about 90 °.

Compliance element ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that adjacently arranged deformation bodies ( 8th ) equal profile waves ( 8th ) and / or profiled shafts ( 8th ) of adjacently arranged deformation bodies ( 4 ) are out of phase with each other.

Compliance element ( 1 ) for integration into an underground composite construction, in particular for integration in a composite construction of gutter profiles or lattice girders and a concrete shell and / or for integration into a contraction joint between segments of a lining formed by shotcrete shells, in-situ concrete shells, steel structures or tubbing, with at least two spaced apart Support plates ( 2 . 3 ) and at least one between the support plates ( 2 . 3 ) existing deformation body ( 4 ), wherein the deformation body ( 4 ) Spaces between the support plates ( 2 . 3 ) and under rock pressure compressible and plastically deformable, and wherein, preferably, the deformation mainly the deformation body ( 4 ), in particular according to one of the preceding claims, characterized in that the deformation body ( 4 ) by a metal strip with a Wave profile is formed and undulating between the support plates ( 2 . 3 ), wherein at least one transverse to the deformation body between the support plates ( 2 . 3 ) arranged reinforcing body ( 13 ) is provided for transverse reinforcement.

Compliance element ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing body ( 13 ) a wave profile with at least one profile wave ( 8th ) having.