DE1115668B

DE1115668B - Shaft lining with sections made of steel-concrete composite prefabricated parts

Info

Publication number: DE1115668B
Application number: DEG23621A
Authority: DE
Inventors: Heinz Link; Kurt Froebrich; Heinz Schors
Original assignee: Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Current assignee: Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Priority date: 1957-12-27
Filing date: 1957-12-27
Publication date: 1961-10-26
Also published as: GB901695A; BE574247A

Description

Schachtauskleidung mit Schüssen aus Stahl-Beton-Verburidfertigteilen Die Erfindung bezieht sich auf Schachtauskleidungen für Bergbauschächte, wobei die einzelnen Schüsse der Auskleidung aus mindestens einem Stahlzylinder und einem Betonmantel bestehen. Im allgemeinen wird der Beton erst während der Montage der Auskleidung nach dem Zusammensetzen der Stahlzylinderschüsse eingebracht. In neuerer Zeit wurde es auch schon bekannt, Stahl-Beton-Verbundfertigteile auf diesem Gebiet zu verwenden, unter anderem wegen der größeren Tragfähigkeit eines mit bereits abgebundenem Beton versehenen Ausbaues, der besseren überwachungsmöglichkeit und deshalb höheren Qualität vorher verarbeiteten Betons sowie nicht zuletzt der verkürzten Montagezeit.Shaft lining with sections made of precast steel-concrete Verburid parts The invention relates to shaft linings for mining shafts, the individual shots of the lining consisting of at least one steel cylinder and a concrete casing exist. In general, the concrete is not set until the lining is being installed introduced after assembling the steel cylinder sections. In more recent times it has been it is already known to use precast steel-concrete composite parts in this area, among other things because of the greater load-bearing capacity of a concrete that has already set provided expansion, better monitoring options and therefore higher quality previously processed concrete and, last but not least, the shortened assembly time.

Die bekannten Stahl-Beton-Verbundschüsse sind nur nach außen flüssigkeitsdicht und bestehen aus einem äußeren Stahlzylinder und einem inneren Betonmantel, der etwas kürzer als der Stahlzylinder und an diesem durch übliche, in den Beton hineinragende Verankerungselemente gehalten ist. Ferner hat man Stahlbetontübbinge mit einem im wesentlichen nur als Dichtungshaut dienenden Blechmantel umgeben, die mit Flanschen zum Zusammenschrauben sowohl der einzelnen Tübbingsegmente zu einem geschlossenen Tübbingring als auch der benachbarten Tübbingringe zur ganzen Tübbingsäule versehen sind.The known steel-concrete composite sections are only impermeable to liquids on the outside and consist of an outer steel cylinder and an inner concrete shell, the somewhat shorter than the steel cylinder and on this by conventional ones that protrude into the concrete Anchoring elements is held. Furthermore, you have reinforced concrete segments with an im essentially only serving as a sealing skin surround the sheet metal jacket with flanges for screwing together both the individual tubbing segments to form a closed one The segment ring as well as the adjacent segment rings to the entire segment column are.

In einem weiteren Fall ist auf einen Stahlzylinder ganz verzichtet und nur ein Betonmantel vorgesehen, in dessen beide Stirnflächen lediglich als Bewehrung des Betons und als Anschlußglieder dienende Blechringe eingelassen sind. Bei der Herstellung von Stahl-Beton-Verbundschüssen, die miteinander verschweißt werden, hielt man es aber bisher für erforderlich, den Betonmantel an der Schweißstelle erst nach dem Schweißen zu ergänzen, um den ungehinderten Zutritt zur Schweißstelle zu ermöglichen und schädliche Auswirkungen des Betons auf die Schweißnaht während des Schweißens zu verhüten. Wo die nachträgliche Ergänzung des Betonmantels nach dem Schweißen schwierig ist, also insbesondere bei Schüssen mit einem durch einen inneren und äußeren Stahlmantel eingeschlossenen Betonmantel, wurde nach wie vor das Einbringen des Betons nach dem Schweißen mindestens eines Abschnittes der Schachtauskleidung empfohlen.In another case, a steel cylinder is completely dispensed with and only one concrete jacket is provided, in both of which end faces are used only as reinforcement of the concrete and metal rings serving as connecting links are embedded. In the Production of steel-concrete composite sections that are welded together, Until now, however, it was considered necessary to put the concrete jacket at the welding point to be added only after welding to ensure unhindered access to the welding point to allow and harmful effects of the concrete on the weld during to prevent welding. Where the subsequent addition of the concrete jacket after welding is difficult, especially when shooting with one through one inner and outer steel jacket, enclosed concrete jacket, was still pouring the concrete after welding at least a section of the shaft lining recommended.

Demgegenüber soll mit der Erfindung eine Lehre gegeben werden, welche die Verwendung von auf der Baustelle angelieferten Stahl-Beton-Verbundfertigteilen für eine Schachtauskleidung ermöglicht, deren Betonmantel nach dem Schweißen an der Baustelle nicht mehr ergänzt zu werden braucht, so daß es nunmehr auch möglich wird, Stahl-Beton-Verbundschüsse mit durchgehendem innerem und äußerem Stahlmantel vorzufertigen.In contrast, the invention is intended to provide a teaching which the use of prefabricated steel-concrete composite parts delivered to the construction site for a manhole lining allows its concrete jacket to be attached after welding the construction site no longer needs to be supplemented, so that it is now also possible steel-concrete composite sections with a continuous inner and outer steel jacket prefabricated.

Die Erfindung erreicht dies dadurch, daß jedes sich in der Regel über eine Länge von zwei Stahlzylinderschüssen erstreckende Verbundfertigteil mit zwei den zugehörigen Betonmantel nach unten ganz und nach oben teilweise abdeckenden Stahlringen versehen ist und diese beiden als Anschläge für den entsprechenden oberen bzw. unteren Ring des benachbarten Fertigteiles dienenden, aus Winkelprofilen bestehenden Ringe mit ihrem einen Schenkel derart an der Innenseite des äußeren Stahlzylinders anliegen, daß der Beton gegen den Bereich der Schweißnaht abgedeckt ist.The invention achieves this in that each is usually about a length of two steel cylinder sections extending composite prefabricated part with two completely covering the associated concrete shell at the bottom and partially at the top Steel rings are provided and these two act as stops for the corresponding upper or lower ring of the adjacent prefabricated part, consisting of angle profiles Rings with one of its legs on the inside of the outer steel cylinder that the concrete is covered against the area of the weld seam.

Wenn es sich um Auskleidungen mit zwei Stahlzylindern handelt, ist zweckmäßig der untere Stahlring mit dem Ende seines sich- über die Breite des Betonmantels erstreckenden Schenkels auch an dem inneren Stahlzylinder angeschweißt, der innere Stahlzylinder nach unten etwas über den Stahlring hinaus verlängert und am oberen Ende entsprechend verkürzt und der Beton am oberen Ende des inneren Stahlzylinders durch einen weiteren Stahlring gegen den Bereich der Schweißnaht zwischen den inneren Stahlzylindern abgedeckt. Im gleichen Zusammenhang ist ferner der Stahlring am oberen Ende des inneren Stahlzylinders an diesen angeschweißt und in seinem oberen Teil, der die etwas verkürzte Oberkante des Stahlzylinders überragt, auf der dem entsprechend verlängerten unteren Ende des darüberliegenden Stahlzylinders zugekehrten Seite keilförmig abgeschrägt.When it comes to linings with two steel cylinders, is expediently the lower steel ring with the end of its spread over the width of the concrete jacket extending leg also welded to the inner steel cylinder, the inner Steel cylinder extended downwards a little beyond the steel ring and at the top The end is shortened accordingly and the concrete is at the top of the inner steel cylinder by another steel ring against the area of the weld seam between the inner ones Steel cylinders covered. In the same context, the steel ring is also at the top End of the inner steel cylinder welded to this and in its upper part, which towers over the slightly shortened upper edge of the steel cylinder, on which accordingly extended lower end of the overlying steel cylinder facing side bevelled wedge-shaped.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einer Ausführungsform beispielsweise dargestellt. Es zeigt Fig. 1 ein in der Werkstatt hergestelltes Verbundfertigteil im Längsschnitt, Fig. 2 einen Querschnitt durch` das gleiche Teil, Fig.3, 4 Längsschnitte an verschiedenen Wandstellen des gleichen Teiles, Fig. 5 einen Längsschnitt an der Verbindungsstelle zweier Verbundfertigteile.The object of the invention is shown in the drawing in one embodiment for example shown. 1 shows a composite prefabricated part produced in the workshop in longitudinal section, Fig. 2 shows a cross section through the same part, Fig. 3, 4 longitudinal sections at different wall locations of the same part, Fig. 5 shows a longitudinal section on the Connection point of two composite prefabricated parts.

Die Auskleidung besteht im wesentlichen aus zwei konzentrischen Stahlzylindern 1, 2 und einem dazwischenliegenden Betonmantel 3. Auf der Außenseite des inneren Stahlzylinders sind, in Umfangs-und Längsrichtung verteilt, hakenförmige Verankerungselemente 4 zum Verstärken der Verbundwirkung zwischen Stahl und Beton angeschweißt.The lining essentially consists of two concentric steel cylinders 1, 2 and a concrete jacket 3 in between. Hook-shaped anchoring elements 4 are welded on the outside of the inner steel cylinder, distributed in the circumferential and longitudinal directions, to reinforce the bond between steel and concrete.

Je zwei Schüsse der beiden Stahlzylinder werden in der aus Fig. 3 ersichtlichen Art zusammengeschweißt. Am unteren Ende eines solchen Doppelschusses wird, wie Fig. 1 erkennen läßt, ein winkelförmiger Stahlring 5 eingeschweißt, dessen kürzerer Schenkel an der Innenseite des Außenzylinders anliegt und dessen längerer Schenkel sich bis gegen die Außenseite des etwas nach unten vorstehenden Innenzylinders erstreckt. Am oberen Ende des Doppelschusses ist an der Innenseite des Außenzylinders ein ebenfalls winkelförmiger Stahlring 6 angeschweißt, dessen waagerechter Schenkel sich aber nur über einen Teil des radialen Abstandes zwischen den beiden Zylindern erstreckt. An der Außenseite des Innenzylinders, dessen Oberkante um das Maß der vorstehenden Unterkante niedriger liegt als die Oberkante des Außenzylinders, ist dort ein weiterer Stahlring 7 angeschweißt, dessen Innenseite in seinem fast um das gleiche Maß überstehenden Teil keilförmig abgeschrägt ist.Two shots each of the two steel cylinders are shown in the FIG. 3 obvious type welded together. At the bottom of such a double shot is, as shown in Fig. 1, an angular steel ring 5 welded, whose shorter leg rests on the inside of the outer cylinder and the longer one Legs up against the outside of the slightly downward protruding inner cylinder extends. At the top of the double shot is on the inside of the outer cylinder a likewise angular steel ring 6 is welded, its horizontal leg but only over part of the radial distance between the two cylinders extends. On the outside of the inner cylinder, the upper edge of which by the dimension of the protruding lower edge is lower than the upper edge of the outer cylinder is there another steel ring 7 welded on, the inside of which in his almost around the same amount of protruding part is beveled in a wedge shape.

Außer durch den unteren Winkelring 5 werden die Doppelschüsse der beiden Zylinder 1, 2 gemäß Fig. 4 durch eine Anzahl querliegend angeschweißter Rohrstutzen 8 in konzentrischer Lage zueinander gehalten. Diese Rohrstutzen, die ebenso wie die Anker 4 mit gewissen Abständen in Umfangs- und Längsrichtung der Zylinder verteilt sind und ebenfalls zur Verbundwirkung beitragen, sind zunächst am inneren Ende mit einem Gewindestopfen 9 verschlossen. Sie dienen in bekannter Weise zum Einpressen von Beton oder einem anderen Hinterfüllungsmittel in den Raum zwischen dem Außenzylinder und dem Gebirge, wenn die ganze Auskleidung oder ein größerer Abschnitt derselben eingebaut ist. Der den ringförmigen Hohlraum zwischen den beiden zusammenhängenden Doppelschüssen des Außen- und des Innenzylinders ausfüllende Betonmantel 3 wird ebenfalls noch in der Werkstatt hergestellt. Das Ganze ist dann ein Stahl-Beton-Verbundfertigteil von etwa 5 m Länge (Fig.1).In addition to the lower angle ring 5, the double sections of the two cylinders 1, 2 according to FIG. 4 are held in a concentric position to one another by a number of transversely welded pipe sockets 8. These pipe sockets, which, like the armature 4, are distributed at certain intervals in the circumferential and longitudinal direction of the cylinder and also contribute to the composite effect, are initially closed with a threaded plug 9 at the inner end. They are used in a known manner for pressing concrete or some other backfilling agent into the space between the outer cylinder and the rock when the entire lining or a larger section of the same is installed. The concrete jacket 3, which fills the annular cavity between the two connected double sections of the outer and inner cylinder, is also manufactured in the workshop. The whole thing is then a precast steel-concrete composite part about 5 m long (Fig. 1).

Solche z. B. in Zusammenarbeit zwischen zwei einschlägigen Firmen hergestellten Fertigteile sind die Baueinheiten für eine Schachtauskleidung. Sie werden an die Schachtbaustelle transportiert und dort in der für einzelne Stahlzylinderschüsse bekannten Weise mittels einer Bühne oberhalb der Schachtmündung zusammengesetzt. Fig. 5 zeigt eine derartige Verbindung zwischen zwei übereinanderliegenden Fertigteilen mit den beiderseitigen ringsumlaufenden Schweißnähten. Für ein. gutes Durchschweißen dieser Verbindungen sind die im gleichen Bereich gegen die Rückseiten der beiden Stahlzylinder anliegenden Stahlringe 5, 6 bzw. 7 wichtig, weil die Zylinder 1, 2 zum Unterschied von den Werkstattverbindungen der Einzelschüsse (Fig. 3) auf der Baustelle nicht mehr auf ihren dem Betonmantel zugekehrten Seiten zugänglich sind und deshalb die Wurzeln der betreffenden Nähte nicht ausgekreuzt und nachgeschweißt werden können. Die beiden Winkelringe 5, 6 dienen zugleich als Anschläge beim Aufeinandersetzen der Fertigteile, während der dritte Stahlring 7 dabei eine genau konzentrische Führung derselben erleichtert.Such z. B. in cooperation between two relevant companies The prefabricated parts produced are the structural units for a manhole lining. she are transported to the shaft construction site and there in the for individual steel cylinder sections known way assembled by means of a stage above the manhole mouth. Fig. 5 shows such a connection between two prefabricated parts lying one above the other with the circumferential welds on both sides. For a. good welding through these connections are those in the same area against the backs of the two Steel rings 5, 6 and 7 resting against the steel cylinder are important because the cylinders 1, 2 in contrast to the workshop connections of the individual shots (Fig. 3) on the Construction site are no longer accessible on their sides facing the concrete shell and therefore the roots of the seams concerned are not crossed out and re-welded can be. The two angle rings 5, 6 also serve as stops when they are placed on top of one another the finished parts, while the third steel ring 7 is an exactly concentric guide same relieved.

Für eine aus solchen Verbundfertigteilen mit bereits abgebundenem Beton hergestellte Auskleidung ergeben sich als wesentliche Vorteile gegenüber den bekannten Verbundteilen die verkürzte Montagezeit ohne nachträgliche Ergänzung des Betonmantels und gegenüber an der Baustelle gegossenen Betonmänteln die sofortige volle Tragfähigkeit. Die Montagezeit läßt sich noch mehr verkürzen, wenn die Montageeinrichtungen es ermöglichen, daß zwei oder mehr Fertigteile an der Baustelle schon neben dem Schacht miteinander verbunden und dann solche Fertigteilgruppen von entsprechend größerer Länge oberhalb des Schachtes zusammengesetzt werden.For one made of such composite prefabricated parts with already set Lining made of concrete emerge as significant advantages over the known composite parts the shortened assembly time without subsequent addition of the Concrete jacket and opposite concrete jackets poured at the construction site the immediate full load capacity. The assembly time can be shortened even more if the assembly facilities make it possible that two or more prefabricated parts at the construction site already next to the Manhole connected to each other and then such precast groups of accordingly greater length above the manhole.

Als ein weiterer Vorteil ist die Unterteilung des Zwischenraumes der beiden Stahlzylinder 1, 2 durch die am unteren Ende jedes Fertigteiles angeordneten Winkelringe 5 anzusehen. Diese Ringe verhindern nämlich, selbst wenn die eine oder andere Schweißnaht am Außenzylinder nicht vollkommen flüssigkeitsdicht sein und etwas Wasser in den mit Beton gefüllten Zwischenraum eindringen sollte, die Bildung einer in gleicher Höhe wie der Wasserballast zusammenhängenden Wassersäule hinter dem Innenzylinder. Infolgedessen kann das dorthin etwa eingedrungene Wasser nur in geringem Maße und örtlich begrenzt auf den Innenzylinder einwirken. Im übrigen kann eine Abstufung der Wandstärken von unten nach oben für einen oder beide Stahlzylinder zweckmäßig sein.Another advantage is the subdivision of the space two steel cylinders 1, 2 by the arranged at the lower end of each prefabricated part To see angle rings 5. These rings prevent namely, even if the one or other weld seam on the outer cylinder must not be completely liquid-tight and should some water penetrate into the space filled with concrete, the formation a column of water behind at the same height as the water ballast the inner cylinder. As a result, the water that has penetrated there can only act to a small extent and locally on the inner cylinder. Furthermore can be a gradation of the wall thickness from bottom to top for one or both steel cylinders be appropriate.

Die Erfindung ist für jede Art von Schächten, also für Bergbau-Förderschächte oder reine -Wetterführungsschächte sowie grundsätzlich auch bei Auskleidungen mit nur einem, und zwar vorzugsweise einem außenliegenden Stahlzylinder anwendbar. Dabei werden an diesem ebenfalls die Winkelringe 5, 6 entsprechend angoerdnet.The invention is for every type of shaft, i.e. for mining production shafts or pure weather ducts as well as in principle also with linings with only one, preferably an external steel cylinder applicable. Included the angle rings 5, 6 are also angoerdnet accordingly on this.

Wenn es sich um Schächte handelt, die im Saugbohrverfahren niedergebracht werden und mit Flüssigkeit gefüllt sind, können die Schachtauskleidungen auch in an sich bekannter Weise mit einem geschlossenen Boden versehen sein und durch Einschwimmen abgesenkt werden.When it comes to shafts that were sunk using the suction drilling method and are filled with liquid, the manhole linings can also be in be provided in a known manner with a closed bottom and by floating be lowered.

Zur Herstellung der Verbundfertigteile in der Werkstatt wird in an sich bekannter Weise eine Innenschalung verwendet, die an Stelle des inneren Stahlzylinders gegen die freien Enden der waagerechten Schenkel der unteren Winkelringe 5 anliegt. Während die Verfestigung der Betonmantelabschnitte bei einer Auskleidung mit zwei Stahlzylindern z. B. durch Rütteln oder Anwendung von Ultraschall erfolgt, kann zum gleichen Zweck bei einer Auskleidung mit nur einem Stahlzylinder vorzugsweise das Vakuumverfahren angewendet werden. Die dazu notwendigen Sauganschlüsse lassen sich in geeigneter Zahl und Verteilung an der den Betonmantel während seiner Herstellung auf der anderen Seite begrenzenden Schalung anbringen.In order to produce the composite prefabricated parts in the workshop, an As is known, an inner formwork is used instead of the inner steel cylinder against the free ends of the horizontal legs of the lower angle rings 5 rests. While the consolidation of the concrete casing sections in the case of a lining with two Steel cylinders z. B. is done by shaking or using ultrasound, can for the same purpose with a lining with only one steel cylinder preferably the vacuum process can be used. Leave the necessary suction connections in suitable numbers and distribution on the concrete shell during his Attach the delimiting formwork on the other side.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Shaft lining for mining shafts, whereby Composite prefabricated parts consisting of at least one steel cylinder section and a concrete casing are delivered to the construction site and the lining according to their through Welding together the steel cylinder sections with increasing length lowered into the shaft is characterized in that each extends usually over a length of two Steel cylinder sections extending composite prefabricated part with two the associated concrete jacket (3) are provided with steel rings (5, 6) that cover completely at the bottom and partially at the top and these two as stops for the corresponding upper and lower ring of the adjacent prefabricated part serving, consisting of angle profiles with rings one of their legs rest against the inside of the outer steel cylinder (1) in such a way that that the concrete is covered against the area of the weld.

2. Manhole lining according to claim 1 with two steel cylinders enclosing the concrete casing, characterized characterized in that the lower steel ring (5) with the end of its extends across the width of the concrete casing (3) extending leg also on the inner steel cylinder (2) is welded on, the inner steel cylinder downwards a little over the steel ring (5) addition is extended and shortened accordingly at the top and the concrete on against the upper end of the inner steel cylinder by another steel ring (7) the area of the weld between the inner steel cylinders is covered.

3. Manhole lining according to claim 2, characterized in that the steel ring (7) welded to the upper end of the inner steel cylinder (2) and in its upper Part that protrudes from the slightly shortened upper edge of this steel cylinder on the facing the correspondingly extended lower end of the steel cylinder above Side is beveled in a wedge shape. Publications considered: German U.S. Patent No. 809,539; German Auslegeschriften No. 1016 206, 1024462.