DE1658729C - Tunnelauskleidung aus Stahlringen, deren Hohlprofil durch einen Betonkern ausgesteift ist - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tunnelauskleidung in Form einteiliger oder aus Tübbings zusammengesetzter Stahlringe, deren Hohlprofil, insbesondere Rinnenprofil, zwischen den zum Tunnelinnern weisenden Stegen ein Betonkern aussteift.

Bei Tunnelauskleidungen ist eine möglichst große elastische Verformbarkeit des Auskleidungsmantels, d. Ii. der Tunnelringe, wichtig, damit die Ringe unter der äußeren Belastung relativ schnell die günstig wirkenden Bettungskrafte des Gebirges wecken. Dies η gilt vornehmlich für schildgetriebene Tunnel.

Üblicherweise werden vorgefertigte Tunnelringe aus Beton, Stahl oder Gußeisen verwendet. Betonringe sind weniger elastisch verformbar als Ringe aus Stahl odt:i Gußeisen.

Um dem Tunnelring eine größere Verformbarkeit zu verleihen, kann man ihn aus einzelnen Tübbings zusammensetzen und die Tübbingstoßstellen als Gelenke ausbilden. Es wird dann die Anlage des Gebirges an den sogenannten Ulmen im wesentlichen durch die Ringgelenke erreich·.. Gelenke im Tunnelring haben jedoch den Nachteil, daß sie die Abdichtung der Tunnelauskleidung gegen Grundwasser außerordentlich erschweren. Deshalb blieb der Einsatz solcher Gr.lenkrings; bisher auf Bodenverhältnisse as beschränkt, die keine hohen Anforderungen an die Wasserdichtigkeit d^s Tuniielauskleidungsmantels stellen.

Andererseits müssen die Tu.melringe beim Auffahren des Tunnels im Schildvortrieb neben der Gebirgs- und Wasserdrucklast auch die in Tunnelliingsrichtung wirkenden Schildvortriebskräfte aufnehmen. Deshalb bedürfen die Stahlringe besonderer Aussteifungen, und zwar um so mehr, als die verwendeten Stahlprofile in der Regel dünnwandig sind. Sofern die Ringe mit Blechen oder Profilen ausgesteift werden, sind sie sehr kostspielig und stellen deshalb die Wirtschaftlichkeit eines Stahltunneiringes in Frage.

Man hat sich daher bis jetzt damit geholfen, das Rinnenprofil der Stahlringe mit einem Betonkern auszusteifen und auf diese Weise die sich aus dem Schildvortrieb ergebenden Druckkräfte über den Beton abzuführen. Die bekannten Stahlringc mit einem Betonkern sind jedoch unzulänglich, weil der 4s Beton die elastische Verformbarkeit des gesamten Ringes beträchtlich herabsetzt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, diesen unerwünschten Einfluß des Betons auf die Stahlringc zu vermeiden, damit die elastische Verformbarkeit des Stahls möglichst ungeschmälert zur Geltung kommt und man nicht gezwungen ist. auf die kostspielige Aussteifung der Stahlprolile mit Blechen od. dgl. zurückzugreifen.

Diese Aufgabe wird bei einer 1 unnelauskleidung der eingangs angegebenen Art crfiniliiiigsgcmiiß dadurch gelöst, dall der Betonkern derart ausgebildet ist, daß er in Umfangsrichtung keine Beanspruchung aufnimmt und nur in Tiinnclliiugsriclitiin^ wirkende Druckkräfte von Steg /u Steg übertrügt.

Dies läßt sich in der Weise verwirklichen, daß der Betonkern in Umfangsriclilung in mehrere Abschnitte unterteilt ist. wischen denen jeweils eine gegebenenfalls mit plastischem Werkstoff ausgefüllte Rauinfiige vorgesehen ist. 6$

Statt dessen kann der Betonkern aber auch in jenen Bereichen, in denen in Umfangsrichtung mit Druckspannung zu rechnen ist, mit quer zur Um-

fangsrichtung verlaufenden Schiitzerr versehen sein, die gegebenenfalls mit einem plastischen Werkstolf ausgefüllt sind.

Weiterhin erscheint es besonders zweckmäßig. wenn die Anzahl der durch Raumfugen uder Schlitze getrennten Betonabschnitte gleich oder ein Vielfaches der über den Tunnelumfang verteilten Sehildvoitriebspressen ist.

Einige Ausführu.jgsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht, und zwar zeigt

F i g. 1 einen aus mehreren Tübbings zusammengesetzten Stahlring,

F i g. 2 einen Tübbing in größerem Maßstab,

Fig. 3 zwei Tübbings einer anderen Ausfiihrungsart,

Fig. 4 einen Querschnitt gemäß der Linie IH-IIl in der Fi g. 2 und

Fig. 5 einen der Fig. 4 entsprechenden Querschnitt durch einen nachträglich mit einer zusätzlichen Betonschicht versehenen Tübbing.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Stahlring aus vier Tübbings, und zwar einem Sohltübbing 1, zwei Ulmentübbings 2 und einem Firsttübbing 3. Die Tübbings stützen sich, gegebenenfalls nur kraftschlüssig, gegeneinander ab.

Die Stahltübbings haben ein Rinnenprofil (Fig.4). An einem den Rinnenboden bildenden Blech 4 sind Seitenstege 5 angeschweißt, die einen Flansch 6 tragen. In der Mitte der Rinnen zwischen den beiden Seitenstegen 5 ist ein Steg 7 mit T-Profil vorgesehen.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist im Stahlprofil ein Betonkern 8 angeordnet, der durch Raumfugen 9 in mehrere Betonabschnitte unterteilt ist. Die Raumfugen 9 sind mit einem plastischen Werkstoff ausgefüllt. Im übrigen ergibt sich auch in Längsrichtung des Tunnels wegen des Steges 7 eine Unterteilung des Betonkerns. Diese Unterteilung entfällt selbstverständlich bei Tübbings ohne Mittelsteg 7.

Die Anzahl der auf den Ringumfang verteilten Betonabschnitte richtet sich beim schildgctricbenen Tunnel zweckmäßig nach der Anzahl der gleichfalb über den Ringiimfang verteilten Schildvortriebsprcssen. Die Zahl der einzelnen Betonabschnitte isi zweckmäßig gleich oder ein Vielfaches der Zahl dei Vortriebspressen. Dadurch wird eine eindeutige Ver teilung der Vortriebskräfte auf alle Bctonabsclmitti erreicht.

In Abwandlung der Ausführung nach Fig.! genügt es rein festigkeitsmäßig, die Betonkerne ii vorgegebenen Abständen mit Schlitzen 9' auszurüstet (Fig. 3). die sich in Ringachsrichtung erstrecker und die jeweils auf der druckbeanspruchten Ring seile /) vorgesehen sind. Die Schlitze sind ver schieden tief. Die Schlitztiete richtet sich jcweil; nach der Spannungsverteilung über die Höhe dp Ringquersehnitts. Bei einem derart geschlitztet Betonkern wird der nicht geschlitzte und auf Zii| beanspruchte Teil Z des Betonkerns diesen Be anspruchungen nicht gewachsen sein, also reißen (^:.iii solcher Riß im Beton leistet der beabsichtigte) Verformbarkeit des Stahls Vorschub, beeinträchtig sie also keineswegs nachteilig.

Im übrigen gilt für die Anzahl der Schlitze 9' in Falle der F i g. 3 dasselbe wie für die Anzahl de Raumfugen 9 gemäß tier Fig. 2.

Sowohl bei der Ausführung nach Fig. 2 als aucl bei jener nach F i g. 3 sind alle dem Betonkern ! zugekehrten !'lachen des Stahlprofils mit eine

reibungsmindernden Schicht 10 versehen, die eine Haftung zwischen Stahl und Beton verhindert.

Soll auf der Innenseite der Ringe nach ihrem Einbau eine zusätzliche Betonschicht 11 (Fig. 5), beispielsweise zum Schutz gegen vagabundierende Ströme und/oder gegen Korrosion, aufgebracht werden, dann wird eine solche Schicht mit dem Betonkern 8 sowie mit den Ringflanschen 6 und dem Flansch des Steges 7 verbunden. In den Betonkern 8 sind Anker 12 eingelassen, deren hakenförmiger Kopf in die Betonschicht Il eingebettet ist. Die Ankerl3 sind an den Flanschen 6 und am Flansch des Steges 7 angeschweißt.

Dabei bleibt zu bedenken, daß die zusätzliche Betonschicht U an sich geeignet ist, die Verformbarkeit des Stahlprofils zu mindern. Dem kann dadurch begegnet werden, daß die Schicht 11 erst nach Abklingen der Verformungen des Ringes auf diesen aufgetragen wird. Andernfalls läßt sich im Ergebnis dasselbe dadurch erreichen, daß die schon vor ao dem Abklingen der Ringverformungen aufgetragene Betonschicht 11 nach dem Vorbild der Betonkerne (F i g. 2, 3) mit axialen Schlitzen versehen wird, die gegebenenfalls bis zum Stahlprofil reichen und die gleichfalls mit einem plastischen Werkstoff ausgefüllt werden können.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Tunnelauskleidung in Form einteiliger oder aus Tübbings zusammengesetzter Stahlringe, deren Hohlprofil, insbesondere Rinnenprofil, zwischen den zum Tunnelinnern weisenden Stegen ein Betonkern aussteift, dadurch gekennzeichnet, daß der Betonkern (8) derart ausgebildet ist, daß er in Umfangsrichtung keine Beanspruchung aufnimmt und nur in Tunnellängsrichtung wirkende Druckkräfte von Steg zu Steg (5) überträgt.

2. Tunnelauskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betonkern (8) in Umfangsrichtung in mehrere Abschnitte unterteilt ist, zwischen denen jeweils eine gegebenenfalls mit plastischem Werkstoff ausgefüllte Raumfuge (9) vorgesehen ist (F i g. 2).

3. Tunnelauskieidung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Betonkern (8) in jenen Bereichen, in denen in Umfangsrichtung mit Druckspannung zu rechnen ist, mit quer zur Umfangsrichtung verlaufenden Schützen (9') versehen ist, die gp-;benenfalls mit einem plastischen Werkstoff ausgeiül't sind (Fig. 3).

4. Tunnelauskleidung nach Anspruch 2 oder 3 für den Einbau in einen durch Schildvortrieb mit Vortriebspressen hergestellten Tunnel, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der durch Raumfugen (9) oder Schlitze (9') getrennten Betonabschnitte (8) gleich oder ein Vielfaches der über den Tunnelumfang verteilten Schildvortriebspressen ist.

5. Tunnelauskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine reibuiigsmindernde Schicht (10), z. B. Schmiermittelschicht, zwischen dem Betonkern und dem Stahlprofil (4, 5, 6, 7).

6. Tunnelauskleidung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß die reibungsminderncle Schicht (10) aus einem Korrosionsschutzmittel besteht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen