DE1932107A1

DE1932107A1 - Tunnelring mit staehlerner Tragkonstruktion

Info

Publication number: DE1932107A1
Application number: DE19691932107
Authority: DE
Inventors: Alfred Langer; Haenig Dipl-Ing Siegfried
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-06-25
Filing date: 1969-06-25
Publication date: 1971-01-07
Also published as: US3673806A; DE1932107B2; GB1311113A; JPS4814110B1; FR2039084A5

Description

"Tunnelring mit stählerner Tragkonstruktion"

Für Tunnelauskleidungen werden "beim schildvorgetriebenen Tunnelbau allgemein sogenannte Tübbings aus Gußeisen, Stahlbeton oder Stahl verwendet«, Keine der in dieser Hinsicht bislang bekanntgewordenen Ausführungsformen konnte {jedoch den an sie gestellten Ansprüchen in Tollem Maße genügen..

Gußeiserne Tübbings haben insbesondere den Nachteil, daß sie zur Erreichung eines Widerstandsmoments, wie es zur Vermeidung von Überbeanspruchungen der zugbeanspruonten Seite eines Tübbings erforderlich ist,einen in jeder Hinsicht unwirtschaftlichen Materialaufwand erfordern.

Stahlbetontübbings werden vorwiegend in der bekannten zweischaligen Bauweise ausgeführt. Bei größerem Innendurchmesser der Röhre kommen schwere, unhandliche Tübbings, die bauseitig in der Verankerung benachbarter Ringe und bei der Ausbildung von Stößen nur mit aufwendigen Mitteln zusammengebaut werden können, zum Einsatz. Dieser Nachteil wird dadurch noch erhöht,

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daß die relativ große Ausbaustärke der Auskleidung viel Bodenaushub erfordert.

Stahl ist an sich für Qhinnelauskleidungen in hervorragender Weise geeignet, da seine hohe Elastizität und die Möglichkeit, die Profile auf Zug und Druck gleichwertig zu beanspruchen, eine schlanke und wirtschaftliche Konstruktion zulassen. Wenn sich Stahl trotz dieser Qualitäten für dhiiinelkonstruktionen noch nicht hat durchsetzen können, so liegt der Grund hierfür in seiner Korrosionsgefährdung. Außerdem besteht bei Stahltubbings die Gefahr, daß eine auf sie aufgebrachte Schutzschicht heim ÜÜransport und Einbau verletzt wird, wodurch Angriffsstellen für Hostfraß freigegeben werden.

Es besteht nun zwar an sich die Möglichkeit, die iPunnelaußenhaut gegen Korrosion durch Beton zu schützen, den man zwischen sie und das Gebirge einpressen kann. Hier besteht jedoch der Nachteil, daß man die Güte der Hinterpressung nicht prüfen kann, so daß Beton nur zum kraftschlüssigen Hiaterfüllen des erwähnten Zwischenraumes verwendet werden kann.

Der Erfindung liegt die klare Übersicht über diese Verhältnisse und die Aufgabe zugrunde, hier günstigere ¥oranssetzungen, möglichst unter Yerwendong von Stahl, zu schaffen.

Dieses ebenso schwierig© wie bedeufrangsvolls i*roblem konnte nunmehr sowohl materialmäßig als auch h,inai©htli©ii einer wirtschaftlichen !fertigung und sines ordnungsgsmäßea. Einbaus auf der Baustelle.in vollkommener Weise gemäß der Erfindung gelöst werden. Diese ist durch !Hlblsing» aus teilzjliadrischen

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Stahlblechen gegeben, deren Stöße durch ^e eine vorzugsweise auf ihre Innenfläche aufgeschweißte Lamelle überbrückt und deren Stirnkanten senkrecht einerseits gegen einen teilringförmigen Flachstahl und andererseits gegen den in gleicher Weise gebogenen Steg eines T-Profils geschweißt sind, dessen Flansch im Ring liegt, wobei letzterer zwischen den über ihn nach außen überstehenden Rändern der Flachstähle und der T-Frofilstege als Axialversteifung einen Mantel trägt, der vorzugsweise wasserdicht und als Korrosionsschutz ausgebildet ist.

Der Zusammenbau derartiger Tübbings zu einem Tunnelring wird dadurch erleichtert, daß einer davon in Form eines möglichst kurzen Schlüsselstücks zwischen parallel zueinander liegende Stirnkanten der benachbarten Tübbings eingesetzt ist, die im übrigen radial gerichtete Stirnkanten aufweisen.

Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der Hantel aus Trapezprofilen mit axial gerichteten Rippen besteht, deren Stirnkanten einerseits an den Flachstählen und andererseits an den T-Frofilstegen befestigt, z.B. angeschweißt, sind.

Hierbei ist es vorteilhaft, daß die Hohlräume unter den Trapezprofilen und/oder deren äußere Vertiefungen mit einem stabilisierenden Material, z.B. mit Füllstoffen, wie Blähton, Blähglas, geschäumter Hochofenschlacke, gemagerter Kunststoffhartschaum bzw. auch !leichtbeton ο.dgl., ausgefüllt sind.

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Eine andere Ausfü-hrungsform der Erfindung besteht darin, daß der Mantel aus Beton mit etwaigen Stahleinlagen besteht, welch letztere einerseits an den Flachstählen und andererseits an den GJ-Pr of ils tegen angeschweißt sind.

Der Verbund zwischen dem Beton und der Außenseite der teilzylindrischen Stahlbleche wird dabei beispielsweise durch aufgeschweißte Halteelemente, vorzugsweise Kopfbolzendübel, gewährleistet.

Eine zuverlässige Dichtung der Radialfugen wird dadurch erreicht, daß die Lamellen vorzugsweise nur mit ihren Längsrändern auf den Innenrändern der durch sie überbrückten Teilzylinder aufliegen und an diesen durch dort z.B. angeschweißte Gewindebolzen gehalten sind, zwischen denen auf der vertieften Innenfläche der Lamellen Dichtungsmaterial vorgesehen ist.

Insbesondere aber ist es in dieser Hinsicht empfehlenswert, daß der Mantel eine Schutzschicht trägt.

Eine weitere Maßnahme zur Abdichtung der Radialfugen besteht darin, daß die Schutzschichten der Mantel benachbarter OHibbings als Dichtungsmaterial zwischen deren Stoß geführt sind und gegen dessen untere Längsränder durch eine in der Vertiefung der Lamelle vorgesehene elastisch-plastische Einlage angepreßt werden.

Zusätzlich oder endgültig kann eine sehr zuverlässige Abdichtung der Radialfugen dadurch erfolgen, daß die Lamellen mit den teilzylindrischen Blechen allseitig verschweißt sind.

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Außerdem dient es der Erreichung des genannten Ziels, daß die Stirnkanten der T-Profilstege bzw. der Flachstähle eines Rings mit den an ihnen anliegenden Flachstählen bzw. T-Profilstegen des folgenden Binges durch eine Schweißnaht gedichtet sind.

Eine zuverlässige Dichtung der Ringfugen wird dadurch erreicht, daß die Schutzschicht des Mantels auf der einen Seite eines Tubbings in einer im Außenbereich eines Flachstahls vorgesehenen Nut und auf der anderen Seite des Tübbings in Kut- · tiefe auf dem T-Profilsteg liegt.

Diese elastisch-plastischen Schutzschichten werden beim Zusammenbau zweier Singe derart aneinandergepreßt, daß ein Wassereintritt zwischen ihnen weitestgehend vermieden wird. Zu diesem Zweck sieht der Erfinder vor, daß die Flachstähle des Tunnelrings an den passend gegen sie angelegten T-Profilstegen eines benachbarten Ringes durch Schrauben festgelegt und durch eine an der Innenkante der Flachstähle an den T-Profilstegen rundum geführte Schweißnaht gegeneinander gedichtet sind.

Anhand der Zeichnung ist die Erfi/hdung beispielsweise erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 und 2 zwei aus je zwei Ringen gemäß der Erfindung gebildete Ausführungsformen im Axialschnitt,

Fig. 3 einen Teil des neuaa. Tunnelrings in Stirnansicht, zur Hälfte versetzt vor einem zweiten benachbarten Ring,

Fig. 4- in größerem Maßstab Punkt A aus Fig. 3»

Fig. 5 und 6 Je einen Tübbingstoß an verschiedenen Radialschnitten. \

Danach weist der tragende Teil des neuen Tunnelrings einen Staijlblechring 1 auf, der aus teilzylindrischen Blechen

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1a zusammengesetzt ist, und deren Stöße auf ihrer Innenfläche durch je eine versehraubte und/oder aufgeschweißte Lamelle 2 (Pig. 3 und 5) überbrückt sind. Dabei sind die Stirnkanten dieser Bleche ta einerseits durch, eine Schweißnaht 1b an einen teilringforaigen Flachstahl 3 (?ig. 1» 2 und 6) und andererseits durch eine Schweißnaht 1a je an den Steg 4a eines Έ~ Profils 4 angeschweißt_f dessen Flansch 4b auf der Innenseite des Tunnelrings liegt.

Die Flachstähle 3 und die T-Erof ilstege 4a überragen den Hing 1. Zwischen ihre entsprechenden Teile ist ein den Ring 1 umschließender_t diesen axial versteifender Hantel 5 eingebracht, der gemäß Fig. 1 »3,4,5 und 6 aus Trapezprofilen 5& mit axial gerichteten Hippen besteht und vorzugsweise auf dem Hing 1 und dort zweckmäßig durch Punktschweißung festgelegt ist. Die auf diese Weise zwischen dem Hing 1 und den Trapezprofilen 5a gebildeten Hohlräume sind mit einem stabilisierenden Material 5b, z.B. durch- Füllstoffe, wie Blähton, Blähglas, geschäumte Hochofenschlacket gelagerter Kunststoffbartschaum o.dgl., auegefüllt, während die äußeren Vertiefungen der Trapezprofile 5a mit einem Leichtbeton 5c ausbetoniert sein können.

Die den Hantel bildenden Trapezprofile sind in erster Linie zur Montage der Singe vorgesehen. Sie können später durchkorrodieren, ohne daß das Tragwerk Scfiäden erleidet.

In Fig. 2 ist angedeutet, daß der Hantel 5 auch aus Beton 5d bestehen, und daß dieser durch Stahleinlagen 5e verstärkt sein kann· Biese sind dann einerseits an den Flachstählen 3 und andererseits an den T-Erofilstegen 4a angeschweißt.

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ORiGSNAL INSPECTED

Wie Fig. 3 zeigt, ist einer der aus den Teilen 1a, 2 und 3 gebildeten Tübbings verhältnismäßig kurz gehalten und als Schlüsselstück 6 zwischen die paarweise parallel sueinsnderliege&den Stirnkanten 3a bzw. 4c der Flachstähle 3 bzw* dsr T-Profilstege 4a der benachbarten Tübbings eingesetzte Die Stirnkanten 4d aller übrigen Flachstähle 3 und T-Profilstege 4a sind radial gerichtet*

Bar Ring 1 bzw. die äußeren Vertiefungen der Trapezprofile 5a tragen zur zuverlässigen Halterung der Betonfüllungen 5>e bzw. des Betonmantels 5& beispielsweise aufgeschweißte Halteelemente 7» z„B. Kopfbolzendübel.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, liegen die Lamellen 2 nur Bit ihren Mngsrändern auf der Innenfläche des Hings 1 auf. Bort sind sie durch aufgeschweißte Gewindebolzen 1d und zusätzlich durch eine abdichtende Schweißnaht 1e gehalten.

Zwischen den Gewindebolzen 1d liegt auf der vertieften Innenfläche der Lamellen 2 $e eine elastisch-plastische Dichtung 8« Diese preßt die beiden Enden zweier Schutzschichten 9» die zwei einander benachbarte Trapezprofile 5& abdecken und außerdem zwischen den Stirnkanten der entsprechenden Teilzylinder 1a als Dichtungen dienen, gegen die Einginnenfläche«

Je zwei Tunnelringe der so beschriebenen Art können gemäß Fig. 6 zunächst durch Schrauben 10 stirnseitig aneinander festgelegt werden, die durch entsprechende Bohrungen in den gegen je einen Flachstahl 2 eines Tunnelrings- anliegenden T-Profilsteg 4a des anderen Tunnelringes geführt sind. Dann werden diese

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Teile durch eine an der Innenkante des so gebildeten Flachstahlrings -umlaufende Schweißnaht 11 gegeneinander gedichtet, deren Verlauf zwischen den einander benachbarten Stirnkanten zweier aufeinanderfolgender T-Profilstege 4-a aus Fig. 4- ersichtlich ist. Von außen ist der Spalt zwischen den T-Profilstegen 4a und dem Flachstahlring 3» die beide mit Schutzschichten 9 verkleidet sind, zusätzlich durch Abdeckwinkel 12 gedichtet, deren eine Längsränder in einer Ausnehmung 3b des letzteren eingespannt sind, während ihre anderen Längsränder die Ränder der beiderseitigen Dichtungsschichten 9 überdecken. .

Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, daß die neue stählerne Tragkonstruktion des Tunnelrings einerseits die notwendige Festigkeit hat, zum anderen aber absolut gegen Wassereintritt dicht ist, da sich die erforderlichen Rundschweißnähte von der Tübbinginnenseite aus u.a. durch Verwendung von Schweißautomaten, d.h. in wirtschaftlicher Weise, ausführen lassen. Durch die Schutzschichten über dem Mantel ist der Tunnel außerdem gegen Korrosion geschützt. .

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Claims

Patentansprüche.

Tunnelring mit stählerner Tragkonstruktion, gekennzeichnet .durch Tübbings aus teilzylindrischen Stahlblechen (1a), deren Stöße durch je eine vorzugsweise auf ihre Innenfläche aufgeschweißte Lamelle (2) überbrückt und deren Stirnkanten senkrecht einerseits gegen einen teilringförmigen Flachstahl (3) und andererseits gegen den in gleicher Weise gebogenen Steg (4-a) eines T-Profils (4·) geschweißt sind, dessen Flansch (4b) innerhalb des Ringes (1) liegt, wobei letzterer zwischen den über ihn nach außen überstehenden Rändern der Flachstähle (3) und der T-Profilstege (4a) als Axialversteifung einen Mantel(5) tragen kann, der vorzugsweise wasserdicht und als Korrosionsschutz ausgebildet ist»
2. Tunnelring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Tübbings in Form eines möglichst kurzen Schlüsselstücks zwischen parallel zueinander liegende Stirnkanten der benachbarten Tübbings (1a,3»4) eingesetzt ist, die im übrigen radial gerichtete "Stirnkanten aufweisen.
3. Tunnelring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (5) aus Trapezprofilen (5a) mit axial gerichteten Rippen besteht,. deren Stirnkanten einerseits an den Flachstählen (3) und andererseits an den T-Profilstegen (4-a) befestigt, z.B. angeschweißt, sind. -
4-. Tunnelring nach Anspruch 3_S dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume unter den Trapezprofilen (5a) und/oder deren äußere Vertiefungen mit einem stabilisierenden Material (5"fe»5o)»

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z.B. mit Blähton, Blähglas, geschäumter Hochofenschlacke, gemagertem Kunststoff hartschaum, Leichtbeton o.dgl., ausgefüllt sind.
5. Tunnelring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (5) aus Beton (5d) mit etwaigen Stahleinlagen (5e) besteht, welch letztere einerseits an den Flachstählen (5) und andererseits an den T-Profilstegen (4-a) angeschweißt sind.
6. Tunnelring nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Vertiefungen zwischen den Trapezprofilen (5a) bzw. die Teilzylinder (ta) auf ihrer Außenseite beispielsweise aufgeschweißte Halteelemente (7) für den SHiIlstoff bwz. Beton tragen.
7. Tunnelring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (2) vorzugsweise nur mit ihren Längsrändern aufden Innenrändern der durch sie überbrückten Teilzylinder (ta).aufliegen und an diesen durch dort z.B. angeschweißte Gewindebolzen (td) gehalten sind, zwischen denen auf der vertieften Innenfläche der Lamellen (2) Dichtungsmaterial (8,9) vorgesehen ist.
8. Tunnelring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch, gekennzeichnet, daß der Mantel (5 bzw. 5a, 5d) eine Schutzschicht (9) trägt.
9. Tunnelring nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschichten (9) der Mantel (5^0 benachbarter

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Tübbings (1a,5,*O als Dichtungsmaterial zwischen deren Stoß geführt sind und gegen dessen untere Längsränder durch eine in der Vertiefung der Lamelle (2) vorgesehene elastischplastische Einlage (8) angepreßt werden.
10. Tunnelring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (2) mit den teilzylindrischen Blechen (la) allseitig verschweißt sind.
11. Tunnelring vorzugsweise nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnkanten der T-Profilstege (4-a) bzw. der Flachstähle (3) eines Rings (1) mit den an ihnen anliegenden Flachstählen (3) bzw. T-Pr-ofilstegen (4a) des folgenden Hinges (1) durch eine Schweißnaht (if) gedichtet sind.
12. Tunnelring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (9) des Mantels (5 bzw. 5a, 5d) auf der einen Seite eines Tübbings (1a,3,4) in einer im .Außenbereich eines Flachstahls (3) vorgesehenen Nut (3b) und auf der anderen Seite des Tübbings (1a,3,4) in Nuttiefe auf dem T-Profilsteg (4a) liegt.
13. Tunnelring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß seine Flachstähle (3) an den passend gegen, sie angelegten T-Profilstegen (4a) eines benachbarten Hinges durch Schrauben (10) festgelegt und durch eine an der Innenkante der Flachstähle (3) an den T-Profilstegen (4-a) rundum geführte Schweißnaht (11) gegeneinander gedichtet sind.

Dr.J/Bo. Dr.-Ing. Jooß Dipl.-Ing.Gramm

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Le e rs e i te