DE1932107B2

DE1932107B2 -

Info

Publication number: DE1932107B2
Application number: DE1932107*A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl.-Ing. Haenig; Alfred Langer
Original assignee: Stahlwerke Pein Salzgitter AG
Current assignee: Stahlwerke Pein Salzgitter AG
Priority date: 1969-06-25
Filing date: 1969-06-25
Publication date: 1975-09-11
Also published as: DE1932107A1; GB1311113A; FR2039084A5; JPS4814110B1; US3673806A

Description

zeichnet durch zwei gegeneinanderliegende Winkelstreifen (12), die mit ihrem einen Schenkel gemeinsam in einer nach außer offenen Nut ßb) zwischen dem T-Profilsteg (4a) und dem Flachstahl (3) benachbarter Tübbings gehalten sind und mit ihrem anderen Schenkel jeweils den Rand einer Schutzfolie (9) dichtend überdecken.

Die Erfindung betrifft etnen Tunnelring mit stählerner Tragkonstruktion, bes'ehend aus Tübbings aus teilzylindrischen Stahlblechen, deren eine Stirnkante rechtwinklig an einen teilringförmig gebogenen Steg eines Profils angeschv/eißt ist das nach außen über den Tunnelring vorsteht und mit einem Flansch innerhalb des Tunnelringes liegt.

Eine derartige Konstruktion läßt sich der DT-AS 12 24 764 entnehmen. Hier bestehen die Tübbings aus dünnen Wellblechstreifen, die an ihren Stirnkanten mit den Stegen U-förmig gebogener Profile verschweißt sind. Zwischen den sich gegenüberliegender U-Profilen ist zur Aussteifung des Tübbings jeweils eine ebenfalls einen U-förmigen Querschnitt aufweisende Längssirebe eingeschweißt, die unter dem Wellblechstreifen liegt.

Die beim Einbau auf die Tunnelringe aufgebrachten Schildvortriebskräfte können eine Gesamtkraft von 5000 bis 15 0001 aufweisen. Ein einfacher Stahlmantel kann diese Kräfte nicht aufnehmen und muß daher verrippt werden. Ebenso wie bei der genannten DT-AS 12 24 764 weisen die zur Versteifung des Stahlmantels vorgesehenen Rippen radial nach innen, sind also auf der Innenseite des Stahlmantels aufgebracht. Da diese Rippen nach dem Einbau der Tunnelringe keinerlei statische Kräfte mehr aufzunehmen brauchen, wären sie nach dem Einbau eigentlich überflüssig. Sie verhindern überdies den Einsatz eines Schweißwagens zum Verschweißen des Stahlmantels.

Ein weiterer Nachteil der vorstehend geschilderten Konstruktion liegt in ihrer Korrosionsgefährdung. Auch eine auf die Stahltübbings etwaig aufgebrachte Schutzschicht kann beim Transport und Einbau verletzt werden, wodurch Angriffsstellen für Rostfraß freigegeben werden. Es besteht zwar die Möglichkeit, die Tunnelaußenhaut gegen Korrosion durch Beton zu schützen, den man zwischen die Außenhaut und das Gebirge einpressen kann. Hier besteht jedoch der Nachteil, daß sich die Güte der Hinterpressung nicht prüfen läßt, so daß Beton nur zum kraftschlüssigen Hinterfüllen des genannten Zwischenraumes verwendet werden kann. In Kenntnis dieser Probleme ist es daher üblich, unter Berücksichtigung eines Abrostungsfaktors Stahlquerschnitte zu verarbeiten, die 20 bis 30% über den statisch erforderlichen Querschnitten liegen.

Die Dr-AS 11 47 965 zeigt ebenfalls einen Stahltübbing mit einem äußeren Mantelblech und zum Tunnelinnern weisenden, quer zur Tunnellängsachse stehenden Stegen, bei dem der Raum zwischen den Stegen mit Beton ausbetoniert ist. Für diese Konstruktion gelten die vorstehend genannten Nachteile. Im übrigen liegt auch hier der Stahlmantel wie bei den anderen bekanntgewordenen Ausführungsformen etwa in Höhe der freien Enden der Stege der Tübbingprofile. Da die Schildvortriebskräfte etwa in halber Höhe der Tübbingprofile auf diese aufgebracht werden, ergibt sich dann eine ungünstige !Exzentrizität.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die belopnten Tunnelringe insbesondere hinsichtlich ihres Korrosionsschutzes zu verbessern und ihre Herstellung bzw. Montage zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfmdung bei einem Tunnelring der eingangs beschriebenen Art durch folgende Merkmale gelöst:

a) Das Profil wird durch ein T-Profil gebildet;

b) die andere Stirnkante des flach ausgebildeten Stahlblechs ist rechtwinklig gegen einen teilringförmigen Flachstahl geschweißt, dessen oberer Rand etwa in Höhe des Stegrandes des T-Profils liegt;

c) die Stahlbleche sind auf ihrer Außenseite mit einem Axialversteifungen aufweisenden Mantel ,₅ versehen;

d) die Axialversteifungen des Mantels sind an ihrem einen Ende mit dem Steg des T-Profils und an ihrem anderen Ende mn dem Flachstahl verschweißt.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Verrippung des Stahlmantels auf dessen Außenseite verlegt ist. Dadurch ist der Einsatz eines Schweißwagens zum Verschweißen des Stahlmantels möglich.

Der die Stahlbleche auf ihrer Außenseite abdeckende Mantel ist als Korrosionsschutz ausgebildet. Beim Tunnelbau in aggressiven Böden können die Axialversteifungen des Korrosionsschutzmantels sogar durchkorrodieren, ohne daß die Stahlbleche selbst durch Korrosion angegriffen werden. Während also bei bekannten Konstruktionen die erforderliche Verrippung des Stahlmantels nach dessen Einbau keinerlei Funktion mehr ausüben kann, dienen die Axialversteifungen gemäß der Erfindung nach dem Einbau in Verbindung mit dem genannten Mantel als wertvoller Korrosionsschutz gegenüber den Stahlblechen.

Bei der neuen Konstruktion liegen die Stahlbleche verhältnismäßig nahe am Flansch der T-Profile, so daß sich beim Schildvortrieb statisch außerordentlich günstipe Bedingungen ergeben. Die oben erläuterte ungünsi e Exzentrizität wird also weitgehend vermieden.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform kann der Mantel aus Trapezprofilen mit axial gerichteten Rippen bestehen, wobei die Hohlräume der Trapezprofile und/oder deren außenliegenden Rinnen mit einem stabilisierenden Material, z. B. mit Füllstoffen wie Blähton, Blähglas, geschäumter Hochofenschlacke, gemagerter Kunststoff-Hartschaum bzw. auch Leichtbeton od. dgl., ausgefüllt sein können. so

Die Trapezprofile können in ihren außenliegenden Rinnen und/oder die Stahlbleche auf ihrer Außenseite aufgeschweißte Halteeleniente für das stabilisierende Material oder Beton aufweisen. Durch die vorzugsweise aus Kopfbolzendübel bestehenden Halteelemente wird der Verbund zwischen dem stabilisierenden Material bzw. dem Beton verbessert.

Schweißnähte, die erst beim Tunnelbau gezogen werden können, führen zu einer starken Verteuerung der Konstruktion, wenn sich hierfür keine Schweißwagen oder ähnliche Vorrichtungen einsetzen lassen. In einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung sind die Stirnkanten der T-Profilstege bzw. der Flachstähle eines Ringes mit den an ihnen anliegenden Flachstählen bzw. T-Profilstegen des folgenden Ringes durch eine Schweißnaht gedichtet. Diese Naht muß zwar von Hand geschweißt werden, sie ist jedoch verhältnismäßig kurz.

In einer weiterhin verbesserten Ausführungsform können die Flachstähle 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-Profi Istegen rundum geführte Schweißnaht gegeneinander gedichtet sein. Diese zweite beim Tunnelbau selbst zu ziehende Schweißnaht läßt sich in kostensparender Weise mit Hüte eines Scbweißwagens herstellen, da dessen Einsatz nicht mehr durch in den Innenraum ragende Rippen od. dgl. verhindert wird. Außerdem wird durch diese bevorzugte Ausführungsform eine besonders einfache Stirnverbindung zwischen zwei Tunnelringen erreicht. Bei bekannten Konstruktionen sind hier aufwendige Schraub- und Schweißkonstruktionen vorgesehen, wobei anschließend in die verbleibenden Trennfugen Dichtungsmaterialien eingestemmt werden müssen. Das Einstemmen muß in Handarbeit durchgeführt werden und ist daher sehr teuer. Demgegenüber lassen sich bei der verbesserten Lösung die einzelnen Tunnelnnge an ihrer Stirnseite einfacher und damit kostensparender verbinden. Bereits in der Fabrik sind die Stirnkanten der Stahlmantelsegmente mit dem Flachstahl bzw. mit dem Steg des T-Profils verschweißt. Auf der Baustelle werden dann lediglich die vorstehend genannten Schrauben eingesetzt, die in erster Linie nur eine Haltefunktion haben und ein Ausrichten der Teile gegeneinander zulassen. Nach der Justierung der Teile werden die Schrauben angezogen und dann die beiden ebenfalls vorstehend erläuterten Schweißnähte gezogen. Dadurch wird in einfacher Weise eine hervorragende Abdichtung erreicht.

Ferner ist es zweckmäßig, wenn der Mantel jedes Tübbings von einer Schutzfolie abgedeckt ist. deren Längsränder zwischen den Stoll benachbarter Tübbings gefühn, gegen die Unterseite der Stahlbleche umgelegt und hier durch eine den Stoß zweier Stahlbieche überbrückende und mit diesen allseitig verschweißte Lamelle festgelegt sind. Die allseitige Verschweißung der Lamellen mit den Stahlmantelsegmenten gewährleistet eine gegen eindringendes Wasser absolut dichte Stoßstelle, so daß auch hier ein hervorragender Korrosionsschutz gewährleistet ist. Die umgelegten Längsränder der Schutzfolie können zusätzlich noch durch eine in einer Ausnehmung der Lamelle vorgesehene elastisch-plastische Einlage an die Unterseite der Stahlbleche angepreßt sein.

Durch die GB-PS 10 20 570 ist es bereits bekanntgeworden, die Stöße zwischen den Stahlblechen bzw. den Tunnelringen mit Dichtungsmaterial abzudichten. Auf die Nachteile dieser von Hand durchzuführenden Abdichtungsarbeiten wurde bereits hingewiesen. Schließlich ist es durch die GB-PS 3 54 529 bekanntgeworden, zwei Tübbings mit angeschraubten, die beiden Elemente überlappenden Blechen miteinander zu verbinden. Im Gegensatz zu der vorteilhaften Ausführungsform gemäß der Erfindung weist diese vorbekannte Verbindung keinerlei Abdichtungsfunktion auf.

Eine nahezu vollständige Abdichtung läßt sich gemäß einer Weiterbildung der Erfindung erreichen durch zwei gegeneinanderliegende Winkelstreifen, die mit ihrem einen Schenkel gemeinsam in einer nach außen offenen Nut zwischen dem T-Profilsteg und dem Flachstahl benachbarter Tübbings gehalten sind und mit ihrem anderen Schenkel jeweils den Rand einer Schutzfolie dichtend überdecken.

An Hand der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise erläutert. Es zeigen

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

F i g. 3 einen Teil des neuen Tunnelrings in Stirnansicht, zur Hälfte versetzt vor einem zweiten benachbarten Ring,

F i g. 4 in größerem Maßstab Punkt A aus F i g. 3,

F i g. 5 und 6 je einen Tübbingstoß an verschiedenen Radialschnitten und

F i g. 7 in perspektivischer Darstellung die stirnseitige Verbindung zwischen zwei Tübbings.

Danach weist der tragende Teil des neuen Tunnelringes einen Stahlblechring I auf. der aus teilzylindrischen Blechen la zusammengesetzt ist und deren Stöße auf ihrer Innenfläche durch je eine verschraubte und/oder aufgeschweißte Lamelle 2 (F i g. 3 und 5) überbrückt sind. Dabei sind die Stirnkanten dieser Bleche la einerseits durch eine Schweißnaht 16 an einen teilringförmigen Flachstahl 3 (Fig. 1. 2 und 6) und andererseits durch eine Schweißnaht Ic je an den Steg 4a eines T-Profils 4 angeschweißt, dessen Flansch Ab auf der Innenseite des Tunnelrings liegt.

Die Flachstähle 3 und die T-Profilstege 4a überragen den Ring 1. Zwischen ihre entsprechenden Teile ist ein den Ring 1 umschließender, diesen axial versteifender Mantel 5 eingebracht, der gemäß F i g. 1, 3, 4, 5 und 6 aus Trapezprofilen 5a mit axial gerichteten Rippen besteht und vorzugsweise auf dem Ring 1 und dort zweckmäßig durch Punktschweißung festgelegt ist. Die auf diese Weise zwischen dem Ring 1 und den Trapezprofilen Sa gebildeten Hohlräume sind mit einem stabilisierenden Material 56, ζ. Β durch Füllstoffe, wie Blähton, Blähglas, geschäumte Hochofenschlacke, gemagerter Kunststoffhartschaum od.dgU ausgefüllt, während die äußeren Vertiefungen der Trapezprofiie 5a mit einem Leichtbeton 5c ausbetoniert sein können.

Die den Mantel bildenden Trapezprofile sind in erster Linie zur Montage der Ringe vorgesehen. Sie können später durchkorrodieren, ohne daß das Tragwerk Schäden erleidet.

In F i g. 2 ist angedeutet, daß der Mantel 5 auch aus Beton 5d bestehen und daß dieser durch Stahleinlagen 5e verstärkt sein kann. Diese sind dann einerseits an den Flachstählen 3 und andererseits an den T-Profüstegen 4a angeschweißt.

Wie F i g. 3 zeigt, ist einer der aus den Teilen la. 2 und 3 gebildeten Tübbings verhältnismäßig kurz gehalten and als Schlüsselstück 6 zwischen die paarweise parallel zueinanderliegenden Stirnkanten 3a bzw. 4c der Flachstähle 3 bzw. der T-Profilstege 4a der benach harten Tübbings eingesetzt. Die Stirnkanten 4d allei übrigen Flachstähle 3 und T-Profilstege 4a sind radia gerichtet.

Der Ring 1 bzw. die äußeren Vertiefungen der Tra pezprofile 5ä tragen zur zuverlässigen Halterung dei Betonfüllungen 5c bzw. des Betonmantels 5d beispiels weise aufgeschweißte Halteelemente 7. z. B. Kopfbol zendübel.

ίο Wie aus F i g. 4 ersichtlich ist, liegen die Lamellen ί nur mit ihren Längsrändern auf der Innenfläche de: Rings 1 auf. Dort sind sie durch aufgeschweißte Gewin debolzen id und zusätzlich durch eine abdichtende Schweißnaht legehalten.

Zwischen den Gewindebolzen Xd liegt auf der ver tieften Innenfläche der Lamellen 2 je eine elastisch-pla stische Dichtung 8. Diese preßt die beiden Ender zweier Schutzschichten 9. die zwei einander benachbar te Trapezprofile 5a abdecken unu außerdem zwischer den Stirnkanten der entsprechenden Teilzylinder la al; Dichtungen dienen, gegen die Ringinnenfläche.

Je zwei Tunnelringe der so beschriebenen Art kön nen gemäß F i g. 6 zunächst durch Schrauben 10 stirn seitig aneinander festgelegt werden, die durch entspre chende Bohrungen in den gegen je einen Flachstahl ί eines Tunnelrings anliegenden T-Profi!steg 4a des an deren Tunnelringes geführt sind. Dann werden dies« Teile durch eine an der Innenkante des so gebildeter Flachstahlrings umlaufende Schweißnaht 11 gegenein ander gedichtet, deren Verlauf zwischen den einandei benachbarten Stirnkanten zweier aufeinanderfolgendei T-Profilstege 4a aus F i g. 4 ersichtlich ist. Von außen is' der Spalt zwischen den T-Profilstegen 4a und den Flachstahlring 3. die beide mit Schutzschichten 9 ver kleidet sind, zusätzlich durch Abdeckwinkel 12 gedieh tet, deren eine Längsränder in einer Ausnehmung 3^ des letzteren eingespannt sind, während ihre anderer Längsränder die Ränder der beiderseitigen Dichtungs schichten 9 überdecken.

Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, daß die neu« stählerne Tragkonstruktion des Tunnelrings einerseit: die notwendige Festigkeit hat, zum anderen aber abso lut gegen Wassereintritt dicht ist. da sich die erfordert chen Rundschweißnähte von der Tübbinginnenseite au; unter anderem durch Verwendung von Schweißauto maten. d. h. in wirtschaftlicher Weise, ausführen lassen Durch die Schutzschichten über dem Mantel ist dei Tunnel außerdem gegen Korrosion geschützt.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: 19

1. Tunnelring mit stählerner Tragkonstruktion, bestehend aus Tübbings aus teilzyfindrischen Stahlblechen, deren eine Stirnkante rechtwinklig an einen teilringförmig gebogenen Steg eines Profils angeschweißt ist, das nach außen über den Tunnelring vorsteht und mit eimern Flansch innerhalb des Tunnelringes liegt, gekennzeichnet durch folgende Merkmaie:

aj Das Profil wird durch ein T-Profil (4) gebildet;

b) die andere Stirnkante des flach ausgebildeten Stahlblechs (la) ist rechtwinklig gegen einen teilringförmigen Flachstahl (3) geschweißt dessen oberer Rand etwa in Kähe des Stegrandes desT-Profils(4)üeg1;

c) die Stahlbleche (la) sind auf ihrer Außenseite mi» einem AxiaJversteiTungen aufweisenden Mantel (5) versehen;

d) die Axialversteifungen des Mantels (S) sind an ihrem einen Ende mit dem Steg (4a) des T- Profils (4) und an ihrem anderen Ende mit dem Flachstahl (3) verschweißt.

2. Tunnelring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (5) aus Trapezprofilen (5a) mit axial gerichteten Rippen besteht

3 Tunnelring nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume der Trapezprofile (5a) und/oder deren außenliegenden Rinnen mit einem stabilisierenden Material (5b, 5c) ausgefüllt sind.

4. Tunnelring nach Anspruch 1. 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trapezprofile (5a) in ihren außenliegenden Rinnen und/oder die Stahlbleche (Ja) auf ihrer Außenseite aufgeschweißte Halteelemente (7) für das stabilisierende Material (5b. 5c) oder Beton ßd)aufweisen.

5. Tunnelring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnkanten der T-Profilstege (4a) bzw. der Flachstähle (3) eines Ringes (1) mit den an ihnen anliegenden Flachstählen (3) bzw. T Profilstegen (4a) des folgenden Ringes (1) durch eine Schweißnaht (\f)gedichtet sind.

6. Tunnelring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Flachstähle (3) an den passend gegen sie angelegten

T-Profilsteigen (4a) eines benachbarten Ringes (1) durch Schrauben (10) festgelegt und durch eine an der Innenkante der Flachstähle (3) an den T-Profil-Stegen (4a) rundum geführte Schweißnaht (11) gegeneinander gedichtet sind.

7. Tunnelring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, .dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (5\ jedes Tübbings von einer Schutzfolie (9) ab- geaecht ist. deren Längsränder zwischen den Stoß benachbarter Tübbings geführt, gegen die Unterseite der Stahlbleche (la) umgelegt und hier durch eine den Stoß zweier Stahlbleche (la) überbrückende und mit diesen allseitig verschweißte Lamelle (2) festgelegt sind.

8. Tunnelring nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die umgelegten Längsränder der Schutzfolie (9) durch eine in einer Ausnehmung der Lamelle (2) vorgesehene elastisch-plastische Einlage (8) an die Unterseite der Stahlbleche (la) angepreßt sind.

9. Tunnelring nach Anspruch 7 oder 8, gekenn-

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