DE19603188A1

DE19603188A1 - Dichtanordnung

Info

Publication number: DE19603188A1
Application number: DE19603188A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Ing Grabe; Siegfried Glang; Holger Gutschmidt; Bruno Haye
Original assignee: Phoenix AG
Current assignee: Phoenix AG
Priority date: 1995-02-01
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 1996-08-08
Also published as: EP0807204A1; ES2132879T3; AU734698B2; JPH10502983A; JP2796437B2; US5888023A; DE59601607D1; ATE178691T1; EP0807204B1; WO1996023958A1; AU4534096A

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtanordnung, bestehend aus zwei aneinanderstoßenden Bauteilen aus Beton, Stahl, Stahlbeton, Gußeisen oder anderen Materialien (z. B. Kunstharze) sowie aus einem Dichtprofil aus elastomerem Werkstoff (d. h. aus Gummi oder gummiähnlichem Werkstoff), das den Spalt zwischen den beiden Bauteilen abdichtend überbrückt; wobei die Bauteile insbesondere Segmente sind, die zu einem rohrförmigen Tunnel zusammengesetzt sind, und zwar unter Bildung von Quer- und Längsfugen, wobei jedes Segment vorzugsweise mit wenigstens einer alle Segmentstoßseiten erfassenden umlaufenden Aussparung versehen ist, wobei sich wiederum in jeder Aussparung ein strangförmig verlaufendes Dichtprofil befindet, das insbesondere mit strangförmig verlaufenden Rillennuten, die an der Basisseite des Dichtprofiles angeordnet sind, und/oder mit ebenfalls strangförmig verlaufenden Kanälen versehen ist, und zwar unter Bildung eines Dichtrahmens mit Rahmenecken. Da die Segmente zumeist vier Stoßseiten besitzen, besteht der Dichtrahmen aus vier zusammengesetzten Dichtprofilen, wobei die Rahmenecken vorzugsweise nach dem Injection-Molding-Verfahren hergestellt werden.

Eine gattungsgemäße Dichtanordnung ist beispielsweise aus der US-A-4 946 309 bekannt. Infolge des Zusammenpressens der aneinanderstoßenden Bauteile bzw. Segmente unter Verringerung des Abstandes des Spaltes bzw. der Quer- und Längsfugen entfaltet dann das Dichtprofil aus elastomerem Werkstoff unter der Wechselwirkung von Kraft und Reaktionskraft seine Dichtleistung. Derartige Kompressionsdichtungen haben sich bei zahlreichen Tunnelprojekten bewährt.

Zwecks zusätzlicher Druckaktivierung ist ferner vorgeschlagen worden, ein Dichtprofil zur Wasserseite hin mit einer seitlichen Bohrung zu versehen, die mit wenigstens einem der strangförmig verlaufenden Kanälen verbunden ist (US-A-5 044 823). Bei Eindringen von Wasser von der Segment-Außenseite her, wird der Kanal bzw. die Kanäle durch den Wasserdruck gestützt, was zu einer Erhöhung der Dichtleistung führt. Nachteilig ist jedoch, daß die Bohrung durch Verschmutzung geschlossen werden kann, was die Unwirksamkeit dieser druckaktivierenden Zusatzmaßnahme zur Folge hat.

In der EP-B-0 340 659 wird ferner eine Dichtanordnung vorgestellt, bei der das Dichtprofil einen Hohlraum aufweist, der mit einem Injektionskanal verbunden ist. Mittels eines injizierbaren, das Gesamtvolumen vergrößernden Mediums wird das Dichtprofil aktiviert. Auf diese Weise wird eine hohe Dichtwirkung erzielt, ohne daß ein Zusammenpressen der Dichtprofile bei der Montage erforderlich wäre. Nachteilig ist hier jedoch die Bereitstellung eines Injektionskanales, der häufig zudem durch die Segmente geführt werden muß, sowie zusätzlicher Vorrichtungsteile.

Trotz zahlreicher Lösungsvorschläge beim Abdichten aneinanderstoßender Bauteile gibt es bislang ein unzureichend gelöstes Problem. Bauteile, insbesondere Tunnel-Segmente, können sich mit der Zeit (z. B. unter Einwirkung von geologischen Änderungsbedingungen) in ihrer Lage zueinander verändern, beispielsweise durch Ovalisierung, so daß sich Spalte auftun. Ferner können Bauteile bzw. Tunnel-Segmente bei Einbau unter Versatz verschoben sein. Derartige Konstellationen führen dann zwangsläufig zu einer negativen Beeinflussung der Dichtwirkung des Dichtprofiles.

Aus diesem Grunde wird erfindungsgemäß eine Dichtanordnung vorgeschlagen, bei der der Rücken des Dichtprofiles wenigstens eine strangförmig verlaufende Nut aufweist, die für die Aufnahme einer Notdichtung, insbesondere eines aktivierbaren, insbesondere wiederum eines mit Wasser aktivierbaren Dichtmaterials, vorgesehen ist.

Der Rücken des Dichtprofiles kann eine einzige Nut aufweisen, die sich im Bereich der Profilmitte befindet. Eine weitere zweckmäßige Variante besteht darin, den Rücken des Dichtprofiles mit zwei Nuten auszustatten, die im wesentlichen spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind, und zwar bezogen auf die senkrechte Profilmittelebene.

Hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung der Nut wie auch der in ihr einsitzenden Notdichtung kommen vorteilhafterweise folgende Varianten zum Einsatz.

1) Die Flanken der Nut verlaufen bogenförmig, wobei diese zudem bogenförmig in den Nutboden übergehen, und zwar unter Bildung einer Nut mit einer im wesentlichen kreisförmigen Querschnittsgestalt, insbesondere in Verbindung mit einer etwa trichterförmigen Öffnung.
In diese Nut kann nun beispielsweise die Notdichtung in Schnurform bei einer im wesentlichen kreisförmigen Querschnittsgestalt eingebracht werden.
Eine weitere zweckmäßige Gestaltungsvariante besteht in der Verwendung einer Notdichtung, die im wesentlichen vollständig die Nut ausfüllt, wobei die obere Dichtfläche der Notdichtung etwa fluchtend mit dem Rücken des Dichtprofiles verläuft oder eine flanschförmige Verbreiterung aufweist, und zwar unter Umgreifung des Profilrückens.
2) Die Flanken der Nut verlaufen konkav, und zwar bei einem im wesentlichen ebenflächigen Nutboden, wobei hinsichtlich der einsitzenden Notdichtung auf die vorteilhaften Varianten gemäß Ziffer 1 verwiesen wird.
3) Die Flanken der Nut verlaufen doppelkonisch, wobei die Nutbreite im Bereich der halben Nuttiefe am größten ist, und zwar bei einem im wesentlichen ebenflächigen Nutboden. Hinsichtlich der einsitzenden Notdichtung wird auch hier auf die vorteilhaften Varianten gemäß Ziffer 1 verwiesen. Von besonderer Zweckmäßigkeit ist bei dieser Nutgestaltung die Verwendung einer Notdichtung in Schnurform.
4) Die Flanken der Nut verlaufen konisch, und zwar unter Verkleinerung der Nutbreite zum Nutboden hin, und zwar bei einem im wesentlichen ebenflächigen Nutboden, wobei es bei dieser Gestaltungsvariante von Vorteil ist, wenn die Nut mit strangförmig verlaufenden Haltenasen ausgestattet ist, die das Herausfallen der Notdichtung verhindern. Zweckmäßigerweise ist dabei innerhalb jeder Flanke der Nut eine einzige Haltenase vorhanden, wobei die beiden gegenüberliegenden Haltenasen etwas unterhalb des Rückens des Dichtprofiles angeordnet sind.
Die Notdichtung liegt hier zweckmäßigerweise in Streifenform vor, und zwar mit im wesentlichen rechteckiger oder trapezförmiger Querschnittsgestalt. In diesem Zusammenhang wird vorteilhafterweise nicht die gesamte Nut mit der Notdichtung ausgefüllt, und zwar unter Bildung eines Freiraumes zwischen dem Rücken des Dichtprofiles und der Notdichtung.

Es ist ferner zweckmäßig, wenn die Rahmenecken des Dichtrahmens ebenfalls mit wenigstens einer Nut ausgestattet sind, die fluchtend in die Nut des Dichtprofiles übergeht, wobei hinsichtlich der vorteilhaften Gestaltungsvarianten der Nut und der Notdichtung auf die Ausführungen gemäß der Ziffern 1 bis 4 verwiesen wird.

Es ist zudem zweckmäßig, wenn die Notdichtung erst unmittelbar vor dem Zusammenfügen der Bauteile bzw. der Segmente in die Nut eingesetzt wird. Dies ist insbesondere von Bedeutung bei einer Notdichtung, die aus mit Wasser aktivierbarem Dichtmaterial (z. B. Hydrotite®) besteht.

Konstruktive Gestaltungsvarianten des Dichtprofiles werden im Rahmen der Figurenbeschreibung vorgestellt.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Tunnel, bestehend aus Segmenten sowie Längs- und Querfugen;

Fig. 2 eine Dichtanordnung ohne Versatz;

Fig. 3 eine Dichtanordnung mit Versatz;

Fig. 4 eine Dichtanordnung mit sehr starkem Versatz;

Fig. 5 ein Dichtprofil mit einer einzigen Nut und Haltenasen;

Fig. 6 ein Dichtprofil gemäß Fig. 5 mit einsitzender Notdichtung;

Fig. 7 ein Dichtprofil mit zwei Nuten und Haltenasen;

Fig. 8 ein Dichtprofil mit einer Nut, die im wesentlichen von kreisförmiger Querschnittsgestalt ist;

Fig. 9 ein Dichtprofil gemäß Fig. 8 mit einsitzender Notdichtung mit flanschförmiger Verbreiterung der Dichtfläche;

Fig. 10 ein Dichtprofil mit einer Nut, dessen Flanken doppelkonisch bzw. konkav verlaufen;

Fig. 11 ein Dichtprofil gemäß Fig. 10 mit einer einsitzenden Notdichtung in Schnurform.

Die Fig. 2 bis 4 beinhalten dabei eine Querschnittsdarstellung der Längsfuge gemäß der Schnittlinie A-A (Fig. 1). Obwohl die Rillennuten und Kanäle im belasteten Zustand (d. h. unter Druckwirkung) ihre Form ändern, sind diese Profilteile im Rahmen der schematischen Zeichnungen in ihrer ursprünglichen Form dargestellt.

Die Fig. 5 bis 11 stellen dagegen den unbelasteten Zustand dar. Das gleiche gilt auch für die in den Ansprüchen niedergelegten konstruktiven Beschreibungen des Dichtprofiles, der Nut und der Notdichtung.

In Verbindung mit diesen Figuren gilt folgende Bezugsziffernliste.

Bezugszeichenliste

1 Tunnel
2 Segment
2′ Segment
2′′ Segment
3 Querfuge (Ringfuge)
4 Längsfuge
5 T-Stoßanordnung
6 Dichtanordnung
7 Aussparung
8 Dichtprofil
8′ Dichtprofil
9 Notdichtung
10 Rücken des Dichtprofiles
11 Nut
12 Flanke
13 Nutboden
14 Haltenase
15 Basisseite des Dichtprofiles
16 Kanal
17 Rillennut
18 Kanal
19 Notdichtung in Streifenform
20 Freiraum
21 Dichtprofil
22 Nut
23 Nut
24 Kanal
25 Nut
26 Flanke
27 Nutboden
28 trichterförmige Öffnung
29 Notdichtung
30 Dichtfläche mit flanschförmiger Verbreiterung
31 Nut
32 Flanke
32′ Flanke
33 Nutboden
34 Flanke
35 Notdichtung
36 Dichtfläche
36′ Dichtfläche
37 Freiraum

Fig. 1 zeigt einen Tunnel 1, bestehend aus Segmenten 2, und zwar unter Bildung von Quer- und Längsfugen 3 bzw. 4 sowie einer T-Stoßanordnung 5.

Fig. 2 zeigt eine Dichtanordnung 6, bestehend aus zwei aneinanderstoßenden Segmenten 2′ und 2′′, die jeweils mit einer Aussparung 7 versehen sind, in der wiederum jeweils ein Dichtprofil 8 aus elastomerem Werkstoff einsitzt. Die integrierte Notdichtung 9 kommt in der optimalen Position (zusammengepreßter Zustand der beiden Dichtprofile ohne Versatz) zunächst nicht zum Tragen. Die primäre Dichtwirkung übernehmen hier die Dichtprofile 8 (Kompressionsdichtungen).

Die Notdichtung 9 kommt erfindungsgemäß dann zum Einsatz, wenn sich folgende Konstellationen ergeben.

a) Die Segmente 2′ und 2′′ verschieben sich in Pfeilrichtung gemäß Fig. 2, wodurch sich Spalte auftun.
b) Die Segmente 2′ und 2′′ sind bei Einbau unter Versatz X in Pfeilrichtung gemäß Fig. 3 bzw. 4 verschoben.

Da die Notdichtung insbesondere aus einem mit Wasser aktivierbaren Dichtmaterial besteht, kann bei vorhandener Luftfeuchtigkeit bzw. bei eindringendem Wasser die zusätzliche Dichtwirkung zur Entfaltung gelangen, und zwar infolge eines Quellvorganges unter Volumenvergrößerung der Notdichtung (aktivierte Dichtung).

Fig. 5 zeigt ein Dichtprofil 8′, dessen Rücken 10 mit einer einzigen Nut 11 ausgestattet ist, die sich im Bereich der Profilmitte befindet. Die Flanken 12 dieser Nut verlaufen konisch, und zwar unter Verkleinerung der Nutbreite zum Nutboden 13 hin. Die Nut ist dabei mit Haltenasen 14 versehen, die innerhalb der Flanken 12, und zwar etwas unterhalb des Rückens 10, gegenüberliegend angeordnet sind.

Zwischen dem im wesentlichen ebenflächigen Nutboden 13 und der Basisseite 15 des Dichtprofiles sind zwei Kanäle 16 vorhanden, die von zwei Rillennuten 17 eingerahmt sind. Außerdem sind beidseitig zur Nut 11 jeweils zwei weitere Kanäle 18 angeordnet.

Fig. 6 zeigt nun das gleiche Dichtprofil 8′ gemäß Fig. 5, wobei hier jedoch die Notdichtung 19 in Streifenform einsitzt, die im Querschnitt gesehen eine trapezförmige Gestalt aufweist und nicht die gesamte Nut ausfüllt, und zwar unter Bildung eines Freiraumes 20. Die Haltenasen 14 verhindern dabei das Herausfallen der Notdichtung 15.

Nach Fig. 7 weist der Rücken 10 des Dichtprofiles 21 zwei Nuten 22 und 23 auf, die spiegelsymmetrisch (bezogen auf die senkrechte Profilmittelebene Y) zueinander angeordnet sind, wobei sich zwischen diesen beiden Nuten ein Kanal 24 befindet, und zwar bei einer insgesamt dreireihigen Gesamtanordnung von Rillen und Kanälen. Hinsichtlich des Zusammenwirkens von Haltenasen 14 und Notdichtung wird auf die Fig. 6 verwiesen.

Fig. 8 zeigt eine Nut 25, deren Flanken 26 bogenförmig verlaufen, wobei diese zudem bogenförmig in den Nutboden 27 übergehen, und zwar unter Bildung einer Nut mit einer im wesentlichen kreisförmigen Querschnittsgestalt. Die Nut selbst besitzt eine etwa trichterförmige Öffnung 28.

Nach Fig. 9 ist nun die Nut gemäß Fig. 8 vollständig mit der Notdichtung 29 ausgefüllt, wobei die Dichtfläche 30 zudem eine flanschförmige Verbreiterung aufweist, und zwar unter Umgreifung des Rückens 10 des Dichtprofiles.

Fig. 10 zeigt nun eine Nut 31, deren Flanken 32 bzw. 32′ doppelkonisch verlaufen, wobei die Nutbreite im Bereich der halben Nuttiefe am größten ist, und zwar bei einem im wesentlichen ebenflächigen Nutboden 33.

Im Rahmen dieser Figuren ist eine weitere Alternative des Flankenverlaufes dargestellt, und zwar in Form einer konkav verlaufenden Flanke 34 (gestrichelte Linienführung).

Fig. 11 zeigt nun eine Nut gemäß Fig. 10 mit doppelkonischem Flankenverlauf, wobei die in der Nut einsitzende Notdichtung 35 in Schnurform vorliegt, und zwar mit im wesentlichen kreisförmiger Querschnittsgestalt. Die Dichtfläche 36 der Notdichtung befindet sich hier unter Bildung eines Freiraumes 37 etwas unterhalb des Rückens 10 des Dichtprofiles, wobei als Variante auch ein fluchtender Verlauf der Dichtfläche 36′ mit dem Rücken 10 möglich ist (gestrichelte Linienführung).

Auch wenn der erfindungsgemäßen Dichtanordnung im Rahmen des Tunnelbaues eine herausragende Bedeutung zukommt, so läßt sich dieses Prinzip auch auf andere Baukonstruktionen anwenden, beispielsweise beim Abdichten von Muffenrohren beim Kanalbau (EP-B-0 449 082).

Claims

1. Dichtanordnung (6), bestehend aus

- zwei aneinanderstoßenden Bauteilen aus Beton, Stahl, Stahlbeton, Gußeisen oder anderen Materialien sowie aus einem Dichtprofil aus elastomerem Werkstoff, das den Spalt zwischen den beiden Bauteilen abdichtend überbrückt;
- wobei die Bauteile insbesondere Segmente (2, 2′, 2′′) sind, die zu einem rohrförmigen Tunnel (1) zusammengesetzt sind, und zwar unter Bildung von Quer- und Längsfugen (3) bzw. (4), wobei jedes Segment an seiner Stoßseite vorzugsweise mit wenigstens einer alle Segmentstoßseiten erfassenden umlaufenden Aussparung (7) versehen ist, wobei sich wiederum in jeder Aussparung ein strangförmig verlaufendes Dichtprofil (8, 8′, 21) befindet, das insbesondere mit strangförmig verlaufenden Rillennuten, die an der Basisseite des Dichtprofiles angeordnet sind, und/oder mit ebenfalls strangförmig verlaufenden Kanälen versehen ist, und zwar unter Bildung eines Dichtrahmens mit Rahmenecken; dadurch gekennzeichnet, daß der Rücken (10) des Dichtprofiles (8, 8′, 21) wenigstens eine strangförmig verlaufende Nut (11, 22, 23, 25, 31) aufweist, die für die Aufnahme einer Notdichtung (9, 19, 29, 35), insbesondere eines aktivierbaren, insbesondere wiederum eines mit Wasser aktivierbaren Dichtmaterials, vorgesehen ist.

2. Dichtanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücken (10) des Dichtprofiles (8, 8′) eine einzige Nut (11) aufweist, die sich im Bereich der Profilmitte befindet.

3. Dichtanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücken (10) des Dichtprofiles (21) zwei Nuten (22, 23) aufweist, die im wesentlichen spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind, und zwar bezogen auf die senkrechte Profilmittelebene Y.

4. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (26) der Nut (25) bogenförmig verlaufen, wobei die Flanken zudem bogenförmig in den Nutboden (27) übergehen, und zwar unter Bildung einer Nut mit einer im wesentlichen kreisförmigen Querschnittsgestalt, wobei die Nut insbesondere mit einer etwa trichterförmigen Öffnung (28) versehen ist.

5. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (34) der Nut (31) konkav verlaufen, und zwar bei einem im wesentlichen ebenflächigen Nutboden (33).

6. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (12) der Nut (11) konisch verlaufen, und zwar unter Verkleinerung der Nutbreite zum Nutboden hin, und zwar bei einem im wesentlichen ebenflächigen Nutboden (13).

7. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (32, 32′) der Nut (31) doppelkonisch verlaufen, wobei die Nutbreite im Bereich der halben Nuttiefe am größten ist, und zwar bei einem im wesentlichen ebenflächigen Nutboden (33).

8. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, insbesondere in Verbindung mit Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (10) mit strangförmig verlaufenden Haltenasen (14) ausgestattet ist, die das Herausfallen der Notdichtung (19) verhindern.

9. Dichtanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb jeder Flanke (12) der Nut (11) eine einzige Haltenase (14) vorhanden ist.

10. Dichtanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden gegenüberliegenden Haltenasen (14) etwas unterhalb des Rückens (10) des Dichtprofiles (8′) angeordnet sind.

11. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, insbesondere in Verbindung mit Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Notdichtung (19) in Streifenform vorliegt, und zwar mit im wesentlichen rechteckiger oder trapezförmiger Querschnittsgestalt.

12. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, insbesondere in Verbindung mit einem der Ansprüche 4, 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Notdichtung (35) in Schnurform vorliegt, und zwar mit im wesentlichen kreisförmiger Querschnittsgestalt.

13. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Notdichtung (19, 35) nicht die gesamte Nut ausfüllt, und zwar unter Bildung eines Freiraumes (20, 37) zwischen dem Rücken (10) des Dichtprofiles und der Notdichtung.

14. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Notdichtung (35) im wesentlichen vollständig die Nut ausfüllt, wobei die obere Dichtfläche (36′) der Notdichtung etwa fluchtend mit dem Rücken (10) des Dichtprofiles verläuft.

15. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet ,daß die Notdichtung (29) im wesentlichen vollständig die Nut ausfüllt, wobei die obere Dichtfläche (30) eine flanschförmige Verbreiterung aufweist, und zwar unter Umgreifung des Rückens (10) des Dichtprofiles.

16. Dichtanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig zur Nut (11) wenigstens ein Kanal (18) angeordnet ist.

17. Dichtanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Nuten (22, 23) wenigstens ein Kanal (24) angeordnet ist.

18. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Nutboden (13) und der Basisseite (15) des Dichtprofiles wenigstens ein Kanal (16) angeordnet ist.

19. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmenecken des Dichtrahmens ebenfalls mit wenigstens einer Nut ausgestattet sind, die fluchtend in die Nut des Dichtprofiles übergeht.

20. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Notdichtung unmittelbar vor dem Zusammenfügen der Bauteile bzw. der Segmente in die Nut eingesetzt wird.