DE19711627A1

DE19711627A1 - Gitterträgerausbaurahmen und deren Aussteifungen für den Strecken- und Tunnelausbau

Info

Publication number: DE19711627A1
Application number: DE19711627A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl Ing Seiz
Original assignee: Individual
Current assignee: Bochumer Eisenhuette Heintzmann GmbH and Co KG
Priority date: 1996-12-02
Filing date: 1997-03-20
Publication date: 1997-08-07
Anticipated expiration: 2017-03-21
Also published as: CZ285100B6; SK120597A3; DE19711627C2; CZ213297A3

Description

Die Erfindung betrifft Gitterträgerausbaurahmen für den Tunnelausbau dessen drei parallel zueinander verlaufende, ein Dreieck bildende Gurtstäbe (1, 2) mittels Fachwerkstreben (3) räumlich miteinander verbunden sind, wobei jede Fachwerkstrebe (3) v-förmig zueinander verlaufende gerade Strebenteile aufweist, die an einem Ende miteinander verbunden sind, wobei die Fachwerkstreben (3) zwischen dem Obergurt (1) und den Untergurten (2) über Schweißnähte (5) mit diesen verbunden sind, wobei die Symetrieebene einer jeden Fachwerkstrebe (3) in der jeweils von den Achsen des Obergurtes (1) und des Untergurtes (2) aufgespannten Ebene liegt und wobei die Untergurten (2) über Querstreben (4) durch Schweißungen (6, 7) miteinander verbunden sind.

Gitterträger sind beispielsweise in folgenden Druckschriften beschrieben.

EP 0073 733 A1

Der dort beanspruchte Gitterträger weist drei parallele Gurtstäbe auf, die mittels innerer einstückiger Aus steifungselementen räumlich zueinander fixiert sind.

Die Aussteifungselemente sind durch parallel zu den Gurtstäben verlaufende Teilstücke gekennzeichnet, an denen diese mit den Gurtstäben verschweißt sind. Der große Nachteil dieser Schweißverbindung besteht darin, daß durch den schräg anlaufenden Diagonalstab, der die Schnittkräfte überträgt, die Schweißnaht reißverschluß artig vom Ende her aufgerissen werden kann, wodurch die Schweißnahtlänge unwirksam wird.

FR-PS 1.098003

Der Gitterträger weist drei parallele Gurtstäbe auf, die mittels girlandenförmig gebogenen Elementen in ihrer Lage fixiert sind. Mit ihren Spitzen sind die Girlanden an den Gurtstäben angeschweißt, wodurch eine punktförmige Schweiß verbindung an der durch die Abbiegung entstandenen Beührungs stelle entsteht. Das Schweißgut wird an dieser Stelle ring förmig in die sich bildende Kehle eingebracht. Da die Schweißverbindung praktisch nur aus Anfang und Endkrater besteht, ist sie nicht definierbar. Hinzukommt, daß die Schweißung direkt an der durch Kaltverformung erzeugten Ab biegung erfolgt, wodurch eine erhebliche Sprödbruchgefahr entsteht.

Die Queraussteifung der Doppelgurtstäbe erfolgt durch außen rechtwinklig zu diesen aufgeschweißten Querstreben.

DE-GM 820 62 77.3

Der dort beanspruchte Gitterträger weist im wesentlichen die gleichen Merkmale wie bei FR-PS 1.098DD3 auf. Girlandenförmige Elemente steifen die Gurtstäbe aus. Die Queraussteifung der Doppelgurte erfolgt über außen aufgeschweißte Querstreben.

DE 40 03 525 A1

Wie bei DE 82D6277.3 und FR-PS 1.098DD3. Abweichend davon:
Die Queraussteifung der Doppelgurtstäbe wird erreicht durch Einschweißen der Querstreben zwischen die Doppelgurtstäbe.

Aufgabenstellung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Gitter trägerausbaurahmen der gattungsgemäßen Art zu entwickeln, der eine höhere Belastbarkeit der Schweißverbindungen zuläßt, der die Knicklängen der Fachwerkstreben verkürzt und der durch die Anordnung der Querstreben die Torsionssteifigkeit erhöht.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Aussteifung des Gitterträgers so zu gestalten, daß durch die Anordnung der Fachwerkstreben im Verbund mit den Querstreben sich eine doppelte Schweißverbindung an den Gurtstäben ergibt, die die aus der Strebe ankommende Kraft teilt und die ein Aufreißen der Schweißnaht von der Krafteinleitung her verhindert, außerdem die Querstrebe so anzuordnen, daß sie die Knicklänge der Fachwerkstrebe verkürzt und somit die Tragfähigkeit des Trägers erhöht, außerdem die Querstrebe so zu positionieren, daß ein rückdrehendes Moment zwischen Schweißung 6 und 7 sich ausbildet, daß die Torsionssteifigkeit des Trägers erhöht. Die Vorteile dieser Lösung lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Die Fachwerkstreben liegen genau in der Verbindungsebene zwischen Ober- und Untergurtachse, so daß keine Zusatz momente auftreten können. Die Fachwerkstreben sind auf einfache Weise formgetreu ohne s-förmige Vorverformung herzustellen. In einer Vorrichtung werden diese Fachwerkstreben in der gewünschten Schräglage mit den Querstreben an den vorgesehenen Stellen verschweißt, so daß ein in sich geschlossenes Aussteifungselement entsteht. Diese Aussteifungselemente werden zwischen den Gurtstäben eineinander gereiht und in einer Vorrichtung mit diesen verschweißt. Unter Beibehaltung des Grund gedankens der Anordnung der Querstreben (4) ist auch die Herstellung mit einer durchgehenden Fachwerkschlange (3a) möglich. Die Gitterbögen für den Tunnelbau werden in Segmenten hergestellt, die im Tunnel zu einem Bogen zusammengesetzt werden. Die Segmente weisen an den Enden Verbindungen auf, die die Schnittkräfte übertragen müssen. In diesem Fall besteht die Verbindung aus Rohrstücken, die planabschließend mit den Gurtstäben verschweißt sind. Diese Rohrstücke werden durch ihre Lage fixierende Form stücke vormontiert und werden in dieser Form in der Vorrichtung mit den Gurtstäben verschweißt. Dieses Element verstärkt gleichzeitig das Segmentende und überträgt die vollen Schnittkräfte. Durch die aufgelöste Bauweise werden die dort auftretenden Spritzschatten im Spritzbeton minimiert.

Eine Ausführungsform des Erfindungsgedankens wird nachfolgende anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1a/1b einen Schweißanschluß (5) zwischen Gurtstab (2) Fachwerk strebe (3) . Einen Schweißanschluß (7) zwischen Fachwerk strebe (3) und Querstrebe (4) und einen Schweiß anschluß (6) zwischen Gurtstab (2) und Querstrebe (4).

Fig. 2a/2b zeigt den Schnitt und die Seitenansicht eines Dreigurt gitterträgerrahmens. Das Aussteifungselement (Fig. 4) bestehend aus zwei Fachwerkstreben (3) und zwei Querstreben (4) ist zwischen den Gurtstäben (1, 2) in der beschriebenen Form angeordnet. Zusätzlich sind noch zwei Querstreben (4a) zwischen dem Gurtstab (1) und der Fachwerkstrebe (3) angeordnet.

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Dreigurtgitterträgerrahmens unter Verwendung der Merkmale aus (Fig. 1a/1b) und (Fig. 2a/2b). Das den Träger stabilisierende Aussteifungselement (Fig. 4) besteht aus zwei Fachwerkstreben (3) und zwei Querstreben (4), das an den beschriebenen Stellen mit den Gurtstäben (1, 2) verschweißt ist. Durch die Aneinander reihung mehrerer Aussteifungselemente (Fig. 4) entsteht ein Fachwerk.

Fig. 5a/5b zeigt Teile einer Seitenansicht und den Schnitt eines Dreigurtgitterträgerrahmens bei dem die Fachwerkstrebe (3a) durchlaufend ist und die Querstreben (4) in der beschriebenen Form angeordnet sind.

Fig. 6 zeigt eine Verbindung aus Rohrstücken (8) , die an den Segmentenden mit den Gurtstäben (1, 2) verschweißt sind und die in ihrer Lage durch das Teil (9) vorpositioniert sind, wobei das Teil (9) gleichzeitig das Segmentende verstärkt.

Claims

1. Gitterträgerausbaurahmen für den Tunnelausbau, dessen drei parallel zueinander verlaufende, ein Dreieck bildende Gurtstäbe (1, 2) mittels Fachwerk streben (3) räumlich miteinander verbunden sind, wobei jede Fachwerkstrebe (3) v-förmig zueinander verlaufende gerade Strebenteile aufweist, die an einem Ende mit einander verbunden sind, wobei die Fachwerkstreben (3) zwischen dem Ober- (1) und den Untergurten (2) angeordnet und über Schweißungen mit diesen verbunden sind, wobei die Symetrieebene einer jeden Fachwerkstrebe (3) in der jeweils von den Achsen des Obergurts (1) und des Untergurts (2) aufgespannten Ebene liegt und wobei die Untergurte (2) über rechtwinklig zu diesen ver laufende Querstreben (4) durch Schweißungen (6) mitein ander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstreben (4) neben der Schweißung (5) von Untergurt stäben (2) und Fachwerkstreben (3) zwischen den Fachwerk streben (3) und den Untergurtstäben (2) angeordnet sind an den Fachwerkstreben (3) und den Untergurtstäben (2) anliegen und über Schweißungen (6, 7) mit diesen verbunden sind.

2. Gitterträgerausbaurahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Zusatzquerstreben (4a) neben der Schweißung von Obergurtstab (1) und Fachwerkstreben (3) zwischen den Fachwerkstreben (3) und dem Obergurtstab (1) angeordnet sind, an den Fachwerkstreben (3) und dem Obergurtstab (1) anliegen und über Schweißungen mit diesen verbunden sind.

3. Gitterträgerausbaurahmen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fachwerkstreben (3) aus einzelnen Streben mit zwei v-förmig zueinander verlaufenden geraden Strebenteilen bestehen, die an den einen Enden über einen Bogen oder über zwei Bögen mit einem dazwischenliegenden parallel zu den Gurtstäben (1, 2) verlaufenden Teil oder über einen parallel zu den Gurtstäben (1, 2) verlaufenden Teil miteinander verbunden sind und die anderen Enden in Richtung der Untergurtstäbe (2) auslaufen.

4. Gitterträgerausbaurahmen nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Fachwerkstreben (3) aus einzelnen Streben mit v-förmig zueinander verlaufenden geraden Strebenteilen bestehen, die über Bogen oder über zwei Bögen mit einem dazwischen liegenden parallel zu den Untergurtstäben (2) verlaufenden Teil miteinander verbunden sind und zu einer durch gehenden Fachwerkschlange verbunden sind.

5. Gitterträgerausbaurahmen nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß er aus Segmenten zusammengebaut ist, deren Enden an den Gurtstäben angeschweißte Rohrstücke (8) aufweisen und daß je zwei sich gegenüber liegende Rohrstücke (8) miteinander verbindbar sind.

6. Gitterträgerausbaurahmen nach dem Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüber angeordneten Rohrstücke durch Schlitzbolzen mit Keil oder durch Schrauben miteinander verbunden sind.

7. Gitterträgerausbaurahmen nach den Ansprüchen 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstücke (8) einer Verbindungshälfte durch eine ihre Lage fixierende Vormontage (9) zu einer Einheit verbunden an einem Gitterträgerende angeschweißt sind.

8. Gitterträgerausbaurahmen nach einem der Ansprüche 4 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß das die Rohrstücke fixierende Element (9) gleichzeitig das Ende des Gitterträgers verstärkt.

9. Gitterträgerausbaurahmen nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß sich durch den Abstand der Schweißungen (6) und (7) ein Moment einstellt, daß die Torsionssteifigkeit des Trägers erhöht.

10. Aussteifungselement für einen Gitterträger ausbaurahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5 bis 8, bestehend aus zwei v-förmig zu einander verlaufenden geraden Strebenteilen, die an den einen Enden über einen Bogen oder über zwei Bögen mit einem dazwischenliegenden parallel zu den Untergurtstäben (2) verlaufenden Teil miteinander verbunden sind und an den anderen Enden in Richtung der Untergurtstäbe (2) auslaufen und wobei zwei Fachwerkstreben (3) über zwei Querstreben (4) miteinander zu einem Element verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstreben (4) auf den Fachwerkstreben (3) ange ordnet sind und lagemäßig derart durch Verschweißen (7) fixiert sind, daß in Einbauposition die Querstreben (4) und die Fachwerkstreben (3) an den Untergurten (2) und die Fachwerkstreben (3) am Obergurt (1) anliegen. (Fig. 2a, 2b).

11. Aussteifungselement nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zumindest eine Querstrebe (4a) an den beiden Fachwerkstreben (3) angeordnet und lagemäßig derart durch Verschweißen fixiert ist, daß in Einbauposition die Zusatzquer strebe (4a) und die Fachwerkstrebe (3) am Obergurt (1) anliegen (Fig. 2a, 2b).

12. Aussteifungselement für einen Gitterträger rahmen nach einem der Ansprüche 1, 2 und 4 bis 8 bestehend aus v-förmig zueinander verlaufenden geraden Strebenteilen, die an den Enden über einen Bogen oder über zwei Bögen mit einem dazwischenliegenden parallel zu den Gurtstäben (1, 2) verlaufenden Teil zu einer durchlaufenden Fachwerkstrebenschlange miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstreben (4) jeweils mit zwei Fachwerkstrebenschlagen zu einer Einheit verbunden sind und lagemäßig auf den Fachwerkstrebenschlangen derart durch Verschweißen (7) fixiert sind, daß in Einbauposition die Querstreben (4) und die Fachwerkstrebenschlangen (3a) an den Untergurten (2) und die Fachwerk strebenschlangen (3 a) am Obergurt (1) anliegen (Fig. 2a, 2b, 5e, 5b).

13. Aussteifungselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich pro Bogenelement zumindest eine Zusatzquerstrebe (4 a) an den beiden Fachwerkstrebenschlangen (3 a) angeordnet und lagemäßig dort durch Verschweißen fixiert ist, daß in Einbauposition die Zusatzquerstrebe (4a) und die Fachwerkstrebenschlagee (3a) am Obergurt (1) anliegen (Fig. 2a, 2b, 5a, 5b).