DE19746542A1 - Mittel zur Lagestabilisierung der einzelnen Abschnitte eines Verschubkörpers während einer Verschubmaßnahme - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Mittel zur Lagestabilisierung der einzelnen Abschnitte eines Verschubkörpers während einer Verschubmaßnahme, bei der die Abschnitte einzeln, nacheinander verschoben werden.

Als Beispiel für eine derartige Verschubmaßnahme sei hier das Durchpressen eines aus mehreren Rahmenblöcken bestehenden Tunnelbauwerks unter einer Gleisan­ lage genannt. Die einzelnen Rahmenblöcke können hier als Abschnitte eines Ver­ schubkörpers, nämlich des Tunnelbauwerks, angesehen werden.

Die Länge eines Tunnelbauwerks - und damit die maximale Verschubstrecke beim Durchpressen - richtet sich in erster Linie nach der Breite des Damms, auf dem sich die Gleisanlage befindet, und nach dem Winkel, in dem das Tunnelbauwerk den Damm kreuzen soll. Für die Durchpressungsmaßnahme wird das Tunnelbauwerk vortriebsseitig mit einer Schneidenkonstruktion versehen, die in die geböschte Orts­ brust des Bodens unter der Gleisanlage vorgepreßt wird. Parallel zum Vorpressen des Tunnelbauwerks wird die Ortsbrust zurückgebaut. Beim Vorpressen muß die zwischen der Außenwandung des Tunnelbauwerks und dem Boden vorhandene Rei­ bung überwunden werden. Diese ist um so größer, je größer die Außenfläche des Tunnelbauwerks ist. In der Praxis werden längere Tunnelbauwerke daher häufig ab­ schnittsweise vorangetrieben. Dazu wird zunächst ein erster, vortriebsseitig mit einer Schneidenkonstruktion versehener Rahmenblock um eine bestimmte Weglänge in der Größenordnung von ca. 25 cm in den Damm gepreßt. Die nachfolgenden Rah­ menblöcke werden dann nacheinander jeweils ebenfalls um diese Weglänge ver­ schoben. Erst wenn sich alle Rahmenblöcke an den ersten Rahmenblock an­ schließen, wird dieser weiter in den Damm getrieben. Die voranstehend beschrie­ bene Verschubabfolge wiederholt sich solange bis das Tunnelbauwerk in seiner Ge­ samtheit seine Endlage erreicht hat. Auf diese Weise muß bei jedem Verschieben le­ diglich die Reibung zwischen dem jeweils verschobenen Rahmenblock und dem an­ stehenden Boden überwunden werden.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß die nachfolgenden Rahmenblöcke die Tendenz haben, gegenüber dem jeweils vorangehenden Rahmenblock um einige Zentimeter abzusinken. Die dadurch bedingte Höhenabweichung zwischen dem ersten und dem letzten durchgepreßten Rahmenblock eines Tunnelbauwerks ist um so größer, je größer die Anzahl der das Tunnelbauwerk bildenden Rahmenblöcke ist. Die Höhenabweichung kann hier Größenordnungen erreichen, die insgesamt nicht mehr tolerabel sind. Das Absinken eines nachfolgenden Rahmenblocks gegenüber dem vorangegangenen Rahmenblock ist aber auch im Hinblick auf das Durchpressen an sich problematisch. Ist der nachfolgende Rahmenblock nämlich gegenüber dem vor­ angegangenen Rahmenblock abgesunken, so stellt der im Sohlenbereich anste­ hende Boden einen erhöhten Reibungswiderstand dar. Dadurch wird der Boden im Sohlenbereich beim Vorpressen immer weiter abgetragen, was mit einem erhöhten Aufwand an Pressenkraft verbunden ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, Mittel zur Lagestabilisie­ rung der einzelnen Abschnitte eines Verschubkörpers während einer Verschubmaß­ nahme anzugeben, mit denen Lageabweichungen und insbesondere Höhenabwei­ chungen zwischen den einzelnen Abschnitten des Verschubkörpers verhindert wer­ den können.

Die voranstehende Aufgabe wird durch Mittel zur Lagestabilisierung der einzelnen Abschnitte eines Verschubkörpers mit den Merkmalen des Patentanspruches i ge­ löst. Die dort angegebenen Mitteln zur Lagestabilisierung umfassen mindestens ein Führungselement, das so an einem der Abschnitte des Verschubkörpers angeordnet ist und soweit über ein Ende dieses Abschnitts hinausragt, daß der an dieses Ende anschließende Abschnitt des Verschubkörpers während der Verschubmaßnahme eine Anlage für das Führungselement bildet.

Es ist erkannt worden, daß eine Lagestabilisierung der einzelnen Abschnitte eines Verschubkörpers durch eine entsprechende Führung der einzelnen Abschnitte wäh­ rend der Verschubmaßnahme erreicht werden kann. Erfindungsgemäß wird nun vor­ geschlagen, als Führung für den aktuell bewegten Abschnitt mindestens einen der an diesen anschließenden ruhenden Abschnitte des Verschubkörpers zu nutzen. Je nach Anordnung des oder der Führungselemente lassen sich sowohl eine Seiten- als auch eine Höhenstabilisierung zur Vermeidung von Lageabweichungen realisieren, so daß mit einfachen Mitteln und äußerst effektiv Lageabweichungen zwischen den einzelnen Abschnitten eines Verschubkörpers vermieden werden können.

Wie schon angedeutet, gibt es verschiedene Anordnungsmöglichkeiten für das oder die Führungselemente. In der Praxis erweist es sich als vorteilhaft, das Führungs­ element an einem nachfolgenden Abschnitt des Verschubkörpers anzuordnen, so daß der diesem vorangehende Abschnitt des Verschubkörpers eine Anlage für das Führungselement und damit für den gesamten nachfolgenden Abschnitt bildet. Falls erforderlich, könnte das Führungselement aber auch an dem vorangehenden Ab­ schnitt angeordnet sein und sich an dem nachfolgenden Abschnitt des Verschubkör­ pers abstützen. In jedem Falle ist es von Vorteil, wenn mehrere Führungselemente vorgesehen sind, die gegenüberliegenden Wandabschnitten des jeweiligen Ab­ schnitts zugeordnet sind. Im Falle einer Seitenstabilisierung könnten dies die Seiten­ wandungen des jeweiligen Abschnitts sein, während die Führungselemente im Falle einer vertikalen Lagestabilisierung eher im Bereich des Bodens und der Decke ange­ ordnet wären.

Als Führungselemente könnten Metallträger, beispielsweise Stahlträger, dienen. Be­ sonders geeignet sind Profilträger, wie T- oder I-Träger, die eine hohe Stabilität bei gleichzeitig geringem Gewicht aufweisen.

In einer einfachsten Variante der Erfindung werden die Führungselemente während der Verschubmaßnahme an der Wandung des sich anschließenden Abschnitts ge­ führt. In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Mittel zu Lagesta­ bilisierung sind dem sich anschließenden Abschnitt des Verschubkörpers jedoch spezielle Aufnahmen für die Führungselemente zugeordnet. Als Aufnahme könnte beispielsweise ein entsprechend dimensionierter und installierter Metallkasten die­ nen.

Grundsätzlich können die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Mittel zur Lagestabili­ sierung entweder in Form von festen Bestandteilen der einzelnen Abschnitte des Verschubkörpers realisiert sein, die nach Abschluß der Verschubmaßnahme einen Teil des Verschubkörpers bilden, oder in Form nur temporär an den einzelnen Ab­ schnitten des Verschubkörpers installierter Komponenten, die nach Abschluß der Verschubmaßnahme wieder entfernt werden können.

Eine erfindungsgemäß vorgeschlagene Variante sieht eine in die Wandungen aufein­ anderfolgender Abschnitte des Verschubkörpers integrierte Zapfenverbindung vor, die beim Zusammenschieben der einzelnen Abschnitte in der Wandung des Ver­ schubkörpers verschwindet und also auch nach Abschluß der Verschubmaßnahme im Verschubkörper verbleibt. Dazu ist ein Ende des Führungselements in einen Wandabschnitt des jeweiligen Abschnitts integriert, und in einen Wandabschnitt des anschließenden Abschnitts ist eine entsprechende Aufnahme integriert. Die Auf­ nahme könnte hier einfach in Form einer Ausnehmung realisiert sein oder auch in Form eines in die Wandung eingebundenen Metallkastens.

In der Praxis ist es oftmals erforderlich, noch während dem Vortrieb die Ausrichtung des Verschubkörpers insgesamt oder einzelner Abschnitte des Verschubkörpers zu korrigieren. Unter Einsatz der erfindungsgemäßen Mittel ist dies einfach zumindest in gewissen Grenzen möglich, da zwischen der Aufnahme und dem mit dieser zusam­ menwirkenden Führungselement in der Regel ein Spiel ausgebildet ist. Durch ge­ zielte, bspw. lediglich einseitige Verminderung dieses Spiels zwischen der Aufnahme und dem Führungselement mit Hilfe von geeigneten Ausgleichselementen kann die Orientierung eines Abschnitts während der Verschubmaßnahme beeinflußt werden.

Eine andere erfindungsgemäße Variante, die sich auf lediglich temporär installierte Mittel zur Lagestabilisierung bezieht, also auf Mittel, die nach Abschluß der Ver­ schubmaßnahme wieder entfernt werden können, umfaßt mindestens einen auf der Innenwandung eines Abschnitts des Verschubkörpers festgelegten Kragarm als Füh­ rungselement.

Da auf einen derart festgelegten Kragarm immer ein Drehmoment wirkt, sollte die Befestigung des Kragarms mindestens eine auf Zug und mindestens eine auf Druck belastete Komponente umfassen. Die auf Zug belastete Komponente könnte in Form einer mit der Wandung verbundenen Spannkonstruktion beispielsweise mit Gewin­ destangen oder Spannstäben realisiert sein. Ein Auflageelement in Form einer Platte oder eines Blechs mit einer Zentrierleiste könnte die auf Druck belastete Komponente bilden.

Um eine Beschädigung des sich anschließenden Abschnitts des Verschubkörpers durch das oder die Führungselemente des jeweils bewegten Abschnitts zu vermei­ den, ist es vorteilhaft auf der Innenwandung des anschließenden Abschnitts eine Auflage für den Kragarm vorzusehen, die ebenfalls in Form einer Platte oder eines Blechs mit einer Zentrierleiste realisiert sein könnte.

Oftmals ist es auch vorteilhaft, eine Schmierung zwischen dem Führungselement und der jeweiligen Gleitfläche an dem sich anschließenden Abschnitt des Verschubkör­ pers vorzusehen, zum einen um Beschädigungen des sich anschließenden Ab­ schnitts durch das Führungselement zu vermeiden und zum anderen um den hier auftretenden Reibungswiderstand so gering wie möglich zu halten.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfol­ gende Erläuterung zweier Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnun­ gen zu verweisen. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Stoßbereich zweier Rahmenblöcke eines Tunnelbauwerks,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 mit den hier verwendeten Mitteln zur Lagestabilisierung im Querschnitt,

Fig. 3 einen schematisiert dargestellten Längsschnitt durch den in Fig. 2 dar­ gestellten Bereich,

Fig. 4 den Querschnitt durch den Stoßbereich zweier Rahmenblöcke eines Tunnelbauwerks und

Fig. 5 einen Längsschnitt durch den Sohlenbereich zweier Rahmenblöcke ei­ nes Tunnelbauwerks.

In Fig. 1 ist der Querschnitt eines Tunnelbauwerks 1 dargestellt, das aus mehreren nacheinander durch einen Damm gepreßten Rahmenblöcken besteht. Das Tunnel­ bauwerk 1 stellt also einen aus mehreren Abschnitten - den Rahmenblöcken - beste­ henden Verschubkörper dar. Während der Verschubmaßnahme, nämlich der Durch­ pressung werden die einzelnen Rahmenblöcke des Tunnelbauwerks 1 nacheinander jeweils um eine bestimmte Wegstrecke vorangepreßt. Dadurch wandern die einzel­ nen Rahmenblöcke immer wieder auseinander und zusammen, während sich das Tunnelbauwerk insgesamt seiner Endlage nähert. Zur Lagestabilisierung der einzel­ nen Rahmenblöcke während der Durchpressungsmaßnahme, d. h. zur Vermeidung von Höhen- und Seitenabweichungen zwischen den einzelnen Tunnelabschnitten, sind im hier dargestellten Ausführungsbeispiel Zapfenverbindungen 4 vorgesehen, die in die Wandung des Tunnelbauwerks 1 integriert sind. In der unteren Hälfte der Seitenwandungen 2 sind jeweils zwei Zapfenverbindungen 4 angeordnet, die in er­ ster Linie der Seitenstabilisierung dienen. Außerdem sind noch vier weitere Zapfen­ verbindungen 4 in dem den Boden 3 bildenden Wandabschnitt des Tunnelbauwerks 1 angeordnet. Diese Zapfenverbindungen 4 dienen in erster Linie der Höhenstabili­ sierung der einzelnen Rahmenblöcke innerhalb des Tunnelbauwerks 1. Eine der Zapfenverbindungen 4 ist in den Fig. 2 und 3 - beispielhaft für alle hier realisierten Zapfenverbindungen 4 - vergrößert dargestellt.

Die Zapfenverbindung 4 umfaßt ein Führungselement 5, das hier in Form eines I-Trägers realisiert ist. Das Führungselement 5 könnten aber auch jede andere ge­ eignete Form aufweisen. Das Führungselement 5 ist derartig in die Wandung 2 bzw. 3 des vorlaufenden Rahmenblocks 15 integriert, daß es über sein rückwärtiges Ende hinausragt, und zwar weiter als die maximale Weglänge eines Verschubschrittes. Dies wird durch Fig. 3 veranschaulicht, wo der Bereich der Blockfuge 8 zwischen dem vorlaufenden Rahmenblock 15 und dem nachlaufenden Rahmenblock 16 dar­ gestellt ist. Des weiteren umfaßt die Zapfenverbindungen 4 eine Aufnahme 6, die hier in Form eines Blechkastens realisiert ist, der in die Wandung 2 bzw. 3 des sich an­ schließenden, nachlaufenden Rahmenblocks 16 einbetoniert ist. Bei vorgesehener Ausrichtung der beiden Rahmenblöcke sind die Führungselemente 5 fluchtend mit den jeweils zugeordneten Aufnahmen 6 angeordnet.

Die hier dargestellten Zapfenverbindungen 4 ermöglichen aufgrund der geometri­ schen Ausgestaltung der Führungselemente 5 einerseits und der Aufnahmen 6 ande­ rerseits und des sich daraus ergebenden Spiels der Führungselemente 5 in den Auf­ nahmen 6 eine Korrektur der Lage des bewegten Rahmenblocks bezüglich des ru­ henden Rahmenblocks während des Vortriebs. Dazu kann das Spiel zwischen dem Führungselement 5 und der Aufnahme 6 mit Hilfe eines Ausgleichselements 11 ge­ zielt vermindert werden. Dies wird durch Fig. 2 veranschaulicht. An den hier darge­ stellten als Führungselement 5 dienenden I-Träger wurde lediglich einseitig ein Blech als Ausgleichselement 11 angeschweißt und auf diese Weise das Spiel zwischen dem I-Träger und der Aufnahme vermindert.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Mittel zur Lagestabilisierung der einzelnen Rah­ menblöcke eines Tunnelbauwerks während einer Durchpressungsmaßnahme, näm­ lich die Zapfenverbindungen 4, sind nach Abschluß der Durchpressungsmaßnahme, d. h. nach Fertigstellung des Tunnelbauwerks, nicht mehr zugänglich, da sie in die Wandungen 2 und 3 des Tunnelbauwerks 1 integriert sind.

Die in den Fig. 4 und 5 dargestellten Mittel zur Lagestabilisierung können im Gegen­ satz dazu temporär mit dem Tunnelbauwerk 1 bzw. einem Rahmenblock des Tunnel­ bauwerks 1 verbunden werden und daher nach Abschluß der Durchpressungs­ maßnahme auch wieder entfernt werden.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Lagestabilisierung eines nachfolgenden Rahmenblocks 16 mit Hilfe von vier Kragarmkonstruktionen 7 erreicht, die auf den Seitenwandungen 2 und der Sohle 3 des nachfolgenden Rahmenblocks 16 montiert sind. Fig. 4 zeigt die Kragarmkonstruktionen 7 lediglich schematisch.

In Fig. 5 ist beispielhaft eine auf der Sohle eines Tunnelbauwerks 1 montierten Krag­ armkonstruktion 7 im Detail dargestellt. Diese umfaßt zwei übereinander angeordnete I-Träger 9 und 10, die über das vortriebsseitige Ende des nachlaufenden Rah­ menblocks 16 hinausragen und sich während der gesamten Verschubmaßnahme an der Wandung des vorangehenden Rahmenblocks 15 abstützen. Beim blockweisen Vorpressen des Tunnelbauwerks entsteht zwischen dem jeweils bewegten Rahmen­ block und dem diesem nachfolgenden Rahmenblock ein Spalt, der bis auf die Wegstrecke eines Verschubschrittes anwächst, um dann beim Vorpressen des je­ weils nachfolgenden Rahmenblocks wieder zusammengeschoben zu werden. Die Kragarmkonstruktion 7 ragt so weit über das vortriebsseitige Ende des nach laufen­ den Rahmenblocks 16 hinaus, daß sie den auftretenden Spalt in jedem Falle über­ brückt.

Die Fixierung der Kragarmkonstruktion 7 an der Wandung des nachlaufenden Rah­ menblocks 16 erfolgt mit Hilfe einer auf Zug belasteten Komponente in Form einer einbetonierten Spannkonstruktion 12 und mit einer auf Druck belasteten Komponente in Form eines Stahlblechs 13 mit Zentrierleiste. Über diese wird die Druckkraft in die Wandung des nachfolgenden Rahmenblocks 16 eingeleitet. Die Abstützung der Kragarmkonstruktion 7 an der Wandung des vorangehenden Rahmenblocks 15 er­ folgt hier ebenfalls über eine Stahlplatte 14 mit Zentrierleiste, so daß auch hier der Ort der Krafteinleitung definiert ist. Von Vorteil ist es, wenn zwischen der Kragarmkonstruktion 7 und der Stahlplatte 14 des vorangehenden Rahmenblocks 15 eine Schmierung vorgesehen ist.

Abschließend sei darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäßen Mittel zur Lage­ stabilisierung nicht nur im Rahmen von Tunneldurchpressungen eingesetzt werden können, sonder ganz allgemein bei Verschubmaßnahmen von aus mehreren einzel­ nen Abschnitten bestehenden Verschubkörpern.

Claims (14)

1. Mittel zur Lagestabilisierung der einzelnen Abschnitte eines Verschubkörpers während einer Verschubmaßnahme, bei der die Abschnitte einzeln, nacheinander verschoben werden, umfassend:
mindestens ein Führungselement (5; 7), das so an einem der Abschnitte des Ver­ schubkörpers angeordnet ist und soweit über ein Ende dieses Abschnitts hinausragt, daß der an dieses Ende anschließende Abschnitt des Verschubkörpers während der Verschubmaßnahme eine Anlage für das Führungselement (5; 7) bildet.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (7) an einem nachfolgenden Abschnitt des Verschubkörpers angeordnet ist und der die­ sem vorangehende Abschnitt des Verschubkörpers eine Anlage für das Füh­ rungselement (7) und damit für den gesamten nachfolgenden Abschnitt bildet.

3. Mittel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß meh­ rere, gegenüberliegenden Wandabschnitten (2) des Abschnitts zugeordnete Füh­ rungselemente (5; 7) vorgesehen sind.

4. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Me­ tallträger als Führungselement (5; 7) dient.

5. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der an­ schließende Abschnitt des Verschubkörpers eine Aufnahme (6) für das Führungs­ element (5) aufweist.

6. Mittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Führungs­ elements (5) in einen Wandabschnitt (2, 3) des Abschnitts integriert ist und daß eine entsprechende Aufnahme (6) in einen Wandabschnitt (2, 3) des anschließenden Ab­ schnitts integriert ist.

7. Mittel nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (6) in Form eines Metallkastens realisiert ist.

8. Mittel nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß minde­ stens ein während der Verschubmaßnahme installierbares Ausgleichselement (11) zur gezielten Verminderung des Spiels zwischen der Aufnahme (6) und dem Führungselement (5) vorgesehen ist.

9. Mittel nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schmierung zwischen dem Führungselement und der Aufnahme vorgesehen ist.

10. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Füh­ rungselement (7) durch einen auf der Innenwandung des Abschnitts festgelegten Kragarm gebildet ist.

11. Mittel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des Kragarms (7) eine auf Zug belastete Spannkonstruktion (12) umfaßt.

12. Mittel nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des Kragarms (7) ein auf Druck belastetes Auflageelement (13) umfaßt.

13. Mittel nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenwandung des anschließenden Abschnitts eine Auflage (14) für den Kragarm (7) vorgesehen ist.

14. Mittel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schmierung zwi­ schen dem Kragarm und der Auflage vorgesehen ist.