DE202010004389U1 - girder - Google Patents
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Abstract
Gitterträger für den Ausbau tunnelförmiger Bauwerke, welcher einen Obergurt (2a, 2b) und zwei Untergurte (3a, 3b) aufweist, die sich jeweils in Längsrichtung des Gitterträgers (1a, 1b) erstrecken und in dessen Querschnitt die Eckpunkte eines Dreiecks zueinander bilden, wobei der Gitterträger (1a, 1b) weiterhin Querstege (5a, 5b) aufweist und der Obergurt (2a, 2b) jeweils über Fachwerkstreben (4a, 4b) mit den Untergurten (3a, 3b) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Querstege (5a, 5b) jeweils zwischen zwei Fachwerkstreben (4a, 4b) erstrecken und mit einem Abstand (A) zum Obergurt (2a, 2b) und mit einem Abstand (B) zu den Untergurten (3a, 3b) angeordnet sind.Lattice girder for the construction of tunnel-shaped structures, which has a top flange (2a, 2b) and two bottom straps (3a, 3b), each extending in the longitudinal direction of the lattice girder (1a, 1b) and in its cross section form the vertices of a triangle to each other, wherein the lattice girder (1a, 1b) furthermore has transverse webs (5a, 5b) and the upper girder (2a, 2b) is connected in each case via truss struts (4a, 4b) to the lower girders (3a, 3b), characterized in that the transverse webs (2a) 5a, 5b) each between two truss struts (4a, 4b) extend and with a distance (A) to the upper flange (2a, 2b) and with a distance (B) to the lower chords (3a, 3b) are arranged.
Description
Die Erfindung betrifft einen Gitterträger für den Ausbau tunnelförmiger Bauwerke gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Schutzanspruch 1.The The invention relates to a lattice girder for the Expansion of tunnel-shaped structures according to the characteristics in the preamble of protection claim 1.
Bei der Herstellung unterirdischer Bauwerke werden an die Ausbruchgeometrie angepasste Trägerrahmen eingesetzt, die der direkten Abstützung des im Vortrieb gewonnenen Gewölbes dienen. Der anschließende Ausbau erfolgt in Ortbetonweise mittels Spritzbeton. Die einzelnen Trägerrahmen verbleiben hierbei innerhalb der erstellten Betonschale.at the production of underground structures are at the breakout geometry adapted support frame used, the direct support of the used in the drive vault serve. The ensuing Removal takes place in cast-in-situ concrete using shotcrete. The single ones Carrier frames remain within the created Concrete shell.
Für die verwendeten Trägerrahmen haben sich Gitterträger bewährt, die vor Ort zu einem in Umfangsrichtung des Ausbaus aneinander gereihten Gitterbogen zusammengesetzt werden. Gegenüber vollwandigen Trägerprofilen liegt deren Vorteil sowohl in der Material- und Gewichtsersparnis als auch in der Vermeidung unerwünschter Hohlräume durch den auftretenden Spritzschatten. Dank der offenen Struktur der Gitterträger ermöglichen diese einen homogenen Aufbau der Betonschale, innerhalb der sie eine hohe Verbundqualität erreichen und neben eingesetzten Betonstahlmatten als zusätzliche Bewehrung dienen.For the carrier frames used have lattice girders proven on site to a circumferential direction of expansion assembled grid lattice. Full wall opposite Beam profiles is their advantage both in the material and weight savings as well as in avoiding unwanted Cavities due to the occurring spray shadow. thanks to the enable open structure of the lattice girders this is a homogeneous construction of the concrete shell, within which they have one high composite quality and in addition to used welded mesh serve as additional reinforcement.
Die
Der grundsätzliche Aufbau der Gitterträger hat sich in der Praxis bewährt. Die durch die Fachwerkstreben und die Querstege geschlossene Dreiecksform der Gitterträger beansprucht allerdings ein entsprechend hohes Volumen. Vor dem Hintergrund einer wirtschaftlichen Lagerung sowie des notwendigen Transports lässt die Geometrie insbesondere für die platzsparende Stapelbarkeit der einzelnen Gitterträger noch Raum für Verbesserungen.Of the basic structure of the lattice girder has become proven in practice. The through the truss struts and the transverse webs closed triangular shape of the lattice girders However, claims a correspondingly high volume. Against the background of a economic storage and the necessary transport the geometry especially for space-saving stackability the individual lattice girder still room for improvement.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Gitterträger für den Ausbau tunnelförmiger Bauwerke dahingehend zu verbessern, dass dieser ohne Verlust seiner statischen Tragfähigkeit bei annähernd gleichbleibendem Materialeinsatz eine platzsparende Stapelbarkeit ermöglicht und so die Dichte der aufeinander geschichteten Gitterträger erhöht werden kann.Of the Invention is therefore the object of a lattice girder for the expansion of tunnel-shaped structures to that effect to improve this without sacrificing its static carrying capacity almost constant use of material a space-saving Stackability allows and so the density of each other layered lattice girder can be increased.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Gitterträger mit den Merkmalen von Schutzanspruch 1.The Solution to this problem consists according to the invention in one Lattice girder with the features of protection claim 1.
Dem Erfindungsgedanken folgend erstrecken sich die einzelnen Querstege jeweils zwischen zwei Fachwerkstreben und sind mit einem entsprechenden Abstand zum Obergurt und mit einem Abstand zu den Untergurten angeordnet. Auch wenn die einzelnen Querstege durchgehend oder vereinzelt diverse Ausbildungen aufweisen können, beispielsweise gebogen, gekantet, sowie einzelne Ausformungen, Querschnittssprünge und Kombinationen aus dem genannten, weisen diese zwischen den Fachwerkstreben einen geraden Verlauf auf. Der besondere Vorteil liegt in der berührungslosen Beabstandung der Querstege von den einzelnen Gurten, wodurch die im Querschnitt des Gitterträgers gebildete Dreiecksform verkleinert wird. Dies wird erreicht, indem die einzelnen Querstege als Basis des Dreiecks von den Untergurten weg und somit zum Obergurt hin verlagert sind. Hierdurch ergibt sich ein Freiraum, welcher sich zwischen den Untergurten bis unter die Querstege erstreckt. Der durch die Fachwerkstreben und die Querstege gebildete Querschnitt des Gitterträgers gleicht somit im Wesentlichen einer A-Form.the According to the idea of the invention, the individual transverse webs extend each between two truss struts and are with a corresponding Distance to the upper chord and with a distance to the lower chords arranged. Even if the individual crossbars continuously or occasionally diverse May have training, for example, bent, edged, as well as individual formations, cross-sectional jumps and combinations of said, have this between the truss struts a straight course. The special advantage lies in the non-contact Spacing of the transverse webs of the individual straps, whereby the formed in the cross section of the lattice girder triangular shape is reduced. This is achieved by the individual transverse webs as the base of the triangle away from the lower girths and thus towards the upper girth are relocated. This results in a free space, which is extends between the lower chords to below the transverse webs. Of the Cross-section formed by the truss struts and the transverse webs The lattice girder is thus substantially similar to an A-shape.
Bei dem für den Transport oder die Lagerung notwendigen Stapeln der Gitterträger tauchen diese jeweils mit ihrem Obergurt sowie einem Teilbereich der Fachwerkstreben in den gewonnenen Freiraum ein, wodurch sich die Stapelhöhe reduziert. Die aus den Fachwerkstreben gebildeten Schenkel des Gitterträgers sind weiterhin über die Querstege ausgesteift. Der verbleibende ungestützte Hebelarm der Fachwerkstreben ist durch die Lage der Querstege zwischen dem Obergurt und den Untergurten festgelegt.at the necessary for transport or storage stacks The lattice girder dive these each with their upper chord as well as a part of the truss struts in the gained free space, which reduces the stack height. The from the truss struts formed legs of the lattice girder are still over the transverse bars stiffened. The remaining unsupported Lever arm of the truss braces is due to the location of the transverse webs between fixed to the upper and lower straps.
Als in der Stahlbetonschale verbleibende Bewehrung sind die Gitterträger aus Metall gefertigt. Die Untergurte und der Obergurt sind mit den sie verbindenden Fachwerkstreben verschweißt. Die sich in Querrichtung des Gitterträgers gegenüberliegenden Fachwerkstreben sind ebenfalls mit den sie verbindenden Querstegen mittels Schweißen verbunden. In vorteilhafter Weise sind die einzelnen Verbindungen im wirtschaftlichen Punkt-Widerstandsschweißen hergestellt.When Reinforcements remaining in the reinforced concrete shell are the lattice girders made of metal. The lower straps and the upper strap are with the they welded together truss struts. Which in the transverse direction of the lattice girder truss braces opposite are also with their connecting transverse webs by welding connected. Advantageously, the individual compounds manufactured in economic point resistance welding.
Sowohl der Obergurt als auch die Untergurte können verschiedene Querschnittsformen wie beispielsweise quadratische, rechteckig sowie ovale oder Kombinationen aus den genannten aufweisen. In vorteilhafter Weise sind diese kreisrund, um eine einfache Fertigung zu ermöglichen. Grundsätzlich kann die Mantelfläche der einzelnen Gurte auch eine Struktur erhalten, wie sie beispielsweise gerippter oder profilierter Bewehrungsstahl aufweist. Hierdurch erhöht sich die Verbundwirkung des Gitterträgers mit dem ihn umgebenen Beton.Both the upper and lower chords may have different cross-sectional shapes, such as square, rectangular, and oval, or combinations of the foregoing. Advantageously, these are circular, to allow easy production. in principle The lateral surface of the individual straps can also obtain a structure, as it has for example ribbed or profiled reinforcing steel. This increases the composite effect of the lattice girder with the concrete surrounding it.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 11.advantageous Further developments of the inventive concept are the subject of the dependent Claims 2 to 11.
In einer günstigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gitterträgers weisen der Abstand zum Obergurt und der Abstand zu den Untergurten ein Verhältnis von 1:2 bis 1:6 zueinander auf. Bei einer Anordnung der Querstege innerhalb des aufgezeigten Bereichs ergibt sich ein wirtschaftliches Verhältnis der durch die Querstege erzielten Biegesteifigkeit der Fachwerkstreben zum gewonnenen Freiraum zwischen den Untergurten.In a favorable embodiment of the invention Lattice girder point the distance to the top chord and the distance to the lower chords a ratio of 1: 2 to 1: 6 to each other on. In an arrangement of the transverse webs within the indicated Range results in an economic relationship of achieved by the transverse webs bending stiffness of the truss braces to the gained free space between the lower chords.
Die einzelnen Querstege sind hierbei jeweils über endseitige Abwinklungen mit den sich in Querrichtung des Gitterträgers gegenüberliegenden Fachwerkstreben verbunden. Über die Abwinklungen wird die Kontaktfläche zwischen den Querstegen und den Fachwerkstreben erhöht, wodurch eine ausreichende Schweißnahtlänge erreicht wird.The individual transverse webs are in each case over the end Angled with the in the transverse direction of the lattice girder connected to opposite truss braces. about the bends will be the contact area between the crossbars and the truss struts increased, creating a sufficient Weld seam length is achieved.
Die endseitigen Abwicklungen der Querstege sind hierbei achsparallel zu den Fachwerkstreben angeordnet. Hierdurch ergibt sich die größtmögliche Kontaktfläche zwischen den Fachwerkstreben und den Abwinklungen.The End-side developments of the transverse webs are parallel to the axis arranged to the truss struts. This results in the largest possible contact area between the truss braces and the bends.
In vorteilhafter Weise sind die Abwinklungen der Querstege zu den Untergurten des Gitterträgers hin ausgerichtet. Die Ausrichtung bewirkt eine positive Verschiebung des Schwerpunkts der Schweißnähte. Hierdurch wird bei gleicher Lage der Querstege zum Ober- sowie den Untergurten deren aussteifende Wirkung erhöht, indem der Hebelarm bei einer Biegebeanspruchung der Fachwerkstreben verkürzt ist.In Advantageously, the bends of the transverse webs to the lower chords aligned with the lattice girder. The alignment causes a positive shift in the center of gravity of the welds. As a result, in the same position of the transverse webs to the top and the Lower straps increased their stiffening effect by the Lever arm is shortened at a bending stress of the truss braces.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, dass die Fachwerkstreben in einer Seitenansicht des Gitterträgers jeweils aus einem V-förmig gebogenen Stab mit an seinen jeweiligen Enden abgewinkelten und dabei voneinander wegweisenden Fußabschnitten gebildet sind. Die Spitze des V-förmig gebogenen Stabs ist hierbei gerundet und mit dem Obergurt verschweißt.Farther the invention provides that the truss struts in a side view the lattice girder each of a V-shaped bent Rod with angled at its respective ends and thereby from each other pioneering foot sections are formed. The top of the V-shaped bent rod is here rounded and with the Upper belt welded.
Die Lage der Fachwerkstreben ist so gewählt, dass die Spitze nicht über den Obergurt hinaus ragt. Auf diese Weise wird ein hakenfreies Gleiten beispielsweise von Betonstahlmatten entlang des Obergurts erreicht. Die zu einzelnen Fußabschnitten abgewinkelten Enden des Stabs sind mit einem der Untergurte verschweißt. Die einzelnen Fachwerkstreben bilden hierbei mit dem Untergurt jeweils ein statisches Dreieck. Neben der Beabstandung des Obergurts zu den einzelnen Untergurten dienen die Fachwerkstreben somit zur Querkraftaufnahme und in Kombination mit den Querstegen zur räumlichen Aussteifung des Gitterträgers. Hierdurch wird bereits zum Beginn des Einbaus eine tragfähige Aussteifung des Gewölbes erzielt.The Location of the truss braces is chosen so that the top does not protrude beyond the upper flange. This way will a hook-free sliding, for example along welded steel mesh reached the upper girth. The angled to individual foot sections Ends of the rod are welded to one of the lower chords. The individual truss braces in each case form with the lower flange a static triangle. In addition to the spacing of the upper girth too The truss struts thus serve to absorb the lateral forces in the individual lower chords and in combination with the transverse webs for spatial reinforcement the lattice girder. This is already at the beginning of Installation a viable stiffening of the vault achieved.
Weiterhin sind die Querstege in einer Seitenansicht des Gitterträgers jeweils zur Seite der Fußabschnitte hin auf den V-förmig gebogenen Stab der Fachwerkstreben angeordnet. Neben der fertigungstechnischen Vereinfachung wird hierdurch insbesondere die Biegesteifigkeit der Fachwerkstreben in Längsrichtung des Gitterträgers durch die Materialaufdopplung zusätzlich erhöht.Farther are the transverse webs in a side view of the lattice girder each side of the foot sections towards the V-shaped curved rod of truss braces arranged. In addition to the production engineering This simplifies the bending stiffness of the Truss struts in the longitudinal direction of the lattice girder additionally increased by the material doubling.
Die abgewinkelten Fußabschnitte der Fachwerkstreben sind senkrecht zu einer sich zwischen den Achsen der Untergurte spannenden Ebene auf den Untergurten angeordnet. Somit liegen die beiden Fußabschnitte eines V-förmig gebogenen Stabs der Fachwerkstreben auf einem der Untergurte auf. Dabei verlaufen die Fußabschnitte jeweils achsparallel zu den Untergurten. Hierdurch ergibt sich eine größtmögliche Kontaktfläche zwischen den Fußabschnitten und den Untergurten, wobei diese mittels Schweißen miteinander verbunden sind. Zudem ragen keine störenden Überstände über die Untergurte hinaus, wodurch ein einfaches und hakenfreies Glätten des Spritzbetons ermöglicht wird.The Angled foot sections of the truss braces are vertical to a plane that is exciting between the axes of the lower chords arranged on the lower chords. Thus lie the two foot sections a V-shaped bent rod of truss struts on one of the lower chords on. Here are the foot sections each axis parallel to the lower chords. This results in a largest possible contact area between the foot sections and the lower chords, wherein these are joined together by welding. moreover do not project any interfering overhangs the lower straps out, creating a simple and hook-free smoothing the shotcrete is enabled.
Darüber hinaus sieht die Erfindung vor, dass der erfindungsgemäße Gitterträger an seinen jeweiligen Enden angeordnete Ankerplatten aufweist. Über diese können die einzelnen Gitterträger in Umfangsrichtung des Ausbaus aneinandergereiht werden, um einen den Ausbruch des Gewölbes aussteifenden Gitterbogen zu erhalten. Die einzelnen Gitterträger sind hierfür in ihrer längsgerichteten Ausformung der Ausbruchsform angepasst.About that In addition, the invention provides that the inventive Lattice girder at its respective ends arranged anchor plates having. About this, the individual lattice girders strung together in the circumferential direction of the expansion to a the outbreak of the vault stiffening grid arch to receive. The individual lattice girders are for this in its longitudinal formation of the eruption shape customized.
Erfindungsgemäß weisen die Ankerplatten jeweils zwei gleichschenklige Winkelbleche auf, die V-förmig zueinander angeordnet sind. Die V-förmige Anordnung der Winkelbleche entspricht im Wesentlichen der dreieckigen Querschnittsform des Gitterträgers, wobei die einzelnen Schenkel der Winkelbleche jeweils in Längsrichtung sowie Querrichtung des Gitterträgers verlaufen. Über die längsgerichteten Schenkel sind die Winkelbleche mit dem Gitterträger verschweißt, während die in Querrichtung verlaufenden Schenkel eine entsprechende Kontaktfläche zu benachbarten Gitterträgern bilden. Hierdurch ergibt sich trotz geringem Materialeinsatz ein fertigungstechnisch günstiger und statisch ausreichend biegesteifer Knotenpunkt zwischen den einzelnen Gitterträgern.According to the invention the anchor plates each have two equal-sided angle plates, which are arranged V-shaped to each other. The V-shaped arrangement the angle plates essentially corresponds to the triangular cross-sectional shape the lattice girder, wherein the individual legs of the angle plates respectively in the longitudinal direction and transverse direction of the lattice girder run. About the longitudinal legs are the angle plates welded to the lattice girder, while the transverse legs a corresponding contact surface with adjacent lattice girders form. This results in spite of low material usage production engineering cheaper and statically sufficient rigid node between the individual lattice girders.
Die Winkelbleche der Ankerplatten verbinden jeweils den Obergurt des Gitterträgers mit dessen Untergurten, wobei die quer zur Längsrichtung des Gitterträgers angeordneten Schenkel der Winkelbleche diese durchsetzende Öffnungen aufweisen. Die sich überlagernden Öffnungen der Ankerplatten benachbarter Gitterträger innerhalb des Gitterbogens dienen der Aufnahme stabförmiger Verbindungsmittel, welche als lösbare oder unlösbare Verbindung eine baustellengerechte Kopplung der einzelnen Gitterträger untereinander ermöglichen.The Angle plates of the anchor plates each connect the upper flange of the Lattice girder with its lower chords, the cross to the Longitudinal direction of the lattice girder arranged leg the angle plates have this passing through openings. The overlapping openings of the anchor plates serve adjacent lattice girder within the grid arc the inclusion of rod-shaped connecting means which as detachable or non-detachable connection a site-specific Allow coupling of the individual lattice girders with each other.
Die Erfindung erschafft einen leichten und, durch seine offene Bauweise, platzsparend stapelbaren Gitterträger für den Ausbau tunnelförmiger Bauwerke. Durch die Verlagerung der aussteifenden Querstege ist der geschlossene Körper des Gitterträgers unter Beibehaltung seiner einzelnen Querschnitte verkleinert, so dass im Gegensatz zur üblichen Bauweise bis zum Doppelten des sonstigen Gitterträgervolumens gestapelt werden kann. Folglich werden die entstehenden Kosten halbiert.The Invention creates a light and, through its open design, Space-saving stackable lattice girder for the Expansion of tunnel-shaped structures. By relocating the stiffening transverse webs is the closed body of the Lattice girder while maintaining its individual cross sections reduced, so that in contrast to the usual design stacked up to twice the other lattice girder volume can be. Consequently, the costs incurred are halved.
Die nicht über die dreiecksförmige Querschnittsform des Gitterträgers hinausragenden Fachwerkstreben sowie Querstege ermöglichen eine glatte Außenkontur des Gitterträgers, was insbesondere bei der Verlegung von an den Gitterträgern vorbeizuführenden Betonstahlmatten deutliche Vorteile bietet. Sonst abstehende Bauteile führen hierbei regelmäßig zum Verhaken der einzelnen Maschen der Betonstahlmatten. Hierdurch wird auch ein sauberes und hakenfreies Abstreifen des aufgetragenen Spritzbetons ermöglicht.The not over the triangular cross-sectional shape the lattice girder protruding truss struts and Crossbars allow a smooth outer contour the lattice girder, which is especially true when laying on the lattice girders passing through welded steel mesh offers clear advantages. Otherwise lead out protruding components here regularly for hooking the individual Mesh of welded steel mesh. This also makes a clean and hook-free Stripping the applied shotcrete allows.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen schematischen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The Invention is described below with reference to a schematic in the drawings illustrated embodiment illustrated. Show it:
Der
Gitterträger
Eine
Längsachse der Querstege
Durch
die gegenüber dem in
Demgegenüber
verdeutlicht
In
dieser Ansicht ist erkennbar, dass die Fachwerkstreben
Der
in
Für
die Lagerung sowie den Transport des Gitterträgers
An
deren Einsatzort werden die Gitterträger
Auch
beim Glätten der mittels Spritzbeton gebildeten Betonschale
treten keinerlei störende Überstände
des Gitterträgers
Die
Lage der Querstege
- 11
- Gitterträger (Stand der Technik)girder (State of the art)
- 1a1a
- Gitterträgergirder
- 1b1b
- Gitterträgergirder
- 22
-
Obergurt
von
1 Upper strap of1 - 2a2a
-
Obergurt
von
1a Upper strap of1a - 2b2 B
-
Obergurt
von
1b Upper strap of1b - 33
-
Untergurt
von
1 Lower chord of1 - 3a3a
-
Untergurt
von
1a Lower chord of1a - 3b3b
-
Untergurt
von
1b Lower chord of1b - 44
-
Fachwerkstrebe
von
1 Truss brace of1 - 4a4a
-
Fachwerkstrebe
von
1a Truss brace of1a - 4b4b
-
Fachwerkstrebe
von
1b Truss brace of1b - 55
-
Quersteg
von
1 Crossbar of1 - 5a5a
-
Quersteg
von
1a Crossbar of1a - 5b5b
-
Quersteg
von
1b Crossbar of1b - 66
-
Ende
von
1b End of1b - 77
-
Ende
von
1b End of1b - 88th
-
Ankerplatte
von
1b Anchor plate of1b - 99
-
Winkelblech
von
1b Angle sheet from1b - 1010
-
Schenkel
von
9 Thighs of9 - 1111
-
Schenkel
von
9 Thighs of9 - 1212
-
Öffnung
in
11 Opening in11 - 40a40a
-
Fußabschnitte
von
4a Foot sections of4a - 40b40b
-
Fußabschnitte
von
4b Foot sections of4b - 50a50a
-
Abwinklung
von
5a Angling from5a - 50b50b
-
Abwinklung
von
5b Angling from5b - AA
-
Abstand
zw.
2a und XDistance between2a and X - BB
-
Abstand
zw.
3a und XDistance between3a and X - CC
- Freiraumfree space
- XX
-
Schnittpunkt
zw.
4a und5a Intersection between4a and5a
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