DE2310660C2 - Rahmenförmiger Ausbau für Strecken des Untertagebetriebes, Tunnel o.dgl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen rahmenförmigen Ausbau für Strecken des Untertagebetriebes, Tunnel od. dgl. mit Hilfe mehrerer rinnenförmiger Profileisen, die sich überlappen sowie an ihren Überlappungsstellen nachgiebig miteinander verspannt sind, und die einen Querschnitt aufweisen, dessen Begren- so zungslinien ausgehend vom Profilboden über Profilstege bis zu den Profilflanschen von Parabeln flacher werdender Krümmung gebildet werden, wobei die Parabeln der äußeres« Profilbegrenzungslinien flacher als die Parabeln der inneren Profilbegrenzungslinien gekrümmt sind, so daß nach dem Verspannen der Profile eine Abstützung im Bereich der Profilböden und -stege eintritt, wobei z.B. die Parameter der die äußeren Profilbegrenzungslinien bildenden Parabeln sich von den Parametern der inneren Profilbegrenzungslinien mindestens um 0,02 unterscheiden und die Krümmungskreisdurchmesser der Übergänge von den äußeren Profilbegrenzungslinien in die Profilflansche den Wert von 2,7 cm nicht überschreiten.

Derartige Profile sind an sich bekannt (deutsche Patentschrift 1 010 031). Sie haben den Vorteil eines hohen Aufklaffwiderstandes. Darunter wird der Widerstand gegen die unter Belastung solcher Profile auftreiende Quersphrattsyeiiormung verstanden, weiche hauptsächlich eine Folge der Krümmung der Profile in ihrer Längsachse ist Die praktisch gewalzten Profile dieser Art weisen drei Zonen auf, welche jeweils von Parabelästen unterschiedlicher Krümmung begrenzt werden. Legt man solche Profile ineinander, so liegen die jeweils gleichen Parabeläsle der Außen- und Innenmantellinie, bezogen auf die Längsquerschnittsachse des Profils, senkrecht übereinander.

Da die korrespondierenden Parabeläste geringfügig voneinander abweichende Parameter aufweisen, wird beim Anbringen der Verbindungsmittel durch die federnde Abbiegung der Profilstege erreicht, daß sich die Profile im Bereich der Böden und Stege fiä chig aufeinanderlegen.

Bei solchen Profilen läßt sich der Schwerpunkt des Profils so legen, daß ein weitgehender Ausgleich utr statischen Werte des Profils nach beiden Achsen e;-zielt wird, d. h. die Widerstandsmomente ober- und unterhalb der Schwerpunktlinie weitgehend einander entsprechen. Das hat den Vorteil, daß bei der zonenweisen Gestaltung der Profilbegrenzungslinien ei.n erhebliche Verstärkung des Aufklarrwiderstandts eintritt. Ein aus solchen rinnenförmigen Profilen bestehender rahmen Förmiger Ausbau, der unter der Wirkung des Gebirgsdruckes plastischen Verformungen ausgesetzt ist, bietet daher erhebliche Vorteile.

Andererseits muß bei den vorbekannten Profilen folgendes berücksichtigt werden: An den Übergängen in die Profilflansche werden die Profilquerschnitte von Parabelästen mit relativ größerem Steigungsmaß begrenzt. Dadurch ergeben sich an den oberen Enden der Profilstege in die Flansche relativ dünne Querschnitt der Profile. Beim Einsatz, d.h. schon beim Zusammenbau der Ausbaurahmen werden aber die Profile im unteren Bereich der Überlappung auf Veränderung ihrer Querschnittsform am stärksten beansprucht. Dort werden nämlich Verbindungsmittel angesetzt, die nicht nur den vorgegebenen Gleitwiderstand des Ausbaurahmens herbeiführen müssen, sondern aucli die Formänderung der Profile in radialer Richtung zum Streckenmittelpunkt hin bewirken.

Häufig werden an den Enden der Überlappungen Hakenschrauben mit Laschen als offene Verbindungsmittel benutzt. Mit diesen Verbindungsmitteln läßt sich ein hoher Verspannungseffekt der Profile erzielen. Offene Verbindungsmittel dieser Art beanspruchen andererseits die Profile stark, indem sie die Profilflansche aus der Ausbauebene heraus zu biegen suchen. Dadurch können an den Profilenden Verformungen auftreten, die durch eine Verbiegung der Flansche des Innenprofils um die Flansche des Außenprofils nach außen gekennzeichnet sind.

Da solche Verbiegungen der Tendenz des Aufklaffens der Profile Vorschub leisten, sind die bekannten Profile verbesserungsfähig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das als bekannt vorausgesetzte Rinnenprofil derart zu verbessern, daß eine Verbiegung des oberen Stegbereiches des Innenprofils um die Flansche des Außenprofils durch die Verbindungsmittel entgegengewirkt wird, ohne daß sich die Abstützungsflächen beider Profile aufeinander verringern und sich die statischen Werte des Rinnenprofils verschlechtern.

Erfindungsgeinäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Querschnitte der Profilstege am Über-

Bereiches um 0,02 verstärkt sind, daß die Abstützung ή_κ Bodenteils 1 in die Innen-

tifx so verstärkten Profilste^e durch eine Verkleine- !fern g des Steges über. Der Parameter der Außenpa-

rung der Krümmiingskreisdurchmesser der Über- s rabel kann beispielsweise 0,38 betragen.

gange auf 1,6 cm vi?rgrößert ist und daß zur Verrin- Pas Ende der zweiten Zone gibt die linie B-B an.

gerung des durch die Materialvprmehrrng an den An sie schließt sich die Zone 3 im Stegbereich an,

oberen Enden der Profilstege vergrößerten Boden- dessen Innenseite 9 und dessen Außenseite 10 von

abStandes die beiderseits der Längsmittelebene ange- Parabeln gebildet werden. Bei dem bekannten Profil

ordneten Profilhälften an der oberen Begrenzungs- io ist der Parameter der Innenparabel z.B. 0,47, wäh-

linie des Profils um 0,5 mm nach jeder Seite ausein- rend der Parameter der Außenparabel z.B. 0,45 aus-

andergespreizt sind. macht.

Die zur Beseitigung der geschilderten Nachteile An den Rundungen 11 gehen die Außenparabeln der vorbekannten Profile erforderliche Materialver- in den jeweiligen Flansch 12 über. Der Schwermehrung an den oberen Enden der Profilstege würde »5 punkt S liegt etwa in der Mitte des Profils, für sich zu einem Verlust der flächigen Abstützung Gegenüber dem bekannten Profil ist bei dem auf größeren Stegbereichen unä in der Bodenzone neuen Profil ein Unterschied der BegreBzungsparafuhren. Das wird erfindungsgemäß durch eine Ver- bein9 bzw. 10 vergrößert. Entsprechend ist auch der minderung der Krümn'ungskreisdurchmesser für den Unterschied der Parabelparameter in der Zone 2 ver-Beveich der Flansche und durch eine Spreizung der *» größert. Er beerägt etwa das Doppelte des bisherigen Profile für den Bodenbereich vermieden. Überra- Unterschiedes, so daß sich die Parameter beider Paschend ist dabei, daß bereit": geringfügige Verände- rabeln um 0,04 unterscheiden können, rangen dieser Art zu erheblichen Querschnittsgewin- Eine weitere Veränderung des neuen Profils genen an den Stegen führen. genüber dem bekannten Profil besteht in einer erheb-

Auf dieser Tatsache beruht die Möglichkeit, ohne »5 liehen Verkleinerung des mit 11 bezeichneten Krüm

Änderung des Metergewichtes durch eine bessere mungsdurchmessers am Übergang der Außenkrüm-

Materialverteilung eine Verbesserung der statischen mung 10 der dritten Zone in den Flansch 12. Sie

Werte zu erreichen. Das hat außerdem zur Folge, kann z.B. statt bisher 2,7cm nunmehr 1,94cm be

daß die gleichen Verspannungsmittel wie bei den be- tragen. Während diese beiden Unterschiede relativ

kannten Profilen benutzt werden können. Darin liegt 3o sind, führte eine dritte Änderung zu einer neuartigen

ein erheblicher Vorteil, weil die neuen Profile mit Profilform; zur Verringerung der durch die Verklei-

den bereits bekannten Profilen in vertretbarer Weise ausgetauscht werden können, ohne das Zubehör der Ausbaurahmen erneuern zu müssen.

Außerdem tritt bei dein neuen Profil eine Verbesserung des Reibungsschlusses der korrespondierenden Parabeläste von Innen- und Außenmantellinie der Profile ein. Die Querschnittssteifigkeit, d. h. der Widerstand gegen Aufklaffen in der oberen Hälfte der Profile wird trotz der Vergrößerung des öffnungswinkels der Profilschenkel verbessert.

Zum besseren Verständnis wird die Erfindung nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt in ausgezogenen Linien ein

nening der Außenkrümmung bedingten Verringerung des Bodenabstandes zweier ineinandergelegter Profile sind nämlich bei dem neuen Profil dessen beide Profilhälften auseinandergespreizt. Teilt man das Profil in der durch das Bezugszeichen 17 bezeichneten Längr mittelebene in zwei gleiche Hälften 18 bzw. 19, so teilt man dadurch auch die Innen- und die Außenparabeln in ihre beiden Äste auf, die die Innen- und die Außenseite des Profilbodens begrenzen. Bei dem neuen Profil sind die jeweils linken und rechten Parabelseiten nach außen geschwenkt, so daß die Profilhälften gespreizt sind. Der Spreizungswinkel λ ist verhältnismäßig gering. Durch ihn ergibt

Profil gemäß der Erfindung und in gestrichelte. Dar- 45 sich aber bei dem dargestellten Profil an der oberen

stellung zum Vergleich ein bekanntes Profil. Durch Punkte ist das eingelegte Profil wiedergegeben. Einander entsprechende Teile sind durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Teile des bekannten Profils sind durch einen Indexstrich bezeichnet und werden dadurch von den Teilen des neuen Profils unterschieden.

Alle dargestellten Profile haben drei Zonen 1, 2, 3. Beim Bodenteil 1 ist außen eine Vertiefung 4 vorgesehen; sie erleich^t(:rt das elastische Verspannen der ineinandergelegten Profile. Die Innenseite 5 und die Außenseite 6 des Bodenteiles werden von Parabeln gebildet; die Außenparabel kann beispielsweise einen Parameter von 0,3 aufweisen.

Die .Y-Achse des Profils geht bekanntlich durch den Schwerpunkts des Profileisens. Unter der .Y-Achse liegt die mit A-A bezeichnete Linie. An ihren Schnittparabelfi mit den Begrenzungslinien des

Begrenzungslinie 20 ein Auseinanderspreizen
0,5 mm nach jeder Seite. Dieses Maß ist der Abstand, den die nach oben verlängerte Teilungsfläche am Profilboden durch die Spreizung von Längsmittelebenen 24 des Profils erhält.

Durch gepunktete Linien ist der Umriß des mit 21 bezeichneten eingelegten Rinnenprofils dargestellt. Am Boden haben die beiden Profileisen, wie bei 13 angedeutet, im unverspannten Zustand einen gewissen Abstand voneinander, der bei den leichteren Profilen 1 mm betragen kann und bei schwereren bis zu 2 mm ausmacht. Der Zwischenraum 13 kann bei untertägiger Belastung der ineinandergelegten Profile völlig verschwinden, während die Flansche keine Berührung bekommen.

Die vorstehend angegebenen Zahlenwerte sind beispielsweise; sie gelten für eine Profilklasse von z. B. 32 bis 36 mkg Profilgewicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. 310

   Patentanspruch:

   Rahmenfönniger Ausbau für Strecken des Untertagebetriebes, Tunnel od. dgl. mit Hilfe mehrerer rinnenförmiger Profileisen, die sich überlappen sowie an ihren Überlappungsstellen nachgiebig miteinander verspannt sind, und die einen Querschnitt aufweisen, dessen Begrenzungslinien ausgehend vom Profilboden über Profilstege bis jo zu den Profilflanschen von Parabeln flacher werdender Krümmung gebildet werden, wobei die Parabeln der äußeren Profilbegrenzungslinien flacher als die Parabeln der 'nneren Profilbegrenzungslinien gekrümmt sind, so daß nach dem Verspannen der Profile eine Abstützung im Bereich der Profilböden und -stege eintritt, wobei z. B. die Parameter der die äußeren Profilbegrenzungslinien bildenden Parabeln sich von den Parametern der inneren Profilbegrenzungslinien so mindestens um 0,02 unterscheiden und die Krümmungskreisdurchmesser der Übergänge von den äußeren Profilbegrenzungslinien in die Profilflansche den Wert von 2,7 cm nicht überschreiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der Profilstege (3) am Übergang in die Profilflansche (12) durch eine Vergrößerung des Unterschiedes der Parameter der Parabeln (9, 10) dieses Bereiches um 0,02 verstärkt sind, daß die Abstützung der so verstärkten Profilstege durch eine Verkleinerung der Krümmungskreisdurchmesser (11) der Übergänge auf 1,94 cm vergrößert ist und daß zur Verringerung des durch die Materialvermehrung an den oberen Enden der Profilstege vergrößerten Bodenabstandes (13) die beiderseits der Längsmitteletene (24) angeordneten Profilhälften an der oberen Begrenzungslinie (20) des Profils um 0,5 mm nach jeder Seite auseinandergespreizt sind.

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