DE2354930B2 - Tunnel, insbes. verkehrstunnel - Google Patents
Tunnel, insbes. verkehrstunnelInfo
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- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D29/00—Independent underground or underwater structures; Retaining walls
- E02D29/045—Underground structures, e.g. tunnels or galleries, built in the open air or by methods involving disturbance of the ground surface all along the location line; Methods of making them
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Description
Die Erfindung betrifft einen aus Stahlbeton bestehenden Tunnel, insbesondere Verkehrstunnel, für Bergsenkungsgebiete
oder ähnlich gelagerten Baugrund, der im Querschnitt aus wenigstens drei gegeneinander bewegbaren
Teilen begrenzbarer Länge aus Stahlbeton besteht, von denen zwei als Winkelstützmauern und
wenigstens ein dritter als Deckenkonstruktion ausgebildet sind.
In Bergsenkungsgebieten muß damit gerechnet werden, daß das Erdreich sich infolge der Auswirkungen
des untertägigen Bergbaus in verschiedenen Arten 5» bewegt. Es können sowohl Zerrungen und Pressungen
als auch Klüfte, Treppenbildungen und Schiefstellungen iin allen Richtungen auftreten. In solchen gefährdeten
Gebieten gebaute Tunnel, die beispielsweise für U-Bahnen oder für Kraftfahrzeugverkehr dienen,
müssen den Bewegungen des sie umgebenden Erdreiches entweder vollen Widerstand bieten können oder so
flexibel ausgebildet sein, daß sie schadlos den Bewegungen des Erdreiches folgen können.
Verkehrstunnel in Bergsenkungsgebieten wurden bisher nur in Einzelfällen nach auf den jeweiligen Fall
entwickelten Sonderverfahren gebaut (vgl. »Konstruktiver Ingenieurbau Berichte« aus dem Institut für
Konstruktiven Ingenieurbau der Ruhr-Universität Bochum, Heft 15, S. 38 bis 44). Hier wurde für ein
Bergsenkungsgebieten neu zu errichtende Verkehrstunnel bevorzugt die Stahlbau-weise vorgeschlagen {s.
S. 45 ff). Die Stahlbauweise kann im Regelfall allen auf 930
Bergbaucinflüssc zurückzuführende Bewegungen des
Erdreiches folgen und ist daher in Bergbiiugebieten und
insbesondere Bergsenkungsgebictcn günstig. Ls Vann
jedoch nicht übersehen werden, daß diese Bauweise relativ teuer ist, da die zum Bau der Tunnolwande
verwendeten einzelnen Siahlelemente, beispielsweise gewiil/.ie oder gegossene Stahlleile, untereinander
durch Schwoißdnihte oder andere iragfahigu Konstruktionen
teils in der Werkstatt und teils auf der Baustelle verbundsn werden müssen. Da die einzelnen Stahlelemente
eine Breite in der Größenordnung von etwa 1 m besitzen, sind also zahlreiche Schweißnähte oder
sonstige Verbindungen notwendig. Da Verkehrstunnel im Regelfall wegen der Trassenführung sowohl im
Grundriß als auch im Längsschnitt gekrümmte Bauwerke sind, muß man einen großen Aufwand treiben, um
paßgenaue, vorgefertigte Stahlelemente an der Baustelle zur Verfügung zu haben.
Bei einem bekannten Verkehrstunnel der eingang1,
genannten Art (DT-OS 20 52 866) sind die drei gegeneinander bewegbaren Teile gegeneinander ver
drehbar, so daß die Gelenke lediglich Verdrehungen aufnehmen und ein Verschieben der Teile gegeneinander
nicht möglich ist. Dieses bekannte Tragwerk ist statisch labil und wird nur durch den seitlichen Druck
des Erdreiches stabil gehalten. Für beispielsweise aus Bergrchäden resultierende Setzungen in dieses bekannte
Bauwerk, weil es im Betrieb ein statisch bestimmtes Bauwerk ist, praktisch unempfindlich, jedoch ist die
statisch bestimmte Bauweise sehr kostspielig.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Teile eines aus Stahlbeton bestehenden Verkehrstunnels so
miteinander zu verbinden, daß auch alle horizontalen Bewegungen, die aus Bergschäden resultieren können,
für das Bauwerk unschädlich aufgenommen werden können.
Diese Aufgabe wird bei einem Verkehrstunnel der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des
Kennzeichens des Hauptanspruches gelöst. Die Teile eines derartigen Tunnels können allen durch untertäg!
gen Bergbau oder die Eigenschaften des Baugrundes bedingten verschiedenartigen Bewegungen des Erdrei- _
ches ohne Schaden zu nehmen folgen und bilden «-omit eine flexible Tunnelröhre aus Stahlbeton. Die in der
Stahlbetonkonstruktion durch Frdreichbewegungen auftretenden Kräfte sind auf Grund der Verbindung der
Bauteile untereinander und deren Formgebung eindeutig statisch erfaßbar. Die Bewegungen können durch die
Formgebung der Bauteile in genau umrissenen Grenzen beeinflußt werden. Somit läßt sich eine wirtschaftliche
Bemessung durchführen.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Deckenkonstruktion aus einer auf
den Seitenwänden der Winkelstützmauern seitlich relativ zu diesen beweglich aufeinanderlegenden
Deckenplatte. Nach einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung bestellt die Deckenkonstruktion
aus einer auf den Seitenwänden der Stützmauern seitlich relativ zu diesen beweglich aufliegenden,
gegebenenfalls in sich gelenkigen, Gewölbedecke. Beide Ausführungsformen der Deckenkonstruktion ermöglichen
die angestrebte allseitige Bewegbarkeit der Bauwerksteile.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist jede schiefe Ebene eine zusätzliche Gleitschicht
aufweist, so daß auf Grund des Neigungswinkels der schiefen Ebene und dieser Gleitschicht zur horizontalen
Verschiebung der Seitenwände der Winkelstützrnauern
«ine genau definierbare I lorizonialkraft erforderlich im.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Deckenplatte auf den Seitenwand™ der Winkel·
stpt. mauern über Elastomerlager abgestutzt, so daß die
auftretenden horizontalen Bewegungen sicher aufgenommen werden können. Unter jec^m Lager kann
zusätzlich eine Gleitfolie angeordnet sein.
Gemäß der Erfindung erhält man einen flexiblen Tunnel mit einer aus Stahlbeton bestehenden Tunnelröhre,
bei dem die bekannten Vorteile einer Stahlbetonkonstruktion voll erreicht werden. Aus Stahlbeton
lassen sich Krümmungen, Aufweitungen und Sonderbauten wie Notausgänge, Treppen usw. wirtschaftlich
herstellen. Weiterhin ergeben sich bei Stahlbetonbauweise keine Korrisionsschutzprobleme und Probleme
vagabundierender Ströme, so daß in dieser Hinsicht keine besonderen Vorkehrungen erforderlich sind.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele
,, von erfindungsgemäßen Verkehrstunneln dargestellt,
und zwar zeigt ic
isFig. 1 einen Querschnitt durch einen flexiblen zweigleisigen U-Bahntunnel mit flacher Deckenplatte,
Fig.2 einen Querschnitt durch einen anderen flexiblen zweigleisigen U-Bahntunnel mit Gewölbedekke,
, Fig.3 einen Grundriß eines flexiblen Verkehrstunnels,
bei dem die Oberseite entlang Linie A-A aus F i g. 1 oder 2 weggeschnitten ist,
F i g. 4 einen Teilschnitt durch die Tunnelwandung im Bereich einer Fuge in vergrößertem Maßstab,
F i g. 5 einen Teilschnitt ähnlich wie in F i g. 4 durch einen mit einer Außenisolierung versehenen flexiblen
Tunnel,
I i g. b einen Teilschnitt durch den Tunnel, woraus die
Auflagerung der Deckenplatte auf den Seitenwänden des Tunnels zu erkennen ist,
F i g. 7 einen Teilschnitt ähnlich wie in F i g. 6 einer
abgewandelten Auflagerung der Deckenplatte auf den Seitenwänden,
F i g. 8 einen Längsschnitt nach Linie B-B aus F i g. 7 in gegenüber F i g. 7 verkleinertem Maßstab und
F i g. 9 einen Teilschnitt durch einen mit einer Gewölbedecke versehenen Tunnel im Bereich der
Auflagerung der Gewölbedecke auf den Seitenwänden.
Der in F i g. 1 dargestellte Verkehrstunnel besteht aus zwei im Querschnitt im wesentlichen L-förmigen
Seitenwänden 1 und einer Deckenplatte 2, die jeweils aus Stahlbeton hergestellt sind. Die Form der als
Winkelstützmauern ausgebildeten Seilenwände 1 ist so gewählt, daß sie sich bei großen Erddrücken im
bemessungsentscheidenden Lastfall »Pressungen aus Bergbau« auf einer schiefen Ebene 3 gegeneinander
bewegen können. Die Neigung dieser schiefen Ebene läßt sich in einer statischen Berechnung genau
vorherbestimmen, wobei der Reibungswert je nach in der schiefen Ebene 3 anzuordnenden, nicht dargestellten
zusätzlichen Gleitschichten beeinflußt werden kann. Die Deckenplatte 2 ist über Elastomer-Lager 4 oder
in ähnlicher Weise auf dem lotrechten Teil der Seitenwände 1 abgestützt. Die Elastomer-Lager 4 liegen
dabei zweckmäßig auf Gleitfolien 5 oder einer ähnlichen Unterlage auf, so daß Relativbewegungen zwischen den
Seitenwänden 1 und der Deckenplatte 2 in den die Elastomer-Lager enthaltenden Glcitfugen ausgeglichen
werden können.
Die zwischen den horizontalen Abschnitten lader im
Querschnitt L-iörmigen Seiienwänvie 5 befindliche Fuge
6 kann je nach den zu erwartenden Erdreichbewegungen beliebig breit ausgelegt und mit einum dauerplasti-Bchen
Material ausgefüllt werden, das als Dichtung
dient,
Unter dem Tiinnelbauwerk ist, wie Fig. 1 zeigt, eine
durchgehend»; Dränageschicht 7 angeordnet, die sowohl
während des Bauens des Tunreis als auch nach
Fertigstellung desselben vorteilhaft sein kann, Weiterhin kann, wie beim dargestellten Auslülirungsbeispiel,
zum Abbau von im Erdreich örtlich auftretenden Kluftuntl
Treppenbildungen um das gesamte lunnelbauwerk ein Kunstboden 8 mit dauerplasiischen Eigenschaften
vorgesehen werden.
Auf Grund der Formgebung der aus Stahlbeton bestehenden Seitenwände 1 und der Deckenplatte 2
kann selbst bei unterschiedlichen Bewegungen dieser Elemente gegeneinander in jedem Falle das erforderliche
Lichtraumprofil des Tunnels garantiert werden, d. h. zum Beispiel der lotrechte Abstand zwischen den
Gleisen 9 und der Unterseite der Deckenplatte 2 wird islets beibehalten, während der Abstand zwischen den
lotrechten Abschnitten der beiden Seitcnwände 1 sich in bestimmten Grenzen verändern kann. Dies i>t mehl
zuletzt darauf zurückzuführen, daß die Gleise '■) mit dem
Schotierunterbau 10 in einer vom horizontalen Teil la i der Seitepwändc 1 gebildeten Wanne verlegt sind. An
Stelle von Gleisen kann man auf den horizontalen Abschnitten 1.7 der Seitenwände 1 auch Fahrbahnen für
Straßenfahrzeuge usw. anbringen.
Der in F i g. 2 dargestellte Verkehrstunnel unterschci-)
det sich von dem aus Fig. 1 lediglich dadurch, daß die Decke als Gewölbedecke ausgebildet ist und beispielsweise
aus zwei Teilen 20 besteht und dabei einen beweglichen Dreigelenkrahmen bildet. Dio Seitenwände
1 besitzen wiederum einen L-förmigen Querschnitt mit eine Wanne bildenden horizontalen Abschnitten la,
beispielsweise zur Aufnahme von Gleisen 9 und Schotter 10. Lediglich zwischen den oberen Enden der
Seitenwände 1 und den beiden Teilen 20 der Gewölbedecke sind Gelenke 21 vorgesehen, die
beispielsweise in Fig.9 im einzelnen dargestellt sind.
Ebenso befindet sich zwischen den beiden aneinanderstoßenden oberen Enden der Deckcnieile 20 ein Gelenk
21. Die Decke ist somit als beweglicher Dreigelenkrahmen ausgebildet, wobei der Bewegungsspielraum in den
Gelenken nach den durch Erdreichbewegungen zu erwartenden Bewegungen des Bauwerkes beliebig
variabel ausgebildet werden kann.
F i g. 3 zeigt im Grundriß ein Stück eines gekrümmten Verkehrstunnels. Die Länge der einzelnen Elemente wie
der Seitenwände I1 d. h. der Abstand der zwischen den
aufeinanderfolgenden Seitenwänden verbleibenden Bewegungsfugen 19 kann nach den in Längsrichtung des
Tunnels zu erwartenden Erdreichbewegungen bestimmt werden. Es wird im Regelfall im Mittel bei 6 bis 10 m
liegen, kann jedoch bei extrem großen Erdreichbewepunger.
auch wesentlich kurzer sein.
Aus F i g. 3 ist auch zu erkennen, daß die Bauelemente rJer Tunnelröhre in ihrer Form den Krümmungen des
Tunnels angepaßt sind, was ein Vorieil der Stahlbetonbauweise ist.
F i g. 4 zeigt einen Teilschnitt durch zwei hintereinander
angeordnete Seitenwände 1 eines erfindungsgemäßen Verkehrstunnels ohne Außenisolierung. Die zwischen
den beiden Seitenwänden 1 verbleibende Fuge ist an der Innenseite der Tunnelröhre mit einem an die
beiden Seitenwände angeklemmten oder sonstwie befestigten Dichtungsband 18 aus Kautschuk oder
sonstigem geeigneten Material wasserdicht verschlos-
sen. Das Dichtungsband 18 ist an seinen ■ beiden
Längskanten »mit jeweils einer lösbaren Klemmeinrichtung
11 befestigt, die es ermöglicht, das Dichtungsband ,18 im Bedarfsfall jederzeit auszutauschen. Auf der
.Außenseite der Tunnelröhre istdieFuge l3 mittels einer
flachen Platte 12 aus Asbestzement oder ähnlichem Material derart verschlossen, daß kein Erdreich in die
Fuge 13 eindringen kann. Die Breiteder offenen Fuge 13 ist von den zu erwartenden Bewegungen der
Tunnelkonstruktiori'abhängig. Sie wird so groß gewählt,
daß die maximalen Pressungen des Erdreiches praktisch ,zwängungsfrei aufgefangen werden können. Das Dieh-"tungsband
18 und die Platte 12 müssen dabei so 'bemessen v/erden, daß nicht nur maximale Pressungen,
sondern auch die auf Grund der Bewegungen des Erdreiches zu erwartenden maximalen Zerrungen
einwandfrei aufgenommen bzw. ausgeglichen werden können.
■ Gemäß F i g. 5 ist die Tunnelröhre auf der Außenseite
mit einer Isolierung 22 versehen, wobei jede dieser auf . Vder Außenseite eines Bauteils angebrachten Isolierungen
22 wasserdicht über ein Stahlblech 23 an die ^betreffende Klemmeinrichtung 11 und somit an das
Dichtungsband 18 angeschlossen ist. Die Isolierung 22 -'kann je nach den Erfordernissen an der Außenseite mit
einem Mauerwerk 24 und im Bereich der Fuge 13 mit einer beispielsweise aus Beton bestehenden Platte 25
abgedeckt sein. Zwischen dieser Platte 25 und der Isolierung 22 ist hierbei wieder jeweils eine beispielsweise
aus Asbestzement besiehende Platte 12 vorgesehen, welche Relativbewegungen der einzelnen Teile
zuläßt, ohne daß die Isolierung 22 beschädigt wird.
F i g. 6 zeigt eine Möglichkeit, wie die zwischen einer
Seitenwand 1 und einer Deckenplatte 2 verbleibende Fuge abzudichten ist. Außerdem ist aus Fig.6 die
Auflagerung der Deckenplatte 2 auf einer Seitenwand 1 im einzelnen zu erkennen.
Die Deckenplatte 2 liegt auf Elastomer -Lagern 4 auf. die jeweils auf einer Gleitfolie 5 ruhen, die sich auf der
Oberseite der Seitenwand 1 befindet. Dabei ist erkennbar, daß die Fügendichiüng durch ein Dichiungs
band 18 und Klemmeinrichtungen 11 auch in diesem Falle anwendbar ist, wobei gleichzeitig zu erkennen ist.
daß alle in Längsrichtung und in Querrichtung des Tunnels verlaufende Fugen auf diese Weise bewegbar
abgedichtet werden können. Der Bewegungsspielraum zwischen der Seitenwand 1 und der Deckenplatte 2 läßt
sich durch die Formgebung der Deckenplatte 2 begrenzen, nämlich dadurch, daß die Deckenplatte 2 an
der Unterseite eine Ausnehmung enthalt, in welche das
obere'Ende'der Seitenwand 1 hineinragt. Die Seitenwände
14 dieser Ausnehmung dienen als Anschläge, welche verhindern, daß die Deckenplatte 2 bei extrem
großen Querbewegungen von der Seitenwand 1 abrutschen kann. Bei dieser Konstruktion ist es aber nur
schwer oder überhaupt nicht möglich, einzelne Ciastomer-Lager
4 und'die darunter befindliche Gleitfolie 5 später auszutausdhen oder zl: reparieren, weil diese
Lagerelemente nur schwer oder gar nicht zugänglich sind.
Bei der in F ί g. 7 und 8 dargestellten Auflagerung'der
Deckenplatte 2 auf einer Seitenwand V sind'die
Elastomer-Lager 4 und die Gleitfolien 5 auch nach dem Zusammenbau gut zugänglich und''können daher
ίο jederzeit repariert oder ausgetauscht werden, nachdem
man das Dichtungsband 18 nach Lösen der Klemmeinrichlungen
11 abgenommen hat.
I Fig.8 zeigt, wie die Auflagerung gemäß Fig.7 in
Längsrichtung aussieht. Es ist deutlich erkennbar, daß neben jedem Elastomer-Lager 4 und der darunter
befindlichen Gleitfolie 5 noch genügend Spielraum zum Ansetzen einer hydraulischen Presse 15 verbleibt, falls
ein Lager repariert oder ausgewechselt wcrcien muß. Die einzuschiebenden hydraulischen Pressen 15 werden
nur vorübergehend angeordnet, wenn nach der Fertigstellung des erfindungsgemäßen Tunnels ein oder
mehrere Lager 4 und die entsprechenden Gleitfolien 5 ausgetauscht oder repariert werden müssen.
Zwischen den einzelnen Auflagerbereichen befinden sich mit der Seitenwand 1 aus einem Stück bestehende
Vorsprünge 16, welche in entsprechende Ausnehmungen 17 der Deckenplatte 2 hineinragen. Die Seitenwände
14 der Ausnehmung 17 dienen wiederum als Anschläge, welche sowohl die seitliche als auch die in
Längsrichtung verlaufende Relativbewegung zwischen der Deckenplatte und der betreffenden Seitenwand
begrenzen.
Aus F i g. 9 ist ein Gelenk 21 einer Gewölbedecke zu erkennen, das sich zwischen der Seitenwand 1 und dem
einen Teil 20 der Gewölbedecke befindet. Wegen der als beweglicher Dreigelenkrahmen ausgebildeten Gewölbekonstruktion
müssen hier sowohl vertikale als auch horizontale Kräfte bei ausreichender urehbarkeit
aufgenommen werden. Dies erreicht man beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine kreisformip
gekrümmte Auflagefläche 26. jedoch sind auch andei χ
gelenkige Lagerkonstruktionen denkbar.
Die im Bereich der Auflagerflächen 26 befindliche Fuge wird an der Innensei'.e des Tunnelbauwerkes
mittels eines Dichtungsbandes 18 und lösbarer Klemmeinrichtungen 11 wasserdicht verschlossen, während auf
der Außenseite eine durchgehende Isolierung 27 vorgesehen ist. die im Bereich der Fuge durch eine
Verstärkung 28 peschützt wird.
Obwohl es vorzuziehen ist, die einzelnen Teile des
crfindungsgemäßeh Tunnels an Ort und Stelle vorzubereiten
und mit Hilfe von Ortbeton fertigzustellen, kann man diese Teile auch entfernt von der Baustelle
vorfertigen und dann im vorgcfertiglen Zustand lediglich zur Montage an die Baustelle befördern.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Tunnel, insbesondere Verkehrstunncl, uus
Stahlbeton für ßergsenkungsgcbiete oder ähnlich
gelagerten Baugrund, der im Querschnitt aus wenigstens drei gegeneinander bewegbaren Teilen
begrenzter Länge aus Stahlbeton besteht, von denen zwei als Winkelstülzmauern und wenigstens ein
dritter als Deckenkonstruktion ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß seine Teile
gegeneinander verdrehbar und verschiebbar sind und daß die Winkelstüizmauern jeweils auf einer
schiefen Ebene (3) gegeneinander verschiebbar gelagert sind,
2.Tunnel nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet,
daß die Deckenkonstruktion aus einer auf den Seitenwänden (1) der Winkelstützmauern seitlich
relativ zu diesen beweglich aufliegenden Deckenplatte (2) besteht.
3. Tunnti nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Deckenkonsiruktion aus einer auf den Seitenwänden (1) der Winkelstützmauern seitlich
relativ zu diesen beweglich aufliegenden, gegebenenfalls in sich gelenkigen, Gewölbedecke besteht.
4. Tunnel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede schiefe Ebene (3)
eine zusätzliche Gleitschicht aufweist.
5. Tunnel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckenplatte (2)
auf den Seitenwänden (1) der Winkelstützmauern über Elastomerlager (4) abgestützt ist.
6. Tunnel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß unter jedem Lager (4) eine Gleitfolie (5)
angeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732354930 DE2354930C3 (de) | 1973-11-02 | Tunnel, insbes. Verkehrstunnel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732354930 DE2354930C3 (de) | 1973-11-02 | Tunnel, insbes. Verkehrstunnel |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2354930A1 DE2354930A1 (de) | 1975-05-22 |
DE2354930B2 true DE2354930B2 (de) | 1976-06-16 |
DE2354930C3 DE2354930C3 (de) | 1977-02-03 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2354930A1 (de) | 1975-05-22 |
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