DE2449738B1 - Corrugated tunnel lining - sharp edge of one sheet digs into sloping, vertical, or curved end of next sheet - Google Patents

Corrugated tunnel lining - sharp edge of one sheet digs into sloping, vertical, or curved end of next sheet

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DE2449738B1 DE19742449738 DE2449738A DE2449738B1 DE 2449738 B1 DE2449738 B1 DE 2449738B1 DE 19742449738 DE19742449738 DE 19742449738 DE 2449738 A DE2449738 A DE 2449738A DE 2449738 B1 DE2449738 B1 DE 2449738B1
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Abstract

The tunnel lining system for mines, uses short ring shaped sections which are included together, edge to edge, as they are installed. Each ring is curved (1) in cross section, with a smaller upturned curve (2, 3) each end, one curve (4) being of thicker section, with a sloping outer edge (10) the other end (5) being similarly thicker, with a straight end face. When one end (4) is pushed against another (5), the latter is pushed upwards, and the sharp edge of the sloping end (10) digs into it, and a pocket (12) is formed for welding. In another design, the sharp edge is forced into the vertical face of the abutting member. In a further design, one end is made even thicker, and is curved, so that the sharp edge of one member digs into this curved face at the weld position.

Description

Der Abschnitt mit dem unendlich großen Krümmungsradius kann aber auch eine am Tragring sich orthogonal zur Tunnellängsachse erstreckende Ringflä- The section with the infinitely large radius of curvature can, however also a ring surface on the support ring extending orthogonally to the longitudinal axis of the tunnel

che oder am Tragrahmen ein Ringflächensegment bilden, gegen die der anschließende Tragring oder -rahmen auch bei Maßabweichungen in radialer Richtung gesetzt werden kann.surface or on the support frame form an annular surface segment against which the Subsequent support ring or frame, even if there are dimensional deviations in the radial direction can be set.

Einfach zusammensetzbare Schweißstöße in Tunnellängsrichtung erhält man auch, wenn der Abschnitt mit dem kleineren Krümmungsradius einen torusartigen Wulst bildet, gegen den oder in den der Rand des benachbarten Tragringes gesetzt wird. Maßabweichungen des Tragringes können durch Verkanten ausgeglichen werden. Auch kurvenförmige Auskleidungen lassen sich durch Verkanten der aneinander gesetzten Tragringe herstellen, weil der kreisförmige Rand eines verkanteten Tragringes wenigstens bei kleinen Verkantungswinkeln am oder im Torus anliegt und mit diesem eine leicht zu verschweißende Fuge bildet. Easy to assemble weld joints in the longitudinal direction of the tunnel one also, if the section with the smaller radius of curvature has a torus-like Bead forms, set against or in the edge of the adjacent support ring will. Dimensional deviations in the support ring can be compensated for by tilting. Curved linings can also be made by tilting the one next to the other Produce support rings, because the circular edge of a canted support ring at least with small cant angles on or in the torus and with this one light Forms the joint to be welded.

Das Profil läßt sich auch für Spundwände von z. B. The profile can also be used for sheet piling of z. B.

Tragrahmen verwenden, insbesondere dann, wenn der Profilquerschnitt von einer sinusförmigen Halbwelle und beidseits daran anschließenden sinusförmigen Viertelwellen mit gegenüber der Halbwelle entgegengesetzter Krümmung gebildet ist. In diesem Fall können die Abschnitte an den Wellenenden auch als Schloßleisten ausgebildet sein, die nebeneinander angeordnete Profile von Tragrahmen verbinden.Use a support frame, especially if the profile cross-section of a sinusoidal half-wave and a sinusoidal one on both sides Quarter waves is formed with opposite curvature to the half-wave. In this case, the sections on the shaft ends can also be designed as lock strips be that connect side by side profiles of support frames.

Die Tragfähigkeit der Profile und der daraus hergestellten Auskleidung kann ferner dadurch verbessert werden, daß die Abschnitte an den Wellenenden des Profilquerschnittes eine größere Wandstärke aufweisen, als die Wellen. The load-bearing capacity of the profiles and the lining made from them can also be improved in that the sections at the shaft ends of the Profile cross-section have a greater wall thickness than the waves.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im folgenden beschrieben. Embodiments of the invention are shown in the figures and are described below.

Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch ein Profil nach der Erfindung, F i g. 2 einen Längsschnitt durch einen Verkehrstunnel, dessen Tragringe aus den in F i g. 1 dargestellten Profilen bestehen, F i g. 3 einen Querschnitt eines anderen Profils, F i g. 4 einen Längsschnitt durch einen Verkehrstunnel, dessen Tragringe aus dem in F i g. 3 dargestellten Profil bestehen, F i g. 5 einen Querschnitt eines anderen Profils, F i g. 6 einen Längsschnitt durch einen Verkehrstunnel, dessen Tragringe aus dem in F i g. 5 dargestellten Profil bestehen.It shows F i g. 1 shows a cross section through a profile according to the invention, F i g. 2 shows a longitudinal section through a traffic tunnel, the support rings of which are from the in Fig. 1 shown profiles exist, F i g. 3 is a cross section of another Profile, F i g. 4 a longitudinal section through a traffic tunnel, its support rings from the in FIG. 3 profile shown exist, F i g. 5 is a cross section of a other profile, F i g. 6 is a longitudinal section through a traffic tunnel, whose Support rings from the in F i g. 5 profile shown exist.

Der in F i g. 1 dargestellte Profilquerschnitt besteht aus einer einteilig hergestellten oder aus zwei Teilen zusammengeschweißten Sinushalbwelle 1, an die sich beidseitig Sinusviertelwellen 2, 3 mit entgegengesetzter Krümmung anschließen. An die Viertelwelle 2 schließt sich ein Abschnitt 4 mit unendlich großem Krümmungsradius an. An die Viertelwelle 3 schließt sich ein Abschnitt 5 an, der im Scheitel der Viertelwelle 3 abgewinkelt ist. Die Abschnitte 4 und 5 besitzen etwa die doppelte Wandstärke des übrigen Profilquerschnittes. The in F i g. 1 shown profile cross-section consists of a Sine half-wave produced in one piece or welded together from two parts 1, to which there are quarter sine waves 2, 3 with opposite curvatures on both sides connect. The quarter wave 2 is followed by a section 4 with an infinitely large size Radius of curvature. The quarter wave 3 is followed by a section 5, which is angled at the apex of the quarter wave 3. Own sections 4 and 5 about the twice the wall thickness of the remaining profile cross-section.

Die unterschiedlichen Wandstärken gehen stetig ineinander über.The different wall thicknesses continuously merge into one another.

Die Tragringe 6 und 7 der Tunnelauskleidung in F i g. 2 bestehen aus gebogenen und an ihren in Tunnellängsrichtung verlaufenden Stößen zusammengeschweißten Profilsegmenten, deren Querschnitt die in F i g. 1 dargestellte Form besitzt. Der Abschnitt 5 bildet eine senkrecht zur Tunnellängsachse 8 angeordnete kegelstumpfförmige Öffnung 9, in die der kreisförmige Rand 10 des benachbarten Tragringes 7 gesetzt wird. The support rings 6 and 7 of the tunnel lining in FIG. 2 exist made of curved joints welded together at their joints running in the longitudinal direction of the tunnel Profile segments whose cross-section corresponds to that shown in FIG. 1 has the shape shown. Of the Section 5 forms a truncated cone arranged perpendicular to the longitudinal axis 8 of the tunnel Opening 9 into which the circular edge 10 of the adjacent support ring 7 is set will.

Maßabweichungen in üblichen Fertigungstoleranzen behindern das Verschweißen der beiden Tragringe 6 und 7 längs der Schweißfuge 11 nicht, da durch Verschieben des Tragringes 7 in Tunnellängsrichtung und/oder durch Verkanten des zuletzt gesetzten Tragringes Maßabweichungen ausgeglichen werden können. Diese Ausführung eignet sich insbesondere für Tunnelabschnitte mit gekrümmter Längsachse, weil der Rand 10 des Tragringes 7 mit einem kleinen Winkel in die kegelstumpfförmige Öffnung 9 gesetzt werden kann, ohne daß längs der Schweißfuge 11 nicht mehr zu verschweißende Spalte entstehen.Dimensional deviations in the usual manufacturing tolerances hinder the welding of the two support rings 6 and 7 along the welding joint 11 not because by moving of the support ring 7 in the longitudinal direction of the tunnel and / or by tilting the last set Support ring dimensional deviations can be compensated. This version is suitable especially for tunnel sections with a curved longitudinal axis, because the edge 10 of the Support ring 7 is set into the frustoconical opening 9 at a small angle can be without that along the welding joint 11 no longer to be welded gap develop.

In den F i g. 3 bis 6 bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile. In the F i g. 3 to 6 denote the same reference numerals for the same parts.

Der an die Viertelwelle 2 des Profilquerschnittes anschließende Abschnitt 4 ist gleichsinnig gekrümmt und besitzt etwa den gleichen Krümmungsradius wie der Scheitel der Viertelwelle 2. An die Viertelwelle 3 schließt ein Abschnitt 13 an, dessen Wandstärke sich unter Ausbildung eines unendlich großen, vom Scheitel der Viertelwelle 3 ausgehenden Krümmungsradius mehr als verdoppelt. The section adjoining the quarter wave 2 of the profile cross-section 4 is curved in the same direction and has approximately the same radius of curvature as the Vertex of quarter wave 2. Quarter wave 3 is followed by a section 13, whose wall thickness is forming an infinitely large, from the apex of the Quarter wave 3 outgoing radius of curvature more than doubled.

Der Abschnitt 13 des Tragringes 6 in F i g. 4 bildet eine radial zur Tunnellängsachse 8 angeordnete Ringfläche 14, gegen die der kreisförmige Rand 10 des benachbarten Tragringes 7 gesetzt wird. Radiale Maßabweichungen des Randes 10 bzw. der Ringfläche 14 innerhalb üblicher Fertigungstoleranzen behindern das Verschweißen der beiden Tragringe 6, 7 längs der Schweißfuge 11 nicht, weil die Schweißfuge in der Ebene der Ringfläche 14 verläuft. The section 13 of the support ring 6 in F i g. 4 forms a radial to the tunnel longitudinal axis 8 arranged annular surface 14, against which the circular edge 10 of the adjacent support ring 7 is set. Radial dimensional deviations of the edge 10 or the ring surface 14 within normal manufacturing tolerances impede this Welding of the two support rings 6, 7 along the welding joint 11 is not because the Weld joint runs in the plane of the annular surface 14.

In der F i g. 5 ist ein an die Viertelwelle 3 anschließender Abschnitt 15 dargestellt, der gleichsinnig wie der Scheitel der Viertelwelle 3 gekrümmt ist. Der Krümmungsradius des Abschnittes 15 ist kleiner als der Krümmungsradius im Scheitel der Viertelwelle 3. Dadurch entsteht bei einem aus einem solchen Profil gebildeten Tragring 6 in F i g. 6 eine Öffnung 16, die von einem torusförmigen Wulst 17 begrenzt ist. In die Öffnung 16 wird der benachbarte Tragring 7 mit seinem Rand 10 gesetzt. Maßabweichungen des Randes 10 in radialer und axialer Richtung oder Ausrundungen können durch Verkanten des zuletzt gesetzten Tragringes ausgeglichen werden. In FIG. 5 is a section adjoining the quarter shaft 3 15, which is curved in the same direction as the apex of the quarter wave 3. The radius of curvature of section 15 is smaller than the radius of curvature in the apex the quarter wave 3. This results in one formed from such a profile Support ring 6 in F i g. 6 an opening 16 which is delimited by a toroidal bead 17 is. The adjacent support ring 7 is placed with its edge 10 in the opening 16. Dimensional deviations of the edge 10 in the radial and axial direction or fillets can be compensated by tilting the last set support ring.

Claims (8)

Patentansprüche: 1. Profil für die Auskleidung eines Tunnelquerschnittes für Verkehrstunnel unter bergbaulicher Einwirkung, der aus miteinander verschweißten Tragringen oder Tragrahmen besteht, die aus Profilsegmenten mit wellenförmigem Querschnitt gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Profils wenigstens eine sinusförmige Viertelwelle aufweist, an die eine sinusförmige Viertelwelle (2, 3) mit entgegengesetzter Krümmung anschließt, und daß an die freien Enden der Wellen (2, 3) Abschnitte (4, 5, 13, 15) mit verschiedenen Krümmungsradien anschließen.Claims: 1. Profile for lining a tunnel cross-section for traffic tunnels under the influence of mining, which are welded together Support rings or support frame consists of profile segments with a wave-shaped cross-section are formed, characterized in that the cross section of the profile at least has a sinusoidal quarter wave to which a sinusoidal quarter wave (2, 3) connects with opposite curvature, and that at the free ends of the shafts (2, 3) Connect sections (4, 5, 13, 15) with different radii of curvature. 2. Profil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt von einer sinusförmigen Halbwelle (1) und beidseits daran anschließenden sinusförmigen Viertelwellen (2, 3) mit gegenüber der Halbwelle (1) entgegengesetzter Krümmung gebildet ist. 2. Profile according to claim 1, characterized in that the cross section from a sinusoidal half-wave (1) and a sinusoidal one on both sides Quarter waves (2, 3) with opposite curvature compared to the half wave (1) is formed. 3. Profil nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Abschnitte (4, 5, 13) wenigstens an seinem freien Ende einen unendlich großen Krümmungsradius besitzt. 3. Profile according to claims 1 or 2, characterized in that one of the sections (4, 5, 13) at least at its free end one infinite has a large radius of curvature. 4. Profil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (5) im Scheitel der Viertelwelle (3) abgewinkelt ist und eine senkrecht zur Tunnellängsachse (8) kegelstumpfförmige Öffnung bildet. 4. Profile according to claim 3, characterized in that the section (5) is angled at the apex of the quarter wave (3) and one perpendicular to the longitudinal axis of the tunnel (8) forms frustoconical opening. 5. Profil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (13) mit dem unendlich großen Krümmungsradius am Tragring (6) eine sich orthogonal zur Tunnellängsachse (8) erstreckende Ringfläche (14) bildet. 5. Profile according to claim 3, characterized in that the section (13) with the infinitely large radius of curvature on the support ring (6) is orthogonal to the tunnel longitudinal axis (8) extending annular surface (14). 6. Profil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (15) mit dem kleineren Krümmungsradius am Tragring (6) einen torusförmigen Wulst (17) bildet. 6. Profile according to one or more of claims 1 to 3, characterized characterized in that the section (15) with the smaller radius of curvature on the support ring (6) forms a toroidal bead (17). 7. Profil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (4, 5, 13, 15) eine größere Wandstärke aufweisen als die Wellen. 7. Profile according to one or more of claims 1 to 6, characterized characterized in that the sections (4, 5, 13, 15) have a greater wall thickness than the waves. 8. Profil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte als Schloßleisten geformt sind, die nebeneinander angeordnete Tragrahmen verbinden. 8. Profile according to one or more of claims 1 to 7, characterized characterized in that the sections are shaped as lock strips, which are side by side connect arranged support frame. Die Erfindung betrifft ein Profil für die Auskleidung eines insbesondere im Einwirkungsbereich des untertägigen Bergbaus aufgefahrenen Verkehrstunnels. Die Auskleidung besteht aus miteinander verschweißten Tragringen oder Tragrahmen, die aus Profilsegmenten mit wellenförmigem Querschnitt gebildet sind. The invention relates to a profile for the lining of a particular The traffic tunnel driven in the area affected by underground mining. the Liner consists of support rings or support frames welded together, which are formed from profile segments with a wave-shaped cross-section. Derartige Profile sind als Spundwandprofile mit Z-oder U-förmigem Querschnitt bekannt. Sie bestehen aus Stahl und werden für die Verwendung als Tunnelsegmente gewalzt und gegebenenfalls nachträglich gebogen oder auch gegossen. Such profiles are available as sheet pile wall profiles with a Z or U shape Cross-section known. They are made of steel and are designed for use as tunnel segments rolled and, if necessary, subsequently bent or cast. Die zu einem Tunnelquerschnitt zusammengebauten Tragringe oder Tragrahmen werden längs ihrer Ränder in Tunnellängsrichtung miteinander zu einer wasserundurchlässigen Auskleidung mit wellenförmiger Oberfläche verschweißt. Die wellenförmige Oberfläche gestat- tet in Tunnellängsrichtung ein Nachgeben der Konstruktion bei bergbaulicher Einwirkung; senkrecht dazu ist die Nachgiebigkeit bzw. Anpassungsfähigkeit an bergbauliche Zwangsverformungen sehr begrenzt. The support rings or support frames assembled to form a tunnel cross-section become water-impermeable with one another along their edges in the longitudinal direction of the tunnel Liner welded to a wavy surface. The wavy surface allowed This causes the construction to give way in the longitudinal direction of the tunnel Impact; perpendicular to this is the flexibility or adaptability to mining Forced deformations very limited. Schwierigkeiten ergeben sich außerdem beim Zusammensetzen der Auskleidung. Wegen der unvermeidlichen fertigungsbedingten Maßabweichungen der Profile und Segmente bzw. der einzelnen Tragringe oder -rahmen ist es erforderlich, diese nachzurichten, bevor sie miteinander verschweißt werden. Bei großen Maßabweichungen kann eine Nachbearbeitung notwendig sein. Besonders schwierig wird der Zusammenbau bei einem Tunnel mit gekrümmter Längsachse. Difficulties also arise in assembling the liner. Because of the unavoidable manufacturing-related dimensional deviations of the profiles and segments or the individual support rings or frames, it is necessary to readjust them, before they are welded together. If there are large deviations in dimensions, post-processing can be carried out to be necessary. Assembly is particularly difficult in a tunnel with a curved Longitudinal axis. Bei Beanspruchungen der Auskleidung insbesondere senkrecht zur Tunnellängsachse ergeben sich kritische Spannungs- und Verformungsspitzen in Profilen, deren Querschnitt aus geraden Abschnitten, die über kleine Krümmungsradien und die dort vorhandenen größeren Wandstärken ineinander übergehen, bestehen. Derartige Profile falten sich bei Beanspruchungen, die über den Normallastfall hinausgehen, innerhalb der geraden Abschnitte und bleiben somit nicht querschnittskonform. Der Konstruktionsquerschnitt wird instabil und eine Lastzunahme in gleicher Richtung oder eine Last in entgegengesetzter Richtung können nicht mehr aufgenommen werden. Derartige Deformationen der Auskleidungen sind nicht auf einzelne Teile der Tragringe oder -rahmen beschränkt. When the lining is exposed to loads, it is particularly perpendicular to the longitudinal axis of the tunnel there are critical stress and deformation peaks in profiles, their cross-section from straight sections that have small radii of curvature and those that exist there larger wall thicknesses merge into one another, exist. Such profiles fold for loads that go beyond the normal load case, within the straight line Sections and therefore do not remain in conformity with the cross-section. The construction cross-section becomes unstable and a load increase in the same direction or a load in the opposite direction Direction can no longer be recorded. Such deformations of the linings are not limited to individual parts of the support rings or frames. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Profil mit verbesserter Tragfähigkeit für Tragringe oder Tragrahmen anzugeben, die ohne Nachrichten oder Nachbearbeiten von fertigungsbedingten Toleranzen zu einem Verkehrstunnel, insbesondere mit gekrümmter Längsachse, verbunden werden können. The invention has for its object to provide a profile with improved Specify load capacity for support rings or support frames without messages or Post-processing of manufacturing-related tolerances for a traffic tunnel, in particular with a curved longitudinal axis, can be connected. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der Querschnitt des Profils wenigstens eine sinusförmige Viertelwelle aufweist, an die eine sinusförmige Viertelwelle mit entgegengesetzter Krümmung anschließt, und daß an die freien Enden der Wellen Abschnitte mit verschiedenen Krümmungsradien anschließen. The solution to this problem is that the cross section of the Profile has at least one sinusoidal quarter wave to which a sinusoidal Quarter wave with opposite curvature connects, and that at the free ends of the shafts connect sections with different radii of curvature. Dadurch entsteht ein Profil mit unsymmetrischem Querschnitt. Daraus gebildete Tragringe weisen auf beiden Seiten unterschiedlich geformte Öffnungen auf. This creates a profile with an asymmetrical cross-section. From it Support rings formed have differently shaped openings on both sides on. Werden Tragringe mit ihren verschiedenen Öffnungen gegeneinander gesetzt, dann kann sich der Rand des einen Tragringes vor oder in die Öffnung des anderen Tragringes legen. Maßabweichungen lassen sich durch Verschieben oder Verkanten des zuletzt angesetzten Tragringes ausgleichen, so daß ohne Nachrichten geschweißt werden kann.If support rings with their different openings are placed against each other, then the edge of one support ring can be in front of or in the opening of the other Lay the support ring. Dimensional deviations can be adjusted by moving or tilting the Compensate the last attached support ring so that welding can be carried out without messages can. Eine Auskleidung aus solchen Profilen verhält sich bei höheren Belastungen bis hin zu Verformungen im plastischen Bereich, wie sie unter bergbaulicher Einwirkung zu erwarten sind und zugelassen werden müssen, günstiger. Der sinusförmige Querschnitt verhindert die Ausbildung örtlicher Spannungsspitzen, da örtlich konzentrierte Umlenkkräfte nicht auftreten. A lining made of such profiles behaves at higher loads up to deformations in the plastic range, such as those under the influence of mining are to be expected and have to be approved, cheaper. The sinusoidal cross-section prevents the formation of local stress peaks, as locally concentrated deflection forces do not occur. Es kann zweckmäßig sein, wenn einer der Abschnitte am freien Ende der Profilwelle einen unendlich großen Krümmungsradius besitzt. Dieser kann an einer Seite des Tragringes eine sich nach außen vergrößernde kegelstumpfförmige Öffnung bilden, in die der anschließende Tragring mit einem kreisförmig ausgebildeten Wellenende auch bei fertigungsbedingten Maßabweichungen des Durchmessers gesetzt werden kann. It can be useful if one of the sections at the free end the profile shaft has an infinitely large radius of curvature. This can be done on a Side of the support ring has an outwardly enlarging frustoconical opening form, in which the subsequent support ring with a circular shaft end can also be set for manufacturing-related dimensional deviations in the diameter.
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