DE2522789C3 - Ausbauelement für den Schachtausbau oder dergleichen und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ausbauelement für Schachtausbau o. dgl., mit einem Block aus Beton oder einem anderen analogen Material, der druckfest ist und die allgemeine Form eines Zylinderringsektors aufweist, wobei metallische Stirn- oder Endelemente entsprechend jeder der radialen Axialflächen dieses Betonblocks angeordnet und über längliche metallische Elemente, die längs des Umfangs im Innern dieses Blockes angeordnet v.nd, verbunden sind (russischer Erfinderschein Nr. 2 93 908).

Bei dem bekannten Ausbauelement sind metallische Elemente gegen ebenfalls metallische Endelemente verschraubt. Wenn man also Endelemente bestimmter Abmessungen und längliche Elemente anderer Abmessungen vorsieht, so führt diese Befestigungsart mittels Verschraubens notwendigerweise zu einer Gesamtubmessung der Gesamtanordnung, welche direkt von der Abmessung der Einzelelemente abhängt.

Auch müssen die Einzelelemente hinsichtlich ihrer Fertigungstoleranz genau aufeinander abgestimmt sein und müssen Fcrtigbearbeitungsvorgänge erfahren haben

Demgegenüber sollen Ausbauelemente, insbesondere für Schachtausbau der eingangs genannten Art, so weiter entwickelt werden, daß große Abmessungen einerseits möglich sind, andererseits Elemente bzw. Endelemente verwendet werden können, welche aus roh aus der Gießerei kommenden Teilen bestehen, ohne daß irgendeine zusätzliche Bearbeitung notwendig wäre. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß die Fertigungstoleranzen beim Gießen ganz erheblich sind und daß hierdurch den einzelnen Elementen bereits Abmessungen verliehen werden, die von einem Werkstück zum anderen ganz erheblich schwanken.

Überraschend wurde nun gefunden, daß die vorstehenden Forderungen an ein solches Ausbauelement sich dadurch erfüllen lassen, daß zum Erhalt einer genauen Umfangabmessung des Ausbaueleinentes zwischen jedem der Enden der länglichen metallischen Elemente und dem gegenüberliegenden Bereich des entsprechenden metallischen Endelementes ein von einem Füllmaterial ausgefüllter Zwischenraum zur gegenseitigen Befestigung der Elemente untereinander vorgesehen ist.

Anregungen in dieser Hinsicht lassen sich weder der DT-PS 4 93 111 noch der CH-PS 4 82 065 oder der DT-AS 12 37 604 entnehmen, da es sich dort um Ausbauelemente handelt, bei denen -iuf sämtlichen vier Flächen Rahmen vorgesehen sind. Das Problem, die Entfernung zwischen zwei dieser Rahmenflächen, deren Herstellung im übrigen teuer ist, einstellen zu müssen, stellt sich dort nicht.

Auch der Zeitschrift »Bautechnik 9/1962«, Seite 304 ist eine Lösung für das obige Problem nicht zu entnehmen, da dort im Gegensatz zur Erfindung auf keiner der Flächen Verstärkungsplatten überhaupt vorgesehen sind. Im übrigen geht es dort nicht um mit der Bewehrung verbundene Elemente, sondern lediglich um Schraubdurchführungen, die eine Schwächung der Bewehrung durch Verschraubungslöcher vermeiden sollen.

Durch die Maßnahme nach der Erfindung wird es also zum erstenmal möglich, roh aus der Gießerei kommende Werkstücke, so wie sie sind, zur Herstellung von Ausbauelementen zu verwenden; aus nichtmaßhaltigen Teilen läßt sich also ein einwandfrei maßhaltiges Ausbauelement herstellen. Aus diesen Ausbauelernenten wiederum läßt sich einwandfrei und dimensionsgenau beispielsweise ein Schachtausbau herstellen. Das nachgesuchte Ergebnis wird also erreicht trotz der beim Gießen erheblichen Abmessungen, die von einem

V/erkstück zum anderen in ganz erheblichem MaBe schwanken.

Die Herstellung solcher Ausbauelemente gestaltet sich also äußerst preiswert.

Vorzugsweise, und um die Einbringung des Füllmatenals zu erleichtern, kann man auf den Endel-menten nach der Erfindung Lagerungen vorsehen, welche die Enden der länglichen Elemente aufnehmen. Beispielsweise seien schalenartige oder napfartige Elemente angeordnet. Auch bei unterschiedlichen Abmessungen der Umfangsstäbe ist also durch das unterschiedlich weite Eindringen der Stabenden in die Zwischenräume eine genaue Kompensation der Fertigungsioleranzen möglich.

Zweckmäßig kann man den länglichen Elementen einen erheblichen Querschnitt verleihen, derart, daß diese länglichen Elemente im wesentlichen dazu dienen, die Druckkräfte auf die Endelemente und damit auf die benachbarten Ausbauelemente zu übertragen. Vorteilhaft wird die Montage der länglichen Elemente an den Stirnelementen durch Verschweißen vorgenommen.

Es ist aber auch möglich, zur Herstellung eines Ausbauelementes die Montage zwischen den länglichen Elementen und den Lagerungen der Endelemente durch ein Bindemittel herbeizuführen, welches in dem verbleibenden Zwischenraum zwischen den Enden der länglichen Elemente und den Lagern eingeführt, insbesondere eingespritzt wird.

Auf Schraubbolzen kann man bei den Maßnahmen nach der Erfindung weitgehend verzichten.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert werden, in denen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines (Gewölbe)ausbauelementes nach der Erfindung zeigt;

Fig. 2 und 3 zeigen Vergrößerungen im Diametralschnitt der beiden Einzelheiten dieses (Gewölbe)ausbauelementes;

Fig. 4 ist eine perspektivische Teildarstellung einer Ausführungsvariante des Gewölbeausbauelementes nach der Erfindung.

Das in Fig. 1 dargestellte Gewölbeausbauelement weist die Form eines zylindrischen Ringsektors von der Achse X-X auf und umfaßt zwei metallische Endelemente 1 und 2, beispielsweise aus bildsamen Gußeisen. parallel zur Achse X-X der unterirdischen Strecke. Die Endelemente 1 und sind mittels gewölbter Elemente aus duktilem Gußeisen 3a, 36 von kreisförmigem oder beliebigem Querschnitt verbunden und bilden eine zylindrische Anordnung gleichachsig [X-X) mit der Strecke. Die Endelemente 1 und 2 haben vorzugsweise eine im wesentlichen rechteckige gekrümmte Gestalt, ihre beiden Seiten verlaufen parallel zur Achse X-X und die beiden anderen Seiten sind entsprechend einem Streckendurchmesser orientiert, wobei das Endelement 1 eine konvexe Außenfläche 4 und das Endelement 2 eine konkave Außenfläche 5 aufweist.

jedes Endelement 1, 2 umfaßt auf seine Innenfläche analoge schalenartige Lagerungen mit ziemlich hohem Rand 6 beliebiger Gestalt, wie beispielsweise zylindrischer, kegelstumpfförmiger oder anderer Gestalt, die beim Formvorgang in einem Stück mit dem metallischen Werkstück hergestellt sind. Die iängiichen metallischen Elemente 3a, 36 weisen ein Ende 7 verminderten Querschnitts auf, das mit den Lagerungen 6 zusammenwirkt, die mittels eines Füll- und Befestigungsmaterials, beispielsweise eines Epoxyharzes 0. dgl., ausgeglichen werden.

Der Durchmesser der Stäbe liegt in der Größenordnung von 1/3 der Dicke des Gewölbeelementes und der Abstand dieser Stäbe wird mittels Zwischenstücken 9 aufrechterhalten, die beispielsweise durch Paare von gewellten Stahlprofilen gebildet sind, welche übereinander unterhalb der Stäbe sich erstrecken und miteinander mittels Bolzen 10 verbunden sind.

Schließlich ist das Endelement 1 vorteilhaft mit Zentrierköpfen 11 und Endelement 2 mit entsprechenden schalenartigen Ausbildungen versehen sowie mit Einspritzkanälen für ein Material zum Verkleben der Gevvölbeausbauelemente untereinander oder zu deren Abdichtung oder zum Einspritzen eines Dichtungsmaterials von außerhalb des Tübbings oder der Auskleidung. Schließlich sind in der Betonmasse 12 Räume 12a belassen, um gegebenenfalls die Gewölbeausbaueiemente miteinander zu verschrauben.

Verankerungsvertiefungen 13 sind auf der Innenfläche der Endclemente 1 und 2 vorgesehen, um die Haftung des Betons an diesen zu begünstigen.

Zusammenbau und Anordnung eines solchen (Gewölbe)ausbauelementes gehen in folgender Weise vor sich:

Die metallischen in der Gießerei gegossenen Endelementc 1, 2 werden auf einer Lehre Gangeordnet, deren Abmessungen denen des fertigen Werkstücks entsprechen. Man führt dann Bindematerial in die Lagerungen 6 ein und bringt die metallischen Elemente 3a, 36 etc. und dann ihre Zwischenstücke 9 an ihren Ort. Die Anpassung auf die Abmessungen erfolgt vermittels des im Zwischenraum 8 zwischen dem Ende 7 der Elemente 3 und dem Lager 6 verbleibenden Spiels. Das in den Zwischenraum 8 eingeführte Bindemittel ermöglicht es dann, erhebliche Kompressionskräfte zu übertragen. Nach einer anderen Ausführungsform kann das Zusammenfügen zwischen den Elementen 3 und den Endelenientcn 1, 2 durch Verschweißen der Enden 7 in den Lagerungen 6 vorgenommen werden.

Das metallische so hergestellte Werkstück wird dann auf die Baustelle transportiert, wo es mit einem Füllmaterial 12, wie beispielsweise Beton, Mörtel o. dgl., ummantelt wird. Das Vergießen des Betons wird durch die Endelemente in Umfangsrichtung begrenzt, sowie einen äußeren oder inneren Boden. Um die Handhabung vor dem Betonieren zu erleichtern, kann man vorteilhaft gewisse der Bolzen 10 durch Hubringe 10a ersetzen, von denen ein einziger dargestellt ist, ohne daß die metallische Struktur verformt wird, da die Beaufschlagungen strikt auf ihren minimalen Wert beschränkt werden.

Nach einer Variante können die metallischen Rahmen direkt in der Strecke selbst durch Zusammenbau zu einem vollständigen Ring gesetzt werden, indem man die konvexe Fläche 4 eines Rahmens gegen die konkave Fläche 5 des in Umfangsrichtung unmittelbar benachbarten Rahmens setzt und ohne daß darum der Zwang bestände, das Füllen mittels Beton rasch durchzuführen. Dank der Elemente 3a, 36 etc. ist so eine günstige Sicherheit in der Strecke gegen das Fallen der Blöcke trotz des Fehlens einer Füllung sichergestellt, wobei diese anschließend in situ in an sich bekannter Weise, beispielsweise mittels einer Gleitschaltung, erfolgt.

Nach der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform sind die Ränder der Betonmasse ebenfalls mittels longitudinal und radialer Innenschenkel 14a bzw. 146 geschützt, derart, daß es nicht mehr notwendig ist, Bandagierungsbewehrungen zu verwenden, um das Auseinanderplatzen des Betons aufgrund erheblicher Kontaktdrücke zu vermeiden, die durch das Unter-

drucksetzen der Hülle hervorgerufen werden. Die »Bandagierung« wird hier also dadurch erhalten, daß auf den Platten einerseits Lagerungen 6 vorgesehen sind, in welche sich die Elemente lagern und andererseits Schenkel 14a, 146 vorgesehen sind, welche den Beton begrenzen und ihn auf Druck verstärken. Gegebenenfalls umfassen die Schenkel 146 Schraublöcher 15, die eine Verbindung der Gewölbeausbauelemente in Längsrichtung ermöglichen.
Allgemein sichert die Zuordnung der metallischen Endelemcnte 1 und 2 zu dem Schenkel einen ausgezeichneten Schutz des Gewölbeausbauelementes bei den Handhabungsvorga'ngen, indem gleichzeitig die für das Betonieren notwendige Verschalung vereinfacht wird.

(Gewölbe)ausbauelemente bzw. Tübbingausbautcr aus Gußeisen und Beton, wie sie oben beschrieber wurden, können Lasten in der Größenordnung von 50( bis 1000 Tonnen pro Linearmeier aushalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Ausbauelement für Schachtausbau o. dgl., mit einem Block aus Beton oder einem anderen analogen Material, der druckfest ist und die allgemeine Form eines Zylinderringsektors aufweist, wobei metallische Stirn- oder Endelemente entsprechend jeder der radialen Axialflächen dieses Betonblocks angeordnet und über längliche metalli- <o sehe Elemente, die längs des Umfangs im Innern dieses Blocks angeordnet sind, verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erhalt einer genauen Umfangsab.messung des Ausbauelemenles zwischen jedem der Enden (7), der länglichen metallischen Elemente (3a; 3b) und dem gegenüberliegenden Bereich des entsprechenden metallischen Endelemcntes (1; 2) ein von einem Füllmaterial ausgefüllter Zwischenraum (8) zur gegenseitigen Befestigung der Elemente (3a, 36,1,2) untereinander vorgesehen ist.

2. Ausbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Endelemente (1, 2) auf jeder ihrer Innenflächen Lagerungen in Napf- bzw. Schalenform (6) aufweisen, welche die Enden (7) der länglichen metallischen Elemente (3a, 3b)unter Zwischenschaltung dieses Füllmaterials (8) aufnehmen.

J. Ausbaucleinent nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die metallisehen Endelemente (1,2) aus Platten mit longitudinalen (14;/,) und/oder radialen (14b) den Betonblock schützenden Schenkeln bestehen.

4. Ausbauelemente nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen länglichen Elemente (3a, 3b) aus völlig im Betonblock eingebetteten Stäben bestehen, die einen sehr großen Querschnitt derart aufweisen, daß sie auf die metallischen Endelemente (I, 2) die radialen äußeren auf das Ausbauelement ausgeübten Kompressionskräfte übertragen.

5. Verfahren /um Herstellen eines Ausbauelementes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenfügen zwischen den länglichen Elementen (3a, 3b) und den Lagerungen (6) der Stirnelemente (1, 2) mittels eines Bindematerials vorgenommen wird, welches in dem verbleibenden Zwischenraum (8) zwischen den Enden (7) der länglichen Elemente und den Lagerungen (6) verbleibt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Montage der länglichen Elemente (3a, 30,1 an den Slirnelementen (1, 2) durch Verschweißen vorgenommen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, zur Herstellung eines Ausbauelementes nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Montage zwischen den länglichen Elementen (3a, 3b) und den Lagerungen (6) der Endelemente (1, 2) durch ein Bindemittel herbeigeführt wird, welches in dem verbleibenden Zwischenraum (8) zwischen den Enden (7) der länglichen Elemente und den Lagern (6) eingeführt, insbesondere eingespritzt wird.