DE2637726C3

DE2637726C3 - Streckenausbaurahmen

Info

Publication number: DE2637726C3
Application number: DE2637726A
Authority: DE
Inventors: Juntaro Kobe Honda; Minoru Prof. Machida Tokio Yamamoto
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1975-08-26
Filing date: 1976-08-21
Publication date: 1980-07-17
Also published as: AU501149B2; JPS5226734A; ES236459U; DE2637726B2; FR2322259B1; JPS554198B2; DE2637726A1; IT1073901B; SE7609476L; SE417743B; NO762879L; NO144157C; FR2322259A1; ES236459Y; AU1715976A; NO144157B; GB1525305A

Description

Die Erfindung betrifft einen aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen, im wesentlichen die gleiche Form aufweisenden Einzelsegmenten bestehenden Strecken- bzw. Tunnelausbaurahmen aus Stahl, dessen Segmente an ihren jeweiligen Enden zur Verbindung mit den Nachbarsegmenten im wesentlichen quer zu ihrer Längsachse verlaufenden Kupplungsplatten aufweisen, die zur Aufnahme von sie selbst und die jeweilige benachbarte Kupplungsplatte durchgreifenden Schraubenbolzen Löcher aufweisen.
Aus der DE-AS 10 71 628 ist ein starrer Ringausbau bekannt, der beispielsweise zur Durchtunnelung von Gesteinsschichten verwendet wird. Dieser Ringausbau ist aus einzelnen Segmenten aufgebaut, die ai ihren jeweiligen Enden quer verlaufende Kupplungsplatten

ίο tragen. Diese Kupplungsplatten werden zur Fertigung angeschweißt Bei der Montage der Segmente zu einem Ringausbau werden die Kupplungsplatten zweier Segmente jeweils aneinandergesetzt und mit Ringbolzen verbunden, wobei sich durch die winkelige Anordnung der beiden Kupplungsplatten eines Segments zueinander ein aus mehreren Segmenten bestehender Ring erreichen läßt.

Aus der DE-OS 20 37 172 ist eine Stützstruktur für Strecken- und Tunnelausbau bekannt, die Stützteile aus an ihren Enden lösbar verbundenen Stützelementen, jeweils an deren Stoßsteiien angeordnete Öffnungen und durch diese hindurchgeführte, im Gestein festgelegte Ankerstangen aufweist. Bei dieser bekannten Konstruktion erfordert die Montage zahlreiche Zusatzteile und ist relativ zeitraubend. Weitere Vorrichtungen sind aus dem DE-GM 68 12 648 und der DE-OS 17 58 928 bekannt, die jedoch weder eine den Gebirgsdruck als axiale Druckkraft aufnehmende bogenförmige Struktur, noch eine hierfür geeignete Verbindung

in beschreiben.

Aufgabe der Erfindung ist es, den aus der DE-AS 10 71 628 bekannten Ausbau dahingehend zu verbessern, daß die Einzelsegmenle des Ausbaus mit den zugehörigen Verbindungsflanschen und Durchgangs-

>5 bohrungen für die Gebirgsanker praktisch in einem Arbeitsgang und daher in Massenproduktion kostengünstiger herstellbar sind.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Segmente aus Stahlguß oder duktilem Gußeisen bestehen, die Kupplungsplatten einstückig angegossen sind und jede Kupplungsplatte in ihrer Sloßfläche eine jeweils von einer Außenwand bis zur anderen durchgehende, halbzylindrische Nut aufweist, die beim Zusammenbau der Segmente zu einem Ausbaurahmen mit der

4' entsprechenden NuI der Kupplungsplatte des benachbarten Segmentes einen zylindrischen Führungskanal für Ankerstangen bildet, mit denen die Segmente in an sich bekannter Weise an den Strecken- oder Tunnelwandungen festlegbar sind.

■><) Es wird auf diese Weise möglich, die Segmentstücke kostengünstig herzustellen, da sie einstückig ausgebildet sir.d. Des weiteren werden gegenüber dem Stand der Technik Schweißnähte verhindert, die erfahrungsgemäß zu Festigkeitsproblemen führen können. Es wird also

w bei einer kostengünstigeren Fertigung eine höhere Festigkeit der Einzelsegmente und somit auch des Tunnel- bzw. Streckenausbaus erreicht.

Bevorzugte Ausführungsforme;i des erfindungsgemäßen Strecken- bzw. Tunnelausbaurahmens sind in den

^h0 Untcransprüchen beschrieben,

Gegenstand der Erfindung sind auch die Einzelsegmente, die in der erfindungsgemäßen Ausgestaltung, wie sie bei den auf den Strecken- bzw. Tunnelausbaurahmen gerichteten Ansprüchen beschrieben ist, zu einem

μ derartigen Rahmen zusammengesetzt werden können.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des Strecken- bzw. Tunnelausbaurahmens und der Einzelsegmente anhand der Figuren weiter erläutert: Es

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Strecken- bzw.Tunnelausbau,

Fig.2 eine teilweise perspektivische Ansicht des Ausbaus gemäß Fig. 1,

F i g. 3a eine perspektivische Ansicht eines Segments,

Fig.3b eine teilweise weggebrochene Ansicht des Segments gemäß F i g. 3a,

Fig.4 eine perspektivische Ansicht eines abgewandelten Segments,

Fig.5a eine perspektivische Ansicht eines weiteren abgewandelten Segments,

Fig.5b eine teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht des Segments gemäß F i g. 5a,

Fig.6 eine weitere perspektivische Ansicht eines abgewandelten Segments,

F i g. 7 eine teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht eines weiteren abgewandelten Segments,

Fig.8 eine perspektivische Ansicht eines weiteren abgewandelten Segments mit trapezförmigem Querschnitt und

Fig.9 eine perspektivische Ansicht eines ronrförmigen Segments.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausbaurahmen ist in einem Tunnel 2 angeordnet und weist ein den Erddruck aufnehmendes, bogenförmiges Stützteil 3 auf, das aus mehreren jeweils an ihren Enden durch Bolzen und Muttern oder entsprechende Vorrichtungen verbundenen Segmenten 4 besteht, die unabhängig von der Querschnittsform des Tunnels 2 im wesentlichen die gleiche Form und Länge besitzen. In Umfangsabständen sind mehrere, sich jeweils durch das Stützteil 3 hindurch radial in das Erdreich 1 erstreckende und in diesem verankerte Ankerstangen 5 vorgesehen, welche das Erdreich 1 verstärken und dessen Festigkeit zu seiner Abstützung benutzen. Bei der dargestellten Ausführungsform hat das Segment 4die in Fig. 3a dargestellte Form mit H-förmigem Querschnitt, an den Endflächen 6a und 6b angeordneten, mit Bolzenlöchern 15 versehenen Kupplungsplatten 14 sowie jeweils einer die Kupplungsplatten 14 mit dem Mittelsteg verbindenden, halbzylindrischen Wand, die eine zwischen den Außenflächen der Kupplungsplatten 14 liegende, halbzylindrische Nut 8 bildet. Beim Zusammenfügen benachbarter Segmente 4 bilden die gegeneinander anliegenden Nuten 8 einen zylindrischen Führungskanal 7, wie in Fig. 2 dargestellt, zur Aufnahme der Ankerstangen 5. Nach dem Zusammenfügen der Segmente 4 zu dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten Stützteil 3 werden durch Einführen eines Bohrwerkzeugs durch die Führungskanäle 7 Bohrungen 13 in das Erdreich 1 eingetrieben und dann die Ankerstangen 5 durch die Führungskanäle 7 in das Erdreich eingeführt und in diesem verankert, wobei die inneren Enden der Ankerstangen 5 mittels Tragplatten 9 und Muttern 10 auf der inneren Umfangsfläche des Stützteils 3 festgelegt werden. Zwischen das Stützteil 3 und das Erdreich 1 werden Spundbohlen 11 angeordnet. Die Verbindung der Segmente 4 untereinander erfolgt durch Muttern und Bolzen 12, wie aus F i g. 2 ersichtlich.

Das in Fig.4 dargestellte, abgewandelte Segment entspricht im wesentlichen der vorstehend gegebenen Beschreibung, wobei jedoch zusätzlich in einem mittleren Bereich ein Führungskanal 16 vorgesehen ist, der durch eine im Mittelsteg angeordnete, zylindrische Wandung gebildet wird. Je nach den Anforderungen können auch mehrere derartige Führungskanäle 16 mit oder ohne gleichzeitige Anwendung der Nuten 8 vorgesehen werden.

Während bei den in den F i g. 3a und 4 dargestellten Segmenten die Nuten 8 bzw. Führungskanäle 16 und damit auch die Ankerstangen 5 jeweils radial senkrecht zu den Außenflächen der Stützstruktur verlaufen, sind bei den in den F i g. 5a, 5b, 6 und 7 dargestellten, abgewandelten Segmenten jeweils die Nuten 8 bzw. die Führungskanäle 16 unter einem Winkel von etwa 45°

is gegen die Außenflächen des Segments geneigt. Bei der in den F i g. 5a und 5b dargestellten Ausführungsform sind wiederum lediglich an den Endflächen 6a und 6b angeordnete, geneigt verlaufende, halbzylindrische Nuten 8 vorgesehen, während bei den Ausführungsfor-

ΛΙ men gemäß der Fig. 6 und 7 zusäu,*jh auch ein in einem mittleren Abschnitt angeordnete., geneigter Führungskanal 16 vorgesehen ist. Bei den in den F i g. 5a, 5b und 6 dargestellten Segmenten münden die Führungskanäle jeweils auf den äußeren bzw. inneren > Umfangs^ächen, während bei der in F i g. 7 dargestellten Ausführungsform die Mündungen der durch die Nuten 8 gebildeten Führungskanäle 7 (vgl. Fig. 2) und der Führungskanäle 16 jeweils an den gegenüberliegenden Seiten des Segments liegen und die in einem

»ι mittleren Bereich des Segments 4 angeordnete, den Führungskanal 16 umschließende Zylinderwandung in einem zum Mittelsteg senkrechten Quersteg angeordnet ist.

Der Neigungswinkel der Führungskanäle 7 bzw. 16

Γι kann je nach den Anforderungen zweckentsprechend gewählt werden und liegt gewöhnlich in einem Bereich bis zu 45° relativ zur Fläche des Stützteils 3.

Das in Fig. 8 dargestellte Segment 17 besitzt einen im wesentlichen V-förmigen Querschnitt und das in

■io Fig. 9 dargestellte Segment 18 eine rohrförmige Gestdlt mit kreisförmigem Querschnitt und jeweils an den Enden angeordneten, als Ringflansch ausgebildeten Kupplungsplatten 14. Wie diese Beispiele zeigen, ist die Querschnittsform der Segmente 4 nicht auf H-förmige

π oder I-förmige Querschnitte beschränkt, sondern kann den jeweiligen Anforderungen zweckentsprechend angepaßt werden. Bei den Segmenten und insbesondere denjenigen mit H-förmigem oder I-förmigem Querschnitt ist es möglich, die gewünschten Eigenschaften

">(> der Querschnittsform voll zur Auswirkung zu bringen und dabei die Ankerstangen und die Stützteile durch die Führungskanäle zuverlässig zu vereinigen, so daß ihre Fertig!.eil und ihre sonstigen Eigenschaften voll ausgenutzt werden können. Obgleich die Segmente 4

Vi auch durch Zusammenbau herstellbar sind, kennen sie als Gußteile mit geringen Kosten unter voller Ausnutzung ihrer Eigenschaften gefertigt werden. Da die an den Enden angeordneten Nuten 8 zur Bildung der Führungskanäle 7 beim Gießen keine Schwierigkeiten

M) machen, werden die Fertigungskosten durch ein Einformen der Führungskanäle nicht erhöht.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen, im wesentlichen die gleiche Form aufweisenden Einzelsegmenten bestehender Strecken- bzw. Tunnelausbaurahmen aus Stahl, dessen Segmente an ihren jeweiligen Enden zur Verbindung mit den Nachbarsegmenten im wesentlichen quer zu ihrer Längsachse verlaufende Kupplungsplatten aufweisen, die zur Aufnahme von sie selbst und die jeweilige benachbarte Kupplungsplatte durchgreifenden Schraubenbolzen Löcher aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (4) aus Stahlguß oder duktilem Gußeisen bestehen, die Kupplungsplatten (14) einstückig angegossen sind und jede Kupplungsplatte (14) in ihrer Stoßfläche eine jeweils von einer Außenwand bis zur anderen durchgehende, halbzylindrische Nut (8) aufweist, die beim Zusammenbau der Segmente (4) zu einem Aisbaurahmen mit der entsprechenden Nut (8) der Kuppiungsplatte (14) des benachbarten Segmentes (4) einen zylindrischen Führungskanal für Ankerstangen (5) bildet, mit denen die Segmente (4) in an sich bekannter Weise an den Strecken- oder Tunnelwandungen festlegbar sind.

2. Strecken- bzw. Tunnelcusbaurahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (4) des Ausbaurahmens einen H-förmigen oder I-förmigen Profilquerschnitt aufweisen, wobei jeweils der die Flansche des Profils verbindende Steg mit der K.jpplungsplatte(14)überdie Wandung der in dieser verlaufenden halb'ylindrischen Nut (8) verbunden ist.

3. Strecken- bzw. Tunneiausbs ■> nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (4) einen im wesentlichen rohrförmigen Querschnitt aufweisen.

4. Strecken- bzw. Tunnelausbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Kupplungsplatten (14) vorgesehenen Nuten (8) in einem Winkel zur in der Stegfläche verlaufenden Querachse des Profilsteges und/oder zur Stegfläche selbst verlaufen.

5. Strecken- bzw. Tunnelausbau nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den in den Kupplungsplattcn (14) vorhandenen Nuten (8) zwischen den Enden der Segmente (4) noch ein weiterer, von einer zylindrischen Wandung umschlossener Führungskanal (16) zur Aufnahme eines weiteren Gebirgsankers vorgesehen ist.

6. Segment für einen Strecken- bzw. Tunnelausbaurahmen gemäß einem der Ansprüche I bis 5, das an seinen Enden quer zur Längsachse verlaufende Kupplungsplatten und in diesen angeordnete Löcher zur Aufnahme von Schraubenbolzen aufweist, gekennzeichnet durch die kennzeichnenden Merkmale eines der Ansprüche 1 bis 5.