DE2709242C3

DE2709242C3 - Streckenausbau, insbesondere für Gruben

Info

Publication number: DE2709242C3
Application number: DE19772709242
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing. 8036 Herrsching Seiz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-03-03
Filing date: 1977-03-03
Publication date: 1979-12-06
Also published as: DE2709242B2; DE2709242A1

Description

Die Erfindung richtet sich auf einen Streckenausbau gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein Streckenausbau dieser Gattung ist insbesondere durch die AT-PS 2 58 837 sowie weiterhin z. B. durch »Glückauf« 110 (1974) Nr. 13, Seite 508, und DE-GM 19 90 316 bekannt

Gegenüber in herkömmlicher Weise aus Witlzprofilabschnitten bzw. -Segmenten zusammengesetztem Streckenausbau liegt der Vorteil der Verwendung nach Art räumlicher Gitterträger ausgebildeter Ausbaurahmen bzw. -Segmente prinzipiell darin, daß sie es gestatten, bezogen auf den Materialeinsatz, wesentlich höhere statische Werte zu erzielen und daß sie einen wesentlich wirksameren Verbund mit dem sie umkleidenden Beton ergeben, als dies bei Walzprofilen möglich ist.

Der gattungsgemäße Aufbau findet demgemäß auch bevorzugt in Tunnels sowie in solchen Strecken des untertägigen Grubenbetriebs Verwendung, in denen die Ausbaurahmen während des Streckenvortriebs im Bereich hinter der Ortsbrust zunächst nur die Funktion eines vorläufigen Ausbaus erfüllen, bevor sie anschließend im Zuge der endgültigen Auskleidung der Strecke einbetoniert werden und sodann die bleibende Bewehrung des Stahl^etonausbaus bilden.

Ein insbesondere beim Einsatz in druckhaften Untertagestrecken, aber häufig auch in Tunnels, ins Gewicht fallender Nachteil des gattungsgemäßen Streckenausbaus liegt darin, daß das Konstruktionsprinzip der Gitterwerke für die Ausbaurahmen bzw. deren Segmente im wesentlichen unverändert vom Hochbau her übernommen ist, das darin besteht, die räumlich im Abstand zueinander angeordneten Gurtungsprofile jeweils paarweise in der ihnen gemeinsamen Ebene durch diagonal bzw. schräg verlaufende Ausfachungsstäbe, sogenannte Diagonalen, miteinander zu verbinden. Dies geschieht bei dein vorstehend als bekannt ausgewiesenen Ausbau in der Weise, daß die im Querschnitt ein offenes Vieleck bildenden Gurtungsstäbe mittels in Längsrichtung der Bogen- bzw. Ausbausegmente fortlaufend zickzackförmig um die Gurtungsstäbe herumgeführter und mit diesen verschweißter Verbindungsbügel verbunden sind.

Infolge dieses fachwerkartigen Aufbaus der Gitterträger, bei dem die Biegetragfähigkeit im wesentlichen durch die Umlenkung der Kräfte in die schräg verlaufenden Zug- und Druckstäbe erreicht wird, weisen die daraus hergestellten Ausbaurahmen bzw. -Segmente zwar eine hohe Tragfähigkeit im elastischen Beanspruchungsbereich auf. Werden sie aber bei höherem Gebirgsdruck bis in den plastischen Verformungsbereich hinein beansprucht, Vj büßen sie ihre Tragfähigkeit mehr oder weniger schlagartig ein, dann nämlich, wenn die die sich im wesentlichen in der Streckenquer schnittsebene einander gegenüberliegenden Gurtungtprofile miteinander verbindenden Druckstäbe infolge zu hoher Druckbeanspruchung seitlich ausknicken und dann nicht mehr in der Lage sind, die ihnen statisch s zugedachte Funktion zu erfüllen.

Die mangelnde Form- bzw. Querschnittsstabilität dieser bekannten Gitterträger gegenüber Beanspruchungen im plastischen Verformungsbereich wirkt sich nicht nur nachteilig auf die Biegetragfähigkeit der

ίο Ausbauelemente aus, sondern hat entsprechend nachteilige Auswirkungen auch sowohl für die Knick- wie insbesondere für die Torsionssteifigkeit der Ausbauelemente. Es ist möglich, die Formsteifigkeit bzw. Querschnitts- Stabilität der bekannten Gitterträger durch Einflechtung zusätzlicher Versteifungsbügel zu verbessern; diese Maßnahme erhöht jedoch einerseits den Materialaufwand und ist andererseits arbeitsaufwendig und daher teuer.

Die aufgeführten Mängel der bekannten aus Gitterträgern zusammengesetzten Streckenausbaurahmen fallen natürlich dort nicht oder doch wenig ins Gewicht, wo es sich um den Ausbau von Tunnel- oder Grubenstrecken in Bereichen ohne nennenswerte Gebirgsbewegung bzw. Gebirgsdruckbeanspruchung handelt, wie z. B. im schachtnahen Bereich von Sicherheitspfeilern, oder wo die Ausbaurahmen im Bereich der Ortsbrust lediglich dem vorläufigen Ausbau dienen und schon bald danach im Zuge des fortschrei tenden Streckenvortriebs einbetoniert werden.

Die mangelnde Qerschnittsstabilität der bekannten aus Gitterträgern zusammengesetzten Ausbaurahmen wirkt sich aber dort besonders nachteilig aus, wo es um den Ausbau von Tunnel- oder Grubenstrecken in druckhaftem Gebirge geht und die Ausbaurahmen entweder gar nicht oder erst in einem größeren Zeitabstand einbetoniert werden und folglich auch nnter diesen Beanspruchungsverhältnissen die Eigenschaften eines volltragenden Streckenausbaus aufweisen müssen.

Es bildet Aufgabe der Erfindung, den gattungsgemäßen Streckenausbau hinsichtlich der Ausbildung der gitterträgerartig aufgebauten Ausbaurahmen bzw. deren Segmente mit verhältnismäßig einfachen Mitteln dahingehend zu verbessern, daß sie eine auch gegenüber Beanspruchungen der Ausbaurahmen im plastischen Verformungsbereich ausreichend hohe Formsteifigkeit bzw. Querschnittsstabilitrt sowohl gegenüber Biegebeanspruchungen als auch gegenüber Beanspruchungen auf Knickung und Torsion aufweisen und mithin in

so druckhaftem Gebirge auch dort als volltragender

Ausbau eingesetzt werden können, wo sie entweder

nicht oder erst später einbetoniert werden und dann die

Bewehrung des endgültigen Stahlbetonausbaus bilden. Der Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnen-

v> den Merkmale des Anspruches I.

Die räumlich zwischen den Gurtungsprofilen angeordneten und diese je nach den Beanspruchungsverhältnissen in unterschiedlich großem Abstand rniieinander verbindenden raumsteifen Schalenkörper verleihen

μ den auf diese Weise aufgebauten Ausbaurahmen bzw. -Segmenten eine außerordentlich hohe Fonnsteifigkeit und insbesondere Querschnittsstabilität, da sie eine relative Lageveränderung der Gurtungsprofile mit Bezug aufeinander auch unter hohen, in den plastischen Bereich hineinreichenden Gebirgsdruckbeanspruchungen weit wirksamer verhindern als dies die bekannten diagonal verlaufenden Verbindungsbügel oder Ausfachungsstäbe vermögen. Dieses beruht nicht nur auf der

raumsteifen Ausbildung der Schalenkörper selbst, sondern in Verbindung mit der mittigen Anordnung ihres zentralen Verbindungsbereichs innerhalb des von den Gurtungsprofilen umrissenen Querschnitts vor allem darauf, daß sie die bei plastischen Biegeverformungen der Ausbaurahmen bzw. -elemente auftretenden Beanspruchungen gewissermaßen polar von innen her, d. h. auch räumlich diagonal bzw. über Kreuz, auf sämtliche Gurtungsprofile im wesentlichen gleichmäßig übertragen. Die Schalenkörper tragen dabei mit ihrer eigenen Raumsteifigkeit nicht nur zur Erhöhung der Biegesteifigkeit und mithin der Biegetragfähigkeit der Ausbauelemente bei. sie führen über die Verkürzung der Knicklänge auch zu einer erheblich verbesserten Knicksteifigkeit sowie schließlich zu einer wesentlich höheren Verformungssteifigkeit gegenüber Torsionsbeanspruchungen.

Die erfindungsgemäß ausgestalteten Ausbaurahmen bzw. -scgiVicnie weisen nicht nur schlechthin eine im Verhältnis zum Materialeinsatz ungewöhnlich hohe Tragfähigkeit auf. sondern besitzen zugleich den Vorzug, diese hohe Tragfähigkeit auch unter höheren, in den plastischen Verformungsbereich hineinreichenden Gebirgsdruckbeanspruchungen weitgehend zu bewahren, ohne bei der Überschreitung einer bestimmten Überlastungsverformung schlagartig zusammenzubrechen.

Während bei den Ausbauelementen gemäß der Erfindung im Falle plastischer Biegeverformung durch den Gebirgsdruck sämtliche Gurtungsprofile gleichermaßen an der Biegeverformung teilnehmen, ist dies bei den gattungsgemäß bekannten Ausbauelementen deswegen ausgeschlossen, weil bei einer plastischen Biegeverformung der äußeren Gurtungsprofile die diese mit den inneren Gurtungsprofilen verbindenden und im wesentlichen in der Streckenquerschnittsebene orientierten Druckstäbe durch seitliches Ausknicken ausweichen und damit ihre Stützfunktion schlagartig einbüßen, noch bevor sie imstande wären, die äußere Druckeinwirkung voll auf die inneren Gurtungsprofile zu übertragen.

Dabei läßt <;irh Hip K nirliUpifiolfpit Apr Anchjiiol«-

mente. ebenso wie die Biegesteifigkeit, weitgehend durch die Dimensionierung. Längenbemessung und vor allem durch den Abstand der in Längsrichtung der Ausbauelemente aufeinander folgenden Schalenkörper bestimmen und dadurch besser an die jeweiligen örtlichen Beanspruchungsverhältnisse anpassen.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Ausbaurahmen bzw. -segmente hat den weiteren wesentlichen Vorteil, daß sie sirh verhältnismäßig leicht und mit einfachen Mitteln gegebenenfalls auch erst am Einsatzort zusammensetzen lassen und mithin die Möglichkeit bietet, diese an die jeweiligen örtlichen Gegebenheiten des Einsatzortes anzupassen. Während zum Biegen und Ablängen der Gurtungsprofile verhältnismäßig einfache, auch vor Ort leicht zu handhabende Vorrichtungen genügen, erfordert auch die Anbringung und Befestigung der vorgefertigten Schalenkörper an den bereits abgelängten und gebogenen Gurtungsprofilen nur einen geringen gerätetechnischen Aufwand, z. B. in Form von Punktschweißautomaten.

Auf diese Weise ist es ohne Schwierigkeiten möglich, die Tragfähigkeit und Formsteifigkeit der Ausbaurahmen bzw. -segmente noch an Ort und Stelle durch eine mehr oder weniger dichte Abstandsfolge der über die Länge verteilt angeordneten Schalenkörper zu beeinflussen.

Auch wenn sich der erfindungsgemäß ausgestaltete Streckenausbau in besonderem Maße selbst in druck hiiftem Gebirge als selbständiger und volttragendei Ausbau eignet, ist es in vielen Fällen zweckmäßig, ihn irr Bereich hinter der Ortsbrust zunächst als vorläufiger Ausbau einzusetzen und ihn dann, z. B. mittel! Spritzbeton, einzubetonieren. Dies kann bevorzugt in der Weise geschehen, daß in einem ersten Arbeitsgang zunächst nur die äußere Hälfte der radialen Tiefe der

ίο Ausbaurahmen unter dichtendem Anschluß an die Streckenwandung einbetoniert wird, die zweite, auch die innenliegenden Gurtungsprofile umschließende Betonschale dagegen erst in einem nachfolgenden weiteren Arbeitsgang durchgehend eingebracht wird Die einzelnen Ausbaurahmen können in bekannter Weise in Richtung der Streckenachse im Abstand zueinander angeordnet urd miteinander verbolzt sein. Es ist jedoch statt dessen oder zusätzlich auch möglich, die Ausbaurahmen bzw. deren Segmente mit der Streckenwandung in bekannter Weise durch Gebirgsanker zu verbinden, wobei die Gebirgsanker mit ihren Anizugselemcnten mittelbar oder unmittelbar entweder an den Gurtungsprofilen oder an den diese verbindenden raumsteifen Schalenkörpern angreifen.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung können die Ausbaurahmen bzw. -segmente aus je einem durch die zwischengeschalteten Schalenkörper irv. Abstand miteinander verbundenen äußeren und inneren Gurtungsprofil rinnen- oder wellenförmi-

)o gen Querschnitts bestehen, die bevorzugt untereinander gleich ausgebildet und gleichsinnig zueinander zugeordnet sind.

Durch die DE-AS 12 04 138 sind zwar Streckenausbaiirahmen bekannt, bei denen jeweils zwei Profile rinnenförmigen Querschnitts im Abstand miteinander verbunden und gegensinnig zueinander angeordnet sind; dabei liegen sich die beiden einander zugekehrten Ririnenprofile jedoch nicht in der Streckenquerschnittsebene, sondern statt dessen in der Richtung parallel zur Streckenachse gegenüber. Sie können demgemäß nicht im Sinne der vorliegenden Erfindung als Gurtungsprofi-

hen davon, daß es dabei an den diese Profile räumlich miteinander verbindenden Schalenkörpern fehlt.

Gemäß einer anderen, bevorzugten Weiterbildung der Erfindung bestehen die Ausbaurahmen bzw. -segmente aus je zwei äußeren und inneren Gurtungsprofilen in Form von gewalzten Stabprofilen, die durch die zwischengeschalteten Schalenkörper sowohl in der Streckenquerschnittsebene als auch in der Richtung parallel zur Streckenachse in ihrem Abstand zueinander festgelegt sind.

Werden als Gurtungen je zwei äußere und innere Stalb'pofile gewählt, sind diese bevorzugt als Rundstäbe ausgebildet Sie können aus handelsüblichen, zweckmäßig geripptem, Betonbewehrungsstahl bestehen, der bevorzugt vergütet ist

Auch bei dieser Ausführungsform der Erfindung können die Rundstäbe des äußeren und inneren Gurtungsprofil-Paars untereinander verschiedenen Abstand aufweisen, doch ist es in der Regel zweckmäßiger, deren Abstand gleich groß zu wählen.

Demgegenüber ist der in der Streckenquerschnittsebene gemessene Abstand zwischen dem äußeren und inneren Gurtungsprofil-Paar bevorzugt größer als der parallel zur Streckenachse gemessene Abstand zwischen den Rundstäben jedes Gurtungsprofil-Paars. Nur unter erschwerten Gebirgsdruckverhältnissen in Gru-

benstrecken empfiehlt es sich statt dessen, die Abstände zwischen sämtlichen vier Rundsläben in beiden Richtungen gleich /rroß zu wählen, um das unter solchen Umständen optimale Verhältnis von W_x : VV, = 1 zu erzielen.

Die die Gurtungsprofile in ihrer Lage zueinander räumlich fixierenden formsteifen Schalenkörper bestehen gerräß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung aus zwei spiegelsymmetrisch zueinander angeordneten, trog- oder muldenförmigen ■Schalenhälften, die im Bereich ihrer einander zugekehrten Böden, τ. B. durch Schweißen oder Nieten, starr miteinander verbunden sind.

Um die für die Erfindung wesentliche Raumsteifigkeit der Schalcnkörper zu gewährleisten, sind die Seiten- und Stirnwände der Schalenhälften vom Boden ausgehend zu ihrem freien Außenrand hin nach außen geneigt und dabei bevorzugt gewölbt ausgebildet. Sie können gegebenenfalls zusätzlich mit Versteifungssikken versehen sein.

Als Mittel für die Befestigung der Schalenkörper bzw. deren Hälften mit den Gurtungsprofilen dienen über den freien Außenrand vorkragende, die Gurtungsprofile mindestens teilweise, z. B. ösenartig, umgreifende Ansätze, die mit den Gurtungsprofilen formschlüssig, z. B. durch Punktschweißen, verbunden sind. Bei Verwendung von im Querschnitt wellen- bzw. rinnenförmig profilierten Gurtungen umgreifen die Befestigungsansätze der Schalenkörper diese von den Seiten her, wobei sie mit ihnen zusätzlich durch plastische Verformung verbunden sein können. Im Falle der Verwendung von Betonrippenstahl als Rundstäbe für die Gurtungsprofile läßt sich die formschlüssige Verbindung mit den diese ösenartig umgreifenden Befestigungsansätzen auf einfache Weise durch Verquetschen bzw. plastisches Andrücken der Ösen an die rippenförmige Außenkontur der Gurtungsstäbe erzielen.

Bevorzugt weist jede Schalenhälfte der Schalenkörper an beiden Längsseiten je zwei im· Bereich ihrer Stirnenden vorgesehene Befestigungsansätze für die Γυι iiibLiiiüsuig«.· Verbiiiiiung mil den Guriungsprofiien auf. Obschon die Schalenkörper bzw. deren Hälften grundsätzlich quadratische Außf.nkontur aufweisen können, empfiehlt es sich, diese in Längsrichtung der Ausbaurahmen bzw. deren Segmente wesentlich langer auszubilden, als es ihren beiden Querabmessungen entspricht. Bevorzugt sind sie mindestens etwa doppelt solang wie breit.

Der Abstand zwischen den in Längsrichtung der Ausbaurahmen bzw. -segmente aufeinander folgenden Befestigungsansätzen jedes Schalenkörpers sowie zwischen den aufeinander folgenden Schalenkörpern bestimmt dabei den Verformungswiderstand gegenüber Biegebeanspruchungen sowie insbesondere die Knicklänge und damit den Knickwiderstand im Bereich der Seitenschenkel bogenförmiger Ausbaurahmen.

Die Böden der Schalenkörper bzw. deren Hälften können je nach den Beanspruchungsverhältnissen in der Streckenquerschnittsebene oder, bevorzugt, parallel zur Streckenachse angeordnet sein.

Es ist bei der erfindungsgemäßen Gestaltung der Ausbauelemente ohne weiteres möglich und ihr besonderer Vorzug, die Schalenkörper auf den Gurtungsprofilen in Längsrichtung der Ausbaurahmen bzw. deren Segmente, gegebenenfalls erst unmittelbar vor dem Einbau am Einsatzort, in einem Abstand zueinander anzuordnen, der dem zu erwartenden Gebirgsdruck bzw. den örtlich gegebenen Beanspruchungsverhältnissen individuell angepaßt ist.

Während der Abstand zwischen den in Längsrichtung

der Ausbaurahmen aufeinander folgenden Schalenkör-

^r) per bei mittleren und guten Gebirgsverhältnissen kleiner bzw. größer gewählt wird, ist es bei schlechtem Gebirge und zu erwartendem höherem Gebirgsdruck dank der baulichen Gestaltung der Schalenkörper auch ohne weiteres möglich, sie unter Verschachtelung ihrer

ίο Befestigungsansätze für die Verbindung mit den Gurtungsprofilen einander überlappend anzuordnen.

Die Ausbaurahmen gemäß der Erfindung können in bekannter Weise einteilig ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, sie in bekannter Weise mehrteilig i' auszubilden. In diesem Falle stützen sich die in Umfangsrichtung der Ausbaurahmen aufeinander folgenden Ausbausegmente zweckmäßig stirnse'tig stumpf mittels in bekannter Weise angeschweißter Stützplatten gegeneinander ab, die gegebenenfalls lösbar miteinander verbunden sein können.

Anhand der Zeichnung sind nachfolgend mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen einteiligen Ausbaurahmen;
Fig. 2 und 3 den Schalenkörper und dessen Verbindung mit den Gurtungsprofilen in vergrößertem Maßstab in der Seitenansicht sowie in der Draufsicht;

Fig.4 die Befestigung des Schalenkörpers mit dem stabförmigen Gurtungsprofil in nochmals vergrößertem Maßstab in perspektivischer Ansicht als Ausschnitt;

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines einteiligen Ausbaurahmens;

F i g. 6 einen Schalenkörper in der Seitenansicht;

Fig. 7 einen Querschnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 6;

Fig.8 einen mehrteiligen Ausbaurahmen im Querschnitt durch die Strecke;

Fig.9 einen Schalenkörper des Ausbaurahmens gemäß Fig. 8 in der Seitenansicht in vergrößertem Maßstab;

Fig. 10 einen Querschnitt nach der Linie X-X in Fig. 9;

Fig. 11 eine weitere Ausführungsform eines starren mehrteiligen Ausbaurahmens im Querschnitt durch die Strecke;

Fig. 12 einen Schalenkörper des Ausbaurahmens gemäß Fig. 11 in vergrößertem Maßstab in der Seitenansicht;

Fig. 13 einen Querschnitt nach der Linie XIII-XIIl in F i g. 11 in einem der F i g. 12 angepaßten Maßstab;

Fig. Heine Draufsicht auf den Schalenkörper gemäß F i g. 12 und 13 im Ausschnitt.

In der Zeichnung sind die lichte Strecke mit 1, die Streckensohle mit 2, das die Strecke umgebende Gebirge mit 3 und der Streckenausbaurahmen generell mit 4 bezeichnet

Bei der verhältnismäßig einfach gestalteten und für

gute Gebirgsverhältnisse bestimmten Ausführungsform gemäß F i g. 1 bis 4 besteht der einteilige Aufbaurahmen 4 aus je zwei äußeren und inneren stabförmigen Gurtungsprofilen aus handelsüblichem geripptem und hoch vergütetem Betonbewehrungsstahl 5a und 5b bzw. 6a und Sb, die sich, bezogen auf den Umfang des Ausbaurahmens, durchgehend über dessen ganze Länge erstrecken.

In Umfangsrichtung des Ausbaurahmens 4 gesehen sind die vier untereinander sowohl in der Streckenquerschnittsebene als auch parallel zur Streckenachse in

gleichem Abstand zueinander angeordneten Gurtungsprofile 5a, 5b, 6a und 6b in Abständen durch diese in ihrer Lage zueinander räumlich fixierende form- und raumsteife Schalenkörper 7 miteinander verbunden. Mittels der gleichen Schalenkörper 7 sind auch die geraden Seitenschenkel des Ausbaubogens 4 an ihren unteren Enden aut der Streckensohle 2 abgestützt.

Wie insbesondere aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, bestehen die Schalenkörper 7 aus zwei spiegelsymrnetrisch zueinander angeordneten pyramidenstumpfförmigen Schalenhälften Ta und Tb, die im Bereich ihrer einander zugekehrten Böden starr mittels Nieten 8 miteinander verbunden sind. Aus Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, daß die Seiten- und Stirnwände der Schalenhälften Ta und Tb vom Boden ausgehend zu ihrem freien Außenrand hin nach außen geneigt sind. Die Mittel für die Befestigung der Schalenkörper 7 bzw.

5b, 6a und 6b bestehen aus an ihrem freien Außenrand seitlich nach außen vorkragenden Ansätzen 7c, die die stabförmigen Gurtungsprofile ösenartig umschlingen und mit diesen zusätzlich formschlüssig durch Punktschweißungen 9 verbunden sind, wie es F i g. 4 deutlicher veranschaulicht.

Der in den F i g. 1 bis 4 veranschaulichte Streckenausbaurahmen ist besonders als vorläufiger Streckenausbau geeignet, der die Strecke unmittelbar hinter der sich im Vortrieb befindenden Ortsbrust selbsttragend abfängt und erst später bzw. in größerem Abstand von der Ortsbrust durch Spritzbeton einbetoniert und dadurch zum endgültigen Ausbau vervollständigt wird. Dank seiner selbsttragenden Eigenschaften geht seine ohnehin sehr hohe Tragfähigkeit und Formsteifigkeit voll in die statische Festigkeitsberechnung des endgültigen Stahlbetonausbaus ein.

Der vorbeschriebene Ausbaurahmen ist mithin bevorzugt, aber nicht ausschließlich, für die Auskleidung von Tunnels oder Stollen geeignet.

Bei der baulich ebenfalls verhältnismäßig einfach gestalteten Ausführungsform gemäß Fig.5, 6 und 7 handelt es sich um einen eii.ieilieen Ausbaurahmen, bei dem die in untereinander gleichem Abstand zueinander angeordneten stabförmigen Gurtungsprofile in Form von Betonrippenstahl 5a, 5b, 6a und 6b, in Umfangsrichtung des Ausbaurahmens 4 gesehen, in geringerem Abstand durch Schalenkörper 7 raumsteif in ihrer Lage zueinander fixiert sind. Die Schalenkörper 7 sind auch bei dieser Ausführungsform zweiteilig ausgebildet und aus zwei Schalenhälften 7a und Tb durch Nieten 8 zusammengesetzt, die sowohl im Querschnitt als auch in ihrer Längsrichtung muldenförmig aus Blech gepreßt sind. Die einander zugekehrten, gewölbten Böden der gepreßten Schalenhälften 7a und Tb sind auch dabei, wie im Falle der zuvor beschriebenen Ausführungsform, in der Streckenquerschnittsebene ausgerichtet Die formschlüssige Verbindung der Befestigungsansätze Tc mit den als Gurtungsprofile dienenden Betonrippenstäben 5a, 56, 6a und 6b erfolgt dabei durch Verquetschen, derart daß sich die ösenartigen Befestigungsansätze Tc unter plastischer Verformung an die Außenkontur der mit Schrägrippen versehenen Profilstäbe anpassen und auf diese Weise eine sowohl in Längsrichtung als auch in Umfangsrichtung völlig starre Verbindung miteinander eingehen.

Auch dieser Ausbaurahmen ist besonder? dort geeignet wo er, unmittelbar dem Streckenvortrieb folgend, zunächst nur als vorläufiger Ausbau dient bevor er anschließend ein- oder zweischalig einbetoniert wird.

Besonders bei diesem Ausführungsbeispiel ist offenbar, daß sich der Ausbau baukastenmäßig leicht an Ort und Stelle vor dem Einbau am Einsatzort zusammensetzen und auf diese Weise leicht an die jeweiligen örtlichen Gegebenheiten anpassen läßt. Dies gilt nicht nur für die Anpassung an den jeweiligen Ausbruchquerschnitt, d. h. für die erst an Ort und Stelle erfolgende Ablängung und Biegung der Gurtungsprofile, sondern

to auch für deren raumsteife Verbindung miteinander durch die aufgeklemmten Schalenkörper 7 einschließlich der Wahl deren der jeweiligen Beanspruchungsform und -größe angepaßten Abstände zueinander, die je nach den örtlichen Beanspruchungsverhältnissen

H über die Länge des Ausbaurahmens gesehen, auch durchaus unterschiedlich groß sein können.

Aus Fig. 5, 6 und 7 ist auch ersichtlich, daß es ohne

Abstandsfolge zueinander anzuordnen, daß sie sich unter Verschachtelung ihrer Befestigungsansätze 7c für die Verbindung mit den jeweiligen Gurtungsprofilen einander überlappen.

Außerdem ist insbesondere aus F i g. 6 ersichtlich, daß die 3chalenkörper 7 dabei, im Gegensatz zu den Verhältnissen bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform, in Umfangsrichtung des Ausbaurahmens gesehen, länger bemessen sind als es ihren Querabmessungen bzw. ihrer Breite und Tiefe entspricht. Der Abstand zwischen den beiden endseitigen Befestigungsansätzen und die Abstände der aufeinander folgenden Schalenkörper zueinander bestimmen dabei im wesentlichen sowohl die Biegesteifigkeit als auch vor allem die Knicksteifigkeit des Ausbaurahmens über die durch die Befestigungsansätze festgelegte Knicklänge.

J5 Was die Alisführungsform gemäß Fig. 8, 9 und IO anlangt, so unterscheidet sich diese von den beiden zuvor beschriebenen Ausführungsformen in erster Linie dadurch, daß der Streckenausbaurahmen mehrteilig ausgebildet ist und die Gurtungsprofile in den beiden

■»ο Gurtungsbereichen einteilig ausgebildet sind.

Der durchgehend rtojpnfnrmip (τρςιηΐΐρΐρ Anbaurahmen 4 besteht dabei aus einem Kappensegment 4a und je einem, ebenfalls gebogenen Seitensegment Ab und 4c. Die drei Ausbausegmente stützen sich an ihren einander zugekehrten Stirnenden mittels angeschweißter Stützplatten 11 stumpf gegeneinander ab, die bevorzugt miteinander verbunden sind. Dazu sind die sich unmittelbar aufeinander abstützenden Stützplatten der aufeinander folgenden Segmente entweder miteinander verschraubt oder, insbesondere in Tunnels und Stollen, miteinander verschweißt.

Die in den beiden Gurtungsbereichen der Ausbausegmente 4a, 4b und 4c vorgesehenen Gurtungsprofile bestehen aus im Querschnitt sinuswellenförmig gepreßten Blechplatten 13a und i3b. Diese sind — wie aus F i g. 10 ersichtlich ist — im Querschnitt so gestaltet daß sich an eine mittlere, zur Strecke hin gerichtete Einwölbung 13c beiderseits je eine, nach außen gerichtete Auswölbung 13c/ anschließt Sie sind mithin mit Bezug auf ihre V-Achse spiegelsymmetrisch ausgebildet und weisen eine gegenüber ihrer Profiltiefe größere Profilbreite auf. Auch diese als Gurtungen dienenden Wellprofile können im Bedarfsfall mehr oder 'v.niger hoch vergütet sein.

Im übrigen sind, wie aus Fi g. 10 ersichtlich ist beide Gurtungsprofile 13a und 13i> nicht nur untereinander gleich ausgebildet sondern mit Bezug auf ihre Profilform auch zueinander gleichsinnig angeordnet

wobei ihr gegenüber der Breite der Gurtungsprofile größerer Abfand in der Querschnittsebene der Strecke Jurch die sie raumsteif miteinander verbindenden Schalcnkörpcr 7 festgelegt ist.

Bei dieser Ausführungsform sind die beiden Schalenhälften Ta und Tb der Schalenkörper 7 trogförmig ausgebildet, wobei sie mittels ihrer einander zugekehrten Trogböden durch zwei Nieten 8 miteinander starr verbunden sind. Die trogförmigen Schalenhälften Ta und Tb weisen jeweils zu ihrem freien Aiißenrand hin nach außen geneigte Seiten- und Stirnwände auf. Die insgesamt acht Befestigungsansätze Tc jedes Schalenkörpers 7 umgreifen die Seitenränder der beiden auOen- und innenliegenden Gurtungsprofile 13a und 136 krallenförmig von der Seite her, wobei die feste Verbindung durch Punktschweißungen 9 bewirkt wird.

Im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Ausfüh-

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miteinander durch die Nieten 8 verbundenen flachen Böden der trL.gförmigen Schalenhälften 7a und Tb m parallel zur Streckenachse ausgerichtet.

Diese Ausführungsform eignet sich in besonderer Weise dazu, zunächst nur als vorläufiger, wenn auch selbsttragender Ausbau zu dienen, der erst im Abstand von der Ortsbrust, z. B. mittels Spritzbeton, unter dichtendem Anschluß an die Streckenwandung einbetoniert wird. Er bietet dabei die Möglichkeit, in einem ersten Arbeitsgang zunächst nur die äußere Hälfte der radialen Tiefe der Ausbauelemente einzubetonieren und daraufhin erst in einem nachfolgenden Arbeitsgang auch die zweite, die innenliegenden Gurtungsprofile zusätzlich umschließende Betonschale einzubringen.

Auch der Streckenausbaurahmen gemäß Fig. Il bis 14 ist zwar starr, aber mehrteilig ausgebildet, wobei der durchgehend bogenförmig gestaltete Ausbaurahmen 4 js aus einem Kappensegment 4a und je einem, ebenfalls gebogenen Seitensegment Ab und 4c besteht. Die Abstützung der Ausbausegmente gegeneinander erfolgt ebenfalls mittels an den Stirnenden der Segmente angeschweißter Stützplatten 11, wie bei der zuvor -to behandelten Ausführungsform beschrieben.

Die Ausbausegmente 4a, 4b und Ac sind wiederum durch vier in beiden zueinander senkrechten Ebenen im gleichen Abstand zueinander angeordnete Gurtungsprofile in Form von gewalzten und hoch vergüteten Rundstäben Sa, 5b, 6a und 6b zusammengesetzt, die durch die im Abstand über ihre Länge verteilt angeordneten Schalenkörper 7 zueinander in 'hrer Lege räumlich festgelegt sind.

Die beiden Schalenhälften 7a und Tb jedes Schalenkörpers haben trogförmige Gestalt, wobei sie mittels ihrer einander zugekehrten flachen Böden durch zwei Nieten 8 miteinander starr verbunden sind. Die trogförmigen Schalenhälften Ta und Tb weisen jeweils an ihrem freien Außenrand nach außen geneigte Seiten- und Stirnwände auf und sind zwecks Erhöhung ihrer räumlichen Formsteifigkeit mit eingepreßten Sicken 12, insbesondere im Bereich ihrer Längsenden, versehen, d. h. dort, wo sich die ösenartigen Befestigungsansätzt Tc für die formschlüssige Verbindung mit den glatten Gurtungsstäben befinden.

t^ic in ^angsriCiitung oer ₍,ürnySüscgmcriiC gcmcssc nc Länge der Schalenkörper 7 ist etwa doppelt so groß wie ihre beiden, im übrigen übereinstimmenden, Querabmessungen parallel und quer zur Streckenachse.

Es ist selbstverständlich, daß die Querabmessungen der Schalenkörper und damit zugleich der Abstand der in den Gurtungsbereichen befindlichen Profilstäbe zueinander sowohl in beiden Ebenen als auch in nur einer der beiden Ebenen im Bedarfsfall größer gewählt werden können, je nachdem wie es die jeweiligen GebirgsdruckVerhältnisse erfordern.

Auch bei dieser Ausführungsform sind die Befestigungsansätze Tc mit den Gurtungsprofil-Stäben 5a, 5b, 6a und 6£>durch Punktschweißungen 9 starr miteinander verbunden.

Aus Fig. 11 ist schließlich ersichtlich, daß der in Umfangsrichtung des Ausbaurahmens gesehene Abstand zwischen den aufeinander folgenden Schalenkörpern 7 sowohl im Bereich der in F i g. 11 linken Hälfte des Kappensegments 4a als auch im Längenbereich des Seitensegments Ab kleiner pewählt ist als im übrigen Längenbereich des Ausbaubogens, um ihn dort gegenüber einseitig höherer Gebirgsdruckbeanspruchung widerstandsfähiger zu machen. Diese erhöhte Widerstandsfähigkeit bezieht sich sowohl auf die höhere Tragfähigkeit als insbesondere auch auf die höhere Formsteifigkeit bzw. Formstabilität.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche;

1. Streckenausbau, insbesondere Tür Gruben, welcher aus ein- oder mehrteiligen Ausbaurahmen zusammengesetzt ist und bei welchem die nach Art räumlicher Gitterträger ausgebildeten Ausbaurahmen oder die Teile der Ausbaurahmen bildenden Segmente mindestens zwei, sich in der Streckenquerschnittsebene mit wesentlichem Abstand einandeir gegenüberliegende Gurtungsprofile aufwei- sen, die durch über ihre Länge verteilt angeordnete Verbindungselemente in ihrer Lage zueinander festgelegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente aus die Gurtungsprofile (Oa, 136 bzw. 5a, 56, 6a, 6b) mit ihren freien Enden (Tc) auch diagonal und/oder über Kreuz formschlüssig miteinander verbindenden raumsteifen Schalenköpern (7) bestehen, die aus mindestens zwei nach innen gewölbten Schalenteilen zusammengesetzt sind und mit Bezug auf ihren zentralen Verbindungsbereich im wesentlichen mittig innerhalb des von den Gurtungsprofilen umrissenen Querschnitts der Ausbaurahmen (4) oder deren Segmente (4a,46,4cjliegen.

2. Streckenausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbaurahmen bzw. - segment c aus je einem durch die zwischengeschalteten Schalenkörper (7) im Abstand miteinander verbundenen äußeren und inneren Gurtungsprofil (13a, 13b) rinnen- oder wellenförmigen Querschnitts bestehen.

3. Streckenausbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äuß /en und inneren Gurtungsprofile (\3s, iih) untereinander gleich ausgebildet und mit Bezug auf ihre Profilform zueinander gleichsinnig angeordnet sind.

4. Streckenausbau nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurtungsprofile (13a, 13b) aus im Querschnitt sinuswellenförmig gepreßten Blechplatten bestehen.

5. Streckenausbau nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurtungsprofile (13a, i3b) eine gegenüber ihrer Profiltiefe größere Profilbreite besitzen.

6. Streckenausbau nach Anspruch 2 oder eimern der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurtungsprofile (13a, 136^ eine mittlere zur Strecke hin gerichtete Einwölbung (13cJ und je eine sich beiderseits an diese anschließende, nach außen gerichtete Auswölbung (13ο^ aufweisen.

7. Streckenausbau nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die untereinander gleichen Gurtungsprofile (13a und \3b) wellenförmigen Querschnitts mit Bezug auf die Y-Achse spiegelsymmetrisch ausgebildet sind.

8. Streckenausbau nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere und innere Gurtungsprofil (13a und i3b) durch die zwischengeschalteten Schalenkörper (7) in einem mindestens der Breite der Gurtungsprofile entsprechenden Abstand zueinander festgelegt sind, ω

9. Streckenausbau nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbaurahmen bzw. -segmente aus je zwei äußeren und inneren Gurtungsprofilen (5a, 5b und 6a, 6b) in Form von gewalzten und bevorzugt vergüteten Stabprofilen bestehen, die durch die zwischengeschalteten Schalenkörper (7) sowohl in der Streckenquerschnittsebene als auch in der Richtung parallel zur Streckenachse in ihrem

Abstand zueinander festgelegt sind,

10. Streckenausbau nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurtungsprofile (5a, 5b, 6a, 66Jaus Runds täben bestehen.

11. Streckenausbau nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rundstäbe aus handelsüblichem, vorzugsweise geripptem, Betonbewehrungsstahl bestehen.

IZ Streckenausbau nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rundstäbe des äußeren und inneren Gurtungsprofil-Paars (5a, 5b bzw. 6a, 6b) untereinander gleichen Abstand aufweisen.

13. Streckenausbau nach Anspruch 9 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Strenkenquerschnittsebene gemessene Abstand zwischen dem äußeren und inneren Gurtungsprofil-Paar größer ist als der parallel zur Streckenachse gemessene Abstand zwischen den Rundstäben jedes Gurtungsprofil-Paars.

14. Streckenausbau nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die die Gurtungsprofile in ihrer Lage zueinander räumlich fixierenden formsteifen Schalenkörper (7) aus zwei spiegelsymmetrisch zueinander angeordneten, trog- oder muldenförmigen Schalenhälften (7a, Tb) bestehen, die im Bereich ihrer einander zugekehrten Böden, z. B. durch Schweißen oder Nieten (8), starr miteinander verbunden sind.

Ί5. Streckenausbau nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten- und Stirnwände der Schalenhälften (7a, Tb) vom Boden ausgehend zu ihrem freien Außenrand hin nach außen geneigt und dabei bevorzugt gewölbt ausgebildet sind.

16. Streckenausbau nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel für die Befestigung der Schalenkörper (7) bzw. deren Hälften (7a, Tb) mit den Gurtungsprofilen über den freien Außenrand vorkragende, die Gurtungsprofile mindestens teilweise, z. B. ösenartig, umgreifende Ansätze (Jc) bilden, die mit den Gurtungsprofilen formschlüssig, z. B. durch Punktschweißen (9), verbunden sind.

17. Streckenausbau nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schalenhälfte (7a, 7b) der Schalenkörper (7) an beiden Längsseiten je zwei im Bereich ihrer Stirnenden vorgesehene Befestigungsansätze (Tc) für die- formschlüssige Verbindung mit den Gurtungsprofilen aufweist.

18. Streckenausbau nach Anspruch 14 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalenkörper (7) bzw. deren Hälften (7a, Tb) in Längsrichtung der Ausbaurahmen (4) bzw. deren Segmente (4a, 4b, 4c) eine gegenüber ihren beiden Querabmessungen wesentlich größere Längenabmessung aufweisen.

19. Streckenausbau nach Anspruch 14 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Böden der Schalenkörper bzw. deren Hälften in der Streckenquerschnittsebene angeordnet sind.

20. Streckenausbau nach Anspruch 14 oder einem der Ansprüche 15 bis 18. dadurch gekennzeichnet, daß die Böden der Schalenkörper bzw. deren Hälften parallel zur Streckenachse angeordnet sind.

21. Streckenausbau nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalenkörper (7) auf den Gurtungsprofilen (5a, 5b, 6a, 6b) in Längsrichtung der Ausbaurahmen bzw.

deren Segmente in einem dem zu erwartenden Gebirgsdruck bzw. den Beanspruchungen des Ausbaurahmen angepaßten Abstand zueinander angeordnet sind.

22. Streckenausbau nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalenkörper (7) mindestens örtlich derart zueinander angeordnet sind, daß sie sich unter Verschachtelung ihrer Befestigungsansätze (7c)für die Verbindung mit den Gurtungsprofilen einander überlappen.