-
Tübbingring für den Tunnel-und Stollenbau
-
Die Erfindung bezieht sich auf einen Tübbingring für den Tunnel-und
Stollenbau, dessen beide stirnseitigen, ringförmigen Begrenzungsflächen in zueinander
einen spitzen Winkel bildenden Ebenen liegen und der aus einer geradzahligen Anzahl
von Tübbingsteinen zusammengesetzt ist, deren beiderseitig aneinanderstoßende ebene
Grenzflächen quer zu den stirnseitigen Be-Begrsnzungsflächen verlaufende Trennfugen
bilden.
-
Derartige aus Formkörpern verschiedener Art zusammengesetzte Tübbingringe
sind bekannt, beispielsweise aus den Patentschriften DE-PS 11 72 631 und AT-PS 309
513, Nach der erstgenannten Patentschrift dienen diese Tübbingringe mit konischer
Kontur dazu, enge und weite Kurven zu fahren und Abweichungen aus der Ausbauachse
zu erreichen.
-
Nach der zueitqenannten Patentschrift wurde gegenüber den Stand der
Technik eine Vereincachung dahingehend erzielt, daß nunmehr der Ring aus einer Mehrzahl
von jeueils zwei gleichen, symmetrisch zueinander angeordneten Segmenten bezu, Tübbingsteinen
sowie einem Schlußstein aufgebaut ist, Auch durch diese Verbesserung werden jedoch
nicht alle an ein solches System zu stellenden Anforderungen erfüllt.
-
Wenn man - wie beim Stand der Technik - von einem aus acht-Tübbingsteinen
bezw. Segmenten und einem Schlußstein zusammengesetzten Tübbingring ausgeht, und
wenn man ueiter die Anzahl der unterschiedlichen Tübbingsteine auf vier beschränken
will, wozu noch der Schlußstein kommt, dann ist dieses Ziel nicht erreichbar, uenn
beispielsueise für U-Bahnstollen beliebig. Kurven oder Steigungs-und Gefällestrecken
bezu, Konbinationen von diesen Abueichungen von der Tunnelachse durchfahren werden
sollen, In diesen Fällen ist es bei Verwendung der bekannten Tübbingringe erforderlich,
die jeueils auf'einanderfolgenden Ringe um zuvor zu berechnende Winkel verschieden
stark zu verdrehen. Dabei kommt der Schlußstein jeweils an andere Stollen des Vollkreises
zu liegen. Darin liegt das Haupthindernis für die praktische feruirklichung des
bekannten Vorschlages, denn nach den betrieblichen Verfahrensueisen soll der Schlußstein
stets im Bereich der Firste liegen; die-Forderung kann bei dem bekannten Vorschlag
nicht entsprochen werden, Es ist daher Aufgabe der Erfindung einen Tübbingring der
gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei dem jeder zweite Tübbingstein ein Schlußstein
ist oder sein kann. Wird diese Aufgabe gelöst, dann kann der Tübbingring prinzipiell
um jeden beliebigen Winkel verdreht werden, und stets kann ein im Bereich der First
angeordneter Tübbingstein als Schlußstein dienen, uas heißt, daß der Tübbingring
wie üblich von unten nach oben aufgebaut werden kann, Die erfindungsgemäße Aufgabe
wird unter Anuendung des gefundenen Prinzips der Fugengeometrie bei einem derartigen
Tübbingring, bei dem die beiden stirnseitigen, ringförmigen Begrenzungsflächen in
zueinander einen spitzen Winkel bildenden Ebenen liegen und der aus einer geradzahligen
Anzahl von Tübbingsteinen zusammengesetzt ist, deren beiderseitig aneinanderstoßende
eben Crenzflächen quer zu den stirnseitigen Begrenzungsflächen verlaufende Trennfugen
bilden, dadurch gelöst, daß die den beidseitigen ebenen Trennfugen entsprechenden
Ebenen sowohl in Richtung auf die Tübbingmittelachse wie auch
in
Tübbingmantel-Längsrichtung (Vortriebsrichtung) spitze Winkel bilden, und daß sich
beide Ebenen in Schnittgeraden schneiden, und daß die Schnittgeraden aller Trennfugen-Ebenen
auf den Mantelflächen von Kegeln liegen. Einen weitgehend symmetrischen Verlauf
dieser Trennfugen erhält mann, wenn die Achse der Kegel mit der Mittelachse des
Tübbingrinw zusaenfällt. Asymmetrisch verlaufende Trennfugen entstehen, wenn die
Achsen der Kegel von dieser Mittelachse abweichen und beispielweise parellel zu
dieser verlaufen oder diese kreuzen oder schneiden, Letztere Ausbildungen des Verlaufs
der Trennfugen können bezüglich der Geometrie der Tübbingsteine und beim Einbau
des jeweiligen Schluß steines Vorteile bringen, Ein weiteres merkmal der Erfindung
besteht noch darin, daß die beidseitigen Grenzflächen der Tübbingsteine in 4uerschnittsebenen
zu von der Mittelachse des Tübbingringes ausgehenden Pol strahlen einen spitzen
Winkel bilden, der erfindungsgemäßvorzugsweise 15 bis 20° beträgt, Die erfindungsgemäße
Kombination der bekannten konischen Gestaltung mit dem gefundenen Prinzip der Fugengeometrie
führt zu dem Ergebnis, daß die einzelnen Tübbingsteine des herzustellenden stets
völlig kongruenten Tübbingringes immer in gleicher Aufeinanderfolge zusammenzusetzen
sind, so daß bei einer Fugengestaltung mit im Endlichen liegenden Schnittgeraden
der Tübbingring stets nach der Ringbreite von der breitesten Abmessung nach 1800
dieser gegenüberoiegend die Stelle schmalste Abmessung erreicht wird, um dann nach
weiteren 1800 beim Erreichen des Volkreises wieder die breiteste Abmessung zu erreichen,
Die erfindungsgemäße Lösung ernöglicht es, mit einem einzigen Ringtyp sämtliche
vorkommenden Kurvenabueichungen der Trasse und Gradient zu durchfahren und dabei
stets einen Tübbingstein als Schlußstein zu bestimmen, der im Bereich der Firste
liegt, weil jeder zweite Tübbingstein als Schlußstein eingesetzt uerden kann, Um
den Rinbau des Schluß steines zu erleichtem, wird gemäß der Erfindung die Längstrennfuge
aus der Radiallage verschwenkt und ferner in Axialverlauf variiert, wobei beide
aßnahren in Abhängigkeit von äußeren geometrischen Bedingungen- (z.B. Tübbingdicke,
Tübbingbreite) angewandt werden.
-
Die erfindungsgemäße Gestaltung verleiht dem einzelnen Tübbingring
die Eigenschaft, durch beliebiges Verdrehen um die Stellen-oder Tunnel achse oder
bei symmstrischer Pingfugenausbildung um die Tunnelachsnormale beim Zusammensetzen
der Tübbingringe zu einer Tunnelröhre Rechts-und Linkskurven, Geraden sowie Berg-und
Talfahrten in beliebiger Kombination zu durchfahren, Ein eigens ausgebildeter Schlußstein
ist nicht erforderlich, ueil jeder zweite Tübbingstein ein Schlußstein ist, Es besteht
daher die Möglichkeit einen kontinuierlichen Vortrieb durchzugühren, Dabei werden
zunächst alle Zwischentübbingsteine eingebaut und dabei glsichzeitig der Schuld
am bereits fertig gebauten Ring nach vorn gedrückt. Während die Pressen vom fertigen
Ring auf die Zwischentübbingsteine umgesetzt werden, werden die SchluE-tübbingsteine
eingebaut. mit der Fertigstelluno eines Tübbingringes wiederholt sich der Vorgang
kontinuierlich ohne Vortrieb stillstand, Die Anzahl der erfoderlichen Tübbingsteine
ist so große wie die gewählte Teilung des Ringes, die stets geradzeahlig ist, Demgegenüber
liegt der weiteren Erfindung noch die Aufgabe zugrunde, die Anzahl der erfoderlichen
unterschiedlichen Tübbingformen noch zu vermindern und dadurch den technischen Aufwand
zu senken.
-
Daher besteht ein zusätzliches Merkmal der Erfindung darin, daß die
Tübbingring-Stirnflächen zu einer mittigen, sich radial zur Tunnel achse erstreckenden
Symmetrie-Ebene gleichgroße Winkel bilden, und daß das in dieser Symmetrie-Ebene
liegende Achsenkreuz eine zweite, durch die Tunnelachse gehende Symmetrie-Eeben
senkrecht schneidet, und daß das Achsenkreuz mit derjenigen Achse zwei sich gegenüberliegende
Längs-Trennfugen zweier benachbarter Tübbingsteine symmetrisch durchsetzt, die zugelich
den Tübbingring an seiner größten und kleinsten Ringbreite schneidet und ihn dadurch
in zwei spiegelbildlich angeordnete, in seiner Trennfugen-Anordnungs-Geomezrie völlig
kongruente Hälften unterteilt,
Bei dieser Ausbildungsweise ist
jeder Tübbingstein in jeder der beiden Hälften des Ringes einen vorhanden, so daß
sich die Zahl der für einen Ring erforderlichen Tübbingsteine auf die Hälfte reduziert,
Daraus ergibt sichw daß et:ndungegemäß je zwei Tübbingsteine des Ringes eine kongruente
Raumform aufweisen.
-
Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal erfolgt die Verbindung der aneinandergrenzenden
Tübbingsteine in an sich bekannter Weise durch Leisten, die in einander gegenüberliegende
Nuten der Tübbingsteine eingelegt werden. Dadurch wird die bekannte Nut-undFeder-Ausbildung
vermiesenw uelche die Ausbildung der Tübbingsteine nach den llerkmalan der Erfindung-nicht
erlauben würde, Nach weiteren Erfindungsmerkmalen ist die Innenleibung der Tübbingsteine
mit Aussparungen versehen, und sind ferner die Tübbingsteine im Bereich der Ecken
mit bohrlochartigen Durchlässen für die Sekundärverpressung mittels einer Injektionslösung
versehen. Ferner ist erfindungsgemäß jeder Tübbingstein mit jeweils in der Weise
einander gegenüberliegend angeordneten Schraubenlöchern versehen, daß bei Verdrehen
des Tübbingringes gegenüber einem anschließenden feststehenden Ring um ein ganzzahliges
Viekfaches der halben Tübbinglänge die Schraubonlöcher der einzelnen Tübbingringe
zur Deckung gelangen.
-
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
im folgenden näher erläutert. Es zeigen Fig, 1 eine Tübbingring-Anordnung in persektiver
Darstellung; Fig, 2 einen vollständigen Tübbingring in Blickrichtung auf die Stirnseite;
Fig, 3 die Ansicht gem. Fig. 3 mit eingezeichneter Fugen-Geometrie; Fig. 4 den Tübbingring
gem. Fig, 3 in Seitenansicht, jemit parallelen Stirnflächen;
Fig,
5 den Tübbingring gen, Fig, 3 in Seitenansicht mit konischer Seitenkontur; Fig.
6 einen Ausschnitt einer Tübbingring-Anordnung in Blickrichrung von innen; Fig,
7 einen Teilschnitt der Längs-Trennfuge gemäß A -Fig. 8 eine Draufsicht auf einen
Tübbingring ähnlich Fig. 5; Fig. 9 eine Ansicht des Tübbingsrings gem. Fig, 8 in
Blickrichtung auf die Stirnseite.
-
Die in Fig. 1 beispielweise in perspetivischer Ansicht dargestellte
Tübbingring-Anordnung besteht aus zwei vollständigen Tübbingringen und vier bereits
angesetzten und angepreßren Tübbingsteinen 1, zwischen denen die Lücken für das
Einsetzen der Schlußsteine 1' freigelassen sind. Mit 2 sind die Längs-Trennfugen
bezeichnet, Zum Aufbau eines Ringes - vorteilhafterweise im kontinuierlichen Vortriebsverfahren
- werden, wie dargestellt, zuerst die Tübbingsteine 1 angesetzt und gleichzeitig
der Vortriebsschild am bereits fertiggebauten Ring weiter nach vorne gedrückt. Danach
werden die Pressen vom fertigen Ring auf die angesetzten Tübbingsteine 1 umgesezzt
und die fehlenden, als Schluß steine dienden Tübbingsteine 1' werden eingebaut,
. Ohne daß der kontinuierliche Vortrieb unterbrochen ii werden braucht, kann in
dieser Weise fortgefahren werden.
-
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, wue die die Längs-Trennfugen bildenden
beidseitigen Grenzflächen 2 der Tübbingsteine 1, 1 in den Puerschnittsebenen zu
von der Mittelachse T des Tübbingringes ausgehenden Polstrahlen einen spitzen Winkel
bilden, der abwechselnd positiv und negativ ist. Dadurch wird das Einfügen der Schlußsteine
1t in die Lücken von schräg innen außerordentlich, Es wird daurch vermieden, daß
die Tübbingsteine 1' vor dem Einfügen um den villen ihrer Breite entsprechenden
Weg in den noch nicht ausgekleideten Bereich nach vorne gebracht werden müssen,
Dieses Erfordernis des nach vorne Schiebens verminderst sich noch weiter durch die
Ausbildung der Tübbingsteine in Trapeuform. Daher kann der Dinkel ß der Abweichung
der Ebenen
der die Längs-Trennfugen bildenden beidseitigen Grenzflächen
2 von den Polstrahlen relativ klein gehalten werden, etwa 15 bis höchstens 200,
so daß auftretenden Umfangs-und Querkräfte einwandfrei aufgenommen und übertragen
werden können Aus den Darstellungen 3 bis 5 geht hervor wie sich die doppelte Neigung
der um einen spitzen Winkel 0( und ß dieser beidseitigen GrenzfIächen 2 der Tübbingsteine
1 sowohl in Richtung auf die Tübbing-Mittelachse T wie auch in Tübbingmantel-Längsrichtung,
also eine räumliche Neigung der in sich ebenen Fugenflächen in zwei Dimensionen
geometrisch auswirkt. Diese Ebenen schneiden sich in den Schnittgeraden 5, 6 und
diese Schnittgeraden sind die Erzeugenden von zwei KegelmantelFlächen 7 rund 82
wie diese in den genannten Darstellungen ersichtlich ist, Durch diese Fugengeometrie
nach diesem Prinzip wird erreicht, daß die so ausgebildeten Tübbingsteine 1 nach
dem Ansetzen Lücken für die Formsteine 1 mit solcher räumlicher Gestalt bilden,
die das Einfügen dieser Schlußsteine ganz besonders erleichtern und dadurch das
ununterbrochene kontinuierliche Vortreiben und das unmittelbar synchron anschließende
Auskleiden der Stollen-oder Tunnelröhre ermöglicht, Damit sind in außerordentlich
überraschendem und bisher ncht erreichbarem AusmaßeZeit-und damit Kostenersparnisse
zu erzielen, Die Fig. 6 zeigt vier Tübbingringe in einem Teilaus schnitt in Innenansicht.
Wie dargestellt weist in an sich bekannter Weise jeder Tübbingstein 1 vier Uartifeungen
9, 12 auf, Fsrner sind Schraubenlöcher 10 vorhansen, welche in die Aussparungen
9w12 münden. Diese sindso angeordnet, daß beim relativen Verdrehen von zwei aneinander
anschließenden Tübbingringen um ein ganzzahliges Vierlfaches der halben Tübbinglänge
die Schraubenlöcher deckend aufeinandertreffen, Ferner sind - wie ersichtlich -die
Tübbingsteine im Bereich der Rcken 2a mit bohrlochartigen Durchlässen für die Sekundärverpressung
mittels Injektionslosungen versehen. Dadurch können jederzeit Undichtigkeiten behoben
uerden, die erfahrungsgemäß vor allem in den Bereichen der Ecken (T-Verbindungsstellen)
auftreten kömnen.
-
Die gegenseitige Verbindung der mit ihren seitlichen Grenzflächen
2 aneinanderstoßenden Tübbingsteine 1, 1' ist aus Fig. 7 ersichtlich. Anstelle von
Nut-und Federverbindungen sind Leisten 14 in einander gegenüberliegende Nuten 13,
13' eingesetzt, uodurch eine formschlüssige Verbindung gewährleistet ist.
-
Der in Fig, 8 dargestellte Tübbingring weist konisch zueinander verlaufende
Stirnflächen 4 ; diese bilden zu ihrer Summe trie-Ebene Y zwei gleich große Winkel
ot /2. Die den Tübbingring zentral und senkrecht zur Symmetrie-Ebene Y durchsetzende
Tunnel achse ist mit T und die angedeuteten Längs-Trennfugen der Tübbings sind mit
2 bezeichnet.
-
Die Ansicht Fig, 9 zeigt den Blick auf die Stirnseite des Tübbings,
Mit 1 sind die Tübbingsteine und mit 1' die Lücken für jeueils einen Schlußstein
bezeichnet, Die vertikale stehende Ebene Y durchschneidet - wie aus Fig.9 ersichtlich
- den Tübbingsring in seiner Mitte. Senkrecht zu der Ebene Y wird diese von der
Tunnel achse T durchdrungen, Auf der Ebene Y ist das Achsenkrouz X, Z angegeben.
Die durch die Achse Y verlaufende, senkrecht auf der Y-Ebene stehende X-Ebene durchschneidet
den Tübbingring horizontal, und zwar an den Steklen seiner größten und kleinsten
Breiten b1 und b2 und teilt den Ring in zwei spiegelbildlich völlig kongruente Hälften.
Bei dieser Anordnung ist jeder Tübbingstein in jeder der beiden Hälften des Ringes
einmal vorhanden, so daß bei dem Ausführungsbeispiel nach der Erfindung nur vier
Steinformen und daher auch nur vier Schalungen erforderlich sind, Ein besonderer
Schlußstein ist auch hier nkcht erforderlich, denn es wird auch dabei das Prinzip
geuahrt, daß jeder zweite Tübbingstein ein Schlußstein ist,
Leerseite