DE3040638C2

DE3040638C2 - Gitterträger für aus Stahlbeton bestehende, ringförmige, bogenförmige oder türsteckförmige Ausbauten von Untertage- und Tunnelbauwerken sowie mit derartigen Gitterträgern erstellter Ausbau

Info

Publication number: DE3040638C2
Application number: DE19803040638
Authority: DE
Inventors: Paul 4770 Soest Gaertig; Günter 4600 Dortmund Stock
Original assignee: Thyssen Industrie AG
Current assignee: ThyssenKrupp Technologies AG
Priority date: 1980-10-29
Filing date: 1980-10-29
Publication date: 1984-11-08
Also published as: DE3040638A1

Description

Die vorliegende Erfindung hat einen GiUcrträgcr für aus Stahlbeton bestehende Ausbauten von Unlertagc- und Tunnelbauwcrken sowie mit derartigen Gitterträgern erstellte Ausbauten zum Gegenstand, wobei jeder Gitterträger im wesentlichen einen Obergurt und einen Untergurt aus mit Abstand voneinander parallelen Gurtstäben aufweist und die Gurtstäbe mittels einzeln angeschweißter, gleichartiger, zu Vielecken gebogener und fortlaufend ziekzackarlig angeordneter Drahtbügel miteinander verbunden sind. Speziell ist dieser Gitterträger für solche Ausbauten vorgesehen, bei denen eine Anzahl Gitterträger parallel zueinander angeordnet und mit Abstandhaltern gegenseitig gehallen sind, bis der Beton eingebracht ist. in dem die Abstandhalter ebenfalls verbleiben.

Im Unterlagcbau werden diese Gilterträger vielfach nach dem Ausbruch als vorläufiger Ausbau zum Schulze der Untertagearbeiter vor Sleinfall eingesetzt, danach als verlorener Ausbau im Ausbruch belassen und beim Einbringen des Betons als Bewehrung desselben verwendet.

Aus der DE-PS 15 33 746 und der DE-PS 16 08 527 sind Gitterträger dieser Art bekannt. Bei beiden Ausführungsarten sind die die Gurte verbindenden Drahtbügel in der Weise angeordnet, daß die einander parallelen Bügclstäbe zweier benachbarter Drahtbügel, die die Gurtstäbc eines Gurtes miteinander verbinden, unmittelbar ancinanderlicgend mit den Gurtsläbcn verschweißi sind. Dies hat den Nachteil, daß beim Einbringen des Betons durch die beiden aneinander liegenden Bügelstäbe eine verhältnismäßig breite Fläche abgedeckt wird, die häufig nicht richtig hintcrfüllt werden kann (sog. Sprit/.schatten beim Einbringen von Spritzbeton). Der GiUcrträgcr gemäß DE-PS 15 33 746 weist neben den zickzackartig angeordneten Drahtbügeln weitere rechteckige Drahtbügel auf, die senkrecht zu den Gurtstäben jeweils an den Stellen angeordnet sind, wo zwei diagonal angeordnete Drahtbügel zusammentreffen, so daß der Spritzschaltcn beim Einbringen des Betons noch um den Durchmesser eines Bügcldrahtes größer als bei dem Gilterträger nach DE-PS 16 08 ist. Um den Gitterträger gemäß DE-PS 15 33 746 den auftretenden Kräften anzupassen ist vorgesehen, vor dem Einbetonieren des Gitterträgers die Diagonalstäbe der Drahtbügel durchz.utrenncn oder zu entfernen. Dies hat den Nachteil, daß der Gitterträger keine nennens-) werte Tragfähigkeit mehr hat. infolgedessen die Betonierschalung nicht tragen kann und vor dem Einbringen des Betons durch Hilfskonstruktionen unterstützt werden muß, die sowohl die Schulung als auch den Gitterträger tragen.

Der letztgenannte Nachteil ist zwar bei dem Gitterträger gemäß I)T-PS Ib 08 527 nicht vorhanden, jedoch hat sich gezeigt, daß dieser Gitterträger wie der vorgenannte den Nachteil hat, daß die sog. Längsverbol/ung

der Gitterträger eines Ausbaus nur in einem Mindestabstand von den Diagonalstäben der Drahtbügel eingebracht werden kann: mit anderen Worten: die die Gitterträger des Ausbaus gegenseitig festlegenden Abstandhalter, die in der Regel winkel- oder U-forniigen Querschnitt haben, sind stets mit einem Abstand von den Diagonalsläben angeordnet, der einerseits von der Neigung der Diagonalstübe und andererseits von der Breite des Abstandhalters bestimmt wird. Die hierbei auftretenden Beanspruchungen der Gurtstäbe, an denen die Abstandhalter angreifen, werden infolgedessen nicht direkt durch die Diagonalstäbe der Drahtbügel in den anderen Gurt geleitet, so daß sich eine ungünstige Gurtbelastung ergibt, die entsprechend größere Materialslärke erfordert. Hinzu kommt der weitere Nachteil, daß die Befestigung (sog. Verbolzung) der Abstandhalter an den Gurtstäben material- und zeitaufwendig ist, da hierfür Schraubverbindungen erforderlicn sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gitterträger für aus Stahlbeton bestehende ring- oder bogenförmige Ausbauten von Untertage- und Tunnelbauwerken unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile so auszugestalten, daß — unter Beibehaltung der Eigenschaft, selbsttragend zu sein — die Beanspruchungen aus der Qucrvcrbolzung mehrerer Gitterträger eines Ausbaus mittels Abstandhaltern, ohne Mehraufwand an Konstruktionsmaierial, unmittelbar in die Diagonalstäbe der Drahtbügel und von diesen in den jeweils anderen Gurtstab eingeleitet werden.

Die Lösung dieser Aufgabe geht von dem Gitterträger der nächstliegenden DIZ-PS 16 08 527 aus und unterscheidet sich von diesem durch die erfinderischen Merkmale des Anspruchs 1.

Der erfindungsgemäßc Gitterträger bildet ein statisch unbestimmtes System und bietet den Vorteil, daß zwischen den einander parallelen Bügelstäben, die verschiedenen Drahtbügeln ,zugeordnet sind und jeweils die Gurtstäbe desselben (juries miteinander verbinden, ein Abstand vorgesehen ist, so daß der sog. Spritzschatten hinter diesen Bügelstäbcn beim Betonieren praktisch vermieden wird und somit Hohlräume im Beton hinter den Bügelstäben ausgeschlossen sind. Hinzu kommt, daß durch diese Anordnung der Drahtbügel deren Zahl, bezogen auf die Länge des Gitterträgers, geringer als bei den bisher üblichen Gitterträgern ist und hierdurch sowie durch den danuis resultierenden geringeren Schweiß- und Materialaufwand der Gitterträger wirtschaftlicher herstellbar ist als bisher, ohne daß seine Tragfähigkeit vermindert ist. Als besonders vorteilhalt hat sieh bei der erfindungsgcmäßen Ausgestaltung des Gitterträgers herausgestellt, daß an mindestens einem der Gurte, nämlich an dem, an dem in dem Ausbau zwecks Verbolzung mit parallel angeordneten Gitterträgern übliche Abstandhalter befestigt werden, die Abstände zwischen den Bügelstäben geringfügig größer als die Breite der Abstandhalter sind. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, die Abstandhalter jeweils zwischen zwei Bügelstäbcn an dem betreffenden Gurtstab anzuschlagen und an dem Gitterträger zu befestigen; die Kräfte aus den Abuandhallern werden unmittelbar von den benachbarten Bügelstäbcn auf die beiden Gurtstäbe des betr. Gurtes sowie über die Diagonalstübe der zugehörigen Drahtbügel in die beiden Gurisläbe des anderen Gurtes eingeleitet.

Durch die Ausbildung de«· Cjiticrtriigcrs in der Weise, daß die Abstände der die Gurlsiäbc eines Gurtes verbindenden Bügelstabe am Ohergurt und am Untergurt des Gitterträgers ;in den konvergierenden linden der Drahtbügel nur geringfügig größer als die Breite der verwendeten Abstandhalter sind, ist die vorteilhafte Möglichkeit gegeben, die Gitterträger eines Ausbaues an beiden Gurten mittels Abstandhalter gegenseitig ab-

-> /usiüizen. die zwar unterschiedlich lang, im übrigen aber gleich sind.

In einer besonderen Ausführur.gsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Drahtbügel in einem Zuge derart geformt sind, daß sie zwei parallele deckungsgleiche

ίο Winkel bilden, deren Schenkelpaare voneinander einen Abstand gleich dem äußeren Abstandsmaß der beiden Gurtstäbe des Obergurtes und/oder Untergurtes haben, wobei die freien Enden der gleichsinnigen Winkelschenkcl durch jeweils einen senkrecht auf den Winkelebenen stehenden Bügelstab miteinander verbunden sind, und daß die Drahtbügel in der Weise angeordnet sind, daß die Bügelstäbe stets die gleichen Gurtstäbe verbinden. Diese Ausgestaltung der Drahtbügel hat den Vorteil, daß ihre Zahl geringer ist als bei Verwendung von Drahtbügeln, die in üblicher Weise — im Querschnitt des Gitterträgers betrachtet — zu einem Vieleck gebogen sind. Außerdem ist die Schräglage der Diagonalstäbe der Drahtbügel durch Auflagerung der die beiden Gurtstäbe eines Gurtes verbindenden Bügelstäbe auf diesen Gurtstäben vorgegeben, so daß besondere Halterungen zum Festlegen der Neigung der Diagonalstäbe beim Anschweißen der Drahtbügel nicht erforderlich sind. Zwecks Sicherung des Abstandes zwischen den Gurtstäben des Gurtes, mit dem die Winkelspitzen die-

Hi scr Drahtbügel verschweißt sind, ist es zweckmäßig, in die Winkelspitzen einen besonderen Verbindungsstab zu legen und mit dem Drahtbügel sowie diesen beiden Gurtstäben zu verschweißen. Es ist selbstverständlich, daß die Anordnung hierbei in der Weise getroffen wer-

i<> den muß, daß eine Anhäufung von Schweißmaterial an den Verbindungsstellen mit den Gurtstäben sowie im unmittelbaren Krümmungsbereich der Drahtbügel vermieden wird.
Der letztgenannten Forderung kann am besten mit

in Drahtbügeln entsprochen werden, die in einem Zuge derart geformt sind, daß sie zwei parallele, deckungsgleiche und an einer Seite offene Trapeze bilden, wobei ihre Ausgestaltung und Anordnung im übrigen gemäß Anspruch 4 erfolgt. Diese Ausgestaltung der Drahtbü-

4^r> gel hat den weiteren Vorteil, daß die von den Drahtbügeln gebildeten Trapezseilen die Möglichkeit bieten, die Drahtbügel über eine entsprechend lange Strecke mit den Guristäbcn zu verschweißen, so daß ein derart ausgebildeter Gitterträger eine besonders große Steifigkeit besitzt.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der gegenseitige Abstand der Gurtstäbe eines der beiden Gurte des Gitterträgers geringer als der gegenseitige Abstand der Gurtstäbe des anderen Gurtes ist und die Drahtbügel um die enger beieinander angeordneten Gurtstäbe des einen Gurtes herumgeführt sowie auf die Gurtstäbe dss anderen Gurtes aufgesetzt sind. Bei einem in solcher Weise ausgebildeten Gitterträger ist die Betonüberdeckung der beiden enger

M) angeordneten Gurtstäbe nach den Seiten hin zwangsläi.T'g größer als bei dem anderen Gurt, so daß die genannten (iiirtstäbc besser gegen äußere Einflüsse und Korrosion geschützt sind und die Neigung des Betons, von den Gurlstäben abzuplatzen, geringer ist.

u^rt Als besonders leicht und einfach montierbar und daher auch sehr wirtschaftlich herstellbar hat sich die Verwendung erfindungsgemäßer Gitterträger für Ausbauten gezeigt, bei denen die Gitterträger gegenseitig mit

U-förmig ausgebildeten Abstandhaltcrn gehalten sind, die an ihren Enden in den übereinander liegenden Flanschen gleichachsige Schlitze aufweisen, durch die jeweils ein Gurtstab der einander zugewendeten Seiten zweier benachbarter Gitterträger geführt ist. Während ^r, bisher bei Ausbauten dieser Art zwecks Verbolzung die Abstandhalter unter Verwendung von Klcmmlaschen mit den entsprechenden Gurtstäben der Gitterträger verschraubt werden mußten, bieten die erfindungsgemäßen Gitterträger die Möglichkeit, diese kostspieligen ui und zeitraubenden Verschraubungen zu vermeiden, und zwar dadurch, daß die Flansche der Abstandhalter zwischen jedem Ende des Abstandhalters und dem nüchstgelegenen Schlitz eine die beiden Flansche durchdringende koaxiale Bohrung für einen Stcckbolzcn od. dgl. !■; aufweisen, der hinter die Bügelsläbc zweier benachbarter Drahtbügel greift. Zum Verbolzen zweier paralleler Gitterträger werden die Abstandhalter so gegen die jeweils abzustützenden Gitterträger gelegt, daß ein Gurtstab eines Gitterträgers in dem Schlitz an einem Ende 2» des Abstandhalters und dieser dicht an dem betr. Gurtstab anliegt. Anschließend wird ein Steckbolz.cn in der Weise durch die koaxiale Bohrung der beiden Flansche des Abstandhalters gesteckt, daß er hinter die einander parallelen Bügelstäbe zweier benachbarter Drahtbügel 2^r> greift; damit ist der Abstandhalter gegenüber dem Gitterträger gesichert und diese in seiner Lage festgelegt, sobald der Abstandhalter an seinem anderen Ende ebenfalls gehalten ist.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielhaft darge- jo stellt: es zeigt

F i g. 1 in der Seitenansicht A aus F i g. 2 einen Gitterträger,

F i g. 2 den Schnitt 11-11 aus F i g. 1,

Fig.3 einen Gitterträger, dessen Drahtbügel in ei- j^r. nem Zuge derart geformt sind, daß sie je zwei parallele deckungsgleiche Winkel bilden.

Fig. 4 den Schnitt IV-IV aus Fig. 3.

F i g. 5 einen perspektivischen Ausschnitt aus F i g. 3.

F i g. 6 perspektivisch einen Ausschnitt aus einem Gilterträger, bei dem die Drahtbügel trapezförmig ausgebildet sind.

Fig. 7 im Ausschnitt zwei Gitterträger eines Ausbaus, die miteinander verbolzt sind,

F i g. 8 den Schnitt Vlll-Vlli aus F i g. 7, 4-,

F i g. 9 den Schnitt IX-IX aus F i g. 7.

Der Obergurt des erfindungsgemäßen Gitterträgers 1 besieht aus den beiden parallelen und mit Abstand voneinander angeordneten Gurtstäben 2 und 3. während der Untergurt aus den beiden Gurtsiäben 4 und 5 besteht. Im Beispiel der Fig. 1 und 2 sind die einander gleichen Drahtbügel 6 in bekannter Weise zu Vierecken gebogen (F i g. 2) und umschließen die Gurlstäbe 2 bis 5, mit denen sie an den Bcrührungsstellen in üblicher Weise verschweißt sind. Die Drahtbügel 6 sind in der Weise angeordnet, daß abwechselnd die einander parallelen Bügelstäbe 7, welche die Gurtstäbe 2 und 3 miteinander verbinden, sowie die einander parallelen Bügclstäbe 8, die die Gurtstäbe 4 und 5 miteinander verbinden und jeweils die einander zugekehrten Seilen zweier benach- «> barter Drahtbügel 6 bilden, mit Abstand »a« voneinander angeordnet sind, so daß die Drahtbügel 6 vom Obergurt zum Untergurt und umgekehrt abwechselnd divergieren und konvergieren und sich hierdurch in der Seitenansicht des Gitterträgers deren zickzackartige An- b^r> Ordnung ergibt. Die Abstände »a«sind dabei so gewählt, daß diese nur geringfügig größer als die Breite der Abstandhalter 9 sind, die zur parallelen Abstandhalterung einander benachbarter Gitterträger 1, 1;/ und \b (s. Fig. 7 —9) dienen, so daß die Abstandhalter ohne Schwierigkeiten eingehängt werden können.

Im Beispiel der Fi g. 3,4 und 5 sind die Drahtbügel 10 in einem Zuge derart geformt, daß sie zwei parallele deckungsgleiche Winkel λ bilden, deren Schenkelpaarc II, 12 voneinander einen Abstand 13 haben, der gleich dem äußeren Abstandsmaß der beiden Gurtstäbe 2 und 3 des Obergiirics ist. Dabei sind die freien Enden der gleichsinnigen Winkclschcnkel 11 durch einen senkrecht auf den Winkelebenen stehenden ßügclstab 14 und die gleichsinnigen Winkelschenkel 12 durch einen eben solchen Bügelslab 15 miteinander verbunden. Wie F i g. J zeigt, sind die Drahtbügel 10 in der Weise angeordnet, <l:iü die Bügclstäbe 14 und 15 stets die gleichen GuriNtäbe 2 und 3 verbinden. Auch bei dieser Ausführung der Erfindung sind die Abslände »α« zwischen den Bügclstiiben 14 und 15 zweier benachbarter Drahtbügel 10 nur geringfügig größer als die Breite des Abstandhallers 9. Uni dem Gitterträger eine ausreichende Scitcnsicifigkeit zu geben und den Abstand der Gurtstäbc 4,5 des Untergurtes zu halten, ist an den Winkelspitzen jedes Drahtbügel 10 in diesen ein Verbindungsstab 16 eingefügt, der sowohl mil dem Drahtbügel 10 als auch mit den Gurtstäben 4 und 5 verschweißt ist.

Im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 6 sind die Drahtbügel 17 in einem Zuge derart geformt, daß sie zwei parallele, deckungsgleiche und an einer Seite offene Trapeze bilden. Der Abstand dieser beiden Trapeze ist gleich dem äußeren Abstandsmaß der beiden Gurtstäbe 2 und 3 des Obergurtes. Die freien Enden der gleichsinnigen Trapczseilen 18 einerseits sowie 19 andererseits sind durch jeweils einen senkrecht auf den Trapezebenen stehenden Bügclstab 14 bzw. 15 miteinander vcrbunden. Die trapezförmigen Drahtbügel 17 sind so angeordnet, daß der Abstand ».·;« zwischen den Bügelstäben 14 und 15 zweier aufeinander folgender Drahtbügel 17 nur geringfügig größer als die Breite eines zwischen diesen Drahtbügeln angeordneten Abstandhalters 9 ist. Während die Drahtbügel 17 um die Gurlstäbc 2 und 3 des Obergurtes herumgeführt sind, sind sie auf die Gurtstäbe 4 und 5 des Untergurtes aufgesetzt und mit diesen verschweißt, so daß der Abstand zwischen den Gurtstäben 2 und 3 geringer ist. als der Abstand zwischen den Gurtstäben 4 und 5.

Wie die F i g. 7 bis 9 erkennen lassen, sind in diesem Beispiel zwei parallel zueinander angeordnete Gitterträger I.i. Ib gegenseitig mittels U-förmig ausgebildeten Abstandhalten! 9 gehalten: an ihren Enden sind die übereinander liegenden Flansche 20 mit gleichachsigen Schützen 2! versehen. Durch diese Schlitze 21 ist an dem einen Ende des Abstandhalten 9 der Gurtstab 2 des Gitterträgers 1.) und am anderen Ende des Abstandhaltcrs 9 der Gurtstab 3 des Gitterträgers \b geführt. Die Flansche 20 der Abslandhalter 9 weisen an ihren Enden jeweils zwischen diesem und dem nächstgelcgencn Schlitz 21 eine die beiden Flansche 20 durchdringende Bohrung 22 für einen Steckbolzen 23 auf. Dieser Stcckbolzen 23 greift hinter die Bügelstäbe 7 zweier benachbarter Drahtbügel, so daß einerseits der Abstandhalter 9 gegenüber den Gitterträgern la und \b gesichert und andererseits die Gitterträger la und Io in ihrer gegenseitigen Lage festgelegt sind.

Die Schweißnähte, mit denen die Gurtstäbe. Drahtbügel und Bügclstäbe miteinander verbunden sind, sind nicht dargestellt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Kl r, 2Ü r. Patentansprüche:

1. Gitterträger für aus Stahlbeton bestehende ring- oder bogenförmige Ausbauten von Untertage- und Tunnel-Bauwerken, bei denen eine Anzahl Gilterträger mit Abstandhalten! parallel zueinander gehalten sind, deren Obergurt und Untergurt aus mit Absland voneinander parallelen Gurtstäben gebildet sowie mittels einzelner angeschweißter, gleichartiger, zu Vielecken gebogener und voi! (Juri zu Gurt zickzackartig angeordneter Drahtbügel miieinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die einander parallelen Bügelstäbe (7,8,14,15) der einander zugekehrten Seilen jeweils zweier benachbarter Drahtbügel (6.10,17) mit Abstand (a) voneinander angeordnet und an mindestens einem der von den Gurtstäben (2,3 bzw. 4,5) gebildeten Gurte die Abstände (a) zwischen den Bügelstäben (7 bzw. 8) geringfügig größer als die Breite der Abstandhalter (9) sind.

2. Gitterträger nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände (a) zwischen den die Gurtstäbc (2,3 bzw. 4,5) eines Gurtes verbindenden Bügelstäben an den konvergierenden Enden zweier benachbarter Drahtbügel am Obergurt und am Untergurt gleich groß sind.

3. Gitterträger nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtbügel (10) in einem Zuge derart geformt sind, daß sie zwei parallele deckungsgleiche Winkel (λ) bilden, deren Schcnkclpaarc (11/12) voneinander einen Abstand (13) gleich dem äußeren Abstandsmaß der beiden Gurtstäbc des Obergurtes (2, 3) und/oder Untergurtes (4, 5) haben, wobei die freien Enden der gleichsinnigen Winkelschenkcl (11 bzw. 12) durch jeweils einen senkrecht auf den Winkelebenen stehenden Bügclstab (14, 15) miteinander verbunden sind, und daß die Drahtbügel (10) in der Weise angeordnet sind, daß die Bügc'stäbc (14, 15) stets di3 gleichen Gurtsläbc (2,3) verbinden.

4. Gitterträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtbügel (17) in einem Zuge derart geformt sind, daß sie zwei parallele, deckungsgleiche und an einer Seite offene Trapeze bilden, die voneinander einen Abstand (13) gleich dem äußeren Abstandsmaß der beiden Gurtsiäbe des Obcrguries (2,3) und/oder des Untergurtes (4,5) haben, daß die freien Enden der gleichsinnigen Trapc/.sciten (18, 19) durch jeweils einen senkrecht auf den Trapezebenen stehenden Bügelstab (14 bzw. 15) miteinander verbunden sind, und daß die Drahtbügel (17) in der Weise angeordnet sind, daß die Bügclsläbe (14 bzw. 15) stets die gleichen Gurtstäbc (2, 3) verbinden.

5. Gitterträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand der Gurtstäbe eines der beiden Gurte geringer als der gegenseitige Abstand der Gurtstäbc des anderen Gurtes ist und die Drahtbügel um die enger beieinander angeordneten Gurtstäbe des einen Gurtes herumgeführt sowie auf die Gurtstäbc des anderen Gurtes aufgesetzt sind.

b. Ausbau mit Gilterträgern nach einem der Ansprüche 1 bis \ dessen Gitterträger gegenseitig mit U-förmig ausgebildeten Abstandhalten! gehalten sind, die an ihren Enden in den iibereinaiuler liegenden Flanschen glcichachsige Schlitze aufweisen, durch die jeweils ein GuriMab der einander zuge

40 wandten Seilen zweier benachbarter Gilterträger geiührt sind, dadurch gekennzeichnet daß die Flansche (20) der Abstandhalter (9) zwischen jedem Ende des Abstandhalten, und dem nächstlicgenden Schlitz (2!) eine die beiden Flansche durchdringende koaxiale Bohrung (22) für einen Stcckbolz.cn (23) od. dgl. aurweisen, der hinter die Bügelstäbc (7 bzw. 8. bzw. 14. 15) zweier benachbarter Drahtbügel (6 bzw. 10 bzw. 17) greift.