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Die Erfindung betrifft einen Gitterträger, insbesondere
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für den Betonverbundausbau in Strecken und Räumen des Berg- und Stollenbaus
mit durchlaufenden, beim Streckenausbau dem Ausbruch entsprechend gebogenen Gurt
stäben und die Gurtstäbe im Abstand zueinander fixierenden Aussteifungselementen.
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Derartige Gitterträger werden im Bergbau, vor allem aber im Stollenbau
als vorläufiger Ausbau eingebracht, der dann in einem nachfolgenden Arbeitsgang
einbetoniert wird und dabei gleichzeitig als Bewehrung für den Betonausbau dient.
Derartige Gitterträger bestehen aus durchlaufenden Gurtstäben und in der Regel dazwischenliegenden
oder sie umfassenden Aussteifungselementen. Als Aussteifungselemente werden Bügel
oder unterschiedlich geformte und einen geringeren Durchmesser aufweisende Riegel
oder Stangen verwendet. Diese einzeln mit den Gurtstäben zu verschweißenden Aussteifungselemente
sind in den verschiedensten Formen bekannt. Typisch dabei ist, daß jeweils mindestens
drei Gurtstäbe verwendet werden müssen, um eine hinreichende Stabilität sowohl im
Anlieferungszustand wie im einbetonierten Zustand zu gewährleisten. Bekannt sind
auch Gitterträger, bei denen Gurtstäbe unterschiedlichen Durchmessers zum Einsatz
kommen. Die Aussteifungselemente werden aneinander anschließend oder im Abstand
zueinander angeschweißt, je nach dem, welcher Grad der Aussteifung notwendig oder
wünschenswert ist. Je größer der Abstand zwischen den einzelnen Aussteifungselementen
gewählt wird, desto größer wird die Gefahr des Abknickens des so gebildeten Trägers.
Besonders nachteilig bei den bekannten Trägern ist jedoch, daß ihre Fertigung sehr
aufwendig ist. Dies liegt einmal darin begründet, daß eine Vielzahl von Einzelteilen
gebraucht wird und daß es schwierig ist, die einzelnen Aussteifungselemente jeweils
so anzubringen, daß die Gitterträger im gleichmäßigen Abstand zueinander fixiert
sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen den statischen Erfordernissen
in weiten Grenzen angepaßt herstellbaren, in der Fertigung wenig aufwendigen und
formstabilen Gitterträger zu schaffen.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Gurtstäbe
miteinander verbindende Spiralen als Aussteifungselemente vorgesehen sind.
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Eine derartige Spirale kann aus dem üblichen,einen geringeren Durchmesser
als die Gurtstbe aufweisenden Baustahl hergestellt werden, wobei die dann einmal
vorliegende Spirale jeweils innen und außen einen gleichmäßigen Durchmesser aufweist.
Dadurch können die Gurtstäbe auf einfache Art und Weise mit den einzelnen Windungen
der Spirale durch Verschweißen verbunden werden. Die Fertigung ist wenig aufwendig
und es ist immer sichergestellt, daß die Gurtstäbe in gleichbleibendem Abstand zueinander
durch die als Aussteifungselemente dienende Spirale gehalten sind. Versuche haben
gezeigt, daß ein derartiger Gitterträger, der lediglich zwei durchgehende Gurtstäbe
aufweist, die notwendige Tragfähigkeit aufweist und zwar sowohl im Anlieferungszustand
wie auch insbesondere im einbetonierten Zustand. Dabei wirkt die Spirale in vorteilhafter
Weise zusammen mit den Gurtstäben als wirksame Bewehrung. Die Montage derartiger
Gitterträger ist ebenfalls einfach, wobei die Gitterträger ein günstiges Tragfähigkeitsverhalten
auch dann aufweisen, wenn sie nach dem Einbau zunächst nicht voll einbetoniert,
sondern lediglich durch eine relativ dünne- Schicht Spritzbeton anbetoniert werden.
In vorteilhafter Weise ist es dabei möglich, die Anzahl der Gurtstäbe den jeweiligen
Bedingungen entsprechend zu wählen, so daß je nach notwendigem Tragfähigkeitsverhalten
ein mehr oder weniger aufwendiger und teurer Gitterträger zur Verfügung steht.
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Eine besonders einfache Fertigung ist erfindungsgemäß dadurch gegeben,daß
die Spirale gemäß einer Ausbildung aus Bewehrungsstahl gebogen und durchgehend ausgebildet
ist. Der Gitterträger kann somit ohne wesentliche zusätzliche Einrichtungen fertiggestellt
werden, da Spirale und Gurtstäbe praktisch nebeneinanderliegend durch Schweißen
miteinander zu verbinden sind.
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Bei besonderen Beanspruchungen und hohen Ansprüchen an die Knicksicherheit
istes von Vorteil, gemäß einer weiteren Ausbildungsform als Aussteifungselemente
zwei gegenläufig angeordnete Spiralen zu verwenden. Dabei ist auch bei einer derartigen
Ausbildung sichergestellt, daß beim nachfolgenden Betonieren keinerlei Spritzschatten
entstehen, so daß ein dichter Einschluß des Gitterträgers und damit ein wirksamer
Verbundausbau herzustellen ist.
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Eine einfach herzustellende und dennoch den normalen Beanspruchungen
für Gitterträger genügende Ausführungsform wird erfindungsgemäß darin gesehen, daß
zwei einander auf dem Außenrand der Spirale gegenüberliegende Gurtstäbe vorgesehen
sind. Die Gurtstäbe werden außen auf der Spirale aufliegend durch Punktschweißen
mit dieser verbunden und bilden dann gemeinsam den formstabilen Gitterträger. Die
Formstabilität kann dabei wie erläutert durch Zuordnung weiterer Gurtstäbe erhöht
werden.
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Je nach den Gegebenheiten kann es zweckmäßig sein, die Gurtstäbe
in der Spirale verlaufend und jeweils mit deren Innenrand verschweißt anzuordnen.
Ein derart ausgebildeter Gitterträger hat optimale Bewehrungseigenschaften und kann
im Prinzip auf die gleiche einfache Art und Weise hergestellt werden.
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Eine besonders stabile Ausbildung der Gitterträger ist die, bei der
die Spirale und die Gurtstäbe aus Bewehrungsstahl bestehen, wobei der Durchmesser
der gleich-ausgebildeten Gurtstäbe größer, vorzugsweise um 100 % größer ist als
der der Spirale. Der Durchmesser und damit die Eigenschaften des Gitterträgers können
den Einsatzbedingungen entsprechend gewählt werden. Dies ist vorteilhaft. Bei gleicher
Ausbildung der Gurtstäbe je einer Gitterträgerart ist die Herstellung und Lagerhaltung
eindeutig vereinfacht.
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Zur Erhöhung der Aussteifung können wie erläutert gegenläufige Spiralen
eingesetzt werden. Eine weitere Möglichkeit ist gemäß der Erfindung darin zu sehen,
daß die Steigung der Spirale der notwendigen Aussteifung entsprechend variierbar
ist. Dabei kann durch einfaches Zusammenschieben oder Auseinanderziehen der Spirale
je nach den vorgegebenen Anforderungen die Steifigkeit des herzustellenden Gitterträgers
eingestellt werden, wobei auf jeden Fall der Träger eine so große Steifigkeit aufweist,
daß die notwendige Sicherheit gegen Knicken gegeben ist.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß
die Spirale einfach geteilt zwischen den Gurtstäben verlaufend angeordnet ist. Dabei
kann die Teilung so vorgesehen werden, daß die Fertigung auch in großen Längen ohne
weiteres möglich ist.
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Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß ein einfach
zu fertigender und insbesondere den jeweiligen Gegebenheiten bezüglich seiner Tragfähigkeit
leicht anpaßbarer Gitterträger geschaffen ist, der sowohl im Anlieferungszustand
wie auch im einbetonierten Zustand vorteilhafte
Eigenschaften aufweist.
Die eingesetzte Spirale sichert eine gleichmäßige Einbindung des Gitterträgers in
den anschließend einzubringenden Beton, wobei unabhängig davon, von welcher Richtung
her der Gitterträger eingespritzt wird, immer sichergestellt ist, daß Spritzschatten
nicht entstehen.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der bevorzugte
Ausführungsbeispiele mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt
sind. Es zeigen: Fig; 1 eine Seitenansicht des Gitterträgers mit außenliegenden
Gurtstäben, Fig. 2 einen Querschnitt, Fig. 3 eine Seitenansicht eines Gitterträgers
mit innenliegenden Gurtstäben und Fig 4 einen Querschnitt gemäß Fig. 3, allerdings
mit vier Gurtstäben.
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Der in Fig. 1 in Seitenansicht dargestellte Gitterträger 1 ist lediglich
mit zwei durchlaufenden Gurtstäben 3, 4 ausgerüstet. Dazwischen liegt als Aussteifungselement
5 eine durchgehende Spirale 8, die wie dargestellt die beiden Gurtstäbe 3, 4 im
notwendigen Abstand hält und für die vorgeschriebene Steifigkeit des Gitterträgers
1 Sorge trägt.
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Die Spirale 8 ist wie erläutert zwischen den Gurtstäben 3, 4 angeordnet
und mit diesen wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, am Außenrand 9 verschweißt. Neben
der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform ist es auch möglich, drei oder mehr
Gurtstäbe 3, 4 vorzusehen und mit der Spirale 8 zu einem Gitterträger 1 zu verschweißen.
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Fig.3 zeigt eine Ausführungsform ,beider die Spirale 8 durch innenliegende
und mit dem Innenrand 1o verschweißte Gurtstäbe 3, 4 verstärkt ist. Die hier verwendete
und gezeigte Spirale 8 weist den gleichen Durchmesser und die gleiche Form wie die
in Fig. 1 und 2 dargeau stellte Spirale Fig. 3 macht deutlich, daß die in Fig. 3
gezeigte Ausführungsform des Gitterträgers in vorteilhafter Weise in den Beton eingebettet
werden kann.
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In Fig.4 ist eine Variante gezeigt, bei der die Gurtstäbe zunächst
nicht auf den Außenrand 9, sondern vielmehr gemäß Fig.3 mit dem Innenrand 1o verbunden
bzw. verschweißt sind und darüberhinaus zusätzlich zu den Gurtstäben 3, 4 weitere
Gurtstäbe 12, 13 vorgesehen sind. Die Schweißstelle zwischen Gurtstäben 3, 4, 12,
13 ist mit 14 bezeichnet.
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Versuche haben gezeigt, daß ein lediglich mit zwei Gurtstäben 3,
4 versehener Gitterträger 1 bis zu hohen Belastungen keinerlei Verformung zeigt.
Selbst bei ungünstiger Aufbringung der Belastung, d.h. einer punktförmigen Belastung
treten bei zwei MP keine nennenswerten Verformungen auf. Auch bei höheren Belastungen
verformt sich der Gitterträger nur geringfügig, wobei er vorteilhaft eine bogenförmige
Verformung annimmt und nicht wie bei üblichen Gitterträgern mit aus Einzelteilen
bestehenden Aussteifungselementen eine eckige Verformung. Es kommt somit nicht zu
einem Knicken, sondern vielmehr zu dem weniger problematischen Abbiegen eines zu
stark belasteten Gitterträgers.
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Im einbetonierten Zustand - also im Endzustand - hat der Spiralträger
gegenüber dem bekannten Dreigurtträger wesentliche Vorteile: - Der von der Spirale
umschlossene Betonkörper hat eine größere Fläche als bei den anderen Trägern. Da
diese Fläche als umschnürter Teil eines Druckgliedes anzusehen
ist,
ist die Tragkraft des Spiralträgers auf Druck größer gegenüber dem Dreigurtträger.
Im wesentlichen soll im Tunnel die Gewölbewirkung die Tragkraft der Konstruktion
bestimmen.
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- Die Aufnahme von Biegemomenten ist durch den Spiralträger ebenfalls
günstiger zu beurteilen, da die Bewehrungstäbe zur Aufnahme der Biegezugspannungen
weiter nach außen liegen.
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- Im Montagezustand kann das Stabilitätsverhalten ausreichend vergrößert
werden, wenn zug- und druckfeste Anschlüsse sich in Richtung der Tunnelachse auf
das bereits teilweise oder ganz ausgespritzte System nach hinten abstützen. Die
Torsionsweichheit kann dadurch völlig abgebaut werden.