DE3904187C1

DE3904187C1 - Yielding arch support for roadways and tunnels

Info

Publication number: DE3904187C1
Application number: DE19893904187
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Dipl.-Ing. 4630 Bochum De Bohnes; Werner 3670 Luenen De Mennekes; Rudolf Ing.(Grad.) 4630 Bochum De Turowski
Original assignee: Bochumer Eisenhuette Heintzmann GmbH and Co KG
Current assignee: Bochumer Eisenhuette Heintzmann GmbH and Co KG
Priority date: 1989-02-13
Filing date: 1989-02-13
Publication date: 1990-01-18
Anticipated expiration: 2009-02-14

Abstract

Yielding arch support for roadways and tunnels, consisting of two side segments, which are located opposite one another and are supported on the floor, and two roof segments. The adjacent segments are each held together in the area of overlaps by a connecting device. The connecting devices consist, for example, of a guide clamp and a load clamp arranged in the end area of the segment pushing in in each case. At least in one half of the arch support, the roof segments and the side segment form a so-called triple nest. In the area of the triple nest, a positive-locking element is formed on the load clamp as predetermined breaking element or predetermined deformation element, which at a preset stress threshold value deforms if the guide clamp or the end face of the corresponding side segment butts against the load clamp in the largely pushed-in state. The stress threshold value is set in such a way that the predetermined break as well as the predetermined deformation occur before one of the clamping screws of this load clamp breaks. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen nachgiebigen Bogenausbau für Strecken und Tunnel, insbesondere für Abbaustrecken in berg baulichen Untertagebetrieben, bestehend aus zwei einander ge genüberliegenden Stoßsegmenten, die auf der Sohle abgestützt sind und zumindest zwei Kappensegmenten, wobei die Kappenseg mente ein rinnenförmiges Profil aufweisen und die benachbar ten Segmente an den Segmentverbindungsstellen ineinanderlie gend überlappt sowie im Bereich der Uberlappungen durch je weils eine Verbindungseinrichtung zusammengehalten und unter dem Einfluß der Gebirgskräfte einschiebbar sind, wobei die Verbindungseinrichtungen jeweils aus zumindest zwei durch Spannschrauben spannbaren Schellen bestehen, nämlich einer in Einschubrichtung ersten oder Führungsschelle sowie einer im Bereich des Endes des jeweils einschiebenden Segmentes an geordneten zweiten oder Lastschelle, wobei die Führungsschel len zumindest ein angeformtes Formschlußelement aufweisen, welches die Stirnfläche des zugeordneten Segmentes auf der der Einschubrichtung abgewandten Seite überfaßt sowie die Lastschellen zumindest ein angeformtes Formschlußelement auf weisen, welches die Stirnfläche des zugeordneten Segmentes auf der in Einschubrichtung weisenden Seite unterfaßt und wo bei zumindest in einer Hälfte des Bogenausbaus die Kappenseg mente und das Stoßsegment eine dreifache Schachtelung bilden. Dreifache Schachtelung bezeichnet eine Schachtelung mit einem gebirgsseitigen Kappensegment, einem tunnelseitigen Kappen segment und einem Stoßsegment, wobei das tunnelseitige Kap pensegment zwischen dem gebirgsseitigen Kappensegment und dem Stoßsegment angeordnet sind. Dabei überlappen sich, mehr oder weniger dachziegelartig, jeweils nur zwei der Segmente. Die Segmente sind an das Gebirge der Streckenröhre oder Tunnelröhre angeschlossen, die Stoßsegmen te an das seitlich anstehende Gebirge, nämlich an die soge nannten Stöße, die Kappensegmente an das Hangende. Die Ein schubrichtung weist per definitionem zu den Stoßsegmenten und im Bereich der Stoßsegmente zur Sohle hin, obgleich unter dem Einfluß der gleichsam einem hydrostatischen Spannungszustand entsprechenden Gebirgskräfte sich regelmäßig auch die Sohle hebt. Sowohl die Führungsschellen als auch die Lastschellen bestehen im allgemeinen aus zwei Bauteilen und den Spann schrauben, wobei die beiden Bauteile einer Schelle jeweils als Oberlasche und Unterlasche bezeichnet werden. Sie sind durch zwei Spannschrauben zusammengehalten. Im allgemeinen ist bei der Führungsschelle das Formschlußelement an der Un terlasche, bei der Lastschelle jedoch an der Oberlasche ange ordnet. Man kann jedoch auch mit anders aufgebauten Schellen arbeiten.The invention relates to a flexible arch extension for Routes and tunnels, especially for mining routes in mountain structural underground operations, consisting of two mutually ge opposite butt segments supported on the sole are and at least two cap segments, the cap segment elements have a channel-shaped profile and the neighboring th segments at the segment junctions overlaps and in the area of the overlaps by each because a connector is held together and under the influence of the mountain forces can be inserted, the Connection devices each consisting of at least two Clamping screws are clamps, namely one in the direction of insertion first or guide clamp and one in the area of the end of the inserting segment ordered second or load clamp, the guide bracket len have at least one molded-on form-locking element, which the end face of the assigned segment on the the insertion side facing away and the Load clamps on at least one molded positive locking element point, which is the end face of the assigned segment on the side pointing in the direction of insertion and where at least in one half of the arch extension the cap segment elements and the joint segment form a triple nesting. Triple nesting means nesting with one mountain-side cap segment, a tunnel-side caps segment and a joint segment, the tunnel-side chap pen segment between the mountain-side cap segment and the Shock segment are arranged. Thereby overlap, more or less roof tile-like, each only two of the segments. The segments are on the mountains of the Line tube or tunnel tube connected, the butt segments te to the mountains in the side, namely the so-called called bumps, the cap segments on the slope. The one direction of thrust points by definition to the butt segments and in the area of the butt segments towards the sole, although below the Influence of a hydrostatic stress state corresponding mountain forces, the sole regularly lifts. Both the guide clamps and the load clamps generally consist of two components and the instep screw, the two components of a clamp each are referred to as the upper link and lower link. you are held together by two clamping screws. In general is the form-locking element at the Un with the guide clamp bottom bracket, but attached to the top bracket on the load clamp arranges. But you can also with differently constructed clamps work.

Bei dem bekannten nachgiebigen Bogenausbau, von dem die Erfindung ausgeht, DE-AS 11 70 889, DE-OS 33 42 868 dienen die Formschlußelemente an den Führungsschellen dazu, die Führungsschellen an dem zu geordneten Segment festzulegen, so daß das Segment unter dem Einfluß der Gebirgskräfte im Uberlappungsbereich einschieben kann. Die Lastschelle wird dabei von dem einschiebenden Seg ment mitgenommen. Sie nimmt dabei unter anderem die Kräfte auf, die aus der Tatsache resultieren, daß die Gebirgskräfte in den Segmenten auch Momente wecken. Insgesamt ist die Aus legung so getroffen, daß bei definierten Verhältnissen in be zug auf die Anordnung und Zuordnung der Schellen zu den Seg menten eine definierte Nachgiebigkeit gewährleistet ist, und zwar mit vorgegebener Einschubkraft bei einem ebenfalls vor gegebenem Einschubweg, dessen Ende konstruktiv vorgegeben ist. In der Charakteristik, die bei einem solchen nachgiebi gen Bogenausbau die Einschubkraft über den Einschubweg inte griert angibt, verläuft die Kurve der Einschubkraft, bis auf statistische Schwankungen, zunächst als zur Ordinate paral lele Gerade. Bei großen Einschubwegen können im Zusammenhang mit der dreifachen Schachtelung an Segmentverbindungsstellen Probleme auftreten. Die von einem einschiebenden Kappenseg ment mitgenommene Lastschelle bzw. die Stirnfläche des da durch einschiebenden Kappensegmentes kann mit der Führungs schelle an dem zugeordneten Stoßsegment in Kontakt kommen und unter dem Einfluß hoher Gebirgskräfte diese Führungsschelle so beanspruchen, daß das Formschlußelement an dieser Füh rungsschelle abreißt. Das führt unter Berücksichtigung der Tatsache, daß beim Einschieben Reibungskräfte und Federkräfte aus elastischer Verformung zusammenwirken, zu einem Sprung in der Einschubkurve, dem ein Anstieg in der Einschubkurve vorausgeht, der auf der elastischen Verformung beruht. Für einen kurzen, dem Sprung entsprechenden Einschubweg sinkt folglich die Einschubkraft auf einen Bruchteil ihres vorgege benen Wertes ab. Sie steigt danach wieder an, weil die Füh rungsschelle trotz des abgerissenen Formschlußelementes unter dem Einfluß ihrer Spannschrauben als reibungserzeugendes Bau teil weiter wirkt, wenn auch reduziert, und jedenfalls die Lastschelle ungestört reibungserzeugend weiter funktioniert. Allerdings kann nicht ausgeschlossen werden, daß in einem solchen Falle bei extremen Beanspruchungen durch Kontakt des Stoßsegmentes mit der Lastschelle des einschiebenden Kappen segmentes an dieser Lastschelle eine Spannschraube oder beide Spannschrauben abreißen. Dann fällt in der Kennlinie des Aus baurahmens die Einschubkraft praktisch auf Null ab und der Ausbaurahmen verliert, sicherheitsgefährdend, seine Tragfä higkeit. - Bei üblicher Auslegung endet der konstruktiv vor gegebene Einschubweg, bevor an der Führungsschelle das Form schlußelement abreißt bzw. an der Lastschelle eine Spann schraube abreißt. In der Praxis kann jedoch nicht ausge schlossen werden, daß bei einem solchen Bogenausbau der kon struktiv vorgegebene Einschubweg überschritten wird.In the known compliant arch extension from which the invention is based, DE-AS 11 70 889, DE-OS 33 42 868, the positive locking elements on the guide clamps serve to fix the guide clamps on the segment to be assigned, so that the segment under the influence of Can push in mountain forces in the overlap area. The load clamp is taken along by the inserting segment. Among other things, it absorbs the forces that result from the fact that the mountain forces in the segments also awaken moments. Overall, the design is made so that at defined conditions with respect to the arrangement and assignment of the clamps to the Segments a defined flexibility is guaranteed, with a predetermined insertion force at a given insertion path, the end of which is predetermined by the design. In the characteristic, which indicates the insertion force integrated over the insertion path in such a flexible arch extension, the curve of the insertion force, apart from statistical fluctuations, initially runs as a straight line parallel to the ordinate. Problems can arise with large insertion paths in connection with triple nesting at segment connection points. The entrained by an inserting Kappenseg load clamp or the end face of the insert by inserting the cap segment can come into contact with the guide clamp on the associated impact segment and under the influence of high rock forces this guide clamp so that the form-locking element on this guide clip breaks off. Taking into account the fact that frictional forces and spring forces from elastic deformation interact during insertion, this leads to a jump in the insertion curve which is preceded by an increase in the insertion curve which is based on the elastic deformation. For a short insertion distance corresponding to the jump, the insertion force thus drops to a fraction of its predetermined value. It then rises again because the Füh approximately clamp acts despite the torn form-locking element under the influence of their clamping screws as a friction-generating construction part, albeit reduced, and in any case the load clamp continues to operate undisturbed friction. However, it cannot be ruled out that in such a case with extreme stresses by contact of the butt segment with the load clamp of the inserting cap segment on this load clamp tear off a clamping screw or both clamping screws. Then the insertion force in the extension frame's characteristic curve practically drops to zero, and the extension frame loses its load-bearing capacity, endangering safety. - In the usual design, the constructive before given insertion path ends before the form-locking element on the guide clamp tears off or a clamping screw on the load clamp tears off. In practice, however, it can not be ruled out that the constructive predetermined insertion path is exceeded in such an arch configuration.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen nachgiebigen Ausbaurahmen des eingangs beschriebenen Aufbaus so weiter auszubilden, daß der Ausbaurahmen auch bei den zuletzt be schriebenen extremen Beanspruchungen und bei extremem Ein schubweg seine Tragfähigkeit nicht verliert, sondern mit de finierter Einschubkraft weiter funktioniert.The invention has for its object a compliant Extension frame of the structure described at the beginning, so on train that the expansion frame even at the last be written extreme demands and in extreme on Schubweg does not lose its load capacity, but with de insertion force continues to function.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß im Bereich der dreifachen Schachtelung das Formschlußelement an der Lastschelle als Sollbruchelement oder Sollverformungselement ausgebildet ist, welches sich bei einem vorgegebenen Bean spruchungsschwellwert verformt, wenn im weitgehend eingescho benen Zustand die Führungsschelle oder die Stirnfläche des entsprechenden Stoßsegmentes gegen diese Lastschelle stößt, und daß der Beanspruchungsschwellwert so eingestellt ist, daß der Sollbruch bzw. die Sollverformung eintreten, ehe eine der Spannschrauben dieser Lastschelle abreißt. Um eine Soll verformungsstelle oder eine Sollbruchstelle zu erzeugen, kön nen im Rahmen der Erfindung die verschiedensten Maßnahmen verwirklicht werden. Zum Beispiel kann die Laststelle im Be reich des Formschlußelementes Ausnehmungen aufweisen, die den Beanspruchungsschwellwert des Sollbruches bzw. der Sollver formung bestimmen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Anordnung so zu treffen, daß das Formschlußelement der Last stelle eine oder mehrere Kerben aufweist, die den Beanspru chungsschwellwert des Sollbruches bzw. der Sollverformung be stimmen. Der Beanspruchungsschwellwert ist nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung so eingerichtet, daß die Spann schrauben der entsprechenden Lastschelle bei Auftreten des Beanspruchungsschwellwertes mit etwa 50% ihrer zulässigen Beanspruchung beaufschlagt sind. Aus Sicherheitsgründen emp fiehlt es sich, den Beanspruchungsschwellwert so einzurich ten, daß die Spannschrauben der entsprechenden Lastschwelle bei Auftreten des Beanspruchungsschwellwertes mit maximal 75% ihrer zulässigen Beanspruchung beaufschlagt werden.To achieve this object, the invention teaches that in the field the triple nesting the positive locking element on the Load clamp as a predetermined breaking element or predetermined deformation element is formed, which is in a given bean warping threshold deformed if largely shot in the guide clamp or the face of the corresponding impact segment hits this load clamp, and that the stress threshold is set so that the predetermined breaking or the predetermined deformation occur before a the tensioning screws of this load clamp breaks off. To a debit deformation point or a predetermined breaking point, can NEN within the scope of the invention, a wide variety of measures be realized. For example, the load point in the Be rich of the form-locking element have recesses that the Stress threshold of the predetermined breaking or the target ver determine formation. But there is also the possibility that Arrange so that the positive locking element of the load place one or more notches that the stress threshold value of the predetermined breaking or the predetermined deformation vote. The stress threshold is more preferred Embodiment of the invention set up so that the instep screw the corresponding load clamp when the Stress threshold with about 50% of its permissible Stress are applied. For security reasons emp it is advisable to set up the stress threshold in this way ten that the clamping screws of the corresponding load threshold with the occurrence of the stress threshold with a maximum 75% of their permissible stress can be applied.

Im folgenden werden die Erfindung und die erreichten Vorteile anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen:The following are the invention and the advantages achieved on the basis of an exemplary embodiment only Drawing explained in more detail. Show it:

Fig. 1 die Ansicht eines nachgiebigen, nach der Lehre der Er findung eingerichteten Ausbaurahmens, Fig. 1 is a view of a compliant, according to the teachings of the invention It furnished expansion frame,

Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 in weit eingeschobenem Zu stand, Fig. 2 was the subject of Fig. 1 in far inserted to,

Fig. 3 in gegenüber den Fig. 1 und 2 wesentlich vergrößer tem Maßstab und mit verschiedenen Details den Aus schnitt A aus dem Gegenstand der Fig. 2, teilweise im Schnitt, Fig. 3 in comparison with FIGS. 1 and 2 substantially to magnified TEM scale and with several details are cut from the A from the object of Fig. 2, partially in section,

Fig. 4 mit den Teilfiguren a), b), c), d) und e) ein Schema, welches bei einer der Fig. 3 entsprechenden Einschub situation die Beanspruchungsverhältnisse und die auf tretenden Effekte weiter erläutert, Fig. 4 with the partial figures a), b), c), d) and e is the stress conditions and below) a diagram showing a situation in Fig. 3 corresponding slot on the passing effects on,

Fig. 5 eine graphische Darstellung, die die Kennlinie eines erfindungsgemäßen Ausbaubogens erläutert, Fig. 5 is a graph illustrating the characteristic of an expansion sheet according to the invention,

Fig. 6 die Ansicht der mit einer Sollbruchstelle versehenen Lastschelle aus dem Gegenstand der Fig. 3 und Fig. 6 is a view of the provided with a breaking point load from the clamp structure of FIG. 3 and

Fig. 7 perspektivisch die Ansicht der Oberlasche der in Fig. 6 dargestellten Lastschelle. Fig. 7 is a perspective view of the top plate of the load clamp shown in Fig. 6.

Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Ausbau ist ein nach giebiger Bogenausbau für Strecken und Tunnel. Es mag sich im Ausführungsbeispiel um einen nachgiebigen Bogenausbau für Ab baustrecken in bergbaulichen Untertagebetrieben handeln. Der Bogenausbau besteht aus zwei einander gegenüberliegenden Stoßsegmenten 1, die auf der Sohle abgestützt sind, und aus zwei Kappensegmenten 2, 3. Die Segmente 1, 2, 3 besitzen ein glockenförmiges oder trapezförmiges Profil, wie es in dem Ausschnitt der Fig. 3 unten angedeutet wurde. Die benachbar ten Segmente 1, 2 sowie 2, 3 und 3, 1 überlappen sich an den Segmentverbindungsstellen 4 ineinanderliegend. Sie sind an den Segmentverbindungsstellen 4 durch jeweils eine Verbin dungseinrichtung 5 zusammengehalten. Unter dem Einfluß der Gebirgskräfte sind sie einschiebbar. Per definitionem wird als Einschubrichtung die Richtung bezeichnet, bei der sich die Kappensegmente 2, 3 zu den Stoßsegmenten 1 hin und in der Überlappung zwischen einem Kappensegment 2 bzw. 3 und einem Stoßsegment 1 zur Sohle 6 hin bewegen. Der in Fig. 2 darge stellte eingeschobene Zustand entspricht dem konstruktiv vor gegebenen Einschubweg. Die Verbindungseinrichtungen 5 beste hen jeweils aus zwei durch Spannschrauben 7 spannbaren Schel len 8, 9, nämlich einer in Einschubrichtung ersten oder Füh rungsschelle 8 sowie einer im Bereich des Endes des jeweils einschiebenden Segmentes angeordneten zweiten oder Lastschel le 9. Die Führungsschellen 8 besitzen zumindest ein angeform tes Formschlußelement 10, welches die Stirnfläche des zuge ordneten Segmentes auf der der Einschubrichtung abgewandten Seite überfaßt. Die Lastschellen 9 besitzen zumindest ein an geformtes Formschlußelement 11, welches die Stirnfläche des zugeordneten Segmentes auf der in Einschubrichtung weisenden Seite unterfaßt. Im Ausführungsbeispiel sind die Formschluß elemente 10 der Führungsschellen 8 an den Unterlaschen 8 a, an den Lastschellen sind die Formschlußelemente 11 an den Oberlaschen 9 a angeordnet. Zumindest in einer Hälfte des Bo genausbaus bilden die Kappensegmente 2, 3 und daß Stoßsegment 1 eine sogenannte dreifache Schachtelung, wobei jedoch immer nur zwei Segmente 2, 3 bzw. 3, 1 in der beschriebenen Weise überlappt und in der ebenfalls beschriebenen Weise durch eine Verbindungseinrichtung 5 zusammengehalten sind. In den Fig. 1 und 2 zeigt der rechte Bereich eine solche dreifache Schachtelung, wozu insbesondere auch auf die Fig. 3 verwiesen wird.The expansion shown in FIGS . 1 to 3 is a flexible arch extension for routes and tunnels. In the exemplary embodiment, it may be a resilient arch extension for construction routes in underground mining operations. The arch extension consists of two mutually opposite butt segments 1 , which are supported on the sole, and two cap segments 2 , 3 . The segments 1 , 2 , 3 have a bell-shaped or trapezoidal profile, as was indicated in the detail in FIG. 3 below. The neighboring segments 1 , 2 and 2 , 3 and 3 , 1 overlap one another at the segment connection points 4 . They are held together at the segment connection points 4 by a connecting device 5 . They can be inserted under the influence of the mountain forces. By definition, the direction in which the cap segments 2 , 3 move towards the butt segments 1 and in the overlap between a cap segment 2 or 3 and a butt segment 1 toward the sole 6 is referred to as the insertion direction. The inserted in Fig. 2 Darge state corresponds to the design before given insertion path. The connection means 5 best hen each of two tensionable by tensioning screws 7 Schel len 8, 9, namely a first insertion direction or in approximately Füh clamp 8 and a segment of each einschiebenden disposed second or Lastschel le in the region of the end. 9 The guide clips 8 have at least one integrally formed positive locking element 10 which covers the end face of the assigned segment on the side facing away from the direction of insertion. The load clamps 9 have at least one molded interlocking element 11 , which frames the end face of the associated segment on the side pointing in the direction of insertion. In the embodiment, the interlocking elements 10 of the guide brackets 8 on the lower plates 8 a, to the load clamps the interlocking elements 11 are arranged on the upper flaps 9 a. At least in half of the Genausausbau Bo form the cap segments 2 , 3 and that butt segment 1 a so-called triple nesting, however, only two segments 2 , 3 and 3 , 1 overlap in the manner described and in the manner also described by a connecting device 5 are held together. In Figs. 1 and 2, the right portion shows such a three-fold nesting, for which purpose in particular also referred to FIG. 3.

Insbesondere aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 3 sowie 6 und 7 entnimmt man, daß im Bereich der dreifachen Schachtelung das Formschlußelement 11 an der Lastschelle 9 als Sollbruchelement oder Sollverformungselement ausgebildet ist, welche sich bei einem vorgegebenen Beanspruchungs schwellwert verformt, wenn im weitgehend eingeschobenen Zu stand die Führungsschelle 8 der in Einschubrichtung vorgeord neten Verbindungseinrichtung 5 oder die Stirnfläche des ent sprechenden Stoßsegmentes 1 gegen diese Lastschelle 9 stößt. Der Beanspruchungsschwellwert ist so eingerichtet, daß der Sollbruch bzw. die Sollverformung eintreten, ehe auch nur eine Spannschraube 7 dieser Lastschelle 9 bricht oder ab reißt. In der Fig. 3 ist durch eine Bruchlinie eine solche Sollbruchstelle 12 angedeutet. In den Fig. 6 und 7 erkennt man, daß die Lastschelle 9 im Bereich des Formschlußelementes 11 Ausnehmungen 13 aufweist, die den Beanspruchungsschwell wert des Sollbruches bzw. der Sollverformung bestimmen. Fig. 6 verdeutlicht durch eine strichpunktierte Linie, daß eine solche Sollbruchstelle 12 oder Sollverformungsstelle auch durch zumindest eine Kerbe am Formschlußelement 11 definiert werden könnte.In particular, from a comparative examination of FIGS. 3 and 6 and 7, it can be seen that in the region of the triple nesting, the form-locking element 11 on the load clamp 9 is designed as a predetermined breaking element or predetermined deformation element, which deforms the threshold value at a predetermined stress, if in the largely inserted position stood the guide clip 8 of the connecting device 5 vorgeord Neten connecting device or the end face of the corresponding impact segment 1 abuts against this load clamp 9 . The stress threshold is set up in such a way that the predetermined breaking or the predetermined deformation occur before even a clamping screw 7 of this load clamp 9 breaks or tears off. Such a predetermined breaking point 12 is indicated by a breaking line in FIG. 3. In Figs. 6 and 7 one can see that the load clamp 9 has 11 recesses 13 in the area of the form-locking element, which determine the desired fracture or deformation of the target the Beanspruchungsschwell value. Fig. 6 illustrates by a dashed line, that such a predetermined breaking point 12 or predetermined deformation point and at least one notch may be defined on the form-locking element 11 through.

Eine Erläuterung der Technologie der Zusammenhänge ergibt sich aus der Fig. 4 mit ihren Teilfiguren a) bis e). Die Bau teile in dieser schematischen Darstellung entsprechen den Bauteilen in der Fig. 3. In der Teilfigur a) erkennt man zu nächst einen vollkommen eingeschobenen Zustand der darge stellten Segmentteile 1, 2, 3, wobei vollkommen eingeschobe ner Zustand den Zustand meint, der dem konstruktiv vorgegebe nen Einschubweg entspricht, bei dem die erfindungsgemäßen Maßnahmen noch nicht wirksam werden. Die obere Lastschelle 9 an dem Kappensegment 3 hat die darunter angeordnete Füh rungsschelle 8 erreicht und beansprucht diese bei der weite ren Einschubbewegung so, wie es in der Teilfigur b) darge stellt wurde. Dabei reißt an dieser Führungsschelle 8 das Formschlußelement 10 ab, wie es in der Teilfigur c) angedeu tet wurde. Das bedeutet, daß sich bei der weiteren Einschub bewegung diese Führungsschelle 8 auf dem zugeordneten Stoß segment 1 mitbewegen kann. Dabei tritt der Fall ein, der in der Teilfigur d) dargestellt wurde. Hier ist die Lastschelle 9 des einschiebenden Kappensegmentes 3 in Kontakt mit der Stirnfläche des zugeordneten Stoßsegmentes 1. Unter dem Ein fluß der Beanspruchungen, die diese Lastschelle 9 nunmehr aufzunehmen hat, schert das Formschlußelement 11 an der Last schelle 9 ab. Dieser Zustand ist in der Teilfigur e) darge stellt worden. Man erkennt jedoch, daß nunmehr diese Last schelle 9 weiter funktionieren kann, und zwar zusammen mit der zugeordneten Führungsschelle 8 reibungskrafterzeugend, so daß der gewünschte Einschubwiderstand sich einstellt und der Ausbaubogen im ganzen tragend weiter funktioniert.An explanation of the technology of the relationships is given in FIG. 4 with its sub-figures a) to e). The construction parts in this schematic representation correspond to the components in FIG. 3. In the partial figure a) one can first recognize a completely inserted state of the segment parts 1 , 2 , 3 presented , whereby completely inserted state means the state of the structurally predetermined nen insertion path corresponds, in which the measures according to the invention are not yet effective. The upper load clamp 9 on the cap segment 3 has reached the Füh approximately clamp 8 reached and claims this in the wide ren insertion movement, as it was shown in the sub-figure b) Darge. In this case, the form-locking element 10 tears off at this guide clip 8 , as was indicated in sub-figure c). This means that with further insertion this guide clamp 8 can move segment 1 on the associated shock. This is the case that was shown in sub-figure d). Here, the load clamp 9 of the pushing-in cap segment 3 is in contact with the end face of the associated butt segment 1 . Under the A of the stress that has to take this burden clamp 9 now river, 11 shears the engaging element on the load clamp 9 from. This state has been presented in the sub-figure e). It can be seen, however, that this load clamp 9 can now continue to function, together with the associated guide clamp 8 generating frictional force, so that the desired insertion resistance is established and the expansion arch continues to function as a whole.

Die Fig. 5 erläutert die vorstehend beschriebenen Zusammen hänge anhand einer vereinfachten graphischen Darstellung, die die Kennlinie eines solchen Ausbaus (ermittelt auf dem Prüf stand an einem geraden Modell) wiedergibt. Auf der Abszissen achse ist der Einschubweg s angegeben, auf der Ordinatenachse die Einschubkraft KN zusammengezogen. Die Einschubkraft ver läuft, bis auf statistische Schwankungen, zunächst als zur Ordinate parallele Gerade. Am Ende des konstruktiv vorgegebe nen Einschubweges kommt die von dem einschiebenden Kappenseg ment 3 mitgenommene Lastschelle 9 bzw. die Stirnfläche des einschiebenden Kappensegmentes 3 mit der Führungsschelle 8 an dem zugeordneten Stoßsegment in Kontakt. Bewirken große Gebirgskräfte einen weiteren Einschub, so führt dieses zu dem schon beschriebenen Sprung in der Einschubkurve bei Sp, dem ein Anstieg in der Einschubkurve vorausgeht, der auf haupt sächlich elastischer Verformung beruht. Für einen kurzen, dem Sprung bei Sp entsprechenden Einschubweg sinkt folglich die Einschubkraft auf einen Bruchteil ihres vorgegebenen Wertes ab. Sie steigt danach wieder an, weil die Führungsschelle 8 reibungserzeugend weiter wirkt, wenn auch reduziert, und je denfalls die Lastschelle 9 ungestört reibungserzeugend funk tioniert. Dabei kommt es zu einem Anstieg der Kennlinie durch elastische und plastische Verformungen. Wenn in einem solchen Falle bei extremen Beanspruchungen und weiterem Ein schub durch Kontakt des Stoßsegmentes 1 mit der Lastschelle 9 des einschiebenden Kappensegmentes 3 an dieser Lastschelle das Formschlußelement 11 wie beschrieben abreißt, so fällt die Kennlinie bei Af zwar ab, jedoch funktionieren die Füh rungsschelle 8 und diese Lastschelle 9 weiter und es stellt sich praktisch die vorgegebene Einschubkraft KE ein. Demge genüber fällt bei der bekannten Ausführungsform die Kennlinie des Ausbaurahmens und damit die Einschubkraft praktisch auf Null ab, wie es strichpunktiert bei An angedeutet wurde, weil an dieser Lastschelle 9 die Spannschraube 7 bei diesen Bean spruchungen reißt. In diesem Zustand kann bei der bekannten Ausführungsform der Bogenausbau hier auch keine Biegemomente mehr aufnehmen. Fig. 5 explains the relationships described above using a simplified graphical representation that represents the characteristic of such an expansion (determined on the test stand on a straight model). The insertion path s is indicated on the abscissa axis and the insertion force KN is contracted on the ordinate axis. Except for statistical fluctuations, the insertion force initially runs as a straight line parallel to the ordinate. At the end of the constructively predetermined insertion path, the load clamp 9 taken by the inserting cap segment 3 or the end face of the inserting cap segment 3 comes into contact with the guide clamp 8 on the associated butt segment. If large rock forces cause another insertion, this leads to the jump in the insertion curve at Sp already described , which is preceded by an increase in the insertion curve, which is mainly due to elastic deformation. For a short insertion distance corresponding to the jump at Sp , the insertion force therefore drops to a fraction of its predetermined value. It then rises again because the guide clamp 8 continues to generate friction, albeit reduced, and in each case the load clamp 9 functions in an undisturbed manner. The characteristic curve increases due to elastic and plastic deformations. If in such a case with extreme loads and further A thrust by contact of the impact segment 1 with the load clamp 9 of the inserting cap segment 3 on this load clamp the form-locking element 11 tears off as described, the characteristic curve at Af drops, but the guide clamp 8 works and this load clamp 9 further and it is practically the predetermined insertion force KE . Demge genüber falls in the known embodiment, the characteristic of the expansion frame and thus the insertion force practically to zero, as was indicated at dash-dot line, because the clamping screw 7 spruchungen tearing at these Bean on this load clamp. 9 In this state, the arch extension in the known embodiment can also no longer absorb bending moments.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine solche Lastschelle 9 bzw. de ren Oberlasche 9 a. In diese Figuren wurden die bereits erläu terten Bezugszeichen eingetragen. FIGS. 6 and 7 show such a load clamp 9 or de ren top flap 9 a. The reference symbols already explained were entered in these figures.

Claims

1. Resilient arch extension for routes and tunnels, in particular for mining routes in underground mining operations, consisting of two opposing butt segments that are supported on the sole and at least two cap segments, the segments having a channel-shaped profile and the adjacent segments on the Segment connection points overlap one another and in the area of the overlaps by means of a connecting device in each case and can be pushed in under the influence of the rock forces, the connecting devices each consisting of at least two clamps which can be tensioned by clamping screws, namely one in the insertion direction or guide clamp and one in the area of Arranged at the end of each insertable segment, second or load clamp, the guide clamps having at least one integrally formed form-locking element, which the end face of the assigned segment on the Covered side facing away from the insertion direction and the load clamps have at least one integrally formed form-locking element, which underlies the end face of the associated segment on the side pointing in the insertion direction and where in at least half of the arch configuration the cap segment and that the butt segment form a triple nesting, characterized in that In the area of the triple nesting, the form-locking element ( 11 ) on the load clamp ( 9 ) is designed as a predetermined breaking element or target deformation element, which deforms at a predetermined stress threshold value when the guide clamp ( 8 ) or the end face of the corresponding butt segment in the largely inserted state ( 1 ) hits this load clamp ( 9 ), and that the stress threshold is set so that the predetermined breaking or the desired deformation occur before one of the tensioning screws ( 7 ) of this load clamp ( 9 ) breaks off.

2. Arch extension according to claim 1, characterized in that the load clamp ( 9 ) in the area of the form-locking element ( 11 ) has recesses ( 13 ) which determine the stress threshold of the predetermined breaking or the predetermined deformation.

3. Arch extension according to claim 1, characterized in that the form-locking element ( 11 ) of the load clamp has at least one notch ( 11 ) which determines the stress threshold of the predetermined breaking or the predetermined deformation.

4. Arch extension according to one of claims 1 to 3, characterized in that the stress threshold is set up so that the clamping screws ( 7 ) of the corresponding load clamp ( 9 ) are acted upon when the stress threshold is reached with 50% of their permissible stress.

5. Arch extension according to one of claims 1 to 4, characterized in that the stress threshold is set up such that the clamping screws ( 7 ) of the corresponding load clamp ( 9 ) are subjected to a maximum of 75% of their permissible stress when the stress threshold occurs.