DE8125375U1 - Lattice girder for the underground track and shaft expansion - Google Patents

Lattice girder for the underground track and shaft expansion

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DE8125375U1 DE19818125375U DE8125375U DE8125375U1 DE 8125375 U1 DE8125375 U1 DE 8125375U1 DE 19818125375 U DE19818125375 U DE 19818125375U DE 8125375 U DE8125375 U DE 8125375U DE 8125375 U1 DE8125375 U1 DE 8125375U1
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Abstract

1. Lattice girder for underground panel lining and shaft lining, with three parallel chord members (1, 2 and 3), which in cross-section form a triangle, being spatially fixed to one another by means of strengthening elements (4), characterised in that each strengthening element (4) consists integrally of a profiled bar bent into two triangles (5 and 6) inclined towards one another and running towards the chords members (1, 2 and 3), and that the corners of the triangles (5 and 6) are welded from the inside to the chord members (1, 2 and 3).

Description

10. August 1981 RS/kh "3-Gurt-PS-Träger"August 10, 1981 RS / kh "3-belt PS-carrier"

PANTEX-STAHL AG 6233 Biiron PANTEX-STAHL AG 6233 Biiron

Gitterträger für den Untertag-Strecken- und SchachtausbauLattice girders for underground line and shaft construction

Die Erfindung betrifft einen Gitterträger für den Untertag-Strecken- und Schachtausbau gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a lattice girder for underground line and shaft construction according to the preamble of claim 1.

Beim Ausbau von Tunnel und Grubenstrecken in druckhaftem Gebirge werden geschweisste Gitterträger verwendet zur Herstellung gewölbter Ausbaurahmen und als Bewehrung bei der anschliessenden Betonierung.Welded lattice girders are used when expanding tunnels and mine sections in pressurized mountains for the production of arched support frames and as reinforcement for the subsequent concreting.

Ein solcher Gitterträger ist beispielsweise inSuch a lattice girder is for example in

der DE-OS 29 51 874 beschrieben. Er weist drei ober mehr parallele Gurtstäbe auf, die mittels zickzackförmig ange-the DE-OS 29 51 874 described. It has three upper more parallel belt bars, which are arranged in a zigzag shape.

"> Λ ordneter, einzelner Ausfachungsstäbe fachwerkartig ver- "> Λ arranged, individual infill bars arranged like a truss

η steift sind. Die Knick-, Form- und Querschnittsstabilität η are stiff. The buckling, shape and cross-sectional stability

dieses Gitterträgers ist jedoch relativ klein. Die Gurtstäbe neigen unter Belastung zum Einbeulen und seitlichem 'J Ausknicken. Die Ausfachungsstäbe sind einzeln an den Gurtstäben angeschweisst, wobei die vielen Schweissstellen eine Versprödung des Materials verursachen. Unter starker Beanspruchung können die Schweissstellen brechen, was zum Ausscheren der Ausfachungsstäbe führt.however, this lattice girder is relatively small. The belt bars tend to buckle and sideways under load 'J buckling. The infill bars are individually on the belt bars welded on, whereby the many weld points cause the material to become brittle. Under heavy use the welds can break, which leads to the infill bars shearing.

Eine wesentliche Erhöhung der Biegesteifigkeit jjj und Biegetragfähigkeit sowie auch der TorsionsfestigkeitA significant increase in flexural rigidity yyy and flexural strength as well as torsional strength

kann durch mittig zwischen den Gurtstäben angeordnete Aus-■ - steifungselemente erzielt werden, wie dies aus der DE-OS 27 09 242 hervorgeht. Hier werden als innere Aussteifung zusammengesetzte Blechpressteile vorgesehen, die seitlich vorkragende, ösenartige Ansätze aufweisen, die die Gurtstäbe formschlüssig umgreifen. Die Blechpressteile sind kompliziert in der Herstellung und entsprechend teuer. Ihr grösster Nachteil liegt aber darin, dass sie einen erheb-can be achieved by means of ex- ■ - Stiffening elements can be achieved, as can be seen from DE-OS 27 09 242. This is used as an internal stiffener composite pressed sheet metal parts are provided, which have laterally protruding, loop-like approaches that the belt bars grip around positively. The pressed sheet metal parts are complicated to manufacture and correspondingly expensive. you The greatest disadvantage, however, is that they have a considerable

· f C· F C

lichen Spritzschatten bilden, so dass der einwandfreie Verbund der Gitterträger mit dem Beton nicht gewährleistet ist.lichen spray shadow, so that the perfect bond between the lattice girders and the concrete is not guaranteed is.

Ein anderer bekannter Gitterträger mit mittig angeordneten Aussteifungselementen in Form von geknickten Rundstäben, die je in einem zentralen Knoten miteinander verbunden sind, ist in der DE-OS 30 14 402 beschrieben. Durch die Verwendung von Rundeisen für die Aussteifung können Spritzschatten beim Betonieren vermieden werden. Die mittige Anordnung des zentralen Verbindungsbereiches jedes Aussteifungselementes innerhalb des Querschnittes der Gurtprofile trägt zur hohen Belastbarkeit dieses Gitterträgers bei. Die Konstruktion ist relativ aufwendig, so dass solche Gitterträger zweckmässigerweise nur dort einzusetzen sind, wo infoigen von hohem Gebirgsdruck, Geröll oder losem Gestein die Anforderungen und Beanspruchungen entsprechend gross sind.Another known lattice girder with centrally arranged stiffening elements in the form of kinked Round bars, which are each connected to one another in a central node, is described in DE-OS 30 14 402. By using round bars for stiffening, splash shadows can be avoided when concreting. The central arrangement of the central connecting area of each stiffening element within the cross-section the belt profile contributes to the high resilience of this lattice girder. The construction is relatively complex, so that such lattice girders are expediently only used where there is information about high rock pressure, scree or loose rock, the requirements and stresses are correspondingly large.

Für verhältnismässig standfeste Gebirge, z. B. für Ausbaustrecken in Sandstein oder Lehm, genügt ein leichterer Gitterträger, der einfacher im Aufbau ist undFor relatively stable mountains, e.g. B. for expansion routes in sandstone or clay, one is sufficient lighter lattice girder that is simpler in construction and

7 - j7 - j

entsprechend billiger konstruiert werden kann. Ein solcher Gitterträger sollte aber trotzdem eine ausreichend hohe |can be constructed correspondingly cheaper. Such a lattice girder should nevertheless have a sufficiently high |

Formsteifigkeit bzw. Querschnittsstabilität sowohl gegenüber Biegebeanspruchungen als auch gegenüber Beanspruchungen auf Knickung und Torsion aufweisen. Er sollte mindestens teilweise tragend eingesetzt werden können bis zum Zeitpunkt, wo er einbetoniert wird und S'jine Gurtstäbe die Bewehrung des endgültigen Stahlbetonausbaus bilden. Die Ausfachung muss so gestaltet sein, dass keine Spritzschatten beim Betonieren entstehen.Dimensional stiffness or cross-sectional stability both against Exhibit bending stresses as well as stresses on buckling and torsion. He should at least Can be used partially load-bearing up to the point in time when it is set in concrete and S'jine belt bars the Form reinforcement of the final reinforced concrete lining. The infill must be designed in such a way that there are no splash shadows arise during concreting.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen Gitterträger zu schaffen, der diese Anforderungen erfüllt. Erfindungsgemäss erfolgt dies durch die in der Kennzeichnung des Patentanspruches 1 definierten Merkmale.The object of the invention is now to create a lattice girder which meets these requirements. According to the invention this is done by the features defined in the characterization of claim 1.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings. Show it:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Gitterträgersegmentes, vom Stoss aus gesehen,1 shows a perspective view of a lattice girder segment, seen from the joint,

• β Λ BC ftf- 6 β β I ··· Jt 4 · i · »·· »■* » * · · » · * • β Λ BC ftf- 6 β β I ··· Jt 4 · i · »·· » ■ * »* · ·» · *

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Gitterträgersegment gemäss Figur 1,FIG. 2 shows a plan view of the lattice girder segment according to FIG. 1,

Fig. 3 eine Stirnansicht durch das Gitterträgersegment gemäss Figur 1,3 shows an end view through the lattice girder segment according to FIG. 1,

*· '' Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Versteifungselement,* · '' Fig. 4 is a plan view of a stiffening element,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Gitterträgersegmentes gemäss Figur 1,FIG. 5 shows a side view of the lattice girder segment according to FIG. 1,

Fig. 6 eine Seitenansicht auf die Stossstellen zweier Gitterträgersegmente, die mittels Verbindungselementen miteinander zusammengeschraubt sind, 6 shows a side view of the joints between two lattice girder segments which are screwed together by means of connecting elements,

und
(and
(

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VI - VI gemäss7 shows a section along the line VI - VI according to FIG

Figur 1 durch die Stossstelle der Gitterträgersegmente .Figure 1 through the joint of the lattice girder segments .

Der in den Figuren dargestellte Gitterträger weist drei parallele Gurtstäbe 1, 2, 3 auf, die im Normal-The lattice girder shown in the figures has three parallel chord bars 1, 2, 3, which in the normal

9 -9 -

schnitt ein Dreieck bilden. Die beiden dem Gebirge zugekehrten Obergurte 1, 2, die bei Belastung auf Zug beansprucht werden, weisen einen kleineren Querschnitt auf als der Untergurt 3, der auf Druck beansprucht wird. Es wäre ! aber auch möglich, die Querschnitte aller Gurtstäbe gleichcut to form a triangle. The two upper chords 1, 2 facing the mountains, which are subjected to tensile stress when loaded, have a smaller cross section than the lower chord 3, which is subjected to compression. It would be ! but it is also possible to have the same cross-sections of all belt bars

auszubilden. Die Gurtstäbe 1, 2, 3 sind mittels innerer {} Versteifungseiemente 4 räumlich zueinander fixiert.to train. The chord members 1, 2, 3 are fixed by means of inner {} Versteifungseiemente 4 spatially to one another.

Jedes Versteifungselement 4 ist einstückig aus einem Rundstahlstab hergestellt. Wie aus der Figur 4 hervorgeht, wird der Rundstahlstab zuerst flach, d. h. in derEach stiffening element 4 is made in one piece from a round steel rod. As can be seen from Figure 4, the round steel bar first becomes flat, d. H. in the

Eben, gebogen, derart, dass zwei gleichseitige Dreiecke 5, 6 entstehen, deren Spitzen 7, 8 über zwei kurze parallele Stabstücke 9 miteinander verbunden sind. Die beiden Enden 10 des Stabes werden zusammengestossen und dann stumpf ν ' zusammengeschweisst. Dieses zweidimensionale Gebilde wird anschliessend in einer weiteren Arbeitsoperation zum dreidimensionalen Versteifungselement 4 verformt, wobei an den Spitzen 7, 8 zwei Knicke entstehen.Flat, curved, in such a way that two equilateral triangles 5, 6 arise, the tips 7, 8 of which over two short parallel ones Rod pieces 9 are connected to one another. The two ends 10 of the rod are butted together and then blunt ν 'welded together. This two-dimensional structure becomes then deformed in a further work operation to form the three-dimensional stiffening element 4, with the Tips 7, 8 two kinks are created.

Die Ecken 7, 11, 12 bzw. 8, 13, 14 der Dreiecke 5, 6 werden nun innen an den Gurtstäben 1, 2, 3 ange-The corners 7, 11, 12 or 8, 13, 14 of the triangles 5, 6 are now attached to the inside of the belt bars 1, 2, 3.

• 4 * «4 4« «« «• 4 * «4 4« «« «

* #** 4 4β 4 * 4 4 4* # ** 4 4β 4 * 4 4 4

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4 4 «·4 44 4« 44 4··4 4 «· 4 44 4« 44 4 ··

10 -10 -

schweisst, wobei die Spitzen 7, 8 mit dem Verbindungsstück $ am inneren Gurtstab 3, befestigt und die beiden Basisecken 11, 12 bzw. 13, 14 an den äusseren Gurtstäben 1, 2 angeschweisst werden.welded, the tips 7, 8 being attached to the inner chord bar 3 with the connector $ and the two base corners 11, 12 and 13, 14 being welded to the outer chord bars 1, 2.

Die beiden Dreiecke 5, 6 des Aussteifungselementes 4 sind schräg zu den Gurtstäben 1, 2, 3 angeordnet und schliessen mit diesen einen spitzen Winkel α ein. Das Versteifungselement 4. ist symmetrisch ausgebildet in bezug auf eine zu den Gurtstäben 1, 2, 3 senkrechte Mittenebene 15.The two triangles 5, 6 of the stiffening element 4 are arranged at an angle to the chord bars 1, 2, 3 and enclose an acute angle α with these. The stiffening element 4. is symmetrical with respect to onto a central plane 15 perpendicular to the chord bars 1, 2, 3.

Die vorstehend beschriebene Konstruktion des Gitterträgers weist folgende Vorteile auf:The construction of the lattice girder described above has the following advantages:

Das Rundmaterial ist einfach erhältlich und verursacht keine Spritzschatten beim Ausbetonieren. Dies ist wichtig, da der Gitterträger voll im Beton eingegossen wird und als Bewehrung dient.The round material is easily available and does not cause splash shadows when pouring concrete. This is important because the lattice girder is fully poured into the concrete and serves as reinforcement.

Die Konstruktion ist sehr stabil trotz sehr geringen Materialaufwandes. Die einzelnen Fachwerk-The construction is very stable despite the very low cost of materials. The individual half-timbered

■ * Ct■ * Ct

Aussteifungsstrecken sind sehr kurz, da das Aussteifungselement innen an den Gurtstäben angeschweisst wird.Stiffening sections are very short because the stiffening element is welded to the inside of the chord bars.

Da das Versteifungselement einstückig ausgebildet ist, erfolgt dessen Verbindung mit den Gurtstäben an relativ wenigen Schweissstellen, was eine entsprechend *- geringe Versprödung des Material durch das Schweissen bewirkt. Because the stiffening element is integrally formed is, it is connected to the belt bars at relatively few weld points, which is a corresponding * - low embrittlement of the material caused by welding.

Infolge der einstückigen Ausbildung ist esAs a result of the one-piece training it is

auch nicht notwendig, einzelne Ausfachungsstäbe vorzusehen, die einzeln verschweisst werden und bei starker Belastung leicht ausbrechen können.also not necessary to provide individual infill bars, which are individually welded and can easily break out under heavy loads.

Die Enden des Versteifungselementes sind gegeneinandergestossen und stumpf verschweisst, so dass auch hier kein überschüssiges Material durch Ueberlappungen entsteht.The ends of the stiffening element are butted against each other and butt welded so that here, too, no excess material arises from overlapping.

Zum Verbinden zweier Gitterträgersegmente werden diese an den Stössen miteinander verbunden. An den Enden jedes Gitterträgersegmentes werden zwei Winkeleisen 16 mitTo connect two lattice girder segments, they are connected to one another at the joints. At the ends each lattice girder segment are two angle irons 16 with

β · Itβ It

Bohrungen angeschweisst. Die Segmente können sodann an den Enden zusammengestossen und zusammengeschraubt werden.Welded holes. The segments can then be sent to the Ends are pushed together and screwed together.

Um einen Längenausgleich zu erzielen, können anstatt der Winkeleisen 16 zwei Platten 18 mit Bohrungen 19 beidseitig am Gitterträgersegment angesschweisst werden. Ein V-förmig gebogenes Verbindungselement 20 mit zwei Bohrungsreihen 21 wird von unten auf die Enden zweier benachbarter Gitterträgersegmente aufgeschoben und mit den Platten 18 verschraubt, wie dies aus der Figur 6 hervorgeht. In order to achieve length compensation, instead of the angle iron 16, two plates 18 with bores 19 are welded on both sides of the lattice girder segment. A V-shaped bent connecting element 20 with two Rows of holes 21 is pushed from below onto the ends of two adjacent lattice girder segments and with the Plates 18 screwed together, as can be seen from FIG.

Zur rationellen Herstellung der Gitterträgersegmente empfiehlt es sich, die Versteifungselemente in speziellen Lehre vorzufertigen. Sodann werden die oberen und unteren Gurtstäbe mit dem gewünschten Krümmungsradius vorgebogen und ebenfalls in eine Lehre gelegt, um sie räumlich zueinander zu fixieren. Nun werden die Versteifungselemente 4, 19 im Abstand voneinander zwischen die Gurtstäbe eingelegt und manuell oder mit einer Schweissmaschine verschweisst. Anschliessend werden an den Enden die Winkeleisen oder die Endplatten befestigt. Die ferti-For efficient production of the lattice girder segments, it is advisable to use the stiffening elements in special teaching. Then the upper ones and lower chord bars pre-bent with the desired radius of curvature and also placed in a jig around them to fix spatially to each other. Now the stiffening elements 4, 19 at a distance from each other between the Belt bars inserted and welded manually or with a welding machine. Then be on the ends the angle irons or the end plates attached. The ferti-

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- 13 -- 13 -

gen Gitterträgersegmente werden erst an Ort und Stelle miteinander definitiv verbunden, um den Ausbaurahmen zu bilden. The lattice girder segments are only joined together in place definitely connected to form the expansion frame.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Der Gitterträger wird verwendet für den Untertag-Strecken- und Schachtausbau. Er besteht aus drei parallelen Gurtstäben (1, 2, 3), die im Querschnitt ein Dreieck bilden, J und die mittels innerer Versteifungselemente (4) räumlich zueinander fixiert sind. Jedes Versteifungselement (4) ist einstückig aus einem mehrfach gebogenen Profilstab geformt. Die Versteifungselemente sind von innen an die Gurtstäbe (1, 2, 3) angeschweisst. Der Gitterträger ist einfach und kostengünstig herstellbar, und beim Einspritzen des Betons entstehen keine Spritzschatten.The lattice girder is used for underground line and shaft construction. It consists of three parallel belt bars (1, 2, 3) which form a triangle in cross section, J and which are spatially fixed to one another by means of internal stiffening elements (4). Each stiffening element (4) is formed in one piece from a multi-curved profile rod. The stiffening elements are welded to the belt bars (1, 2, 3) from the inside. The lattice girder is simple and inexpensive to manufacture, and no spray shadows are created when the concrete is injected.

(Figur 1)(Figure 1)

• > I 1 I I 1 > ■•> I 1 I I 1> ■

Claims (9)

10. August 1981 RS/kh "3-Gurt-PS-Träger" PANTEX-STAHL AG 6233 Btiron SCHUTZANSPRUCHEAugust 10, 1981 RS / kh "3-belt PS carrier" PANTEX-STAHL AG 6233 Btiron PROTECTION CLAIMS 1. Gitterträger für den Untertag-Strecken- und Schachtausbau, wobei drei parallele, im Querschnitt ein Dreieck bildende Gurtstäbe mittels innerer Versteifungselemente räumlich zueinander fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Vevsteifungselement (4) einstückig aus einem mehrfach gebogenen Profilstab1. Lattice girders for underground line and shaft construction, whereby three parallel belt bars, forming a triangle in cross section, are spatially fixed to one another by means of internal stiffening elements characterized in that each stiffening element (4) is made in one piece from a multi-bent profile rod /~\ besteht, und dass das Versteifungselcment (4) von/ ~ \, and that the stiffening element (4) of innen an die Gurtstäbe (1, 2, 3) angeschweisst ist.is welded to the inside of the belt bars (1, 2, 3). 2. Gitterträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden des Profilstabes gegeneinander gestossen und stumpf miteinander verschweisst sind.2. Lattice girder according to claim 1, characterized in that the ends of the profile bar abut against one another and butt welded together. ft · ■«ft · ■ « 3. Gitterträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (4) aus zwei Dreiecken (5, 6) besteht, die geneigt zueinander angeordnet sind, dass jedes Dreieck (5, 6) schräg zu den Gurtstäben (1, 2, 3) verläuft, und dass die Ecken der Dreiecke (5, 6) an den Gurtstäben angeschweisst sind.3. Lattice girder according to claim 1, characterized in that the stiffening element (4) consists of two triangles (5, 6), which are arranged inclined to one another, that each triangle (5, 6) is inclined to the belt bars (1, 2, 3) and that the corners of the triangles (5, 6) are welded to the belt bars. 4. Gitterträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Spitzen (7, 8) der Dreiecke (5, 6) über ein Verbindungsstück (9) miteinander verbunden sind.4. Lattice girder according to claim 3, characterized in that the two tips (7, 8) of the triangles (5, 6) are connected to one another via a connecting piece (9). 5. Gitterträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitzen (7, 8) der Dreiecke CS, 6) am inneren Gurtstab (3) und die Basisecken (11, 12 bzw. 13, 14) an den äusseren Gurtstäben (1, 2) befestigt sind.5. Lattice girder according to claim 4, characterized in that the tips (7, 8) of the triangles CS, 6) on the inner Belt rod (3) and the base corners (11, 12 or 13, 14) are attached to the outer belt bars (1, 2). 6. Gitterträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (4) in bezug auf eine senkrecht zu den Gurtstäben (1, 2, 3) verlaufende Mittenebene (15) symmetrisch ist.6. Lattice girder according to claim 1, characterized in that the stiffening element (4) with respect to a perpendicular to the belt bars (1, 2, 3) extending center plane (15) is symmetrical. 7. Gitterträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er aus Gitterträgersegmenten zusammengebaut ist, deren Stossenden je zwei an den Gurtstäben seitlich angeschweisste Winkeleisen (16) aufweisen, und dass je zwei benachbarte Winkeleisen (19) miteinander verschraubt sind.7. Lattice girder according to claim 1, characterized in that it is assembled from lattice girder segments, the abutting ends of which each have two angle irons (16) welded laterally to the belt bars, and that each two adjacent angle irons (19) are screwed together. 8. Gitterträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er aus Gitterträgersegmenten zusammengebaut ist, deren Stossenden je zwei an den Gurtstäben seitlich angeschweisste Lochplatten (18) aufweisen, und dass ein V-förmiges Verbindungselement (20) im Stossbereich auf die Gurtstäbe (1, 2, 3) aufgeschoben ist und mit den Lochplatten (18) verschraubt ist.8. Lattice girder according to claim 1, characterized in that it is assembled from lattice girder segments, the abutting ends of which each have two perforated plates (18) welded laterally to the belt bars, and that a V-shaped connecting element (20) is pushed onto the belt bars (1, 2, 3) in the joint area and with the perforated plates (18) is screwed. ^ ^ 9. Gitterträger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,9. Lattice girder according to claim 8, characterized in that dass das Verbindungselement zwei Lochreihen (21) aufweist, die wahlweise für die Verschraubung verwendbar sind.that the connecting element has two rows of holes (21) which can optionally be used for screwing are.
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