EP0716216A2

EP0716216A2 - Tübbing-Anordnung zum Auskleiden von Tunneln

Info

Publication number: EP0716216A2
Application number: EP95117731A
Authority: EP
Inventors: Knut Dr. Ing. Langhagen; Markus Dipl.-Ing. Thewes
Original assignee: Philipp Holzmann AG
Current assignee: Philipp Holzmann AG
Priority date: 1994-12-05
Filing date: 1995-11-10
Publication date: 1996-06-12
Also published as: DE4443046A1; DE4443046C2; EP0716216A3

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tübbing-Anordnung zum Auskleiden von Tunneln, bestehend aus einer Vielzahl von in Ringfugen aneinanderliegenden Tübbingringen. Jeder Tübbingring besteht aus mehreren Tübbingen, die in Betongelenke bildenden Längsfugen aneinanderliegen, wobei die Längsfugen benachbarter Tübbingringe gegeneinander versetzt sind. Um eine Verformung der Tübbingringe bei fehlender äußerer Abstützung in weichem Baugrund zu verhindern, werden benachbarte Tübbingringe in den Ringfugen miteinander gekoppelt. Das geschieht nach dem Stand der Technik mittels einer Nut-Feder-Paarung, über die die Koppelkräfte übertragen werden. Der Nachteil dieser Kopplung besteht darin, daß die zur Ableitung der Koppelkräfte verbleibende Tübbing-Wandstärke relativ gering ist. Somit kommt es auf der Außenseite der Tübbingringe sehr häufig zu einer Rißbildung, die zur Undichtigkeit der Tunnelröhre führt. Die Schadstellen müssen nachträglich mit hohem Aufwand beseitigt werden. Um dies zu vermeiden, wird vorgeschlagen, das Profil der Stirnseiten jedes Tübbings durch nur einen Absatz (5, 6) zu bilden, wobei dieser Absatz (5, 6) im Mittelbereich der Ringfuge (3) angeordnet ist. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tübbing-Anordnung zum Auskleiden von Tunneln, bestehend aus einer Vielzahl von in Ringfugen aneinanderliegenden Tübbingringen, die jeweils aus einzelnen Beton-Tübbingen zusammengesetzt sind, welche sich, eine Gelenkkette bildend, in Längsfugen aneinander abstützen, wobei die Längsfugen zwischen den Beton-Tübbingen benachbarter Tübbingringe gegeneinander versetzt und die beiden Stirnseiten jedes Beton-Tübbings profiliert sind, derart, daß die Profile Übertragungsflächen für radiale Koppelkräfte zwischen den Tübbingringen aufweisen und das Profil der einen Stirnseite die Negativ-Form des Profils der entgegengesetzten Stirnseite ist.
Tunnel, die im Schildvortrieb aufgefahren werden, sind heute meist mit Beton-Tübbingen (nachfolgend abkürzend Tübbinge genannt) ausgekleidet. Dazu werden die Tübbinge mit dem Fortschreiten der Tunnelvortriebsmaschine zu Tübbingringen zusammengesetzt, die aneinandergereiht die Tunnelröhre ergeben. Jeder Tübbingring besteht aus mehreren etwa gleich langen Tübbingen, die in Betongelenke bildenden Längsfugen aneinanderliegen. Üblich ist auch die Verwendung gleich langer Tübbinge mit einem kleineren Schlußstein, der die Komplettierung eines Tübbingringes vereinfacht.
In standfesten Böden ist die Abstützung der Tübbingröhre durch den Baugrund ausreichend, so daß die Verformung des Tübbingrings trotz der Gelenke ein verträgliches Maß nicht überschreitet. In weicheren Böden hingegen reicht die Abstützung der Tübbingröhre nicht aus. Es müssen daher Maßnahmen getroffen werden, die die mangelnde Abstützung kompensieren.
Dazu wird eine Kopplung der Gelenkringe in der Ringfuge verwendet, d.h. benachbarte Tübbingringe, bei denen die Längsfugen nach Art eines Mauersteinverbandes gegeneinander versetzt sind, wirken gemeinsam als biegesteife Tübbingschale.
Nach dem Stand der Technik, der in der beigefügten Figur 2 dargestellt ist, wird diese Kopplung der Tübbingringe durch eine profilierte Gestaltung der Tübbing-Stirnseiten erreicht, indem jeder Tübbing auf einer seiner Stirnseiten eine Nut und auf der anderen Stirnseite eine Feder (Nut-Feder-System) besitzt. Aufgrund der versetzten Anordnung der Längsfugen benachbarter Tübbingringe werden somit die Gelenke des einen Tübbingrings durch die Biegesteifigkeit des versetzt angeordneten Nachbarrings verriegelt, d.h. der eine Tübbingring holt sich die aufgrund des weichen Bodens erforderliche Biegesteifigkeit aus dem Nachbarring.
Die dabei wirkenden Koppelkräfte werden über die schrägen Anlageflächen der Nut-Feder-Paarung übertragen, und zwar radial nach innen und nach außen, d.h. die Übertragung der Koppelkräfte erfolgt als beidseitig druckfeste Verbindung.
Um die Koppelkräfte aufnehmen bzw. übertragen zu können, muß die Feder der Nut-Feder-Paarung eine bestimmte radiale Ausdehnung aufweisen, da sie bei einer zu schwachen Bemessung abplatzen, zumindest aber beschädigt werden könnte. Die notwendige radiale Bemessung der Feder wiederum bedingt eine entsprechende Bemessung der Nut, so daß zur Aufnahme der Koppelkräfte nur etwa ein Drittel bis ein Viertel der Wandstärke des Tübbings zur Verfügung steht, wie aus Fig. 2 hervorgeht. Demzufolge kommt es sehr häufig zur Ausbildung von Rissen, die sich von der Nut bis zur Außen- bzw. Innenseite des Tübbings erstrecken. Insbesondere die Risse nach außen sind problematisch, da diese unter Umgehung des Dichtrahmens zu einer Undichtigkeit der Tunnelröhre führen. Auch Bewehrungen können diese Risse nicht verhindern, zumal die Moniereisen in den gefährdeten Bereichen aufgrund zu geringen Betonvolumens nicht optimal verlegt werden können. Bei Tunnelröhren mit geringer Wandstärke von z.B. 30 cm, sind Bewehrungen der gefährdeten Bereiche überhaupt nicht möglich, so daß hier eine erhöhte Rißbildungsgefahr besteht. Die durch die Rißbildungen entstehenden Schadstellen müssen mit hohem Sanierungsaufwand wieder abgedichtet werden.
Hier setzt die Erfindung ein, deren Aufgabe darin besteht, eine durch die Übertragung von Koppelkräften bedingte Rißbildung in zu Betonröhren verlegten Tübbingen zu vermeiden, zumindest aber stark zu mindern, so daß nachträgliche Abdichtungsarbeiten an gefertigten Tunnelröhren gar nicht oder nur in einem relativ geringen Maße erforderlich werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Tübbing-Anordnung der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß das Profil der Stirnseiten jedes Tübbings durch nur einen Absatz gebildet ist, wobei dieser Absatz im Mittelbereich der Ringfuge angeordnet ist.
Infolge dieser einseitigen Ausklinkung ist die Druckübertragung von einem Tübbingring zum benachbarten Tübbingring nur noch einsinnig gerichtet, wodurch ein "Verriegeln" der Gelenke im oben beschriebenen Sinne nicht mehr möglich ist. Es hat sich gezeigt, daß trotz dieser nur einsinnigen Kopplung mehrere derart gekoppelte Tübbingringe als biegesteife Tübbingschale wirken, also auch mit dieser Konstruktion die mangelhafte Abstützung aufgrund des weichen Bodens kompensiert werden kann. Damit sind gegenüber dem Stand der Technik wesentliche Vorteile verbunden.
Die Übertragungsflächen für die Koppelkräfte verlaufen bei der erfindungsgemäßen Lösung etwa in Mittelbereich der Ringfuge, so daß für die Übertragung der Koppelkräfte etwa die Hälfte der Tübbing-Wandstärke zur Verfügung steht, und nicht etwa nur ein Drittel bis etwa ein Viertel wie nach dem Stand der Technik. Zudem ist die damit längere, mögliche Rißebene jetzt auch besser, bzw. bei kleineren Tübbing-Wandstärken, die bei Tunneln mit kleineren Durchmessern, z.B. bei U-Bahn-Röhren zur Anwendung kommen, überhaupt erst bewehrbar, da mehr Betonvolumen für die Bewehrung zur Verfügung steht. Die Erfindung bietet darüber hinaus auch die Möglichkeit, bei entsprechenden Belastungsverhältnissen die Tübbing-Wandstärke zu verringern.
Nach dem Stand der Technik wäre eine gleiche Bewehrbarkeit nur durch eine wesentliche Erhöhung der Tübbing-Wandstärke erreichbar. Es liegt auf der Hand, daß damit wesentlich höhere Herstellungskosten verbunden wären, die die nachträglichen Sanierungskosten übersteigen würden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels und der dazugehörigen Fig. 1 näher erläutert. Diese Figur zeigt einen Längsschnitt durch die Wandung zweier benachbarter Tübbingringe, wobei in der Zeichnung deren Außenseiten oben und deren Innenseiten unten liegen. Zur Darstellung des Standes der Technik ist Fig. 2 beigefügt, die in analoger Weise einen Längsschnitt durch die Wandung von zwei benachbarten Tübbingringen zeigt. Beide Figuren sind im gleichen Maßstab dargestellt.
Jeder Tübbingring 1, 2 ist, was aus der Darstellung nicht hervorgeht, aus mehreren Tübbingen zusammengesetzt, die in Längsfugen aneinanderliegen. Diese Längsfugen bilden Betongelenke, so daß jeder Tübbingring 1, 2 eine Kette von gelenkig verbundenen Tübbingen darstellt. Benachbarte Tübbingringe 1, 2 liegen ihrerseits in Ringfugen 3 aneinander. Diese Ringfugen 3 sind mittels eines Dichtrahmens 4 gegen Wassereinbrüche abgedichtet, welcher in eine sich ergänzende, an den Stirnseiten der Tübbingringe 1, 2 umlaufende Nut eingelegt ist. Insoweit unterscheidet sich das Ausführungsbeispiel für die Erfindung nicht vom Stand der Technik.
Wesentliche Unterschiede ergeben sich jedoch in der Ringfugen-Gestaltung, die sich aus der Profilierung der Stirnseiten der Tübbinge ergibt. Gemäß Fig. 1 beginnt die rechts liegende Stirnfläche von der Außenseite gesehen mit einem im wesentlichen lotrechten Abschnitt, der sich etwa bis zur Mitte der Ringfuge 3 erstreckt. Dort springt die Stirnfläche dann in einem Absatz 5 schräg nach innen und unten ein, um dann wieder in einen im wesentlichen lotrechten, sich bis zur Innenseite erstreckenden Abschnitt überzugehen. Auf der gegenüberliegenden Stirnseite ist der Absatz 6 durch einen gleichermaßen aber nach außen und unten vorspringenden Abschnitt gebildet. Beim Zusammensetzen der Tübbinge zu einem Tübbingring 1, 2 ergibt sich dann ein auf beiden Stirnseiten umlaufendes Profil, wobei sich beide Profile beim Aneinanderreihen der Tübbingringe 1, 2, wie aus Fig. 1 ersichtlich, ergänzen.
Die Übertragung der Koppelkräfte zwischen den Tübbingringen 1, 2 erfolgt über die schrägen Flächen der Absätze 5, 6. Aus Fig. 1 ist sehr gut zu erkennen, daß für die Ableitung der Koppelkräfte mehr als die Hälfte der Tübbing-Wandstärke zur Verfügung steht. Zudem läßt sich der durch mögliche Risse 7 gefährdete Bereich aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung besser bewehren, was durch einen Vergleich von Fig. 1 und 2 augenscheinlich wird.

Claims

Tübbing-Anordnung zum Auskleiden von Tunneln, bestehend aus einer Vielzahl von in Ringfugen aneinanderliegenden Tübbingringen, die jeweils aus einzelnen Beton-Tübbingen zusammengesetzt sind, welche sich, eine Gelenkkette bildend, in Längsfugen aneinander abstützen, wobei die Längsfugen zwischen den Beton-Tübbingen benachbarter Tübbingringe nach Art eines Mauersteinverbandes gegeneinander versetzt und die beiden Stirnseiten jedes Beton-Tübbings profiliert sind, derart, daß die Profile Flächen zur Übertragung von radialen Koppelkräften zwischen den Tübbingringen aufweisen, und das Profil der einen Stirnseite die Negativ-Form des Profils der anderen Stirnseite ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der Stirnseiten jedes Beton-Tübbings durch nur einen Absatz (5, 6) gebildet ist, der im Mittelbereich der Ringfuge (3) angeordnet ist.