SE525449C2 - Valvkonstruktion - Google Patents

Description

25 30 35 Pl482A 2 och tätande betonglager bildas. Betonglagret kan vara förstärkt med exempelvis armeringsnät för åstadkommande av en ökad hållfasthet. Betongelementen kan vara fastgjutna mot eller fixerade vid det aktuella utrymmets väggar och tak medelst exempelvis bergbult, men kan även vara så anordnade mot varandra eller utförda i ett så utformat stycke att de bildar en valvkonstruktion.

Typiskt är att valvkonstruktionen vanligen innefattar flera delelement anordnade mot och i följd efter varandra för bildande av valvets båge, se exempelvis GB-293,95l eller GB-945,258. Längs två av utrymmets sidor, se exempelvis GB-945,258, kan fundament eller sockelelernent vara anordnade på en botten av ballast, exempelvis makadam.

Ovanpå fimdamenten är sedan väsentligen vertikala och plana väggelement resta för att bilda tunnelväggar. Ovanpå väggelementen monteras därefter ytterligare, väsentligen bågfonnade vägg- eller takelement för bildning av valvkonstruktionens tak.

Ofta är delelementen fixerade medelst någon typ av infástningsdon, exempelvis bergbultar till det omgivande berget såsom t.ex. den tyska DE-C1-39 27 466 visar, eller så förankras de ingående delelementen vid varandras ändar för bildande av ett valv, se exempelvis GB-293,95 l. På grund av de många delelementen och de många infástningsdonen blir en sådan konstruktion både arbetskrafiskrävande och långsam att montera, med höga konstruktionskostnader som följ d. Då dylika infästningsdon sträcker sig rakt igenom delelementen, inklusive alla eventuella tätande och/eller isolerande skikt, och vidare in i omgivande berg eller jord kommer infästriingsdonen att leda vatten och kyla fram till och vidare in i eller igenom sj älva valvkonstruktionen. Hålen för infästningsdonen samt alla fogarna mellan det stora antalet av delelement måste därför tätas mycket noga, men de kommer ändå att utgöra en avsevärd ökad risk för vatten- inträngnirig under valvkonsmiktionexts hela livslängd. Ständigt återkommande inspektioner, service och reparationer av dylika valvkonstruktioner är således vanligt förekommande.

En gemensam nackdel för ovan redovisade metoder och konstruktioner är att de vanligen endast kan utföras först långt efter det att sj älva tunnelbygget passerat platsen för förstärknings- eller skyddsinklädriingen. Detta på grund av främst utrymmesskäl, men även på grund av att berget först måste sälqas och tätas genom att tunneltak och väggar rensas noga från löst berg, injekteras, betongbesprutas, etc. De skilda arbetslagen måste därför konkurrera om det tillgängliga utrymmet för att få plats för erforderliga förråd, för transporter och för genomförande av själva arbetet. Kravet på tillgänglighet till arbetsområdet för alla har bland annat lett till en utveckling mot större och 10 20 25 30 35 Pl482A 3 prefabricerade delelement (nedan även benämnda. prefabelement), vilka färdigställes på annan plats, transporteras in till så nära slutet på tunneln eller rummet som möjligt, där brytning, borrning, grävning etc. fortfarande kan pågå, och vilka stora och därmed mycket färre prefabelement sedan monteras ihop och fixeras till ett färdigt valv. Flera olika metoder och konstruktioner är kända.

Patentskrifierna WO 96/03552 och US-A 5,351,353 beskriver två liknande valv- konstruktioner, vilka vardera innefattar två bågfomiiga prefabelement, vilka vardera motsvarar väsentligen hälften av det aktuella utryrnmets välvning och vilka reses mot varandra fiån två fundament anordnande i utrymrnets längsriktning. Mellan de två prefabelementens övre ändar är en längsgående fast förbindning anordnad, vilken utgöres av en för nämnda element gemensam och fix betongfog, vilken betongfog är gjuten efier resandet av prefabelementen. En nackdel med dylika konstruktioner är att de är relativt komplicerade att montera och att skadade element är svåra att byta på grund av den ej demonterbara utfogen. Dessutom måste båda prefabelementen vara resta i korrekt läge och även hållas fast i detta läge under hela den tid det tar att härda betongen i fogen, exempelvis av en ställning eller dylikt. Själva gjutningen av fogen är besvärlig då den kräver tillgång till fogen från valvkonstruktionens ovansida och därmed att en ställning reses för betongarbetarna. Utrymmet blir således blockerat under sammanfogningen och en förhållandevis stor arbetsstyrka med allehanda utrustning, såsom ställning, gjutform, vatten, el, kompressor etc. måste finnas tillgänglig. Vidare medför en dylik konstruktion nackdelen att hela tunnelpassagen återigen måste avspärras vid ett eventuellt efter-montage eller byte av valvelernent, även om enbart ett enda valvelement behöver bytas.

Att färdigställa hela valvsektioner utanför utrymmet och transportera dessa på plats innebär i sin tur att mycket stora maskiner krävs för derma transport och risken för skador på de mycket otympliga och extremt tunga elementen (tiotals ton) blir hög.

Dylika konstruktioner är dock kända, men endast för mindre spännvidder på omkring 10 meter.

För att åtminstone delvis försöka åtgärda ovan diskuterade problem med vatten- inträngning kan ett eller flera lager av isolering placeras mellan valvkonstruktionen och berget, se exempelvis FR-Al-Z 621 351. En eventuell isolering kan även vara avsedd för värmeisolering av sj älva utrymmet. Dock, vid valvkonstruktioner som förankras medelst infästningsdon, typ bergbult, blir isoleringen penetrerad vid monteringen av infästningsdonen, vilket givetvis kraftigt minskar isoleringens tätande effekt, och vid 10 20 25 30 35 525 449 P l482A 4 sj älvbärande valvkonstruktioner uppstår problem med hur den utvändiga isoleringen skall kurma täta från utsidan vid fogarna mellan delelementen och mellan intilliggande isoleringslager. Nänmda franska skrift har exempelvis genomgående stroppar (12) och klister för fästande av isoleringslagret.

KORT BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att eliminera eller åtrninstone minimera ovan nämnda problem, vilket åstadkommes med hjälp av en valvkonstruktion för beklädnad av eller för välvning inuti utrymmen såsom tunnlar, bergrum eller liknande, vilken valvkonstruktion innefattar minst en långsträckt mittsektion och ett sidoelement, vilket sidoelement är upprest längs en nedre kant och anordnat mot mittsektionen för bildning av en valvsektion genom samverkan vid sin övre ände eller kant, varvid endast nämnda mittsektion är i sig fast förankrad i utrymmets begränsningsyta, att sido- elementet är anordnat på avstånd från och helt fi-iliggande fi-ån nämnda begränsningsyta mellan sin nedre och sin övre ände eller kant, vilken övre ände eller kant är lösbart förbunden med nämnda mittsektion via ett förband och att nämnda mittsektion utgör upplag för sidoelementet och att de övre ytoma av mittsektionen och sidoelement är anordnade längs väsentligen samma båglinj e.

Tack vare denna specifika lösning, där den övre ytan av mittelement och sidoelement följer väsentligen samma båglinje (som i detta område även kan vara rätlinjig eller åtminstone näst intill rätlinjig) skapas en sammansatt konstruktion som låter sig passas in i utrymmen med begränsade mått, varvid inbyggnadsmåttet för den sammansatta konstruktionen blir mycket litet, vilket exempelvis vid tunnelbyggnationen leder till avsevärda besparingar efiersom det fiamsprängda tunneltaket då kan göras lägre.

KORT FIGURBESKRIVNING Fig. 1 är ett schematiskt tvärsnitt genom delar av en valvkonstruktion enligt en första utföringsform av föreliggande uppfinning för beklädnad av eller välvning i ett utrymme såsom en tunnel, bergrum eller liknande, vilken valvkonstruktion har skalformiga sidoelement vilka är resta mot en längsgående, i utrymmets tak fast monterad mittsektion, Figur 2 visar schematiskt och i större skala ett modifierat utförande av en mittsektion och sidoelement enligt uppfinningen, Figur 3 visar ett fundament enligt uppfinningen i genomskärning i vertikalled, och Figur 4 visar en genomskärning av två intilliggande fundament enligt figur 3.

Figur 5 visar ett ytterligare modifierat utförande, som i stort är lika som det i Fig. 2. 10 15 20 25 30 35 P 1482A DETALJERAD BESKRIVNING Med hänvisning till F ig. 1 visas schematiskt en valvkonstruktion 1 för beklädnad av eller för välvning inuti utrymmen 2 såsom tunnlar, bergrum eller liknande. Valv- konstruktionen 1 irmefattar ett antal skalformiga sidoelement 3, 4, vilka är vridbart uppresta längs en nedre, rundad kant 5 och anordnade mot en längsträckt rnittsektion 6 för bildning av en valvbågssektíon 7 genom samverkan mellan sidoelementen 3, 4 och mittsektionen 6 vid sidoelementens 3, 4 övre kanter eller ändar 8. Vid den visade utföringsforrnen är sidoelementen 3, 4 parvis vända mot varandra och uppställda sida vid sida i utrymmets 2 längsriktning på två väsentligen parallella rader av prefabricerade betongfundarnent 9, vilka är belägna ovanpå en fyllnad 10 av ballast, exempelvis makadam, grus etc. Fundamenten 9 kan dock vid ej visade utföringsformer vara platsutna, eller av annat material än betong eller direkt anordnade ur befintligt golv 11. Fyllnaden 10 utgör även dräneringslager varför dräneringsrör 12 är nedlagda längs utrymmets 2 sidor i därför avsedda diken 13. De visade fundamenten 9 innefattar håligheter 14 anordnade inuti fimdamenten 9, exempelvis ingiutna rör eller ledningar 14 för kablar, dränering, ventilation, avlopp eller liknade vilka sträcker sig väsentligen i valvkonstruktionens 1 längsriktning, dvs. i utrymmets 2 riktning. I fimdamenten 9 kan även väsentligen vertikalt anordnade håligheter eller don 15 finnas, såsom avlopps- eller inspektionsbrunnar samt urtag för sådana. Ovanpå fyllnaden 10 är erforderliga lager av mattor, fuktspärrar, isolering och beläggningar 16 utlagda bestämt av det aktuella utrymmets 2 ändamål, exempelvis vid ett skyddsrum betonggolv och vid en trafiktunnel asfalt etc. Sidoelementen 3, 4 och rnittsektionen 6 i varje valvbågssektion 7 är lämpligen utformade och samverkande på ett sådant sätt att varje valvbågssektion 7 väsentligen har en krökningsradie som i möjligaste mån överensstämmer med det aktuella utrymmets 2 tvärsnittssektion eller begränsningsyta 2a, normalt omfattande dess tak och vägg, dock med ett erforderligt mellanrum dem mellan. Således är valvkonstruktionens 1 sidoelement 3, 4 helt fria från direkt kontakt med utryrnmets 2 väggsidor, varför inget vatten, annat än eventuell vattendmppning, kan ledas över till valvkonstruktionen 1 via de armars så vanligt förekommande infästningsdonen mellan nämnda väggsidor och sidoelementen vid konkurrerande valvkonstruktioner. Vid den föredragna och visade utföringsformen har varje sidoelement 3, 4 en skalform med ett bågformat tvärsnitt.

Dock faller även plana, vinklade eller på annat sätt utformade tvärsnitt inom uppñnningstanken. En rärma 17 är anordnad i utrymmets 2 längsriktning i vardera fundamentet 9. I rännan 17 är sidoelementen 3, 4 fiitt uppställda sida vid sida för erhållande av vridbarhet och ett bestämt motstånd mot förskjutning av nämnda sidoelement 3, 4 vid dessas nedre kanter 5. Avsikten är bland annat att få ett erforderligt mothåll under monteringen av de enskilda sidoelementen 3, 4 vid dessas uppvridning 10 20 25 30 35 525 449 P1482A mot mittsektionen 6 och en stadig men ändå flexibel anslutning mellan varje enskilt sidoelement 3, 4 och det bärande underlaget, exempelvis dei fig. 1 visade fimdamenten 9, men även att få ett erforderligt motstånd mot de skjuvningskrafier som kan uppkomma, exempelvis vid påkörning eller vid en explosion inne i eller utanför utrymmet 2. I stället för eller längs utsidan av rännan 17 kan även en längsgående kant 18 eller rad av vid viss krafi efiergivliga don vara anordnade. Vid den visade utföringsfornien utgör fundamenten 9 även en prefabricerad gångbana.

I figur 2 visas schematiskt och i större skala ett tvärsnitt genom en utföringsform enligt uppfinningen. Det visas en rnittsektion 6, vid vilken två sidoelement 3, 4 är upphängda vid sina ovankanter 8. Mittensektionen 6 innefattar ett mittelement 20 i form av en långsträckt balk, vilken enligt den visade utföringsforrnen utgörs av en U-profil med utskott 6A, 6B i vardera längskant. Vid mittelementets 20 undersida och på avstånd fi-ån mittelementets längsgående kanter/sidor 27, 28, är minst två första hållarorgan 23, 24 (lämpligen i form av ingiutna bult) förmonterade för varje respektive sidoelement 3, 4.

Hållarna 23, 24 är anordnade inuti urtagningar 100, 101, vilka firms gjorda i respektive utskotts 6A, 6B undersida, och löperi tvärled så att öppningar 111, 112 skapas i kanterna 27, 28. Även sidoelementen 3, 4 är vid sina ovankanter 8 anordnade med motsvarande urtagningar 102, 103. Respektive utskottskant ändyta 27, 28 är fasad i ca 45° vinkel, för att passa samman med en motsvarande fasning (även den på ca 45°, men vinklad åt andra hållet) hos sidoelementen 3, 4. Det inses att i stället för en spetsvinklig fasning kan även andra konfigurationer, såsom exempelvis helt vinkelräta avslutningar av ändytorna/kanterna anordnas som ger önskad samverkan mellan delarna. Ett flertal hållare 23, 24 är anordnade i varje valvbågssektion, med lämpligt mellanrum beroende på omständigheter. Mittsektionen 6 är monterad vid bergväggen 2A med infästningsdon 37 (företrädesvis ett antal bergbultar) medelst i mittsektionen 6 förmonterade, företrädesvis ingiutna, fästelernent 104, 105. Enligt det visade utförandet består fastelementen 104, 105 av U-järn (företrädesvis av begränsad längd, men kan också vara placerade längs hela mittsektionen), vilka förankrats vid bergbulten 37 med hjälp av muttrar 106. Lämpligen finns ingjutningsdelar 107, 108 fastsvetsade vid U-jämen 104, 105, i syfte att ytterligare säkra förbandet mellan infästningsdon 37 och rriittsektionen 6.

Inuti varje urtagning 100,-103 finns medelst skruvförband (som låses i respektive hållarorgan) skruvförband anordnat plåtförband 109, 110 vilka överbrygga: gapet mellan mittkanten 26, 27 av mittsektionen och ovankant 8 av sidoelementen, så att en fixering av respektive sidoelement 3, 4 vid mittsektionen 6 erhålles. Varje urtagning 10 20 25 30 (Ii h.) 01 Ja. -§> \Q P1482A 7 täcks av ett tätningselement 113, 114, i syfie att förhindra passage av vätska och/eller gas ner eller upp genom gapen mellan mittsektion och sidoelement.

I figur 3 visas i genomskärning ett fundament 9 ämnat att användas tillsammans med uppfinningen. Det visas att fimdamentet med fördel är anordnat med en urtagning 17 i övre ytan, som är ämnat att samverka med bottendelen av ett sidoelement. Vidare framgår att fundamentet är anordnat med ett antal genomgående håligheter 14, lämpligen i form av ingjutna PVC-rör. I dessa rör 14 kan ledningar, mm placeras.

I figur 4 visas att två intilliggande betongfimdament 9A, 9B företrädesvis är anordnade med styrdubb 123 respektive styrhylsor 124. Enligt det föredragna utförandet är varje styrdubb 123 anordnad med en kulforrnig yttre ände 123A, samt styrrören 124 är lätt koniskt anordnade, vilket gör att inpassningen förenklas, samtidigt som det medger viss vinkelavvikelse. Med hjälp av styrdubb 123 och hylsa 124 kan man enkelt samman- passa PVC-rören 14 genom att styrdubben är längre än de utskjutande ändarna 14A hos rören som skall inpassas i motsvarande urtagningar 14BB i intilliggande fundaments- block.

I F ig. 5 visas i princip samma lösning som i F ig. 2, dock med den noterbara skillnaden att bergbulten 37 går genom hela mittelementet 6 och här detta genom att med en mutter 131 via en i elementet 6 ingiuten platta 130 ta upp lasten från elementen.

Uppfinningen är inte begränsad av det ovan visade utan kan varieras inom ramarna för de efterföljande patentlcraven. Det inses bl a att infästningsdonen 37 i vissa tillämpningar då de är tillräckligt långa kan avlasta direkt mot ett plåtförband 109, 110 som även överbryggar gapet. Vidare inses det att i många tillämpningar är en fördel att inte ha infästningsdonen 37 och upphållningsorganen 23, 24 placerade vid samma position, utan i stället ha dessa på avstånd från varandra. Det inses även att många andra former av i sig kända hopfogningsorgan än plattjärn kan användas för att sammanföra och samrnanhålla mittsektionen samt sidoelement.

Claims (3)

10 15 20 25 30 35 (fl h.) 01 -!>- -m \_D Pl482A 8 PATENTKRAV

1. Valvkonstruktion (1) för beklädnad av eller för välvning inuti utrymmen (2) såsom tunnlar, bergrum eller liknande, vilken valvkonstruktion (1) innefattar minst ett sido- element (3, 4), och en långsträckt mittsektion (6), vilken utgör upplag för sidoelementet (3,4), och vilket sidoelement (3, 4) är upprest längs en nedre kant (5) och anordnat mot mittsektionen (6) för bildning av en valvsektion (7) genom samverkan vid sin övre ände eller kant (8) där endast nämnda mittsektion (6) är i sig fast förankrad i utrymmets (2) begränsningsyta (2a) och där varje sidoelement (3, 4) är anordnat på avstånd från och helt friliggande fi-ån nämnda begränsningsyta (2a) mellan nämnda nedre och övre ände eller kant (5, 8) och där nämnda övre ände eller kant (8) är lösbart förbunden via ett förband (109,110) med nämnda mittsektion (6), k ä n n e t e c k n a d a v att mittsektionen (6) innefattar ett mittelement (20) i form av en långsträckt balk, att förbandet (109, 110) för att sammanföra och lösbart sammanhålla mittsektionen (6) samt sidoelementen (3, 4), som utgörs av prefabricerade element av armerad betong, är så anordnat att det överbryggar gapet mellan mittsektionen (6) och nämnda sidoelement (3,4) för erhållande av en fixering av respektive sidoelement (3, 4) vid mittsektionen (6) där de övre ytoma av de till varandra således lösbart fixerade mittsektionen (6) och nänmda sidoelement (3, 4) är anordnade längs väsentligen samma båglinje som i möjligaste mån överensstämmer med det aktuella utrymmets (2) tvärsnittssektion eller begränsningsyta (2a), dock med ett erforderligt mellannnn dem mellan, varför inget vatten kan ledas över till valvkonstruktionen (1) mellan nämnda nedre och övre ände eller kant (5, 8).

2. Valvkonstruktion (1) enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att mittelementet (20) innefattar utskott (6A, 6B) som är anordnade vid dess vardera längskant (27, 28), att urtagningama (100, 101) är anordnade vid nämnda utskott (6A, 6B) löpande i tvärled för skapande av öppningar i kanterna (27, 28), att även sidoelementen (3, 4) innefattar motsvarande urtagningar (102, 103) och att förbandet (109, 110) är anordnat inuti varje urtagning (100 - 103).

3.Valvkonstruktionenligtk1av 1 eller2, k ä n n e t e c k n a d a v att valvkonstruktionen (1) vidare innefattar fundament (9) för en uppställning av nämnda sidoelement (3, 4), varvid nämnda fimdament (9) innehåller åtminstone ett genomgående rör (14) för exempelvis kablage, dränering, ventilation, avlopp eller liknande samt att styrdon, exempelvis innefattande styrdubb (123) och styrhylsor (124), finns anordnade för att kunna inpassa två intilliggande fundament (9) och sidoelernent (3, 4) till varandra.