SK120597A3

SK120597A3 - Reinforced girder frame and its stiffeners for the reinforcing mining openings and tunnels

Info

Publication number: SK120597A3
Application number: SK1205-97A
Authority: SK
Inventors: Rudolf Seiz
Original assignee: Ankra Spol S R O
Priority date: 1996-12-02
Filing date: 1997-09-08
Publication date: 1998-08-05
Also published as: DE19711627A1; DE19711627C2; CZ213297A3; CZ285100B6

Description

Priehradový vystužovací rám a jeho výstuhy na vystužovanie banských chodieb a tunelov

I

Oblasť techniky.

Vynález sa týka priehradového vystužovacieho rámu na vystužovanie banských chodieb a tunelov a jeho výstuh.

Doterajší stav techniky.

Doterajšie známe priehradové vystužovacie rámy na vystužovanie tunelov tvoria tri navzájom paralelne prebiehajúce a trojuholník tvoriace tyčové pásnice, ktoré sú spolu priestorovo spojené prostredníctvom priehradových vzpier. Každá priehradová vzpera je tvorená priamymi výstužovacími a ku sebe sa zbiehajúcimi úsekmi do tvaru V, ktoré sú na jednom konci spolu spojené. Priehradové vzpery sú usporiadané medzi hornou a dolnou tyčovou pásnicou a stýmito tyčovými pásnicami sú spojené zvarmi. Os súmernosti každej priehradovej vzpery sa pritom nachádza v rovine, preloženej osou hornej tyčovej pásnice a odpovedajúcej dolnej tyčovej pásnici, pričom dolné tyčové pásnice sú spolu spojené prostredníctvom privarených priečnych vzpier. Priehradové nosníky sú napríklad uvádzané v nasledujúcich tlačovinách:

EP 0073 733 A 1

Tu nárokovaný priehradový nosník vykazuje tri paralelné tyčové pásnice, ktoré sú priestorovo navzájom fixované prostredníctvom vnútorných monoblokových vystužovacích prvkov. Vystužovacie prvky sa vyznačujú časťami prebiehajúcimi paralelne s tyčovými pásnicami a s týmito tyčovými pásnicami sú zvarené. Značnou nevýhodou tohoto zvarového spojenia je, že vplyvom šikmo nabiehajúcej diagonálnej tyče prenášajúcej strižné sily, môže dôjsť k roztrhnutiu zvaru od jeho konca zipsovým spôsobom, čím sa dĺžka zvaru stane neúčinnou.

-2FR-PS 1.098003

Priehradový nosník sa vyznačuje tromi súbežnými tyčovými pásnicami, ktoré sú fixované vo svojej polohe pomocou girlandovo tvarovaných prvkov. Girlandové prvky sú vo svojich vrcholoch privarené na tyčových pásniciach, čím vzniká na styčnom mieste ohybov bodový zvarový spoj. Zvarový materiál sa na tomto mieste zhromažďuje v kruhovom tvare do vytvárajúceho sa žliabku. Pretože zvarový spoj pozostáva prakticky iba zo začiatočného a koncového krátera, nie je už definovateľný. K tomu pristupuje skutočnosť, že zvar je zhotovený priamo v mieste ohybu vzniknutého tvárnením za studená, čím vzniká nebezpečenstvo krehkého lomu. Priečne vystuženie dvojice tyčových pásnic je vytvorené zvonku, pomocou pravouhlo privarených priečnych vzpier.

DE GM 820 62 77.3

Tu nárokovaný priehradový nosník sa vyznačuje v podstate rovnakými znakmi ako je to pri FR-PS 1.098003. Girlandovo tvarované prvky tu vystužujú tyčové pásnice. Priečne vystuženie dvojice tyčových pásnic je vytvorené priečnymi výstuhami, navarenými z vonkajšej strany.

DE 4003 525 A 1

Ako pri DE 8206277.3 a FR-PS 1.098003 s týmito odchýlkami: Priečne vystuženie dvojice tyčových pásnic je dosiahnuté privarením priečnych výstuh medzi dvojicu tyčových pásnic.

Podstata vynálezu.

Základnou úlohou vynálezu je vyvinúť druhovo zhodný priehradový vystužovací rám, ktoiý dovoľuje vyššiu zaťažiteľnosť zvarových spojov, ktorý skracuje vzperné dĺžky priehradových vzpier a ktorý svojim usporiadaním priečnych vzpier zvýši torznú tuhosť. Tieto vlastnosti spĺňa riešenie vystužovacieho rámu z priehradových nosníkov podľa vynálezu, ktorého tri k sebe paralelne prebiehajúce a trojuholník tvoriace tyčové pásnice

-3sú pomocou priehradových vzpier spolu priestorovo spojené. Každá priehradová vzpera pozostáva z priamych úsekov konfígurovaných vzájomne do tvaru V a na jednom konci spolu spojených. Tieto priehradové vzpery sú usporiadané medzi hornou a dolnou tyčovou pásnicou a k týmto sú privarené tak, že os súmernosti každej priehradovej vzpery leží v rovine, preloženej osami hornej tyčovej pásnice a odpovedajúcej dolnej tyčovej pásnice. Spodné tyčové pásnice sú spolu spojené prostredníctvom pravouhlo privarených priečnych vzpier. Podstata vynálezu spočíva v tom, že priečne vzpery sú usporiadané medzi priehradovými vzperami a spodnými tyčovými pásnicami vedľa zvaru dolnej tyčovej pásnice a priehradovej vzpeiy, priliehajú k priehradovým vzperám a k dolným tyčovým pásniciam a prostredníctvom zvarov sú s týmito spojené. Podstatou vynálezu je tiež to, že medzi priehradovými vzperami a hornou tyčovou pásnicou sú usporiadané vedľa ich spojovacieho zvaru a priehradovej vzpery prídavné priečne vzpery, priliehajúce k priehradovým vzperám a k hornej tyčovej pásnici, s ktorými sú spojené zvarom. Ďalej, že priehradové vzpery pozostávajú z dvoch priamych úsekov konfígurovaných do tvaru V. Tieto sú na jednom konci vzájomne spojené pomocou jedného alebo dvoch oblúkov s medziľahlým k tyčovým pásniciam paralelne orientovaným dielom alebo sú spojené k tyčovým pásniciam paralelne orientovaným dielom, pričom druhé konce vybiehajú vo smere spodných tyčových pásnic. Ďalej, že priehradové vzpery pozostávajú z jednotlivých vzpier, tvorených priamymi v tvare V konfígurovanými dielmi. Tieto sú spolu spojené prostredníctvom jedného alebo dvoch oblúkov s medziľahlým ku spodným tyčovým pásniciam paralelne orientovaným dielom a priebežným priehradovým prvkom hadovitého tvaru. Podstatou vynálezu je tiež to, že vystužovací rám z priehradových nosníkov je zostavený zo segmentov, ktorých konce sú opatrené na tyčových pásniciach navarenými rúrkovými kusmi a že vždy dva proti sebe sa nachádzajúce rúrkové kusy je možné spolu spojiť. Spojené sú zaklinovaným čapom alebo skrutkami, pričom rúrkové kusy jednej polovičky spoja sú polohovanou predmontážou spojené do jedného celku a privarené na konci priehradového vystužovacieho rámu. Prvok fixujúci rúrkové kusy súčasne zosilňuje koniec priehradového vystužovacieho rámu. Medzi podstatné znaky vynálezu patrí ďalej, že vzájomnou polohou zvarov priečnej vzpery vznikne moment, ktorý zvyšuje torznú tuhosť nosníka a že priečne vzpery sú usporiadané na priehradových

-4výstuhách a zvarením polohovo fixované tak, že v montážnej polohe priliehajú ku spodným tyčovým pásniciam a priehradové vzpery priliehajú tiež k hornej tyčovej pásnici. Minimálne jedna prídavná priečna vzpera je umiestnená na oboch priehradových vzperách a polohovo fixovaná zvarením tak, že v montážnej polohe prilieha prídavná priečna vzpera a priehradová vzpera k hornej tyčovej pásnici. V prípade hadovitého tvaru priehradovej vzpery sú priečne vzpery vždy spojené s dvomi priehradovými vzperami hadovitého tvaru do jednej jednotky a sú polohovo na priehradových vzperách hadovitého tvaru zvarením fixované tak, že v montážnej polohe priečne vzpery a priehradové vzpery hadovitého tvaru priliehajú k dolným tyčovým pásniciam a priehradová vzpera hadovitého tvaru k hornej tyčovej pásnici. Naviac je na každom oblúkovom prvku umiestnená minimálne jedna prídavná priečna vzpera na oboch priehradových vzperách hadovitého tvaru a tam polohovo zvarením fixovaná tak, že v montážnej polohe prilieha prídavná priečna vzpera a priehradová výstuha hadovitého tvaru k hornej tyčovej pásnici.

Základnou myšlienkou vynálezu je také vytvorenie vystuženia priehradového vystužovacieho rámu, aby usporiadaním priehradových vzpier v spojení s priečnymi vzperami vznikol na tyčových pásniciach zdvojený zvarový spoj, ktorý rozdelí silu pôsobiacu vo vzpere a zabráni rozthnutiu zvaru touto silou. Okrem toho bolo zámerom vynálezu usporiadať priečnu vzperu tak, aby skrátila vzpernú dĺžku priehradovej vzpery, čím sa zvýši nosnosť nosníka a polohovať priečnu vzperu tak, aby sa medzi jej zvarmi vytvoril moment spätného pootočenia, ktorý zvýši torznú tuhosť nosníka. Výhody tohoto riešenia je možné zhrnúť takto:

Priehradové vzpery sa nachádzajú presne v spojovacej rovine medzi osami hornej a spodnej pásovej tyče, takže nemôžu vzniknúť žiadne prídavné momenty.

-5Prehľad vyobrazení na výkresoch

Na pripojených výkresoch je znázornené príkladné vyhotovenie priehradového vystužovacieho rámu na vystužovanie banských chodieb a tunelov a jeho výstuhy podľa vynálezu. Obr. la predstavuje nárys detailného pohľadu na vzájomné zvarenie dolnej tyčovej pásnice s priehradovou vzperou, obr. lb predstavuje jeho bokorys. Obr. 2a predstavuje pohľad na priehradový vystužovací rám posilnený priečnymi vzperami a prídavnými priečnymi vzperami v bokorysnom reze, obr. 2b predstavuje jeho nárys. Na obr. 3 je v perspektívnom pohľade znázornená časť priehradového vystužovacieho rámu a jeho jedna výstuha. Obr. 4 predstavuje rovnaký pohľad iba na výstuhu priehradového vystužovacieho rámu. Na obr. 5a je v nárysnom pohľade časť priehradového vystužovacieho rámu s priebežnou priehradovou vzperou, obr. 5b predstavuje jeho bokorys. Na obr. 6a je znázornená v bokorysnom pohľade spojka priehradového vystužovacieho rámu na vzájomné spojenie s druhým priehradovým vystužovacím rámom, obr. 6b predstavuje jeho nárysný pohľad.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Priehradové vystužovacie rámy pre vystužovanie banských chodieb a tunelov sú vyrábané ako oblúkové segmenty, ktoré sú na koncoch opatrené spojmi. V banskej alebo tunelovej chodbe sú skladané a spájané do oblúka. Priehradový vystužovací rám je vyrobený z troch paralelných tyčových pásnic I, 2 priestorovo usporiadaných na vrcholoch rovnoramenného trojuholníka pomocou priehradových vzpier 3, ako je zjavné z obr. 2a a 2b. Tieto vzpery sa vyrobia jednoduchým spôsobom, tvarovo zhodné, bez predchádzajúceho zvarenia v tvare S. Dve tieto priehradové vzpery 3 sa v požadovanej šikmej polohe zvaria s priečnymi vzperami 4 na predpokladanom mieste v prípravku, takže vznikne do seba uzatvorený výstužný prvok ako je vidieť na obr. 4. Takto vyrobené výstužné prvky sa usporiadajú medzi tyčovými pásnicami I a 2, ako je zjavné z obr. 3 a sú s týmito v prípravku zvarené. Pri dodržaní základnej myšlienky usporiadania priečnych

-6vzpier 4 je tiež možné vyhotovenie priehradovej vzpery 3a hadovitého tvaru, ako je znázornené na obr. 5 a.

Základnou myšlienkou vynálezu, to je jeho princípom, je usporiadanie priečnych vzpier 4 vedľa zvaru 5, ktorým je priehradová vzpera 3 privarená k dolnej tyčovej pásnici 2 a to tak, že priečne vzpery 4 sa dotýkajú ako priehradovej vzpery 3 tak dolnej tyčovej pásnice 2 ku ktorým je v tejto polohe privarená zvarom 6 a 7, ako je zjavné z obr. la a lb. Pre náročnejšie podmienky zaťaženia priehradového vystužovacieho rámu je vhodné jeho posilnenie o prídavné priečne vzpery 4a. Tieto sú usporiadané vedľa zvaru, ktorým je privarená priehradová vzpera 3 k hornej tyčovej pásnici i. Prídavné vzpery 4a sa v tomto prípade dotýkajú priehradovej vzpery 3 a hornej tyčovej pásnice i ku ktorým sú v tejto polohe privarené obdobne ako priečne vzpery 4. Toto zosilnené vyhotovenie vystužovacieho rámu je znázornené na obr. 2a a 2b. Konce priehradových vystužovacích rámov sú opatrené dvomi rúrkovými kusmi 8, ktoré sú privarené k hornej tyčovej pásnici a dvomi rúrkovými kusmi 8 z ktorých jeden je privarený k jednej dolnej tyčovej pásnici a druhý rúrkový kus 8 k druhej spodnej tyčovej pásnici 2. Takto sú v priestore priehradových vystužovacích rámov predpolohované rozperným dielom 9 ku ktorého obvodu sú rovnako privarené. Týmto rozperným dielom 9 je súčasne zosilnený koniec segmentu priehradového vystužovacieho rámu. Rúrkové kusy 8 tvoria spoj dvoch k sebe priliehajúcich segmentov priehradového vystužovacieho rámu. Pevné rozoberateľné spojenie je možné dosiahnuť tak, že cez dva susediace rúrkové kusy 8 sa prestrčí čap s otvorom pre klin, ktorým sa spoj zaklinuje alebo sa trubkové kusy 8 zoskrutkujú prestrčenou skrutkou.

Priemyselná využiteľnosť

Priehradový vystužovací rám podľa vynálezu je možné využiť na vystužovanie tunelov, banských chodieb razených v uhoľnom a rudnom baníctve a vystužovaniu podzemných chodieb napr. kanalizačných, kolektorových a pod.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Priehradový vystužovací rám na vystužovanie tunelov, ktorého tri k sebe paralelne prebiehajúce a trojuholník tvoriace tyčové pásnice (1, 2) sú pomocou priehradových vzpier (3) priestorovo spolu spojené, pričom každá priehradová vzpera (3) vykazuje k sebe prebiehajúce priame výstužné diely v tvare V, ktoré sú na jednom konci spolu spojené, pričom sú priehradové vzpery (3) usporiadané medzi hornou (1) a dolnou tyčovou pásnicou (2) a sú s týmito zvarením spojené, pričom sa symetrická rovina každej priehradovej vzpery (3) nachádza v rovine, napnutej vždy medzi osami hornej tyčovej pásnice (1) a dolnej tyčovej pásnice (2), a dolné tyčové pásnice (2) sú spolu zvarom (6) spojené prostredníctvom k týmto pravouhlo prebiehajúcimi priečnymi vzperami (4), vyznačujúci sa tým, že priečne vzpery (4) sú usporiadané vedľa zvaru (5) dolnej tyčovej pásnice (2) a priehradovej vzpery (3) medzi priehradovými vzperami (3) a spodnými tyčovými pásnicami (2), priliehajú k priehradovým vzperám (3) a k dolným tyčovým pásniciam (2) a prostredníctvom zvaru (6, 7) sú s týmito spojené.
2. Priehradový vystužovací rám podľa nároku 1 vyznačujúci sa tým, že medzi priehradovými vzperami (3) a hornou tyčovou pásnicou (1) sú usporiadané prídavné priečne vzpery (4a) vedľa zvaru spojujúceho hornú tyčovú pásnicu (1) a priehradové vzpery (3) a že priliehajú k priehradovým vzperám (3) a k hornej tyčovej pásnici (1) a sú s týmito spojené zvarom.
3. Priehradový rám podľa nárokov 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že priehradové vzpery (3) pozostávajú z jednotlivých vzpier s dvomi ku sebe v tvare V zbiehajúcimi sa priamymi výstužnými dielmi, ktoré sú na jedných koncoch pomocou jedného alebo dvoch oblúkov vzájomne spojené s medzi týmito ležiacim a paralelne k tyčovým pásniciam (1, 2) prebiehajúcim dielom alebo sú spojené s paralelne k tyčovým pásniciam (1, 2) prebiehajúcim dielom, pričom druhé konce vybiehajú smerom k spodným tyčovým pásniciam (2).

-84. Priehradový vystužovací rám podľa nárokov 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že priehradové vzpery (3) pozostávajú z jednotlivých vzpier s k sebe v tvare V zbiehajúcimi sa priamymi výstužnými dielmi, ktoré sú prostredníctvom jedného alebo dvoch oblúkov spolu spojené s medzi týmito ležiacim a paralelne k dolným tyčovým pásniciam (2) prebiehajúcim dielom a sú tak prepojené do priebežnej priehradovej konštrukcie hadovitého tvaru.
5. Priehradový vystužovací rám podľa nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že je zostavený zo segmentov, ktorých konce vykazujú na tyčových pásniciach navarené rúrkové kusy (8) a že vždy dva proti sebe sa nachádzajúce rúrkové kusy (8) je možné spolu spojiť.
6. Priehradový vystužovací rám podľa nároku 5 vyznačujúci sa tým, že naproti sebe usporiadané rúrkové kusy sú spojené štrbinovým čapom s klinom alebo skrutkami.
7. Priehradový vystužovací rám podľa nárokov 5 alebo 6, vyznačujúci sa tým, že rúrkové kusy (8) jednej spojovacej polovičky sú prostredníctvom ich polohy fixujúcim prvkom (9) spojené do jedného celku a privarené na konci priehradového vystužovacieho rámu.
8. Priehradový vystužovací rám podľa jedného z nárokov 4 až 7 vyznačujúci sa tým, že prvok (9) fixujúci rúrkové kusy súčasne zosilňuje koniec priehradového nosníka.
9. Priehradový vystužovací rám podľa nárokov 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že vzdialenosťou medzi zvarmi (6) a (7) vznikne moment, ktorý zvyšuje torznú tuhosť nosníka.

-910. Výstužný prvok pre priehradový vystužovací rám podľa niektorého z nárokov 1 až 3 a 5 až 8, pozostávajúci z dvoch ku sebe v tvare V prebiehajúcich priamych vzperných dielov, ktoré sú na jedných koncoch cez jeden alebo dva oblúky spojené s jedným medzi tým sa nachádzajúcim a paralelne k dolným tyčovým pásniciam (2) prebiehajúcemu dielu a na druhých koncoch vybiehajú v smere dolných tyčových pásnic (2), pričom sú dve priehradové výstuhy (3) spolu cez dve priečne vzpery (4) spojené do jedného prvku, vyznačujúci sa tým, že priečne vzpery (4) sú usporiadané na priehradových výstuhách (3) a zvarom (7) polohovo fixované tak, že v montážnej polohe priliehajú priečne vzpery (4) a priehradové vzpery (3) ku spodným tyčovým pásniciam (2) a priehradové vzpery (3) k hornej tyčovej pásnici (1). (Obr. 2a, 2b).
11. Výstužný prvok podľa nároku 9, vyznačujúci sa tým, že je umiestnená minimálne jedna prídavná priečna výztuha (4a) na obidvoch priehradových vzperách (3) a .polohovo zvarením fixovaná tak, že v montážnej polohe prilieha prídavná priečna vzpera (4a) a priehradová výstuha (3) k hornej tyčovej pásnici (1). (Obr. 2a, 2b).
12. Výstužný prvok pre priehradový vystužovací rám podľa niektorého z nárokov 1, 2 a 4 až 8 pozostávajúci z priamych vzperných dielov prebiehajúcich ku sebe v tvare V, ktoré sú na koncoch cez jeden alebo dva oblúky spojené s medzi týmito uloženým a paralelne k tyčovým pásniciam (1, 2) prebiehajúcim dielom do priebežnej priehradovej vzpery hadovitého tvaru, vyznačujúci sa tým, že priečne vzpery (4) sú vždy spojené s dvomi priehradovými vzperami hadovitého tvaru do jednej jednotky a sú polohovo na priehradových vzperách hadovitého tvaru zvarom (7) fixované tak, že v montážnej polohe priečnej vzpery (4) a priehradovej vzpery hadovitého tvaru (3a) priliehajú ku spodným tyčovým pásniciam (2) a priehradová vzpera hadovitého tvaru (3 a) k hornej tyčovej pásnici (1). (Obr. 2a, 2b, 5a, 5b).

- 1013. Výstužný prvok podľa nároku 11, vyznačujúci sa tým, že je naviac na každom oblúkovom prvku umiestnená minimálne jedna prídavná priečna vzpera (4a) na oboch priehradových vzperách hadovitého tvaru (3 a) a tam polohovo zvarením fixovaná tak, že v montážnej polohe prilieha prídavná priečna vzpera (4a) a priehradová výstuha hadovitého tvaru (3a) k hornej tyčovej pásnici (1). (Obr. 2a, 2b, 5a, 5b).