WO2014180841A2 - Schalungssegment sowie schalungssystem mit mehreren solchen schalungssegmenten - Google Patents

Schalungssegment sowie schalungssystem mit mehreren solchen schalungssegmenten Download PDF

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WO2014180841A2
WO2014180841A2 PCT/EP2014/059229 EP2014059229W WO2014180841A2 WO 2014180841 A2 WO2014180841 A2 WO 2014180841A2 EP 2014059229 W EP2014059229 W EP 2014059229W WO 2014180841 A2 WO2014180841 A2 WO 2014180841A2
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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/04—Lining with building materials
    • E21D11/10—Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
    • E21D11/102—Removable shuttering; Bearing or supporting devices therefor

Definitions

  • the invention relates to a formwork segment for lining a tunnel with a curved tunnel cross-section, comprising a plurality of side members extending in the installed state in a longitudinal direction of the tunnel, a plurality of cross members extending transversely to the longitudinal direction, and a flat, curved cross-section formwork skin, which supported both on the longitudinal members and on the cross members, wherein the longitudinal members and the cross member form a supporting substructure, which seen in the longitudinal direction has lateral edge portions and an intermediate central portion.
  • DE 25 50 030 C2 describes a so-called "traveling formwork" whose supporting structure comprises a flexible formwork and adjusting devices for adapting the formwork curvature to different cross sections of a tunnel or tunnel Curvature of the formwork can be varied in the described support structure within wide limits, so that the use of migratory formwork is no longer limited to a specific tunnel or tunnel cross-section.
  • the object of the invention is a formwork segment for boarding a tunnel with a curved tunnel cross section and a formwork system with to provide a plurality of such formwork segments, wherein the formwork segment or the formwork system is easily and quickly adapted to different tunnel cross sections.
  • this object is achieved by a formwork segment of the type mentioned, in which the formwork skin in the middle section rigidly connected to the substructure and is radially adjustable in the edge portions relative to the cross members.
  • This restriction of the radial adjustability on peripheral sub-segments accelerates and simplifies the adaptation of the formwork segments to different tunnel cross-sections considerably.
  • Due to the rigid attachment of the middle section of the formwork to the substructure it is not possible to change the curvature in this area so that different formwork skin curves can result over the cross section.
  • these differences in curvature are so small that, given suitable positioning of the adjustable edge sections, they are visually hardly or not at all perceptible.
  • the longitudinal members are supported radially on the cross members, and the formwork skin rests against the longitudinal members, wherein the longitudinal members arranged in the middle portion of the substructure fixed in the radial direction fixed to the cross member and arranged in the edge portions of the substructure longitudinal member relative to Cross members are radially adjustable.
  • the formwork skin is preferably fixed to the longitudinal members, so that the formwork segment forms a preassembled assembly, which is radially adjustable only at the edge with little effort.
  • the formwork segment has a radial outer side of each cross member in the center portion of the substructure on a predetermined radius of curvature, wherein the formwork skin rests in the middle portion of the substructure on the cross member.
  • the cross member thus forms in the middle section of the substructure an (additional) contact surface for the formwork, whereby the formwork skin bends less under load.
  • the side members in the center portion of the substructure are received in a non-tilting manner in recesses of the cross member. Since the cross member thus already prevents tilting of the longitudinal members in the middle section of the substructure, additional measures for anti-tilting of the longitudinal members be waived. This contributes to a particularly simple and inexpensive construction of the formwork segment.
  • a radial outside of the side members and a radial outside of the cross member are preferably substantially flush.
  • the substructure forms in the center section of a particularly large contact surface for the formwork, which contributes to a low deflection of the formwork under load.
  • interchangeable spacers are provided in the edge portions of the substructure between a radial inner side of the longitudinal carrier and a radial outer side of the cross member. These spacers ensure in the edge sections on the one hand a reliable load transfer of the formwork in the substructure and on the other hand allow a simple radial adjustment of the formwork in the lateral edge portions of the substructure.
  • a longitudinal member, a spacer and a cross member are each releasably connected to each other.
  • the invention also relates to a formwork system for lining a tunnel with a curved tunnel cross-section, comprising a support frame, which is movable in a longitudinal direction of the tunnel, as well as a plurality of above-mentioned formwork segments, which are supported on the support frame, wherein the support frame, a mounting grid for variable attachment the shuttering segments has. Due to this flexible mounting grid, the support frame can be maintained at an adaptation of the formwork segments to different tunnel cross-sections. Overall, this leads to a formwork system that can be easily and quickly adapted to different tunnel cross sections with little effort.
  • a plurality of connecting elements are provided for fastening the formwork segments on the support frame, which fix the cross member of the formwork segments on the support frame.
  • the connecting elements in this case preferably comprise perforated plates, wherein a hole pattern of the perforated plates is matched to the mounting grid of the supporting framework.
  • the perforated plates with little effort on the variable Attach supporting framework and can usually be maintained in the event of adaptation of the formwork system to a modified tunnel cross-section.
  • the connecting elements may comprise perforated plates and the cross members have a fastening grid, wherein a hole pattern of the perforated plates is matched to the mounting grid of the cross member.
  • the connecting elements may further comprise supports with adjustable support length. Due to their adjustability, the supports can also be adapted flexibly to different tunnel cross sections so that replacement is not necessary or only in the case of major changes in the tunnel cross section.
  • the cross members of two circumferentially adjacent formwork segments are preferably pivotally connected to each other. This joint allows a relative movement of circumferentially adjacent formwork segments, which is necessary for adaptation of the formwork system to different tunnel cross-sections. However, a time-consuming, complete realignment of the adjacent shuttering segments relative to each other is not required due to the existing hinge connection.
  • adjacent longitudinal members of two circumferentially adjacent shuttering segments are firmly connected. This leads to a firm, substantially tight connection of the adjacent shuttering segments and prevents or minimizes undesirable leakage of, for example, concrete milk of the concrete or other filling material adjacent to the shuttering skin.
  • a cover plate which extends in the longitudinal direction and bears substantially tightly against the formwork skins of the two formwork segments, can be arranged between two formwork segments adjacent in the circumferential direction. If, when adapting the formwork system to different tunnel cross-sections, a gap arises between the formwork segments adjacent in the circumferential direction, such a cover plate can be used to prevent undesired leakage of, for example, concrete milk from the formwork. Prevent or minimize the concrete or other filling material with little effort.
  • FIG. 1 is a side view of a formwork segment according to the invention.
  • FIG. 2 shows a side view of a formwork system according to the invention adapted to a first cross-sectional geometry
  • FIG. 3 shows the side view of the formwork system according to FIG. 2 adapted to a second cross-sectional geometry
  • FIG. 4 shows the side view of the formwork system according to FIG. 2, adapted to a third cross-sectional geometry
  • FIG. 5 shows a cross section through a tunnel, which is enclosed by the formwork system according to FIGS. 2 to 4.
  • 1 shows a formwork segment 10 for lining a tunnel 12 with a curved tunnel cross-section (see FIG. 5), comprising a plurality of side members 14 which extend in the installed state in a longitudinal direction of the tunnel 12, a plurality of cross members 16 which extend transversely to the longitudinal direction, and a flat, curved in cross section formwork skin 18, which is supported both on the longitudinal members 14 and on the cross members 16.
  • the longitudinal members 14 and the cross member 16 form a supporting substructure 20, which seen in the longitudinal direction has lateral edge portions 22 and an intermediate central portion 24.
  • the formwork skin 18 is rigidly connected to the substructure 20 in the middle section 24 and radially adjustable in the edge sections 22 relative to the cross members 16 of the substructure 20.
  • the side members 14 are supported radially on the cross members 16, wherein the arranged in the central portion 24 of the substructure 20 longitudinal beams 14 fixed in the radial direction fixedly secured to the cross member 16 and arranged in the edge portions 22 of the substructure 20 longitudinal member 14 relative to the cross member 16 are radially adjustable.
  • the formwork skin 18, which is for example a flexible sheet metal, in particular a flexible sheet steel, bears against the longitudinal members 14.
  • the formwork skin 18 is applied to all longitudinal members 14 of the formwork segment 10, that is, both of the in the middle section 24 of Substructure 20 arranged longitudinal beams 14 as well as on the arranged in the edge portions 22 of the substructure 20 longitudinal beams 14,
  • the formwork skin 18 in the center portion 24 of the substructure 20 also on the cross members 16, wherein a radial outer side 26 of each cross member 16 in this central portion 24 has a predetermined radius of curvature r.
  • This radius of curvature r is preferably designed for a tunnel cross-section of "medium size” and can accordingly both be increased and reduced in the edge sections 22 of the substructure 20.
  • the cross members 16 in the middle section 24 of the substructure 20 have recesses 28 in which the longitudinal members 14
  • the radial outer side 26 of the cross member 16 has, in particular due to the recesses 28 and the predetermined curvature in the central portion 24 a geometrically complex contour, which is why the radial outer side 26 of the cross member 16 is preferably made by laser cutting.
  • the radial outer side 26 of the cross member 16 and a radial outer side 30 of the longitudinal members 14 are in the middle portion 24 of the substructure 20 is substantially flush, so that the largest possible contact surface for the formwork skin 18 results.
  • interchangeable spacers 34 are provided in the edge portions 22 of the substructure 20 between the radial outside 26 of the cross members 16 and a radial inside 32 of the side members 14.
  • spacers 34 are, for example, sheet metal plates with different thickness, that is, different radial dimensions used.
  • the radial position of the longitudinal members 14 changes in the edge portions 22 of the substructure 20, as indicated in Figure 1.
  • the number of metal plates can be varied alternatively or in addition to the plate thickness.
  • a radial displacement of the longitudinal members 14 by the spacers 34 leads to a change in the radius of curvature of the formwork skin 18 in the edge portions 22 of the substructure 20.
  • Preferred are the radius of curvature r of the formwork skin 18 in the center portion 24 of the substructure 20 and the exchangeable spacers 34 in the edge portions 22nd the substructure 20 is coordinated so that the predetermined radius of curvature r in Center portion 24 represents a "medium" radius of curvature, which can be both increased in the edge portions 22 by suitable spacers 34 and reduced.
  • a longitudinal member 14 at least one associated spacer 34 and an adjacent cross member 16 are each releasably connected to each other, which is exemplified in Figure 1 for a longitudinal member 14 by a screw 36.
  • the fixed connection prevents slippage of the individual components relative to each other and thus ensures reliable load transfer.
  • the connection also enables a simple exchange of the spacers 34 and thus a rapid adaptation of the formwork segment 10 to different tunnel cross sections.
  • Adjacent to the longitudinal members 14 20 connecting plates 37 are provided according to Figure 1 in the edge portions 22 of the substructure 37, which are fixed to the cross member 16, in particular welded to the cross member 16. About this connection plates 37, the spacers 34 and the side members 14, for example, by a screw, with little effort on the cross member 16 releasably secure.
  • FIGS. 2 to 4 show a formwork system 38 for lining a tunnel 12 with a curved tunnel cross-section, comprising a support frame 40 which is movable in the longitudinal direction of the tunnel 12, and several, in particular exactly five, of the formwork segments 10 described above, which overlap the support frame 40 support.
  • the support frame 40 has a fastening grid for the variable fastening of the shuttering segments 10, so that the shuttering system 38 can be adapted very quickly to different tunnel cross sections with little effort.
  • the formwork system 38 is shown in Figures 2 to 4 in three different switching positions.
  • the formwork system 38 according to FIG. 2 is adapted to large tunnel cross sections, according to FIG. 3 to mean tunnel cross sections and according to FIG. 4 to small tunnel cross sections.
  • a tunnel width B according to FIG. 2 may be about 7.5 m, according to FIG. 3 about 6.5 m and according to FIG. 4 about 5.9 m.
  • a plurality of connecting elements are provided according to the figures 2 to 4, which fix the cross member 16 of the formwork segments 10 on the support frame 40.
  • the adaptation of the formwork system 38 to different tunnel cross-sections takes place essentially By contrast, the frame-shaped support frame 40 remains largely unchanged, so that a total of rapid cross-sectional adaptation of the formwork system 38 is possible.
  • the fasteners for fastening the formwork segments 10 on the support frame 40 in this case comprise a plurality of perforated plates 42, wherein a hole pattern of the perforated plates 42 is matched to the mounting grid of the support frame 40.
  • the cross member 16 of the formwork segments 10 have a fixing grid for the connecting elements, wherein a hole pattern of the perforated plates 42 is also matched to the mounting grid of the cross member 16.
  • This coordination of the hole pattern of the perforated plates 42 with the mounting grid of the support frame 40 and / or the mounting grid of the cross member 16 allows a very variable use of the perforated plates 42, which can thus be used in different mounting positions for different sound positions and tunnel cross sections.
  • the fasteners for securing the formwork segments 10 on the support frame 40 also include supports 44 with adjustable support length.
  • the supports 44 are designed, for example, as spindles and, because of their adjustable length, do not have to be exchanged for every cross-sectional adaptation of the formwork system 38, but can be used variably within certain limits.
  • the cross members 16 of two circumferentially 46 adjacent formwork segments 10 are pivotally connected to each other.
  • joints 48 are provided for this purpose in Figures 2 to 4.
  • the pivotal connection of adjacent formwork segments 10 is realized by perforated plates 50 having at least one slot 52 to allow a certain Verschwenkbar- speed of the adjacent shuttering segments 10 ,
  • a cover plate 54 may be provided from a certain gap width, which extends in the longitudinal direction and is substantially tight against the formwork skins 18 of the two formwork segments 10. Such a cover plate 54 is indicated in Figure 4 and anchored radially inwardly to prevent unwanted displacement of the cover plate 54.
  • peripheral formwork elements are also referred to as wall segments, and the remaining, middle formwork elements 10 as vault segments.
  • gaps are possible between the two vertically uppermost wall segments and the adjacent, so to speak, first arched segment, since the wall segments have to be folded inward toward the end shells.
  • this transition cover plates 54 are available.
  • a gap-free transition between the formwork segments 10 can be achieved with a suitable design.
  • cover plates 54 are not necessary and, under certain circumstances, is not at all possible due to the lack of installation space for the back-anchoring.
  • adjoining longitudinal members 14 of two circumferentially 46 adjacent formwork segments 10 fixed (but releasably) connected to each other, in particular braced together to ensure a high density in the joint area.
  • Such a connection of two adjacent side members 14 is indicated in Figures 2 and 4 by a screw 56.
  • the connection between a wall segment and a vault segment is preferably carried out by a joint 48 in order to be able to provide large pivoting angles between the formwork segments 10. When stripping can then first fold the wall segments inward before the entire formwork system 38 is lowered.
  • the cover plates 54 are preferably also used in order to seal the formwork system 38.
  • FIG. 5 shows the formwork system 38 in the switching position according to FIG. 4, installed in a tunnel 12.
  • the frame-shaped support stand 40 is movable on rollers or rails 58 in the longitudinal direction of the tunnel 12 and also provides a free cross section for a truck 60.
  • This truck 60 can be used for example for material transport, but also for moving the formwork system 38 in the longitudinal direction of the tunnel 12.
  • the shuttering system 38 described can be easily offset in the longitudinal direction of the tunnel 12 with a plurality of shuttering segments 10 shown in FIG. 1, and also permits efficient tunneling of the tunnel 12, even with variable tunnel cross sections.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schalungssegment (10) zum Verschalen eines Tunnels (12) mit gekrümmtem Tunnelquerschnitt, umfassend mehrere Längsträger (14), die sich im eingebauten Zustand in einer Längsrichtung des Tunnels (12) erstrecken, mehrere Querträger (16), die sich quer zur Längsrichtung erstrecken, sowie eine flächige, im Querschnitt gekrümmte Schalhaut (18), welche sich sowohl an den Längsträgern (14) als auch an den Querträgern (16) abstützt, wobei die Längsträger (14) und die Querträger (16) eine tragende Unterkonstruktion (20) bilden, welche in Längsrichtung gesehen seitliche Randabschnitte (22) sowie einen dazwischenliegenden Mittenabschnitt (24) aufweist, wobei die Schalhaut (18) im Mittenabschnitt (24) starr mit der Unterkonstruktion (20) verbunden und in den Randabschnitten (22) relativ zu den Querträgern (16) radial verstellbar ist. Darüber hinaus umfasst die Erfindung auch ein Schalungssystem mit mehreren solchen Schalungssegmenten (10).

Description

Schalungssegment sowie Schalungssystem mit mehreren solchen
Schalungssegmenten
Die Erfindung betrifft ein Schalungssegment zum Verschalen eines Tunnels mit gekrümmtem Tunnelquerschnitt, umfassend mehrere Längsträger, die sich im eingebauten Zustand in einer Längsrichtung des Tunnels erstrecken, mehrere Querträger, die sich quer zur Längsrichtung erstrecken, sowie eine flächige, im Querschnitt gekrümmte Schalhaut, welche sich sowohl an den Längsträgern als auch an den Querträgern abstützt, wobei die Längsträger und die Querträger eine tragende Unterkonstruktion bilden, welche in Längsrichtung gesehen seitliche Randabschnitte sowie einen dazwischenliegenden Mittenabschnitt aufweist. Um die Krümmung der Schalhaut an unterschiedliche Tunnelquerschnitte anpassen zu können, ist in der gattungsgemäßen DE 25 50 030 C2 eine sogenannte„wandernde Schalung" beschrieben, deren Tragkonstruktion eine biegsame Schalhaut sowie Stellvorrichtungen zur Anpassung der Schalhautkrümmung an unterschiedliche Querschnitte eines Tunnels oder Stollens umfasst. Die Krümmung der Schalhaut ist bei der beschriebenen Tragkonstruktion in weiten Grenzen veränderbar, so dass der Einsatz der wandernden Schalung nicht mehr auf einen bestimmten Tunnel- oder Stollenquerschnitt beschränkt ist.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass das Einstellen einer gewünschten Schalhautwölbung mittels der zahlreichen Stellvorrichtungen sehr zeitaufwendig ist, was letztlich die Kosten zum Einschalen des Tunnels erhöht.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schalungssegment zum Verschalen eines Tunnels mit gekrümmtem Tunnelquerschnitt sowie ein Schalungssystem mit mehreren solchen Schalungssegmenten zu schaffen, wobei das Schalungssegment bzw. das Schalungssystem einfach und schnell an unterschiedliche Tunnelquerschnitte anpassbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Schalungssegment der eingangs genannten Art, bei dem die Schalhaut im Mittenabschnitt starr mit der Unterkonstruktion verbunden und in den Randabschnitten relativ zu den Querträgern radial versteilbar ist. Diese Einschränkung der radialen Verstellbarkeit auf randseitige Teilsegmente beschleunigt und vereinfacht die Anpassung der Schalungssegmente an unterschiedliche Tunnelquerschnitte erheblich. Aufgrund der starren Befestigung des Mittenabschnitts der Schalhaut an der Unterkonstruktion ist eine Krümmungsänderung in diesem Bereich nicht möglich, so dass sich über den Querschnitt unterschiedliche Schalhaut-Krümmungen ergeben können. In den Grenzen üblicherweise auftretender Querschnittänderungen eines Tunnels sind diese Krümmungsunterschiede jedoch so gering, dass sie bei geeigneter Positionierung der verstellbaren Randabschnitte optisch kaum oder gar nicht wahrnehmbar sind.
In einer Ausführungsform des Schalungssegments stützen sich die Längsträger radial an den Querträgern ab, und die Schalhaut liegt an den Längsträgern an, wobei die im Mittenabschnitt der Unterkonstruktion angeordneten Längsträger in radialer Richtung fest am Querträger fixiert und die in den Randabschnitten der Unterkonstruktion angeordneten Längsträger relativ zum Querträger radial verstellbar sind. Im Übrigen ist die Schalhaut vorzugsweise an den Längsträgern fixiert, so dass das Schalungssegment eine vormontierte Baugruppe bildet, welche lediglich randseitig mit geringem Aufwand radial justierbar ist. In einer weiteren Ausführungsform des Schalungssegments weist eine radiale Außenseite jedes Querträgers im Mittenabschnitt der Unterkonstruktion einen vorgegebenen Krümmungsradius auf, wobei die Schalhaut im Mittenabschnitt der Unterkonstruktion am Querträger anliegt. Der Querträger bildet folglich im Mittenabschnitt der Unterkonstruktion eine (zusätzliche) Anlagefläche für die Schalhaut aus, wodurch sich die Schalhaut unter Belastung weniger durchbiegt.
Vorzugsweise sind die Längsträger im Mittenabschnitt der Unterkonstruktion kippsicher in Ausnehmungen des Querträgers aufgenommen. Da der Querträger somit bereits ein Kippen der Längsträger im Mittenabschnitt der Unterkonstruktion verhindert, kann auf zusätzliche Maßnahmen zur Kippsicherung der Längsträger verzichtet werden. Dies trägt zu einer besonders einfachen und kostengünstigen Konstruktion des Schalungssegments bei.
Bevorzugt sind im Mittenabschnitt der Unterkonstruktion eine radiale Außenseite der Längsträger und eine radiale Außenseite der Querträger im Wesentlichen bündig. Auf diese Weise bildet die Unterkonstruktion im Mittenabschnitt eine besonders große Auflagefläche für die Schalhaut aus, was unter Belastung zu einer geringen Durchbiegung der Schalhaut beiträgt.
In einer weiteren Ausführungsform des Schalungssegments sind in den Randabschnitten der Unterkonstruktion zwischen einer radialen Innenseite der Längs- träger und einer radialen Außenseite der Querträger austauschbare Abstandshalter vorgesehen. Diese Abstandshalter gewährleisten in den Randabschnitten einerseits eine zuverlässige Lastabtragung von der Schalhaut in die Unterkonstruktion und ermöglichen zum anderen eine einfache radiale Verstellung der Schalhaut in den seitlichen Randabschnitten der Unterkonstruktion. Vorzugsweise sind dabei in den Randabschnitten der Unterkonstruktion ein Längsträger, ein Abstandshalter und ein Querträger jeweils lösbar miteinander verbunden.
Die Erfindung betrifft im Übrigen auch ein Schalungssystem zum Verschalen eines Tunnels mit gekrümmtem Tunnelquerschnitt, umfassend ein Traggerüst, welches in einer Längsrichtung des Tunnels bewegbar ist, sowie mehrere der oben genannten Schalungssegmente, welche sich am Traggerüst abstützen, wobei das Traggerüst ein Befestigungsraster zur variablen Befestigung der Schalungssegmente aufweist. Aufgrund dieses flexiblen Befestigungsrasters kann das Traggerüst bei einer Anpassung der Schalungssegmente an unterschiedliche Tunnelquerschnitte beibehalten werden. Dies führt insgesamt zu einem Schalungssystem, weiches sich mit geringem Aufwand, einfach und schnell an verschiedene Tunnelquerschnitte anpassen lässt.
In einer Ausführungsform des Schalungssystems sind zum Befestigen der Schalungssegmente am Traggerüst mehrere Verbindungselemente vorgesehen, welche die Querträger der Schalungssegmente am Traggerüst fixieren.
Die Verbindungselemente umfassen hierbei bevorzugt Lochplatten, wobei ein Lochbild der Lochplatten auf das Befestigungsraster des Traggerüsts abgestimmt ist. Auf diese Weise lassen sich die Lochplatten mit geringem Aufwand variabel am Traggerüst befestigen und können üblicherweise im Falle einer Anpassung des Schalungssystems an einen veränderten Tunnelquerschnitt beibehalten werden.
Alternativ oder zusätzlich können die Verbindungselemente Lochplatten umfassen und die Querträger ein Befestigungsraster aufweisen, wobei ein Lochbild der Lochplatten auf das Befestigungsraster der Querträger abgestimmt ist. Dies führt zu einer Vielzahl von Befestigungsmöglichkeiten, so dass die Lochplatten bei der Anpassung des Schalungssystems an unterschiedliche Tunnelquerschnitte üblicherweise nicht ausgetauscht werden müssen, sondern beibehalten werden können. Die Verbindungselemente können ferner Stützen mit verstellbarer Stützenlänge umfassen. Aufgrund ihrer Verstellbarkeit lassen sich auch die Stützen flexibel an unterschiedliche Tunnelquerschnitte anpassen, sodass ein Austausch nicht oder nur bei größeren Änderungen des Tunnelquerschnitts nötig ist.
Die Querträger zweier in Umfangsrichtung benachbarter Schalungssegmente sind vorzugsweise schwenkbar miteinander verbunden. Diese Gelenkverbindung erlaubt eine Relativbewegung von in Umfangsrichtung benachbarten Schalungssegmenten, welche zur Anpassung des Schalungssystems an unterschiedliche Tunnelquerschnitte notwendig ist. Eine zeitaufwendige, vollständige Neuausrichtung der benachbarten Schalungssegmente relativ zueinander ist jedoch aufgrund der bestehenden Gelenkverbindung nicht erforderlich.
In einer Ausführungsform des Schalungssystems sind aneinander angrenzende Längsträger zweier in Umfangsrichtung benachbarter Schalungssegmente fest miteinander verbunden. Dies führt zu einer festen, weitgehend dichten Verbindung der benachbarten Schalungssegmente und verhindert oder minimiert eine uner- wünschte Leckage von zum Beispiel Betonmilch des an die Schalhaut angrenzenden Betons oder sonstigen Füllmaterials.
Zwischen zwei in Umfangrichtung benachbarten Schalungssegmenten kann im Übrigen ein Abdeckblech angeordnet sein, welches sich in Längsrichtung erstreckt und im Wesentlichen dicht an den Schalhäuten der beiden Schalungssegmente anliegt. Entsteht bei der Anpassung des Schalungssystems an unterschiedliche Tunnelquerschnitte ein Spalt zwischen den in Umfangsrichtung benachbarten Schalungssegmenten, so lässt sich durch ein solches Abdeckblech eine unerwünschte Leckage von zum Beispiel Betonmilch des an die Schalhaut angrenzen- den Betons oder sonstigen Füllmaterials mit geringem Aufwand verhindern oder minimieren.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:
- Figur 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schalungssegments;
- Figur 2 eine Seitenansicht eines erfindungsmäßen Schalungssystems an- gepasst an eine erste Querschnittsgeometrie;
- Figur 3 die Seitenansicht des Schalungssystems gemäß Figur 2 angepasst an eine zweite Querschnittsgeometrie;
- Figur 4 die Seitenansicht des Schalungssystems gemäß Figur 2, angepasst an eine dritte Querschnittsgeometrie; und
- Figur 5 einen Querschnitt durch einen Tunnel, der mit dem Schalungssystem gemäß den Figuren 2 bis 4 eingeschalt ist. Die Figur 1 zeigt ein Schalungssegment 10 zum Verschalen eines Tunnels 12 mit gekrümmtem Tunnelquerschnitt (siehe Figur 5), umfassend mehrere Längsträger 14, die sich im eingebauten Zustand in einer Längsrichtung des Tunnels 12 erstrecken, mehrere Querträger 16, die sich quer zur Längsrichtung erstrecken, sowie eine flächige, im Querschnitt gekrümmte Schalhaut 18, welche sich sowohl an den Längsträgern 14 als auch an den Querträgern 16 abstützt. Die Längsträger 14 und die Querträger 16 bilden eine tragende Unterkonstruktion 20, welche in Längsrichtung gesehen seitliche Randabschnitte 22 sowie einen dazwischenliegenden Mittenabschnitt 24 aufweist. Die Schalhaut 18 ist im Mittenabschnitt 24 starr mit der Unterkonstruktion 20 verbunden und in den Randabschnitten 22 relativ zu den Querträgern 16 der Unterkonstruktion 20 radial verstellbar.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel stützen sich die Längsträger 14 radial an den Querträgern 16 ab, wobei die im Mittenabschnitt 24 der Unterkonstruktion 20 angeordneten Längsträger 14 in radialer Richtung fest am Querträger 16 fixiert und die in den Randabschnitten 22 der Unterkonstruktion 20 angeordneten Längsträger 14 relativ zum Querträger 16 radial verstellbar sind. Die Schalhaut 18, welche zum Beispiel ein flexibles Blech, insbesondere ein flexibles Stahlblech ist, liegt an den Längsträgern 14 an. Insbesondere liegt die Schalhaut 18 an allen Längsträgern 14 des Schalungssegments 10 an, das heißt sowohl an den im Mittenabschnitt 24 der Unterkonstruktion 20 angeordneten Längsträgern 14 als auch an den in den Randabschnitten 22 der Unterkonstruktion 20 angeordneten Längsträgern 14,
Gemäß Figur 1 liegt die Schalhaut 18 im Mittenabschnitt 24 der Unterkonstruktion 20 auch an den Querträgern 16 an, wobei eine radiale Außenseite 26 jedes Querträgers 16 in diesem Mittenabschnitt 24 einen vorgegebenen Krümmungsradius r aufweist. Dieser Krümmungsradius r ist vorzugsweise auf einen Tunnelquerschnitt„mittlerer Größe" ausgelegt und kann dementsprechend in den Randabschnitten 22 der Unterkonstruktion 20 sowohl vergrößert als auch verkleinert werden. Ferner weisen die Querträger 16 im Mittenabschnitt 24 der Unterkonstruktion 20 Ausnehmungen 28 auf, in denen die Längsträger 14 kippsicher aufgenommen sind. Die radiale Außenseite 26 der Querträger 16 weist insbesondere aufgrund der Ausnehmungen 28 und der vorgegebenen Krümmung im Mittenabschnitt 24 eine geometrisch recht komplexe Kontur auf, weshalb die radiale Außenseite 26 der Querträger 16 vorzugsweise durch Laserschneiden hergestellt wird.
Die radiale Außenseite 26 der Querträger 16 und eine radiale Außenseite 30 der Längsträger 14 sind im Mittenabschnitt 24 der Unterkonstruktion 20 im Wesentlichen bündig, so dass sich die größtmögliche Anlagefläche für die Schalhaut 18 ergibt. Um die gewünschte radiale Verstellbarkeit der Schalhaut 18 relativ zu den Querträgern 16 mit geringem Aufwand zu realisieren, sind in den Randabschnitten 22 der Unterkonstruktion 20 zwischen der radialen Außenseite 26 der Querträger 16 und einer radialen Innenseite 32 der Längsträger 14 austauschbare Abstandshalter 34 vorgesehen. Als Abstandshalter 34 kommen beispielsweise Blechplatten mit unterschiedlicher Dicke, das heißt unterschiedlichen radialen Ab- messungen zum Einsatz. Abhängig von der Plattendicke ändert sich die radiale Position der Längsträger 14 in den Randabschnitten 22 der Unterkonstruktion 20, wie in Figur 1 angedeutet. Um einen gewünschten Abstand einzustellen kann alternativ oder zusätzlich zur Plattendicke selbstverständlich auch die Anzahl der Blechplatten variiert werden. Eine radiale Verschiebung der Längsträger 14 durch die Abstandshalter 34 führt zu einer Änderung des Krümmungsradius der Schalhaut 18 in den Randabschnitten 22 der Unterkonstruktion 20. Bevorzugt sind der Krümmungsradius r der Schalhaut 18 im Mittenabschnitt 24 der Unterkonstruktion 20 und die austauschbaren Abstandshalter 34 in den Randabschnitten 22 der Unterkonstruktion 20 so aufeinander abgestimmt, dass der vorgegebene Krümmungsradius r im Mittenabschnitt 24 einen„mittleren" Krümmungsradius darstellt, der in den Randabschnitten 22 durch geeignete Abstandshalter 34 sowohl vergrößert als auch verkleinert werden kann.
Vorzugsweise sind in den Randabschnitten 22 der Unterkonstruktion 20 ein Längsträger 14, wenigstens ein zugeordneter Abstandshalter 34 sowie ein angrenzender Querträger 16 jeweils lösbar miteinander verbunden, was in Figur 1 für einen Längsträger 14 beispielhaft durch eine Verschraubung 36 angedeutet ist. Die feste Verbindung verhindert ein Verrutschen der einzelnen Komponenten relativ zueinander und stellt somit eine zuverlässige Lastabtragung sicher. Gleichzeitig ermöglicht die Verbindung aufgrund ihrer Lösbarkeit auch einen einfachen Austausch der Abstandshalter 34 und damit eine rasche Anpassung des Schalungssegments 10 an unterschiedliche Tunnelquerschnitte. Angrenzend an die Längsträger 14 sind gemäß Figur 1 in den Randabschnitten 22 der Unterkonstruktion 20 Anschlussplatten 37 vorgesehen, die am Querträger 16 befestigt, insbesondere am Querträger 16 angeschweißt sind. Über diese Anschlussplatten 37 lassen sich die Abstandshalter 34 bzw. die Längsträger 14, zum Beispiel durch eine Schraubverbindung, mit geringem Aufwand am Querträger 16 lösbar befestigen.
Die Figuren 2 bis 4 zeigen ein Schalungssystem 38 zum Verschalen eines Tunnels 12 mit gekrümmtem Tunnelquerschnitt, umfassend ein Traggerüst 40, welches in der Längsrichtung des Tunnels 12 bewegbar ist, sowie mehrere, insbesondere genau fünf der oben beschriebenen Schalungssegmente 10, weiche sich am Traggerüst 40 abstützen. Das Traggerüst 40 weist dabei ein Befestigungsraster zur variablen Befestigung der Schalungssegmente 10 auf, sodass das Schalungssystem 38 mit geringem Aufwand sehr schnell an unterschiedliche Tunnelquer- schnitte angepasst werden kann. Um dies zu veranschaulichen, ist das Schalungssystem 38 in den Figuren 2 bis 4 in drei unterschiedlichen Schalpositionen dargestellt. So ist das Schalungssystem 38 gemäß Figur 2 an große Tunnelquerschnitte, gemäß Figur 3 an mittlere Tunnelquerschnitte und gemäß Figur 4 an kleine Tunnelquerschnitte angepasst. Lediglich beispielhaft und zur Andeutung der Größenordnung kann eine Tunnelbreite B gemäß Figur 2 etwa 7,5 m, gemäß Figur 3 etwa 6,5 m und gemäß Figur 4 etwa 5,9 m betragen.
Zum Befestigen der Schalungssegmente 10 am Traggerüst 40 sind gemäß den Figuren 2 bis 4 mehrere Verbindungselemente vorgesehen, weiche die Querträger 16 der Schalungssegmente 10 am Traggerüst 40 fixieren. Die Anpassung des Schalungssystems 38 an unterschiedliche Tunnelquerschnitte erfolgt im Wesent- liehen durch den variablen Einsatz dieser Verbindungselemente sowie die oben beschriebenen Krümmungsänderungen der Schalungssegmente 10. Das rahmen- förmige Traggerüst 40 bleibt hingegen weitgehend unverändert, so dass insgesamt eine rasche Querschnittsanpassung des Schalungssystems 38 möglich ist. Die Verbindungselemente zur Befestigung der Schalungssegmente 10 am Traggerüst 40 umfassen hierbei mehrere Lochplatten 42, wobei ein Lochbild der Lochplatten 42 auf das Befestigungsraster des Traggerüsts 40 abgestimmt ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen auch die Querträger 16 der Schalungssegmente 10 ein Befestigungsraster für die Verbindungselemente auf, wobei ein Lochbild der Lochplatten 42 auch auf das Befestigungsraster der Querträger 16 abgestimmt ist. Diese Abstimmung des Lochbilds der Lochplatten 42 mit dem Befestigungsraster des Traggerüsts 40 und/oder dem Befestigungsraster der Querträger 16 ermöglicht einen sehr variablen Einsatz der Lochplatten 42, die somit in unterschiedlichen Einbaustellungen für verschiedene Schalpositionen und Tunnel- querschnitte verwendet werden können.
Die Verbindungselemente zum Befestigen der Schalungssegmente 10 am Traggerüst 40 umfassen darüber hinaus auch Stützen 44 mit verstellbarer Stützenlänge. Die Stützen 44 sind beispielsweise als Spindeln ausgeführt und müssen aufgrund ihrer verstellbaren Länge nicht bei jeder Querschnittsanpassung des Schalungssystems 38 ausgetauscht werden, sondern sind in gewissen Grenzen variabel einsetzbar.
Um die Anpassung des Schalungssystems 38 an unterschiedliche Tunnelquerschnitte weiter zu vereinfachen, sind die Querträger 16 zweier in Umfangsrichtung 46 benachbarter Schalungssegmente 10 schwenkbar miteinander verbunden. An Verbindungsstellen, die insbesondere auch beim Ausschalen des betonierten Tunnels 12 einen großen Schwenkwinkel bereitstellen müssen, sind hierzu in den Figuren 2 bis 4 jeweils Gelenke 48 vorgesehen. An Verbindungsstellen, die lediglich einen vergleichsweise geringen Schwenkwinkel zum Einstellen der Schalungssegmente 10 zueinander bereitstellen müssen, ist die schwenkbare Verbindung benachbarter Schalungssegmente 10 hingegen durch Lochbleche 50 realisiert, welche wenigstens ein Langloch 52 aufweisen, um eine gewisse Verschwenkbar- keit der benachbarten Schalungssegmente 10 zu ermöglichen.
Nach dem Einstellen der Schalungssegmente 10 zueinander werden diese starr miteinander verbunden, um die gewünschte Stabilität zu erzielen. Zum Abdichten zweier in Umfangsrichtung 46 benachbarter Schalungssegmente 10 kann ab einer gewissen Spaltbreite ein Abdeckblech 54 vorgesehen werden, welches sich in Längsrichtung erstreckt und im Wesentlichen dicht an den Schalhäuten 18 der beiden Schalungssegmente 10 anliegt. Ein solches Abdeckblech 54 ist in Figur 4 angedeutet und radial nach innen rückverankert, um eine unerwünschte Verschiebung des Abdeckblechs 54 zu verhindern.
Die randseitigen Schalungselemente werden auch als Wandsegmente bezeichnet, und die übrigen, mittleren Schalungselemente 10 als Gewölbesegmente. Insbesondere zwischen den beiden vertikal obersten Wandsegmenten und dem angrenzenden, sozusagen ersten Gewölbesegment sind Spalte möglich, da zum Endschalen die Wandsegmente nach innen geklappt werden müssen. Insbesondere in diesem Übergang sind Abdeckbleche 54 vorhanden.
Zwischen den übrigen Segmenten kann bei geeigneter Ausführung ein spaltfreier Übergang zwischen den Schalungssegmenten 10 erreicht werden.
Sind die Spaltbreiten zwischen zwei in Umfangsrichtung 46 benachbarten Schaiungssegmenten 10 sehr klein, so ist der Einsatz von Abdeckblechen 54 nicht nötig und unter Umständen aufgrund des fehlenden Bauraums für die Rückveran- kerung auch gar nicht möglich. In diesen Fällen können aneinander angrenzende Längsträger 14 zweier in Umfangsrichtung 46 benachbarter Schalungssegmente 10 fest (aber lösbar) miteinander verbunden, insbesondere miteinander verspannt werden, um eine hohe Dichtigkeit im Stoßbereich sicherzustellen. Eine solche Verbindung zweier benachbarter Längsträger 14 ist in den Figuren 2 und 4 durch eine Verschraubung 56 angedeutet. Die Verbindung zwischen einem Wandsegment und einem Gewölbesegment erfolgt bevorzugt durch ein Gelenk 48, um große Schwenkwinkel zwischen den Schalungssegmenten 10 bereitstellen zu können. Beim Ausschalen lassen sich dann zunächst die Wandsegmente nach innen klappen, bevor das gesamte Schalungssystem 38 abgesenkt wird. Femer kommen in den Bereichen der gelenkigen Verbindung zwischen einem Wandsegment und einem Gewölbesegment bevorzugt auch die Abdeckbleche 54 zum Einsatz, um das Schalungssystem 38 abzudichten.
Die Figur 5 zeigt das Schalungssystem 38 in der Schalposition gemäß Figur 4, eingebaut in einen Tunnel 12. Dabei wird deutlich, dass das rahmenförmige Trag- gerüst 40 auf Rollen oder Schienen 58 in Längsrichtung des Tunnels 12 bewegbar ist und darüber hinaus einen freien Querschnitt für einen Lastkraftwagen 60 bereitstellt. Dieser Lastkraftwagen 60 kann beispielsweise zum Materialtransport, aber auch zum Bewegen des Schalungssystems 38 in Längsrichtung des Tunnels 12 eingesetzt werden.
Demzufolge lässt sich das beschriebene Schalungssystem 38 mit mehreren der in Figur 1 dargestellten Schalungssegmenten 10 einfach in Längsrichtung des Tunnels 12 versetzen und ermöglicht auch bei veränderlichen Tunnelquerschnitten ein effizientes Verschalen des Tunnels 12.
Bezuqszeichenliste
10 Schalungssegment
12 Tunnel
14 Längsträger
16 Querträger
18 Schalhaut
20 Unterkonstruktion
22 Randabschnitte
24 Mittenabschnitt
26 Außenseite
28 Ausnehmung
30 Außenseite
32 Innenseite
34 Abstandshalter
36 Verschraubung
37 Anschlussplatte
38 Schalungssystem 40 Traggerüst
42 Lochplatte
44 Stütze
46 Umfangsrichtung
48 Gelenk
50 Lochblech
52 Langloch
54 Abdeckblech
56 Verschraubung
58 Schiene
60 Lastkraftwagen r Krümmungsradius
B Tunnelbreite

Claims

Patentansprüche
1 . Schaiungssegment zum Verschalen eines Tunnels (12) mit gekrümmtem Tunnelquerschnitt, umfassend
mehrere Längsträger (14), die sich im eingebauten Zustand in einer Längsrichtung des Tunnels (12) erstrecken,
mehrere Querträger (16), die sich quer zur Längsrichtung erstrecken, sowie eine flächige, im Querschnitt gekrümmte Schalhaut (18), welche sich sowohl an den Längsträgern (14) als auch an den Querträgern (16) abstützt,
wobei die Längsträger (14) und die Querträger (16) eine tragende Unterkonstruktion (20) bilden, welche in Längsrichtung gesehen seitliche Randabschnitte (22) sowie einen dazwischenliegenden Mittenabschnitt (24) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schalhaut (18) im Mittenabschnitt (24) starr mit der Unterkonstruktion (20) verbunden und in den Randabschnitten (22) relativ zu den Querträgern (16) radial verstellbar ist.
2. Schalungssegment nach Anspruch , dadurch gekennzeichnet, dass sich die Längsträger (14) radial an den Querträgern (16) abstützen und die Schalhaut
(18) an den Längsträgern (14) anliegt, wobei die im Mittenabschnitt (24) der Unterkonstruktion (20) angeordneten Längsträger (14) in radialer Richtung fest an den Querträgern (16) fixiert sind, und wobei die in den Randabschnitten (22) der Unterkonstruktion (20) angeordneten Längsträger (14) relativ zu den Querträgern (16) radial verstellbar sind.
3. Schalungssegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine radiale Außenseite (26) jedes Querträgers (16) im Mittenabschnitt (24) der Unterkonstruktion (20) einen vorgegebenen Krümmungsradius (r) aufweist und die Schalhaut (18) im Mittenabschnitt (24) der Unter- konstruktion (20) am Querträger (16) anliegt.
4. Schalungssegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsträger (14) im Mittenabschnitt (24) der Unterkonstruktion (20) kippsicher in Ausnehmungen (28) der Querträger (16) aufgenommen sind.
5. Schalungssegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Mittenabschnitt (24) der Unterkonstruktion (20) eine radiale Außenseite (30) der Längsträger (14) und eine radiale Außenseite (26) der Querträger (16) im Wesentlichen bündig sind.
6. Schalungssegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Randabschnitten (22) der Unterkonstruktion (20) zwischen einer radialen Innenseite (32) der Längsträger (14) und einer radialen Außenseite (26) der Querträger (16) austauschbare Abstandshalter (34) vorgesehen sind.
7. Schalungssegment nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in den Randabschnitten (22) der Unterkonstruktion (20) ein Längsträger (14), ein Abstandshalter (34) und ein Querträger (16) jeweils lösbar miteinander verbunden sind.
8. Schalungssystem zum Verschalen eines Tunnels (12) mit gekrümmtem Tunnelquerschnitt, umfassend
ein Traggerüst (40), welches in einer Längsrichtung des Tunnels (12) bewegbar ist, sowie
mehrere Schalungssegmente (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche sich am Traggerüst (40) abstützen,
wobei das Traggerüst (40) ein Befestigungsraster zur variablen Befestigung der Schalungssegmente (10) aufweist.
9. Schalungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Befestigen der Schalungssegmente (10) am Traggerüst (40) mehrere Verbindungselemente vorgesehen sind, welche die Querträger (16) der Schalungssegmente (10) am Traggerüst (40) fixieren.
10. Schalungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente Lochplatten (42) umfassen, wobei ein Lochbild der Lochplatten (42) auf das Befestigungsraster des Traggerüsts (40) abgestimmt ist.
1 1. Schalungssystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente Lochplatten (42) umfassen und die Querträger (16) ein Befestigungsraster aufweisen, wobei ein Lochbild der Lochplatten (42) auf das Befestigungsraster der Querträger (16) abgestimmt ist.
12. Schalungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente Stützen (44) mit verstellbarer Stützenlänge umfassen.
13. Schalungssystem nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Querträger (16) zweier in Umfangsrichtung (46) benachbarter
Schalungssegmente (10) schwenkbar miteinander verbunden sind.
14. Schalungssystem nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass aneinander angrenzende Längsträger (14) zweier in Umfangsrichtung (46) benachbarter Schalungssegmente (10) fest miteinander verbunden sind.
15. Schalungssystem nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei in Umfangsrichtung (46) benachbarten Schalungssegmenten (10) ein Abdeckblech (54) angeordnet ist, welches sich in Längsrichtung erstreckt und im Wesentlichen dicht an den Schalhäuten (18) der beiden Schalungssegmente (10) anliegt.
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