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PATENTANSPRÜCHE
1. Stütz- und Sicherungsanordnung in Hohlräumen, Gesteinsstrecken oder an Felspartien, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung mindestens ein rippenförmiges Bauelement (1) aufweist, welches mittels Felsankern (5, 6) im Grundmaterial (7) befestigt ist, und dass das Bauelement (1) aus einer Anzahl gebündelter Eisenstäbe (3) besteht, die durch Distanzhalter (4) im Abstand voneinander gehalten sind.
2. Anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhalter Bügel, Klammern oder gelochte Platten (4) sind.
3. Anordnung nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens zwei Bauelemente (1), deren benachbarte Enden fest (2) oder flexibel miteinander verbunden sind.
4. Anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Eisenstäbe Armierungseisen (3) sind, und dass mindestens vier im Querschnitt ein Rechteck bildende Armie rungseisen vorgesehen sind.
5. Anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass zwischen dem Bauelement (1) und dem Grundmate rial (7) ein Abdeckblech (9) vorhanden ist.
6. Anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass das Bauelement (1) mittels Spritzbeton (10) verstärkt ist.
7. Anordnung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeich net, dass zwischen nebeneinander angeordneten Bauelementen (1) an letzteren befestigte Armierungen (12) eingebracht sind, und dass in die armierten Zwischenräume (12) Spritzbeton eingebracht ist.
Solche Stütz- und Sicherungsanordnungen dienen beispielsweise der teilweisen oder vollumfänglichen Sicherung, Verstärkung und Unterstützung von Hohlräumen in Gebirgen. Sie können aber auch bei Gesteinsstrecken und Felspartien im Freien Verwendung finden.
Bekannte Konstruktionen für diesen Zweck sind aufwendig, wenig flexibel in der Anwendung und oft arbeitsintensiv beim Einbau. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu beseitigen.
Bei einer Stütz- und Sicherungsanordnung in Hohlräumen, Gesteinsstrecken oder an Felspartien der erwähnten Gattung ist diese Aufgabe erfindungsgemäss so gelöst, dass die Anordnung mindestens ein rippenförmiges Bauelement aufweist, welches mittels Felsankern im Grundmaterial befestigt ist, und dass das Bauelement aus einer Anzahl gebündelter Eisenstäbe besteht, die durch Distanzhalter im Abstand voneinander gehalten sind.
Anhand der Zeichnungen werden nachfolgend Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Felsstollen im Querschnitt mit vollem Unterstützungseinbau,
Fig. 2 einen Felsstollen im Querschnitt mit örtlichem Sicherungseinbau zur Sicherung einer ungünstigen, z.B. einer lockeren, Felspartie,
Fig. 3 einen elastischen Einbau der Stützanordnung in einem Felsstollen, wobei zur Verstärkung der rippenförmigen Bauelemente Spritzbeton eingebracht ist,
Fig. 4 einen Ausschnitt aus der Fig. 1 in grösserem Masstab,
Fig. 5 ein Bauelement im Querschnitt, wobei die Befestigung eines Verankerungsbolzens gezeigt ist, und
Fig. 6 ein Bauelement mit zusätzlicher Armierung für den Gewölbeausbau.
Die Stütz- und Sicherungsanordnung gemäss Fig. 1 weist eine Anzahl rippenförmiger Bauelemente 1 auf, welche flexibel, z.B. gelenkig, oder steif miteinander verbunden sind.
Als Verbindungselemente 2 können Laschen und Schrauben, Kopfplatten mit entsprechender Verschraubung oder auch Gelenke oder flexible Kupplungsstücke Verwendung finden.
Jedes Bauelement 1 besteht aus einem Bündel von vier Armierungseisen 3, die im Querschnitt in den Ecken eines Quadrates angeordnet sind und durch Distanzhalter 4 im vorgewählten Abstand voneinander gehalten sind. Die Distanzhalter bestehen aus gelochten Eisenplatten, die mit den Armierungseisen 3 verschweisst sind.
Statt Lochplatten könnten aber auch Bügel, Klammern oder andere Mittel als Distanzhalter dienen.
Je nach Anwendungszweck wären statt Armierungseisen auch andere Längseisen aus Stahl verschiedener Sorten, Güten oder verschiedener Profile verwendbar.
Die Anzahl und die Grösse der zu bündelnden Eisenstäbe hängt von den Gebirgsverhältnissen ab, ebenso die Anordnung der Stäbe im Querschnitt und auch der Abstand der Distanzhalter voneinander. Statt quadratisch könnten die Eisenstäbe auch rechteckig angeordnet sein und für grössere Belastungen sechs statt vier Stäbe vorgesehen sein.
Die Längen der einzelnen Bauelemente 1 und ebenfalls die Abstände nebeneinander angeordneter Elemente richten sich nach den Anwendungs- und Belastungsverhältnissen. Die Bauelemente können in der Form gerade, gebogen, teilweise gebogen oder geknickt sein.
Die einzelnen Bauelemente 1 werden mittels Felsankern, bestehend aus Bolzen 5 und Ankerplatten 6, im Grundmaterial 7 (Fels, Gestein) befestigt.
In Fig. 2 ist ein Teileinbau zur Sicherung einer ungünstig gelagerten Felspartie 8, beispielsweise mit Rissen oder lockerem Gestein, dargestellt. Vorteilhafterweise kann in diesem Fall zwischen dem Grundmaterial 7, 8 und dem Bauelement 1 ein Abdeckblech 9 zum Schutz vor ausbrechenden Steinen angebracht werden.
Um die Bauelemente 1 zu verstärken, kann Beton 10 in dieselben gespritzt werden, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Die Kombination Felsanker/Bauelement/Spritzbeton ergibt eine solide Verbundbau-Konstruktion hoher Tragfähigkeit. In Fig. 3 sind die einzelnen Elemente 1 nicht miteinander verbunden, so dass die Stützanordnung elastisch ist und kleinere, durch Strukturumwandlung des Felsmaterials ausgelöste Bewegungen aufnehmen kann.
Schliesslich kann zwischen nebeneinander angeordneten Bauelementen 1 eine zusätzliche Armierung, beispielsweise in Form von Armierungsgittern 11, angebracht werden. Diese Armierung 11 verlangt keine weiteren Befestigungsanker, da sie direkt an den Bauelementen 1 befestigt werden kann.
Durch Ausspritzen der so armierten Zwischenräume 12 entsteht ein durchgehendes Gewölbe.
Zusammenfassend seien nochmals die möglichen Anwendungen der vorbeschriebenen Stütz- und Sicherungsanordnung erwähnt: - als Bestandteil einer Konstruktion zum Schutze von Personal und Ausrüstung in einem Untertage-Bauwerk; - als starrer oder flexibler Unterstützungseinbau zur vollumfänglichen oder teilweisen Sicherung bzw. Unterstützung von Hohlräumen im Gebirge; - als tragender Bestandteil bei Verbundban von Fels, Einbau, Felsankern und armiertem oder unarmiertem Spritzbeton im Untertagebau oder auch im Freien; - als Sicherung oder Unterstützung von Hohlräumen im Gebirge, insbesondere auch wenn das Gebirge plastischen oder durch Strukturumwandlung des Felsmaterials bedingten Deformationen unterworfen ist.
Die Anordnung weist folgende Vorteile gegenüber konven
tionellen Einbausystemen auf: - Die Ausgangsmaterialien können im eigenen Lande hergestellt werden; sie sind normalerweise kurzfristig lieferbar.
- Die Formgebung der Längsstäbe erfolgt ohne besondere Schwierigkeiten beim Lieferanten. Der Zusammenbau der Elemente kann in jeder Schlosserwerkstätte erfolgen; es sind dazu keine besonderen Einrichtungen erforderlich.
- Aus obigen Gründen besteht kein Zwang zu grosser Lagerhaltung, da die Elemente kurzfristig hergestellt werden können.
- Die Elemente sind praktisch auf der ganzen Länge zentrisch ankerbar.
- Die Elemente können sehr einfach eingespritzt werden, wodurch eine gleichmässige Kraftübertragung und dadurch grösstmögliche Tragkraft erzielt wird. Die Armierungseisen sind vollständig umhüllt, so dass keine Spritzschatten auftreten.
- Die Kombination Felsanker/Stützelemente/Spritzbeton ergibt eine sehr gute Verbundbau-Methode.
- Das Anbringen einer Armierung zwischen den Stützelementen ist sehr einfach und verlangt keine zusätzlichen Befestigungsanker. Durch Ausspritzen der so armierten Zwischenräume entsteht ein durchgehendes Gewölbe.
- Mit Bezug auf den Biegeradius der Elemente sind dieser Anordnung keine Grenzen gesetzt; es können sogar Knicke gemacht werden.
- Die Anordnung ist in jeder Beziehung flexibel; sei es durch Variation der Querschnitte der Längseisen, durch Variation der Eisenabstände, durch Variation der Elementabstände oder durch Variation der Felsanker.
- Die Verbindungen zwischen den einzelnen Elementen können wahlweise steif oder flexibel ausgeführt werden.
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PATENT CLAIMS
1. Support and securing arrangement in cavities, rock stretches or on rock parts, characterized in that the arrangement has at least one rib-shaped component (1) which is fastened in the base material (7) by means of rock anchors (5, 6), and that the component ( 1) consists of a number of bundled iron bars (3) which are spaced apart by spacers (4).
2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the spacers are brackets, clips or perforated plates (4).
3. Arrangement according to claim 1, characterized by at least two components (1), the adjacent ends of which are fixed (2) or flexibly connected to one another.
4. Arrangement according to claim 1, characterized in that the iron rods are reinforcing bars (3), and that at least four reinforcing bars are provided in cross section forming a rectangle.
5. Arrangement according to claim 1, characterized in that a cover plate (9) is present between the component (1) and the basic material (7).
6. Arrangement according to claim 1, characterized in that the component (1) is reinforced by means of shotcrete (10).
7. Arrangement according to claim 6, characterized in that between adjacent components (1) attached to the latter reinforcements (12) are introduced, and that in the reinforced spaces (12) shotcrete is introduced.
Such support and securing arrangements are used, for example, for partial or full securing, strengthening and support of cavities in mountains. But they can also be used for rock stretches and rocky areas outdoors.
Known designs for this purpose are complex, not very flexible to use and often labor-intensive to install. It is therefore an object of the invention to eliminate these disadvantages.
In the case of a support and securing arrangement in cavities, rock stretches or on rock parts of the type mentioned, this object is achieved according to the invention in such a way that the arrangement has at least one rib-shaped component which is fastened in the base material by means of rock anchors, and that the component consists of a number of bundled iron bars which are kept apart by spacers.
Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with the aid of the drawings. Show it:
1 is a rock tunnel in cross section with full support installation,
Fig. 2 is a rock tunnel in cross section with local fuse installation to secure an unfavorable, e.g. a loose rock area,
3 shows an elastic installation of the support arrangement in a rock gallery, shotcrete being introduced to reinforce the rib-shaped components,
4 shows a detail from FIG. 1 on a larger scale,
5 shows a component in cross section, the attachment of an anchoring bolt being shown, and
Fig. 6 shows a component with additional reinforcement for vaulting.
The support and securing arrangement according to Fig. 1 has a number of rib-shaped components 1, which are flexible, e.g. articulated or rigidly connected.
Straps and screws, head plates with corresponding screw connections or also joints or flexible coupling pieces can be used as connecting elements 2.
Each component 1 consists of a bundle of four reinforcing bars 3, which are arranged in cross-section in the corners of a square and are held at a preselected distance from one another by spacers 4. The spacers consist of perforated iron plates that are welded to the reinforcing bars 3.
Instead of perforated plates, brackets, clips or other means could also serve as spacers.
Depending on the application, other longitudinal bars made of steel of different types, grades or different profiles could be used instead of reinforcing bars.
The number and size of the iron bars to be bundled depends on the rock conditions, as well as the arrangement of the bars in cross-section and also the distance between the spacers. Instead of square, the iron bars could also be arranged rectangularly and six instead of four bars could be provided for larger loads.
The lengths of the individual components 1 and also the spacing of elements arranged next to one another depend on the application and load conditions. The components can be straight, curved, partially curved or kinked in shape.
The individual components 1 are fastened in the base material 7 (rock, rock) by means of rock anchors, consisting of bolts 5 and anchor plates 6.
In Fig. 2, a partial installation for securing an unfavorably mounted rock section 8, for example with cracks or loose rock, is shown. In this case, a cover plate 9 can advantageously be fitted between the base material 7, 8 and the component 1 to protect it from breaking stones.
To reinforce the components 1, concrete 10 can be injected into them, as shown in FIG. 3. The combination of rock anchor / structural element / shotcrete results in a solid composite construction with high load-bearing capacity. In FIG. 3, the individual elements 1 are not connected to one another, so that the support arrangement is elastic and can absorb smaller movements triggered by structural transformation of the rock material.
Finally, additional reinforcement, for example in the form of reinforcement grids 11, can be attached between components 1 arranged next to one another. This reinforcement 11 does not require any further fastening anchors, since it can be fastened directly to the components 1.
A continuous vault is created by spraying the interstices 12 thus reinforced.
In summary, the possible applications of the above-described support and securing arrangement are again mentioned: - as part of a construction for protecting personnel and equipment in an underground structure; - as a rigid or flexible support installation for the full or partial securing or support of cavities in the mountains; - as a load-bearing component in composite rock, installation, rock anchors and reinforced or unarmoured shotcrete in underground or outdoors; - To secure or support cavities in the mountains, especially if the mountains are subject to plastic or structural deformations of the rock material.
The arrangement has the following advantages over convention
tional installation systems on: - The raw materials can be produced in your own country; they are usually available at short notice.
- The longitudinal bars are shaped without any particular difficulties by the supplier. The elements can be assembled in any locksmith workshop; no special facilities are required.
- For the above reasons, there is no need for large stocks because the elements can be manufactured at short notice.
- The elements can be anchored practically over their entire length.
- The elements can be injected very easily, which ensures even power transmission and thus the greatest possible load capacity. The reinforcing irons are completely covered so that there are no splash shadows.
- The combination of rock anchors / supporting elements / shotcrete results in a very good composite construction method.
- Attaching a reinforcement between the support elements is very simple and does not require any additional fastening anchors. A continuous vault is created by spraying the gaps reinforced in this way.
- With regard to the bending radius of the elements, there are no limits to this arrangement; even kinks can be made.
- The arrangement is flexible in every respect; be it by varying the cross sections of the longitudinal bars, by varying the iron spacing, by varying the element spacing or by varying the rock anchors.
- The connections between the individual elements can either be stiff or flexible.