DE2645285A1 - Stuetzstruktur fuer tunnelwandungen - Google Patents
Stuetzstruktur fuer tunnelwandungenInfo
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Classifications
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Description
Aktenzeichen t Nouanmoldung
Anmelder; i) Minoru Yamamoto, Tokyo
Anmelder; i) Minoru Yamamoto, Tokyo
2) Kubota Ltd., Osaka
Stützstruktur für Tunnelwandungen
Die Erfindung betrifft eine Stützstruktur für Tunnelwandungen oder dergleichen in dem Zeitraum zwischen der
Vollendung des Ausbruches des Tunnels bis zum Beginn der Auskleidung,
Beim Tunnelbau ist es zum Abstützen der Tunnelwand zwisehen
dem Ausbruch des Tunnels und dem Beginn der Auskleidung zur Verhütung von Verformungen und Einsturz
üblich in geeigneten Abständen längs des Tunnels Abstützungen in Berührung mit der ausgebrochenen Tunnelwand
zu errichten. Für derartige Abstützungen können rohrförmige Stützteile benutzt werden. Dabei werden
einige (gewöhnlich 2 bis 5) entsprechend der Querschnittsform des Tunnels gebogene schlanke Rohre gleicher oder
ähnlicher Form jeweils am Ausbruchort zu bogenförmigen, U-förmigen oder kreisförmigen Stützstrukturen zusammengefügt
und untereinander durch Stoßverbindungsteile und Bolzen verbunden. Anschließend wird durch Einfüllöffnungen
Zementmörtel als Verstärkungsmaterial in die Stützteile eingegossen. Diese aus rohrförmigen Stutzteilen
errichtete Stützstruktur wird hauptsächlich für schwere Belastungen verwendet, wobei die Rohre und das Verstärkungsmaterial
zur Aufnahme des Erddruckes zusammenwi*"ken.
Dabei ist es jedoch erforderlich, die Rohre jeweils entsprechend der Querschnittsform des Tunnels
zu biegen und für jeden einzelnen Tunnel dessen spezi-
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eller Querschnittsform angepaßte Stützteile herzustellen,
was hohe Materiallcosten verursacht.
Bei Stiitzteilen aus verstärktem Beton ist es bekannt,
die Belastbarkeit und die Festigkeit von Pfeilern gegenüber Druckkräften durch ringförmige oder spiralige Verstärkungen
zu erhöhen. Bei für schwere Belastungen bestimmten, rohrförmigen Tragstrukturen kann daher zur
Erhöhung der Belastbarkeit jedes Stützteil mit einer
spiraligen Verstärkung versehen werden. Die zur Herstellung, zur Einbringung und zur Befestigung derartiger
spiraliger Verstärkungen im rohrförmigen Stützteil zusätzlich erforderlichen Arbeitsschritte sind jedoch
sehr aufwendig. Darüber hinaus muß beim Vorhandensein von spiraligen Verstärkungen ein Verstärkungsmaterxal
mit hoher Fließfähigkeit verwendet werden, dessen geeignete Auswahl Schwierigkeiten macht. Eine weitere
Schwierigkeit liegt darin, daß bei der Herstellung vielfach im Bereich der spiraligen Verstärkung ungefüllte
Hohlräume verbleiben.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Stützstruktur der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einfachen
Mitteln die bisherigen Schwierigkeiten ganz oder weitgehend vermeidet und unabhängig von der Querschnittsform
des jeweiligen Tunnels rasch und einfach aus wenigen unaufwendig in Großserien gefertigten Teilen errichtet werden kann und
eine ausgezeichnete Stützwirkung ergibt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Stützstruktur der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gekennzeichnet
durch:
a) mehrere einheitliche rohrförmige Stützelemente,
b) Verbindungsvorrichtungen zum Verbinden der Enden der Stützelemente zu mehreren jeweils der Quer—
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schnittsform dos zugoordrioton Tolloa iJoi* Tuimelwaiiri
angopaßten Stützteilen und
c) mindestens einer Anschlußvorrichtung zum Verbinden der Enden der Stützteile zu einem Stützrohr mit
zur Anordnung dicht am gesamten Querschnittsverlauf der Tunnelwand angepaßter äußerer Umfangsform.
Bei der erfindungsgemäßen Stützstruktur können die als
Massenerzeugnisse gefertigten, rohrförmigen Stützelemente im vorhinein entsprechend der speziellen Querschnitt
sform des jeweiligen Tunnels zu Stützteilen zusammengesetzt und am Ausbruchort durch rasches und einfaches
Verbinden der vorbereiteten Stützteile mittels der zugehörigen Abschlußteile zu einem Stützrohr zusammengefügt
werden, wodurch sich sowohl bei der Herstellung der Stützelemente, als auch beim Transport und '
der Lagerung, als auch bei der Errichtung der Stützstruktur erhebliche Einsparungen ergeben.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen
Stützstruktur sind in den UnteranSprüchen beschrieben.
Wenn die rohrförmigen Stützelemente als Gußteile aus duktilem Gußeisen oder Gußstahl mit einstückig angegossenen
inneren und/oder äußeren Verstärkungsrippen ausgebildet sind, wird eine sehr wirtschaftliche
Massenproduktion ermöglicht. Da die Verstärkungsrippen der Stützelemente einstückig angegossen sindj ist
deren Druckfestigkeit so hoch, daß sie dem starken Erddruck in den meisten Fällen schon ohne die bei
herkömmlichen Stützteilen erforderliche Ausfüllung mit einem Verstärkungsmaterial widerstehen. Im Bedarf
sf alle ist es jedoch auch bei der erfindungsgemäßen Stützstruktur möglich, die Stützteile mit einem
Verstärkungsmaterial auszufüllen. Die Verstärkungsrippen können vorzugsweise als in Umfangsrichtung
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verlaufende ltingrippGU oder Splralrlppon
aurin, we.l ehe dlo gleiche dynainischo Funktion übornehmen,
wie die bei herkömmlichen Stützteilen verwendeten, ringförmigen oder spiraligen Verstärkungseinlagen,
indem sie bei der Einwirkung einer Druckkraft auf das Stützelement eine radiale Verformung der Umfangswand
unterbinden. Auf diese Wiese wird die Stärke und Festigkeit der Stützelemente verbessert.
Die Erzeugung durch Gießen hat den Vorteil, daß verschiedene Arbeitsschritte, insbesondere das Herstellen,
Transportieren, Einsetzen und Befestigen der spiraligen Verstärkungen eingespart werden.
Bei Verwendung von metallischen Verbindungsteilen mit in die Enden der zu verbindenden Stützelemente
einf iihrbarerj Verbindungsstutzen wird auf einfache Weise eine zuverlässige starre Verbindung erzielt.
Durch Verwendung von metallischen Verbindungsteilen mit verschiedener Formgebung wird ermöglicht, unabhängig
von der Querschnittsforin dos jeweiligen Tunnels immer die gleichen rohrförmigen Stützelemente
zu benutzen. Andererseits kann es in bestimmten Fällen vorteilhaft sein, die Vei'bindungsvorrichtungen
und die Anschlußvorrichtungen als an den Enden der Stützelemente einstückig angearbeitete Verbindungsflansche
auszubilden, wodurch eine besonders hohe Festigkeit im Verbindungsbereich erzielt wird.
ΐ/enn die Verbindungsteile mit einer Einfüllöffnung
für ein Verstärkungsmaterial versehen werden, ergibt sich eine weitere Vereinfachung der Form der rohrförmigen
Stützelemente und eine noch breitere Anwendbarkeit derselben. Das Einfüllen des Verstärkungsmaterials
erfordert wegen der einstückigen Anarbeitung der Rippen am Stützelement keinerlei besondere Aufmerksamkeit,
so daß nicht nur das Eingießen von
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Zementmörtel, sondern auch daa Befüllen mit Beton leicht
durchgeführt werden kann. Ee ist auch möglich, eine Verstärkung
aus vorgepacktem Beton anzuwenden, wobei zunächst die Zuschlagstoffe eingefüllt und dann Zementmilch
eingegossen wird.
Im folgenden werden bevorzugte Ausfiihrungsformen der
erfindungsgemäßen Stützstruktur unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen weiter erläutert. Es
zeigen:
Flg. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen
Flg. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen
Tunnel mit eingebauter Stutζstruktur,
Pig. 2 eine teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht zweier rohrförmiger Stützelemente und
eines Verbindungsteils,
Fig. 3a einen schematischen Längsschnitt durch ein
Fig. 3a einen schematischen Längsschnitt durch ein
Verbindungsteil gemäß Fig. 2, Fig. 3b eine Ansicht des Verbindungsteiles gemäß
Fig. Ja. in Achsrichtung gesehen,
Fig. h eine teilweise weggebrochene Seitenansicht
zweier durch ein Verbindungsteil verbundener
Stützelemente,
Fig. 5 eine teilweise weggebrochene perspektivische
Fig. 5 eine teilweise weggebrochene perspektivische
Ansicht der Stützelemente und des Verbindungsteils gemäß Fig. kt
Fig. 6a eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines
Fig. 6a eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines
Anschlußteils,
Fig. 6b eine teilweise geschnittene Aufsicht auf das
Fig. 6b eine teilweise geschnittene Aufsicht auf das
Anschlußteil gemäß Fig. 6a, Fig. 6c eine perspektivische Ansicht des Anschlußteils
gemäß der Fig. 6a und 6b,
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Bodenplatte, Fig. 8 einen schematischen Querschnitt durch einen
Tunnel mit einer eingebauten, abgewandelten Stützstruktur,
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Fig. 9 eine teilweise weggebrochene perspektivische
Ansicht zweier verbundener Stutzelemente
gemäß Fig. 8,
Ansicht zweier verbundener Stutzelemente
gemäß Fig. 8,
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines mit einem
Stützelement gemäß Fig. 8 verbundenen Anschlußteils,
Fig. 11 eine teilweise weggebrochene perspektivische
Ansicht eines mit einer Bodenplatte verbundenen Stützelements,
Ansicht eines mit einer Bodenplatte verbundenen Stützelements,
Fig. 12 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines rohrförmigen Stützelements gemäß der Fig. 1 und
Figo 13 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer abgewandelten Form des Stützelements,
Fig. 14 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines
mit Längsrippen und Ringrippen versehenen
Stützelements,
Stützelements,
Fig. 15 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines
mit Spiralrippen versehenen Stützeleiaents,
Fig. 16 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines
mit inneren Ringrippen versehenen Stützelements,
Fig* 17 eine teilweise geschnittene Seitenansicht
eines mit Verbindungsflanschen versehenen Stützelements,
Fig. 13 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines
mit Längsrippen, Ringrippen und Verbindungsflanschen versehenen Stützelement»,
Fig. 19 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines mit Längsrippen, Ringrippen, Spiralrippen und
Verbindungsflanschen versehenen Stützelements,
Verbindungsflanschen versehenen Stützelements,
Fig. 20 eine teilweise geschnittene Seitenansicht
eines mit Verbindungsflanschen und Verstärkungsrippen
versehenen Stützelements,
Fig. 21 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines abgewandelten Stützelements,
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Fig, 22a eine teilweise geschnittene Seitenansicht
eines weiteren abgewandelten Stutζelements,
Fig. 22b eine Vorderansicht des Stützelements gemäß
Fig. 22a,
Fig. 23a eine teilweise geschnittene Seitenansicht
Fig. 23a eine teilweise geschnittene Seitenansicht
eines weiteren abgewandelten Stützelements,
Fig. 23b eine Vorderansicht des Stützelements gemäß
Fig. 23a,
Fig. 23c eine perspektivische Ansicht des Stützelements
Fig. 23c eine perspektivische Ansicht des Stützelements
gemäß der Fig. 23a und 23b, Fig. 24a eine teilweise geschnittene Seitenansicht
einer weiteren abgewandelten Ausführungsform
des Stutzelements,
Fig. 24b eine Vorderansicht des Stützelements gemäß
Fig. 24b eine Vorderansicht des Stützelements gemäß
Fig. 24a,
Fig. 24c eine teilweise weggebrochene perspektivische ' Ansicht des Stützelements gemäß der Fig. 24a
Fig. 24c eine teilweise weggebrochene perspektivische ' Ansicht des Stützelements gemäß der Fig. 24a
und 24b,
Fig. 25a eine teilweise geschnittene Seitenansicht
Fig. 25a eine teilweise geschnittene Seitenansicht
eines weiteren abgewandelten Stützelements, Fig. 25b eine Vorderansicht des Sützelements gemäß
Fig. 25a,
Fig. 25c eine perspektivische Ansicht des Stützelements
Fig. 25c eine perspektivische Ansicht des Stützelements
gemäß der Fig. 25a und 25b, Fig. 26 eine teilweise geschnittene Seitenansicht
eines weiteren abgewandelten Stützelements,
Fig. 27 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines weiteren abgewandelten Stützelements,
Fig. 28a eine schematisehe Vorderansicht eines abgewandelten
Verbindungsflansches und
Fig. 28b eine Vorderansicht eines weiteren abgewandelten
Verbindungsflansches·
Die in den Fig. 1 bis 7 dargestellte Stützstruktur besteht
aus einem bei der dargestellten Ausführungsform
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bogenförmigen Stützrohr 1 (U-förmige oder kreisförmige
Ausführungsformen sind nicht dargestellt), das aus zwei durch, ein Anschlußteil 6 miteinander verbundenen
Stützteilen 5a und 5*> zusammengefügt ist, die ihrerseits
jeweils aus vier untereinander durch Verbindungsteile 3 miteinander längs einer polygonalen Linie verbundenen,
jeweils in sich geradlinigen, rohrförmigen Stützelementen 2 mit untereinander im wesentlichen identischer
Form und Länge bestehen. Das Stützrohr 1 entspricht dabei der Querschnittsforra der Tunnelwand 9
des Tunnels 10, Wie die Fig, % und 3a zeigen, besitzt
jedes Verbindungsteil 3 einen Mittelabschnitt 1^ größerer Wandstärke sowie zwei an dessen gegenüberliegenden
Enden angeordnete Verbindungsstutzen kt die
jeweils in die offenen Enden der rohrförmigen Stützelemente 2 passend einschiebbar sind. 0er Innenraum der
Stützteile 5a und 5b ist mit einem Verstärkungsmaterial
ausgefüllt, das durch eine Einfüllöffnung Tb des Anschlußtells
6 und/oder Einfüllöffnungen 7a der Verbindungsteile 3 eingebracht wird. Wenn als Verstärkungsinaterial
Beton mit grobem Zuschlagstoff verwendet wird, weist die Einfüllöffnung Tb des Anschlußteiles 6 zweckmäßig
zur Erleichterung des Einfüllens einen großen
Durchmesser auf (vgl. Fig. 6c). Wenn dagegen Zementmörtel als Verstärkungsmaterial benutzt wird, ist es
ausreichend, zum Einfüllen nur die Einfüllöffnungen 7a
in den Verbindungsteilen 3 zu benutzen. In diesem Falle
kann das Anschlußteil 6 durch ein Verbindungsteil 3 ersetzt werden. Das Einbringen des Verstärkungsmaterials
kann auch in der Weise erfolgen, daß durch die Einfüllöffnung Tb nur der Zuschlagstoff eingebracht
wird und durch die Einfüllöffnungen 7a in den Verbindungsteilen 3 Zementmilch eingegossen wird.
Während bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform die Stützelemente 2 jeweils in sich geradlinig
ausgebildet sind, ist es je nach den Anforderungen
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des Einzelfalles ebenso gut möglich, längs einer Kurve
gekrümmte Stützelemente einzusetzen oder in sich geradlinige Stützelemente und in sich gekrümmte Stützelemente
in Kombination miteinander zu verwenden.
Zwischen dem Stützrohr 1 und der Tunnelwand 9 sind Spundbohlen 8 angeordnet. An den gegenüberliegenden
Enden des Stützrohres 1 sind jeweils Bodenplatten 11 vorgesehen *
Wie Fig. 2 zeigt, sind an jedem Ende jedes rohrförmigen
Stützelements 2 jeweils in Abständen über dessen Umfang verteilt angeordnete, als Gewindebohrungen oder Durchgangsbohrungen
ausgebildete Bolzenöffnungen 12 angeordnet. Die Verbindungsstutzen k der Verbindungsteile
3 sind jeweils mit in entsprechender Weise angeordneten,'
als Gewindebohrungen oder üurchgangsbohrungen ausgebildeten
Bolzenöffnungen 13 derart versehen, daß die Bolzenöffnungen 12 und 13 nach dem Einfügen des Verbindungsstutzens
h in das Ende des rohrförmigen Stützelements 2 miteinander fluchten. Der in den Pig. 3a und
3b dargestellte Mittelabschnitt 14 größerer Wandstärke
des Verbindungsteiles 3 trägt an seinen gegenüberliegenden Enden ringfönnige Stufenflächen 15» die miteinander
einen Neigungswinkel OC einschließen. Die Verbindungsstutzen h springen jeweils rechtwinklig zu den Stufenflächen
15 vor. Die Einfüllöffnung Ja. ist im Mittelabschnitt
lh angeordnet, der ferner Gewindebohrungen 16
zur Anbringung eines Halterungsteiles 18 aufweist, das zur Verbindung der einander benachbarten Stützrohre 1
mittels einex* Verbindungsstange dient.
Die rohrförmigen Stützelemente 2 und die Verbindungsteile 3 sind jeweils alternierend in der in Fig. h dargestellten
Weise zusammengefügt, wobei jeweils der Ver-
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binduugsetutzen h in das Ende des rohrförmigen Stiltzelenients
2 eingeschoben ist, so daß die rohrförmigen Stützelemente 2 durch die Vex-bindungstelle 3 längs einer
polygonalen Linie mit einem NeigungswinkeloC verbunden
sind. Die Stiitzelemente 2 und die Verbindungsteile 3
sind ferner mittels jeweils in die Bolzenöffnungen 12 und 13 eingeführter, gegebenenfalls mit einem Gewinde
versehener Verbindungsbolzen 17 miteinander fest verbunden.
Das in den Fig. 6a, 6b und 6c dargestellte Anschlußteil 6 besitzt eine den Verbindungsteilen 3 ähnliche"Form mit
einem Mittelabschnitt 21 größerer Wandstärke, an dessen gegenüberliegenden Enden angeordneten, ringförmigen
Stufenflächen 22 und zu diesen senkrecht vorspringenden
Verbindungsstutzen 19» die mit in Abständen über deren Umfang angeordneten Bolzenöffnungen 20 versehen sind.
Wie Fig. 6a zeigt, schließen die Stufenflächen 22 miteinander einen Winkel <X' ein. Im Mittelabschnitt 21 ist
ferner eine Einfüllöffnung 7b mit relativ großem lichten
Durciamesser vorgesehen. Der Neigungswinkel OO hängt von
der Größe der Einfüllöffnung 7b ab, kann jedoch in den
meisten Fällen dem Neigungswinkel oC der Verbindungsteile
3 entsprechen. Da bei der Verwendung von Zementmörtel als Verstärkungsraaterial keine Notwendigkeit für eine
groß bemessene Einfüllöffnung 7b des Anschlußteiles 6
gegeben ist, kann dabei ein weiteres Verbindungsteil 3 als Anschlußteil benutzt werden. Bei der Verwendung von
Beton als Verstärkungsmaterial ist es jedoch vorteilhaft ein besonderes Anschlußteil 6 mit einer Einfüllöffnung
7b hinreichend großen Durchmessers zur Verbindung der Stützteile 5a und 5b zu benutzen.
Die in Fig. 7 dargestellte Bodenplatte 11 besitzt eine
Grundplatte 23 und einen an dieser einstückig angear-
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- 11 -
beiteten Verbindungsstutzen 24, der in der bereits weiter
oben beschriebenen Weise mit als Gewindebohrungen ausgebildeten Bolzenöffnungen 25 versehen ist.
Zur Errichtung der vorstehend beschriebenen, in Fig, I
dargestellten Stützstruktur werden zunächst die benötigten Stützteile 5a und 5b zusammengefügt. Hierzu wird
die Bodenplatte 1 1 mit ibrein Verbindungsstutzen 2k in
das eine Ende eines rohrförmigen Stützelementes 2 eingeführt und an diesem durch Einführen von Verbindungsbolzen
in die Bolzenöffnungen 20 und 25 festgelegt. Anschließend
wird ein Verbindungsstutzen 4 eines Verbindungsteiles 3 in das andere Ende des gleichen rohrförmigen
Stützelementes 2 eingeführt und an diesem durch Verbindungsbolzen 17 befestigt. Dann wird ein weiteres
rohrförmiges Stützelement 2 auf den noch freien , Verbindungsstutzen 4 des Verbindungsteiles 3 aufgeschoben
und durch Verbindungsbolzen 17 an diesem festgelegt. Danach werden durch Wiederholung dieser Verbindungsschritte
weitere Verbindungsteile 3 und rohrförmige Stutzelemente 2 angebaut, bis das Stützteil 5a bzw. 5t>
die vorbestimmte Länge erreicht hat. Zur Errichtung
eines bogenförmigen Stützrohres werden zwei Stützteile 5a und 513 vorbereitet und nach Aufsetzen ihrer Bodenplatte
1 1 auf den Untergrund durch Einbau eines Anschlußteiles 6 mit einer großen Einfüllöffnung 7b zwischen
deren oberen Enden zu de;n in Fig. 1 dargestellten, bogenförmigen Stützrohr 1 verbunden, in^deni die Vei·-
biaduiißsstutzeii 19 des Anschlußteiles 6 in die offenen
Enden am oberen Ende der bogenförmigen Stützteile 5a
und 5t> eingeführt und dann Vex'bindungsbolzen 17 durch
die Einfüllöffnung 7b hindurch von innen in die Bolzenöffnungen
20 des Anschlußteiles 6 und die entsprechenden Bolzenöffnungen 12 der angrenzenden Stützelernente
eingeführt und mittels auf ihre auswärts vorstehenden
709815/0906 -12-
Ab
Enden aufgebrachter Muttern festgezogen werden, Venn
nach Fertigstellung des Stützrohres 1 eine Verstärkung durch vorgepackten Beton erfolgen soll, können die
Zuschlagstoffe beispielsweise durch die Einfällöffnung
7b in die Hohlräume der Stützteile 5a und ^h eingeschüttet
werden, worauf die Einfüllöffnung 7b verschlossen
werden kann« Mittels der Einfüllöffnungen 7a in den
Verbindungsteilen 3 wird dann fortschreitend, von unten
nach oben Zementmilch eingegossen und dadurch die Ausfüllung mit dem Verstürkungsniaterial vervollständigt.
Wenn Beton zur Verstärkung benutzt wird, kann er durch die Einf iillöf fnung 7b eingeführt werden. Bei Verwendung
von Zementmörtel als Verstärkungsmaterial kann ein Verbindungsteil 3 als Anschlußteil zur Verbindung der
oberon Enden der Stützteile 5a und 5b benutzt werden.
Bei der in den Fig. 8 bis 11 dargestellten, abgewandelten
Ausfilhrungsform werden keine Verbindungsteile 3»
sondern jeweils an den Enden der Stützelemente 2 angeordnete Verbindungsflansche 26 benutzt, wobei die
Stützelemente 2 jeweils in sich je nach den Anforderungen geradlinig oder gekrümmt ausgebildet sein können,
unter sich jedoch jeweils im wesentlichen identische Form besitzen. Die an den gegenüberliegenden Enden des
Stützelements 2 angeordneten Verbindungsflansche 26 sind
relativ zuc-inander unter einem Neigungswinkel oC in Richtung
zum rZri.immungsiriittelpunkt des Tunnels 10 geneigt.
Zur Verbesserung des Kontaktes zwischen dem Stützrohr 1 und der Tunnelwand 9 des Tunnels 10 sind die Verbindun
5sflansche 2o jeweils an ihrer der Tunnelwand $>
zugewandten, äußeren Umfangsseite mit einer bei der dargestellten Ausführungsforrn durch geradliniges Ausschneiden
erzeugten Aussparur. versehen, so daß sie in dieser Richtung nicht üiu ie äußere Unifangsfläche
der Stützeleraente 2 vorstehen.
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-*»- 264528S
Die Verbindungsflansehe besitzen ferner in dor in Fig. 9
dargestellten Feise mehrere in Umfangsabstanden voneinander
angeordnete Bolzenöffnungen 27. Auf diese Weise können die gegeneinander anliegenden Verbindungsflansche
2.6 mittels durch die Bolzenöffnungon 27 hindurchgeführter
Verbindungsbolzen und mit diesen verschraubter Muttern
gegeneinander festgezogen werden. Jedes Stützelement 2 besitzt ferner einen Vorsprung mit einer darin angeordneten
Einfüllöffnung 7a, die derjenigen des Verbindungsteils 3 entspricht. An den einander gegenüberliegenden
Enden des in Fig. 10 dargestollen Anschlußteils 6 sind
ebenfalls mit Bolzenöffnungen 30 versehene Verbindungsflansche 29 vorgesehen, die den mit den Bolzenöffnungen
27 versehenen Verbindungsflansehen 26 entsprechen. Bei
dieser Ausführungsform kann das Anschlußteil 6 auch durch ein weiteres Stützelement 2 ersetzt werden. Weiterhin
ist an jedem Ende des Stützrohres 1 wiederum eine Bodenplatte 31 angebracht, die an dem benachbarten
Stützelement 2 durch Verbindungsbolzen festgelegt ist,
die durch Bolzenöffnungen 27 im Verbindungsflansch 26
hindurcligGfilhrt sind. Abgesehen von den vorstehend beschriebenen
Unterschieden entspricht die Ausbildung und aas ZusamiaoijfLigen des Stützrclires 1 der unter Bezugnahme
auf die Flg. 1 bis 7 gegebenen Erläuterung.
In den Fi^. 12 bis 16 sind weitere für die Ausfürhungsforni
gemäß der Fig. 1 bis 7 geeignete Stützelemente dargestellt, Bas in Fig. 12 gezeigte Stützelement 2
trägt auf seiner äußeren Umfangsfläche mehrere in Längsabstrinden angeordnete Ringrippen 32. Das in Fig.
13 dargestellte Stützelement entspricht der Ausführungsforrci
gemäß Fig. 12, wobei jedoch an den gegenüberliegenden Enden des Stützeleinentes ' noch zusätzlich ringförmige
Endrippen 33 vorgesehen L^nd, durch welche der
Eingriffsbereich mit dem Verbindungsteil 3 oder dem An-
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schlußteil 6 vergrößert und dadurch die Festigkeit der
Verbindung erhöht wird.
Das in Fig. lh gezeigte Stützelement 2 weist außer den
Ringrippen 32 zusätzlich noch Längsrippen 3^ auf, durch
welche die Biegungsfestigkeit und die Druckfestigkeit
vergrößert wird. Bei der in Fig. 14 dargestellten, abgewandelten
Ausführungsforra trägt das Stützelement 2
auf seiner Außenfläche ein rhombisches Gitterwerk aus Spiralrippen 35t wodurch, die gleichen Wirkungen erzielt
werden. Anstelle der Ringrippen können auch Spiralrippen Verwendung finden. Bei dem in Fig. 16 dargestellten
Stützelement sind auf dessen Xnnenfläch-e angeordnete
Ringrippen 36 vorgesehen, die gleichermaßen wirksam
sind, wie Spiralvers tärlcungen an einer Stützstruktur,
Es ist klar, daß die gleichen Wirkungen auch durch eine ■ auf der Innenfläche des rohrförmigen Stützteiles vorgesehene
Rippenanordnung ähnlich derjenigen der Fig. 15
und 14 erreicht werden können. Obgleich in den Fig. bis 16 nur in sich geradlinige, rohrförmige Stützelemente
dargestellt sind, können selbstverständlich je nach den Anforderungen auch in sich in Längsrichtung
gekrümmte Stützelemente mit entsprechenden Rippenanoi'dnungen
eingesetzt werden. In diesem Falle muß der Neigungswinkel der Verbindungsteile 3 und des Anschlußteiles
6 jeweils unter Berücksichtigung der Form entsprechend angepaßt werden.
Bei einem Tunnel mit einer abweichenden Querschnittsform ist es lediglich erforderlich, die Anzahl der verwendeten,
rohrförmigen Stützelemente 2 und die Anzahl und die Form der zwischen diesen eingebauten Verbindungsteile
3 entsprechend anzupassen. Da die Arten der Stützteleraente sehr begrenzt ι 'den können, ohne ihre
vielseitige Anwendbarkeit zu beeinträchtigen, können sie unaufwendig in großer Serie gefertigt und wirksam
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- 15 -
/3
für Turir.Gl mit verschiedener Quorschnittsf orni eingesetzt
-werden.
Die in den Fig. 17 bis 28 dargestellten Stütsselemeirte
sind zur Verwendung bei der Ausführungsf orni gemäß der
Fig. 3 bis 11 bestimmt. Das in Pie. 17 dargestellte
Stützelement 2 besitzt wiederum auf seiner äußeren Uinfangsflä ehe in Längsabstünden voneinander angeordnete
Ringrippeu 32. Bei dom in Pig. 18 dai'ge stallt an Stützelement
2 sind außer den Ringrifjpen 32 noch in Abstünden
übex' C,cu Umfang verteilt angeordnete Lün.^srippen
~}k vorgesehen. Eine derartige, gitterartige Iiipjj en anordnung
kann auch in Or in Fig. 13 dargestellten Veise
rhombisch ausgebildet sc?l\*. Das in Fig. 19 gezeigte
Stützelement 2 besitzt ai-'er den Ringi'ippen 32 und den
Längsri-φοη 1^h noch δ\:<
·■:=:.csen diagonal verlaufende *
Spire !rippen 37» wo-.c-io i.ne dreieckige Rip- .-enanordnung
ergeben „ Stattdesset" kcirn^c-n die RingripiJen 32 auch
durch eine SpiraXri ·υο· ersetzt sein. Das in Fig. 20
wiodergugtbone StUt-. i.!;i-^-"t 2 besitzt vom Verbindungsflanscli
2.6 zur au 'int ·?·.- T>* '"nngsviand durchgezogene Verst;ii'l:un:jsripijen
38,» *-'c-':.cho die Festigkeit vergrößern,
so daß die Dicke de:; .'Hihj.ndungsriansche 26 verringert
werden kann und ej.'-x· ,-j'.'at^e Kraftübertragung sichergestellt
wird.
Bei dei.i in Fig. 21 -i.-rge.stellteti Stützelement 2 sind
an den üinjjiidor gfe,'.>-n^ber.liegenden Enden eine Ringnut
39a bzw. ein Ringst·..-^ 39>
angeordnet, welche das Zusami.ieni'üjen
dor Stützelement·'-· 2 erleichtern, eile Übertragung
νXiTi a;jj' die V-erb Lriclu^gsfl.j.ehen wirlcentlon Schoi*-
l:x".'iftei"i -verbessern ;.!ιή! ;.ν· crdei;: das Austrotan von
Mörtel o;'or Zenier.ti ill el·- ΰ~·- don Verbindungsstellen verhindern»
BAD ORIGINAL 7098 15/09 0 6
*- 264528S
to
Bei der In den Fig. 22a und 22b dargestellten
Γογπι ist das Stützelement 2 an seiner Oberseite jeweils
mit einem dickwandigen Bereich 40 versehen, der mit den Außenflächen der Ringrippen 32 fluchtet, so daß sich
eine den Kontakt des Stützrohres 1 mit der Tunnelwand 9 erleichternde, glatte Fläche ergibt und ein einfaches
und zuverlässiges Eintreiben der Spundbohlen S sichergestellt wird.
Die in den Fig. 23a, 23b und 23c dargestellte Ausführungsfor
ist mit an der inneren Umfangsfläche des Stützeleineiits
2 angeordneten Längsrippen 41 versehen, welche die Biegefestigkeit und die Druckfestigkeit erhöhen. Die
Verbindungsflansche 26 sind so ausgebildet, daß sie sich von ihrem äußeren Umfang nach innen erstrecken, wobei
in den Bereichen der Bolzenöffnungen 27 jeweils Ausnehmungen
42 vorgesehen sind. Die Außenfläche kann zusätzlich in der in Fig. 23c gezeigten Weise mit Ringrippen
versehen sein.
Die in den Fig. 24a, 24b und 24 c dargestellte Ausführungsforn
zeigt ein Stützelement 2 mit auf dessen äußerer Umfangsflächß angeordneten Ringrippen 32 und auf der
inneren Umf angsfläche angeordneten Längsrippe!! 4i , jedoch
ohne Ausnehmungen 42, so daß die innere Umfangsfläche
mit Ausnahme dex· Längsrippen 4i keine Unebenheiten aufweist.
In diesem Falle dienen die Ringrippen 32 der gleichen Funktion, wie die spiraligen Verstärkungen herkömmlicher
Stützteile, während die Längsrippen 4i die Biegefestigkeit des Stützrohres 1 erhöhen, ein Ausknicken
verhindern und mit den Ringrippen 32 in der gleichen Weise zusammenwirken, wie bei einer gitterartigen
Rippenanordnung. Venn die äußere Umfangsfläche mit Ringr'ipperi und Längsrippen versehen ist, stören die
letzteren mehr oder weniger das Einbringen von Spund-
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- 17 -
bohlen, was bei der hier gezeigten Ausführungsform vermieden
wird. Bei dieser kann der in den Innenraum eingeführte Beton oder Mörtel mit Leichtigkeit längs der
inneren Umfangsflache der Stützelemente 2 entlangfließen,
ohne daß dabei die Gefahr einer Bildung von Hohlräumen besteht.
Die in den Fig. 25a, 25b und 25c dargestellte Ausführungsform besitzt mehrere in Umfangs ab stan den angeordnete
Längsrippen 43 mit trapezförmigem Querschnitt auf der
äußeren Umfangsflache, welche die Biegefestigkeit und
die Druckfestigkeit des Stützelements 2 in der gleichen Weise erhöhen, wie bei der in den Fig. 23a, 23b und 23c
wiedergegebenen Ausführungsform. Zwischen den Rippen
43 können Ringrippen 44 vorgesehen sein. ,
Die in den Fig. 26 und 27 dargestellten Ausführungsformen
zeigen in sich in Längsrichtung gekrümmte Stützelemente 2 mit auf der äußeren Umfangsfläche angeordneten Ringrippen
32 (Fig. 26) bzw. auf der inneren Umfangsflache
angeordneten Ringrippen 36 (Fig. 27)· Dia Anordnungen
gemäß der Fig. 22 bis 25 sind auch für Stützelemente
ohne Verbindungsflansche geeignet, wie sie für die erste Ausführungsform gemäß der Fig. 1 bis 7 Verwendung
finden.
Wie die Fig. 28a und 28b aeigen, kann die Form des Verbindungsflansches
26 in verschiedener Weise abgewandelt werden, wobei die Aussparung 28 in der in Fig. 28a dargestellten
Weise durch eine gei-adlinigo Kante definiert
ist oder entsprechend der Ringrippe 32 ballig gestaltet ist oder sich von der äußeren Umfangsfläche des rohrförmigen
Stützteils 2 ohne Aussparung 28 nach innen erstreckt.
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Die vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsformen
ei"läuteilte Stützstruktur kann vom Fachmann je nach den
Anforderungen in verschiedener Weise zweckentsprechend
abgewandelt werden, wobei insbesondere anstelle der in den Figuren dargestellten Stützelemente mit kreisförmigem
Querschnitt auch solche mit quadratischem, trapezförmigem,
dreieckigem, achteckigem oder polygonalem Querschnitt verwendet werden können. Darüber hinaus
können die in den Figuren dargestellten Konstruktionsmerkmale auch in anderer Kombination miteinander angewandt
oder abgewandelt werden.
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Claims (1)
- DiPL.-CHEM. dr. HARALD STACHPATENTANWALTfo'io);.·a HAMUUHO 1 . ADtNAUkKAlXIl. 3O . 1 ILbHON (tM*ft».| 40 JIAktenzeichen t Neuanmeldung
Anmelder: 1 ) Minoru Yamauioto2) Kubota Ltd.PATENTANSPRÜCHE"1) Stützstruktur für Tunnelwandungen oder dergleichen, mit im wesentlichen rohrförmigen Stützteilen, gekennzeichnet durch:a) mehrere einheitliche rohrförmige Stützelemente (2),b) Verbindungsvorrichtungen (3,26) zum Verbinden
der Enden der Stützelemente (2) zu mehreren jeweils der Querschnittsform des zugeordneten
Teiles der Tunnelwand (9) angepaßten Stützteilen (5a,5b) undc) mindestens einer Anschlußvorrichtung (6) zum
Verbinden der Enden der Stützteile (5a,5*0 zu
einem Stützrohr (i) mit zur Anordnung dicht am gesamten Querschnittsverlauf der Tunnelwand (9) angepaßter äußerer Unifangsform.2) Stützstruktur nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die Verbindungsvorrichtungen und die Anschlußvorrichtung jeweils als metallische Verbindungsteile (3f6) mit in die Enden der zu verbindenden Stützelemente (2) überlappend einführbaren Verbindungsabschnitten (k) ausgebildet sind.3) Stützstruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsteile (3 bzw. 6) als kurze Metallrohre mit an deren gegenüberliegenden Enden angeordneten Verbindungsstutzen (Λ,19) ausgebildet sind.7098 15/09 0 6k) Stützstruktur nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die Verbindungsvorrichtungen und die Anschlußvorrichtung als an den Enden der rohrförmigen Stützelemente (2) angeordnete Verbindungsflansche (26) ausgebildet sind,5) Stützstruktur nach Anspruch ht dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsflansche (26) an ihrer der Tunnelwand (9) zugewandten Seite im wesentlichen nicht übei" die Umfangsfläche der Stützelemente (2) vorstehen.6) Stützstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß an den voneinander abgewandten Enden der Stützteile (5a,5b) jeweils metallische Bodenplatten (11,3Ό angeordnet sind.7) Stützstruktur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatten jeweils einen in das zugeordnete, rohrförmige Stützelement (2) einführbaren Verbindungsstutzen (kt2k) tragen.8) Stützstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen Stützteile (5a, 5b) je\/eils mit einem Verstärkungsmaterial ausgefüllt sind.9) Stützstruktur nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen Stützteile (5a,5b) mit aus Zuschlagstoff und Zementmilch erzeugtem Beton ausgefüllt sind.10) Stützstx-uktur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsaiaterial aus Zementmörtel besteht.703S15/0908284528511) Stützstruktur nach, einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch, gekennzeichnet, daß das als Abschlußvorrichtung dienende kurze Rohr eine Einfüllöffnung (7b) für das Verstärkungsmaterial und insbesondere den Zuschlagstoff aufweist.12) Stützstrulctur nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen Stützelemente (2) Gußstücke aus duktilem Gußeisen oder Gußstahl mit untereinander gleicher Form und Länge sind,i3)Stützstruktur nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente auf ihren Außen- und/oder Innenflächen einstückig angegossene Verstärkungsrippen (32 bis 38, 4i, 43, hk) aufweisen.lh) Stützstruktur nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente (2) in Abständen voneinander über deren Länge verteilt angeordnete Ringrippen (36, ^k) aufweisen.15) Stützstruktur nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich net, daß die Stützelemente (2) an ihrer Umfangswand mindestens eine Spiralrippe (35, 37) aufweisen.16) Stützstruktur nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente (2) in Abständen voneinander über deren Umfang verteilt angeordnete Längsrippen (3^1 *H» ^3) aufweisen.17) Stutζstruktur nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsrippen (kl) auf der Innenfläche der Stützelemente (2) angeordnet sind.70981B/090818) Stützelement für eine Stützstruktur für Tunnelwandungen oder dergleichen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17.709815/0906
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FR2327391A1 (fr) | 1977-05-06 |
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