DE2645285A1

DE2645285A1 - Stuetzstruktur fuer tunnelwandungen

Info

Publication number: DE2645285A1
Application number: DE19762645285
Authority: DE
Inventors: Juntaro Honda; Katsumi Nagasaki; Yoshito Seto; Minoru Prof Yamamoto
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1975-10-09
Filing date: 1976-10-07
Publication date: 1977-04-14
Also published as: FR2327391B1; SE429889B; NO763428L; US4095433A; AU509090B2; SE7611231L; JPS5246636A; IT1074726B; JPS5524559B2; GB1520367A; AU1838476A; ES452167A1; DE2645285C2; NO145389B; NO145389C; FR2327391A1

Description

Aktenzeichen t Nouanmoldung
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

Tunnel mit eingebauter Stutζstruktur, Pig. 2 eine teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht zweier rohrförmiger Stützelemente und

eines Verbindungsteils,
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

Ansicht der Stützelemente und des Verbindungsteils gemäß Fig. k_t
Fig. 6a eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines

Anschlußteils,
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,

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,

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,

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,

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

eines weiteren abgewandelten Stützelements, Fig. 23b eine Vorderansicht des Stützelements gemäß

Fig. 23a,
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. 24a,
Fig. 24c eine teilweise weggebrochene perspektivische ' Ansicht des Stützelements gemäß der Fig. 24a

und 24b,
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

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 k_t 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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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

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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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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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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-'^:.ch^o 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»

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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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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

DiPL.-CHEM. dr. HARALD STACH

PATENTANWALT

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Aktenzeichen t Neuanmeldung
Anmelder: 1 ) Minoru Yamauioto

2) 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) und

c) 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.

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k) 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 h_t 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 (k_t2k) 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.

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11) 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.

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18) Stützelement für eine Stützstruktur für Tunnelwandungen oder dergleichen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17.

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