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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein flexibles Verbindungsteil zum Verbinden von Bestandteilen von
Röhren
oder abgedeckten Leitungen, wie z. B. Wassersystemen, Gullyabflussleitungen,
Unterführungen
und Tunneln.
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Beim Stand der Technik ist ein flexibles
Verbindungsteil für
eine Röhre,
wie in 10 gezeigt, bekannt.
Dieses dem Stand der Technik entsprechende Verbindungsteil weist
zwei ringförmige
Verbindungselemente b, b' auf,
die an entgegengesetzten Endflächen
zweier benachbarter, miteinander zu verbindender Röhreneinheiten
a, a' befestigt
sind. Diese Verbindungselemente b, b' weisen innere ringförmige Wände b1, b1' und äußere ringförmige Wände b2, b2' auf, und zwischen diesen ringförmigen Wänden b1
und b2 sowie b1' und
b2' ist ein Raum ausgebildet.
Die Endteile mehrerer Lagerstangen c, die in einem vorbestimmten
Abstand am Umfang angeordnet sind, sind in den in den Verbindungselementen
b, b' ausgebildeten
Zwischenräumen
derart aufgenommen, dass sie in den Zwischenräumen der Verbindungselemente
b, b' in axialer
Richtung der Röhre
in einem bestimmten begrenzten Bereich gleiten können und dennoch daran gehindert
werden, sich von den Verbindungselementen b, b' zu lösen. Es sind ein erstes äußeres flexibles
Dichtungselement d und ein zweites äußeres flexibles Dichtungselement
e von im wesentlichen kurzem zylindrischen Aufbau und gewellten
Oberflächen
vorgesehen, die aus Gummi oder einem Kunstharz gefertigt sind und die
von den am Umfang angeordneten Lagerstangen c aus betrachtet radial
außen
angeordnet sind und deren Endteile an den inneren ringförmigen Wänden b1,
b1' der Verbindungselemente
b, b' befestigt
sind. Ferner ist ein inneres flexibles Dichtungselement f von im
wesentlichen kurzem zylindrischen Aufbau mit gewellten Oberflächen vorgesehen,
das von den am Umfang angeordneten Lagerstangen c aus betrachtet
radial innen angeordnet ist und dessen Endteile an den inneren ringförmigen Wänden b1,
b1' der Verbindungselemente
b, b' befestigt
sind. Die inneren ringförmigen
Wände b1,
b1' der Verbindungselemente
b, b' sind somit
durch die flexiblen Dichtungselemente d, e und f hermetisch dicht
miteinander verbunden.
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Zum Herstellen einer Röhre durch
Anwendung eines Schildvortriebverfahrens wird eine Primärauskleidung
durch Hintereinanderverbinden der Segmente g,g' und eine Sekundärauskleidung durch schrittweises
Bewegen einer Gleitformmaschine über
eine vorbestimmte Strecke zum Aufbringen von rohem Beton unter hohem
Druck auf die Peripheriefläche
der fertiggestellten ersten Abdeckung hergestellt. Zum Herstellen
eines Rahmens des flexiblen Verbindungsteils, der das Aufbringen
von rohem Beton auf die Sekundärauskleidung
ermöglicht,
werden ringförmige
Rahmenplatten h,h' für die Sekundärauskleidung
an den in radialer Richtung innenliegenden Endteilen der inneren
ringförmigen
Wände b1,
b1' der Verbindungselemente
b, b' befestigt.
Ferner werden ringförmige
Verankerungsaufnahmeplatten i, i' an
den in radialer Richtung innenliegenden Endteilen dieser Rahmenplatten
h, h' befestigt.
Hakenteile mehrerer am Umfang angeordneter Verankerungselemente
j, j' sind in in
den Verankerungsaufnahmeplatten i, i' ausgebildeten Löchern eingehakt, und die anderen
Enden der Verankerungselemente j, j' sind durch Punktschweißen an den
in radialer Richtung innenliegenden Endteilen der äußeren ringförmigen Wände b2,
b2' der Verbindungselemente
b, b' befestigt.
Die ringförmigen
Rahmenplatten h, h' sind
in Umfangsrichtung in mehrere Teile unterteilt, und benachbarte
Teile sind mittels Schrauben, die mit Verbindungsplatten k, k' verschraubt sind,
miteinander verbunden.
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Bei dem oben beschriebenen Verfahren
wird roher Beton von einer Gleitformmaschine bis zu Stellen aufgebracht,
die von den Rahmenplatten h, h' blockiert
sind, um die Arbeiten für
die Sekundärauskleidung
durchzuführen.
In 10 bezeichnet das
Bezugszeichen m eine Innenabdeckung aus Gummi, die einen Innenperipherieteil
des flexiblen Verbindungsteils bildet, der mit der Innenperipheriefläche der
anderen Teile der Röhreneinheiten
a, a' bündig ist und
ferner verhindert, dass Staub in den Raum zwischen den Rahmenplatten
h, h' eindringt.
Das Bezugszeichen n bezeichnet eine Hautplatte, die das Ein dringen
von Staub in den Raum über
dem ersten flexiblen Dichtungselement d verhindert.
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Wenn ein relativ großer Spalt
zwischen jeweils benachbarten, am Umfang angeordneten Lagerelementen
c vorhanden ist, tritt bei diesem Typ von flexiblem Verbindungsteil
der Fall ein, dass bei Eintritt von Wasser in den Raum außerhalb
des zweiten flexiblen Dichtungselements e das zweite flexible Dichtungselement
e durch den von dem Leckwasser aufgebrachten Druck derart verformt
wird, dass es radial nach innen in den Spalt zwischen den Lagerstangen
c vorsteht. Es kommt häufig
vor, dass dieser vorstehende Teil des zweiten flexiblen Dichtungselements
e, der sich zwischen benachbarten Lagerstangen c befindet, von diesen
Lagerstangen c eingeklemmt und dadurch beschädigt wird, wenn sich die Röhren a,
a' aufgrund einer
Veränderung
der unterirdischen Umgebungsbedingungen, wie z. B. das Auftreten
eines Erdbebens, aufeinander zu bewegen. Zum Verhindern einer solchen
Beschädigung
sind die Lagerstangen c derart angeordnet, dass der Spalt zwischen
jeweils benachbarten Lagerstangen c so klein wie möglich oder
sogar null ist. Eine solche Anordnung der Lagerstangen c erfordert
jedoch eine große
Anzahl von Lagerstangen c, was zu einer übermäßigen Kraft der Lagerstangen
c führt,
die zum Halten des zweiten flexiblen Dichtungselements e nicht erforderlich
ist, und das Gesamtgewicht der Lagerstangen c erhöht. Somit
treten Schwierigkeiten bei der Montage des flexiblen Verbindungsteils
auf und erhöhen
sich die Herstellungskosten für
das flexible Verbindungsteil.
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Ferner kann es bei diesem Typ des
dem Stand der Technik entsprechenden Verbindungsteils vorkommen,
dass nach jahrelanger Benutzung des flexiblen Verbindungsteils der
Zwischenraum zwischen den inneren ringförmigen Wänden b1, b1' der Verbindungselemente b, b', der von dem zweiten
flexiblen Dichtungselement 2e aus gesehen radial außen liegt,
mit Leckwasser gefüllt
ist. In diesem Fall wird das flexible Dichtungselement e von den
Lagerstangen c gegen den Druck des Leckwasser gehalten, und dieser
Zustand wird so lange aufrechterhalten, wie das Verbindungsteil
den anfänglichen
Einbauzustand beibehält.
Wenn sich die Röhreneinheiten
a, a' aufgrund eines
Erdbebens in diesem Zustand aufeinander zu bewegen, tritt kein Problem
auf, wenn Wasser durch den Spalt der Hautplatte n, die mit einem
Ende durch Punktschweißen
nur an einem der beiden Verbindungselemente b, b' befestigt ist, austritt. Wenn jedoch
kein Wasser aus dem Innenraum des Verbindungsteils austritt, weil
die Erde außerhalb
des Verbindungsteils nur einen niedrigen Wasserpermeabilitätskoeffizienten
hat oder die äußere Umgebung
des Verbindungsteils mit Beton gefüllt ist, wird in dem Zwischenraum
zwischen den Verbindungsteilen b, b' befindliches Wasser zusammengedrückt und
erfolgt eine abrupte Erhöhung
des Wasserdrucks. Dies bewirkt, dass die Lagerstangen c durch das
flexible Dichtungselement e gedrückt werden,
was zur Folge hat, dass das flexible Dichtungselement e und die
Lagerstangen c verformt und schließlich beschädigt werden.
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Ferner ist bei dem in 10 gezeigten dem Stand der
Technik entsprechenden flexiblen Verbindungsteil der Rahmen mit
den Rahmenplatten h, h' zum
Aufbringen von Beton für
die Sekundärauskleidung,
wie oben beschrieben, vorgesehen. Dieser Rahmen steht von der Primärauskleidung
(Segmente g, g')
weit in den Röhrenraum
vor und verhindert somit ein einfaches Bewegen der Gleitformmaschine. Da
die Standardstrecke für
die Bewegung bei einem einzelnen Operationsschritt der Gleitformmaschine
9 m beträgt,
wird außerdem,
wenn das flexible Verbindungsteil in der Mitte dieser Bewegungsstrecke
angeordnet ist, der Vorgang zum Aufbringen von Beton auf halbem
Wege der Standardstrecke an der Stelle gestoppt, an der sich der
Rahmen (z. B. die Rahmenplatte h) befindet, und zwar bevor die gesamte
Standardstrecke zurückgelegt
ist, und wird dann die Gleitformmaschine auf die andere Seite des
flexiblen Verbindungsteils getragen und die Operation zum Aufbringen
von Beton wieder aufgenommen, um Beton am Standort der andere Rahmenplatte
(z. B. der Rahmenplatte h')
aufzubringen. Somit kann in diesem Fall der Vorgang zum Aufbringen
von Beton nicht in einem einzelnen Arbeitsgang durchgeführt werden,
sondern er muss in zwei separaten Schritten ausgeführt wer den,
und dies verringert die Effizienz bei der Ausbildung der Sekundärauskleidung.
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Die Sekundärauskleidung wird durch Aufbringen
von Beton mit einer vorbestimmten Dicke in radialer Richtung ausgebildet,
und zwar von der Wandfläche
der durch Schildvortrieb hergestellten Röhre aus gemessen. Bei dem in 10 gezeigten dem Stand der
Technik entsprechenden flexiblen Verbindungsteil handelt es sich
bei der Toleranz hinsichtlich einer Abweichung von dieser Dicke
in radialer Richtung in dem flexiblen Verbindungsteilabschnitt,
die durch Unregelmäßigkeiten
bei den Grabungsarbeiten verursacht wird, um einen extrem kleinen
Wert D1. Wenn das flexible Verbindungsteil aufgrund von durch die
Grabungsarbeiten hervorgerufenen Unregelmäßigkeiten den Wert D1 nach
innen übersteigt,
stößt daher
die Gleitformmaschine wieder an den innenliegenden Endteil des Rahmens
an und wird somit daran gehindert, die vorgesehene Sekundärauskleidung
weiter auszubilden. Entsprechend ist eine sehr große Genauigkeit
bei den Schildvortriebsarbeiten erforderlich, um diese kleine Abweichungstoleranz
D1 einzuhalten.
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Ein solches flexibles Verbindungsteil
für eine Röhre ist
ferner in EP-A-0 595 664 beschrieben.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
daher die Aufgabe zugrunde, ein flexibles Verbindungsteil für eine Röhre bereitzustellen,
das ein leichtes Gewicht hat, einfach handzuhaben ist und niedrige
Herstellungskosten verursacht, und ein flexibles Verbindungsteil
für eine
Röhre bereitzustellen,
bei dem eine Verformung und Beschädigung der Elemente des flexiblen
Verbindungselements aufgrund der Erhöhung des Wasserdrucks verhindert
werden kann, wenn das Verbindungsteil in einem Zustand, in dem der von
dem zweiten flexiblen Dichtungselement aus gesehen radial außen liegende
Zwischenraum zwischen den Verbindungselementen mit Leckwasser gefüllt ist,
durch ein Erdbeben oder aus anderen Gründen einer plötzlich Verformung
ausgesetzt ist.
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Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe
zugrunde, ein flexibles Verbindungselement für eine Röhre bereitzustellen, bei dem
die Effizienz bei der Ausbildung der Sekundärauskleidung verbessert und die
erforderliche Genauigkeit beim Schildvortrieb verringert werden
kann.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit einem
flexiblen Verbindungsteil für
eine Röhre
nach Anspruch 1 bzw. Anspruch 6 sowie einem Verfahren zum Installieren
eines flexiblen Verbindungsrohrs für eine Röhre nach Anspruch 9.
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Erfindungsgemäß wird das flexible Dichtungselement
durch loses Montieren von Zylindern mit einer axialen Länge, die
kleiner ist als die Distanz zwischen den Verbindungselementen in
der Anfangsphase der Installation, auf die Lagerstangen von diesen
Zylindern gehalten und nicht zwischen den Lagerstangen eingeklemmt,
so dass es selbst dann nicht beschädigt wird, wenn das flexible
Dichtungselement aufgrund des Wasserdrucks nach innen verformt wird,
und daher kann die Anzahl von Lagerstangen auf einem Minimum gehalten
werden, das ausreicht, um die erforderliche Mindestkraft zum Halten
des flexiblen Dichtungselements aufrechtzuerhalten, und somit wird
das flexible Verbindungsteil leichter und ist einfacher handzuhaben
und zusammenzubauen. Da die Anzahl der Lagerstangen reduziert werden
kann, verringern sich auch die Herstellungskosten für das flexible
Verbindungsteil.
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Das flexible Verbindungsteil mit
der oben beschriebenen Struktur weist ferner ein ringförmiges Verbindungsteil-Füllelement
zwischen den Verbindungselementen auf, das verhindert, dass Beton
für eine
Sekundärauskleidung
in einen Zwischenraum zwischen den Verbindungselementen fließt, in dem sich
das flexible Dichtungselement ausdehnen oder zusammenziehen kann,
wobei das ringförmige
Verbindungsteil-Füllelement
eine Dicke in radialer Richtung aufweist, die ein kontinuierliches
Aufbringen des Betons für
die Sekundärauskleidung
entlang der Innenfläche
des Füllelements
von einer Röhreneinheit zu
der anderen Röhreneinheit,
die miteinander zu verbinden sind, ermöglicht.
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Erfindungsgemäß ist es möglich, Beton für die zweite
Abdeckung kontinuierlich von einer Röhreneinheit zu der anderen
Röhreneinheit
entlang der Innenfläche
des Verbindungsteil-Füllmaterials
aufzubringen, und durch Abschneiden eines Teils mit einer vorbestimmten
Breite des aufgebrachten Betons zwischen den Verbindungselementen
wird ein Spalt zwischen den zu verbindenden Röhreneinheiten ausgebildet und
somit ein flexibles Verbindungsteil, das die beiden benachbarten
Röhreneinheiten
verbindet, fertiggestellt.
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Entsprechend ist kein vorstehender
Rahmen vorhanden, der die Operation der Gleitformmaschine in dem
standardmäßigen Bewegungsbereich
für einen
einzelnen Operationsschritt der Gleitformmaschine behindert, und
daher wird die Operation zum Aufbringen von Beton für die Sekundärauskleidung für jeden
standardmäßigen Bewegungsbereich
der Gleitformmaschine ohne Unterbrechung durchgeführt, wodurch
die Sekundärauskleidung
auf effiziente Weise ausgebildet werden kann.
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Ferner kann die Toleranz hinsichtlich
der Abweichung in der radialen Position des flexiblen Verbindungsteils,
die durch Unregelmäßigkeiten
bei Grabungsarbeiten hervorgerufen wird, größer sein als der Wert für das dem
Stand der Technik entsprechende flexible Verbindungsteil, und somit
ist eine sehr große
Genauigkeit, die bei dem dem Stand der Technik entsprechenden flexiblen
Verbindungsteil erforderlich ist, nicht mehr notwendig, sondern
es reicht eine standardmäßige Genauigkeit
aus, die bei normalen Grabungsarbeiten erreicht wird. Somit wird
die Effizienz des Schildvortriebs verbessert.
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Da kein eine Behinderung darstellender
vorstehender Rahmen vorhanden ist, wie es bei dem dem Stand der
Technik entsprechenden flexiblen Verbindungsteil der Fall ist, wird
ferner das Bewegen der Gleitformmaschine vereinfacht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist
das flexible Verbindungsteil ein Puffermaterial auf, das zwischen
den auf den Lagerstangen montierten Zylindern und dem flexiblen
Dichtungselement vorgesehen ist, wobei das Puffermaterial zusammengedrückt und
verformt wird, wenn es einem einen vorbestimmten Wert übersteigenden
Wasserdruck ausgesetzt ist. Durch Einstellen dieses vorbestimmten
Werts auf einen Wasserdruckwert, der normalerweise von Leckwasser
in dem Zwischenraum zwischen den Verbindungselementen auf das flexible Dichtungselement
aufgebracht wird, wird, wenn ein Erdbeben auftritt und sich die
Röhreneinheiten
aufeinander zu bewegen und der Wasserdruck auf einen Wert oberhalb
dieses vorbestimmten Werts steigt, das Puffermaterial zusammengedrückt und
verformt, um einen Raum zu bilden, der das zusammengedrückte Wasser
aufnimmt und dadurch den Wasserdruck reduziert. Daher kann ein Anstieg
des Wasserdrucks auf einen Wert, bei dem die Elemente des flexiblen
Verbindungsteils, einschließlich
der Lagerstangen, der Zylinder und des flexiblen Dichtungselements,
verformt und beschädigt
werden, auf effiziente Weise verhindert werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe weist das
flexible Verbindungsteil ferner zylindrische Außenhülsen auf, die eine axiale Länge haben,
die kleiner ist als die Distanz zwischen den Verbindungselementen
in der Anfangsphase der Installation, und die die Zylinder lose
abdecken, wobei das Puffermaterial ringförmig in einen Zwischenraum
zwischen der Außenperipheriefläche der
Zylinder und der Innenperipheriefläche der Außenhülsen entlang dem Gesamtumfang
der Zylinder gefüllt
ist.
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Um dies zu erreichen; kann das flexible
Verbindungsteil zylindrische Innenhülsen aufweisen, die lose auf
der Außenperipherie
der Zylinder montiert sind und eine axiale Länge aufweisen, die kleiner
ist als die Distanz zwischen den Verbindungselementen in der Anfangsphase
der Installation, und zylindrische Außenhülsen aufweisen, die die Außenperipherie
der Innenhülsen
lose abdecken und eine axiale Länge
haben, die kleiner ist als die Distanz zwischen den Verbindungselementen
in der Anfangsphase der Installation, wobei das Puffermaterial ringförmig in
einen Zwischenraum zwischen der Außenperipherie fläche der
Innenhülsen
und der Innenperipheriefläche
der Außenhülsen entlang
dem Gesamtumfang der Innenhülsen
gefüllt
ist.
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Um dies zu erreichen, kann das flexible
Verbindungsteil Puffermaterial-Füllzylinder
aufweisen, die die Zylinder lose abdecken und eine Distanz zwischen
den inneren Seitenwänden
des Zylinders aufweisen, die geringfügig größer ist als der Durchmesser
der Zylinder, wobei das Puffermaterial in einen radial außerhalb
der Zylinder vorgesehenen Zwischenraum in dem Puffermaterial-Füllzylinder gefüllt ist.
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Gemäß diesem Aspekt der Erfindung
können
die Puffermaterial-Füllzylinder
nach der Verformung des Puffermaterials und der Wiederherstellung der
ursprünglichen
Form des Puffermaterials in radialer Richtung entlang den Außenperipherieflächen der
Zylinder oder der Lagerstangen gleiten, und somit kann verhindert
werden, dass das Puffermaterial in den gegenüberliegenden Raum in den Puffermaterial-Füllzylindern
fällt.
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Bei einem weiteren Aspekt der Erfindung weist
ein flexibles Verbindungsteil für
eine Röhre
zur Lösung
der Aufgabe der Erfindung auf: zwei ringförmige Verbindungselemente,
ein flexibles Dichtungselement aus Gummi oder Kunstharz von kurzem
zylindrischen Aufbau, wobei Endteile des Dichtungselements an den
Verbindungselementen befestigt sind, eine Lagereinrichtung, die
von dem flexiblen Dichtungselement aus in radialer Richtung gesehen
innen angeordnet ist, wobei Endteile des Dichtungselements zum Halten
des flexiblen Dichtungselements an den Verbindungselementen befestigt
sind, um eine nach innen gerichtete Verformung des flexiblen Dichtungselements
zu verhindern, wobei die Lagereinrichtung zwei Halteelemente von
kurzem zylindrischen Aufbau aufweist, die jeweils mit einem ringförmigen Verbindungsabschnitt
versehen sind, einen zylindrischen äußeren peripheren Halteabschnitt
aufweist, der rechtwinklig von dem äußeren Endteil des Verbindungsabschnitts
vorsteht, um eine nach innen gerichtete Verformung des flexiblen
Dichtungselements zu verhindern, und einen Seitenwandabschnitt auf weist,
der von dem Endteil des äußeren peripheren
Halteabschnitts gegenüber
der Verbindungsabschnittsseite nach innen verläuft, wobei die Endteile des
flexiblen Dichtungselements mittels C-Klemmen zwischen dem Verbindungsabschnitt
der Halteelemente und den Verbindungselementen eingeklemmt sind.
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Gemäß diesem Aspekt der Erfindung
wird eine von dem Wasserdruck hervorgerufene nach innen gerichtete
Verformung des flexiblen Dichtungselements in ausreichendem Maße von dem
an der Außenperipherie
vorgesehenen Abschnitt der Halteelemente aufgenommen, während die
axiale Verformung des flexiblen Dichtungselements von dem Seitenwandabschnitt
der Halteelemente aufgenommen wird, wodurch eine übermäßige Verformung
und eine Beschädigung
der flexiblen Dichtungselemente verhindert werden kann.
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Da die Lagereinrichtung eine einfache
Struktur mit zwei zylindrischen Nalteelementen aufweist, wird ferner
das flexible Verbindungsteil leichter und einfacher handhabbar als
das dem Stand der Technik entsprechende Verbindungsteil, bei dem
eine große Anzahl
von Lagerstangen verwendet wird, wodurch die Herstellungskosten
des flexiblen Verbindungsteils reduziert werden können.
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Da das flexible Dichtungselement
mit seinen Endteilen mittels der C-Klemmen zwischen den Verbindungselementen
und dem Verbindungsabschnitt der Halteelemente eingeklemmt ist,
ohne dass Löcher
zum Einsetzen von Schrauben ausgebildet werden, tritt ferner kein
Problem hinsichtlich einer Wasserleckage durch solche Schraubenlöcher auf,
so dass die Dichtungsleistung des Verbindungsteils verbessert wird.
Beim Befestigen des flexiblen Dichtungselements ist der schwierige
und zeitaufwendige Vorgang des Ausrichtens von Schraubenlöchern in dem
flexiblen Dichtungselement, den Verbindungselementen und dem Verbindungsabschnitt
der Halteelemente nicht erforderlich und wird daher das Montieren
des flexiblen Dichtungselements vereinfacht und können die
Herstellungskosten, des Verbindungsteils auch in dieser Hinsicht
reduziert werden.
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Bei einem weiteren Aspekt der Erfindung weist
ein flexibles Verbindungsteil zum Lösen der Aufgabe der Erfindung
ferner ein ringförmiges
Verbindungsteil-Füllelement
zwischen den Verbindungselementen auf, das verhindert, dass Beton
für eine Sekundärauskleidung
in einen Zwischenraum zwischen den Verbindungselementen fließt, in dem
sich das flexible Dichtungselement ausdehnen oder zusammenziehen
kann, wobei das ringförmige
Verbindungsteil-Füllelement
eine Dicke in radialer Richtung aufweist, die ein kontinuierliches
Aufbringen des Betons für
die Sekundärauskleidung
entlang der Innenfläche
des Füllelements
von einer Röhreneinheit
zu der anderen Röhreneinheit,
die miteinander zu verbinden sind, ermöglicht.
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Erfindungsgemäß ist es möglich, Beton für die Sekundärauskleidung
kontinuierlich entlang der Innenfläche des Verbindungsteil-Füllmaterials
von einer Röhreneinheit
zu der anderen Röhreneinheit
aufzubringen, und durch Abschneiden eines Teils mit einer vorbestimmten
Breite des aufgebrachten Betons zwischen den Verbindungselementen,
wird ein Spalt zwischen den zu verbindenden Röhreneinheiten gebildet und
somit ein flexibles Verbindungsteil, das die beiden benachbarten
Röhreneinheiten
verbindet, fertiggestellt.
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Entsprechend ist kein vorstehender
Rahmen vorhanden, der die Operation der Gleitformmaschine in dem
standardmäßigen Bewegungsbereich
für einen
einzelnen Operationsschritt der Gleitformmaschine behindert, und
daher wird die Operation zum Aufbringen von Beton für die Sekundärauskleidung für jeden
standardmäßigen Bewegungsbereich
der Gleitformmaschine ohne Unterbrechung durchgeführt, wodurch
die Sekundärauskleidung
auf effiziente Weise ausgebildet werden kann.
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Ferner kann die Toleranz hinsichtlich
der Abweichung in der radialen Position des flexiblen Verbindungsteils,
die durch Unregelmäßigkeiten
bei Grabungsar beiten hervorgerufen wird, größer sein als der Wert für das dem
Stand der Technik entsprechende flexible Verbindungsteil, und somit
ist eine sehr große
Genauigkeit, die bei dem dem Stand der Technik entsprechenden flexiblen
Verbindungsteil erforderlich ist, nicht mehr notwendig; sondern
es reicht eine standardmäßige Genauigkeit
aus, die bei normalen Grabungsarbeiten erreicht wird. Somit wird
die Effizienz des Schildvortriebs verbessert.
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Da kein eine Behinderung darstellender
vorstehender Rahmen vorhanden ist, wie es bei dem dem Stand der
Technik entsprechenden flexiblen Verbindungsteil der Fall ist, wird
ferner das Bewegen der Gleitformmaschine vereinfacht.
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Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung anhand der beliegenden Zeichnungen beschrieben.
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Es zeigen:
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1 eine
teilgeschnittene perspektivische Ansicht eines Teils von Röhreneinheiten,
die unter Verwendung einer Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen flexiblen
Verbindungsteils miteinander verbunden sind;
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2 eine
Schnittansicht einer Ausführungsform
der Erfindung im fertiggestellten Zustand;
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3 eine
Schnittansicht der gleichen Ausführungsform
in einem Zustand, in dem das Aufbringen von Beton für eine Sekundärauskleidung
abgeschlossen ist;
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4 eine
Schnittansicht mit Darstellung eines Beispiels der Lagerstange;
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5 eine
Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung im
fertiggestellten Zustand;
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6 eine
Schnittansicht der gleichen Ausführungsform
in einem Zustand, in dem das Aufbringen von Beton für eine zweite
Abdeckung abgeschlossen ist;
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7 eine
Schnittansicht entlang den Pfeilen A-A aus 8 mit Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
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8 eine
Schnittansicht der gleichen Ausführungsform
in einem Normalzustand;
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9 eine
Schnittansicht der gleichen Ausführungsform
in einem Zustand, in dem sich zwei unter Verwendung des flexiblen
Verbindungsteils miteinander verbundene Röhreneinheiten aufgrund eines
Erdbebens aufeinander zu bewegt haben; und
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10 eine
Schnittansicht eines dem Stand der Technik entsprechenden flexiblen
Verbindungsteils für
eine Röhre.
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird
zunächst
anhand von 1 bis 4 beschrieben.
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Röhreneinheiten 1, 1' mit einem im
wesentlichen zylindrischen Aufbau weisen Primärauskleidungen 15, 15' auf, die jeweils
aus Segmenten, wie z. B. Stahlsegmenten, Betonsegmenten oder RC-Segmenten
gebildet sind, und Sekundärauskleidungen 16, 16' auf, die jeweils
durch Aufbringen von Beton auf die Innenfläche der Primärauskleidungen 15, 15' gebildet sind.
Die Röhreneinheiten 1, 1' sind mit einem
erfindungsgemäßen flexiblen
Verbindungsteil A miteinander verbunden.
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Das flexible Verbindungsteil A weist
zwei Verbindungselemente 2, 2' auf, die an gegenüberliegenden
Flächen
der Röhreneinheiten 1, 1' befestigt sind,
wie in 2 gezeigt. Diese
Verbindungselemente 2, 2' sind entsprechend den Endflächen der Röhreneinheiten 1, 1'ringförmig ausgebildet.
Die Verbindungselemente 2, 2' weisen kastenförmige Teile 2c, 2c' auf. Die kastenförmigen Teile 2c, 2c' weisen einander
gegenüberliegende
innere Seitenwände 2a, 2a' und äußere Seitenwände 2b, 2b' auf, die gegenüber den
inneren Seitenwänden 2a, 2a' angeordnet sind.
Verbindungsplatten 8, 8', die den Abstand zwischen den
inneren Seitenwänden 2a,2a' und den äußeren Seitenwänden 2b, 2b' begrenzen,
sind mit ihren Endteilen an den inneren Seitenwänden 2a, 2a' und den äußeren Seitenwänden 2b, 2b' befestigt, und
zwar mittels Muttern 9, die an den inneren Seitenwänden 2a, 2a' und den äußeren Seitenwänden 2b,
angeschweißt
sind, und mittels Schrauben 10, die mit den Muttern 9 verschraubt
sind. Diese Verbindungsplatten 8, 8' sind in einem bestimmten Abstand in
Umfangsrichtung angeordnet. Zwischenräume 2d, 2d' sind zwischen
der inneren Seitenwand 2a und der äußeren Seitenwand 2b und
ferner zwischen der inneren Seitenwand 2a' und der äußeren Seitenwand 2b' ausgebildet. Öffnungen 2e, 2e' sind in den
inneren Seitenwänden 2a, 2a' ausgebildet,
und zwar zum Einsetzen von Lagerstangen 3 in die Zwischenräume 2d, 2d' und zum Ermöglichen
einer axialen Gleitbewegung der Lagerstangen 3 innerhalb
eines bestimmten begrenzten Bereichs in den Zwischenräumen 2d, 2d' nach dem Einsetzen.
Rippen 2f, 2f und 2g, 2g', die in radialer Richtung vorstehen,
sind in einem bestimmten Abstand in Umfangsrichtung vorgesehen.
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Die Lagerstangen 3 zwischen
den Verbindungselementen 2, 2' sind, wie in 1 gezeigt, mit einem bestimmten gleichen
Abstand in Umfangsrichtung entlang den Verbindungselementen 2, 2' angeordnet.
Jede dieser Lagerstangen 3 umfasst, wie in 4 gezeigt, eine Stange 50, die
durch die Öffnungen 2e, 2e' der Verbindungselemente 2, 2' in die Zwischenräume 2d, 2d' eingesetzt
ist, Gewinde 50a, 50a' an den Endteilen der Stange 50,
Schrauben 51, 51',
die mit den Gewinden 50a, 50a' in Gewindeeingriff stehen, und
Scheiben 52, 52'.
Die Scheiben 52, 52' sind
mit einem Durchmesser ausgebildet, der größer ist als der Durchmesser
der Öffnungen 2e, 2e', um ein Lösen der
Stange 50 aus den Öffnungen 2e, 2e' zu verhindern.
Somit sind die Lagerstangen 3 mit ihren Endteilen derart
in den Zwischenräumen 2d, 2d' aufgenommen,
dass ein Lösen
von den Verbindungselementen 2, 2' verhindert wird. Durch diese Struktur
verbinden die Lagerstangen 3 die Verbindungselemente 2, 2' in einem bestimmten
begrenzten Bereich gleitbar miteinander.
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Die Stangen 50 der Lagerstangen 3 sind
lose von den Zylindern 7 abgedeckt, die einen größeren Durchmesser
haben als die Stangen 50. Die Zylinder 7 haben
eine axiale Länge,
die um einen vorbestimmten Wert kleiner ist als die Distanz zwischen
den inneren Seitenwänden 2a, 2a' der Verbindungselemente 2, 2' in der Anfangsphase
der Installation. Die Zylinder 7 sind am Umfang der Lagerstangen 3 angeordnet.
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Erste und zweite äußere flexible Dichtungselemente 4 und 5 mit
unterschiedlichen Durchmessern sind von den Zylindern 7 aus
gesehen radial innen und koaxial mit den Zylindern 7 angeordnet.
Ferner ist ein flexibles Dichtungselement 6 von den Zylindern 7 aus
gesehen innen und koaxial zu den Zylindern 7 angeordnet.
Diese flexiblen Dichtungselemente 4, 5 und 6 haben
im wesentlichen eine zylindrische Konfiguration und gewellte oder
bogenförmige
Flächen,
und ihre Endteile sind dauerhaft an den inneren Seitenwänden 2a, 2a' der kastenförmigen Teile 2c, 2c' befestigt,
um die Verbindungselemente 2, 2' hermetisch dicht miteinander zu
verbinden. Eine ringförmige
Hautplatte 20 ist zum Abdecken eines ringförmigen Spalts
zwischen den Außenperipherieflächen der
Verbindungsteile 2, 2' vorgesehen. Die Hautplatte 20 ist
mit einem Endteil an der Außenperipheriefläche eines
der Verbindungselemente 2, 2' angeschweißt und mit dem anderen Ende
durch Punktschweißen
mit der Außenperipheriefläche des
anderen Verbindungselements verbunden, damit es sich im Falle einer
Veränderung
der unterirdischen Umgebungsbedingungen, wie z. B. bei Auftreten
eines Erdbebens, leicht von dem anderen Verbindungselement lösen kann.
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Zwei Verbindungsteil-Füllelement-Befestigungsplatten 11, 11' mit einem im
wesentlichen L-förmigem
Profil sind zum Halten eines Verbindungsteil-Füllelements 12 vorgesehen.
Die Verbindungsteil-Füllelement-Befestigungsplatten 11, 11' weisen ringförmige periphere
Wandabschnitte 11a, 11a auf, die in axialer Richtung
des flexiblen Verbindungsteils A verlaufen, und Seitenwandabschnitte 11b, 11b' auf, die orthogonal
zu den ringförmigen
peripheren Wandabschnitten 11a, 11a' verlaufen. Die Seitenwandabschnitte 11b, 11b' sind mit Schrauben 13, 13' an den in radialer
Richtung innenliegenden Endteilen der inneren ringförmigen Seitenwände 2a, 2a' der Verbindungselemente 2, 2' befestigt.
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Das Verbindungsteil-Füllelement 12 mit
zylindrischer Konfiguration ist in dem von den beiden Verbindungsteil-Füllelement-Befestigungsplatten 11, 11' gebildeten
Zwischenraum angeordnet und mit einem Verbondungsmittel an den peripheren Wandabschnitten 11a, 11a' und den Seitenwandabschnitten 11b, 11b' befestigt.
Dieses Verbindungsteil-Füllelement 12 verhindert
bei der Ausführung
der Sekundärauskleidung
das Fließen
von Beton für
die Sekundärauskleidung
in einen Zwischenraum 14 zwischen den Verbindungselementen 2, 2', in dem sich
die flexiblen Dichtungselemente 5 und 6 ausdehnen
und zusammenziehen können,
und verhindert ferner, dass das innere flexible Dichtungselement 6 durch
den Betrieb einer (nicht gezeigten) Schneideeinrichtung zum Abschneiden
eines Teils des aufgebrachten Betons für die Sekundärauskleidung,
wie nachfolgend beschrieben, beschädigt wird. Das Verbindungsteil-Füllelement 12 hat eine
Dicke in radialer Richtung, die ein kontinuierliches Aufbringen von
Beton für
die Sekundärauskleidung
entlang der Innenfläche
des Verbindungsteils-Füllelements 12 von
einer Röhreneinheit
zu der anderen Röhreneinheit,
die miteinander verbunden werden sollen, ermöglicht. Als Verbindungsteil-Füllelement 12 werden Materialien,
wie z. B. Schaumgummi, Schwamm und geschäumtes Polystyrol, die ein geringes
Gewicht und eine ausreichende Weichheit und Elastizität haben,
bevorzugt.
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Die Sekundärauskleidungen 16, 16', die die Primärauskleidungen 15, 15' abdecken, weisen
einen Spalt 17 auf, der zwischen ihnen ausgebildet ist. In
diesen Spalt 17 ist ein Verbindungsteil-Füllelement 18,
wie z. B. Schaumgummi, und ein Füllmaterial 19 gefüllt, die
zur Ausbildung einer glätten
Innenperipheriefläche
führen,
die mit den Innenperipherieflächen
der Röhreneinheiten 1, 1' bündig ist.
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Zum Herstellen des oben beschriebenen
flexiblen Verbindungsteils A werden die Verbindungselemente 2, 2', die Lagerstangen 3,
das erste äußere flexible
Dichtungselement 4, das zweite äußere flexible Dichtungselement 5,
das innere flexible Dichtungselement 6 und die Zylinder 7 zusammengebaut und
die äußeren Seitenwände 2b, 2b' der Verbindungselemente 2, 2' dieser zusammengebauten Struktur
mit Schrauben 21 an den Endflächen der Primärauskleidungen 15, 15', die aus den
Segmenten der Röhreneinheiten 1, 1' gebildet sind,
angebracht.
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Dann werden die Verbindungsteil-Füllelement-Befestigungsplatten 11, 11' an den innenliegenden
Endteilen der inneren Seitenwände 2a, 2a' der Verbindungselemente 2, 2' befestigt und
wird das Verbindungsteil-Füllelement 12 mit
einem Verbondungsmittel an den Verbindungsteil-Füllelement-Befestigungsplatten 11, 11' befestigt.
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Dann wird die Gleitformmaschine zum
kontinuierlichen Aufbringen von Beton 22 für die Sekundärauskleidung,
wie in 3 gezeigt, entlang
der Innenfläche
des Verbindungsteil-Füllelements 12 von einer
der Röhreneinheiten 1, 1' zur anderen
verwendet. Da kein vorstehender Rahmen vorhanden ist, der das Vorwärtskommen
der Gleitformmaschine behindert, wie es bei dem dem Stand der Technik
entsprechenden flexiblen Verbindungsteil der Fall ist, kann die
Gleitformmaschine Beton sequentiell über eine standardmäßige Bewegungsstrecke
aufbringen, ohne dass das Aufbringen von dem Rahmen unterbrochen
wird, so dass das Aufbringen von Beton für die Sekundärauskleidung
auf effiziente Weise durchgeführt
werden kann.
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Bei der Ausführungsform der Erfindung ist eine
Toleranz D2 (2) hinsichtlich
der radialen Abweichung des flexiblen Verbindungsteils vorgesehen, die
aufgrund von Unregelmäßigkeiten
auftritt, welche durch die mittels des Schildvortriebverfahrens
durchgeführten
Grabungsarbeiten entstehen. Diese Toleranz D2 ist viel größer als
die Toleranz D1 für
das dem Stand der Technik entsprechende flexible Verbindungsteil.
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Nach dem Aufbringen des Betons 22 für die Sekundärauskleidung
entlang dem gesamten Umfang der Innenperipheriefläche des
flexiblen Verbindungsteils wird ein mittlerer Teil des aufgebrachten Betons 22 zwischen
den Verbindungselementen 2, 2' mit einer (nicht gezeigten) Schneideeinrichtung
abgeschnitten, um den Spalt 17 zu bilden. Dieser Spalt 17 ist
zum Ermöglichen
einer relativen Verschiebung zwischen den Röhreneinheiten 1, 1' bei einer Veränderung
der unterirdischen Umgebungsbedingungen, wie z. B. bei einem Erdbeben,
erforderlich.
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Schließlich werden das Verbindungsteil-Füllelement 18 und
das Füllmaterial 19 in
den Spalt 17 gefüllt,
um das flexible Verbindungsteil A fertig zu stellen.
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5 und 6 zeigen eine weitere Ausführungsform
der Erfindung.
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Dieses flexible Verbindungsteil A weist
zwei ringförmige
Verbindungselemente 31, 31' auf, die an den Endflächen der
miteinander zu verbindenden Röhreneinheiten 30, 30' befestigt sind.
Ringförmige Dichtungselement-Halteplatten 32, 32' sind an Außenperipherieteilen 31c, 31c' der Verbindungselemente 31, 31' angeschweißt, und
ein ringförmiges Dichtungselement 33 aus
Gummi oder einem Kunstharz ist an den Dichtungselement-Halteplatten 32, 32' befestigt.
Ein flexibles Dichtungselement 34 aus Gummi oder einem
Kunstharz ist an den innenliegenden Endteilen ringförmiger innerer
Seitenwände 31a, 31a' der Verbindungselemente 31, 31' befestigt.
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Zwei Halteelemente 35, 35' von kurzem
zylindrischen Aufbau sind derart angeordnet, dass sie an der Innenfläche des
mittleren Teils 34a des flexiblen Dichtungselements 34 anliegen.
Die Halteelemente 35, 35' weisen auf: ringförmige Verbindungsabschnitte 35a, 35a' zum Verbinden
der Endteile des flexiblen Dichtungselements 34 mit den
Verbindungselementen 31, 31', zylindrische äußere periphere Halteabschnitte 35b, 35b', die rechtwinklig
von den außenliegenden
Endteilen der Verbindungsabschnitte 35a, 35a' abstehen, um
eine nach innen gerichtete Verformung des flexiblen Dichtungselements 34 zu verhindern,
und Seitenwandabschnitte 37, 37', die von den Endteilen der äußeren peripheren
Halteabschnitte 35b, 35b' gegenüber der Verbindungsabschnittseite
vorstehen, um eine durch den Wasserdruck hervorgerufene axiale Verformung
eines dehnbaren Teils 34c des flexiblen Dichtungselements 34 in
Dehnrichtung zu verhindern.
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Die Halteelemente 35, 35' können aus
einstöckigen
ringförmigen
Elementen gebildet sein, sie können
jedoch vorzugsweise auch aus mehreren Einheiten hergestellt sein,
die ein ringförmiges
Halteelement bilden, wenn sie zu Montage- und Transportzwecken zusammengebaut
werden.
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Die Endteile 34b, 34b' des flexiblen
Dichtungselements 34 werden zwischen den inneren Seitenwänden 31a, 31a' der Verbindungselemente 31, 31' und den Verbindungsabschnitten 35a, 35a' der Halteelemente 35, 35' gehalten und
mittels C-Klemmen 36, 36' hermetisch dicht zwischen diesen
eingeklemmt.
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Das Verbindungsteil-Füllelement 38 weist Nuten 38a, 38a' zum Aufnehmen
der Endteile der Seitenwandabschnitte 37, 37' der Halteelemente 35, 35' auf, und die
Endteile der Seitenwandabschnitte 37, 37' sind in den
Nuten 38a, 38a' aufgenommen und
mit einem Verbondungsmittel mit den Wänden der Nuten 38a, 38a' verbondet.
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Das Verbindungsteil-Füllelement 38 hat
eine Struktur und Funktion ähnlich
denen des Verbindungsteil-Füllelements 12 der
in 1 bis 4 gezeigten Aus führungsform, und ein Teil seiner
Außenperipheriefläche steht
mit der Innenseite der C-Klemmen 36, 36' in Kontakt.
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Die Bezugszeichen 39, 39' bezeichnen
Primärauskleidungen
und 40, 40' Sekundärauskleidungen
der Röhreneinheiten 30, 30'. Ein Spalt 41 ist
zwischen den Sekundärauskleidungen 40, 40' ausgebildet,
und ein Füllmaterial 42 ist
in diesen Spalt 41 eingefüllt. Eine Hautplatte 44 mit
einer Struktur ähnlich der
der Hautplatte 20 ist auf den Außenperipherieflächen 31c, 31c' der Verbindungselemente 31, 31' vorgesehen.
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Das oben beschriebene flexible Verbindungsteil
wird wie folgt installiert:
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Als erstes werden die Außenwände 31b, 31b' der Verbindungselemente 31, 31' und die anderen
an den Verbindungselementen 31, 31' angebrachten Elemente, mit Ausnahme
des Verbindungsteil-Füllelements 38 und
des Füllmaterials 42,
mittels Schrauben 43 an den Endflächen der aus den Segmenten
gebildeten Primärauskleidungen 39, 39' der Röhreneinheiten 30, 30' befestigt.
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Ein Verbondungsmaterial wird auf
die Nuten 38a des Verbindungsteil-Füllelements 38 aufgebracht,
und die Seitenwandabschnitte 37, 37' der Halteelemente 35, 35' werden in die
Nuten 38a, 38a' eingesetzt,
um das Verbindungsteil-Füllelement 38 an
den Seitenwandabschnitten 37, 37' zu befestigen.
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Dann bringt die Gleitformmaschine
den Beton 46 für
die Sekundärauskleidung
entlang der Innenperipheriefläche
des flexiblen Verbindungsteils A, wie in 6 gezeigt, von einer Röhreneinheit 30, 30' zur anderen,
auf.
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Nach dem Aufbringen des Betons 46 wird
ein Teil mit einer vorbestimmten Breite des Betons 46 zwischen
den Verbindungselementen 31, 31' mit einer (nicht gezeigten) Schneideeinrichtung
abgeschnitten, um den Spalt 41 zu bilden, und wird das Füllmaterial 42 in
den Spalt 41 gefüllt,
um das flexible Verbindungsteil A fertig zu stellen.
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Da das in 5 und 6 gezeigte
flexible Verbindungsteil gemäß dieser
Ausführungsform
die oben beschriebene Struktur aufweist, bietet dieses flexible
Verbindungsteil folgende Vorteile:
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Gemäß dieser Ausführungsform,
bei der die Halteelemente 35, 35' äußere periphere Halteabschnitte 35b, 35b' und die Seitenwände 37, 37' aufweisen,
wird eine durch den Wasserdruck verursachte nach innen gerichtete
Verformung des flexiblen Dichtungselements 34 in ausreichendem
Maße von dem äußeren peripheren
Halteabschnitt 35b, 35b' der Halteelemente 35, 35' aufgenommen,
während die
axiale Verformung des flexiblen Dichtungselements 34 von
dem Seitenwandabschnitt 37, 37' der Halteelemente 35, 35' aufgenommen
wird, wodurch eine übermäßige Verformung
und eine Beschädigung
der flexiblen Dichtungselemente 34 verhindert werden kann.
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Da die Lagereinrichtung eine einfache
Struktur mit zwei zylindrischen Halteelementen 35, 35' aufweist, wird
ferner das flexible Verbindungsteil leichter und einfacher handhabbar
als das dem Stand der Technik entsprechende Verbindungsteil, bei
dem eine große
Anzahl von Lagerstangen verwendet wird, wodurch die Herstellungskosten
des flexiblen Verbindungsteils reduziert werden können.
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Da das flexible Dichtungselement 34 mit
seinen Endteilen mittels der C-Klemmen 36, 36' zwischen den
Verbindungselementen 31, 31' und dem Verbindungsabschnitt 35a, 35a' der Halteelemente 35, 35' eingeklemmt
ist, ohne dass Löcher
zum Einsetzen von Schrauben ausgebildet werden, tritt ferner kein
Problem hinsichtlich einer Wasserleckage durch solche Schraubenlöcher auf,
so dass die Dichtungsleistung des Verbindungsteils verbessert wird. Beim
Befestigen des flexiblen Dichtungselements 34 ist der schwierige
und zeitaufwendige Vorgang des Ausrichtens von Schraubenlöchern in
dem flexiblen Dichtungselement 34, den Verbindungselementen 31, 31' und dem Verbindungsabschnitt 35a, 35a' der Halteelemente 35, 35' nicht erforderlich
und wird daher das Montieren des flexiblen Dichtungselements 34 vereinfacht
und können
die Herstellungskosten des Verbindungsteils auch in dieser Hinsicht
reduziert werden.
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Anhand von 7 bis 9 wird
jetzt eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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Ein flexibles Verbindungsteil 100 hat
eine Struktur, die der des in 1 gezeigten
flexiblen Verbindungsteils A im wesentlichen gleicht ist, und weist eine
zylindrische Konfiguration auf und verbindet die Röhreneinheiten
mit einer aus Segmenten gebildeten Primärauskleidung und einer Sekundärauskleidung
aus auf den Segmenten aufgebrachtem Beton. 8 und 9 zeigen
nur wesentliche Teile des flexiblen Verbindungsteils gemäß dieser
Ausführungsform.
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Das flexible Verbindungsteil 100 weist
zwei Verbindungselemente 102, 102' auf. Diese Verbindungselemente 102, 102' sind im wesentlichen
gleich ausgeführt
wie die in 1 gezeigten
und haben eine kurze zylindrische Konfiguration. Die (nicht gezeigten) äußeren Seitenwände dieser
Verbindungselemente 102, 102' sind an den Endflächen der
(nicht gezeigten) zu verbindenden Röhren befestigt. Innere Seitenwände 102a, 102a' der Verbindungselemente 102, 102' sind mit Öffnungen 104, 104' versehen, die eine
axiale Verschiebung der Lagereinrichtung 105 innerhalb
eines bestimmten begrenzten Bereichs nach dem Einsetzen der Lagereinrichtung
in Zwischenräume 106, 106' der Verbindungselemente 102, 102' ermöglichen.
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Die Lagereinrichtung 105 ist
zwischen den inneren Seitenwänden 102a, 102a' der Verbindungselemente 102, 102' angeordnet.
In 8 und 9 ist nur eine Lagereinrichtung gezeigt,
in der Praxis sind jedoch mehrere Lagereinrichtungen 105 in
einem bestimmten gleichen Abstand entlang den inneren Seitenwänden 102a, 102a' um den Umfang
angeordnet.
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Jede dieser Lagereinrichtungen 105 umfasst eine
Stange 107, die durch die Öffnungen 104, 104' in den Zwischenräumen 106, 106' der Verbindungselemente 102, 102' aufgenommen
ist, Gewinde 107a, 107a' an den Endteilen der Stange 107,
Schrauben 108, 108',
die mit den Gewinden 107a, 107a' in Gewindeeingriff stehen, und
Scheiben 108a, 108a'.
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Die Scheiben 108a, 108a' haben einen Durchmesser,
der größer ist
als der Durchmesser der Öffnungen 104, 104', um ein Lösen der
Stange 107 aus den Öffnungen 104, 104' zu verhindern.
Somit ist die Lagereinrichtung 105 mit ihren Endteilen
derart in den Zwischenräumen 106, 106' aufgenommen,
dass sie axial gleiten kann und ein Lösen aus den Zwischenräumen 106, 106' der Verbindungselemente 102, 102' verhindert
wird.
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Auf diese Weise verbindet die Lagereinrichtung 105 die
Verbindungselemente 102, 102' derart miteinander, dass eine
relative Bewegung der Verbindungselemente 102, 102' möglich ist.
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Erste und zweite äußere flexible Dichtungselemente 110 und 111 mit
unterschiedlichen Durchmessern sind von diesen Lagereinrichtungen 105 aus
gesehen radial außen
und koaxial mit den Lagereinrichtungen 105 angeordnet.
Diese flexiblen Dichtungselemente 110 und 111 haben
im wesentlichen eine zylindrische Konfiguration und gewellte oder
bogenförmige
Flächen,
und ihre Endteile sind dauerhaft an Seitenwänden 102b, 102b' und den inneren
Seitenwänden 102a, 102a' der Verbindungselemente 102, 102' befestigt,
um die Verbindungselemente 102, 102' hermetisch dicht miteinander zu
verbinden. Zwei Halteelemente 113, 113' für das ringförmige flexible
Dichtungselement sind an radial innenliegenden Positionen nahe den
Endteilen des flexiblen Dichtungselements 111 vorgesehen,
um das flexible Dichtungselement 111 in einer anfangs installierten Form
zu halten. Eine ringförmige
Hautplatte 112 ist zum Abdecken eines ringförmigen Spalts
zwischen den Außenperipherieflächen der
Verbindungsteile 102, 102' vorgesehen. Die Hautplatte 112 ist
mit einem Endteil an der Außenperipheriefläche eines
der Verbindungselemente 102, 102' angeschweißt und mit dem anderen Ende
durch Punktschweißen
mit der Außenperipheriefläche des
anderen Verbindungselements verbunden, damit es sich im Falle einer
Veränderung
der unterirdischen Umgebungsbedingungen, wie z. B. bei Auftreten
eines Erdbebens, leicht von dem anderen Verbindungselement lösen kann.
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Auf jeder Stange 107 der
Lagereinrichtung 105 ist eine Innenhülse 109 lose montiert,
die eine axiale Länge
aufweist, die kleiner ist als die Distanz zwischen den Innenflächen der
inneren Seitenwände 102a, 102a' der Verbindungselemente 102, 102' in der Anfangsphase
der Installation. Auf jeder Innenhülse 109 ist eine Außenhülse 117 lose
montiert, die eine axiale Länge
hat, die kleiner ist als die Distanz zwischen den inneren Seitenwänden 102a, 102a' der Verbindungselemente 102, 102' in der Anfangsphase der
Installation. Ein Puffermaterial 118 ist in einen Zwischenraum
zwischen der Außenperipheriefläche der
Innenhülse 109 und
der Innenperipheriefläche der
Außenhülse 117 entlang
dem Gesamtumfang der Innenhülse 109 gefüllt.
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Als Puffermaterial 118 wird
hinsichtlich des Erreichens einer großen Verformung im Falle eines Erdbebens
ein Material gewünscht,
das in einem relativ geringen Maße zusammengedrückt und
verformt wird, wenn es einem Wasserdruck ausgesetzt ist, der normalerweise
von Wasser in dem Zwischenraum zwischen den Verbindungselementen 102, 102' auf das flexible
Dichtungselement 111 aufgebracht wird, und das in einem
relativ großen
Maße zusammengedrückt und
verformt wird, wenn der Wasserdruck den zu einem normalen Zeitpunkt
herrschenden Wert des Wasserdrucks übersteigt. Als ein solches
Material zeigt geschäumtes
Harz, wie z. B. geschäumtes
Styrol, das höchste
Maß an
Zusammendrückung
gegen den Anstieg des Wasserdrucks. Schaumgummi und Puffergummi,
die eine relativ geringe Reaktionskraft haben, zeigen neben geschäumtem Harz
ein relativ großes
Maß an
Verformung. Bei geschäumtem
Harz tritt jedoch das Problem auf, dass es nach dem Zusammendrücken und Verformen
kaum wieder in seine ursprüngliche
Form zurückkehrt,
so dass es für
eine wiederholte Operation nicht geeignet ist. Im Gegen satz dazu
kehrt Gummi nach dem Zusammendrücken,
wenn der Wasserdruck wieder auf einen normalen Wert fällt, wieder
in seine ursprüngliche
Form zurück,
so dass es im Falle eines Erdbebens wiederholt zusammengedrückt werden
kann. Von diesem Standpunkt aus gesehen ist Gummi das vorteilhafteste
Puffermaterial 118.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform
wird Gummi oder Schaumgummi als Puffermaterial 118 verwendet
und sind, wie in 7 gezeigt,
Leerräume 118a zum
Erhöhen
des Maßes
an Verformung des Puffermaterials 118 entlang dem gesamten
Umfang in dem Puffermaterial 118 ausgebildet. Der Typ des Puffermaterials 118,
die Form der Leerräume 118a und
die Menge an Puffermaterial 118 werden unter Berücksichtigung
des zum Einströmen
von Wasser benötigten
Raumvolumens bestimmt, wobei der Raum durch Zusammendrücken des
Puffermaterials 118 durch den im Falle eines Erdbebens
steigenden Wasserdruck gebildet wird.
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Auf jeden Fall ist es erforderlich,
einen Wert für
den Wasserdruck zu bestimmen, der den Wert desjenigen Wasserdrucks übersteigt,
der normalerweise von dem Wasser in dem Zwischenraum zwischen den
Verbindungselementen 102, 102' aufgebracht wird, und ein Material,
wie z. B. das Puffermaterial 118, zu wählen, das bei diesem vorbestimmten Wert
des Wasserdrucks im wesentlichen nicht verformt wird, jedoch in
großem
Maße zusammengedrückt und
verformt wird, wenn der Wasserdruck diesen vorbestimmten Wert übersteigt.
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Ein ringförmiger Abstandshalter 116 aus
geschäumten
Styrol wird zum Sicherstellen eines Spiels und Ausführen der
Funktion als Puffermaterial in einen Spalt zwischen den Verbindungselementen 102, 102' eingesetzt.
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Die Operation des flexiblen Verbindungsteils gemäß dieser
Ausführungsform
wird nun beschrieben.
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Normalerweise liegt der Wasserdruck
des Leckwassers in dem Zwischenraum zwischen den Verbindungselementen 102, 102' und außerhalb
des flexiblen Dichtungselements 111 unterhalb des vorbestimmten
Werts, bei dem eine wesentliche Verformung des flexiblen Dichtungselements 111 durch
Zusammendrücken
beginnt, und daher tritt keine wesentliche Verformung des flexiblen
Dichtungselements 111 auf und wird das flexible Dichtungselement 111 auf
den äußeren Hülsen 117 gehalten,
wie in 8 gezeigt.
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Wenn ein Erdbeben auftritt und sich
die Röhreneinheiten
aufeinander zu bewegen, wird der Zwischenraum außerhalb des flexiblen Dichtungselements 111 zwischen
den inneren Seitenwänden 102a, 102a' der Verbindungselemente 102, 102' verkleinert,
und dadurch wird das Wasser in diesem Zwischenraum zusammengedrückt und
steigt der Wasserdruck über
den vorbestimmten Wert. In diesem Fall wird das zwischen den Hülsen 109 und 117 befindliche
Puffermaterial 118 zusammengedrückt und verformt, wie in 9 gezeigt, wodurch ein Raum zum
Einströmen
von zusammengedrücktem
Wasser geschaffen wird und ein übermäßiger Anstieg
des Wasserdrucks verhindert wird. Die Innenhülse 109 und die Außenhülse 117 bewegen
sich radial nach innen, wie in 9 gezeigt.
Luft, die in dem Puffermaterial 118 enthalten ist, entweicht
an beiden Seiten der Hülsen 109 und 117 in
das flexible Verbindungsteil 100.
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Wenn das Erdbeben abgeklungen ist
und die Röhreneinheiten
wieder ihre ursprünglichen
Positionen eingenommen haben, nimmt das flexible Dichtungselement 111 wieder
seine in 8 gezeigte
ursprüngliche
Position ein. Da bei dieser Ausführungsform
Gummi oder Schaumgummi als Puffermaterial 118 verwendet
wird, kehrt das Puffermaterial 118, das zusammengedrückt und
verformt worden ist, wieder in seinen ursprünglichen Zustand zurück. Entsprechend
bewegen sich die Hülsen 109 und 117 radial
nach außen
in die in 8 gezeigten
ursprünglichen
Positionen.
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Alternativ können die in 1 gezeigten Zylinder 7 der Lagerstange 3 vorgesehen
sein und es können
die in 8 gezeigten Innenhülsen 109 und Außenhülsen 117 außerhalb
der Zylinder 7 vorgesehen sein, und es kann ein Puffermaterial
in einen Zwischenraum zwischen den Innen- und Außenhülsen 109, 117 gefüllt sein.
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Alternativ kann die Außenhülse die
Form eines rechteckigen Zylinders mit einer Distanz zwischen den
inneren Seitenwänden
aufweisen, die geringfügig
größer ist
als der Außendurchmesser
der Innenhülse 109,
und es kann ein Puffermaterial in einen radial außerhalb
der Innenhülse 109 angeordneten
Zwischenraum in der Außenhülse gefüllt sein.
In diesem Fall kann die Außenhülse nach
der Verformung des Puffermaterials und Wiederherstellung der ursprünglichen
Form des Puffermaterials in radialer Richtung entlang der Außenperipheriefläche der
Innenhülse 109 gleiten.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht
nur auf die in den obigen Ausführungsformen
beschriebene Röhre
mit der aus Segmenten gebildeten Primärauskleidung und der Sekundärauskleidung
aus aufgebrachtem Beton anwendbar, sondern auch auf Röhren, bei
denen andere Materialien zum Einsatz kommen. Die Erfindung ist nicht
nur auf eine Röhre
mit kreisförmigem
Querschnitt anwendbar, sondern auch auf Röhren mit anderen Querschnitten,
wie z. B. rechteckigen, ovalen und polygonalen Querschnitten. Die
flexiblen Dichtungselemente können
andere Formen aufweisen als die in den beiliegenden Zeichnungen
gezeigten.