DE8709411U1 - Arch for tunnel construction - Google Patents

Description

.' RatfantanVvglt* . * * Patent Attorneys von KRBSL-ER : 'seLTING WERNER.' RatfantanVvglt* . * * Patent Attorneys from KRBSL-ER : 'seLTING WERNER

Delchmannhau9 am Hauptbahnhof D-5OOOKÖLN1 Delchmannhau9 at the main station D-5OOOKÖLN1

Dr.-Ing. von Krelsler 11973 Dipl.-Chem. Alek von KrelslerDr.-Ing. von Krelsler 11973 Dipl.-Chem. Alek von Krelsler

1. Tunnel Ausbau Technik GmbH &ogr;&ggr;&eegr;'^&Pgr;&kgr;.wefnT'^g 1. Tunnel Ausbau Technik GmbH &ogr;&ggr;&eegr;'^&Pgr;&kgr;.wefnT' ^g

D - 5419 Kleinmaischeid/Koblenz or.-ing. &kgr;. Schönwaid D - 5419 Kleinmaischeid/Koblenz or.-ing. &kgr;. Schönwaid

Dr. J. F. Fues _ _ -.,.-« Dipl.-Chem. Carola KellerDr. J. F. Fues _ _ -.,.-« Dipl.-Chem. Carola Keller

2. Pantex-Stahl AG,
CH - 6233 Bürori LU2. Pantex Steel AG,
CH - 6233 Bürori LU

Sg-Da/CSSg-Da/CS

8. Juli 1987July 8, 1987

Ausbaubogen für Jen TunnelbauExpansion arch for Jen Tunnel construction

Die Erfindung betrifft einen Ausbaubogen für den Tunnelbau aus mehreren bogenförmigen Gitterträgern mit mindestens drei parallel zueinander verlaufenden Gurtstäben, die mit räumlichen Aussteifungselementen untereinander verbunden sind und an mindestens einem Ende mit flanschartigen Verbindungselementen zum Anschluß an angrenzende Gitterträger versehen sind.The invention relates to a support arch for tunnel construction made of several arched lattice girders with at least three parallel chord bars, which are connected to one another with spatial stiffening elements and are provided at at least one end with flange-like connecting elements for connection to adjacent lattice girders.

Stählerne Ausbaubögen aus Gitterträgern haben im Tunnelbau folgende Punktionen:Steel support arches made of lattice girders have the following punctures in tunnel construction:

- Sofortsicherung im Ortsbrustbereich auf der Länge des vordersten Abschlages,- Immediate securing in the face area along the length of the frontmost tee,

- Lehre beim Aufbringen des Spritzbetons und beim Ausbruch des nächsten Abschlages,- Teaching when applying the shotcrete and when breaking out the next cut,

- Bestandteil der Bewehrung der Spritzbetonschale , und- part of the reinforcement of the shotcrete shell, and

Tetefon: (0221)131041 Konten/Accounts:Telephone: (0221)131041 Accounts:

Telex:8882307dopad .'*. '"; ,■'. ,"·, '. Telex:8882307dopad .'*. '";,■'.,"·,'. ,'.,'. .gi*OppeiVieimjr.*Ge..Köln(BLZ37O3O200)Klo.Nr.1O760.gi*OppeiVieimjr.*Ge..Cologne(BLZ37O3O200)Klo.Nr.1O760

Telecopier:(0221)134297 .". .* : I "..: :.:. : peutscneBankAG.Köln(BLZ37070060)Kto.Nr.11650l8Telecopier:(0221)134297 .". .* : I "..: :.:. : peutscneBankAG.Köln(BLZ37070060)Kto.Nr.11650l8

Telegramm: Dompatent Köln ·..· : ·..* ..* : .'.. Telegram: Cathedral Patent Cologne ·..· : ·..* ..* : .'.. .RpstgiroKöln(BLZ37010050)Kto.Nr.654-500.RpstgiroKöln(BLZ37010050)Kto.Nr.654-500

- Auflager für Spieße oder Pfändbleche, welche vorauseilend den nächsten Abschlag sichern sollen.- Supports for skewers or stakes, which are intended to secure the next shot in advance.

Bei nachbrüchigem Gebirge, bei nicht standfestem Lockergestein, bei Setzungen und bei Vereisungen des Gebirges ist es häufig notwendig, den Ausbaubogen im Einbauzustand vorzuspannen bzw. nachzuspannen.In the case of crumbling rock, unstable loose rock, subsidence and freezing of the rock, it is often necessary to prestress or restress the support arch during installation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ausbaubogen zu schaffen, bei dem eine gleichmäßige Vorspannung in die Gitterträger eingebracht werden kann.The invention is based on the object of creating an expansion arch in which a uniform prestress can be introduced into the lattice girders.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, To solve this problem, the invention provides

daß in zwei aneinander angrenzenden Gitterträgern im Abstand von den Verbindungselementen jeweils eine Verankerungsvorrichtung für eine zwischen den Gitterträgern einzuspannende Presse derart angeordnet ist, daß der Kraftangriffspunkt für die Presse jeweils in dem von den Gurt stäben umschlossenen Raum liegt, undthat in two adjacent lattice girders at a distance from the connecting elements, an anchoring device for a press to be clamped between the lattice girders is arranged in such a way that the force application point for the press is in the space enclosed by the belt rods, and

daß die Verbindungselemente der zwei aneinander angrenzenden Gitterträger eine Spreizvorrichtung aufnehmen, die nach dem Spannen der Gitterträger durch die Presse die in die Gitterträger eingeleitete Vorspannung durch Verhindern einer Rückstellbewegung aufrechterhält, wobei die Normal- und Querkräfte, sowie die Biegeraomente eines Gitterträgers über die Spreizvorrichtung vollständig auf den angrenzenden Gitterträger übertragbar sind.that the connecting elements of the two adjacent lattice girders accommodate a spreading device which, after the lattice girders have been tensioned by the press, maintains the prestress introduced into the lattice girders by preventing a return movement, whereby the normal and transverse forces, as well as the bending forces of a lattice girder can be fully transferred to the adjacent lattice girder via the spreading device.

Der erfindungsgemäße Ausbaubogen ermöglicht eine Vorspannung in Richtung der Bogenachse des Gitterträgers. Dadurch ist die Gefahr einer zu hohen Momentenbelastung des Ausbaubogens zuverlässig vermieden. Die Verankerungsvorrichtung und die Spreizvorrichtung übertragen die Schnittkräfte zwischen zwei Gitterträgern, das sind die Normal- und Querkräfte sowie die Biegemomente, voll in den angrenzenden Gitterträger. Beim Spannen erfolgt die Krafteinleitung in die beiden angrenzenden Gitterträger. Dadurch erhält der gesamte Ausbaubogen eine Vorspannung, die ihn gleichmäßig gegen die Wandungen des Ausbruchquerschnittes drückt. Bei nachträglich auftretenden Setzungen kann die Presse erneut zwischen zwei Gitterträgern eingesetzt werden, um den Ausbaubogen nachzuspannen. Die Spreizeinrichtung dient dazu, die mit Hilfe der Presse aufgebrachte Vorspannung auch dann aufrecht zu erhalten, wenn die Presse wieder ausgebaut wird. Die erfindungsgemäBen Ausbaubögen sind sowohl als Kalottenbögen als auch als Sohlbögen zu verwenden. The support arch according to the invention enables prestressing in the direction of the arch axis of the lattice girder. This reliably avoids the risk of excessive moment loading of the support arch. The anchoring device and the expansion device transfer the cutting forces between two lattice girders, i.e. the normal and transverse forces as well as the bending moments, fully into the adjacent lattice girder. When tensioning, the force is introduced into the two adjacent lattice girders. This gives the entire support arch a prestress that presses it evenly against the walls of the excavation cross-section. If settlement occurs subsequently, the press can be used again between two lattice girders to re-tension the support arch. The expansion device serves to maintain the prestress applied with the help of the press even when the press is removed again. The support arches according to the invention can be used both as dome arches and as base arches.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der Kraftangriffspunkt der Presse jeweils in der Schwerachse der Gitterträger liegt. Dadurch erfolgt eine zentrische Vorspannung arfs Ausbaubogens exakt in der Schwerachse der Gitterträger. Die Presse weist entgegengesetzt ausgerichtete Stangen für die Kraftübertragung auf, die an ihren Enden mit den Verankerungsvorrichtungen iemontierbare Gelenke bilden, deren Schwenkachsen die Schwerachse und die Krünanungsebene der Schwerachse unter einem rechten Winkel kreuzen.Preferably, the force application point of the press is located in the center of gravity of the lattice girders. This results in a centric pre-tensioning of the expansion arch exactly in the center of gravity of the lattice girders. The press has oppositely aligned rods for the force transmission, which form joints that can be mounted at their ends with the anchoring devices, the pivot axes of which cross the center of gravity and the crowning plane of the center of gravity axis at a right angle.

Die Gelenke ermöglichen, daJJ der Ausbaubogen sich aufgrund der aufgebrachten Spannung verlagern kann, ohne daß Biegemomente in die Gitterträger eingebracht werden. 5The joints allow the support arch to shift due to the applied tension without introducing bending moments into the lattice girders. 5

Es ist vorzugsweise vorgesehen, daß das Gelenk aus einem an dem Ende der Stange befindlichen Auge und einem dem Auge angepaßten, in der Verankerungsvorrichtung gelagerten lösbaren Bolzen besteht. 10It is preferably provided that the joint consists of an eye located at the end of the rod and a detachable bolt adapted to the eye and mounted in the anchoring device. 10

Mit Hilfe des lösbaren Bolzens der 'Verankerungseinrichtung läßt sich die Presse mit ihren beiden Kraftübertragungsstangen ohne Justierarbeit zwischen zwei Gitterträgern stets so einsetzen, daß die Krafteinleitung über die .Stangen in der Schwerachse der Gitterträger erfolgt. Auf diese Weise kann die Presse zum Spreizen der Ausbaubogen ohne großen Montageaufwand ein- und ausgebaut werden.With the help of the removable bolt of the anchoring device, the press with its two force transmission rods can always be inserted between two lattice girders without any adjustment work so that the force is introduced via the rods in the center of gravity of the lattice girders. In this way, the press for spreading the expansion arches can be installed and removed without great assembly effort.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Spreizeinrichtung mehrere parallel zur Schwerachse der Gitterträger verlaufende Gewindespindeln aufweist, die durch die Planschteile der Verbindungselemente hindurchtreten und mit Kontermuttern gegen die Flansch-A further development of the invention provides that the spreading device has several threaded spindles running parallel to the center of gravity of the lattice girders, which pass through the flange parts of the connecting elements and are secured with lock nuts against the flange teile fixierbar sind, wobei die Schwerachse der Gewindespindelanordnung mit der Schwerachse der Gitterträger an der Verbindungsstelle zusammenfällt. Mit Hilfe der Gewindespindeln in Verbindung mit den Kontermuttern wird der Abstand zwischen den Flanschteilen derparts can be fixed, whereby the center of gravity of the threaded spindle arrangement coincides with the center of gravity of the lattice girders at the connection point. With the help of the threaded spindles in conjunction with the lock nuts, the distance between the flange parts of the jeweiligen Verbindungselemente abgesichert und fixiert. Danach kann die Presse entnommen werden, ohne daß die in dem Ausbaubogen eingeleitete Spannung abfällt.The respective connecting elements are secured and fixed. The press can then be removed without the tension introduced into the expansion arch dropping.

4 I4 I

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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung bestehen die Verbindungselemente aus Winkelblechen, die mit ihrem einen zur Schwerachse parallelen Schenkel an zwei jeweils benachbarten Gurtstäben befestigt sind und deren anderer Schenkel als Flanschteil unter einem rechten Winkel von dem Gitterträger absteht. Die in bezug auf die Schwerachse symmetrisch angeordneten Winkelbleche lassen sich leicht an die Gurtstäbe anschweißen und übertragen vollständig Quer- und Normalkräfte sowie Biegemomente.In a preferred embodiment of the invention, the connecting elements consist of angle plates, one of which is attached to two adjacent chord bars with its leg parallel to the center of gravity and the other leg of which protrudes from the lattice girder at a right angle as a flange part. The angle plates, which are arranged symmetrically with respect to the center of gravity, can be easily welded to the chord bars and fully transmit transverse and normal forces as well as bending moments.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist weiterhin vorgesehen, daß die Verbindungselemente derart an den Gurtstäben befestigt sind, daß der von den Gurtstäben umschlossene Raum zur bogeninneren Begrenzung des Ausbaubogen s offen ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Presse zum Spreizen der Gitterträger in den von den Gurtstäben umschlossenen Raum und damit in die Nähe der Schwerachse der Gitterträger einzufügen und mit den Verankerungsvorrichtungen zu verriegeln.In the preferred embodiment, it is further provided that the connecting elements are attached to the chord bars in such a way that the space enclosed by the chord bars is open to the inner boundary of the expansion arch. In this way, it is possible to insert the press for spreading the lattice girders into the space enclosed by the chord bars and thus close to the center of gravity of the lattice girders and to lock it with the anchoring devices.

Die als Verbindungselemente dienenden Winkelbleche zur Versteifung des Winkels können ein senkrecht auf beiden Schenkel stehendes Aussteifungsblech aufweisen, das den rechten winkel des Winkelblechs abstützt. Auf diese Weise werden die bei einer Vorspannung des Ausbaubogens auftretenden höheren Kräfte und Momente zuverxässiger von einem Gitterträger auf den nächsten übertragen. The angle plates used as connecting elements to stiffen the angle can have a stiffening plate standing vertically on both legs, which supports the right angle of the angle plate. In this way, the higher forces and moments that occur when the arch is prestressed are transferred more reliably from one lattice girder to the next.

im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Ee zeigen:In the following, an embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawings. They show:

Fig. 1 einen Abschnitt eines Ausbaubogens, bei dem am Fuß des Gitterträgers die Auflagerkräfte über eine angeschweißte Fußplatte in das Gebirge abgetragen werden,
5Fig. 1 a section of a support arch in which the support forces are transferred to the rock at the foot of the lattice girder via a welded base plate,
5

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Verbindungsstelle zwischen zwei Gitterträgern des Ausbaubogens,Fig. 2 a side view of a connection point between two lattice girders of the arch,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2,Fig. 3 a section along the line III-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2 undFig. 4 is a section along the line IV-IV in Fig. 2 and

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4.Fig. 5 is a section along the line V-V in Fig. 4.

Fig. 1 zeic* einen Abschnitt eines Ausbaubogens, wie er beispielsweise bei der österreichischen Bauweise zurFig. 1 shows a section of an expansion arch, as used, for example, in the Austrian construction method for Sofortsicherung im Ortsbrustbereich auf der Länge des vordersten Abschlages und als Bestandteil der Bewehrung einer Spritzbetonschale verwendet wird. Der Ausbaubogen besteht im wesentlichen aus mehreren entsprechend einem Ausbruchbogen gebogenen Gitterträgern 1,5, die im OrtsImmediate securing in the face area along the length of the frontmost cut and as a component of the reinforcement of a shotcrete shell. The support arch consists essentially of several lattice girders 1.5 bent in accordance with an excavation arch, which are brustbereich zu einem der Ausbruchgeometrie angepaßten Bogen zusammengesetzt werden. Dabei weisen die Gitterträger 1,5 bereits eine Krümmung auf, die der Ausbruchgeometrie entspricht. Bei druckhaftem Gebirge kann der Ausbaubogen rundum geschlossen sein, d.h. an einenface area to form an arch adapted to the excavation geometry. The lattice girders 1.5 already have a curvature that corresponds to the excavation geometry. In the case of squeezing rock, the support arch can be closed all around, i.e. Kalottenbogen schließt sich ein Sohlbogen an, der den Ausbaubogen im Tunnelquerschnitt schließt.The dome arch is followed by a base arch, which closes the support arch in the tunnel cross-section.

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In Fig. 1 ist ein Ausbaubogen in Form eines Kalottenbogens dargestellt, bei dem sich ein oder mehrere Gitterträger 1 im Fußbereich der Kalotte auf einen Gitterträger 5. abstützen, der einen ausgestellten Fuß mit Fußplatte 40 aufweist. Die Auflagerkräfte des Kalottenbogens werden am Fuß des Gitterträgers 5 über die angeschweißte Fußplatte 40 in das Gebirge abgetragen. Der mit der Fußplatte 40 verbundene Gitterträger 5 weist zusätzlich einen ins Gebirge ausgestellten Fuß 41 auf, der von dem äußeren ttoppelgurt 18 absteht und mit dem bogenäußeren Ende der Fußplatte verbunden ist, um die auftretenden Auflagerkräfte auf einer größeren FlHche in das Gebirge abzutragen.Fig. 1 shows a support arch in the form of a dome arch, in which one or more lattice girders 1 are supported in the base area of the dome on a lattice girder 5, which has a flared foot with a foot plate 40. The support forces of the dome arch are transferred to the rock at the base of the lattice girder 5 via the welded foot plate 40. The lattice girder 5 connected to the foot plate 40 also has a foot 41 that extends into the rock, which protrudes from the outer dome girder 18 and is connected to the outer end of the foot plate in order to transfer the support forces that occur into the rock over a larger area.

Jeder Gitterträger weist drei Gurtstäbe 15 bi3 20, die im Querschnitt des Gitterträgers im wesentlichen dreieckförmig angeordnet sind und die über räumliche Aufsteif ungselemente 35 untereinander verbunden sind. Die Gurtstäbe 15 bis 20 und die räumlichen Aussteifungselemente 35 weisen eine sehr hohe Festigkeit vnd ein großes Formänderungsvermögen auf, wobei zusätzlich eine sehr gute Schweißeignung gewährleistet sein muß. Die dreieckfürmige Anordnung der Gurtstäbe ist derart, daß der die Spitze des Dreiecks bildende Gurtstab 15,18 der bogenäußere Gurtstab ist, während die beiden anderen Gurt.stäbe 15,16; 19,20 die bogeninnere Begrenzung eines Gitterträgers 1,5 bilden. Der äußere Gurtstab 15,18 ist dabei als Doppelgurtstab ausgebildet.Each lattice girder has three chord bars 15 to 20, which are arranged in a substantially triangular shape in the cross-section of the lattice girder and which are connected to one another via spatial stiffening elements 35. The chord bars 15 to 20 and the spatial stiffening elements 35 have a very high strength and a large deformability, whereby a very good weldability must also be guaranteed. The triangular arrangement of the chord bars is such that the chord bar 15,18 forming the tip of the triangle is the arch-outer chord bar, while the other two chord bars 15,16; 19,20 form the arch-inner boundary of a lattice girder 1,5. The outer chord bar 15,18 is designed as a double chord bar.

An den Stoßstellen zwischen zwei Gitterträgern 3,5 sind an deren Ende jeweils flanschartige an die Gurtstäbe angeschweißte Verbindungselemente 2 angeordnet, die aus Winkelblechen 13 bestehen, und die es ermöglichen, mehrere Gitterträger hintereinander über Ver-At the joints between two lattice girders 3,5, flange-like connecting elements 2 are arranged at the end of each of them, which are welded to the chord bars and consist of angle plates 13, and which make it possible to connect several lattice girders one behind the other via

schraubungen zu einem Ausbaubogen zu verbinden. Die Stoßstellen der Gitterträger 1,5 sind so ausgebildet, daß die übertragung der vollen Schnittkräfte (Biegemomente, Normalkraft und Querkraft) und eine leichte Montage vor Ort gewährleistet ist.screw connections to form an expansion arch. The joints of the lattice girders 1.5 are designed in such a way that the transfer of the full cutting forces (bending moments, normal force and transverse force) and easy assembly on site is guaranteed.

Im Abstand von den Verbindungselementen 2 sind in den Gitterträgern 1,5 Verankerungsvorrichtungen 3 angeordnet, mit denen zwischen zwei Gitterträgern 1,5 eine hydraulische Presse 4 befestigt werden kann. Der Abstand der Verankerungsvorrichtung 3 von dem Ende eines Gitterträgers bzw. der Abstand zwischen zwei Verankerungsvorrichtungen 3 an zwei angrenzenden Gitterträgern ist von den Dimensionen der hydraulischen Presse 4 abhängig, wobei der Abstand zwischen zwei Verankerungsvorrichtungen 3 möglichst gering gewählt werden sollte. Die Verankerungsvorrichtung 3 besteht aus zwei rechtwinkligen L-förmigen Winkelblechen 30,31, die derart mit den Gurtstäben 15 bis 20 verschweißt werden, daß jeweils zwei, zueinander mit Abstand parallele, längere Schenkel radial nach außen weisen und mit ihren radial äußeren Enden, wie aus Pig. 3 ersichtlich, seitlich an dem Doppelgurt 15,19 angeschweißt sind, während die von ihnen rechtwinklig abstehenden im wesentlichen zum Ausbruchbogen parallelen kürzeren Schenkel auf den bogeninneren Gurtstäben 15,20 bzw. 16,19 aufliegen und dort verschweißt sind. In den beiden mit Abstand parallel zueinander, verlaufenden radial ausgerichteten Schenkeln 36 ist jeweils eine Bohrung für einen Bolzen 7 vorgesehen, dessen Mittelachse die Schwerachse S des Gitterträgers 1,5 rechtwinklig schneidet. Die Mittelachse steht darüberhinaus senkrecht auf dem Krümmungsradius des Ausbaubogens.At a distance from the connecting elements 2, anchoring devices 3 are arranged in the lattice girders 1, 5, with which a hydraulic press 4 can be attached between two lattice girders 1, 5. The distance of the anchoring device 3 from the end of a lattice girder or the distance between two anchoring devices 3 on two adjacent lattice girders depends on the dimensions of the hydraulic press 4, whereby the distance between two anchoring devices 3 should be chosen to be as small as possible. The anchoring device 3 consists of two right-angled L-shaped angle plates 30, 31, which are welded to the belt rods 15 to 20 in such a way that two longer legs, parallel to one another at a distance, point radially outwards and with their radially outer ends, as can be seen from Pig. 3 are welded to the side of the double chord 15,19, while the shorter legs, which protrude from them at right angles and are essentially parallel to the arch, rest on the chord rods 15,20 and 16,19 inside the arch and are welded there. In the two radially aligned legs 36, which run parallel to one another at a distance, a hole is provided for a bolt 7, the central axis of which intersects the center of gravity S of the lattice girder 1,5 at right angles. The central axis is also perpendicular to the radius of curvature of the arch.

Die Presse 4 weist an ihren beiden Enden entgegengesetzt wirkende Kraftübertragungsstangen 8 auf, die jeweils in einem Auge 9 zur Aufnahme des Bolzens 7 enden. Die Mittelachse eines Auges 9 schneidet die Längsachse der Kraftübertragungsstange rechtwinklig. Das Auge 9 und der Bolzen 7 sind hinsichtlich der Querschnittsform einander angepaßt. Diese Längsachse stimmt mit der Richtung der Krafteinleitung durch die Presse 4 Überein. Das Ende der Kraftübertragungsstange 8 mit dem Auge kann zwischen die beiden parallelen Schenkel der Winkelbleche 30,31 derart eingefügt werden, daß der Bolzen 7 durch die Schenkel und das Auge 9 tritt und dadurch die Presse 4 mit dem Gitterträger 1,5 fest verbindet. Der Abstand zwischen denThe press 4 has opposing force transmission rods 8 at both ends, which each end in an eye 9 for receiving the bolt 7. The central axis of an eye 9 intersects the longitudinal axis of the force transmission rod at right angles. The eye 9 and the bolt 7 are adapted to each other in terms of their cross-sectional shape. This longitudinal axis corresponds to the direction of the force introduction through the press 4. The end of the force transmission rod 8 with the eye can be inserted between the two parallel legs of the angle plates 30,31 in such a way that the bolt 7 passes through the legs and the eye 9 and thereby firmly connects the press 4 to the lattice girder 1,5. The distance between the

¹S beiden Winkelblechen 30,31 entspricht im wesentlichen der Breite des Doppelgurtes 15,19. ¹ S of both angle plates 30,31 corresponds essentially to the width of the double belt 15,19.

Wenn die Presse jeweils mit Hilfe der in den Verankerungsvorrichtungen 6 gelagerten Bolzen 7 mit den Gitterträgern 1,5 verriegelt ist, kann die Presse betätigt werden, um in den Ausbaubogen eine Vorspannung einzubringen, indem die Gitterträger auseinandergedrückt werden. Dabei befindet sich der Kraftangriffspunkt der Presse 4 genau auf der Schwerachse S der Gitterträger, wodurch eine Krafteinleitung in Richtung der Schwerachse S erfolgt.When the press is locked to the lattice girders 1,5 using the bolts 7 mounted in the anchoring devices 6, the press can be operated to introduce a prestress into the expansion arch by pushing the lattice girders apart. The force application point of the press 4 is located exactly on the center of gravity S of the lattice girders, whereby a force is introduced in the direction of the center of gravity S.

Nachdem der Ausbaubogen ausreichend vorgespannt ist, wird mit Hilfe einer Spreizvorrichtung 6 der Abstand zwischen den Gitterträgern 1,5 mit Hilfe von insgesamt 4 Gewindespindeln 10 in Verbindung mit Kontermuttern 12 an den Flanschteilen 11 der Verbindungselemente 2 gesichert, damit die Vorspannung auch nach dem Entfernen der Presse 4 aufrechterhalten bleibt. Hierbei kommt esAfter the expansion arch has been sufficiently pre-stressed, the distance between the lattice girders 1.5 is secured with the aid of a spreading device 6 using a total of 4 threaded spindles 10 in conjunction with lock nuts 12 on the flange parts 11 of the connecting elements 2 so that the pre-stress is maintained even after the press 4 has been removed.

auch darauf an, daß die Spreizvorrichtung ebenfalls die Normal- und Querkräfte sowie die Biegemomente unverfälscht auf die Gitterträger überträgt. Hierzu ist vorgesehen, daß die Gewindespindeln 10 derart eymmetrisch zu der Schwerachse S angeordnet sind, daß deren Schwerachse im wesentlichen mit der Schwerachse S zusammenfällt.It is also important that the spreading device also transfers the normal and transverse forces as well as the bending moments to the lattice girders without distortion. For this purpose, it is provided that the threaded spindles 10 are arranged symmetrically to the center of gravity S in such a way that their center of gravity essentially coincides with the center of gravity S.

Die Spreizvorrichtung 6 besteht aus zwei symmetrisch zur Schwerachse S angeordneten Winkelblechen 13 der beiden Verbindungselemente 2, die jeweils mit einem Schenkel 14 , wie aus Fig. 4 ersichtlich, im Querschnitt einen Schenkel eines gleichschenkligen Dreiecks bildend den bogenäußeren Doppelgurt 15 mit einem der beiden bogeninneren Gurtstäbe 16,17 bzw. 19,20 verbinden. Von dem Schenkel 14 steht jeweils rechtwinklig der flanschartige Schenkel 11 ab, der mit einem rechtwinklig zu beiden Schenkeln 11,14 verlaufenden Aussteifungsblech 21 gegen den Schenkel 14 abgestützt ist.The spreading device 6 consists of two angle plates 13 of the two connecting elements 2 arranged symmetrically to the center of gravity S, each of which connects the double chord 15 on the outside of the arch with one of the two chord rods 16, 17 or 19, 20 on the inside of the arch with a leg 14, as can be seen from Fig. 4, forming a leg of an isosceles triangle in cross section. The flange-like leg 11 protrudes at right angles from the leg 14 and is supported against the leg 14 by a stiffening plate 21 running at right angles to both legs 11, 14.

Die Spreizvorrichtung 6 ist in ihrer Gesamtheit zu einer durch die Schwerachse S in Radialrichtung durch die Mitte des Doppelgurtstabquerschnittes verlaufende Achse spiegelsymmetrisch. Der als Flanschteil dienende Schenkel 11 ist dabei derart zugeschnitten, daß er weder über den bogenäußeren Doppelgurtstab 15 noch über die bogeninneren Gurtstäbe 16,17 bzw. 19,20 übersteht.The spreading device 6 as a whole is mirror-symmetrical to an axis running through the center of gravity S in the radial direction through the center of the double chord bar cross-section. The leg 11 serving as the flange part is cut in such a way that it neither protrudes beyond the double chord bar 15 on the outside of the arch nor beyond the chord bars 16, 17 or 19, 20 on the inside of the arch.

Die Gewindespindeln 10 sind an einem der flanschartigen Schenkel 11 der sich gegenüberstehenden Schenkel. 11 der aneinander angrenzenden Gitterträger 1,5 mit zwei Kontermuttern 12 fixiert, während an dem anderen Schenkel eine Mutter 12 ausreicht, um zwischen den Schenkeln 11 den Abstand zwischen den Gitterträgern 1,5 zu fixieren.The threaded spindles 10 are fixed to one of the flange-like legs 11 of the opposing legs 11 of the adjacent lattice girders 1.5 with two lock nuts 12, while on the other leg one nut 12 is sufficient to fix the distance between the legs 11 between the lattice girders 1.5.

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Der Ausbaubogen wird wie folgt vorgespannt: Zunächst wird die Presse 4 mit Hilfe der Bolzen 7 mit der Verankerungsvorrichtung 3 verriegelt und dann eine vorbestimmte Kraft in die Gitterträger 1,5 eingeleitet, um diese vorzuspannen. Ist die gewünschte Vorspannung erreicht, wird der Abstand zwischen den Gitterträgern 1,5 mit Hilfe der Kontermuttern 12 an den insgesamt vier Gewindespindeln 10 gesichert. Danach kann der von der Presse äüsyeübce DirüCk eücläStöu Werden, woraufhin die Spreizvorrichtung 6 die Schaittkräfte zwischen den Gitterträgern 1,5 überträgt.The expansion arch is pre-tensioned as follows: First, the press 4 is locked to the anchoring device 3 using the bolts 7 and then a predetermined force is introduced into the lattice girders 1.5 in order to pre-tension them. Once the desired pre-tension has been achieved, the distance between the lattice girders 1.5 is secured using the lock nuts 12 on the four threaded spindles 10. The gap formed by the press can then be pushed back, whereupon the spreading device 6 transfers the clamping forces between the lattice girders 1.5.

Falls die Vorspannung durch ein Nachgeben des Gebirges nach einiger Zeit abgebaut wird, ist es möglich, die Presse erneut zwischen die Gitterträger einzusetzen und den Ausbaubogen nochmals nachzuspannen. Der Ausbaubogen kann auch an mehreren Stoßstellen zweier Gitterträger gleichzeitig gespannt werden.If the prestress is reduced after a while due to the rock giving way, it is possible to insert the press again between the lattice girders and re-tension the support arch. The support arch can also be tensioned at several joints between two lattice girders at the same time.

Die Spreizvorrichtung 6 ermöglicht darüber hinaus, den vorgespannten Ausbaubogen mit Spritzbeton einzuspritzen, wobei eine dem Spannbeton ähnliche Bewehrung der Spritzbetonschale erfolgt, mit dem Unterschied, daß die Stahlträger mit Druck statt mit Zug beaufschlagt sind.The spreading device 6 also makes it possible to inject the prestressed support arch with shotcrete, whereby the shotcrete shell is reinforced in a manner similar to that of prestressed concrete, with the difference that the steel beams are subjected to compression instead of tension.

Claims (10)

ANSPRÜCHEEXPECTATIONS 1. Ausbaubogen für den Tunnelbau aus mehreren bogenförmigen Gitterträgern mit mindestens drei parallel zueinander verlaufenden Gfirt stäben, die mit räumlichen Au^steifungselementen untereinander verbunden sind und an mindestens einem Ende mit flanschartigen Verbindungselementen zum Anschluß an angrenzende Gitterträger versehen sind,
dadurch gekennzeichnet,1. Arched support for tunnel construction consisting of several arched lattice girders with at least three parallel girder bars, which are connected to one another by means of spatial stiffening elements and are provided at at least one end with flange-like connecting elements for connection to adjacent lattice girders,
characterized, - daß in zwei aneinander angrenzenden Gitterträgern (1,5) im Abstand von öen Verbindungselementen (2) jeweils eine Verankerungsvorrichtung (3) für eine zwischen den Gitterträcrern (1,5) einzuspannende Presse (4) derart angeordnet ist, daß der Kraftangriffspunkt für die Presse (4) jeweils in dem von den Gurtstäben (15 bis 19) umschlossenen Raum liegt, und- that in two adjacent lattice girders (1,5) at a distance from the connecting elements (2) an anchoring device (3) for a press (4) to be clamped between the lattice girders (1,5) is arranged in such a way that the force application point for the press (4) is in each case in the space enclosed by the belt rods (15 to 19), and - daß die Verbindungselemente (2) der zwei aneinander angrenzenden Gitterträger (1,5) eine Spreizvorrichtung (6) aufnehmen, die nach dem Spannen der Gitterträger (1,5) durch die Presse (4) die in die Gitterträger (1,5) eingeleitete Vorspannung durch Verhindern einer Rückstellbewegung aufrechterhält, wobei die Normal- und Querkräfte, sowie die Biegemomente eines Gitterträgere (1) über die Spreiz*· vorrichtung (6) vollständig auf den angrenzenden Gitterträger (5) übertragbar sind.- that the connecting elements (2) of the two adjacent lattice girders (1,5) accommodate a spreading device (6) which, after the lattice girders (1,5) have been tensioned by the press (4), maintains the prestress introduced into the lattice girders (1,5) by preventing a return movement, whereby the normal and transverse forces as well as the bending moments of a lattice girder (1) can be completely transferred to the adjacent lattice girder (5) via the spreading device (6). - 13 -- 13 - 2. Ausbaubogen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftangriffspunkt für die Presse (4> jeweils in der Schwerachse (S) der Gitterträger (1,5) liegt.2. Support arch according to claim 1, characterized in that the force application point for the press (4) is located in the center of gravity (S) of the lattice girders (1,5). 3. Ausbaubogen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse (4) entgegengesetzt ausgerichtete Stangen (8) für die Kraftübertragung aufweist, die an ihren Enden mit den Verankerungsvorrichtungen (3) demr. itierbare Gelenke (39,31,7) bilden, deren Schwenkachsen die Schwerachse (S) und die Krünunungsebene der Schwerachse (S) untev einem rechten Winkel kreuzen.3. Expansion arch according to claim 2, characterized in that the press (4) has oppositely aligned rods (8) for the force transmission, which at their ends form adjustable joints (39, 31, 7) with the anchoring devices (3), the pivot axes of which cross the center of gravity (S) and the plane of the concavity of the center of gravity (S) at a right angle. 4. Ausbaubogen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk (30,31,7) aus einem an dem Ende der Stange (8) befindlichen Auge (9) und einem dem Auge (9) angepaßten, in der Verankerungsvorrichtung (3) gelagerten lösbaren Bolzen (7) besteht.4. Expansion arch according to claim 3, characterized in that the joint (30, 31, 7) consists of an eye (9) located at the end of the rod (8) and a detachable bolt (7) adapted to the eye (9) and mounted in the anchoring device (3). 5. Ausbaubogen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizeinrichtung (6) mehrere parallel zur Schwerachse (S) der Gitterträger (1,5) verlaufende Gewindespindeln (10) aufweist, die durch die Flanschteile (11) der Verbindungselemente (2) hindurchtreten und mit Kontermuttern (12) gegen die Flanschteile fixierbar sind, wobei die Schwerachse der Gewindespindelanordnung mit der Schwerachse (S) der Gitterträger (1,5) an der Verbindungsstelle zusammenfällt. 5. Expansion arch according to one of claims 1 to 4, characterized in that the spreading device (6) has a plurality of threaded spindles (10) running parallel to the center of gravity (S) of the lattice girders (1,5), which pass through the flange parts (11) of the connecting elements (2) and can be fixed against the flange parts with lock nuts (12), the center of gravity of the threaded spindle arrangement coinciding with the center of gravity (S) of the lattice girders (1,5) at the connection point. 6. Ausbaubogen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (2) aus Winkelblechen (13) bestehen, die mit ihrem einen zur Schwerachse (S) parallelen Schenkel (14) an zwei benachbarten Gurtstäben (15,16;15,17/18,19) befestigt sind und deren anderer Schenkel als Flanschteil (11) unter einem rechten Winkel zur Schwerachse (S) von den Gitterträgern (1-5) absteht.6. Expansion arch according to one of claims 1 to 5, characterized in that the connecting elements (2) consist of angle plates (13) which are fastened to two adjacent chord bars (15, 16; 15, 17/18, 19) with one of their legs (14) parallel to the center of gravity (S) and whose other leg protrudes from the lattice girders (1-5) as a flange part (11) at a right angle to the center of gravity (S). 7. Ausbaubogen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Gurtstäbe (16,17,19) die bogeninnere Begrenzung des Gitterträgers (1,5) bilden und mindestens ein Gurtstab (15) die bogenäuBere Begrenzung bildet.7. Support arch according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least two chord bars (16, 17, 19) form the inner boundary of the lattice girder (1, 5) and at least one chord bar (15) forms the outer boundary of the arch. 8. Ausbaubogen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (2) derart an den Gurtstäben (15 bis 19) befestigt sind, daß der von den Gurtstäben (15 bis 19) umschlossene Raum zur bogeninneren Begrenzung offen ist.8. Expansion arch according to claim 7, characterized in that the connecting elements (2) are fastened to the chord bars (15 to 19) in such a way that the space enclosed by the chord bars (15 to 19) is open to the inner boundary of the arch. 9. Ausbaubogen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der die bogenäußere Begrenzung bildende Gurtstab (15) ein Doppelgurtstab ist.9. Expansion arch according to one of claims 1 to 8, characterized in that the chord bar (15) forming the outer boundary of the arch is a double chord bar. 10. Ausbaubogen nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelbleche (13) ein Aussteifungsblech (21) zur Abstützung des rechten Winkels aufweisen, das senkrecht zu beiden Schenkeln (11,14) befestigt ist.10. Expansion arch according to one of claims 5 to 9, characterized in that the angle plates (13) have a stiffening plate (21) for supporting the right angle, which is fastened perpendicularly to both legs (11, 14).