DK200800065U3 - Konstruktion til bygningsanlæg - Google Patents

Description

DK 2008 00065 U3

Konstruktion til bygningsanlæg

Frembringelsens genstand er en konstruktion til brug ved bygningsanlæg, især bygning af underjordiske rum som tunneler og minegange eller rørledninger i stabile klipper.

Befæstningsmateriel anvendes særlig hyppigt ved tunnelbygning. I den forbindelse skal der skelnes mellem tunneler i stabile klipper og i ustabile klipper. En stabil klippe styrter ikke sammen, når tunnelen er brudt. Derimod kræves derved en ustabil klippe en bæredygtig afstivning af tunnelen, som kan optage en del af klippens vægt. I ustabile klipper benyttes der normalt en stålafstivning eller en betonafstivning. Der kan også anvendes kombinationer af stål og beton. Betonafstivningen udføres oftest på byggepladsen. En anden gængs metode er at anvende betonvægge, som fremstilles på en fabrik og transporteres til byggepladsen.

Styrkeproblemet bortfalder ved stabile klipper.

Problemet med, hvordan der etableres en sikring mod nedfaldende sten, eksisterer dog stadig. Dette problem løses normalt med sprøjtebeton. Beton sprøjtes på klippevæggen i tunnelen, hærder og danner et beskyttende lag.

Et andet problem er udsivende vand.

Om vinteren fryser vandet. Derved er der risiko for nedfaldende isklumper. Denne risiko imødegås normalt ved hjælp af en tætningsfolie. Afhængigt af foliens tykkelse tales der også om baner. Af og til hører man ligeledes betegnelsen membran.

Tætningsfolien leder vandet bort. Samtidig forhindres det ved hjælp af en varmeisolering, at vandet fryser.

Folieafdækningen består af foliebaner.

Foliebanerne anbringes på klippevæggen med overlap, så foliekanterne efterfølgende kan svejses sammen.

Fastgørelsen af folien sker på forskellig vis.

2 DK 2008 00065 U3

Oprindeligt blev der opsat ankre og folien udspændt i ankrene mellem to plader. Herunder blev der lavet huller i folien. Man bestræbte sig på at lukke hvert hul ved hjælp af en tætning med to neoprentætningsskiver anbragt på hver sin side af folien. Tætningseffekten var meget beskeden, idet vandet stadig kunne trænge 5 igennem langs ankrene.

Ved små styrkekrav har en foliefastgørelse ved hjælp af et kunststoffæste udformet som rondel tidligere været almindelig. Rondellen sømmes eller skydes fast i klippen eller i et indledende, påført sprøjebetonlag. Ved iskydning bankes rondel-10 lerne ikke ind i klippen med en hammer eller lignende, men drives ind i klippen eller det først påførte sprøjtebetonlag ved hjælp af en sprængpatron.

De gængse rondeller er f.eks. vist og beskrevet i DE-3244000C1, DE4100902A1, DE19519595A1,DE8632994.4U1, DE8701969.8U1, DE20217044U1. Disse rondel-15 ler er svejset sammen med folien og medførte en perfekt tætning.

Det gælder også for den i JP 10-306695 viste og beskrevne rondelbefæstigelse.

Rondeller med et forberedt brudsted, DE3244000A1, ansås for at være særligt gode. Ved en belastning af folien skal rondellerne brække over ved det forberedte 20 brudsted. Det forberedte brudsteds styrke ligger betydeligt under foliens styrke. Derved brækker rondellen først, hvis der opstår et for stort træk i folien. Det betyder, at tætningsfolien forbliver ubeskadiget ved et for stort træk i folien, mens rondellen brækker.

25 Kunststofrondellerne er dog alene egnede til fastgørelse af folierne, når der kun optræder ringe kræfter ved fastgørelsen af folierne og en efterfølgende påførelse af sprøjtebeton.

Især i tunneler optræder der dog store kræfter. I jernbanetunneler frembringer de 30 gennemkørende tog et ekstremt lufttryk og efterfølgende et ekstremt sugetryk. Trykkene virker på meget store flader, så der opstår totaltryk, som kræver en tilstrækkeligt stærk fastgørelse af tunnelafstivningen til klippen. Trykkene afhænger af togenes kørehastighed. Højhastighedstog mangedobler trykkene i forhold til normale jernbaner.

35 3 DK 2008 00065 U3

Noget lignende gælder for biltunneler.

Ved sådanne belastninger har rondeller af stål vundet indpas som fæste, der er fastgjort til klippen ved hjælp af ankre. Rondellerne hårform af kalotter (gennem-5 skårne, hule kugler) og strammer folien ud imellem sig.

De sædvanlige rondeller har en diameter på cirka 150 mm og en tykkelse på 3 til 4 millimeter. Disse rondeller har stor styrke.

10 De normalt anvendte ankre har en diameter på 12, 14, 16 eller 20mm. De består fortrinsvis af rustfrit stål og er ind mod klippesiden forsynet med profil forat have stor udtrækningsstyrke i klippen. Til ankrene bores der passende huller i klippen. Derefter fastgøres ankrene i hullerne med en montagecement eller andre egnede montagemidler.

15 Disse ankre kan til forskel fra den gængse sømkonstruktion optage virkelig store kræfter. Belastningerne ledes ind i klippen. Derfor er det med ankrene muligt at opbygge en tunnelbeklædning, som kan modstå belastningerne fra passerende tog og biler.

I den frie ende er ankrene som regel forsynet med et gevind, fortrinsvis i henhold 20 til diameteren med metrisk gevind M12, M14, M16 eller M20. I gevindenden fastholdes stålrondellerne mellem to bolte. Boltene gør det muligt at foretage en indstilling af rondellerne pi ankrene.

Ankrene er normalt så lange, at de rager forbi rondellerne ind i tunnelen. Det tje-25 ner til at fastgøre et trådgitter som holdevæv ved påsprøjtningen af betonen og til afstivning af tunnelbeklædningen ved at forbinde den med klippen.

Trådgitteret fungerer også som armering i sprøjtebetonlaget.

30 På ankeret kan der også monteres en afstandsholder for trådgitteret. Normalt anvendte afstandsholdere er forsynet med stænger i stjerneform for at støtte trådgitteret over det størst mulige areal.

Ved den sædvanlige konstruktionsmåde gennembryder ankrene folien.

4 DK 2008 00065 U3

Denne konstruktionsmåde er også kendt fra GB2325946. Deri er der ankre, som bæreren beklædning med en tætningsfolie og med kunststofskum. Beklædningen er fastgjort ved hjælp af et system af bjælker, stænger og klemmeanordninger. Ankrene gennembryder folien. Man har gjort sig overvejelser om en tætning af de derved opståede huller. Men tætningen var utilstrækkelig.

I praksis viser det sig nemlig, at bjergvandet løber langs ankrene. Det gælder for såvel det fra GB2325946 kendte system som for ankre med gængs rondelfæste for folien.

Derved udsættes ankre og befæstigelser hhv. rondeller for vandbelastning. Frembringelsen tager udgangspunkt i opdagelsen af, at vandet trænger gennem skruegevindet på ankre og rondeller. Vandet løber så også gennem det hul, der er lavet i folien. Der opstår lækager. Selv en dryplækage fører i løbet af et stykke tid til betydelige vandmængder. Vandet kan trænge igennem på indersiden af tunnelen. Om vinteren fryser det indtrængende vand. Der dannes istapper, som senest ved det første tøvejr falder ned og udgør en farlig ulykkesrisiko. Desuden kan isen forårsage betydelig ødelæggelse af tunnelbeklædningen.

Dertil kommer korrosionen pga. bjergvandet og dettes salttransport.

For at forhindre indtrængen af vand ved rondellernes gevind indsættes der sædvanligvis en gummiring i rondellernes gennembrydnings-hul. Gummiringen har imidlertid kun en meget begrænset effekt, da den ikke kan gribe langt nok ind i ankerets gevindspor. Det er dog almindeligt brugt at forsyne gummiringens gevindside med knopper, som skal gribe bedre ind i gevindsporene end en glat ring. Det skaber imidlertid stadig ikke en tilstrækkelig tætning.

Også JP2000220395 har stillet sig den opgave at sørge for tætning af folien i det område, hvor ankeret bryder igennem. Til dette formål foreslås der i dette dokument en fæsteanordning, som skrues på den ankerende, der stikker gennem folien og er forsynet med en krave. På kraven er der en lim, som skal lime kraven fast til folien. Det kan imidlertid kun fungere, hvis klippevæggen bag folien er tilstrækkeligt plan og parallel. Selv i illustrationerne i dokumentet er der ikke meget plant. Desuden er der i selve tunnelen selv med det fineste sprøjtebetonlag kun i meget ringe udstrækning plane flader. Under alle omstændigheder er fladerne i tunnelloftet altid krumme.

5 DK 2008 00065 U3

Derudover er der de rå byggepladsomgivelser, hvor det ikke synes muligt at ankerhullerne bores og ankrene anbringes på en sådan måde, at den nødvendige parallelitet opnås.

Hertil kommer, at kraven skal presses mod folien med en forskruning for at opnå en stærk limning. Ved ujævn oplægningsflade eller ikke-parallel oplægningsflade for folien opstår der en ensidig og punktvis fastklemning. Enhver yderligere skrueomdrejning kan føre til ødelæggelse af folien.

Desuden kan denne løsning ikke anvendes, hvis det ikke er muligt at opnå et pres ind mod den rå klippevæg, fordi ankerenden har for stor afstand ind til klippevæggen. Det er jævnligt tilfældet, som regel endog med vilje.

JP03030098 omfatter den samme teknik som JP2000220395 og har de samme problemer. Også denne løsning er baseret på en opspænding mod klippevæggen hhv. mod et betonlag på klippevæggen i tunnelen og kan ikke anvendes, når der er for stor afstand fra ankerenden ind til klippevæggen eller betonen. Også denne løsning er baseret på en plan og planparallel betonflade, som i tunneler oftere er undtagelsen end reglen.

Også JP07042497 er baseret på en oppresning mod en betonflade i en tunnel og kan ikke anvendes, hvis der er for stor afstand fra ankerenden til den rå klippevæg eller betonen.

I øvrigt isolerer man normalt tunneler indvendigt for at forhindre isdannelse.

Frembringelsen har som mål at forbedre tunnelbeklædningen, især gennem bedre ankre. I henhold til frembringelsen opnås dette med de specifikke karakteristika i patentkravene.

Først og fremmest er det tænkt, at de vandledende gevind på ankrene skal slutte før tætningsfolien. Derved kan der også anvendes fæster med en anden form end rondeller. Derfor tales der i det følgende om fæster generelt og om rondeller specifikt.

I modsætning til de traditionelle rondeller kan man ved fæsterne i henhold til frembringelsen vælge, om det udvendige fæste skal gennembryde folien. Dette 6 DK 2008 00065 U3 udelukker ikke, at ankeret kan trænge ind i fæstet. Det afgørende er, at alle huller, også alle kapillære huller, er tætte. Det vil altid kunne opnås, hvis fæstet er uden gennembrudshul.

Forbindelsen mellem det udvendige fæste og ankeret er mulig uden gennembrudshul. Det kan ske ved hjælp af en studs. Studsen eller en studslignende fortykkelse kan tilpasses det udvendige fæste. Fortrinsvis svejses studsen udvendigt på fæstet eller fastgøres på anden måde.

Hen mod ankeret bør studsen have et bundhul udformet som gevindhul.

Fæstet og studsen som en samlet del kan f.eks. støbes som formstykke.

Fæstet bør dog helst være i flere dele.

Med flere dele er der mulighed for flere forskellige udformninger.

For eksempel kan studsen have et bundhul med indvendigt gevind og være svejset sammen med fæstet i den ønskede længde. Gevindhullets gevind passer til ankergevindet. Sammensvejsningen kan ske på indersiden af fæstet. I så fald stikker studsen i flerdelsmodellen gennem et passende hul i fæstet, så der kan lægges en svejsesøm hele vejen rundt på den indvendige side af den studsende, der stikker igennem.

Når anordningen er i flere dele, bør påsvejsning af studsen udvendigt på fæstet foretrækkes.

Derved udnyttes muligheden for at give studsen forskellige skruepositioner på ankerenden. Denne mulighed er større, jo længere studsen er.

Der kan også være monteret gevind stykker, som hjælper med til at finde den korrekte studsposition.

Der kan også være forskellige dorne, hvormed man kan opnå en tilpasning til studsens forskellige skruepositioner. Til dette formål har de forskellige dorne gevindstykker af forskellig længde, som kan skrues ind i studsen.

Eventuelt kan der også indvendigt på fæstet være anbragt gevindstænger eller dorne, hvis længde kompenserer for større afstande fra ankerenden til tunnelmidten.

7 DK 2008 00065 U3

Studsens yderende kan lukkes med en adapter. Adapteren har til opgave at være forbindelsesled til fæstet. Det indbefatter, at adapteren skal lukke studsens gevindhul og selv danne et gevindhul, hvormed fæstet kan skrues fast på ankerets ende. Derfor har adapteren på studssiden en gevindtap og en fortykkelse. Med gevindtappen kan adapteren skrues ind i studsens gevindhul. Med fortykkelsen kan adapteren sidde ind mod studsen og slutte gevindhullet tæt.

I fortykkelsen er der et bundhul med gevind, som er tilpasset ankergevindet.

Med adapteren kan de ovenfor anførte mangler ved de gængse fæster elimineres. Det betyder, at gennem iskruning af en adapter kan et gængs fæste forvandles til et fæste i henhold til frembringelsen.

Gevindhullet i studsen pi det gængse fæste kan eventuelt være langt nok eller for kort til indvendigt fra også at kunne bære en dorn til fastgørelse af trådgitteret og til etablering af forbindelsen mellem sprøjtebetonen og den omgivende klippevæg. Er gevind hullet for kort, kan adapteren have en forlænget tap, som stikker frem på den indvendige side / rækker ind i tunnelen og der danner en dorn.

Studsen resp. adapteren kan være helt eller delvis cylindrisk eller helt eller delvist kantet, f.eks. seks kantform et. sådanne studser kan forlænges med en stang med rundt tværsnit eller en stang med sekskantet tværsnit. Det samme gælder for råemner til fremstilling af en adapter.

Fæstet kan i første omgang spændes så meget som muligt med hånden. Til den endelige sammenspænding er det en fordel at bruge værktøj. Ved anvendelse af en spændetang er det ikke nødvendigt, at studsen eller adapteren er specielt forberedt til fastspændingen. Med spændetangen kan der med passende tilspænding skabes så stor friktion, at der kan overføres et tilspændingsmoment til fæstet eller adapteren, der er stort nok til at fæstet skrues sikkert fast på ankeret.

Såfremt en studs eller en adapter har et kantet tværsnit, kan der benyttes en gaffelnøgle til fastspændingen. Gaffelnøgler er lettere og hurtigere at sætte på og tage af end en spændetang.

Alternativt er fæstet forsynet med en cylindrisk studs og den cylindriske studs forsynet med to nøgleflader til en skruenøgle (gaffelnøgle). Nøglefladerne kan frem- 8 DK 2008 00065 U3 bringes gennem fræsning, slibning eller presning. Presning kan have økonomiske fordele i forhold til brug af sekskantprafiler.

Ved hjælp af studsen resp. adapteren skrues fæstet fast på ankeret. Studsen kan være kort eller lang. Jo længere studsen eller adapteren er, desto større er fæstets justering eller indstillingsområde.

I den ønskede monteringsposition kan fæstet sikres på gevindstangen med en kontramøtrik.

Indstillingen af fæstet er vigtig:

Hvis tunnelen er brudt med store tolerancer

Hvis ankerhullerne i klippen ikke tillader justering af ankeret i hullet

Hvis ankerhullerne i klippen er monteret uden hensyntagen til placeringen af de ankerender, der skal forbindes med fæsterne

Derved har de ankerender, der stikker ud fra klippen, større eller mindre afstand til den ideelle byggelinje for en tunnel. Ved hjælp af indstillingen kan fæsterne tilpasses den Ideelle byggelinje.

I spaltefyldte klipper er der et særligt stort behov for indstilling. Der kan der være endog meget stor afstand fra ankerenderne til den ideelle byggelinje. Dette kan der kompenseres for ved at benytte længere ankre. Fortrinsvis tænkes der anvendt ens ankre samt forlængerstænger mellem ankrene og fæsterne. Forlængerstængerne er især gevindstænger. Forlængerstængerne og ankrene samles da ved hjælp af gevindmuffer. Gevind mufferne kan være separate dele eller anbragt på gevindstangen.

Anvendelsen af separate gevindstænger reducerer materialeforbruget. Forlængerstængerne kan nemlig skæres af i det ønskede mål fra lange gevindstænger.

Afskæringen er let. Det gøres enten med sav eller vinkelsliber. Det er bedst at benytte en vinkelsliber med en egnet slibeskive. De mest brugte vinkelslibere er de såkaldte flex-maskiner. Derfor kaldes dette arbejde at flexe.

Brug af gevindstænger, som fra fabrikken er forsynet med en gevindmuffe, letter arbejdet på byggepladsen. Derved flyttes en del af arbejdsprocessen til fabrikken.

9 DK 2008 00065 U3 På fabrikken er det langt bedre forhold for svejsearbejde end på byggepladsen. Dette gælder både mht. kvalitet og tidsforbrug.

En separat gevindmuffe kan også forsynes med forskellige gevind, nemlig med et linksgevind i den ene ende og højregevind i den anden. På den måde passer de korresponderende ender på gevindstangen og på ankerenden til hinanden. Fordelen ved disse gevindmuffer er, at de ved at dreje i en retning kan skrue begge de korresponderende ender sammen samtidigt og ved at dreje i den anden retning kan løsne begge ender samtidigt.

I skruesamlingerne mellem hhv. anker og fæste, anker og muffe og forlængerstang samt forlængerstang og fæste skal der beregnes et minimumoverlap for de sammenskruede dele. Overlappet afhænger af materiale og belastning. Minimumoverlappet kan findes ved hjælp af ganske få udtrækningsforsøg.

I øvrigt er fastlæggelsen af minimumoverlappet og tilnærmelsen til mindstemålet ikke absolut nødvendig. Af hensyn til sikkerheden og af økonomiske grunde er det mere nærliggende at vælge et overlap, hvor en klar sikkerhed er garanteret. Dette overlap kan beregnes ved at bruge skruemøtrikker med samme gevind. Helst skal der anvendes en sikkerhedsfaktor på mindst 1,5 ved udregningen af dimensionerne.

Det samme gælder for hhv. muffens og studsens diameter Også her skal mindstemålet fastlægges afhængigt af materiale og belastning. For belastningen af muffen er det væsentligt, om og med hvilket værktøj der gribes fat om muffen ved sammenskruningen. Også her kan der fastlægges et mindstemål ud fra nogle få forsøg. På den anden side er det, især hvis der benyttes værktøj ved sammenskruningen, fornuftigt at benytte dimensionerne for en skruemøtrik med samme gevind som mål for muffen. Også her bør der anvendes en sikkerhedsfaktor på mindst 1,5 ved udregningen af dimensionerne.

I en yderligere udbygning af frembringelsen skrues der et indvendigt fæste på det udvendige fæste.

Til dette formål bør det udvendige fæste indvendigt være forsynet med en dorn, som i det mindste delvist er forsynet med gevind.

10 DK 2008 00065 U3

For dornen gælder det samme som for de ovenfor beskrevne studser.

Dornen kan være dannet sammen med det udvendige fæste.sådan at disse udgør et integreret emne.

Dornen kan dog også svejses eller skrues på fæstet.

Eventuelt kan dornen også være dannet på den ovenfor beskrevne studs og sammen med studsen udgøre et integreret emne.

Dornen kan dog også svejses eller skrues på studsen.

Som beskrevet ovenfor kan studsen, hvis den er dimensioneret rigtigt, skrues sammen med det udvendige fæste på en sådan måde, at en flade på studsen ligger tætnende ind mod en modsatliggende flade.

Konstruktionen i flere dele er en fordel, hvis der kan benyttes samme materiale til studs og muffe. Det samme gælder for dornen og forlængerstangen. Om ønsket kan stangen leveres klargjort til byggepladsen. Eller man kan vælge først at færdigmontere stangen på byggepladsen.

Det indvendige fæste er forsynet med et hul til montering, så det kan skubbes på dornen og der skrues fast med en passende skrue.

Før monteringen af det indvendige fæste skubbes folien over dornen. Derved gennembryder dornen folien. Folien alene eller folien plus en pakning spændes fast mellem de to fæster.

De to fæster kan være runde som gængse rondeller eller fæster. Man kan endog benytte de sædvanlige stålrondeller, idet åbningerne i disse rondeller lukkes af den beskrevne studs, dorn eller stang.

Fæsterne kan også have andre former, f.eks. firkantede med afrundede kanter. Fæsterne kan være lige eller buede. Gennem tilpasning af fæstets krumning til den aktuelle tunnelkrumning reduceres dannelsen af folder i folien.

Derudover kan en indad- eller udadkrumning ved kanten af fæstet være formålstjenlig for at undgå for stor belastning af folien på grund af kanttrykket ved fæstekanten.

11 DK 2008 00065 U3 I en yderligere udbygning af frembringelsen fastspændes folien ved fæsternes kant. Det har den fordel, at der opnås størst mulig fordeling af de kræfter, der virker mod folien.

I henhold til frembringelsen er fæsterne til kantindspænding udformet på en sådan måde, at de uden folie berører hinanden ved kanten mens de øvrige fæsteflader har afstand til hinanden.

Dornens længde afhænger af sprøjebetonkonstruktionens omfang. Konstruktion kan bestå af beton alene. Den kan også indbefatte et isoleringslag. Isoleringslaget placeres fortrinsvis ind mod klippesiden bag betonen.

Dornen skal da række gennem isoleringslaget for ved den forreste ende at bære det ovenfor beskrevne trådgitter og afstandholderen.

Studsen kan føres gennem en åbning i det udvendige fæste, indtil den på foliesiden stikker langt nok frem af fæstet.

I den position kan studsen svejses fast på fæstet. Med svejsningen lukkes åbningen i fæstet.

I studsen skrues et stykke gevindstang som dorn. Dornen kan sikres med en svejsesøm. Svejsesømmen forhindrer, at dornen går løs og tætner samtidig gevindgangen.

Frembringelsens fæste er fortrinsvis af stål. Stål er meget let at bearbejde, inkl. svejsning. Bearbejdningsegenskaberne er især fordelagtige ved såkaldt automatstål. Automater er en betegnelse for automatiserede dreje- og fræsemaskiner.

Med disse maskiner er det særdeles økonomisk at producere de specialdele, som indgår i frembringelsen.

På grund af korrosionsrisikoen fra bjergvandet bør disse ståldele forsynes med en heldækkende korrosionsbeskyttelse. Her benyttes som regel en korrosionsbeskyttelse med epoxy eller med zink. Zinken påføres galvanisk eller ved at emnerne neddyppes i et varmt zinkbad. Neddypningen i varmt zinkbad medfører dog et problem med tilstoppede gevind.

Coatingen med epoxy kan doseres meget præcist og forstyrrer ikke gevindene, hvis laget ikke overskrider en vis tykkelse.

Man kan også vælge at anvende rustfrit stål.

Eller alternativt uskummet kunststof.

12 DK 2008 00065 U3 I den sammenhæng er polyamid og polyester særlig velegnet, helst forstærket med en fiberarmering og/eller en vævarmering.

Fæsterne kan have forskellige dimensioner. Man kan tænke sig fæster med diametre eller kantlængder fra 10 mm til 2000 mm. Helst benyttes dimensioner på fra 80 til 300 mm, og allerhelst fra 130 til 300 mm.

Det vil også være en fordel, hvis fæsterne har en krumning, som er tilpasset tunnelens krumning. Det medfører en skånsom indspænding af folien mellem fæsterne.

Skål- eller kopformede fæster er ikke helt så gode med henblik på indspændingen af folien. Til gengæld har sådanne fæster en meget større stabilitet end en plade, som blot er tilpasset tunnelkrumningen. Det muliggør en reducering af pladetykkelsen for fæsterne. Tykkelser fra 2,5 mm og mindre kan være tilstrækkeligt.

Ovenstående forklaringer til frembringelsen med udgangspunkt i en tunnelkonstruktion gælder på tilsvarende måde for brug af frembringelsen i minegange.

Med sprøjtebetonkonstruktionen dannes der i en tunnel en fast betonskal, som er forbundet med klippen ved hjælp af ankre. Imidlertid udsættes tunnelkonstruktionen for betydelige belastninger fra nutidens biltrafik eller fra togtrafik.

Denne trafik forårsager kraftige tryk- og sugebølger. Styrken af disse afhænger af bilernes og togenes volumen og hastighed og af tunnelens dimensioner.

Kraften fra tryk- og sugebølgerne overføres til klippen via de ovenfor beskrevne ankre. Derfor stilles der overordentligt store krav til styrken for ankerfastgørelsen i klippen. Det har i praksis ført til, at der normalt anvendes ankerstænger med en diameter på mindst 16 og helst 20 mm og at de er anbragt med jævn, forholdsvis kort afstand.

Fig 1 viser et tunnelbrud 1 i stabil klippe.

Med jævn afstand er der anbragt ankre i klippen. Til det formål er der boret passende huller og ankrene fastgjort i hullerne med montagecement. Fra ankrene vises middelakserne 2.

13 DK 2008 00065 U3

Tunnelbruddet 1 skal vise opførelsen af en tunnel.

Til dræning af det udsivende vand og sikring mod nedfaldende sten etableres der en sprøjtebetonkonstruktion i tunnelbruddet.

Sprøjtebeton konstruktionen består i grove træk af et folielag 4 og et sprøjtebe-tonlag 3. Folielaget 4 er sammensat af enkeltbaner, som er monteret med overlap og svejset sammen med hinanden ved de overlappende kanter. Dette gøres med to svejsesømme ved siden af hinanden med en vis afstand imellem. Flulrummet mellem svejsesømmene fyldes med trykluft for at kontrollere, at sømmene er tætte.

Fig. 2 viser detaljer for sprøjtebetonkonstruktionen.

Fler vises et anker 5 skematisk. Ankeret 5 er i den ende, der stikker ud fra klippen, forbundet med et fæste 14. Mod fæstet 14 hviler folielaget 4.

Pa den side af folielaget, der vender bort fra fæstet 14, er der et fæste 15. Fæsterne 14 og 15 spænder folielaget 4 fast imellem sig.

Derudover bærer fæsterne en afstandsholder 13 til et tridgitter 12. Trådgitteret 12 har to opgaver. Det benyttes ved opbygningen af sprøjtebetonlaget 3 ved at forhindre, at den beton, der slår tilbage fra folielaget, falder ned. Desuden fungerer trådgitteret 12 som armering af betonlaget.

Ved sprøjtebetonkonstruktioner har konstruktionen i forhold til formen så stor vægt, at konstruktionen uden ankrene ville bryde sammen, før den havde opnået tilstrækkelig styrke. Ankrene leder sprøjtebetonlagets vægt ind i klippen.

Når sprøjtebetonlaget er hærdet, danner ankrene en fast forbindelse mellem konstruktionen og klippen.

Fig. 3 viser flere detaljer ved konstruktionen.

Heri har fæsterne mod klippesiden, efterfølgende kaldet udvendige fæster, betegnelsen 9. Fæstet 9 har i det viste eksempel en rund og samtidig hvælvet form, som en kalot.

På den udvendige side er der påsvejset et gevindrør 8 og på modsat side (indvendigt) er der påsvejset en gevindstang 10. Mellem ankeret 5 og fæstet 9 er der anbragt en forlængerstang 7. Forlængerstangen er nødvendig, fordi ankeret sidder i en klippespalte og afstanden til fæstet 9 skal udlignes.

Gevindrøret 8 danner en studs på fæstet 9, gevindstangen 10 en dorn.

14 DK 2008 00065 U3

Forlængerstangen 7 er skruet i studsen på fæstet 9.

I den modsatte ende er forlængerstangen 7 skruet sammen med ankeret 5 ved hjælp af en gevindmuffe 6. Til dette formål er ankerenden, muffen indvendigt og forlængerstangen forsynet med gevind.

Fig. 4 og 5 viser et andet udførelsesekesempel for fæstet iht. frembringelsen. Det udvendige fæste har betegnelsen 20 og det indvendige fæste betegnelsen 21.

På det udvendige fæste 20 er der svejset en studs 22. Til forskel fra fig. 3 er studsen 22 ikke blot placeret på fæstets lukkede ende, men ført igennem en centreret åbning i bunden af fæstet 20, således at studsen 22 stikker et stykke ud på den indvendige side. Målet på det stykke, der stikker ud, er nøje afstemt efter specifikationerne for to tætninger 27 og 28, som tætner folielaget - i fig. 4 betegnet 26 -mellem sig. Målet bestemmer den mulige sammenpresning af tætningerne 27 og 28 ved indspændingen af folielaget 26.

Tætningerne 27 og 28 samt folielaget 26 er forsynet med tilstrækkeligt store huller til at kunne skubbes over en dorn, som stikker frem fra gevindstangen 23, og den fremstikkende studs 22.

Til forskel fra fig. 3 er studsen 22 i begge ender forsynet med et bundhul. De to bundhuller er adskilt fra hinanden af en materialevæg. I bundhullet på foliesiden sidder gevindstangen 23 som dorn.

I det modsatliggende, udvendige bundhul sidder - i den aktuelle monterings-sistuation - ankeret.

Den beskrevne materialevæg forhindrer en lækage via gevindet.

I udførelseseksemplet består tætningerne 27 og 28 af polyetylenskum med en rumvægt på 30 kg pr. kubikmeter, i andre udførelseseksempler er rumvægten 18 til 40 kg pr. kubikmeter. Tætningerne har til opgave at udligne ujævnheder i fæsternes og foliens overflader samt udligne evt. positionsskævheder mellem fæsterne. Tætningernes tykkelse er her 5 mm, i andre udførelseseksempler 3 til 10 mm. Når de to fæster spændes, presses tætningerne kraftigt sammen, så deres rumvægt kommer til at ligge nær rumvægten for uskummet polyetylen.

Gennem fastspændingen af de to fæster reduceres tætningens tykkelse med mindst 50%, helst med mindst 70% og endnu bedre med mindst 90%. Reduktionen gælder mht. skumvolumen. Ved denne betragtning er der ikke taget hensyn 15 DK 2008 00065 U3 til volumen af den uskummede folie af samme kunststof og med samme fladevægt. Det betyder, at det nominelle udgangsmål fortykkelsesreduktionen skal reduceres med tykkelsen af den uskummede folie.

Fig. 13 til 17. viser et andet udførelseseksempel for fæstet iht. frembringelsen.

Det udvendige fæste har betegnelsen 520 og det indvendige fæste betegnelsen 521.

På det udvendige fæste 520 er der svejset en studs 522. Studsen 522 har som studsen iht.fig. 3 to bundhuller, betegnet 528 og 529. Gevindet i studsen og på ankeret er M16.

Til forskel fra fig. 3 er studsen 522 ikke blot placeret på fæstets lukkede ende, men ført igennem en centreret åbning i bunden af fæstet 520 og svejset på der. Svejsesømmen, der går hele vejen rundt, har betegnelsen 525. De to bundhuller er forsynet med indvendigt gevind. I bundhullet 528, der vender udad, er ankeret fastgjort.

Der er desuden ikke forudset nogen afstandsholder, således at den mulige sammenpresning af tætningerne ved indspændingen af folielaget alene bestemmes af tilpresningskraften i en spænderetning. Spændeanordningen består af en gevindstang 524 og en spændemøtrik 523. Det indvendige fæste 521 har ligesom det udvendige fæste skålform.

I fig. 13 til 15 er fæsterne/skålene vist med afstand og uden mellemliggende folie og tætning, i fig. 16 er de vist liggende ind i hinanden. Ved kanten er fæste 521 indadbuet, mens fæste 520 er udadbuet. Derudover er fæste 521 mindre buet på midten end fæste 520. Derved berører de to fæster hinanden ved kanten.

I udførelseseksemplet har fæste 520 en udvendig diameter på 300mm, fæste 521 en udvendig diameter på 222 mm. I andre udførelseseksempler kan der der være valgt andre mål.

Fæste 520 er som skål valgt på en sådan måde, at det i positionen iht. fig. 35 har fuld kontakt med fæste 521. I udførelseseksemplet opnås der derved en dybde for fæste 520 på 32 mm.

16 DK 2008 00065 U3

Udførelseseksemplerne i fig. 18 og 19 adskiller sig fra eksemplerne i fig. 13 til 17 ved andre fæster 637 og 538. Fæste 537 har over for fæste 520 en udvendig diameter på 160 mm. Derudover er fæste 520 ikke så dybt som fæste 521. Ankeret 526 har samme konstruktion som anker 535. Det samme gælder for studsene 536 og 522 samt for gevindstængerne 539 og 524 og for spændemøtrikkerne 540 og 523.

Fæstet 538 har samme konstruktion som fæste 537 og placeret spejlvendt. Derved fremkommer en anden indspænding af folien mellem to fæster end ved udførelseseksemplerne i fig. 13 til 17.

I et andet udførelseseksempel er tætningerne selvklæbende på begge sider. Klæbefladerne er før monteringen dækket af silikonebelagt papir. Papiret trækkes først af på berøringsfladen mod fæste 20. Derefter kan tætningen 28 positioneres på fæste 20 og presses på. Derefter trækkes papiret af berøringsfladen mellem tætning 28 og folielaget 26 og folielaget presses mod tætningen. Der opstår en foreløbig fastholdelse af folielaget 26.

Ved den videre montering trækkes papiret af berøringsfladen på tætning 27 ind mod folielaget 26, hvorefter tætningen 27 positioneres på folielaget 26 og presses fast.

Efterfølgende trækkes papiret af tætning 27's berøringsflade med det indvendige fæste og fæste 21 skubbes pi dornen. Fæste 21 er forsynet med en åbning, som er en smule større end diameteren på gevindstangen 23, men samtidig betydeligt mindre end diameteren på studsen 22.

Nar det indvendige fæste er skubbet på, er situationen som vist i fig. 5. I denne situation udøves der endnu intet tryk mod tætningerne. Tætningerne har de med 27' og 28' betegnede former og tykkelser.

Med en skruemøtrik 25 presses fæsterne 20 og 21 sammen, indtil tætningerne 27 og 28 udøver det ønskede tryk mod folielaget på den ene side og mod berøringsfladerne med fæsterne på den anden side.

Dette tryk medfører samtidig en fastspænding af folien.

Sammen med sammenklæbningen opstår der en særdeles fordelagtig fastholdelse af folielaget.

17 DK 2008 00065 U3

Fig. 6 viser en anden udførelsesform for fæsterne.

Fæsterne er her betegnet 30 og 31. De to fæster 30 og 31 slutter et folielag 32 imellem sig.

Til forskel fra udførelsesformen i fig. 3 til 5 er det udvendige fæste 31 forsynet 5 med en koplignende fordybning. Det indvendige fæste 30 ligger som et låg i det koplignende fæste 31, så der sker en ønsket indspænding mellem de buede kanter. I den forbindelse virker skrå flader som kiler mod hinanden, så der med ringe kraft på passende vis kan opnås en stærk fastspænding, også en indspænding over en stor flade.

10 For at undgå at beskadige folien er fæste 31 desuden forsynet med en bøjet kant 33.

Fig. 8 viser en mulig bikubeform 43 for det i fig. 2 viste trådgitter.

15 Fig. 7 viser en afstandsholder 40 til positionering af trådgitteret. Afstandsholderen 40 presses ved hjælp af en ekstra skruemøtrik mod skruemøtrikken 25. Afstandsholderen er forsynet med diverse arme, hvorpå tråd gitteret 43 kan hægtes fast.

20 Fig. 9 viser et normalt udvendigt fæste 40 med et centreret, gennemgående gevind og med en adapter 42. Adapter 42 har en dorn 41 med et udvendigt gevind. Til dornen 41 har adapter 42 en udvendig diameter, som svarer til diameteren på den tilpassede studs 44 på fæstet 40. Adapter 42 er med sin dorn 41 skruet i fæste 40 på en sådan måde, at adapter 42 slutter tæt ind mod studsen 44 resp. at 25 de to berøringsflader er spændt mod hinanden. De to berøringsflader er bearbejdet på en sådan måde, at der ikke kan opstå lækage. Om ønsket kan tætningen sikres yderligere med en tætningsring 45.

På den udvendige side har adapter 42 et bundhul 43 med gevind, hvori det er muligt at skrue ankeret fast.

30

Fig. 10 viser ligeledes et normalt udvendigt fæste 50 med et centreret, gennemgående gevind. Dette fæste er kombineret med en dorn 51, med en krave 52 og en del 53. Med delen 53 er dornen fra den indvendige side skruet gennem fæstet og ind i en gevindmuffe 54, beskrevet ovenfor, til forlængelsesformål. Kraven 52 35 slutter tæt til fæstet 50 og gevindmuffen 54 slutter tæt til studsen 57 på fæstet.

18 DK 2008 00065 U3

Berøringsfladerne er bearbejdet på samme måde som i fig. 9.

Desuden er der isat en tætning 56 mellem kraven 52 og fæstet 50.

Fig. 11 og 12 viser en sprøjtebetonkonstruktion til en tunnel i stabile klipper. Klippen har betegnelsen 101. I klippen er der monteret gevindstænger 102 som ankre. Til dette formål er der boret huller i klippen 101 og ankrene fastgjort i klippen. Ankrene er med en afstand på 1,2 m anbragt på en sådan måde, at der i tunnelen opstår en hel masse ensartede fæstepunkter, hvor alle punkter ligger som hjørnepunkter i ens kvadrater med en kantlængde på 1,2 m.

På hver gevindstang 102 er der skruet en tætningsskive 103. På denne er der lagt en tætningsbane Oplægningen er foretaget på den måde, at folien er stukket på de fremstikkende ankre. Derved gennembryder ankrene 102 folien. De opståede huller lukkes ved hælp af tætningsskiver 105. Tætningsskiverne 103 og 105 spænder folien 104 fast imellem sig og slutter derudover tæt til ankrene 102.

Efter monteringen af folien 104 i tunnelen, sprøjtes der i udførelseseksemplet først en hurtigt bindende cementmælk på folien. Den tørrede cementmælk udgør en god grunder for den efterfølgende påføring af sprøjtebeton. Sprøjtebetonen påføres i lag, begyndende ved bunden af tunnelen. Sprøjtebetonlaget har betegnelsen 106.

I udførelseseksemplet er tunnelløbet vandret, så sprøjtebetonen påføres i vandrette lag, som nedefra og op lægges over hinanden på folien. Lagene har en bredde som svarer til den ønskede tykkelse for sprøjtebetonlaget.

I andre udførelseseksempler har lagene en mindre bredde, så folien i første omgang påføres et indledende betonlag, som dækker hele foliesiden. Derefter påføres endnu et sprøjtebetonlag, som dækker det første sprøjtebetonlag helt. Dette gentages, indtil den ønskede tykkelse for spøjtebetonlaget er opnået.

Når sprøjebetonlaget er færdigstøbt, stikker ankrene stadig frem af betonlaget. På den udstikkende ende skal der monteres beklædningsplader, især brandbeskyttende plader. I udførelseseksemplet fastgøres pladerne til sprøjtebetonlagene med ankrene 102 og skruemøtrikker med spændeskiver. For at gevindene på ankrene 102 ikke skal blive ubrugelige på grund af sprøjtebetonen, er gevindene beskyttet af kapper under påføringen af sprøjtebetonen.

Claims (26)

1. Konstruktion til anlægsbyggeri, især til tunneler eller minegange i faste klipper, hvillken konstruktion omfatter • en tætning mod vand i form af en folie, og * ankre, især ankre som anbringes i den stabile klippe og holder konstruktionen på afstand af det rå tunnelbrud og eventuelle betonlag påført derpå, hvor folien holdes på ankrene ved hjælp af fæster ved at folien spændes fast mellem to fæster, hvor det ene fæste er anbragt på den udvendige side af folien og det andet fæste på foliens indvendige side, hvor det udvendige fæste er skruet sammen med ankeret, og hvor et sprøjebetonlag er opbygget på folien, kendetegnet ved, at det udvendige fæste kan skrues på ankeret ved hjælp af et bundhul med gevind.

2. Konstruktion ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det udvendige fæste ind mod ankeret er forsynet med en studs som er fastgjort til eller formet på fæstet.

3. Konstruktion ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at det udvendige fæste ind mod det indvendige fæste er forsynet med en tilpasset eller fastgjort dorn, som er forsynet med et udvendigt gevind til sammenskruningen med det indvendige fæste.

4. Konstruktion ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at det udvendige fæste a) har et gennemgående, centreret gevindhul og b) gevindhullet på den udvendige side er lukket med en adapter, c) adapteren med en gevindtap griber ind i fæstets gevindhul og d) med en tætningsflade mod en anden tætningsflade er spændt fast på fæstet, e) adapteren udvendigt er forsynet med et bundhul med gevind, hvormed fæstet kan skrues på ankeret, f) ankeret i den korresponderende ende har et udvendigt gevind 20 DK 2008 00065 U3

5. Konstruktion Ifølge krav 4, kendetegnet ved, at der indvendigt er en dorn med et udvendigt gevind til fastspænding af det indvendige fæste.

6. Konstruktion ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at a) det udvendige fæste har et gennemgående, centreret gevindhul og b) gevindhullet på den indvendige side er lukket med en dorn, c) dornen griber ind i gevindhullet og d) dornen udvendigt er forsynet med en krave med en tætningsflade, e) dornen, som med tætningsfladen mod en anden tætningsflade er spændt fast på fæstet, f) dornen via gevindhullet griber ind i en gevindmuffe og fæstet ved hjælp af gevindmuffen kan skrues fast på ankeret, og g) gevindmuffen kan skrues på ankeret og dornen ved hjælp af respektive bundhuller med gevind.

7. Konstruktion ifølge krav 1 og 2, kendetegnet ved, at studsen i den indvendige ende har endnu et bundhul med gevind og at der indvendigt er skruet en dorn i gevindhullet til fastspænding af det indvendige fæste.

8. Konstruktion ifølge et af kravene 1, 2, 7, kendetegnet ved, at studsen udvendigt ligger ind mod det udvendige fæste eller rækker ind i hullet på det udvendige fæste.

9. Konstruktion ifølge et af kravene 1, 2, 7, 8, kendetegnet ved, at studsen er tætsluttende spændt eller svejset sammen med det udvendige fæste.

10. Konstruktion ifølge et af kravene 1-9, kendetegnet ved, at de to fæster er skålformede, hvorved skålene ligger ind i hinanden eller er placeret spejlvendt.

11. Konstruktion ifølge krav 10, kendetegnet ved, at skålen på det udvendige fæste er større end skålen på det indvendige fæste, således at det indvendige fæste kan ligge i det udvendige fæste og det indvendige fæste ved kanten har en ekstra indadkrumning og det udvendige fæste ved kanten haren ekstra udadkrumning. 21 DK 2008 00065 U3

12. Konstruktion ifølge krav 10 eller 11, kendetegnet ved, at de to fæster er udformet identisk og anbragt spejlvendt i forhold til hinanden, samtidig med at de begge krummer udad ved kanten.

13. Konstruktion ifølge et af kravene 4 eller 10-12, kendetegnet ved, at adapteren er forsynet med en gevindtap, som samtidig danner en dorn til fastspænding af det indvendige fæste.

14. Konstruktion ifølge et af kravene 1-13, kendetegnet ved at der er arrangeret en forlængerstang mellem ankerenden og det udvendige fæste.

15. Konstruktion ifølge krav 14, kendetegnet ved, at forlængerstangen består af en gevindstang med samme type gevind som den korresponderende ankerende og er forsynet med en muffe til samling med den korresponderende ankerende.

16. Konstruktion ifølge krav 14 eller 15, kendetegnet ved at en muffe til samling af forlængerstangen og ankerenden, er dannet i det samme materiale som den muffe, der udgør studsen på det udvendige fæste.

17. Konstruktion ifølge et af kravene 14-16, kendetegnet ved, at dornen består af samme materialesom forlængerstangen og/eller forlængerstangen af samme materiale som ankeret.

18. Konstruktion ifølge et af kravene 1-17, kendetegnet ved, at overlapningen mellem to med hinanden sammenskruede dele har et mål, som mindst er lig med tykkelsen på en skruemøtrik med samme type gevind.

19. Konstruktion ifølge et af kravene 1-18, kendetegnet ved, at studsen har en diameter, der mindst er lig med diameteren på en skruemøtrik med samme type gevind.

19 DK 2008 00065 U3

20. Konstruktion ifølge krav 18 eller 19, kendetegnet ved, at målet på overlapningen mellem de sammenskruede dele og/eller diameteren på studsen er udregnet med en sikkerhedsfaktor på mindst 1,5 i forhold til en skruemøtrik. 22 DK 2008 00065 U3

21. Konstruktion ifølge et af kravene 1-20, kendetegnet ved, at det ene fæste har en kopformet fordybning, og det andet er udformet som et låg.

22. Konstruktion ifølge et af kravene 1-21, kendetegnet ved fæstedimensioner på 5 10 til 2.000 mm, helst fra 80 til 300 mm og allerhelst fra 130 til 300 mm.

23. Konstruktion ifølge et af kravene 1-22, kendetegnet ved, at fæsterne helt eller delvist består af rustfrit stål og/eller kunststof.

24. Konstruktion ifølge krav 23, kendetegnet ved, at der er benyttet polyester, især PET, eller polyamid som kunststof og/eller en armering i kunststof.

25. Konstruktion ifølge krav 23 eller 24, kendetegnet ved, at kunststoffet er fiberarmeret. 15

26. Konstruktion ifølge et af kravene 1-23, kendetegnet ved, at fæsterne er korrosionsbeskyttede med epoxy eller zink.