EP0317547A1 - Gebirgsanker - Google Patents
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- EP0317547A1 EP0317547A1 EP88890289A EP88890289A EP0317547A1 EP 0317547 A1 EP0317547 A1 EP 0317547A1 EP 88890289 A EP88890289 A EP 88890289A EP 88890289 A EP88890289 A EP 88890289A EP 0317547 A1 EP0317547 A1 EP 0317547A1
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- EP
- European Patent Office
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- anchor
- sleeve
- rock
- rod
- pipe section
- Prior art date
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- Withdrawn
Links
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Classifications
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
- E21D21/0026—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts
Definitions
- the invention relates to a rock bolt according to the preamble of claim 1.
- rock anchors are used in underground cavity expansion, especially in tunnel and gallery construction, as security elements that are systematically displaced, for example radially to the tunnel or gallery axis, absorb a more or less large amount of rock pressure and introduce the absorbed forces into the depths of the mountains corresponding to the borehole, so that the mountains are carried along.
- rock bolts of the type mentioned at the outset are used, which allow controlled rock deformation within certain limits and thereby simplify the support structure during underground cavity expansion.
- a rock anchor of the type mentioned is known from AT-PS 378 823.
- an anchor head attached to the anchor rod protrudes through an opening in the anchor plate and a sleeve is inserted between the anchor head and anchor plate, which is expanded under appropriate load by the conical or spherically shaped, penetrating anchor head, so that a flexibility dependent on the expansion behavior of the support sleeve the anchoring arises.
- a rock bolt is known from DE-PS 1 583 803, the anchor head of which is supported on the anchor plate and forms a drawing ring which separates the anchor rod from its protruding, encloses the diameter-reduced end in the mounting area of the drawing ring, so that the corrugated anchor rod can be pulled out with material removal or deformation by the drawing ring.
- Both known designs are complex and expensive due to the required choice and quality of material for the deformed parts, they must protrude considerably from the anchor plate according to the desired deformed length and only allow the absorption of lower support forces, with only a small possibility of influencing the deformation resistance of the molded part and thus on the deformation process, thus also the characteristic of the resistance opposing the retraction of the anchor rod.
- the object of the invention is to eliminate the disadvantages shown and to create a rock bolt that is rationally producible and easy to move, can, if necessary, be formed without parts protruding far from the borehole, yielding an adjustable or selectable flexible support and under fully utilizing the load capacity determined by the strength of the anchor rod allows influencing the dependency between support forces and deformation.
- the upsetting body can be manufactured without any special effort and, by choosing the wall thickness, shape, material, profiles, etc., its upsetting behavior can be adapted well to the expected load conditions, with any risk of a jerky yielding due to material defects being excluded.
- a deformation resistance that increases in a controlled manner with increasing load can be selected in order to support the mountains progressively for increasing deformation.
- a particularly preferred embodiment of the rock anchor is specified in claim 7.
- the compression body with the pipe can be sunk into the borehole and the protrusion of the entire anchor over the borehole can be reduced to a minimum.
- the upsetting body is protected from contamination by the pipe section, the deformation resistance moreover z. B. in a longitudinally wavy profiled or compressing to form waves sleeve-shaped compression body by the released between the anchor rod and pipe section for this corrugation game.
- threaded bolt serves as an anchor head.
- the lengths of any anchor rod and threaded bolt can be as desired be coordinated.
- the deformation of the rock results in a deformation of the compression body, the outer end region of the anchor rod, which is also subject to expansion, being drawn into the borehole. If one provides an embodiment according to claim 11, one can directly measure the deformation that has occurred with simple means.
- the pressure ring can additionally generate a part of the retaining force by frictional engagement with the inner wall of the pipe section.
- a compression body according to claim 14 which consists for example of softer metal or a metal alloy or of a plastic, the extrusion resistance of the compression material through the passage openings the retention force of the anchor exactly defined.
- rock anchors 2 are respectively set up, which are to absorb the rock pressure and cause the rock to be carried along.
- the rock anchors 2 have an anchor rod 3, 3a which is designed as a tube 3 in the embodiment according to FIG. 1 and as a solid rod 3a in the embodiments according to FIGS. 2 to 5 and which is inserted into the borehole 4 and inside the borehole, is at least securely attached to the inner end region. Adhesion, dowelling, mortaring or widening of tubular, preformed end pieces can be carried out here by the application of hydraulic medium and the resulting pressing of the end pieces with the rock.
- a sleeve 5 which forms a compression body and has play, is plugged onto the free end of the anchor rod 3 protruding from the borehole 4 and has regularly distributed circumferential grooves 6.
- the sleeve 5 sits between two corresponding pressure surfaces support rings 7 and 9, the outer support ring 7 on the anchor rod 3 and inner support ring 9 is welded on the inside in a pipe piece 8 that can be inserted into the borehole.
- the pipe section 8 surrounds the sleeve 5 and carries outside the borehole 4 a threaded sleeve 10 with an external thread 11 for an anchor nut 12, which is supported on an anchor plate 13, which from the outside against the mountains 1 or, as in the present case, against a shotcrete layer 14 or presses a large-area lining element that can be placed against the mountains, possibly with the interposition of a plastically deformable insert. It is also possible to hold lining elements with a gap spacing from the mountains 1 via the anchor plates 13 of a plurality of rock anchors and to fill the gap with shotcrete or in-situ concrete.
- the rock anchor 2 If the rock anchor 2 is set correctly and pre-tensioned by tightening the anchor nut 12, it can absorb the rock pressure that occurs up to a certain limit load, the flow of force from the rock wall 1 and the shotcrete layer 14 or the like via the anchor plate 13, the pipe section 8, the pressure ring 9 and the sleeve 5 to the pressure ring 7 and thus to the anchor rod 3. If the loads exceed the compression resistance of the sleeve 5, it is deformed by compression, that is to say compressed between the support rings 7, 9.
- the course, shape and number of the circumferential grooves 6 enable the deformation behavior of the sleeve 5 to be influenced, so that the resilience of the support can be adapted to the prevailing conditions.
- the maximum deformation of the sleeve 5 gives a measure of the permissible deformation to be absorbed and one can therefore set larger deformation areas by choosing the sleeve size and shape, in which there is no impairment of the functionality of the rock bolt and the deformation resistance defining the holding force of the rock bolt is precisely defined .
- the protrusion of the anchor head area over the anchor plate 13 is low.
- a measuring rod 15 can be inserted into the hollow anchor rod 3, which is fastened inside the borehole in the anchor rod and, through its projection over the edge of the pipe section 8, the size of the deformation of the sleeve that has occurred 5 displays.
- FIG. 2 and 3 there are corresponding sleeves 16 in their basic structure of the sleeve 5, which are supported with their inner end on a support ring 17 and with their outer end on a support ring 18.
- the end of the anchor rod 3a is provided according to FIG. 2 with a threaded end 19 protruding from the borehole and according to FIG. 3 with a threaded end 20 remaining in the borehole 3.
- the pressure ring 18, which is designed as a nut, is screwed onto this threaded end, so that the relative position of the sleeve 16 and a tube piece 21 carrying the inner pressure ring 17 relative to the anchor rod can be adjusted by turning this nut.
- the nut forming the pressure ring 18 is slidably guided in the outer end of the pipe section 21.
- a threaded sleeve 22 adjoins the tube piece 21, onto which an anchor nut 23 is screwed, which, with the interposition of a washer 24, presses on an anchor plate 25 which is curved outwards in
- a nut 26 is welded into the outer end of the tube piece 21, which serves to receive a threaded bolt 27 which is attached coaxially with the anchor rod 3a and the threaded end 20 and which again presses on an anchor plate 30 via an anchor nut 28 and a washer 29 .
- the anchor rod 3a is equipped with a threaded end 31.
- An anchor plate 32 is used in which the edge 33 of a passage opening for a pipe section 34 is slightly pulled inwards.
- the pipe Piece 34 has a widened outer end 35 and a conically narrowing inner end 36.
- a pressure ring 37 is supported at the inner end 36.
- a deformable sleeve 40 is arranged with play within the tube piece 34.
- the deformable sleeve 40 By tightening the anchor nut 38 on the anchor rod 3a fastened with its inner end, the deformable sleeve 40 is pushed into the borehole 4 and thereby takes the pipe section 40 and, over its widened edge 35, the anchor plate 32, so that it rests against the reveal of the rock 1 or the part 14 lying between the rock and the anchor plate 32, which, as mentioned, can be shotcrete or a lining part, is pressed. If the rock is working and the deformation load of the sleeve 40 is exceeded, the sleeve can deform as shown in FIG.
- the sleeve 40 can be preformed, that is to say it can have a wavy longitudinal profile by means of ring beads or beads running after a thread.
- the sleeve 40 can also be slightly conical.
- the sleeve 40 can be replaced by a body made of plastically deformable material, extrusion openings being provided in the rings 37 or 39, through which the material of this body is extruded when the predetermined load is exceeded.
- a deformable sleeve made of metal can be embedded in this body or other reinforcement elements can be attached within the deformable body in order to improve the extrusion characteristics and thus the Determine the retention resistance of the outer anchor attachment in advance.
- the size of the anchor nut 38 is smaller than the light width of the pipe section 34, so that the anchor nut 34 can enter the pipe section when the sleeve 40 is compressed.
- the borehole 4 can be filled with a cement mortar or another filler during or before the installation of the rock bolt 2.
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Abstract
Ein Gebirgsanker (2) besitzt eine innerhalb eines Bohrloches (4) zu befestigende Ankerstange (3a) und einen Ankerkopf (35, 38, 39) für eine außerhalb des Bohrloches anbringbare Ankerplatte (32), wobei in die Abstützverbindung zwischen Ankerplatte (32) und Ankerstange (3a) ein die Ankerstange hülsenförmig umgebender, druckbelasteter Verformteil (40) eingebunden ist.
Um einen Gebirgsanker (2) zu erreichen, der mit geringem Aufwand herstellbar ist, einen nur geringen Überstand über die Bohrlochöffnung aufweist und bei dem der den Rückhaltewiderstand des Ankers bestimmende Verformungswiderstand des Verformungsteiles (40) in seiner Charakteristik vorherbestimmbar ist, bildet der Verformteil (40) einen zwischen einer stangenseitigen und einer plattenseitigen Druckfläche (37, 39) sitzenden Stauchkörper.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf einen Gebirgsanker nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
- Solche Gebirgsanker dienen beim untertägigen Hohlraumausbau insbesondere beim Tunnel- und Stollenbau als Sicherungselemente, die systematisch, etwa radial zur Tunnel- oder Stollenachse versetzt werden, einen mehr oder weniger großen Gebirgsdruckanteil aufnehmen und die aufgenommenen Kräfte in die dem Bohrloch entsprechenden Tiefen des Gebirges einleiten, so daß es zu einem Mittragen des Gebirges kommt. Um eine Belastung der Ankerstangen über die Bruchlast zu vermeiden und auch, weil der radiale Gebirgsdruck mit der Verformung sinkt, werden Gebirgsanker der eingangs genannten Art verwendet, die innerhalb gewisser Grenzen eine kontrollierte Gebirgsverformung zulassen und dadurch eine Vereinfachung der Stützkonstruktion beim untertätigen Hohlraumausbau ermöglichen.
- Ein Gebirgsanker der eingangs genannten Art ist aus der AT-PS 378 823 bekannt. Dabei ragt ein an der Ankerstange befestigter Ankerkopf durch eine Öffnung der Ankerplatte nach außen und zwischen Ankerkopf und Ankerplatte ist eine Hülse eingesetzt, die bei entsprechender Belastung durch den konisch oder kugelig geformten, eindringenden Ankerkopf aufgeweitet wird, so daß eine vom Dehnverhalten der Stützhülse abhängige Nachgiebigkeit der Verankerung entsteht. Aus der DE-PS 1 583 803 ist ein Gebirgsanker bekannt, dessen an der Ankerplatte abgestützter Ankerkopf einen Ziehring bildet, der die Ankerstange mit Abstand von ihrem herausragenden, im Anbringungsbereich des Ziehringes im Durchmesser verkleinerten Ende umschließt, so daß die geriffelte Ankerstange unter Materialabtragung bzw. Verformung durch den Ziehring ausgezogen werden kann. Beide bekannte Ausführungen sind aufgrund der erfoderlichen Werkstoffwahl und -qualität der Verformteile aufwendig und teuer, sie müssen entsprechend der gewünschten Verformlänge beträchtlich weit aus der Ankerplatte herausragen und erlauben auch nur die Aufnahme geringerer Abstützkräfte, wobei nur eine geringe Einflußmöglichkeit auf den Verformungswiderstand des Formteiles und damit auf den Verformungsvorgang, somit auch die Charakteristik des dem Einziehen der Ankerstange entgegengesetzten Widerstandes besteht.
- Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung der aufgezeigten Nachteile und die Schaffung eines Gebirgsankers, der rationell herstellbar und einfach zu versetzen ist, im Bedarfsfall ohne weit aus dem Bohrloch vorragende Teile ausgebildet werden kann, eine in ihrer Charakteristik einstellbare bzw. wählbare nachgiebige Abstützung ergibt und unter voller Nützung der durch die Festigkeit der Ankerstange bestimmten Belastbarkeit eine Beeinflussung der Abhängigkeit zwischen Abstützkräften und Verformung zuläßt.
- Die gestellte Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
- Der Stauchkörper läßt sich ohne besonderen Aufwand herstellen und kann durch Wahl der Wandstärke, der Formgestalt, des Materials, durch Profilierungen usw. in seinem Stauchverhalten gut an die zu erwartenden Belastungsverhältnisse angepaßt werden, wobei jede Gefahr eines durch Materialfehler bedingten, ruckartigen Nachgebens ausgeschlossen ist. Vor allem kann ein mit zunehmender Belastung kontrolliert ansteigender Verformungswiderstand gewählt werden, um das Gebirge progressiv zur zunehmenden Verformung abzustützen.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen des Stauchkörpers sind in den Ansprüchen 2 bis 6 angegeben. Umfangsrillen der Hülse oder eine wellenförmige Längsprofilierung ermöglichen durch Wahl der Form und Anzahl der Rillen bzw. Wellen sowie auch der entsprechenden Tiefe eine genaue Vorausbestimmung des Stauchverhaltens. Bei der Anbringung von Rillen gibt die Summe der Rillenbreite den möglichen Deformationsweg bei geringerem Verformungswiderstand. Wenn man gemäß Anspruch 4 vorgeht, wobei vorzugsweise die Tiefe der Rillen vom Ankerkopf weg in Richtung Befestigungsende der Ankerstange hin abnimmt, kann man den Verformungswiderstand gezielt beeinflussen und etwa einen mit dem Deformationsweg zunehmenden Verformungswiderstand erreichen. Es ist sogar möglich, die gesamte Hülse als Druckfeder auszubilden oder eine z. B. hülsenförmige Druckfeder und eine verformbare Hülse aneinanderzureihen.
- Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Gebirgsankers ist im Anspruch 7 angegeben. Hier kann der Stauchkörper mit dem Rohr in das Bohrloch versenkt und damit der Überstand des gesamten Ankers über das Bohrloch auf ein Minimum verringert werden. Der Stauchkörper wird durch das Rohrstück vor Verschmutzungen geschützt, wobei der Verformungswiderstand überdies z. B. bei einem in Längsrichtung wellenförmig profilierten oder sich unter Bildung von Wellen zusammendrückenden hülsenförmigen Stauchkörper durch das zwischen Ankerstange und Rohrstück für diese Wellung freigelassene Spiel beeinflußt werden kann.
- Eine Weiterbildung dieser Grundkonstruktion entnimmt man dem Anspruch 8, wobei das Rohrstück mit seinem Ende einen Teil des Ankerkopfes bildet. Um hier eine einfache Fertigung zu ermöglichen, kann gemäß Anspruch 9 vorgegangen werden.
- Eine ähnliche Möglichkeit ist im Anspruch 10 angegeben. Hier dient der Gewindebolzen als Ankerkopf. Die Längen der beliebigen Ankerstange und des Gewindebolzens können wunschgemäß aufeinander abgestimmt werden.
- Die Verformung des Gebirges ergibt eine Deformation des Stauchkörpers, wobei der äußere Endbereich der auch der Dehnung unterliegenden Ankerstange in das Bohrloch hineingezogen wird. Wenn man eine Ausführung nach Anspruch 11 vorsieht, kann man die aufgetretene Verformung mit einfachen Mitteln direkt messen.
- Eine in der Herstellung besonders einfache Ausgestaltung des eine Grundkonstruktion nach Anspruch 7 aufweisenden Gebirgsankers entnimmt man dem Anspruch 12. Bei dieser Ausführung ergibt sich ebenfalls nur ein geringer Überstand über das Bohrloch in der ersten Montagestellung, wobei die Ankerstange gegen den Widerstand des mit dem Rohrstück in das Bohrloch versenkten Stauchkörpers in das Rohrstück hineingezogen wird. Durch einfaches Anziehen der den Ankerkopf bildenden Mutter werden in der Einbaustellung die über das aufgeweitete Ende des Rohrstückes mitgenommene Ankerplatte gegen die äußere Bohrlochwand bzw. einen zwischen Gebirge und Ankerplatte anzubringenden z. B. großflächigen Ausbauteil und das Rohrstück seinerseits über den Stauchkörper im Sinne eines Hineinschiebens in das Bohrloch vorgespannt.
- Wenn gemäß Anspruch 13 vorgegangen wird, kann der Druckring zusätzlich durch Reibungsschluß mit der Innenwand des Rohrstückes einen Teil der Rückhaltekraft erzeugen.
- Bei der Grundkonstruktion nach Anspruch 7 und vor allem bei einer Ausführung nach Anspruch 12 kann man auch einen Stauchkörper nach Anspruch 14 vorsehen, der etwa aus weicherem Metall bzw. einer Metallegierung oder aus einem Kunststoff besteht, wobei der Extrusionswiderstand des Stauchkörpermaterials durch die Durchtrittsöffnungen die Rückhaltekraft des Ankers exakt definiert.
- Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes entnimmt man der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung.
- In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen
- Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch den äußeren Endbereich einer Ankerstange und ihrer Abstützverbindung mit dem Ankerkopf in der Einbaustellung,
- Fig. 2 in der Fig. 1 entsprechenden Darstellungsweise einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform,
- Fig. 3 einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform,
- Fig. 4 einen Schnitt durch eine vierte Ausführungsform und
- Fig. 5 als Detail zu Fig. 4 ein Teilstück von Ankerstange, Rohrstück und Stauchkörper bei gestauchtem Stauchkörper ebenfalls im Schnitt.
- Zur Hohlraumsicherung an einer aus dem Gebirge 1 gebildeten Hohlraumleibung werden jeweils nachgiebige Gebirgsanker 2 versetzt, die den Gebirgsdruck aufnehmen und ein Mittragen des Gebirges bewirken sollen. Die Gebirgsanker 2 weisen eine Ankerstange 3, 3a auf, die bei der Ausführung nach Fig. 1 als Rohr 3 und bei den Ausführungen nach den Fig. 2 bis 5 als massive Stange 3a ausgebildet ist und die in das Bohrloch 4 eingeführt und im Bohrlochinneren, also zumindest am inneren Endbereich sicher befestigt wird. Es kann hier eine Verklebung, Verdübelung, Vermörtelung oder Aufweitung rohrförmiger, vorgeformter Endstücke durch Hydraulikmittelbeaufschlagung und dadurch bedingte Verpressung der Endstücke mit dem Gestein vorgenommen werden.
- Nach Fig. 1 ist auf das freie, aus dem Bohrloch 4 herausragende Ende der Ankerstange 3 eine einen Stauchkörper bildende Hülse 5 mit Spiel aufgesteckt, die regelmäßig verteilte Umfangsrillen 6 aufweist. Die Hülse 5 sitzt zwischen zwei entsprechende Druckflächen aufweisenden Stützringen 7 und 9, wobei der äußere Stützring 7 an der Ankerstange 3 und der innere Stützring 9 innenseitig in einem in das Bohrloch einführbaren Rohrstück 8 eingeschweißt ist. Das Rohrstück 8 umschließt die Hülse 5 und trägt außerhalb des Bohrloches 4 eine Gewindehülse 10 mit einem Außengewinde 11 für eine Ankermutter 12, die sich auf einer Ankerplatte 13 abstützt, welche von außen her gegen das Gebirge 1 oder wie im vorliegenden Fall gegen eine Spritzbetonschicht 14 oder ein gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer plastisch verformbaren Einlage gegen das Gebirge anstellbares großflächiges Auskleidungselement drückt. Es ist auch möglich, über die Ankerplatten 13 mehrerer Gebirgsanker 2 Auskleidungselemente mit Spaltabstand vom Gebirge 1 festzuhalten und den Spalt mit Spritz- oder Ortbeton auszufüllen.
- Ist der Gebirgsanker 2 ordnungsgemäß gesetzt und durch Anziehen der Ankermutter 12 vorgespannt, kann er den auftretenden Gebirgsdruck bis zu einer bestimmten Grenzbelastung aufnehmen, wobei der Kraftfluß von der Gesteinswand 1 und der Spritzbetonschicht 14 od. dgl. über die Ankerplatte 13, das Rohrstück 8, den Druckring 9 und die Hülse 5 zum Druckring 7 und damit zur Ankerstange 3 verläuft. Übersteigen die Belastungen den Stauchwiderstand der Hülse 5 wird diese durch Stauchung verformt, also zwischen den Stützringen 7, 9 zusammengedrückt. Verlauf, Form und Zahl der Umfangsrillen 6 ermöglichen eine Beeinflussung des Verformungsverhaltens der Hülse 5, so daß die Abstützung in ihrer Nachgiebigkeit an die jeweiligen Verhältnisse angepaßt werden kann. Die maximale Verformung der Hülse 5 gibt ein Maß für die zulässige aufzunehmende Verformung und man kann daher durch Wahl der Hülsengröße und -form größere Verformungsbereiche einstellen, in denen keine Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit des Gebirgsankers statt findet und der die Haltekraft des Gebirgsankers definierende Verformungswiderstand genau definiert ist. Der Überstand des Ankerkopfbereiches über die Ankerplatte 13 ist gering.
- Zur Messung der auftretenden Verformung kann, wie strichpunktiert angedeutet wurde, in die hohle Ankerstange 3 ein Meßstab 15 eingeführt sein, der im Inneren des Bohrloches in der Ankerstange befestigt ist und durch seinen Überstand über den Rand des Rohrstückes 8 die Größe der aufgetretenen Verformung der Hülse 5 anzeigt.
- Bei den Ausführungen nach den Fig. 2 und 3 sind in ihrem grundsätzlichen Aufbau der Hülse 5 entsprechende Hülsen 16 vorhanden, die sich mit ihrem inneren Ende an einem Stützring 17 und mit ihrem äußeren Ende an einem Stützring 18 abstützen. Das Ende der Ankerstange 3a ist nach Fig. 2 mit einem aus dem Bohrloch herausragenden Gewindeende 19 und nach Fig. 3 mit einem im Bohrloch 3 verbleibenden Gewindeende 20 versehen. Auf dieses Gewindeende ist der Druckring 18, der als Mutter ausgebildet ist, aufgeschraubt, so daß die Relativlage der Hülse 16 und eines den inneren Druckring 17 tragenden Rohrstückes 21 zur Ankerstange durch Verdrehen dieser Mutter eingestellt werden kann. Die den Druckring 18 bildende Mutter ist im äußeren Ende des Rohrstückes 21 gleitverstellbar geführt. Nach Fig. 2 schließt an das Rohrstück 21 eine Gewindehülse 22 an, auf die eine Ankermutter 23 aufgeschraubt ist, welche unter Zwischenschaltung einer Beilagescheibe 24 auf eine in der Mitte nach aussen gewölbte Ankerplatte 25 drückt.
- Nach Fig. 3 ist in das äußere Ende des Rohrstückes 21 eine Mutter 26 eingeschweißt, die der Aufnahme eines koaxial mit der Ankerstange 3a und dem Gewindeende 20 angebrachten Gewindebolzens 27 dient, der wieder über eine Ankermutter 28 und eine Beilagescheibe 29 auf eine Ankerplatte 30 drückt.
- Nach den Fig. 4 und 5 ist die Ankerstange 3a mit einem Gewindeende 31 ausgestattet. Es wird eine Ankerplatte 32 verwendet, bei der der Rand 33 einer Durchführungsöffnung für ein Rohrstück 34 leicht nach innen gezogen ist. Das Rohr stück 34 besitzt ein aufgeweitetes äußeres Ende 35 und ein sich konisch verengendes inneres Ende 36. Am inneren Ende 36 stützt sich ein gegebenenfalls durch Schweißung zusätzlich gesicherter Druckring 37 ab. Zwischen diesem Druckring 37 und einem mit Hilfe einer Ankermutter 38 festspannbaren Druckring 39 ist mit Spiel innerhalb des Rohrstückes 34 eine verformbare Hülse 40 angeordnet. Durch Festziehen der Ankermutter 38 an der mit ihrem inneren Ende befestigten Ankerstange 3a wird die verformbare Hülse 40 in das Bohrloch 4 hineingeschoben und nimmt dabei das Rohrstück 40 sowie über dessen aufgeweiteten Rand 35 die Ankerplatte 32 mit, so daß diese gegen die Leibung des Gesteins 1 bzw. den zwischen Gestein und Ankerplatte 32 liegenden Teil 14, der wie erwähnt, Spritzbeton oder ein Auskleidungsteil sein kann, gepreßt wird. Wenn das Gebirge arbeitet, und die Verformungsbelastung der Hülse 40 überschritten wird, kann sich die Hülse wie in Fig. 5 dargestellt, unter Wellung verformen, wobei sich die entstehenden Wellen mit ihren Scheiteln an der Ankerstange 3a und im Inneren des Rohrstückes 34 abstützen, so daß auch die Ringspaltgröße zwischen Ankerstange und Rohrinnenseite die Verformungscharakteristik und den Verformungswiderstand mitbestimmen. Zur Erzielung einer Wellung bei der Stauchung kann die Hülse 40 vorgeformt sein, also eine wellige Längsprofilierung durch Ringsicken oder nach einem Gewindegang verlaufende Sicken besitzen. Die Hülse 40 kann auch leicht konisch sein.
- Nach einer nicht dargestellten Variante kann die Hülse 40 durch einen Körper aus plastisch verformbarem Material ersetzt werden, wobei in den Ringen 37 oder 39 Extrusionsöffnungen vorgesehen werden, durch die das Material dieses Körpers beim Überschreiten der vorgegebenen Belastung extrudiert wird. Zusätzlich kann in diesen Körper eine verformbare Hülse aus Metall eingebettet sein oder es können andere Bewehrungselemente innerhalb des verformbaren Körpers angebracht werden, um die Extrusionscharakteristik und damit den Rückhaltewiderstand der äußeren Ankerbefestigung im voraus zu bestimmen. Wie die Fig. 4 zeigt, ist der Größtdurchmesser der Ankermutter 38 kleiner als die Lichtweite des Rohrstückes 34, so daß die Ankermutter 34 in das Rohrstück eintreten kann, wenn die Hülse 40 gestaucht wird.
- Wie die Fig. 2 und 3 noch zeigen, kann das Bohrloch 4 bei oder vor der Anbringung des Gebirgsankers 2 mit einem Zementmörtel oder einem sonstigen Füllmittel gefüllt werden.
Claims (14)
1. Gebirgsanker (2) mit einer in einem Bohrloch (4) zu befestigenden Ankerstange (3; 3a) und einem Ankerkopf (8; 23; 25, 38, 39) für eine außerhalb des Bohrloches (4) anbringbare Ankerplatte (13; 25; 30; 32), wobei in die Abstützverbindung zwischen Ankerplatte und Ankerstange ein die Ankerstange hülsenförmig umgebender, druckbelasteter Verformteil (5; 16, 40) eingebunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verformteil (5; 16, 40) einen zwischen einer stangenseitigen und einer plattenseitigen Druckfläche (7;9; 17, 18; 37, 39) sitzenden Stauchkörper bildet.
2. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stauchkörper eine Hülse (5; 16, 40) vorgesehen ist.
3. Gebirgsanker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (5; 16) Umfangsrillen (6) aufweist.
4. Gebirgskanker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichmäßig axial hintereinander gereihten Rillen (6) der Hülse (5; 16) unterschiedliche Tiefe besitzen.
5. Gebirgsanker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (40) eine wellenförmige Längsprofilierung aufweist.
6. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (40) sich gegen das eine Ende konisch verjüngt.
7. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (5; 16, 40> mit Spiel in einem in das Bohrloch (4) einsetzbaren Rohrstück (8; 21, 34) untergebracht ist, das sich mit seinem äußeren Ende an der Ankerplatte (13; 25; 30; 32) abstützt und im Bereich seines inneren Endes einen die plattenseitige Druckfläche bildenden Bund (9; 17; 37) aufweist.
8. Gebirgsanker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stauchkörper (5) zwischen einem äußeren Stützring (7) der Ankerstange (3) und einem den Bund bildenden inneren Stützring (9) des Rohrstückes (8) angeordnet ist, das über eine Ankermutter (12) an der Ankerplatte (13) angreift.
9. Gebirgsanker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (8) ein Außengewinde (11) für die Ankermutter (12) aufweist, wobei auf das Rohrstück (8) eine das Außengewinde (11) bildende Gewindehülse (10) aufgebracht ist.
10. Gebirgsanker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (21) mit einer am stützringfreien Ende eingesetzten Mutter (18) auf einem nach außen ragenden axial an die Ankerstange anschließenden Gewindebolzen (19, 20) aufgeschraubt ist.
11. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Ankerstange (3) einen Meßstab (15) aufnimmt, der im Bereich des Befestigungsendes der Ankerstange fixiert und lose bis durch den Ankerkopf (8) hindurchgeführt ist.
12. Gebirgsanker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenende (35) des Rohrstückes (34) zur Abstützung am Rand (33) einer Durchführungsöffnung der Ankerplatte (32) aufgeweitet und das innere Ende (36) des Rohrstückes zur Bildung des Bundes oder zur Abstützung eines den Bund bildenden Ringes (37) verengt ist und daß der Ankerkopf (38) aus einer in das Rohrstück (34) einführbaren, auf ein Gewindeende (31) der Ankerstange (3a) aufschraubbaren Ankermutter (38) besteht.
13. Gebirgsanker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ankermutter (38) und Hülse (40) ein im Rohrstück (34) geführter Druckring (39) anbringbar ist.
14. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 7, 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die den Stauchkörper bildende Hülse aus plastisch verformbarem Material besteht und das Rohrstück und/oder die die Druckflächen aufweisenden Teile Durchtrittsöffnungen zum Auspressen des Hülsenmaterials freilassen.
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