EP0435823A1 - Lattice girder for concrete cover - Google Patents
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- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
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- E04C5/065—Light-weight girders, e.g. with precast parts
Definitions
- the invention relates to a lattice girder for concrete linings on rock walls, with at least three belt bars, which are rigidly connected to each other by a strut to form a triangular or quadrangular cross section.
- the concrete is either spray-applied after the installation of lattice girders and reinforcement grids, or it is poured in after the formwork elements have been installed on profiled steel girders at a distance from the rock wall behind them.
- the profiled steel girders which are more resilient, are not suitable for shotcrete.
- the invention has for its object to find a lattice girder of the type mentioned, which has a considerably increased load capacity at a relatively low weight, so that it is suitable both for the concrete spraying method and for the concrete shell construction.
- This object is achieved according to the invention in that at least one outer belt rod facing the rock wall has a hollow profile, the space enclosed by the hollow profile being larger than the cross-sectional size of the other belt rods.
- lattice girders 1-6 serve to secure the rock by correspondingly to the progressive Tunnel excavation in the circumferential direction of the tunnel cross section can be mounted on the rock wall 8.
- individual arch-shaped carrier elements are firmly connected to one another in the circumferential direction at their ends to form a supporting arch.
- This work is made considerably easier by its low weight in relation to its strength.
- Another advantage is that, due to their strength and structure, they can be used not only for inclusion in shotcrete, but also as a support for formwork and reinforcement elements to absorb the loads that occur when the formwork is backfilled.
- the lattice base structure formed from round steel material is combined to a limited extent with a rolled profile which consists of a hollow profile with a high section modulus.
- the outer belt rod 9 facing the rock wall 8 is formed from a steel sheet which is curved in cross section, so that its outside is rounded and its cross-sectional legs 10, 11 form a continuation of the triangular cross-sectional shape of the lattice girder.
- the strut elements 13, 14 that connect this belt bar 9 with the two inner belt bars via welding points also run in the same plane as its cross-sectional leg 10, 11.
- the cross-sectional size of the outer belt rod 9 having the hollow cross-section is selected taking into account the relatively large sheet thickness so that the static center of gravity lies in the middle of the cross-section of the beam.
- the length of the straight part of the cross-sectional leg of the outer belt rod 9 is in the range of 20 to 40% of the straight side length of the cross section of the beam.
- the strut elements 13, 14 either consist of individual round steel bars inclined in the longitudinal direction of the girder bars 9, 16, 17 or they are bent from a strand material in a wave or zigzag shape, so that they are in this form between the belt bars 9, 16 or 9.17 back and forth, as is known per se from FR-A-1.098.003.
- individual strut elements 19-21 are provided at regular intervals, which run perpendicular to the belt bars 16, 17 and enclose them in a bow-like manner from the inside of the beam cross section.
- the bent ends 23 of the strut elements 19 can protrude outward from the cross-section of the beam in order to attach a reinforcement grid 24 to them.
- the reinforcing mesh 24 is attached to the lattice girder 2.
- the lower right part of the cross-sectional view of FIG. 2 shows an embodiment in which the strut elements 19 enclose the belt bars 16, 17 in the form of a flat ring.
- formwork and reinforcement grids 26 are attached to the strut elements connecting the inner belt rods 16, 17, as shown in FIGS. 1, 3, 5 and 6, which are made from a combination of coarse-mesh girder lattice and fine-mesh formwork lattice consist.
- separate formwork and reinforcement lattices (27) are provided, which have strut brackets 28 at regular intervals, the hook-shaped bent ends 29, 30 of which are arranged opposite one another inner straps 17, 16 of adjacent lattice girders 2 can be hooked in as shown in FIG. 5.
- the preferably outer belt rod 32 facing the rock face or two outer belt rods 33, 34 can be designed as a perforated tube which has a filler neck 36 protruding inwards from the concrete lining 35 , 37 is connected for a cement mixture.
- an injection material i.e. a cement mixture in the or the tubular belt rods 32-34
- these are filled so that their strength increases.
- the injection material is pressed through numerous holes 38, 39 into the surrounding shotcrete mass, so that voids remaining through the formation of splash shadows are filled and a concrete supporting arch of increased quality is created by a force-fitting connection with the rock wall 8.
- a closure cap 50 prevents concrete mass from flowing back after completion.
- the two outer and two inner belt rods 33, 34, 40, 41 of the embodiment of the lattice girder 6 according to FIG. 9 are connected to one another in four cross-sectional directions by strut elements 42 to 45 running in two diagonal and two mutually parallel planes.
- the filler neck 37 has two branches 47, 48 in a V-shaped arrangement.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Gitterträger für Betonauskleidungen an Felswänden, mit mindestens drei Gurtstäben, die durch Verstrebungselemente starr zu einem Dreiecks- oder Vierecksquerschnitt miteinander verbunden sind.The invention relates to a lattice girder for concrete linings on rock walls, with at least three belt bars, which are rigidly connected to each other by a strut to form a triangular or quadrangular cross section.
Für die Herstellung von Betonauskleidungen an Felswänden, z.B. im Untertagebau, wird der Beton entweder nach Anbringen von Gitterträgern und Armierungsgittern im Spritzverfahren aufgebracht oder er wird nach Montieren von Schalungselementen an Profilstahlträgern im Abstand von der Felswand hinter diesen eingefüllt.For the production of concrete linings on rock walls, e.g. In underground construction, the concrete is either spray-applied after the installation of lattice girders and reinforcement grids, or it is poured in after the formwork elements have been installed on profiled steel girders at a distance from the rock wall behind them.
Beim Spritzbetonieren sind die höher belastbaren Profilstahlträger aufgrund der Ausbildung von Spritzschatten nicht geeignet.Due to the formation of spray shadows, the profiled steel girders, which are more resilient, are not suitable for shotcrete.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gitterträger der genannten Art zu finden, der bei verhältnismässig geringem Gewicht eine wesentlich erhöhte Belastbarkeit aufweist, so dass er sowohl für das Betonspritzverfahren als für die Betonschalenbauweise geeignet ist. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss dadurch, dass mindestens ein der Felswand zuzukehrender äusserer Gurtstab ein Hohlprofil aufweist, wobei der von dem Hohlprofil umschlossene Raum grösser ist als die Querschnittsgrösse der anderen Gurtstäbe. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gitterträgers sowie ein Schalungs- und Armierungsgitter zur Verwendung mit dem Gitterträger sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.The invention has for its object to find a lattice girder of the type mentioned, which has a considerably increased load capacity at a relatively low weight, so that it is suitable both for the concrete spraying method and for the concrete shell construction. This object is achieved according to the invention in that at least one outer belt rod facing the rock wall has a hollow profile, the space enclosed by the hollow profile being larger than the cross-sectional size of the other belt rods. Advantageous configurations of the lattice girder and a formwork and reinforcement lattice for use with the lattice girder are the subject matter of the dependent claims.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1 einen in Längsrichtung einer Tunnel-Felswand gerichteten Querschnitt durch einen Teil einer Betonauskleidung,
- Fig. 2 einen Querschnitt durch einen in Spritzbeton eingeschlossenen Gitterträger, wobei zwei Ausführungsformen von inneren Verbindungselementen je hälftig dargestellt sind,
- Fig. 3 einen Schnitt in Längsrichtung eines an einer Felswand angeordneten Gitterträgers,
- Fig. 4 einen Querschnitt durch drei ineinandergestapelte Gitterträger, bevor sie mit inneren Verstrebungselementen ausgerüstet sind,
- Fig. 5 einen Querschnitt durch zwei unvollständig gezeigte Gitterträger mit einer sie verbindenden Schalungs- und Armierungsmatte,
- Fig. 6 eine Aufsicht auf die inneren Gurtstäbe eines Gitterträgers mit Schalungs- und Armierungsgitter,
- Fig. 7 einen Querschnitt durch einen in Spritzbeton eingeschlossenen Gitterträger,
- Fig. 8 einen Längsschnitt durch den Gitterträger nach Fig.7,
- Fig. 9 einen Querschnitt durch einen Gitterträger mit vier Gurtstäben
- 1 shows a cross section directed in the longitudinal direction of a tunnel rock wall through part of a concrete lining,
- 2 shows a cross section through a lattice girder enclosed in shotcrete, two embodiments of inner connecting elements each being shown in half,
- 3 shows a section in the longitudinal direction of a lattice girder arranged on a rock wall,
- 4 shows a cross section through three stacked lattice girders before they are equipped with inner strut elements,
- 5 shows a cross section through two incompletely shown lattice girders with a formwork and reinforcement mat connecting them,
- 6 is a plan view of the inner belt bars of a lattice girder with formwork and reinforcement grids,
- 7 shows a cross section through a lattice girder enclosed in shotcrete,
- 8 shows a longitudinal section through the lattice girder according to FIG. 7,
- Fig. 9 shows a cross section through a lattice girder with four belt bars
Beim Untertagebau dienen erfindungsgemässe Gitterträger 1-6 der Gebirgssicherung, indem sie entsprechend dem fortschreitenden Tunnelausbruch in Umfangsrichtung des Tunnelquerschnittes an der Felswand 8 montiert werden. Dabei werden auf an sich bekannte Weise einzelne bogenförmige Trägerelemente in Umfangsrichtung an ihren Enden miteinander zu einem Tragbogen fest verbunden. Sie können durch Ankerbolzen 7 einen festen Verbund mit der Felswand 8 erhalten oder sie werden bis zur Betonverfestigung durch eine nicht dargestellte Stützmechanik von innen abgestützt gehalten. Durch ihr im Verhältnis zu ihrer Festigkeit geringes Gewicht wird diese Arbeit wesentlich erleichtert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sie aufgrund ihrer Festigkeit und Struktur nicht nur für den Einschluss in Spritzbeton sondern auch als Träger für Schalungs- und Armierungselemente dienen können, um die beim Hinterfüllen der Schalung auftretenden Belastungen aufzunehmen.In underground construction, lattice girders 1-6 according to the invention serve to secure the rock by correspondingly to the progressive Tunnel excavation in the circumferential direction of the tunnel cross section can be mounted on the
Diese Vorteile werden dadurch erreicht, dass die aus Rundstahlmaterial gebildete Gittergrundstruktur in begrenztem Mass mit einem Walzprofil kombiniert wird, das aus einem Hohlprofil mit einem hohen Widerstandsmoment besteht.These advantages are achieved in that the lattice base structure formed from round steel material is combined to a limited extent with a rolled profile which consists of a hollow profile with a high section modulus.
Gemäss den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 4 ist der äussere, der Felswand 8 zugekehrte Gurtstab 9 aus einem im Querschnitt bogenförmigen Stahlblech geformt, so dass seine Aussenseite abgerundet ist und seine Querschnittsschenkel 10,11 eine Fortsetzung der dreieckigen Querschnittsform des Gitterträgers bilden. Entsprechend verlaufen auch die diesen Gurtstab 9 mit den beiden inneren Gurtstäben über Schweissstellen fest verbindenden Verstrebungselemente 13,14 in der gleichen Ebene wie dessen Querschnittsschenkel 10,11.According to the exemplary embodiments in FIGS. 1 to 4, the
Die Querschnittsgrösse des den Hohlquerschnitt aufweisenden äusseren Gurtstabes 9 ist unter Berücksichtigung der verhältnismässig grossen Blechdicke so gewählt, dass der statische Schwerpunkt in der Mitte des Trägerquerschnittes liegt. In Uebereinstimmung mit den dargestellten Ausführungsbeispielen liegt somit die Länge des geradlinigen Teils der Querschnittsschenkel des äusseren Gurtstabes 9 im Bereich von 20 bis 40% der geraden Seitenlänge des Trägerquerschnittes.The cross-sectional size of the
Die Verstrebungselemente 13,14 bestehen entweder aus einzelnen, in Trägerlängsrichtung zu den Gurtstäben 9,16,17 geneigten Rundstahlstäben oder sie sind aus einem Strangmaterial wellen-oder zick-zackförmig gebogen, so dass sie in dieser Form zwischen den Gurtstäben 9,16 bzw. 9,17 hin und herlaufen, wie durch die FR-A-1.098.003 an sich bekannt ist.The
Für die Verbindung der beiden inneren Gurtstäbe 16,17 miteinander zu einer stabilen Dreiecksform des Trägerquerschnittes sind in regelmässigen Abständen einzelne Verstrebungselemente 19-21 vorgesehen, die senkrecht zu den Gurtstäben 16,17 verlaufen und diese von der Innenseite des Trägerquerschnittes her bügelartig umfassen. Dabei können die abgebogenen Enden 23 der Verstrebungselemente 19 vom Trägerquerschnitt weg nach aussen überstehen, um auf sie ein Armierungsgitter 24 aufzustecken. Durch anschliessendes Umbiegen dieser beiden Enden 23 in Richtung gegeneinander entsprechend der Strichliniendarstellung 23′ wird das Armierungsgitter 24 am Gitterträger 2 befestigt. Der rechte untere Teil der Querschnittsdarstellung der Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Verstrebungselemente 19 die Gurtstäbe 16,17 in Form eines flachen Ringes umschliessen.For the connection of the two
Für die Anwendung des Gitterträgers 2 als Betonschalungsträger sind entsprechend den Darstellungen der Fig. 1, 3, 5 und 6 an den die inneren Gurtstäbe 16,17 verbindenden Verstrebungselementen 19 Schalungs- und Armierungsgitter 26 befestigt, die aus einer Kombination von grobmaschigem Trägergitter und feinmaschigem Schalungsgitter bestehen. Um die Lücken zwischen auf diese Weise ausgerüsteten und in Tunnellängsrichtung aufeinanderfolgenden Gitterträgern 2 für eine geschlossene Schalung zu schliessen sind gesonderte Schalungs-und Armierungsgitter (27) vorgesehen, die in regelmässigen Abständen Verstrebungsbügel 28 aufweisen, deren hakenförmig abgebogenen Enden 29,30 über die gegenüberliegend angeordneten inneren Gurtstäbe 17,16 benachbarter Gitterträger 2 entsprechend der Darstelung der Fig. 5 einhakbar sind.For the use of the
Um die Gefahr einer Spritzschattenbildung bzw. von Hohlräumen im Spritzbeton weiter zu verringern, kann der vorzugsweise äussere, der Felswand zugekehrte Gurtstab 32 oder zwei äussere Gurtstäbe 33, 34 als durchlöchertes Rohr ausgeführt sein, das mit einem aus der Betonauskleidung 35 nach innen herausragenden Füllstutzen 36,37 für ein Zementgemisch verbunden ist. Durch Einpressen von eines Injektionsmaterials, d.h. eines Zementgemisches in den oder die rohrförmigen Gurtstäbe 32-34 werden diese gefüllt, so dass sich ihre Festigkeit erhöht. Ausserdem wird das Injektionsmaterial durch zahlreiche Löcher 38,39 in die umgebende Spritzbetonmasse gepresst, so dass durch Spritzschattenbildung verbliebene Hohlräume ausgefüllt werden und durch einen kraftschlüssigen Verbund mit der Felswand 8 ein Betontraggewölbe erhöhter Qualität entsteht. Eine Verschlusskappe 50 verhindert nach Fertigstellung das Zurückfliessen von Betonmasse.In order to further reduce the risk of spray shadow formation or voids in the shotcrete, the preferably
Die zwei äusseren und zwei inneren Gurtstäbe 33, 34, 40, 41 der Ausführungsform des Gitterträgers 6 gemäss Fig. 9 sind in vier Querschnittsrichtungen durch in zwei diagonalen und zwei zueinander parallelen Ebenen verlaufende Verstrebungselemente 42 bis 45 miteinander verbunden. Zum Auspressen der beiden äusseren rohrförmigen Gurtstäbe 33,34 hat der Füllstutzen 37 in v-förmiger Anordnung zwei Abzweigungen 47,48.The two outer and two
Claims (10)
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