EP0791125B1 - Segment zur auskleidung von hohlräumen - Google Patents

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EP0791125B1
EP0791125B1 EP96932362A EP96932362A EP0791125B1 EP 0791125 B1 EP0791125 B1 EP 0791125B1 EP 96932362 A EP96932362 A EP 96932362A EP 96932362 A EP96932362 A EP 96932362A EP 0791125 B1 EP0791125 B1 EP 0791125B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
dowel
segment
tube
opening
segment according
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP96932362A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0791125A1 (de
Inventor
Harald Wagner
Alfred Schulter
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GIT Tunnelbau GmbH
Original Assignee
GIT Tunnelbau GmbH
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Filing date
Publication date
Priority claimed from AT202995A external-priority patent/AT404158B/de
Application filed by GIT Tunnelbau GmbH filed Critical GIT Tunnelbau GmbH
Publication of EP0791125A1 publication Critical patent/EP0791125A1/de
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Publication of EP0791125B1 publication Critical patent/EP0791125B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • 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
    • E21D11/04—Lining with building materials
    • E21D11/08—Lining with building materials with preformed concrete slabs
    • E21D11/083—Methods or devices for joining adjacent concrete segments

Definitions

  • the present invention relates to a segment for lining cavities, especially for tunnel expansion with an essentially bowl-shaped main body, which is bounded by an inner surface, an outer surface and by edge surfaces, with the Edge surfaces at least one opening is provided for receiving an anchor.
  • the tubbing expansion process is often used for the expansion of tunnels, shafts or the like. Individual segments of segments are broken out into the segments that have just been broken out Tunnel promoted and assembled there to a complete lining. To the expansion to accelerate and to enable automation of the expansion are increasing Tubbing segments used that form a positive connection from neighboring Provide segments. In many cases, this positive connection is caused by the penetration of a dowel in a corresponding hole in the adjacent segment.
  • EP-A 100 771 also describes an invention for connecting segments, that deals with the problem described above.
  • This well-known Connection essentially consists of dowel sleeves into which a dowel is inserted with a force fit is. To enable compensation in the radial direction, the dowel sleeves are in the area of their opening is conical, which enables the dowel to itself to deform accordingly at this point.
  • the dowels are appropriate must be carried out softly and resiliently to enable this deformation. Accordingly a large number of dowels is necessary to achieve a certain holding force.
  • a segment according to the preamble of claim 1 is known from DE-A2 457 427.
  • the object of the present invention is to provide a segment of the type described above to create, which is easy to manufacture, is easy to use and especially enables compensation of displacements in the radial direction of the anchor.
  • the present invention is based on Segment connections can be used in which the two segments to be connected lie opposite one another Have openings, one before opening in one of these openings separately manufactured dowel is driven. It is both possible that one of the two Openings is designed in the manner according to the invention, as well as that both openings are designed according to the invention. In the same way, however, it is also possible that on a of the segments to be connected are molded in one piece, which are then each in the invention trained openings of the other segment are driven. More special Advantage of the present invention is that the design of the anchor accordingly the respective requirements is practically possible and that the dowel in particular can be made completely rigid.
  • connection ensures a secure hold of the anchor with great strength.
  • the deflection of the tube in the radial direction is limited by the wall of the bore is, so that there is no kinking or other damage even with incorrect handling can come.
  • the insertion of the dowel is facilitated in that the tube is preferably in essentially flush with the edge surface and in the area of the edge surface to the outside is expanded.
  • the sufficient deformation of the tube can be advantageous be ensured that the tube is designed as a steel tube, which in the main body of the Segment is molded, preferably the bore by at least 10%, preferably is made deeper than the intended by at least 20% of the diameter of the tube Depth of penetration of the anchor. It is particularly preferred if the gap is between 5% and 20% of the diameter of the pipe is wide.
  • the present invention relates to an arrangement of segments of the above described type and a segment to be connected, which integrally formed at least one dowel which is integrally molded with the main body. This makes one special stable connection achieved with simple and inexpensive production.
  • Fig. 1 is the area of a connection between a segment 1 that with a Opening 3 is equipped, and a further segment 2, which is equipped with a dowel 5 is presented, layed out.
  • a tube 4 is arranged, which is concentric is formed to the opening 3, but the outer diameter is smaller than that Inner diameter of the opening 3. This creates a distance a between the tube 4 and the opening 3.
  • Between the tube 4 and the opening 3 is a layer 6 of deformable Intermediate material.
  • the tube 4 is in the region of an edge surface 7 of the segment 1 with a provided conical extension 4a to facilitate the penetration of the dowel 5.
  • At the opposite end of the tube 4 is anchored in the main body of the segment 1 by it is poured into the concrete from which segment 1 is made.
  • the segments 1 and 2 also have sealing elements 8 on their contact surface, and they are in their Provide edge area with reinforcements 9.
  • the dowel 5 is essentially made in one piece with the base body of the segment 2 Concrete formed and clad with a steel tube 10 on the outside. This tube 10 protrudes into the base body of the segment 2 in order to anchor the dowel 5.
  • the bore 3 is deeper than the length of the projecting part of the dowel 5, so that there is a gap d in the axial direction. Then there is the dowel 5 at its front end is chamfered, there is a total area D within which there is a lateral displacement of the tube 4 in the radial direction is possible.
  • FIG. 2 corresponds to FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a detail of the segment 1 from FIG. 1, the penetrating dowel 5 is shown with broken lines. This figure is especially the Represent upgrading of the tube 4 through the dowel 5, whereby the positive connection is achieved. Furthermore, an anchoring element 11 for the tube 4 is shown in this FIG. 4 shows a cross section of the tube 4, which in this embodiment variant is provided with a bead 4b. This facilitates the deformation during insertion of the dowel 5.
  • FIG. 5 shows the design of a dowel 5 in a segment 2 in detail, a reinforcement 12 is provided for anchoring the tube 10 of the dowel 5. From Fig. 6 it can be seen that the tube 10 has a circular cross section.
  • the segment 1 is generally constructed from a main body 20 which hexagonal and is accordingly limited by six edge surfaces 21.
  • a Outer surface 22 of segment 1 is convex, while an inner surface 23 is concave.
  • two dowels 5 are provided, which are designed as described above.
  • two openings 3 are provided on the opposite edge surface that are designed in the manner according to the invention corresponding to FIGS. 1 and 2.
  • the receiving opening 54 is constructed from a conical wall 54a, which is closed off by a floor 54b.
  • the dowels 5 also consist of a conical wall 5a, which is delimited by a top surface 5b.
  • the receiving opening is on the conical wall 54a 54 an insert 55 made of a to a certain extent compliant plastic attached, which is compressed by the penetration of the dowel 5, like this is indicated by the broken line 56.
  • the broken line 56 is indicated by the broken line 56.
  • FIG. 11 shows a preferred embodiment variant of a locking element 57 shown.
  • the locking element 57 consists of a thin-walled sheet and is made of a conical section 57a, which is connected to the conical section 5a of the Dowel 5 is attached.
  • a projecting section adjoins the conical section 57a 57b, which is delimited by a substantially flat end plate 57c.
  • protruding portion 57b are cut radial slots 57d at certain intervals, to ease the deformation.
  • FIG. 12 Other variants for locking are shown in FIG. 12.
  • An elastic Locking element 59 is attached to the conical section 5a of the dowel 5.
  • a cushion 59a made of compressible material, such as foam, intended.
  • the pillow 59a is already by the Surface 54a compressed.
  • an annular Groove 58 is provided, as indicated in the left half of Fig. 12, then an essentially positive connection is formed if the further penetration of the Dowel 5 snaps locking element 59 into groove 58.
  • the groove 58 is not provided, as in the right half of Fig. 11, then the locking effect is significantly less, but for this it is possible to a large extent, lateral deviations between the dowels 5 and the receiving opening 54 to compensate.
  • FIG. 13 shows a ring 60 which is placed on the dowel 5 and which acts as a locking element can serve.
  • a ring 60 with a receiving opening is analogous to FIG. 11 54 can be combined with slot 58 or without slot.
  • the ring 60 is made of rubber. If in an alternative embodiment variant the ring is made of metal, then it should it should be open and a groove 58 should be provided. The reverse is also true possible that the ring is inserted in a groove in the receiving opening 54 and in a corresponding Groove engages in the dowel 5.
  • Fig. 14 an alternative embodiment of the receiving opening 54 is shown, which in the is essentially cylindrical and has a cylindrical insert 61.
  • the insert 61 is deformed, so that a secure press fit is achieved.
  • the locking element 62 is made from a cover plate 62a, which has outwardly projecting projections 62b on its circumference. These projections 62b snap into a corresponding shoulder, not shown, in the Receiving opening 54 and hold the dowel 5 securely in it.
  • An anchor 62c in the middle the cover plate 62a is formed, at the same time provides a reinforcement element for the dowel 5 represents.
  • the reinforcement element 63 consists of a cover plate 63a, a rod 63b and an anchor 63c within the Base body 51.
  • a plastic cover 64 is on the conical surface of the dowel 5 attached.
  • 17 is a reinforcement element, which is similar to that of FIG. 15, over the Edge of the dowel 5 protruding to hold a snap ring 65, which from a annular recess 66 of the dowel 5 protrudes.
  • the snap ring becomes 65 pressed radially inwards and pressed resiliently against the receiving opening 54. In the assembled State, it is supported on a shoulder 67 of the receiving opening 54.
  • FIG. 18 shows a further locking element 68.
  • this locking element is shown in the original state, in which a bead-shaped crown extends outwards. This is radially inward during assembly pressed so that its edge can be supported on a shoulder 67 of the receiving opening 54.
  • the present invention has been found to be particularly robust, both in the sense that the risk of damage to the segments during manipulation is low is, as well as in the sense that when inaccuracies and the like occur largely stable and permanent connection can be achieved.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Segment zur Auskleidung von Hohlräumen, insbesonders für den Tunnel-Ausbau mit einem im wesentlichen schalenförmigen Hauptkörper, der von einer Innenfläche, einer Außenfläche und von Randflächen begrenzt ist, wobei an den Randflächen mindestens eine Öffnung zur Aufnahme eines Dübels vorgesehen ist.
Für den Ausbau von Tunnels, Schächten oder dgl. wird häufig das Tübbing Ausbauverfahren verwendet. Dabei werden einzelne Tübbing-Segmente in den soeben ausgebrochenen Tunnel gefördert und dort zu einer vollständigen Auskleidung zusammengesetzt. Um den Ausbau zu beschleunigen und um eine Automatisierung des Ausbaus zu ermöglichen, werden zunehmend Tübbing-Segmente verwendet, die eine formschlüssige Verbindung von benachbarten Segmenten vorsehen. Diese formschlüssige Verbindung wird in vielen Fällen durch das Eindringen eines Dübels in eine entsprechende Bohrung des benachbarten Segments verwirklicht.
Ein Problem bei dieser Art von Verbindungen besteht darin, daß es zufolge von Toleranzen, Meßfehlern und dgl. nicht ohne weiteres möglich ist, Segmente so herzustellen und einzubauen, daß die Dübel exakt mit den zugehörigen Bohrungen ausgerichtet sind. Es ist daher im allgemeinen notwendig, eine gewisse radiale Versetzung zwischen der Achse des Dübels und der Achse der Bohrung, in die der Dübel eindringen soll, zuzulassen, ohne die Funktion zu beeinträchtigen.
Aus der CH-A 654066 sind Tunnelsegmente bekannt, die mit Dübeln untereinander verbunden sind, wobei verschiedene Ausführungsvarianten von Dübeln vorgesehen sind, die ein Auseinanderfallen der einzelnen Segmente verhindern sollen, nachdem diese einmal miteinander verbunden sind. Um Beschädigungen beim Einführen der Dübel in die entsprechenden Öffnungen zu vermeiden, sind teilweise trichterförmige Elemente vorgesehen, die die Montage erleichtern und eine Beschädigung der Öffnungen oder Dübel beim Einsetzen verhindern sollen. Im versetzten Zustand allerdings gibt es keine Toleranzen zum Ausgleich von Ungenauigkeiten und dergleichen. In gewissen Anwendungsfällen führen daher solche Segmente zu Problemen.
In der EP-A 100 771 ist weiters eine Erfindung zur Verbindung von Segmenten beschrieben, die sich mit dem oben beschriebenen Problem auseinandersetzt. Diese bekannte Verbindung besteht im wesentlichen aus Dübel-Hülsen, in die ein Dübel kraftschlüssig einzuführen ist. Um nun einen Ausgleich in Radialrichtung zu ermöglichen, sind die Dübel-Hülsen in dem Bereich ihrer Öffnung konisch ausgebildet, wodurch es dem Dübel ermöglicht wird, sich an dieser Stelle entsprechend zu verformen. Dies bedeutet jedoch, daß die Dübel entsprechend weich und nachgiebig ausgeführt werden müssen, um diese Verformung zu ermöglichen. Dementsprechend ist zur Erzielung einer bestimmten Haltekraft eine große Anzahl von Dübeln notwendig. Weiters ist bei dieser Lösung nicht möglich, die Dübel in einfacher Weise dadurch herzustellen, daß sie beispielsweise aus Beton mit dem Grundkörper des jeweiligen Segments mitgeformt werden. Ferner hat sich herausgestellt, daß die relativ zarten Dübel dieser Ausführung in der Praxis beim Einführen sehr oft abgeknickt werden, wodurch es zu großen Verzögerungen beim Ausbau und entsprechenden Materialverlusten kommt.
Aus der DE-A 22 38 792 ist weiters eine Tunnel-Auskleidung bekannt, bei der die Bohrungen zur Aufnahme der Dübel mit Federringen ausgestattet sind. Diese Federringe ermöglichen einen gewissen radialen Ausgleich, wenn Ungenauigkeiten bei der Herstellung auftreten sollten. Durch die Federeigenschaft und durch die im wesentlichen nur punktförmige Berührung zwischen Federring und Dübel ist jedoch ein zuverlässiger Halt des Dübels in dem mit der Bohrung versehenen Segment nicht möglich.
Weitere Lösungen sind in der FR-A 78 25 472 und in der DE-A 20 27 149 offenbart. Jedoch auch diese Lösungen haben sich in der Praxis als nicht vollkommen zufriedenstellend erwiesen.
Ein Segment gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus DE-A2 457 427 bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Segment der oben beschriebenen Art zu schaffen, das leicht herstellbar ist, unproblematisch in der Anwendung ist und das insbesonders einen Ausgleich von Verschiebungen in Radialrichtung des Dübels ermöglicht.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Wesentlich an der vorliegenden Erfindung ist die besondere Ausbildung der Öffnung, die für die Aufnahme des Dübels bestimmt ist. Grundsätzlich ist die vorliegende Erfindung auf Segment-Verbindungen anwendbar, bei denen beide zu verbindenden Segmente einander gegenüberliegende Öffnungen aufweisen, wobei vor dem Ausbau in eine dieser Öffnungen ein getrennt hergestellter Dübel eingetrieben wird. Dabei ist es sowohl möglich, daß eine der beiden Öffnungen in der erfindungsgemäßen Art ausgebildet ist, als auch, daß beide Öffnungen erfindungsgemäß ausgebildet sind. In gleicher Weise ist es jedoch auch möglich, daß an einem der zu verbindenden Segmente Dübel einstückig angeformt sind, die dann jeweils in die erfindungsgemäß ausgebildeten Öffnungen des jeweils anderen Segments eingetrieben werden. Besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß die Ausbildung des Dübels entsprechend den jeweiligen Erfordernissen praktisch beliebig möglich ist und daß der Dübel insbesonders vollkommen starr hergestellt werden kann.
Durch die im wesentlichen plastische Verformung des Rohres ist nach Herstellen der Verbindung ein sicherer Halt des Dübels mit großer Festigkeit gegeben. Besonders vorteilhaft ist, daß die Auslenkung des Rohres in Radialrichtung durch die Wand der Bohrung begrenzt ist, so daß es auch bei fehlerhafter Handhabung nicht zu einem Abknicken oder sonstigen Beschädigungen kommen kann.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Segments wird insbesonders dadurch besonders erleichtert, daß in dem Abstand zwischen Bohrung und Rohr ein verformbares Material angeordnet ist. Bei der Herstellung des Segments wirkt dabei das verformbare Material in der Form einer verlorenen Schalung, was den Aufwand deutlich verringert.
Das Einführen des Dübels wird dadurch erleichtert, daß das Rohr vorzugsweise im wesentlichen bündig mit der Randfläche abschließt und im Bereich der Randfläche nach außen hin erweitert ist.
Weiters kann die ausreichende Verformung des Rohres in vorteilhafter Weise dadurch sichergestellt werden, daß das Rohr als Stahlrohr ausgebildet ist, das in den Hauptkörper des Segments eingeformt ist, wobei vorzugsweise die Bohrung um mindestens 10%, vorzugsweise um mindestens 20% des Durchmessers des Rohres tiefer ausgeführt ist als die vorgesehene Eindringtiefe des Dübels. Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn der Spalt zwischen 5% und 20% des Durchmessers des Rohres breit ist.
Weiters betrifft die vorliegende Erfindung eine Anordnung von Segmenten der oben beschriebenen Art und einem damit zu verbindenden Segment, das mindestens einen Dübel angeformt hat, der einstückig mit dem Hauptkörper geformt ist. Dadurch wird eine besonders stabile Verbindung bei einfacher und kostengünstiger Herstellung erreicht.
Weiters ist es besonders günstig, die Segmente so auszubilden, daß das Segment einen Dübel aufweist, der im wesentlichen einstückig aus dem gleichen Material wie der Hauptkörper des Segments geformt ist. Auf diese Weise ist es möglich, eine formschlüssige Verbindung herzustellen, wobei die Festigkeit des Grundmaterials ausgenützt wird. Weiters ist eine einfache Herstellung der Segmente auf diese Weise möglich. Eine weitere Erhöhung der Festigkeit ergibt sich, wenn Bewehrungselemente vorgesehen sind, die sich vom Grundkörper bis in den Dübel erstrecken. Weitere bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen dargestellt.
In der Folge wird die vorliegende Erfindung an Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren zeigen:
Fig. 1
einen teilweisen Schnitt zweier benachbarter Segmente im verbundenen Zustand;
Fig. 2
die Segmente der Fig. 1 während des Zusammenbaus;
Fig. 3
einen Teilschnitt eines erfindungsgemäßen Segments;
Fig. 4
schematisch den Querschnitt des Rohres von dem in der Fig. 3 dargestellten Segment;
Fig. 5
einen Teilschnitt eines Segments mit einem angeformten Dübel; und
Fig. 6
schematisch einen Querschnitt des Umhüllungs-Rohrs des Dübels des Segments von Fig. 5;
Fig. 7
schematisch die Ausbildung eines erfindungsgemäßen Segments in einer axonometrischen Darstellung;
Fig. 8
einen Abschnitt eines Segments nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung mit einer Aufnahmeöffnung im Schnitt;
Fig. 9
einen Abschnitt eines Segments mit einem Dübel im Schnitt;
Fig. 10
eine Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung in einem Schnitt entsprechend der Fig. 8;
Fig. 11
das Eindringen eines Dübels eines Segments in eine Aufnahmeöffnung;
Fig. 12 und 13
weitere Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung in einer Darstellung entsprechend der Fig. 11;
Fig. 14
eine weitere Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung in einem Schnitt entsprechend der Fig. 8;
Fig. 15 und 16
weitere Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung in einem Schnitt entsprechend der Fig. 9;
Fig. 17 und 18
weitere Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung in einem Schnitt entsprechend der Fig. 11.
In der Fig. 1 ist der Bereich einer Verbindung zwischen einem Segment 1, das mit einer Öffnung 3 ausgestattet ist, und einem weiteren Segment 2, das mit einem Dübel 5 ausgestattet ist, dargestellt. In der Öffnung 3 des Segments 1 ist ein Rohr 4 angeordnet, das konzentrisch zur Öffnung 3 ausgebildet ist, dessen Außendurchmesser jedoch geringer ist als der Innendurchmesser der Öffnung 3. Dadurch entsteht ein Abstand a zwischen dem Rohr 4 und der Öffnung 3. Zwischen dem Rohr 4 und der Öffnung 3 ist eine Schicht 6 aus verformbarem Material zwischengelegt. Das Rohr 4 ist im Bereich einer Randfläche 7 des Segments 1 mit einer konischen Erweiterung 4a versehen, um das Eindringen des Dübels 5 zu erleichtern. Am gegenüberliegenden Ende des Rohrs 4 ist dieses im Hauptkörper des Segments 1 verankert, indem es in dem Beton, aus dem das Segment 1 hergestellt ist, eingegossen ist. Die Segmente 1 und 2 besitzen weiters an ihrer Berührungsfläche Dicht-Elemente 8, und sie sind in ihrem Randbereich mit Verstärkungen 9 versehen.
Der Dübel 5 ist im wesentlichen einstückig mit dem Grundkörper des Segments 2 aus Beton ausgebildet und außen mit einem Rohr 10 aus Stahl verkleidet. Dieses Rohr 10 ragt in den Grundkörper des Segments 2 hinein, um den Dübel 5 zu verankern.
Die Bohrung 3 ist tiefer ausgeführt als die Länge des vorstehenden Teils des Dübels 5, so daß sich in Axialrichtung ein Spalt d ergibt. Da weiters der Dübel 5 an seinem vorderen Ende abgeschrägt ist, ergibt sich insgesamt ein Bereich D, innerhalb dessen eine seitliche Versetzung des Rohres 4 in Radialrichtung möglich ist.
In der Fig. 2 sind die Segmente 1 und 2 beim Zusammenbau dargestellt, bevor die endgültige Einbaulage erreicht ist. In dieser Fig. ist auch die seitliche Versetzung der beiden Segmente 1 und 2 angedeutet. Ansonsten entspricht die Fig. 2 der Fig. 1.
In der Fig. 3 ist ein Detail des Segments 1 von Fig. 1 detailliert dargestellt, wobei der eindringende Dübel 5 mit unterbrochenen Linien dargestellt ist. Diese Fig. soll insbesonders die Aufwertung des Rohres 4 durch den Dübel 5 darstellen, wodurch die kraftschlüssige Verbindung erreicht wird. Weiters ist in dieser Fig. ein Verankerungselement 11 für das Rohr 4 eingezeichnet. In der Fig. 4 ist ein Querschnitt des Rohres 4 dargestellt, das in dieser Ausfiihrungsvariante mit einer Sicke 4b versehen ist. Dies erleichtert die Verformung beim Einführen des Dübels 5.
In der Fig. 5 ist die Ausbildung eines Dübels 5 in einem Segment 2 detailliert dargestellt, wobei eine Verstärkung 12 zur Verankerung des Rohres 10 des Dübels 5 vorgesehen ist. Aus der Fig. 6 ist ersichtlich, daß das Rohr 10 einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Aus der Fig. 7 ist allgemein der grundsätzliche Aufbau eines Segments im Sinne der Erfindung ersichtlich. Das Segment 1 ist allgemein aus einem Hauptkörper 20 aufgebaut, der sechseckig ausgebildet und dementsprechend von sechs Randflächen 21 begrenzt ist. Eine Außenfläche 22 des Segments 1 ist konvex, während eine Innenfläche 23 konkav ist. An einer Randfläche 21 sind zwei Dübel 5 vorgesehen, die wie oben beschrieben ausgebildet sind. An der gegenüberliegenden Randfläche sind im gleichen Abstand voneinander zwei Öffnungen 3 vorgesehen, die in der erfindungsgemäßen Art entsprechend den Fig. 1 und 2 ausgebildet sind. Segmente, die in dieser Art ausgebildet sind, können beim Ausbau bienenwabenförmig zusammengesetzt werden, wodurch ein besonders formstabiler Verbund ergibt.
In den Fig. 8 und 9 sind die allgemeinen Ausführungen der Aufnahmeöffnung 54 bzw. des Dübels 5 dargestellt. Die Aufnahmeöffnung 54 ist aus einer kegelförmigen Wand 54a aufgebaut, die von einem Boden 54b abgeschlossen ist. Die Dübel 5 bestehen ebenfalls aus einer kegelförmigen Wand 5a, die durch eine Deckfläche 5b begrenzt ist.
Bei der Ausführungsvariante von Fig. 10 ist an der kegelförmigen Wand 54a der Aufnahmeöffnung 54 eine Einlage 55 aus einem in einem gewissen Ausmaß nachgiebigen Kunststoff angebracht, die durch das Eindringen des Dübels 5 zusammengedrückt wird, wie dies durch die unterbrochene Linie 56 angedeutet ist. Auf diese Weise können Toleranzen und sonstige Abweichungen in einem gewissen Maß ausgeglichen werden. Dies ist besonders bei Tunnelbauten wichtig, bei denen die Tunnelachse gekrümmt ist, da es hier besonders schwierig ist, einen exakten Sitz der einzelnen Segmente zu erreichen.
In Fig. 11 ist eine bevorzugte Ausführungsvariante eines Verriegelungselements 57 dargestellt. Das Verriegelungselement 57 besteht aus einem dünnwandigen Blech und ist aus einem kegelförmigen Abschnitt 57a aufgebaut, der an dem kegelförmigen Abschnitt 5a des Dübels 5 befestigt ist. An den kegelförmigen Abschnitt 57a schließt ein vorspringender Abschnitt 57b an, der von einer im wesentlichen ebenen Abschlußplatte 57c begrenzt ist. In dem vorspringenden Abschnitt 57b sind in bestimmten Abständen radiale Schlitze 57d eingeschnitten, um die Verformung zu erleichtern. Beim Eindringen des Dübels 5 in die Aufnahmeöffnung 54 wird ein Punkt erreicht, an dem die Abschlußplatte 57c an dem Boden 54b anliegt. Diese Situation ist in der Fig. 11 dargestellt. Bei einem weiteren Eindringen wird der vorspringende Abschnitt 57b ausgebeult, wie dies durch unterbrochene Linien 57e angedeutet ist. Dabei dringt dieser ausgebeulte Abschnitt 57e in eine ringförmige Nut 58 ein, die in einem kegelförmigen Abschnitt 54 a vorgesehen ist. Durch dieses Eindringen wird eine Verriegelung erzielt, so daß die Verbindung zwischen den beiden Segmenten auch in einem gewissen Ausmaß Zugkräfte aufnehmen kann.
Andere Varianten für eine Verriegelung sind in der Fig. 12 dargestellt. Ein elastisches Verriegelungselement 59 ist an dem kegelförmigen Abschnitt 5a des Dübels 5 angebracht. Innerhalb eines Vorsprunges ist ein Kissen 59a aus kompressiblem Material, wie etwa Schaumstoff, vorgesehen. In der in Fig. 12 dargestellten Stellung wird das Kissen 59a bereits durch die Fläche 54a zusammengedrückt. Wenn nun in einem kegelförmigen Abschnitt 54a eine ringförmige Nut 58 vorgesehen ist, wie dies in der linken Hälfte von Fig. 12 angedeutet ist, dann wird eine im wesentlichen formschlüssige Verbindung gebildet, wenn beim weiteren Eindringen des Dübels 5 das Verriegelungselement 59 in die Nut 58 einschnappt. Ist die Nut 58 nicht vorgesehen, wie in der rechten Hälfte von Fig. 11, dann ist die Verriegelungswirkung deutlich geringer, aber dafür ist es in größerem Umfang möglich, seitliche Abweichungen zwischen dem Dübel 5 und der Aufnahmeöffnung 54 auszugleichen.
Die Fig. 13 zeigt einen Ring 60, der auf dem Dübel 5 aufgesetzt ist und der als Verriegelungselement dienen kann. Analog zu Fig. 11 ist ein solcher Ring 60 mit einer Aufnahmeöffnung 54 mit Nut 58 oder ohne Nut kombinierbar. Der Ring 60 ist aus Gummi hergestellt. Wenn in einer alternativen Ausführungsvariante der Ring aus Metall ausgebildet ist, dann sollte er offen ausgeführt sein, und es sollte eine Nut 58 vorgesehen sein. Es ist umgekehrt auch möglich, daß der Ring in einer Nut in der Aufnahmeöffnung 54 eingesetzt ist und in eine entsprechende Nut in den Dübel 5 eingreift.
In Fig. 14 ist eine alternative Ausbildung der Aufnahmeöffnung 54 dargestellt, die im wesentlichen zylindrisch ist und die einen zylindrischen Einsatz 61 aufweist. Durch das Eindringen des kegelförmigen Dübels 5 wird der Einsatz 61 verformt, so daß ein sicherer Preßsitz erreicht wird.
Fig. 15 zeigt eine Variante einer Verriegelung. Das Verriegelungselement 62 besteht aus einer Deckplatte 62a, das an seinem Umfang nach außen abstehende Vorsprünge 62b aufweist. Diese Vorsprünge 62b rasten in eine entsprechende, nicht dargestellte Schulter in der Aufnahmeöffnung 54 ein und halten den Dübel 5 sicher darin. Ein Anker 62c, der in der Mitte der Deckplatte 62a angeformt ist, stellt gleichzeitig ein Bewehrungselement für den Dübel 5 dar.
Eine andere Form der Bewehrung ist in der Fig. 16 dargestellt. Das Bewehrungselement 63 besteht aus einer Deckplatte 63a, einer Stange 63b und einem Anker 63c innerhalb des Grundkörpers 51. An der kegelförmigen Fläche des Dübels 5 ist eine Kunststoffabdeckung 64 befestigt.
In der Fig. 17 ist ein Bewehrungselement, das dem der Fig. 15 ähnlich ist, über den Rand des Dübels 5 überstehend ausgeführt, um einen Sprengring 65 zu halten, der aus einer ringförmigen Ausnehmung 66 des Dübels 5 vorsteht. Beim Einführen wird der Sprengring 65 radial nach innen gedrückt und federnd gegen die Aufnahmeöffnung 54 gepreßt. Im zusammengebauten Zustand stützt er sich dabei an einer Schulter 67 der Aufnahmeöffung 54 ab.
Die Fig. 18 zeigt ein weiteres Verriegelungselement 68. In der linken Hälfte der Fig. 18 ist dieses Verriegelungselement im ursprünglichen Zustand dargestellt, in dem sich eine wulstförmige Krone nach außen erstreckt. Diese wird beim Zusammenbau radial nach innen gedrückt, so daß sich ihr Rand an einer Schulter 67 der Aufnahmeöffnung 54 abstützen kann.
Die vorliegende Erfindung hat sich als besonders robust herausgestellt, und zwar sowohl in dem Sinn, daß die Gefahr von Beschädigungen der Segmente bei der Manipulation gering ist, als auch in dem Sinn, daß beim Auftreten von Ungenauigkeiten und dgl. dennoch eine weitgehend stabile und dauerhafte Verbindung erreicht werden kann.

Claims (18)

  1. Segment zur Auskleidung von Hohlräumen, insbesonders für den Tunnel-Ausbau, mit einem im wesentlichen schalenförmigen Hauptkörper (20), der von einer Innenfläche (23), einer Außenfläche (22) und von Randflächen (21) begrenzt ist, wobei an den Randflächen (21) mindestens eine im wesentlichen zylindrische Öffnung (3) zur Aufnahme eines Dübels (5) vorgesehen ist, in die ein beschränkt verformbares Rohr (4) ragt, wobei zwischen dem äußeren Umfang des Rohres (4) und der Wand der Öffnung (3) ein Abstand (a) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (4) in einem ersten Abschnitt in den Hauptkörper (20) des Segments (1) eingeformt ist und mit dem Material, aus dem der Hauptkörper (20) besteht, ausgefüllt ist, so dass das Rohr (4) direkt im Hauptkörper (20) eingespannt ist, und daß in einem zweiten Abschnitt das Rohr (4) innen offen ist und nach außen hin der Abstand (a) zur Wand der Öffnung (3) gegeben ist.
  2. Segment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abstand (a) zwischen Öffnung (3) und Rohr (4) ein verformbares Material (6) angeordnet ist.
  3. Segment nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (4) im wesentlichen bündig mit der Randfläche (21) abschließt und im Bereich der Randfläche (21) nach außen hin erweitert ist.
  4. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (4) als Stahlrohr ausgebildet ist.
  5. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (3) um mindestens 10%, vorzugsweise um mindestens 20% des Durchmessers des Rohres (4) tiefer ausgeführt ist als die vorgesehene Eindringtiefe des Dübels (5).
  6. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (a) zwischen 5% und 20% des Durchmessers des Rohres (4) breit ist.
  7. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Segment einen Dübel (5) aufweist, der im wesentlichen einstückig aus dem gleichen Material wie der Hauptkörper (20) des Segments geformt ist.
  8. Segment nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Dübel (5) ein Bewehrungs-Element (62c, 63) vorgesehen ist, das sich bis in den Hauptkörper (20) hinein erstreckt.
  9. Segment nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Dübel (5) ein Verriegelungselement (57, 59, 60, 62, 65, 68) zur Verstärkung des Eingriffs in eine entsprechende Aufnahmeöffnung (54) vorgesehen ist.
  10. Segment nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungselement (59) außen am Dübel (5) angebracht ist, und einen Verformungsabschnitt (59a) aufweist, der beim eindringen des Dübels (5) in die Aufnahmeöffnung (54) mit einer Nut (58) in der Aufnahmeöffnung (54) in Eingriff kommt.
  11. Segment nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsselement (57, 62, 65, 68) einen Federabschnitt aufweist, der beim Eindringen des Dübels (5) in die Aufnahmeöffnung (54) in eine entsprechende Ausnehmung (58) in der Aufnahmeöffnung (54) einschnappt.
  12. Segment nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aufnahmeöffnung (54) ein Verriegelungselement zur Verstärkung des Eingriffs mit einem entsprechenden Dübel (5) vorgesehen ist.
  13. Segment nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeöffnung (54) mit einer nachgiebigen Auskleidung (55, 61) versehen ist.
  14. Segment nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Dübel (5) mit einer Deckplatte (62a, 63a, 68) versehen ist, das vorzugsweise mit einem Bewehrungselement (62c,63) verbunden ist, oder einstückig mit diesem ausgeführt ist.
  15. Segment nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper (20) im wesentlichen sechseckig ausgebildet ist, und daß an einer Randfläche zwei oder mehr Dübel (5) vorgesehen sind, und daß an der gegenüberliegenden Randfläche eine entsprechende Anzahl von öffnungen (3) angeordnet ist.
  16. Anordnung von Segmenten nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Segment an mindestens einer Randfläche Führungskörper vorgesehen sind, die dazu bestimmt sind, in entsprechende Nuten (58) in einer Randfläche eines benachbarten Segments einzugreifen.
  17. Anordnung von Segmenten, bestehend aus einem Segment (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und einem damit zu verbindenden Segment (2), das mindestens einen Dübel (5) angeformt hat, der einstückig mit dem Hauptkörper (20) geformt ist.
  18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Dübel (5) von einem Stahlrohr (10) umschlossen ist, das teilweise in den Hauptkörper (20) des Segments (2) eingeformt ist.
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