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Dokumentenidentifikation DE10022923C2 19.09.2002
Titel Tunnelbogenausbaurahmen für den Berg- und Tunnelbau
Anmelder Seiz, Rudolf, Dipl.-Ing., 82211 Herrsching, DE;
Bochumer Eisenhütte Heintzmann GmbH & Co. KG, 44793 Bochum, DE
Erfinder Seiz, Rudolf, 82211 Herrsching, DE;
Podjadtke, Rudi, 44793 Bochum, DE
DE-Anmeldedatum 11.05.2000
DE-Aktenzeichen 10022923
Offenlegungstag 22.11.2001
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 19.09.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.09.2002
IPC-Hauptklasse E21D 11/18
IPC-Nebenklasse E21D 11/20   
Zusammenfassung Tunnelbogenbaurahmen für den Berg- und Tunnelbau, dessen drei oder vier parallel zueinander verlaufende, ein Dreieck oder ein Viereck bildende Gurtelemente mittels aus Blechformteilen gebildeten Aussteifungselementen räumlich miteinander verbunden sind, wobei die Aussteifungselemente als mit Öffnungen versehene ebene Stegbleche 7 oder Flanschstege ausgebildet sind, die jeweils zwei Gurtelemente verbinden. Die Tunnelausbaurahmen können auch aus zusammengefügten Doppel-T-Profilen oder Sonderprofilen bestehen, deren Stege sinuswellenförmig getrennt sind und die um eine halbe Sinuswellenlänge versetzt angeordnet sich an den Wellenmaxima und Wellenminima berührend verschweißt sind.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Tunnelbogenausbaurahmen für den Berg- und Tunnelbau, dessen drei oder vier parallel zueinander verlaufende ein Dreieck oder ein Viereck bildende Gurtelemente mittels aus Blechformteilen gebildeten Aussteifungselementen räumlich miteinander verbunden sind.

Eine derartige Ausbildung eines Tunnelbogenausbaurahmens ist aus der DE 27 40 908 A1 bekannt.

Dieser Gitterträgerausbaurahmen weist vier parallel zueinander verlaufende, ein Viereck bildende Gurtelemente auf, die mittels aus Blechformteilen (Schalenkörper) gebildeten Aussteifungselementen miteinander verbunden sind, wobei die Aussteifungselemente die Gurtelemente diagonal oder kreuzweise verbinden.

Weitere Tunnelbogen Ausbaurahmen sind aus der AT-PS 365 299 und der JP 050 598 96 A bekannt. Diese bekannten Tunnelbogenausbaurahmen weisen zum Teil den Nachteil auf, daß sie eine schlechte Verbundwirkung im Spritzbeton zeigen, daß erhebliche Schwierigkeiten beim Biegen der Träger bestehen und daß sie keine ausreichende Stabilität gegen Kippen und Knick und Torsionsbelastungen des Trägers aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tunnelbogenausbaurahmen der gattungsgemäßen Art anzugeben, der die Vorteile der gebräuchlichen GI- oder Breitflanschträger, wie hohe Belastbarkeit und breite Unterstützungsfläche am Gebirge aufweist und der die Schwächen dieser Trägertypen wie schlechte Verbundwirkung im Spritzbeton, Schwierigkeiten beim Biegen der Träger und der damit verbundenen unwirtschaftlichen Fertigung, Instabilität gegen Kippen, Knicken und Torsion des Trägers, nicht aufweist.

Diese aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Mit der Erfindung ist ein Tunnelbogenausbaurahmen verwirklicht, dessen Einzelteile leicht zu biegen sind und die in einer Vorrichtung zu einem sehr biege- und knicksteifen Träger zusammenschweißbar sind. Die Aussteifungselemente sind als mit trapezförmigen oder oval Öffnungen versehene ebene Stegbleche oder Flanschstege ausgebildet. Durch die Öffnungen wird die Verbundwirkung des Trägers mit Spritzbeton verbessert.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.

Dabei zeigen

Fig. 1a eine Seitenansicht des Einzelträgers mit eingezeichneter Schnittlinie 15,

Fig. 1b den um eine halbe Wellenlänge versetzten Obergurt 1 zum Untergurt 2,

Fig. 1c die z. B. im Obergurt 1 in den Teilsteg 3 eingebrachte für das Biegen vorgesehene Ausgleichsfuge 5,

Fig. 2a den Schnitt eines v-förmig aus 2 Trägern gemäß Fig. 1a, 1b zusammengesetzten Ausbaurahmen,

Fig. 2b den Schnitt eines quadratischen Viergurtausbaurahmens zusammengesetzt aus 2 Trägern gemäß Fig. 1a, 1b,

Fig. 3a die Seitenansicht eines aus Gurtstäben 1, 2 und Stegblechen 7 zusammengesetzten Trägers,

Fig. 3b den Schnitt durch v-förmig und quadratisch zusammengesetzten Träger (Fig. 3c),

Fig. 3c eine Sonderform eines v-förmigen Trägers gemäß Fig. 3b mit einem Einzelstab als Obergurt 11 und die

Fig. 4a, 4b, die Seitenansicht eines aus Gurtstäben 1, 2 und trapezförmigen Stegblechen zusammengesetzten Trägers.

Der Träger gemäß Fig. 1a, 1b, 1c besteht aus durch sinusschwingungs- oder trapezförmig im Steg getrennte Doppel T, Schienen oder Sonderprofile, deren Oberflanschteile um eine halbe Sinuswellen- oder Trapezlänge zu den Unterflanschteilen versetzt und auseinandergezogen sind, derart, daß eine Überlappung der sinuswellenförmigen oder trapezförmigen Stege verbleibt, wobei die Oberflansch- und Unterflanschteile im Steg Überlappungsbereich miteinander zu einem neuen Profil verschweißt sind. Dabei können die Stege 3, 4 geschlitzt sein, um die Längung des Oberflansches und Kürzung des Unterflansches beim Biegen des Trägers auszugleichen. Zwei dieser Träger bilden entweder einen quadratischen Tunnelbogenausbaurahmen Fig. 2b, wobei die zwei auf Abstand liegenden Einzelprofile bzw. Gurtelemente durch Querverbindungen 6 miteinander verschweißt sind oder zu einem v-förmigen Träger Fig. 2a zusammengeschweißt sind, wobei die Oberflansche direkt miteinander und die Unterflansche über eine Querverbindung 6 miteinander verschweißt sind.

Weitere Ausbildungsformen zeigen die Fig. 3a, 3b, 3c. Der Tunnelbogenausbaurahmen besteht jeweils aus 2 Trägern, die aus Gurtelementen 1, 2 beliebiger Form und Stegblechen 7 mit trapezförmigen, runden oder ovalen Öffnungen zusammengesetzt sind, wobei die Stegbleche mit den Gurtelementen verschweißt sind. Dabei sind jeweils 2 solche Träger in v-förmiger oder viereckiger Form in der gemäß Fig. 2a, 2b gezeigten Weise zusammengeschweißt. Besonders ist bei dieser Ausführung zu beachten, daß die Stegbleche 7 wegen der Bogenradien relativ kurz ausgeführt sind und daß im Bereich, wo die Stegbleche zusammenstoßen, eine besondere Ausbildung vorzusehen ist, über die sowohl quer- als auch Schubkräfte übertragbar sind. Eine entsprechende Ausführung besteht aus einem am Stegblech geformten, abgerundeten Zapfen 23, der in eine entsprechend geformte abgerundete Aussparung 13 des benachbarten Stegbleches paßt, um ein gelenkartiges Anpassen der aneinander stossenden Stegbleche 7 an den Bogenradius des Tunnelbogenausbaurahmens zu ermöglichen, die dann in dieser Stelle verschweißt werden. Die Querausteifungen 6 sind so angeordnet, daß sie die offenen Bereiche zwischen den Flanschen überdecken. Eine besondere Lösung stellt bei der v-förmigen Ausbildung die Möglichkeit dar, den Oberflansch als Einzelgurt auszubilden.


Anspruch[de]
  1. 1. Tunnelbogenausbaurahmen für den Berg- und Tunnelbau, dessen drei oder vier parallel zueinander verlaufende, ein Dreieck oder ein Viereck bildende Gurtelemente mittels aus Blechformteilen gebildeten Aussteifungselementen räumlich miteinander verbunden sind, wobei die Aussteifungselemente als mit Öffnungen (8) versehene ebene Stegbleche (7) ausgebildet sind, die jeweils zwei Gurtelemente (1, 2, 11) verbinden oder Stege von Flanschprofilen sind, wobei die Stegbleche mit den Gurtelementen in Form eines Dreiecks oder eines Vierecks angeordnet sind und wobei benachbarte Stegbleche (7) einander berührend zwischen zwei Gurtelementen eingebaut und bei Berücksichtigung der Kurvenradien des Tunnelbogenausbaurahmens zur Übertragung von Schubspannungen miteinander verschweißt sind.
  2. 2. Tunnelbogenausbaurahmen für den Berg- und Tunnelbau nach Ansprüch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurtelemente (1, 2, 11) Trägerflansche, Eisenbahnschienenflansche oder Gurtstäbe mit rundem oder rechteckigem Querschnitt sind.
  3. 3. Tunnelbogenausbaurahmen für den Berg- und Tunnelbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Breitflansch-, Schienen oder dergleichen Profilträgern die Stege nach trapez- oder sinuswellenförmiger Durchtrennung und nach Verschieben des Trägerober- bzw. Trägerunterteils um eine halbe Sinuswellenlänge oder um eine halbe Trapezlänge versetzt und auseinandergezogen im Überlappungsbereich der durchtrennten Stegteile des Trägerober- und Trägerunterteils miteinander verschweißt sind (Fig. 1a, 1b, 1c), sowie daß jeweils ein Stegpaar in v-förmiger Stellung an den Oberflanschen verschweißt ist (Fig. 2a) und an den Unterflanschen durch Querstreben (6) miteinander verbunden ist.
  4. 4. Tunnelbogenausbaurahmen für den Berg- und Tunnelbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Breitflansch- Schienen oder dergleichen Profilträgern die Stege nach trapez- oder sinuswellenförmiger Durchtrennung und nach Verschieben des Trägerober- bzw. Trägerunterteils um eine halbe Sinuswellenlänge oder eine halbe Trapezlänge versetzt und auseinandergezogen im Überlappungsbereich der durchtrennten Stegteile des Trägerober- und Trägerunterteiles miteinander verschweißt sind (Fig. 1a, 1b, 1c), sowie daß jeweils 1 Stegpaar zu einem rechteckigen Vierflanschträger zusammengesetzt ist und zwischen den Ober- und Unterflanschen Querstreben (6) eingeschweißt sind (Fig. 1b).
  5. 5. Tunnelbogenausbaurahmen für den Berg- und Tunnelbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Stegbleche (7) aus Blech ausgestanzt und in die Stegbleche trapezförmige oder ovale Löcher eingestanzt sind.
  6. 6. Tunnelbogenausbaurahmen für den Berg- und Tunnelbau nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Gurtelementen angeschweißten Stegbleche nur zu deren Enden hin an den Gurtelementen anliegen und an den Schweißzonen (14) verschweißt sind und daß die Stegbleche zwischen den Schweißzonen bogenförmig vom Gurtelement beabstandet sind (Fig. 3a).
  7. 7. Tunnelbogenausbaurahmen für den Berg- und Tunnelbau nach einem der Ansprüche 1, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Stegbleche in Achsrichtung des Trägers maximal dem Ein- bis Vierfachen der Trägerhöhe entspricht.
  8. 8. Tunnelbogenausbaurahmen für den Berg- und Tunnelbau nach einem der Ansprüche 1, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stegbleche (7) in Trägerlängsachse untereinander durch halbkreisbogenförmige Zapfen (12), die in das Gegenstück halbkreisförmiger Aussparung (13) in den benachbarten Stegblechen eingreifen, verbunden sind (3a).
  9. 9. Tunnelbogenausbaurahmen für den Berg- und Tunnelbau nach einem der Ansprüche 1, 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die trapezförmigen Stegbleche (7) an den in Trägerlängsachse vorgesehenen Enden bogenförmig ausgebildet sind, wobei sich die Stegbleche an den bogenförmigen Enden überlappen (Pos. 16, Fig. 4a), oder die bogenförmigen Enden des einen Stegbleches in die bogenförmige Gegenstückausbildung des anderen Stegbleches eingreifen (12, Fig. 4b) und dort miteinander verschweißt sind.
  10. 10. Tunnelbogenausbaurahmen für den Berg- und Tunnelbau nach einem der Ansprüche 1, 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stegbleche im Bereich des Oberflansches für die Schweißnaht abgekantet sind.
  11. 11. Tunnelbogenausbaurahmen für den Berg- und Tunnelbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aus zwei Vollwandträgers gebildete v-förmige Tunnelbogenausbaurahmen einen gemeinsamen Oberflansch (11) aufweist.






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