DE10021444A1 - Fireproof and noise absorbing tunnel lining panel, comprises textile reinforced concrete shell - Google Patents
Fireproof and noise absorbing tunnel lining panel, comprises textile reinforced concrete shellInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Tunnelverkleidungen, die sowohl feuerbeständig als auch schallabsorbierend sind.The invention relates to tunnel linings that are both fire resistant as well are sound absorbing.
Verkehrstunnelbauwerke müssen an den Innenflächen mit schallabsorbieren den Materialien verkleidet werden, um ein Aufschaukeln des Verkehrslärms im Tunnel zu einem unerträglichen Schallpegel zu verhindern. Bei Tunnelbau werken, die nicht für den Personenverkehr genutzt werden, sind Schall schutzmaßnahmen zwar nicht im gesamten Tunnel erforderlich, jedoch müs sen die Aus- und Einfahrrampen zur Eindämmung der Schallemissionen mit schallabsorbierendem Material verkleidet werden.Traffic tunnel structures must absorb sound on the inner surfaces the materials are disguised to increase the traffic noise in the To prevent tunnels from becoming unbearable. In tunnel construction works that are not used for passenger traffic are sound protective measures are not required in the entire tunnel, but must along with the entry and exit ramps to contain the noise emissions sound absorbing material.
Gerade Brandkatastrophen in Tunnelbauwerken haben gezeigt, daß in Tun nelröhren, abgesehen von verstärktem aktiven Brandschutz für die Benutzer zukünftig auch der passive Brandschutz des Tunnelbauwerks selbst von aller größter Bedeutung ist. Nur so können nach einem Brand in einem Tunnel ir gendwelche Brandschutzverkleidungen bei Erfordernis sehr kurzfristig ausge tauscht und der Tunnel nach einer solchen Katastrophe schnell wieder in Be trieb genommen werden.Fire disasters in tunnel structures have shown that in Tun tubes, apart from increased active fire protection for users passive fire protection of the tunnel structure itself from everyone in the future is of paramount importance. This is the only way after a fire in a tunnel ir any fire protection cladding, if necessary, at very short notice swaps and the tunnel quickly returns to Be after such a disaster be taken.
Es ist bekannt, Verkleidungsplatten als gelochte und gefalzte Aluminiumbleche auszuführen, die mit einer im Brandfall selbstaufschäumenden Beschichtung ausgerüstet sind.It is known to have cladding panels as perforated and folded aluminum sheets to be carried out with a self-foaming coating in the event of fire are equipped.
Aus der DE 32 38 640 C2, der DE 41 02 266 C1 und der DE 196 29 849 A1 ist es bekannt, in Gruben oder Tunneln mattenförmige Bewehrungen auf den Wänden anzubringen und darauf Spritzbeton aufzubringen.From DE 32 38 640 C2, DE 41 02 266 C1 and DE 196 29 849 A1 It is known to use mat-like reinforcements in pits or tunnels Attach walls and spray concrete on them.
Aus der DE 85 21 802 U1 ist ein Glasfaserbetonelement für eine Lärm schutzwand bekannt, daß aus zwei U-förmigen mit Löchern versehenen Schalen besteht, die einen Hohlkasten bilden in dem sich schalldämmende Materialien befinden. Die Herstellung und Aufstellung eines solchen Lärm schutzwandelementes ist aufwendig und schränkt das Lichtraumprofil des Tunnels erheblich ein. DE 85 21 802 U1 describes a glass fiber concrete element for noise bulkhead known that from two U-shaped holes Shells exist that form a hollow box in the sound-absorbing Materials. The production and installation of such noise bulkhead element is complex and limits the clearance profile of the Tunnels significantly.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine platzsparende, leicht austauschbare feuer beständige und schallabsorbierende Tunnelverkleidung anzugeben.The object of the invention is to create a space-saving, easily replaceable fire to provide stable and sound-absorbing tunnel cladding.
Die Erfindung wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.The invention is indicated by the characterizing part of claim 1 Features resolved.
Wesentliches Merkmal hierbei ist die Verwendung einer feuerbeständigen tex tilbewehrten Betonschale (Bewehrung bevorzugt aus Textilmatten, nicht aus einzelnen Fasern).An essential feature here is the use of a fire-resistant tex Reinforced concrete shell (reinforcement preferably made of textile mats, not made of individual fibers).
Diese Schale weist Lochungen auf, durch die der auftreffende Schall in eine dahinterliegende schallabsorbierende Matte, bevorzugt Steinwolle, hindurch treten kann.This bowl has perforations through which the incident sound into one sound-absorbing mat behind, preferably rock wool, through can kick.
Die dünne Betonlochschale, die z. B. auch aus Spritzbeton bestehen kann, weist aussteifende Rippenaufkantungen auf, die bevorzugt ebenfalls tex tilmattenbewehrt sind.The thin concrete perforated shell, the z. B. can also consist of shotcrete, has stiffening rib edging, which is also preferably tex reinforced with matting.
Bevorzugt sind in diese Rippenaufkantungen bereits die feuerbeständigen Aufhängevorrichtungen zur Aufhängung an den Tunnelwänden und -decken mit eingegossen. Die Aufhängungen können z. B. als feuerbeständige Textil bewehrungsschlaufen ausgestaltet sein, die an der Tunneldecke oder der Tunnelwand in vorgedübelte Edelstahlbefestigungen mit feuerfester Abdec kung eingehängt werden.The fire-resistant are already preferred in these ribs upstands Hanging devices for hanging on the tunnel walls and ceilings poured in. The suspensions can e.g. B. as a fire-resistant textile reinforcement loops can be designed on the tunnel ceiling or the Tunnel wall in pre-dowelled stainless steel fastenings with fire-proof cover be hung.
Die hinter den Lochungen befindliche schallabsorbierende feuerbeständige Matte weist bevorzugt einen Verbund zum Beton auf. Entweder sie wird mit ei nem bevorzugt nicht brennbaren Kleber auf die schon feste Schale aufgeklebt, oder sie wird in den noch frischen Beton eingedrückt. Der Verbund zwischen Betonschale und schallabsorbierender Matte erleichtert die Montage der Tun nelverkleidung.The sound-absorbing fire-resistant behind the perforations Mat preferably has a bond to the concrete. Either it is with egg preferably non-flammable glue is glued to the already solid shell, or it is pressed into the still fresh concrete. The bond between Concrete shell and sound absorbing mat makes it easier to assemble the tuns cladding.
Um die Hitzebelastung der zu schützenden Tunnelwandung weiter zu verrin gern, kann auf der Rückseite der schallabsorbierenden Matte eine ungelochte Schale angebracht sein, die den Durchzug heißer Gase bis zur Tunnelwan dung behindert. Diese Schale ist gleichzeitig auch ein Temperaturschutz für die Aufhängung der Tunnelverkleidung.To further reduce the heat load on the tunnel wall to be protected like, there can be an unperforated on the back of the sound absorbing mat Shell be attached, the passage of hot gases to the tunnel wall hindered. This bowl is also a temperature protection for the suspension of the tunnel cladding.
Im Gegensatz zum gelochten Aluminiumblech ist die erfindungsgemäße Kon struktion absolut unbrennbar, da die Teile, aus denen sie besteht, bereits voll durchoxidiert sind (alles Oxide von Elementen in ihrer höchsten beständigen Oxidationsstufe) oder durch die Ummantelung mit Beton vom Sauerstoffzufluß abgeschnitten sind.In contrast to the perforated aluminum sheet, the Kon according to the invention structure absolutely non-flammable, since the parts that make it up are already full are fully oxidized (all oxides of elements in their highest resistance Oxidation level) or by covering with concrete from the oxygen inflow are cut off.
Freiliegendes Aluminium kann hingegen ab einer bestimmten Temperatur bei Gegenwart von Sauerstoff extrem exotherm abbrennen (ähnlich wie Magnesi um)!Exposed aluminum, on the other hand, can start at a certain temperature Burn off the presence of oxygen extremely exothermally (similar to Magnesi around)!
Die Textilmatten können als Gewebe, aber auch als Vlies eingesetzt werden. Bevorzugtes Material für die Textilmatten sind nicht brennbare Fasern (Glas fasern, Aluminiumoxidfasern, oder zugfeste Fasern aus anderen Oxiden oder Mischungen von Oxiden per Elemente der 2., 3., 4. oder 5. Haupt- oder Ne bengruppe des Periodensystems der Elemente), aber auch schwer entflammbare Fasern (Kohlenstofffasern, Aramidfasern, Fa sem aus den Nitriden oder Mischungen von Nitriden der Elemente der 3., 4. oder 5. Haupt- oder Nebengruppe).The textile mats can be used as fabrics, but also as fleece. The preferred material for the textile mats are non-flammable fibers (glass fibers, aluminum oxide fibers, or tensile fibers from other oxides or Mixtures of oxides per elements of the 2nd, 3rd, 4th or 5th main or Ne ben group of the Periodic Table of the Elements), but also flame-retardant fibers (carbon fibers, aramid fibers, Fa sem from the nitrides or mixtures of nitrides of the elements of the 3rd, 4th or 5th main or subgroup).
Auch Fasern, die sich bei Erhitzen unter Luftabschluß (im Inneren des Betons) in schwer entflammbare oder unbrennbare zugfeste Fasern umwandeln, wie z. B. Polyacrylnitrilfasern (Endstufe ist die Kohlenstofffaser), sind als Bewehrung prinzipiell verwendbar.Also fibers that are exposed to heat when sealed in the absence of air (inside the concrete) convert into flame-retardant or non-flammable tensile fibers, such as B. Polyacrylonitrile fibers (the final stage is the carbon fiber) are used as reinforcement usable in principle.
Auswahlkriterium ist auch ein möglichst hoher Schmelz- oder Erweichungs punkt der Fasern, bzw. dessen, was durch Hitzeeinwirkung erst entsteht (mehr als 500 Grad Celsius, bevorzugt mehr als 800 Grad Celsius, noch besser sind mehr als 1000 Grad Celsius).The selection criterion is also the highest possible melting or softening point of the fibers, or of what arises from the effects of heat (more than 500 degrees Celsius, preferably more than 800 degrees Celsius, are even better more than 1000 degrees Celsius).
Im folgenden wird ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der Tunnelver
kleidung beschrieben:
A preferred method for producing the tunnel cladding is described below:
- 1. Auf langen Herstellbahnen in Endlosausführung werden ca. 33 oder 50 cm breite doppellagige Schalbleche aufgelegt. Auf das untere Schalblech sind spüze Dorne aufgeschweißt, über die dann beliebig strukturierte, gelochte Schalbleche in zweiter Lage gestülpt werden.1. On long production lines in an endless version, approx. 33 or 50 cm wide double-layered formwork sheets laid on. Are on the lower formwork sheet welded spikes, over which then structured, perforated Formwork sheets in a second layer.
- 2. Auf diese Bodenschalungen wird dann die Textilbewehrung aufgelegt und die Betonschale bevorzugt in Spritzbetonbauweise in einer Stärke von ca. 10 Millimetern mit Spritzautomaten darüber gezogen.2. The textile reinforcement is then placed on these floor formwork the concrete shell preferably in shotcrete construction in a thickness of approx. 10 Millimeters pulled over it with automatic sprayers.
- 3. Die Mineralwollmatten werden auf diese Lochkegel aufgespießt und in den frischen Beton eingedrückt. 3. The mineral wool mats are impaled on these perforated cones and in the fresh concrete pressed in.
-
4. Nun kann man gegebenenfalls Seitenschalungen für längsverlaufende Aus
steifungsrippen aufklappen. Die Aussteifungsrippen können aber auch schon
beim ersten Arbeitsgang aufgesetzt werden.
Die Seitenschalungen sind mit Nut und Feder und gegebenenfalls mit Verbin dungsnoppen zu den Nachbarelementen hin ausgeformt, die dann entspre chende gegensinnige Vertiefungen erhalten müssen.4. Now you can open side formwork for longitudinal stiffening ribs if necessary. The stiffening ribs can also be put on during the first work step.
The side formwork is formed with tongue and groove and, if necessary, with connecting knobs to the neighboring elements, which must then be given corresponding opposing depressions. - 5. Diese Randschalungen der Aussteifungsrippe bilden zusammen mit der da zwischen eingelegten Mineralwollmatte die Gießrinne für die am Außenrand sehr exakt in Nut-, Feder- und Noppenverbindungen geformten Aussteifungs rippen. Vor dem Vergießen dieser Rinnen mit Beton wird auch dort die Textil bewehrung hochgezogen und entsprechende, beliebig lang gewählte Aufhän geschlaufen, ebenfalls in Form der feuerbeständigen Textilbewehrung, einge legt. Für die direkte Befestigung können auch Z-förmige Edelstahllaschen ein gegossen werden, die einen schuppenförmigen Aufbau der Wand- und Dec kenverkleidung, die untereinander mit den Noppenverbindungen gehalten wird, bei gleichzeitiger verdeckter und damit feuerbeständiger Befestigung mit Edelstahldübeln ermöglichen.5. These edge formwork of the stiffening rib form together with that between the inserted mineral wool mat, the trough for the on the outer edge reinforcement formed very precisely in tongue, groove and nub connections rip. Before pouring these channels into concrete, the textile is also there Reinforcement pulled up and appropriate hangers of any length chosen looped, also in the form of fire-resistant textile reinforcement sets. Z-shaped stainless steel brackets can also be used for direct attachment be poured, which has a scale-like structure of the wall and Dec ken paneling, which is held together with the knob connections with concealed and therefore fire-resistant fastening Allow stainless steel dowels.
- 6. Nach dem Erhärten dieser Elemente kann die doppelschalige Unterscha lung abgenommen und der "Endlos"strang auf verbaubare Längen (z. B. bis etwa sechs Meter) zersägt und in Kommissionseinheiten, die von gängigen Gabelstaplern hantiert werden können, zusammengestellt werden.6. After these elements have hardened, the double-shell underside removed and the "endless" strand to installable lengths (e.g. to about six meters) sawn and in commission units that are common Forklifts can be handled, put together.
In einer bevorzugten Ausführungsform soll die textilbewehrte Betonschale mit ihren rückseitig aufgesetzten Aussteifungsrippen ein Flächengewicht von 50 Kilogramm pro Quadratmeter möglichst nicht überschreiten. Dies ist auch er reichbar, wenn die Spritzbetonschale mit einer Stärke von ca. 10 Millimetern ausgeführt wird.In a preferred embodiment, the textile-reinforced concrete shell is also to be used the stiffening ribs on the back have a basis weight of 50 If possible, do not exceed kilograms per square meter. This is him too reachable if the shotcrete shell with a thickness of approx. 10 millimeters is performed.
Die Fig. 1 zeigt im Schnitt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Tunnelverkleidung, in diesem Beispiel ohne rückwärtige, geschlossene Platte. Fig. 1 shows in section an embodiment of the tunnel cladding according to the invention, in this example without a rear, closed plate.
11
gelochte textilmattenbewehrte Betonschale
perforated textile mat reinforced concrete shell
22
schallabsorbierende Matte
sound absorbing mat
33rd
Aufhängeschlaufe
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