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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum gegenseitigen Verbinden
der Längsenden wenigstens
zweier im Tunnelbau eingesetzter Gitterträger.
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Aus
der Praxis ist es bekannt, an den Längsenden zweier miteinander
zu verbindender Gitterträger
sogenannte Anschlusswinkel zu befestigen und die Anschlusswinkel
aneinander grenzender Längsenden
der Gitterträger
miteinander zu verschrauben. Eine derartige Längsverbindung von Gitterträgern stellt
eine sogenannte Winkelstahlverbindung dar. Die Anschlusswinkel stehen
im eingebauten Zustand des im Tunnelbau eingesetzten Gitterträgers weder über die
sogenannte Bergseite des Gitterträgers noch über die den Tunnelinnenraum
bildende Luftseite des Gitterträgers
vor. Üblicherweise
sind derartige Gitterträger
im Tunnelbau entsprechend der Deckenwölbung gekrümmt ausgebildet. Im eingebauten
Zustand sind die Gitterträger
auf ihrer zur Luftseite weisenden Unterseite erhöhten Zugspannungen ausgesetzt,
welche im Verbindungsbereich zweier aneinander angrenzender Gitterträger mittels
der bisherigen Winkelstahlverbindung nicht oder nur kaum aufgenommen
und übertragen
werden können.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs
erwähnten
Art zu schaffen, mittels der ein Verbinden der Gitterträger bei
optimaler Kraftübertragung
möglich
ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß weist
jeder Gitterträger wenigstens
zwei in Längsrichtung
sich nebeneinander erstreckende und voneinander beabstandete Gurtstäbe auf,
wobei am Längsende
zwischen den wenigstens zwei Gurtstäben jeweils eine Platte befestigt
ist und mit den Platten der nahe beieinander angeordneten Längsenden
der jeweils wenigstens zwei Gurtstäbe eine die Platten überbrückende und dadurch
die wenigstens zwei Gitterträger
miteinander verbindende Zuglasche fest verbunden ist. Dadurch ist
eine auf der einen Seite einfache, auf der anderen Seite äußerst kompakte
und Raum sparende Möglichkeit
geschaffen, Gitterträger
so miteinander zu verbinden, dass eine optimale Kraftübertragung
sichergestellt ist. Ein Vorsehen von Anschlusswinkeln auf der der
Bergseite gegenüberliegenden Luftseite
der Gitterträger
hätte den
Nachteil, dass bestimmte Bauelemente über ein zulässiges Maß in den Tunnelinnenraum hin
vorstehen, so dass letztlich der Tunneldurchmesser um das jeweilige
Maß zu
erhöhen
wäre. Dies
wäre aber
mit erheblichen zusätzlichen
Kosten verbunden. Demgegenüber
beansprucht der erfindungsgemäße Vorschlag
aus Platten und Zuglasche äußerst wenig
Platz und ist gleichzeitig in der Lage, Zugspannungen wirksam aufzunehmen
und damit abzuleiten.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung weisen die Gitterträger jeweils auf ihrer der Bergseite gegenüberliegenden
Luftseite die wenigstens zwei Gurtstäbe auf. Dadurch ist die Kraftübertragung,
was die an der zur Luftseite gerichtete Unterseite jedes Gitterträgers betrifft,
weiter optimiert. Zudem ist bei dieser Weiterbildung nur jeweils
eine erfindungsgemäße Einrichtung
vorzusehen, wodurch die Herstellungskosten in engen Grenzen gehalten
werden können.
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Vorteilhafterweise
sind die Längsenden
der Gitterträger
einander gegenüberliegend
angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass auch zwei miteinander im Wesentlichen
fluchtende Gitterträger
auf einfache und damit kostengünstige
sowie Platz sparende Weise miteinander verbindbar sind.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jede Platte mit den
Gurtstäben
ihres Gitterträgers
verschweißt,
wobei vorzugsweise die Außenseite
jeder Platte innerhalb der Kontur ihres Gitterträgers liegt. Die genannten Schweißverbindungen
sind so dimensioniert, dass ein Versagen auch im hohen Verformungsstand
vermieden ist. Die gesamte Einrichtung ist damit in der Lage, hohe
Kräfte und
Spannungen aufzunehmen und einer hohen Beanspruchung standzuhalten.
Die Anbringung jeder Platte innerhalb der Kontur ihres Gitterträgers stellt eine äußerst Platz
sparende Möglichkeit
dar, ohne dass die Platten somit in den Tunnelinnenraum vorstehen,
da nämlich
ein Platz für
die Anbringung der Platten genutzt wird, welcher als Innenraum zwischen
den Gurtstäben
ohnehin vorhanden ist. Dadurch ist es möglich, die erfindungsgemäße Einrichtung äußerst kompakt
und Platz sparend vorsehen zu können.
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Gemäß einer
anderen Weiterbildung der Erfindung ist die Zuglasche auf die Außenseite
der Platten der miteinander zu verbindenden Gitterträger aufgelegt
und mit den Platten lösbar
verbunden, vorzugsweise verschraubt. Ein derartiges gegenseitiges Verbinden
der Gitterträger
ist deshalb einfach und zeitsparend durchzuführen und kann daher auch von ungelerntem
Personal unproblematisch bewerkstelligt werden. Die Verbindung aus
Zuglasche und Platten ist besonders zur Aufnahme von Zugkräften ausgelegt
und daher in der Lage, Zugspannungen wirksam aufzunehmen. Dadurch
ist auf der einen Seite eine sichere, auf der anderen Seite eine
kostengünstige
Möglichkeit
geschaffen, die im Tunnelbau auftretenden Kräfte, Spannungen und Belastungen
effektiv von einem Gitterträger
auf den anderen Gitterträger zu übertragen
und dadurch einen sicheren und dauerhaften Tunnelausbau zu ermöglichen.
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Vorteilhafterweise
ist zumindest ein Teil des Querschnitts der Zuglasche ebenfalls
innerhalb der Kontur der Gitterträger angeordnet. Diese Weiterbildung
trägt mit
dazu bei, die erfindungsgemäße Einrichtung äußerst kompakt
ausbilden zu können,
so dass, wie erwähnt,
nahezu keine Elemente der erfindungsgemäßen Einrichtung zum gegenseitigen
Verbinden der Gitterträger
in den Tunnelinnenraum hin vorstehen. Diese Weiterbildung trägt also
mit dazu bei, eine äußerst platz-
und raumoptimierte Kraftübertragung
im Tunnelbau zu ermöglichen.
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Ausführungsbeispiele
des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei
alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder
in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung
unabhängig
von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung
bilden. Es zeigen:
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1 eine
schematische, teilweise geschnittene Vorderansicht einer Einrichtung
zum gegenseitigen Verbinden der Längsenden im Tunnelbau eingesetzter
Gitterträger
gemäß einer
ersten Ausführungsform;
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2 eine
schematische, teilweise geschnittene Vorderansicht einer Einrichtung
zum gegenseitigen Verbinden der Längsenden im Tunnelbau eingesetzter
Gitterträger
gemäß einer
zweiten Ausführungsform;
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3 eine
schematische, teilweise geschnittene Teil-Seitenansicht zweier miteinander
zu verbindender Gitterträger;
und
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4 eine
schematische, teilweise geschnittene Teil-Seitenansicht einer Einrichtung
zum gegenseitigen Verbinden der Längsenden zweier Gitterträger im eingebauten
Zustand.
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Eine
Einrichtung 1 zum gegenseitigen Verbinden der Längsenden 2, 3 wenigstens
zweier, im Tunnelbau eingesetzter Gitterträger 4, 5 ist
schematisch gemäß einer
ersten Ausführungsform
teilweise geschnitten in 1 gezeigt.
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Jeder
Gitterträger 4, 5 hat
mehrere, sich in Längsrichtung
erstreckende Gurtstäbe 6 bis 9.
Bei der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform
hat der Gitterträger 4, 5 auf
seiner Oberseite, welche im eingebauten Zustand des Gitterträgers zur
sogenannten Bergseite 10 gerichtet ist, einen Gurtstab 6 und
auf seiner der Bergseite 10 gegenüberliegenden Unterseite, auch
Luftseite 11 genannt, wenigstens zwei sich nebeneinander
erstreckende und voneinander beabstandete Gurtstäbe 8 und 9.
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Der
Gitterträger
gemäß der in 1 gezeigten
ersten Ausführungsform
hat also drei Gurtstäbe 6, 8, 9,
wobei der Gurtstab 6 als Einzelstab ausgebildet ist, der üblicherweise,
wie zuvor erwähnt, bergseitig
angeordnet ist. Tunnelseitig, also zur Luftseite 11 hin,
hat der in 1 gezeigte Gitterträger zwei
Gurtstäbe 8, 9,
wie dies zuvor erläutert
worden ist. Jeder Gitterträger 4, 5 hat
auf seiner der Bergseite 10 gegenüberliegenden Luftseite 11 wenigstens zwei
Gurtstäbe 8, 9.
Es ist auch möglich,
den Gurtstab 6 auf der Luftseite 11 und die zwei
Gurtstäbe 8, 9 auf
der Bergseite 10 anzuordnen. Im letztgenannten Fall sind üblicherweise
zwei erfindungsgemäße Einrichtungen,
nämlich
eine auf jeder Seite des Gitterträgers also zwischen den Gurtstäben 6 und 8 sowie
zwischen den Gurtstäben 6 und 9,
vorzusehen. Die letztgenannte Ausführungsform kann auch dann zur
Anwendung kommen, wenn der Gurtstab 6 wie in 1 auf
der Bergseite 10 und die Gurtstäbe 8, 9 auf der
Luftseite 11 angeordnet sind.
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Die
Gurtstäbe 6 bis 9 sind
mittels Aussteifungselementen 12 miteinander fest verbunden,
wobei die Aussteifungselemente 12 bei der in 2 gezeigten
Ausführungsform
der Gitterträger 4, 5 einen zentralen
Knotenpunkt 13 bilden. Die Aussteifungselemente 12 sind
mit einzelnen Gurtstäben 6 bis 9 fest verbunden,
vorzugsweise verschweißt.
Die Aussteifungselemente 12 wurden speziell für die im
Tunnelbau vorhandenen hohen Anforderungen entwickelt und weisen
eine hohe Festigkeit, ein großes
Verformungsvermögen
und eine sehr gute Schweißeignung
auf. Sie haben ebenso wie die Gurtstäbe 6 bis 9 vorzugsweise
einen kreisförmigen
Querschnitt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist am Längsende 2, 3 jedes
Gitterträgers 4, 5 zwischen
den wenigstens zwei Gurtstäben 8, 9 jeweils
eine Platte 14, 15 befestigt.
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Erfindungsgemäß ist mit
den Platten 14, 15 der nahe beieinander angeordneten
Längsenden 2, 3 der
jeweils wenigstens zwei Gurtstäbe 8, 9 eine Zuglasche 16 fest
verbunden. Die Zuglasche überbrückt die
Platten 14, 15 und verbindet dadurch die wenigstens
zwei Gitterträger 4, 5 miteinander.
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Wie
in den 1 und 2 schematisch dargestellt, sind
die Platten 14, 15 und die Zuglasche 16 etwa
gleich dick. 4 lässt erkennen, dass die Gesamtlänge der
Zuglasche 16 etwa der Gesamtlänge der beiden Platten 14, 15 entspricht.
Damit ist jede Platte 14, 15 etwa halb so lang
wie die Zuglasche 16.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sind die Längsenden 2, 3 der
Gitterträger 4, 5,
wie in den 3 und 4 gezeigt,
einander gegenüberliegend
angeordnet. Es ist aber auch möglich,
die erfindungsgemäße Einrichtung 1 zum gegenseitigen
Verbinden zweier nebeneinander angeordneter Gitterträger zu verwenden.
In 3 sind lediglich die Längsenden 2, 3 der
Gitterträger 4, 5 gezeigt.
Es ist klar, dass sich der Gitterträger 4 in 3 in
Richtung seiner Längsachse
nach links hin und der Gitterträger 5 in
der rechten Hälfte
der 3 in Richtung seiner Längsachse nach rechts hin erstreckt.
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Jede
Platte 14, 15 ist mit den Gurtstäben 8, 9 ihres
Gitterträgers 4, 5 fest
verbunden, vorzugsweise verschweißt. Wie in den 1 bis 4 angedeutet, liegt
die Außenseite 17, 18 jeder
Platte 14, 15 innerhalb der Kontur 20 ihres
Gitterträgers 4, 5.
Die Kontur 20 der Gitterträger 4, 5 ist
lediglich in 2 gestrichelt angedeutet. Bei
der Kontur 20 handelt es sich um die Außenkontur der betreffenden
Gitterträger.
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Die
Zuglasche 16 ist auf die Außenseite 17, 18 der
Platten 14, 15 der miteinander zu verbindenden
Gitterträger 4, 5 aufgelegt
und mit den Platten 14, 15 lösbar verbunden, vorzugsweise
verschraubt. Die dafür
erforderlichen Befestigungsmittel 21 sind in den 1, 2 sowie 4 strichpunktiert
angedeutet.
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Wie
ferner in den 1, 2, 4 angedeutet,
ist zumindest ein Teil des Querschnitts 22 der Zuglasche 16 ebenfalls
innerhalb der Kontur 20 der Gitterträger 4, 5 angeordnet.
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Wie
in den 1 bis 4 gezeigt, weist die Einrichtung 1 zum
gegenseitigen Verbinden der Längsenden 2, 3 von
Gitterträgern 4, 5 gemäß einer besonders
bevorzugten Ausführungsform
ferner sogenannte Anschlusswinkel 23, 24 auf,
welche seitlich mit den Gurtstäben,
gegebenenfalls auch mit den Aussteifungselementen fest verbunden
sind. Jeder Anschlusswinkel 23, 24 hat zwei Schenkel 25, 26; 27, 28,
wobei der eine Schenkel 25, 27 jeweils mit dem Gitterträger 4, 5 fest
verbunden, vorzugsweise verschweißt, ist und der andere Schenkel 26, 28 jeweils seitlich
vom Gitterträger 4, 5 absteht,
wie dies in den 1 und 2 am besten
verdeutlicht und in den 3 und 4 angedeutet
ist. Im eng aneinander liegenden Zustand der Gitterträger 4, 5,
wie dieser in 4 gezeigt ist, liegen die seitlich
abstehenden Schenkel 25, 27 aneinander an und
können über nicht
näher gezeigte
Befestigungsmittel vorzugsweise lösbar miteinander verbunden
werden. Die Befestigungsmittel sind beispielsweise Schrauben-Mutter-Verbindungen.
Es wird darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Einrichtung
auch ohne die vorbeschriebenen Anschlusswinkel voll funktionstüchtig und
einsetzbar ist. Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
sind die Längsenden 2, 3 der
Gitterträger 4, 5 jedoch
sowohl über
die Platten 14, 15 und die Zuglasche 16 als
auch über
die Anschlusswinkel 23, 24 miteinander verbunden.
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Vorzugsweise
sind die genannten Gitterträger
voll in eine Spritzbetonschale integriert. Es wird aber darauf hingewiesen,
dass Untersuchungen der genannten Gitterträger eine hohe Stabilität und ein großes Tragvermögen auch
im nicht eingespritzten Zustand bestätigen. Die genannten Gitterträger haben
ein gutes Einspritzverhalten und sind vorzugsweise in den Verbund
mit der Spritzbetonschale integriert. Sie sind vorzugsweise so ausgebildet,
dass radiale Anker auch durch einen Gitterbogen hindurch ins Gebirge
gesetzt werden können.
Sogenannte Spieße
können
sowohl über
dem Gitterträger
als auch durch den Gitterträger
hindurch gebohrt werden. Die genannten Gitterträger erfüllen die hohen Genauigkeitsanforderungen
der Baustelle. Sie sorgen für
ein Aufbringen des Spritzbetons in engen Toleranzgrenzen. Ein Hauptvorteil
der Gitterträger
liegt in einer beim Einbau leichten Handhabung derselben. Es ist
klar, dass die Gitterträger,
welche im Tunnelbau eingesetzt werden, üblicherweise gekrümmt ausgebildet
sind. Die räumlichen
Aussteifungselemente 12 re duzieren die lokalen Knicklängen der Gurtstäbe und gewährleisten
neben einer hohen Normal- und Biegemomentbeanspruchung eine sichere Übertragung
der Querkräfte
auch im nicht eingespritzten Zustand. Die Schweißverbindungen der Aussteifungselemente 11 an
die Gurtstäbe 6 bis 9, auch
Randstäbe
genannt, sind so dimensioniert, dass ein Versagen auch im hohen
Verformungsstand vermieden wird.
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Auch
bei der in den 2 bis 4 gezeigten
Ausführungsform
mit vier Gurtstäben 6 bis 9 reduzieren
die räumlichen
Aussteifungselemente 12 die lokalen Knicklängen der
Gurtstäbe
und gewährleisten
die vorerwähnte
sichere Übertragung
der Querkräfte
ebenfalls im nicht eingespritzten Zustand. Auch bei den in 2 bis 4 gezeigten
Ausführungsformen
der Erfindung kann die erfindungsgemäße Einrichtung auf einer oder
auf beiden Seiten des bzw. jedes Gitterträgers also zwischen den Gurtstäben 6 und 8 und/oder
zwischen den Gurtstäben 7 und 9 vorgesehen
sein.
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Mit
Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung ist
ein besonders biegesteifer Anschluss zur Übertragung der vollen Schnittkräfte des
Gitterträgers
und damit eine optimale Kraftübertragung
beim Verbinden von Gitterträgern
ermöglicht.