DE2621361C3

DE2621361C3 - Streckenausbau für den Berg- und Tunnelbau

Info

Publication number: DE2621361C3
Application number: DE2621361A
Authority: DE
Inventors: Franz Gantke; Gerd 4690 Herne Radner; Harald Walter; Christoph 4350 Recklinghausen Zillessen; Walter Zywietz
Original assignee: Ruhrkohle AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 1976-05-14
Filing date: 1976-05-14
Publication date: 1980-05-29
Also published as: BE854580A; US4100749A; GB1578845A; PL111694B1; JPS52139239A; DE2621361A1; PL198086A1; DE2621361B2; CA1053920A; FR2351245A1; FR2351245B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Streckenausbau für den Berg- und Tunnelbau aus nachgiebig miteinander zu Ausbaurahmen verbundenen Profilstahlsegmenten von gleichem, U-förmigem Querschnitt, der von einem Boden, schwach konvergierenden Stegen und Flanschen gebildet wird, wobei benachbarte Segmente des Rahmens in ihrem Überlappungsbereich, in dem das Ende des äußeren Segmentes aufgeweitet und das Ende des Innensegmentes zusammengedrückt ist, ungleichsinnig derart ineinandergeschoben sind, daß die Innenflächen der Flansche des äußeren Segmentes in zwischen dem Boden und den Stegen des Innensegmentes vorgesehene Abstufungen eingreifen und die Flansche des Innensegmentes sich zwischen den Innenflächen der Abstufungen des äußeren Segmentes auf dessen Boden abstützen und wobei vor und hinter der Stirnseite des Innensegmentes mindestens ein das Aufweiten des Außensegmentes begrenzendes Klemmelement angeordnet ist

Ein solcher Ausbau ist Gegenstand eines älteren Rechtes (Patentanmeldung P 25 50 577.5). Der für den Ausbauwiderstand eines solchen Ausbaus maßgebliche Einschubwiderstand der Überlappungen beruht bei diesem Ausbau maßgeblich auf dem Reibungswiderstand, den das zusammengedrückte Ende des Innensegmentes in dem an die Überlappung anschließenden Teil des Außensegmentes findet und auf der Reibung zwischen dem Innensegment und dem überschiebenden Ende des Außensegmentes.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, den Ausbau nach dem älteren Vorschlag so weiterzubilden, daß der Einschubwiderstand nicht mehr, wie bei dem Gegenstand des älteren Vorschlages, in der Hauptsache durch die zwischen den Enden der Profilsegmente herrschenden Reibungskräfte, sondern hauptsächlich durch die beim Einschieben der Teile zu leistende Verformungsarbeit aufgebracht wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das vor der Stirnseite des Innensegmentes angeordnete Klemmelement als Verformungselement des äußeren Profilquerschnittes ausgebildet ist und mit einem Keilsystem zusammenwirkt, das sich zusammensetzt aus awei jeweils zwischen die Stege des Innen- und

JO des Außensegmentes ohne Spiel eingreifenden Außenkeilen und einem zwischen die Flansche des Innensegmentes eingreifenden Innenkeil.

Durch die Ausbildung des Klemmelementes als Verformungselement wird der Querschnitt des Außen-Segmentes vor der Stirnseite des Innensegmentes weiter verkleinert Dieser Querschnitt wird beim Einschieben der Überlappung mit Hilfe des Keilsystemes wieder aufgeweitet. Die hierbei geleistete Verformungsarbeit bestimmt den Ausbauwiederstand maßgeblich. Die Anordnung der Keile verhindert jedoch außerdem eine Verformung des Innenprofiles, so daß der Ausbauwiderstand über beliebige Einschubwege nahezu konstant bleibt.
Ein vorbekannter Ausbau aus Profilsegmenten von gleichem, U-förmigen Querschnitt und ungleichsinniger Anordnung in den Überlappungen benutzt zur Erzeugung des Einschubwiderstandes die Verformungsarbeit, die an einem Zugband geleistet werden muß, das zwischen die Profile eingelegt wird (DE-AS 10 22 989).

Mit einem derartigen Zugband wird die Verformungsarbeit jedoch auf einen Materialbereich beschränkt, der wesentlich kleiner als der eines Ausbausegmentes ist, an dem erfindungsgemäß die zur Erzeugung des Ausbauwiderstandes führende Verformungsarbeit geleistet wird.

Es war ferner ein Streckenausbau aus nachgiebig miteinander zu Ausbaurahmen verbundenen Profilstahlsegmenten von ungleichem, U-förmigen Querschnitt bekannt, der von einem Boden und schwach konvergierenden Stegen und Flanschen gebildet wird (DE-PS 6 82 147). Der Ausbauwiderstand wird hierbei durch Schrauben mit einem entsprechend der Neigung der Flansche gestalteten keilförmigen Kopf erzeugt, der in den Hohlraum des Innenprofils eingreift, wobei die Schraube auf einem auf dem äußeren Profil abgestützten Klemmbügel gefestigt ist Abgesehen davon, daß eine solche Anordnung zur Erzeugung des Einschubwiderstandes für die Verbindung von Profilstahlseg-

menten mit gleichem Querschnitt, die ungleichsinnig ineinander gelegt sind, nicht anwendbar ist, hängt die Verformungsarbeit von der Formsteifigkeit der Profile ab, die zur Erzeugung genügender Einschubwiderstände nicht ausreichend ist

Schließlich ist es an einem aus Rohrprofilen bestehenden Streckenausbau bekannt gewesen (DE-PS 9 39 565), den Einschubwiderstand der in den Überlappungen mit einer Rohrschelle zusammengehaltenen Profile durch Senk- bzw. Druckschrauben zu erzielen. Da sich mit solchen Schrauben nur verhältnismäßig geringe Materialmengen verdrängen lassen, reicht auch bei einem solchen Ausbau der mit einer noch praktsich möglichen Anzahl von Schrauben erzielbare Einschubwiderstand nicht aus.

Vorzugsweise wird an dem erfindungsgemäßen Ausbau ein vorgewählter Einschubwiderstand fest eingestellt Das ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch möglich, daß die Neigung der Keile nach einem gewünschten Einschubwiderstand gewählt wird. Je nach den örtlichen Verhältnissen wählt man den betreffenden Einschubwiderstand. Um Verwechslungen auszuschließen, kann man gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung das Keilsystem jeweils entsprechend dem zu erreichenden Einschubwiderstand farblich oder durch Markierungen kennzeichnen.

Vorzugsweise begrenzt man ferner bei dem erfindungsgemäßen Ausbau die Verformung des Außenprofils hinter dem als Verformungselement ausgebildeten Klemmelement Dazu sieht die Erfindung vor, hinter der Stirnseite des Innensegmentes ein Klemmelement als Führungslasche auszubilden und anzubringen, da:- mit einem Kragen versehen wird, der die Stirnfläche des Außenprofilsegmentes umfaßt, so daß eine Mitnahme gewährleistet ist

Um im übrigen die Mitnahme der Verformungslasche zu gewährleisten, kann diese mit an sich bekannten Anschlagelementen versehen werden, die ein Mitnehmen über das Innenprofilsegment hinaus verhindern.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Figuren der Zeichnung wiedergegeben sind; es zeigt

F i g. 1 einen dreiteiligen Ausbaurahmen gemäß der Erfindung in Ansicht,

F i g. 2 in der F i g. 1 entsprechender Darstellung einen vierteiligen Ausbaurahmen,

F i g. 3 in abgebrochener Darstellung eine Draufsicht auf die Überlappung,

Fig.4 einen Querschnitt durch die ineinander gelegten Profilsegmente im Bereich der Überlappung bei einer von der Darstellung der F i g. 3 abweichenden Ausführungsform.

Fig.5 das Keilsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 in entsprechender Draufsicht,

Fig.6 in der Fig.4 entsprechender Darstellung einen Querschnitt durch eine Ausführungsform mit einem Keilsystem nach F i g. 5 und

F i g. 7 in der F i g. 6 entsprechender Darstellung einen Querschnitt zur Darstellung der Führungslasche.

Der Streckenausbaurahmen nach F i g. 1 besteht aus zwei Stempel-Innenprofilsegmenten 2 und einem Kappen-Außenprofilsegnif"" - *~>ie oberen Enden der beiden Innenprofilsegmente 2 sind zusammengedrückt, so daß die aufgeweiteten Enden des Außenprofilsegmenten 1 ungleichsinnig eingelegt werden können. Die Überlappung ist mit 7 bezeichnet.

F i g. 2 zeigt einen vierteiligen Ausbaurahmen, der aus zwei Innen- und zwei Außenprofilsegmenten 1, 2 zusammengesetzt ist In der Firste stoßen zwei aufgeweitete Außenprofilsegmente 1 gegeneinander. Der Ausbaubogen wird durch das Verbindungselement 13 zusammengehalten, das aus einem zusammengedrückten Innenprofilstück besteht und auf diese Weise in die aufgeweiteten Enden der Außenprofilsegmente eingelegt werden kann.

Gemäß Fig.3 werden auf das bereits wieder zusammengedrückte Außenprofilsegment 1, in das das

ίο Innenprofilsegment 2 eingeführt ist, die Verformungslasche 10 und die Führungslasche 11 aufgesetzt die Laschen 10,11 sind durch Schrauben 19a, b zusammengehalten. Die Verformungslasche 10 hat Anschlagelemente 28, die ein Mitnehmen über das Innenprofilsegment hinaus verhindern, so daß sie ihren Sitz im Verhältnis zum sich einschiebendenlnnenprofilsegmentende nicht verändert Der fixierte Sitz der Verformungslasche ist deshalb wichtig, weil sie den Querschnitt festlegt, durch den das zusammengedrückte Innenprofilsegment 2 beim Einschieben hindurchgezwängt werden muß.

Die Führungslasche 11 sitzt auf dem Ende Yi des Außenprofilsegmentes 1 und trägt einen Kragen 18, um sicherzustellen, daß die Führungslasche 11 jeweils über dem Ende 17 verbleibt und nicht durch das einschiebende Innenprofilsegment 2 verschoben wird.

Das Ende 16 des Innenprofilsegmentes 2 ist zusammengedrückt Zur Verdeutlichung ist der Bereich, auf dem das Segment 2 zusammengedrückt ist, nur kurz gezeichnet. Auf das Ende 16 ist das Keilsystem 8 aufgesetzt, das beim Einschieben den vorgesehenen Einschubwiderstand erzeugt Die Flanken des Keilsystems 8 weisen eine Neigung von mindestens 6° auf, so daß eine Selbsthemmung erreicht wird und sichergestellt ist, daß das Keilsystem 8 beim ruckartigen Einschieben nicht abgeschleudert wird.

Nach dem Ineinanderlegen von Außen- und Innenprofilsegment werden die Flansche 5 des Außenprofilsegmentes 1 durch eine Vorrichtung wieder zusammengedrückt, so daß die Flansche 4 des Außenprofilsegmen · tes 1 in die Abstufungen 3 des Innenprofilsegmentes 2 eingreifen. Dieses Zusammendrücken kann auch durch eine oder mehrere z. B. aus Federstahl bestehende Klemmen 12 (Fig.4) erwirkt werden, wobei die Klemme zweckmäßig auch nach Fertigstellung des gesamten Ausbaubogens nicht abgenommen wird. Ein Abrutschen der Klemme 12 wird zweckmäßig dadurch verhindert, daß die auf das Außenprofilsegment 1 aufzusetzenden Flächen der Klemme 12 eine den Flanschen 5 gleiche Neigung aufweisen bzw. daß die Klemmenenden 23 zum Klemmenboden 24 hin umgebogen sind.

F i g. 5 zeigt ein Keilsystem 8, das z. B. aus zwei Außenkeilen 20 und einem Verbindungsteil 21 besteht.

Dieses Verbindungsteil 21 ist aus Fertigungsgründen massiv, kann aber auch hohl bzw. nach unten hin offen sein.

Die Lage des Keilsystems 8 zeigt F i g. 6, wobei in das Keilsystem der Einziehkeil 9 integriert ist. Das Keilsystem wird nach Aufstellen des Ausbaubogens in die Hohlräume zwischen die Flanschen 5a, b des Außen- und Innenprofilsegmentes 1,2 und die Flanschen 4a des Innenprofilsegmentes 2 mechanisch gedrückt bzw. geschlagen, bis es die für den Zieleinschubwiderstand notwendige Tiefe bzw. Lage erreicht hat. Durch das Eintreiben des Keils 8, 9 werden die Reibungsflächen 26a—e geschaffen. Die abgeflachte Spitze des Keils 9 bzw. Keilteils 9 stößt gegen den Boden 6 des

Außenprofilsegmentes 1. Beim Eintreiben des Keilsystems 8 wird dieses mit den vorgesehenen Einkerbungen 27 auf den Flansch 5b des Innenprofilsegmentes 2 gezwängt, wodurch die Lage des Keilsystems 8 zusätzlich gesichert ist.

Eine Führungslasche 11 zeigt Fig.7. Derartige Laschen können aus zwei Teilen und zwei Schrauben 19a oder aus einem Teil und einer Schraube 19 bestehen. Beide Laschenformen sind angedeutet bzw. gezeichnet, wobei in beiden Fällen eine Lasche wiedergegeben ist, die der Form des U-Profils des Ausbaus angepaßt ist.

Um sicherzustellen, daß die Führungslasche 11 immer 'am Ende des Außenprofilsegmentes 1 verbleibt, trägt die Führungslasche 11 einen Kragen 18. Durch den Kragen 18 nimmt das einschiebende Außenprofilsegment 1 die Führungslasche 11 mit, wodurch ein ungewolltes öffnen des Außenprofilsegmentes 1 verhindert wird. Das gleiche gilt für die Verformungslasche 10, die über ein Anschlagelement 28 verfügt, durch das sichergestellt ist, daß die Verformungslasche jeweils ihren Sitz über dem Ende des zusammengedrückten Innenprofilsegmentes behält

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Streckenausbau für den Berg- und Tunnelbau aus nachgiebig miteinander zu Ausbaurahmen verbundenen Profilstahlsegmenten von gleichem, U-förmigem Querschnitt, der von einem Boden, schwach konvergierenden Stegen und Flanschen gebildet wird, wobei benachbarte Segmente des Rahmens in ihrem Überlappungsbereich, in dem das Ende des äußeren Segmentes aufgeweitet und das Ende des Innensegmentes zusammengedrückt ist, ungleichsinnig derart ineinandergeschoben sind, daß die Innenflächen der Flansche des äußeren Segmentes in zwischen dem Boden und den Stegen des Innensegmentes vorgesehene Abstufungen eingreifen und die Flansche des Innensegmentes sich zwischen den Innenflächen der Abstufungen des äußeren Segmentes auf dessen Boden abstützen und wobei vor und hinter der Stirnseite des Innensegmentes mindestens ein das Aufweiten des Außensegmentes begrenzendes Klemmelement angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das vor der Stirnseite des Innensegmentes (2) angeordnete Klemmelement als Verformungselement (10) des äußeren Profilquerschnittes ausgebildet ist und mit einem Keilsystem (8) zusammenwirkt, das sich zusammensetzt aus zwei jeweils zwischen die Stege (5b) des Innen- und des Außensegmentes ohne Spiel eingreifenden Außenkeilen (20) und einem zwischen die Flansche (4a,) des Innensegmentes (2) eingreifenden Innenkeil (9).

2. Ausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Keile (9, 20) nach einem gewünschten Einschubwiderstand gewählt ist.

3. Ausbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Keilsystem (8) jeweils entsprechend dem zu erreichenden Einschubwiderstand farblich oder durch Markierungen gekennzeichnet ist.

4. Ausbau nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das hinter der Stirnseite des Innensegmentes (2) angebrachte Klemmelement als Führungslasche (ti) ausgebildet und mit einem Kragen (18) versehen ist, der die Stirnfläche des Außenprofilsegmentes (1) umfaßt.

5. Ausbau nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungslasche (10) an sich bekannte Anschlagelemente (28) aufweist, die ein Mitnehmen über das Innenprofilsegment hinaus verhindern.