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WO1997013054A1 - Segment zur auskleidung von hohlräumen - Google Patents

Segment zur auskleidung von hohlräumen Download PDF

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Publication number
WO1997013054A1
WO1997013054A1 PCT/AT1996/000174 AT9600174W WO9713054A1 WO 1997013054 A1 WO1997013054 A1 WO 1997013054A1 AT 9600174 W AT9600174 W AT 9600174W WO 9713054 A1 WO9713054 A1 WO 9713054A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
dowel
segment
segment according
tube
main body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/AT1996/000174
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Harald Wagner
Alfred Schulter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
D2 Consult Dr Wagner/dr Schulter GmbH
Original Assignee
D2 Consult Dr Wagner/dr Schulter GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AT202995A external-priority patent/AT404158B/de
Application filed by D2 Consult Dr Wagner/dr Schulter GmbH filed Critical D2 Consult Dr Wagner/dr Schulter GmbH
Priority to AU71198/96A priority Critical patent/AU7119896A/en
Priority to US08/849,096 priority patent/US5992118A/en
Priority to DE59607315T priority patent/DE59607315D1/de
Priority to EP96932362A priority patent/EP0791125B1/de
Priority to AT96932362T priority patent/ATE203305T1/de
Priority to DK96932362T priority patent/DK0791125T3/da
Publication of WO1997013054A1 publication Critical patent/WO1997013054A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased 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, in particular for tunnel expansion, with an essentially shell-shaped main body which is delimited by an inner surface, an outer surface and by edge surfaces, at least one opening being provided on the edge surfaces for receiving an anchor
  • tubbing removal method is often used for the removal of tunnels, shafts or the like. Individual tubing segments are required in the tunnel that has just been broken out and put together to form a complete lining in order to accelerate the removal and to automate the removal allow, tubbing segments are increasingly used, which provide a positive connection of adjacent segments. This positive connection is realized in many cases by the penetration of a dowel into a corresponding hole in the adjacent segment
  • a problem with this type of connection is that, due to tolerances, measurement errors and the like, it is not readily possible to manufacture and install segments in such a way that the dowels are exactly aligned with the associated bores. It is therefore generally necessary to allow a certain radial offset between the axis of the dowel and the axis of the hole into which the dowel is to penetrate, without affecting the function
  • EP-A 100 771 also describes an invention for connecting segments which deals with the problem described above.
  • This known connection essentially consists of dowel sleeves into which a dowel is to be inserted by force fit. Now one To allow compensation in the radial direction, the dowel sleeves are tapered in the area of their opening, which enables the dowel to deform accordingly at this point. However, this means that the dowels must be made correspondingly soft and flexible in order to do this To enable deformation. Accordingly, a large number of dowels are necessary to achieve a certain holding force.
  • a tunnel lining is also known in which the holes for receiving the dowels are equipped with spring washers. These spring washers allow a certain radial compensation if inaccuracies should occur during manufacture. Due to the spring property and the essentially only point-shaped contact between the spring ring and dowel, however, a reliable hold of the dowel in the segment provided with the hole is not possible.
  • the object of the present invention is to create a segment of the type described above, which is easy to manufacture, is unproblematic to use and which in particular enables compensation of displacements in the radial direction of the dowel
  • the opening is formed from an essentially cylindrical bore into which a tube which can be deformed to a limited extent projects, a distance being provided between the outer circumference of the tube and the wall of the bore.
  • the present invention can be applied to segment connections in which the two segments to be connected have openings opposite one another, a separately produced dowel being driven into one of these openings before removal. It is both possible that one of the two openings is designed in the manner according to the invention, and that both openings are designed according to the invention. In the same way, however, it is also possible for dowels to be integrally formed on one of the segments to be connected, which are then driven into the openings of the other segment designed according to the invention.
  • a particular advantage of the present invention is that the design of the dowel is practically arbitrary according to the respective requirements and that the dowel can in particular be manufactured completely rigid.
  • the anchor Due to the essentially plastic deformation of the pipe, the anchor is securely held with great strength after the connection has been made. It is particularly advantageous that the deflection of the tube in the radial direction is limited by the wall of the bore, so that kinking or other damage cannot occur even when handled incorrectly
  • the manufacture of the segment according to the invention is particularly facilitated in that a deformable material is arranged in the distance between the bore and the tube.
  • the deformable material acts in the form of a lost formwork, which significantly reduces the effort
  • the insertion of the dowel is facilitated in that the tube is preferably essentially flush with the edge surface and is widened outwards in the region of the edge surface.
  • the sufficient deformation of the tube can be ensured in an advantageous manner in that the tube is designed as a steel tube which is molded into the main body of the segment, the bore preferably being deeper by at least 10%, preferably by at least 20%, of the diameter of the tube is designed as the intended penetration depth of the anchor. It is particularly preferred if the gap is between 5% and 20% of the diameter of the tube.
  • the present invention relates to an arrangement of segments of the type described above and a segment to be connected to it, which has formed at least one dowel which is formed in one piece with the main body. This results in a particularly stable connection with simple and inexpensive production.
  • the segments in such a way that the segment has a dowel which is formed essentially in one piece from the same material as the main body of the segment. In this way it is possible to produce a positive connection, whereby the strength of the base material is used. In addition, simple manufacture of the segments is possible in this way. A further increase in strength arises if the test elements are provided, which extend from the base body to the dowel. Further preferred embodiment variants of the invention are presented in the remaining subclaims.
  • Fig. 2 shows the segments of Fig. 1 during assembly
  • Fig. 4 schematically shows the cross section of the tube from the segment shown in Fig. 3;
  • FIG. 6 schematically shows a cross section of the sheathing tube of the dowel of the segment from FIG. 5;
  • FIG. 8 shows a section of a segment according to a further embodiment variant of the invention with a receiving opening in section
  • Fig. 10 shows an embodiment of the present invention in a section correspondingly to the Fig. 8 ' Figure 1 1 the penetration of a dowel of a segment in a receiving opening.
  • 12 and 13 further embodiments of the present invention in one
  • a tube 4 is arranged, which is formed concentrically to the opening 3, but whose outer diameter is smaller than the inner diameter of the opening 3. This creates a distance a between the tube 4 and the opening 3.
  • a layer 6 of deformable material is interposed between the tube 4 and the opening 3.
  • the tube 4 is provided in the region of an edge surface 7 of the segment 1 with a conical extension 4a in order to facilitate the penetration of the dowel 5.
  • this is anchored in the main body of the segment 1 by pouring it into the concrete from which the segment 1 is made.
  • the segments 1 and 2 also have sealing elements 8 on their contact surface, and they are provided with reinforcements 9 in their edge region.
  • the dowel 5 is formed essentially in one piece with the base body of the segment 2 made of concrete and clad on the outside with a tube 10 made of steel. 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. Since the dowel 5 is also beveled at its front end, there is a total area D within which a lateral displacement of the tube 4 in the radial direction is possible
  • FIG. 2 shows the segments 1 and 2 during assembly before the final installation position is reached.
  • the lateral displacement of the two segments 1 and 2 is also indicated in this FIG. Otherwise, FIG. 2 corresponds to FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a detail of the segment 1 from FIG. 1, the penetrating dowel 5 being shown with broken lines. This figure is intended in particular to represent the upgrading of the pipe 4 by the dowel 5, as a result of which the non-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 when inserting the dowel 5.
  • 5 shows the design of a dowel 5 in a segment 2 in detail, a reinforcement 12 being provided for anchoring the tube 10 of the dowel 5.
  • FIG. 6 shows that the tube 10 has a circular cross section
  • the segment 1 is generally constructed from a main body 20 which is hexagonal and is accordingly delimited by six edge surfaces 21.
  • An outer surface 22 of the 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 at the same distance from one another, which are designed in the manner according to the invention corresponding to FIGS. 1 and 2 of this type can be assembled in the form of a honeycomb during expansion, resulting in a particularly dimensionally stable bond
  • 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, the is limited by a top surface 5b
  • an insert 55 made of a to a certain extent compliant plastic is attached to the conical wall 54a of the receiving opening 54 and is pressed together by the penetration of the dowel 5, as indicated by the broken line 56 In this way, tolerances and other deviations can be compensated to a certain extent. This is particularly important in tunnel constructions in which the tunnel axis is curved, since it is particularly difficult here to achieve an exact fit of the individual segments
  • FIG. 11 A preferred embodiment variant of a locking element 57 is shown in FIG. 11.
  • the locking element 57 consists of a thin-walled sheet metal and is constructed from a conical section 57a, which is fastened to the conical section 53a of the dowel 5 ⁇ cut 57b, which is delimited by an essentially flat end plate 57c.
  • radial slots 57d are cut in at certain distances in order to facilitate the deformation.
  • FIG. 12 Other variants for locking are shown in FIG. 12.
  • An elastic locking element 59 is attached to the conical section 53 a of the dowel 5
  • a cushion 59a made of compressible material, such as foam, is provided within a projection. In the position shown in FIG. 12, the cushion 59a is already compressed by the surface 54a.
  • an annular groove 58 is now provided in a conical section 54a, as indicated in the left half of FIG. 12, an essentially form-fitting connection is formed if, when the plug 5 penetrates further, the locking element 59 into the Nut 58 snaps into place.
  • the groove 58 is not provided, as in the right half of FIG. 11, the locking effect is significantly less, but it is possible to a greater extent to make lateral deviations between the dowel 5 and the receiving opening 54 balance.
  • FIG. 13 shows a ring 60 which is placed on the dowel 5 and which can serve as a locking element.
  • a ring 60 can be combined with a receiving opening 54 with a groove 58 or without a groove.
  • the ring 60 is made of rubber.
  • the ring if the ring is made of metal, then it should be open and a groove 58 should be provided. Conversely, it is also possible for the ring to be inserted in a groove in the receiving opening 54 and to engage in a corresponding groove in the dowel 5.
  • FIG. 14 An alternative embodiment of the receiving opening 54 is shown in FIG. 14, which is essentially cylindrical and which has a cylindrical insert 61.
  • the insert 61 is deformed by the penetration of the conical dowel 5, so that a secure press fit is achieved.
  • the locking element 62 consists of a cover plate 62a, which has projections 62b projecting outward on its circumference. These projections 62b snap into a corresponding shoulder, not shown, in the receiving opening 54 and hold the dowel 5 securely therein.
  • An anchor 62c which is formed in the middle of the cover plate 62a, also represents a reinforcement element for the dowel 5.
  • 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 fastened to the conical surface of the dowel 5.
  • a reinforcement element which is similar to that of FIG. 15, is designed to protrude beyond the edge of the dowel 5 in order to hold a snap ring 65 which protrudes from an annular recess 66 in the dowel 5.
  • the snap ring 65 When inserting the snap ring 65 is pressed radially inward 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 pressed radially inward during assembly so that its edge can be supported on a shoulder 67 of the receiving opening 54.
  • the present invention has proven to be particularly robust, both in the sense that the risk of damage to the segments during manipulation is low, and in the sense that when inaccuracies and the like occur, there is nevertheless a risk of damage largely stable and permanent connection can be achieved

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein 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 Öffnung (3) zur Aufnahme eines Dübels (5) vorgesehen ist. Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass die Öffnung (3) aus einer im wesentlichen zylindrischen Bohrung gebildet ist, in die ein beschränkt verformbares Rohr (4) ragt, wobei zwischen dem äusseren Umfang des Rohres (4) und der Wand der Bohrung ein Abstand (a) vorgesehen ist.

Description

Segment zur Auskleidung von Hohlräumen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Segment zur Auskleidung von Hohlräumen, insbesonders für den Tunnel-Ausbau mit einem im wesentlichen schalenfbrmigen Hauptkorper, der von einer Innenflache, einer Außenflache und von Randflachen begrenzt ist, wobei an den Randflächen mindestens eine Öffnung zur Aufnahme eines Dübels vorgesehen ist
Für den Ausbau von Tunnels, Schachten oder dgl wird häufig das Tübbing Ausbau¬ verfahren verwendet Dabei werden einzelne Tübbing-Segmente in den soeben ausgebrochenen Tunnel gefordert und dort zu einer vollständigen Auskleidung zusammengesetzt Um den Aus¬ bau zu beschleunigen und um eine Automatisierung des Ausbaus zu ermöglichen, werden zu¬ nehmend Tübbing-Segmente verwendet, die eine formschlussige Verbindung von benachbarten Segmenten vorsehen Diese formschlussige Verbindung wird in vielen Fallen durch das Ein¬ dringen eines Dübels in eine entsprechende Bohrung des benachbarten Segments verwirklicht
Ein Problem bei dieser Art von Verbindungen besteht darin, daß es zufolge von Tole¬ ranzen, 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 da¬ her 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 Tunnel segmente bekannt, die mit Dübeln untereinander verbunden sind, wobei verschiedene Ausfuhrungsvarianten von Dübeln vorgesehen sind, die ein Auseinanderfallen der einzelnen Segmente verhindern sollen, nachdem diese einmal mit¬ einander 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 Unge- nauigkeiten und dergleichen In gewissen Anwendungsfallen führen daher solche Segmente zu Problemen
In der EP-A 100 771 ist weiters eine Erfindung zur Verbindung von Segmenten be¬ schrieben, die sich mit dem oben beschriebenen Problem auseinandersetzt Diese bekannte Verbindung besteht im wesentlichen aus Dubel-Hulsen, in die ein Dübel kraftschlussig einzu¬ führen ist Um nun einen Ausgleich in Radialrichtung zu ermöglichen, sind die Dubel-Hulsen 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 Dem¬ entsprechend ist zur Erzielung einer bestimmten Haltekraft eine große Anzahl von Dübeln not¬ wendig Weiters ist bei dieser Losung nicht möglich, die Dübel in einfacher Weise dadurch her¬ zustellen, daß sie beispielsweise aus Beton mit dem Grundkorper des jeweiligen Segments mit¬ geformt 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 Verzogerun¬ gen 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 er¬ möglichen einen gewissen radialen Ausgleich, wenn Ungenauigkeiten bei der Herstellung auf¬ treten sollten. Durch die Federeigenschaft und durch die im wesentlichen nur punktfbrmige 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.
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 insbeson¬ ders einen Ausgleich von Verschiebungen in Radialrichtung des Dübels ermöglicht
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Öffnung aus einer im wesentlichen zylindrischen Bohrung gebildet ist, in die ein beschränkt verformbares Rohr ragt, wobei zwischen dem äußeren Umfang des Rohres und der Wand der Bohrung ein Ab¬ stand vorgesehen ist.
Wesentlich an der vorliegenden Erfindung ist die besondere Ausbildung der Öffnung, die für die Aufnahme des Dübels bestimmt ist. Grundsatzlich ist die vorliegende Erfindung auf Segment- Verbindungen anwendbar, bei denen beide zu verbindenden Segmente einander ge¬ genüberliegende Öffnungen aufweisen, wobei vor dem Ausbau in eine dieser Öffnungen ein getrennt hergestellter Dübel eingetrieben wird. Dabei ist es sowohl möglich, daß eine der bei¬ den 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 erfin¬ dungsgemäß ausgebildeten Öffnungen des jeweils anderen Segments eingetrieben werden Be¬ sonderer 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 Be¬ schädigungen kommen kann
Die Herstellung des erfindungsgemaßen Segments wird insbesonders dadurch beson¬ ders 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 an¬ geformt 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 Grυndmaterials ausgenützt wird. Weiters ist eine einfa¬ che Herstellung der Segmente auf diese Weise möglich. Eine weitere Erhöhung der Festigkeit ergibt sich, wenn Bewährungselemente 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 Ausfuhrungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren zeigen:
Fig. 1 einen teilweisen Schnitt zweier benachbarter Segmente im verbundenen Zu¬ stand;
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 Seg¬ ments von Fig. 5;
Fig. 7 schematisch die Ausbildung eines erfindungsgemäßen Segments in einer axo- nometrischen Darstellung;
Fig. 8 einen Abschnitt eines Segments nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung mit einer Aufhahmeöffnung im Schnitt,
Fig. 9 einen Abschnitt eines Segments mit einem Dübel imjphnitt,
Fig. 10 eine Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung in einem Schnitt ent¬ sprechend der Fig. 8 ,' Fig. 1 1 das Eindringen eines Dübels eines Segments in eine Aufhahmeöffhung; Fig. 12 und 13 weitere Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung in einer
Darstellung entsprechend der Fig. 1 1 ; 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. 1 1.
In der Fig. 1 ist der Bereich einer Verbindung zwischen einem Segment 1, das mit ei¬ ner Öffnung 3 ausgestattet ist, und einem weiteren Segment 2, das mit einem Dübel 5 ausge¬ stattet ist, dargestellt. In der Öffnung 3 des Segments 1 ist ein Rohr 4 angeordnet, das kon¬ zentrisch 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 ei¬ ner 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, in¬ dem 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 Grundkorper 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 En¬ de abgeschrägt ist, ergibt sich insgesamt ein Bereich D, innerhalb dessen eine seitliche Verset¬ zung 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 Verbin¬ dung erreicht wird. Weiters ist in dieser Fig. ein Verankerungselement 1 1 für das Rohr 4 ein¬ gezeichnet. In der Fig. 4 ist ein Querschnitt des Rohres 4 dargestellt, das in dieser Ausfüh¬ rungsvariante 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 darge¬ stellt, 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 Außenflache 22 des Segments 1 ist konvex, wahrend eine Innenflache 23 konkav ist An einer Randfläche 21 sind zwei Dübel 5 vorgesehen, die wie oben beschrieben ausgebildet sind An der gegenüberliegenden Randflache sind im gleichen Abstand voneinander zwei Öffnungen 3 vorgesehen, die in der erfindungsgemaßen Art entsprechend den Fig 1 und 2 ausgebildet sind Segmente, die in dieser Art ausgebildet sind, können beim Ausbau bienenwabenfbrmig zusam¬ mengesetzt werden, wodurch ein besonders formstabiler Verbund ergibt
In den Fig 8 und 9 sind die allgemeinen Ausführungen der Aufnahmeoffhung 54 bzw des Dübels 5 dargestellt Die Aufnahmeoffhung 54 ist aus einer kegelförmigen Wand 54a auf¬ gebaut, die von einem Boden 54b abgeschlossen ist Die Dübel 5 bestehen ebenfalls aus einer kegelförmigen Wand 5a, die durch eine Deckflache 5b begrenzt ist
Bei der Ausfuhrungsvariante von Fig 10 ist an der kegelförmigen Wand 54a der Auf¬ nahmeoffhung 54 eine Einlage 55 aus einem in einem gewissen Ausmaß nachgiebigen Kunst¬ stoff angebracht, die durch das Eindringen des Dübels 5 zusammengedruckt wird, wie dies durch die unterbrochene Linie 56 angedeutet ist Auf diese Weise können Toleranzen und son¬ stige Abweichungen in einem gewissen Maß ausgeglichen werden Dies ist besonders bei Tun¬ nelbauten wichtig, bei denen die Tunnelachse gekrümmt ist, da es hier besonders schwierig ist, einen exakten Sitz de einzelnen Segmente zu erreichen
In Fig. 1 1 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 53a des Dübels 5 befestigt ist An den kegelförmigen Abschnitt 57a schließt ein vorspringender Ab¬ schnitt 57b an, der von einer im wesentlichen ebenen Abschlußplatte 57c begrenzt ist In dem vorspringenden Abschnitt 57b sind in bestimmten Abstanden radiale Schlitze 57d eingeschnit¬ ten, um die Verformung zu erleichtern Beim Eindπngen des Dübels 5 in die Aufnahmeoffhung 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 kegelför¬ migen 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 Zug¬ kräfte aufnehmen kann
Andere Varianten für eine Vernegelung sind in der Fig 12 dargestellt Ein elastisches Verriegelungselement 59 ist an dem kegelförmigen Abschnitt 53a des Dübels 5 angebracht Innerhalb eines Vorsprunges ist ein Kissen 59a aus kompressiblem Material, wie etwa Schaum¬ stoff, 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 ringför¬ mige 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 vorgese¬ hen, wie in der rechten Hälfte von Fig. 1 1, dann ist die Verriegelungswirkung deutlich gerin¬ ger, aber dafür ist es in größerem Umfang möglich, seitliche Abweichungen zwischen dem Dü¬ bel 5 und der Aufnahmeoffhung 54 auszugleichen.
Die Fig. 13 zeigt einen Ring 60, der auf dem Dübel 5 aufgesetzt ist und der als Ver¬ riegelungselement dienen kann. Analog zu Fig. 11 ist ein solcher Ring 60 mit einer Aufnahme¬ offhung 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 Aufnahmeoffhung 54 eingesetzt ist und in eine ent¬ sprechende Nut in den Dübel 5 eingreift.
In Fig. 14 ist eine alternative Ausbildung der Aufnahmeoffhung 54 dargestellt, die im wesentlichen zylindrisch ist und die einen zylindrischen Einsatz 61 aufweist. Durch das Ein¬ dringen 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 auf¬ weist. Diese Vorsprünge 62b rasten in eine entsprechende, nicht dargestellte Schulter in der Aufnahmeoffhung 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 Bewehrungsele¬ ment 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 Aufnahmeoffhung 54 gepreßt. Im zusam¬ mengebauten Zustand stützt er sich dabei an einer Schulter 67 der Aufnahmeöffüng 54 ab.
Die Fig. 18 zeigt ein weiteres Verriegelungselement 68. In der linken Hälfte der Fig. 17 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 Aufnahmeoffhung 54 abstützen kann. Die vorliegende Erfindung hat sich als besonders robust herausgestellt, und zwar so¬ wohl in dem Sinn, daß die Gefahr von Beschädigungen der Segmente bei der Manipulation ge¬ ring ist, als auch in dem Sinn, daß beim Auftreten von Ungenauigkeiten und dgl. dennoch eine weitgehend stabile und dauerhafte Verbindung erreicht werden kann

Claims

Patentansprüche
1. Segment zur Auskleidung von Hohlräumen, insbesonders für den Tunnel-Ausbau mit einem im wesentlichen schalenfbrmigen Hauptkörper (20), der von einer Innenfläche (23), ei¬ ner Außenfläche (22) und von Randflächen (21 ) begrenzt ist, wobei an den Randflächen (21) mindestens eine Öffnung (3) zur Aufnahme eines Dübels (5) vorgesehen ist, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Öffnung (3) aus einer im wesentlichen zylindrischen Bohrung gebildet ist, in die ein beschränkt verformbares Rohr (4) ragt, wobei zwischen dem äußeren Umfang des Roh¬ res (4) und der Wand der Bohrung ein Abstand (a) vorgesehen ist.
2. Segment nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abstand (a) zwischen Bohrung (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, das in den Hauptkörper (20) des Segments (1) eingeformt ist.
5. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Boh¬ rung (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.
Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
7. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Seg¬ ment 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 Bewäh¬ rungs-Element vorgesehen, das sich bis in den Hauptkörper (20) hinein erstreckt.
9. Segment nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dübel
(5) im wesentlichen kegelstumpfförmig ausgebildet ist.
10. Segment nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Dübel (5) ein Verriegelungselement (57, 59, 60, 62, 65, 68) zur Verstärkung des Eingriffs in eine entsprechende Aufhahmeöffnung (54) vorgesehen ist.
11. Segment nach Anspruch 10, 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 Ausnehmung (58) in der Ausnahmeöffhung (54) in Eingriff kommt.
12. Segment nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsselement (57, 62, 65, 18) einen Federabschnitt aufweist, der beim Eindringen des Dübels (5) in die Auf¬ nahmeoffhung (54) in eine entsprechende Ausnehmung (58) in der Aufnahmeoffhung (54) ein¬ schnappt.
13. Segment nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auf¬ nahmeoffhung (54) ein Verriegelungselement zur Verstärkung des Eingriffs mit einem entspre¬ chenden Dübel (5) vorgesehen ist.
14. Segment nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf¬ nahmeoffhung mit einer nachgiebigen Auskleidung (55, 61) versehen ist.
15. Segment nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Dübel (5) mit einem Abdeckelement (62, 63, 68) versehen ist, das vorzugsweise mit einem Bewäh¬ rungselement verbunden ist, oder einstückig mit diesem ausgeführt ist.
16. Segment nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptköφer (20) im wesentlichen sechseckig ausgebildet ist, und'daß an einer Randfläche zwei oder mehr Dübel vorgesehen sind, und daß an der gegenüberliegenden Randfläche eine entsprechende Anzahl von Ausnehmungen (54) angeordnet ist.
17. Segment nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer weite¬ ren Randfläche Führungsköφer vorgesehen sind, die dazu bestimmt sind, in entsprechende Nuten in einer Randfläche eines benachbarten Segments einzugreifen.
18. Anordnung von Segmenten, bestehend aus einem Segment (1) nach einem der An¬ sprüche 1 bis 6 und einem damit zu verbindenden Segment (2), das mindestens einen Dübel (5) angeformt hat, der einstückig mit dem Hauptköφer (20) geformt ist.
19. Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Dübel (5) von einem Stahlrohr (10) umschlossen ist, das teilweise in den Hauptköφer (20) des Segments (2) einge¬ formt ist.
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