LATTICE TRUSS FOR TUNNELLING

Abstract: 1. Skull-cap-bottom-girder (10) configured as lattice support for the proceeding skull-cap of a tunnel break-out method, which girder is connectable at its one end by means of a connector with a free end of the leading skull-cap-bottom-girder within the propulsion with respect to upright downwardly and laterally directed forces in a bending strength manner, which girder is provided at each end with one support endplate as base of an U-profile piece (13 ; 14) protruding beyond the ends of the latticerods (11a ; 11b) of the support, the arms of the U-profile piece are welded to the lattice-rods, whereas a connecting member (16) rigidly protrudes from one support end vertically over the support endplate and through a passage opening of a tension wedge (19) supported on the backside of the support endplate of an adjacent skull-cap-bottom-girder, characterized in that the connecting member is a connecting plate (16) welded on two girder rods (11a) vertically with respect the direction of the U-profile, which connecting plate is provided symmetrically with respect to the axis of the support with two apertures (17) having an intermediate distance which is less by one apertures diameter than free distance of the arms of the U-profile pieces (13, 14) and that a mounting support (18) protrudes from the support end opposite to the connecting plate (16) and essentially parallel thereto at the opposing end of the U-profile piece (13).

Description: Als Gitterträger ausgebildeter Kalottenfussbalken Die Erfindung betrifft einen als Gitterträger ausgebildeten Kalottenfussbalken für den voreilenden Kalottenvortrieb im Tunnel-Teilausbruchverfahren, der mit seinem einen Ende mittels einer Anschlussverbindung mit dem freien Ende des i-m Vortrieb vordersten Kalottenfussbalkens bezüglich senkrecht nach unten und seitlich gerichteter Kräfte biegemomentsteif verbindbar ist und an beiden Enden je eine über die Enden der Gurtstäbe des Trägers vorstehende Trägerabschlussplatte in Gestalt des Steges eines U-Profilstückes aufweist, dessen Schenkel mit den Gurtstäben verschweisst sind, während ein Verbindungsglied starr von einem Trägerende senkrecht über die Trägerabschlussplatte vorsteht und eine Durchtrittsöffnung für einen sich auf der Rückseite der Trägerabschlussplatte eines angrenzenden Kalottenfussbalkens abstützenden Spannkeil aufweist. Grundsätzlich sind aus der AT-PS 344 887 für das freie Vorpfänden geeignete, biegemomentsteif miteinander verbindbare Kalottenfussbalken bekannt, welche jedoch nicht als Gitterträger ausgebildet sind. Ein Gitterträger eingangs beschriebener Art ist aus der DE-OS 30 14 402 bekannt, findet jedoch im Tunnelausbau seine Anwendung als Teil bogenförmiger Aussteifungsel emente. Die Verbindungskupplung des bekannten Gitterträgers weist nun mehrere Nachteile auf. Die U-Profilstücke, die zwischen die Gurtstäbe der Gitterträgerenden eingeschweisst werden müssen, müssen in unterschiedlicher Weise bearbeitet werden. Während das eine U-Profilstück mit drei Bohrungen versehen werden muss, wobei in zwei dieser Bohrungen eine Rundstaböse einzuschweissen ist, muss das zweite U-Profilstück ebenfalls eine Bohrung und zusätzlich ein Langloch aufweisen, was nur durch Fräsen, Ausbrennen oder Ausstanzen herzustellen ist. Neben den dafür entstehenden wesentlichen Kosten wird durch das Langloch die Festigkeit des U-Profilsteges erheblich vermindert. Darüber hinaus ist jedoch auch der Arbeitsablauf beim Verbinden zweier Gitterträgerenden umständlich. Zunächst muss die in das eine U-Profilstück eingeschweisste Rundstaböse durch das Langloch des anderen Profil stückes hindurchgesteckt und auf dessen Rückseite vorläufig verkeilt werden, bis dann die endgültige Verbindung der Trägerenden mittels eines mit Schraubenschlüsseln festzuziehenden Schraubbolzens hergestellt wird, der durch jeweils ein Loch im Steg der Profil stücke durchgesteckt werden muss, was voraussetzt, dass diese Löcher ziemlich genau fluchten. Oberdies ist in dem sehr beengten Bereich, in dem beim voreilenden Kalottenvortrieb ein solcher Schraubbolzen eingesetzt und festgezogen werden muss, die Handhabung äusserst eingeschränkt und damit schwierig durchzuführen. Aus diesen Gründen liegt, ausgehend von einem als Gitterträger ausgebildeten Kalottenfussbalken eingangs aufgeführter Art, der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Gitterträger zu schaffen, bei dem die Verbindungselemente der aneinanderzuschliessenden Trägerenden sehr einfach und dabei so ausgebildet sind, dass durch das Einschlagen von Spannkeilen aus einer am Einsatzort besonders gut zugänglichen Richtung sogleich die exakte, endgültige Verbindung hergestellt ist, die die Biegesteifigkeit in den benötigten Richtungen und die Torsionssteifigkeit ergibt. Die Lösung dieser Aufgabe geschieht mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs. Das Aneinandersetzen der erfindungsgemässen Kalottenfussbalken ist gegenüber dem Herkömmlichen wesentlich vereinfacht, da lediglich von oben, wo beim voreilenden Kalottenvortrieb bereits ausreichend Raum freigebrochen ist, nur zwei Spannkeile eingeschlagen zu werden brauchen, um die endgültige Verbindung herzustellen, wobei durch die erfindungsgemässe Anordnung der Bohrungen in der Verbindungsplatte auch eine exakte Ausrichtung des neu angesetzten Gitterträgers gegenüber dem vorherigen gewährleistet ist. Neben der Biegesteifigkeit der Verbindung bezüglich vertikal von oben am angesetzten Gitterträger angreifender Belastungskräfte ist ausserdem aufgrund der zwei Spannkeile eine hohe Biegefestigkeit bezüglich horizontal angreifender Kräfte und zudem eine hohe Torsionsfestigkeit gegeben, da sich die eingeschlagenen Spannkeile an den Innenseiten der Schenkel der U-Profilstücke abstützen. Hierfür ist durch die erfindungsgemässe Lochabstandsbemessung gesorgt. Die Verbindungskupplung ist auch einfacher zu fertigen. Die U-Profilstücke benötigen keinerlei Bearbeitung. Lediglich in der Verbindungsplatte sind zwei weitere Bohrungen für die Spannkeile anzubringen. Der Vorteil der Einfachheit bei der Handhabung des erfindungsgemässen Kalottenfussbalkens unter den erschwerten Arbeitsbedingungen am Einsatzort wird ergänzt durch den weiteren Vorteil, dass durch den charakterisierten Lochabstand einerseits eine genaue Ausrichtung in seitlicher Richtung wie auch die gewünschte Torsionssteifigkeit durch die Anlage der Spannkeilbolzen an den Innenseiten der U-Profilschenkel gewährleistet ist, während durch die Montagestütze die vertikale Ausrichtung der Verbindungsstelle einerseits und andererseits ein Gegenlager für die beim Einschlagen der Spannkeile auftretenden Reibungskräfte gegeben sind. Im folgenden wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargelegten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die beiden Enden eines als Gitterträger ausgebilde ten Kalottenfussbalkens gemäss der Erfindung in Sei tenansicht; Fig. 2 denselben Kalottenfussbalken in Draufsicht; Fig. 3 die Anschlussverbindung zweier zusammengefügter Kalottenfussbalken in Seitenansicht. Der in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnete Kalottenfussbalken der Figuren 1 und 2 hat rechteckigen Querschnitt mit vier an den Kanten verlaufenden Gurtstäben, deren obere mit 11a und deren.,uratere mit lib bezeichnetnd Diese Gurtstäbe sind durch mit ihnen verschweisste Gitterversteifungen 12 miteinander verbunden. An beiden Enden sind als geringfügig über die Enden der Gurtstäbe liga, lib vorstehende, zu ihnen senkrecht verlaufende Trägerabschlussplatten U-Profilstücke 13, 14 so zwischen die Gurtstäbe eingeschweisst, dass jeweils ein Schenkel 13b, 14b der U Profilstücke 13, 14 einen oberen und einen unteren Gurtstab lla, lib miteinander verbindet. Die Stege 13a, 14a stellen die Trägerabschlussplatten dar. Das eine U-Profil stück 14 ist in seinem Inneren durch eingeschweiSte Platten 15 ausgesteift, welche die Enden der Schenkel 14b mit der Mitte des Steges 14a verbinden. Auf das obere Ende des anderen U-Profilstücks 13 ist dagegen eine Verbindungsplatte 16 aufgeschweisst, die zugleich mit den oberen Gurtstäben lla verschweisst ist und vom Gitterträger weg über die Trägerabschlussplatte 13a vorsteht. In diesem vorstehenden Bereich weist die Verbindungsplatte 16 zwei Löcher 17 auf, die im vorliegenden Fall kreisförmig sind, um, wie später noch erläutert wird, Spannkeilbolzen aufzunehmen. Diese Löcher können jedoch auch eingestanzte Schlitze für flache Spannkeile sein. Der Verbindungsplatte 16 gegenüber ist auf der Unterseite des U-Profilstücks 13 eine Montagestütze 18 festgeschweisst, deren Abstand von der Verbindungsplatte 16 mit zunehmender Entfernung von der Trägerabschlussplatte 13 geringfügig zunimmt. Die Figur 3 zeigt die biegemomentsteife Verbindung zweier erfindungsgemässer Kalottenfussbalken 10 und 10'. Zur Herstellung dieser Verbindung werden der Kalottenfussbalken 10 mit seinem das U-Profilstück 14 aufweisenden Ende und der Kalottenfussbalken 10' mit seinem das U-Profilstück 13' sowie die Verbindungsplatte 16' und die Montagestütze 18' tragenden Ende aneinandergeschoben, wobei die Abstandserweiterung zwischen der Montagestütze 18' und der Verbindungsplatte 16' das Vordringen des Gitterträgers 10 bis gegen die Trägerabschlussplatte 13a erleichtert. Werden im zusammengeschobenen Zustand dann konische Spannkeilbolzen 19 durch die Löcher 17 eingesetzt und eingeschlagen, wobei die Montagestütze 18' das Weggleiten des Kalottenfussbalkens 10 nach unten verhindert, ist eine vollkommen biegesteife, sehr einfache Verbindung der in waagerechter Richtung zueinander ausgerichteten Kalottenfussbalken 10 und 10' hergestellt. Für die exakte Ausrichtung der Kalottenfussbalken 10 und 10' in seitlicher Richtung ist dadurch Sorge getragen, dass die Löcher 17 symmetrisch zur Längsachse des Trägers 10 angeordnet und ihr Lochmittenabstand so gewählt ist, dass er um einen Lochdurchmesser geringer als der lichte U-Profilschenkelabstand ist, so dass die Spannkeilbolzen 19 sich nicht nur auf der Innenseite des Steges 14a, sondern auch an den Innenseiten der Schenkel 14b abstützen. Die mit sehr einfachen Mitteln herzustellende Verbindung der Kalottenfussbalken schafft die für das Vorpfäden erforderliche Biegesteifigkeit in den benötigten Richtungen und ausserdem eine exakte Ausrichtung des vorgepfändeten Kalottenfussbalkens gegenüber dem bereits in der Kalotte verankerten. Darüberhinaus ist die Verbindung torsionssteif.

Claims: Patentanspruch Als Gi tterträger ausgebildeter Kalottenfussbalken für den voreilenden Kalottenvortrieb im Tunnel-Teilausbruchverfahren, der mit seinem einen Ende mittels einer Anschlussverbindung mit dem freien Ende des im Vortrieb vordersten Kalottenfussbalkens bezüglich senkrecht nach unten und seitlich gerichteter Kräfte biegemomentsteif verbindbar ist und an beiden Enden je eine über die Enden der Gurtstäbe des Trägers vorstehende Trägerabschlussplatte in Gestalt des Steges eines U-Profilstückes aufweist, dessen Schenkel mit den Gurtstäben verschweisst sind, während ein Verbindungsglied starr von einem Trägerende senkrecht über die Trägerabschlussplatte vorsteht und eine Durchtrittsöffnung für einen sich auf der Rückseite der Trägerabschlussplatte eines angrenzenden Kalottenfussbalkens abstützenden Spannkeil aufweist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t dass das Verbindungsglied eine auf zwei Gurtstäben (11a) aufgeschweisste, senkrecht zum U-Profilverlauf gerichtete Verbindungsplatte (16) ist, in der sich symmetrisch zur Trägerachse zwei Löcher (17) mit einem Lochmittenabstand befinden, der um einen Lochdurchmesser geringer als der lichte Schenkelabstand der U-Profilstücke (13, 14) ist, und dass, der Verbindungsplatte (16) gegenübergestellt und zu ihr im wesentlichen parallel, am gegenüberliegenden Ende des U-Profilstückes (13) vom Trägerende eine Montagestütze (18) absteht.

Inventors: SEIZ, RUDOLF, DIPL.-ING.
Applicants: TUNNEL AUSBAU TECHNIK G.M.B.H.
Application year: 1984
Main classification: E21D11
IPC codes: E21D11