Gitterträger

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gitterträger (1) für Bewehrung und Ausbau im Tunnel-, Berg- und Schachtbau sowie für den konstruktiven Stahlbau oder dergleichen, mit mindestens drei Gurtstäben (2,3,4,5), von denen wenigstens zwei (2,5;3,4) als Obergurt (6) oder Untergurt (7) ausgebildet sind, und die Gurtstäbe (2 bis 5) miteinander verbindenden Aussteifungselementen (10), wobei der Abstand (11) zwischen den wenigstens zwei als Obergurt oder Untergurt ausgebildeten Gurtstäben etwa dem Querschnitt (12) der Aussteifungselemente entspricht und die Aussteifungselemente in der durch den Abstand festgelegten Ebene (13) zwischen den wenigstens zwei Gurtstäben, diese miteinander verbindend, angeordnet sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Gitterträger für Bewehrung und Ausbau im Tunnel-, Berg- und Schachtbau sowie für den konstruktiven Stahlbau oder dergleichen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Derartige Gitterträger sind seit Jahren auf dem Markt und werden beispielsweise unter der Marke Pantex^® 3-Gurt Gitterträger oder 4-Gurt Gitterträger vertrieben. Derartige Gitterträger wurden für die besonderen Anforderungen insbesondere im Tunnelbau entwickelt und bisher in zahlreichen Vortrieben eingesetzt. Vorzugsweise werden solche Gitterträger in Tunnelvortrieben voll in die Spritzbetonschale integriert. Dabei stützen die Gitterträger das Gewölbe sicher ab. Setzungen des umgebenden Gebirges werden minimiert, und die Wasserdichte der Spritzbetonschale wird erhöht.

[0003] Derartige Pantex^® Gitterträger dienen auch der Sofortsicherung im Ortsbrustbereich auf der Länge der vordersten Abschläge.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gitterträger zu schaffen, welcher kompakter und gleichzeitig stabil ausgebildet ist.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gitterträger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

[0006] Dazu entspricht der Abstand zwischen den wenigstens zwei als Obergurt oder Untergurt ausgebildeten Gurtstäben etwa dem Querschnitt der Aussteifungselemente. Zusätzlich sind die Aussteifungselemente in der durch den Abstand festgelegten Ebene zwischen den wenigstens zwei Gurtstäben, diese miteinander verbindend, angeordnet. Dadurch entsteht ein äußerst kompakter und gleichzeitig stabiler Gitterträger. Die gesamte Breite des Gitterträgers ist minimal und beträgt lediglich den zweifachen Querschnitt der Obergurt- bzw. Untergurt bildenden Gurtstäbe zuzüglich des einfachen Querschnitts der jeweiligen Aussteifungselemente. Insofern ist der erfindungsgemäße Gitterträger um ein Vielfaches schmaler als herkömmliche Gitterträger, wie sie eingangs erwähnt und beispielsweise auch in der DE 20 2012 103 456 U1 beschrieben sind. Gleichzeitig ist der erfindungsgemäße Gitterträger sehr stabil und hat insbesondere im Bereich von Quer- bzw. Vertikalbeanspruchungen Vorteile gegenüber einer reinen 2-Gurt Variante, wie sie beispielsweise aus der DE 202 05 133 U1 bekannt ist, und gegenüber den vorerwähnten 3-Gurt bzw. 4-Gurt Gitterträgern. Ein solcher Gitterträger ist auch einfacher zu berechnen, insbesondere auszulegen, da die Aussteifungselemente ausschließlich in einer Ebene liegen. Ferner ist die Handhabung und der Transport solcher Gitterträger vereinfacht, da diese ein deutlich geringeres Volumen als übliche 3-Gurt oder 4-Gurt Gitterträger einnehmen. So können pro Volumeneinheit deutlich mehr Gitterträger untergebracht werden.

[0007] Vorteilhafterweise kann der Gitterträger als 3-Gurt oder als 4-Gurt Variante ausgebildet sein. Im letztgenannten Fall sind dann Obergurt und Untergurt aus jeweils wenigstens zwei Gurtstäben gebildet. Die in lediglich einer Ebene ausgebildeten Aussteifungselemente reduzieren die lokalen Knickstellen der Gurtstäbe und gewährleisten neben einer hohen Normal- und Biegemomentenbeanspruchung eine sichere Übertragung der Querkräfte auch im nicht eingespritzten Zustand.

[0008] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Aussteifungselemente als gerade, zu Obergurt und Untergurt vorzugsweise schräg verlaufende Streben ausgebildet, wobei die geraden Streben zwischen Obergurt und Untergurt vorzugsweise zickzackförmig verlaufen. Derartige Aussteifungselemente sind einfach herzustellen. Entsprechend ist ein derartige Aussteifungselemente aufweisender Gitterträger einfach und kostengünstig zu produzieren. Ein solcher Gitterträger ist auch deshalb kostengünstig herzustellen, weil die geraden Streben schnell mit dem Gurtstäben verbunden, d.h. verschweißt werden können. Hier treten vorwiegend kurze Schweißnähte in Erscheinung.

[0009] Die Kompaktheit des erfindungsgemäßen Gitterträgers kann auch dadurch verbessert werden, dass die einen Enden der geraden Streben zwischen den wenigstens zwei als Obergurt und/oder Untergurt ausgebildeten Gurtstäben angeordnet und vorzugsweise voneinander beabstandet sind. Dadurch entsteht anders als in den Fällen, wo die Aussteifungselemente ausschließlich in der lichten Höhe zwischen Ober- und Untergurt angeordnet sind, ein Gitterträger mit geringerer Höhe, was sich ebenfalls positiv auf die Transportkosten und auf die im Spritzbeton erforderliche Höhe des Gitterträgers auswirkt.

[0010] Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind die Aussteifungselemente zumindest teilweise als bügelförmige Streben vorzugsweise mit V-förmiger Struktur ausgebildet, wobei die bügelförmigen Streben vorzugsweise in ihrem Mittelabschnitt jeweils wenigstens eine Biegung und an ihren freien Enden jeweils eine Abwinklung aufweisen. Bei dieser Weiterbildung können längere Schweißnähte zum Einsatz kommen, da in der Ebene zwischen den Gurtstäben in Längsrichtung ein längerer Abschnitt der jeweiligen Aussteifungselemente am Ober- bzw. Untergurt angeordnet ist. Auch bei dieser Weiterbildung sind die Aussteifungselemente leicht zu fertigen und zu verarbeiten. Es handelt sich wie bei der Weiterbildung mit geraden Streben auch hier letztlich um identisch ausgebildete Aussteifungselemente, welche kostengünstig in Masse produziert werden können.

[0011] Auch bei dieser Variante können die freien Enden und/oder der Mittelabschnitt jeder bügelförmigen Strebe zwischen den wenigstens zwei als Obergurt und/oder Untergurt ausgebildeten Gurtstäben angeordnet sein, wodurch sich wiederum eine geringe Bauhöhe des Gitterträgers ergibt. Dadurch wird die Kompaktheit des Gitterträgers weiter verbessert.

[0012] Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung öffnen sich die bügelförmigen Streben mit ihrer V-förmigen Struktur abwechselnd zum Obergurt bzw. zum Untergurt hin. Die Bauweise eines solchen Gitterträgers ist sehr stabil, da die auftretenden Kräfte besonders günstig aufgenommen und abgeleitet werden können.

[0013] Vorteilhafterweise überlappen sich die freien Enden in Längsrichtung unmittelbar benachbarter bügelförmiger Streben in auf Obergurt und Untergurt senkrecht stehender Vertikalrichtung vorzugsweise um 3 bis 8 mm. Dadurch kann die Querbeanspruchung des Gitterträgers verbessert werden.

[0014] Insgesamt weisen die erfindungsgemäß aufgebauten Gitterträger ein geringeres Gewicht und ein höheres Widerstandsmoment auf. Die Aussteifungselemente sind einfacher herzustellen und einfacher zu schweißen. Ferner ist eine einfachere Anpassung an verschiedene Bauhöhen möglich. Außerdem sind solche Gitterträger einfacher miteinander zu verbinden.

[0015] 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:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Gitterträgers mit drei Gurtstäben gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 eine Ansicht des Gitterträgers gemäß Fig. 1 von links gesehen;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Gitterträgers mit drei Gurtstäben gemäß einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV durch den Gitterträger gemäß Fig. 3;

Fig. 5 eine Seitenansicht eines Gitterträgers mit vier Gurtstäben gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 6 eine Ansicht des Gitterträgers gemäß Fig. 5 von links gesehen;

Fig. 7 eine Seitenansicht eines Gitterträgers mit vier Gurtstäben gemäß einer zweiten Ausführungsform; und

Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII durch den Gitterträger gemäß Fig. 7.

[0016] In Fig. 1 ist ein Gitterträger 1 die Bewehrung im Tunnel-, Berg-, Schacht-, konstruktiven Stahlbau oder dergleichen in einer Seitenansicht gemäß einer ersten Ausführungsform schematisch dargestellt.

[0017] Ein erfindungsgemäßer Gitterträger hat mindestens drei Gurtstäbe, wobei in den Fig. 1 bis 4 ein Gitterträger 1 mit drei Gurtstäben 2, 3, 4 und in den Fig. 5 bis 8 ein Gitterträger 1 mit vier Gurtstäben 2 bis 5 gezeigt ist. Von den mindestens drei Gurtstäben 2 bis 5 sind wenigstens zwei als Obergurt 6 oder als Untergurt 7 ausgebildet.

[0018] Der Gitterträger 1 gemäß Fig. 1 hat also drei Gurtstäbe 2 bis 4. Der Obergurt 6 ist durch den Gurtstab 2 und der Untergurt 7 durch die beiden Gurtstäbe 3 und 4 gebildet. Der Obergurt kann bergseitig und der Untergurt tunnelseitig oder umgekehrt angeordnet sein.

[0019] Ferner hat der Gitterträger 1 Aussteifungselemente 10, welche die Gurtstäbe 2 bis 4 bzw. 2 bis 5 miteinander verbinden.

[0020] Fig. 2 zeigt eine Ansicht des Gitterträgers 1 gemäß Fig. 1 von links gesehen. Aus dieser Ansicht lässt sich erkennen, dass der Abstand 11 zwischen den zwei als Untergurt 7 ausgebildeten Gurtstäben 3 und 4 etwa dem Querschnitt 12 der Aussteifungselemente 10 entspricht. Gemäß einer anderen, nicht näher gezeigten Ausführungsform kann bei Gitterträgen mit drei Gurtstäben anstelle des in Fig. 2 gezeigten Untergurts 7 der Obergurt 6 mit zwei Gurtstäben ausgebildet sein.

[0021] Die Aussteifungselemente 10 sind in derjenigen Ebene 13, welche durch den Abstand 11 festgelegt ist, zwischen den zwei Gurtstäben 3 und 4, diese miteinander verbindend, angeordnet. Insgesamt gesehen verbinden die Aussteifungselemente 10 sowohl die Gurtstäbe 3 und 4 miteinander, welche den Untergurt 7 bilden, als auch den Gurtstab 2, welcher den Obergurt 6 bildet, mit den Gurtstäben 3 und 4.

[0022] Wie zuvor erwähnt, können gemäß einer anderen Ausführungsform, welche in den Fig. 5 bis 8 dargestellt ist, Obergurt 6 und Untergurt 7 aus jeweils wenigstens zwei Gurtstäben 2, 3 bzw. 4, 5 gebildet sein.

[0023] Die Aussteifungselemente 10 sind gemäß dem Fig. 1 und 5 als gerade, zu Obergurt 6 und Untergurt 7 vorzugsweise schräg verlaufende Streben 14 ausgebildet. Wie in den Fig. 1 und 5 beispielhaft gezeigt, verlaufen die geraden Streben 14 zwischen Obergurt 6 und Untergurt 7 zickzackförmig.

[0024] Jede gerade Strebe 14 hat ein Ende 15, welches zwischen den wenigstens zwei als Untergurt 7 ausgebildeten Gurtstäben 3 und 4 angeordnet ist. Es ist klar, dass in den Fällen, in denen bei drei Gurtstäben nicht der Untergurt, sondern der Obergurt mit zwei Gurtstäben ausgebildet ist, das in Fig. 1 obere Ende 16 der geraden Streben zwischen den zwei, den Obergurt bildenden Gurtstreben angeordnet ist. In den Fig. 1 bis 4 ist lediglich die Ausführungsform gezeigt, bei der der Obergurt durch lediglich einen Gurtstab 2 und der Untergurt 7 durch zwei Gurtstäbe 3 und 4 gebildet ist.

[0025] In den Fig. 3 und 4 ist eine zweite Ausführungsform eines Gitterträgers 1 mit drei Gurtstäben 2 bis 4 dargestellt. Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht eines Teils eines solchen Gitterträgers, während Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3 verdeutlicht.

[0026] Gemäß Fig. 3 sind die Aussteifungselemente 10 als bügelförmige Streben 17 mit V-förmiger Struktur ausgebildet. Dazu weisen diese Streben 17 in ihrem Mittelabschnitt 20 jeweils wenigstens eine Biegung 21 und an ihren freien Enden 22, 23 jeweils eine Abwinklung 24 auf. Im Bereich ihrer Mittelabschnitte 20 und im Bereich der Abwinklung 24 sind die bügelförmigen Streben 17 mit den Gurtstäben 2, 3, 4 verschweißt.

[0027] Die freien Enden 22, 23 mit den Abwinklungen 24 und/oder Mittelabschnitt 20 jeder bügelförmigen Strebe 17 sind zwischen den wenigstens zwei als Obergurt 6 und/oder Untergurt 7 ausgebildeten Gurtstäben 2, 3, 4 angeordnet. Wie in Fig. 3 näher gezeigt, öffnen sich die bügelförmigen Streben 17 mit ihrer V-förmigen Struktur abwechselnd zum Obergurt 6 bzw. zum Untergurt 7 hin.

[0028] Fig. 7 lässt erkennen, dass sich die freien Enden 22, 23 in Längsrichtung unmittelbar benachbarter bügelförmiger Streben 17 in auf Obergurt 6 und Untergurt 7 senkrecht stehender Vertikalrichtung 25 überlappen. Der überlappende Bereich 26 beträgt vorzugsweise 3 bis 8 mm. Es sind auch Ausführungsformen möglich, bei denen sich die freien Enden benachbarter Streben nicht überlappen. Der gegenseitige Abstand oder die Überlappung benachbarter Streben hängt von der geforderten Steifigkeit des Gitterträgers ab.

[0029] Der überlappende Bereich 26 ist in der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform nicht vorhanden, kann aber auch dort verwirklicht sein.

[0030] Wie zuvor bereits angedeutet, sind in den Fig. 5 bis 8 Gitterträger 1 in zwei unterschiedlichen Ausführungsformen gezeigt, bei denen Obergurt 6 und Untergurt 7 jeweils aus zwei Gurtstäben 2, 5 sowie 3, 4 aufgebaut sind.

[0031] Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 5 und 6 sind die jeweiligen Enden 15, 16 der geraden Streben 14 zwischen den Gurtstäben 2, 5 bzw. 3, 4 angeordnet, wobei die Gurtstäbe 2, 5 den Obergurt 6 und die Gurtstäbe 3, 4 den Untergurt 7 bilden. Bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform ist hingegen lediglich jeweils das eine, untere Ende 15 zwischen den den Untergurt 7 bildenden Gurtstäben 3, 4 angeordnet, wohingegen das andere, obere Ende 16 bei der letztgenannten Ausführungsform unterhalb des Gurtstabes 2 angeordnet und mit letzterem verschweißt ist. Dies lässt sich ebenfalls der Darstellung der Fig. 2 entnehmen.

[0032] Insofern entspricht die in den Fig. 5 und 6 gezeigte Ausführungsform derjenigen der Fig. 1 und 2 mit der Ausnahme, dass der Obergurt 6 gemäß Fig. 6 durch zwei Gurtstäbe 2, 5 gebildet ist und sich die oberen Enden 16 der geraden Streben 14 zwischen den Gurtstäben 2, 5 des Obergurtes 6 befinden.

[0033] Den Fig. 1 und 5 lässt sich ferner entnehmen, dass die Enden 15 bzw. 16 benachbarter gerader Streben 14 voneinander um das Maß 27 beabstandet sind. Dieses beträgt beispielsweise 70 mm.

[0034] Ferner entspricht die in den Fig. 7 und 8 gezeigte Ausführungsform des Gitterträgers 1 derjenigen der Fig. 3 und 4 mit der Ausnahme, dass Obergurt 6 und Untergurt 7 in den Fig. 7 und 8 in Form paarweise Gurtstäbe 2, 5 sowie 3, 4 ausgebildet sind. Insofern sind in der in den Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsform der Erfindung die freien Enden 22, 23 und die Mittelabschnitte 20 mit den Biegungen 21 zwischen denjenigen Gurtstäben angeordnet, welche den Obergurt 6 bzw. den Obergurt 7 bilden. Im Gegensatz dazu sind die freien Enden 22, 23 bzw. die Mittelabschnitte 20 bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 3 und 4, welche mit dem Gurtstab 2 des Obergurtes 6 verschweißt sind, unterhalb des Gurtstabes 2 angeordnet. Dies ergibt sich auch aus einem Vergleich der Fig. 4 und 8.

[0035] Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform können die Gurtstäbe 2 bis 5 einen Durchmesser von 16 bis 40 mm, vorzugsweise von 20 mm, und die Aussteifungselemente 10 einen Durchmesser von 10 bis 40 mm, vorzugsweise von 14 mm, haben. Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann der Durchmesser der Gurtstäbe 40 mm und derjenige der Aussteifungselemente 20 mm betragen.

[0036] Die Gesamthöhe 30 des in den Fig. 5 und 6 dargestellten Gitterträgers beträgt beispielhaft 100, 120 oder 145 mm, die Länge der geraden Streben 120, 147 bzw. 183 mm. Die Gesamthöhe 30 des in den Fig. 7 und 8 dargestellten Gitterträgers beträgt beispielhaft ebenfalls 100, 120 oder 145 mm. Die Gesamtlänge einer bügelförmigen Strebe 17 kann beispielhaft 320, 340 oder 360 mm betragen. Ebenso können die Symmetrieachsen unmittelbar aufeinanderfolgender bügelförmiger Streben 17 ebenfalls beispielhaft 320, 340 oder 360 mm betragen.

[0037] Es ist auch möglich, einen erfindungsgemäßen Gitterträger so auszubilden, dass dieser sowohl gerade als auch bügelförmige, z.B. gebogene Streben aufweist und insofern eine Kombination der beispielhaft in den Fig. 1 und 3 oder in den Fig. 5 und 7 gezeigten Gitterträger darstellt. Die einzelnen Gitterträger können wie bei konventionellen Ausbaubögen bzw. Gitterträgern verbunden sein beispielsweise über Winkelstahl- oder Keilbolzenverbindungen oder über eine Flachstahlverbindung, wie sie in der EP 1 921 251 B1 beschrieben ist. Der erfindungsgemäße Gitterträger weist bei höherer Festigkeit (Widerstandsmoment) ein geringeres Gewicht auf. Er ist insbesondere einfach zu berechnen und auszulegen, da er sich lediglich in einer Ebene erstreckt. Damit ist ein Gitterträger geschaffen, welcher kompakter und stabiler als herkömmliche Gitterträger ausgebildet ist.

Ansprüche

1. Gitterträger für Bewehrung und Ausbau im Tunnel-, Berg- und Schachtbau sowie für den konstruktiven Stahlbau oder dergleichen,
mit mindestens drei Gurtstäben (2, 3, 4, 5), von denen wenigstens zwei (2, 5; 3, 4) als Obergurt (6) oder Untergurt (7) ausgebildet sind, und
die Gurtstäbe (2 bis 5) miteinander verbindenden Aussteifungselementen (10),
dadurch gekennzeichnet, dass
der Abstand (11) zwischen den wenigstens zwei (2, 5; 3, 4) als Obergurt (6) oder Untergurt (7) ausgebildeten Gurtstäben (2 bis 5) etwa dem Querschnitt (12) der Aussteifungselemente (10) entspricht und
die Aussteifungselemente (10) in der durch den Abstand (11) festgelegten Ebene (13) zwischen den wenigstens zwei Gurtstäben (2, 5; 3, 4), diese miteinander verbindend, angeordnet sind.

2. Gitterträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Obergurt (6) und Untergurt (7) aus jeweils wenigstens zwei (2, 5; 3, 4) Gurtstäben (2 bis 5) gebildet sind.

3. Gitterträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussteifungselemente (10) als gerade, zu Obergurt (6) und Untergurt (7) vorzugsweise schräg verlaufende Streben (14) ausgebildet sind.

4. Gitterträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die geraden Streben (14) zwischen Obergurt (6) und Untergurt (7) zickzackförmig verlaufen.

5. Gitterträger nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die einen Enden (15) der geraden Streben (14) zwischen den wenigstens zwei (2, 5; 3, 4) als Obergurt (6) und/oder Untergurt (7) ausgebildeten Gurtstäben (2 bis 5) angeordnet und vorzugsweise voneinander beabstandet sind.

6. Gitterträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussteifungselemente (10) zumindest teilweise als bügelförmige Streben (17) vorzugsweise mit V-förmiger Struktur ausgebildet sind.

7. Gitterträger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die bügelförmigen Streben (17) in ihrem Mittelabschnitt (20) jeweils wenigstens eine Biegung (21) und an ihren freien Enden (22, 23) jeweils eine Abwinklung (24) aufweisen.

8. Gitterträger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden (22, 23) und/oder der Mittelabschnitt (20) jeder bügelförmigen Strebe (17) zwischen den wenigstens zwei (2, 5; 3, 4) als Obergurt (6) und/oder Untergurt (7) ausgebildeten Gurtstäben (2 bis 5) angeordnet sind.

9. Gitterträger nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die bügelförmigen Streben (17) sich mit ihrer V-förmigen Struktur abwechselnd zum Obergurt (6) bzw. zum Untergurt (7) hin öffnen.

10. Gitterträger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die freien Enden (22, 23) in Längsrichtung unmittelbar benachbarter bügelförmiger Streben (17) in auf Obergurt (6) und Untergurt (7) senkrecht stehender Vertikalrichtung (25) vorzugsweise um 3 bis 8 mm überlappen.

Zeichnung