Shear tests on flexible shear dowels for use at cross passages with thin segmental linings / Scherversuche von flexiblen Scherdübeln für den Einsatz bei Querschlagsanschlägen mit schlanken Tübbingauskleidungen

Abstract For the driving of cross passages in mechanized tunnelling, different systems can be used for load transfer at the cross passage opening. With thin segmental linings, achieving high load‐bearing capacity of the precast lining and the load transfer elements used pose a great challenge. For the selection of a system, not only the required support measures but also practical construction aspects such as the integration of the load transfer elements into the precast element and the installation of the elements play an important role. The use of shear dowels as a connection and load transfer element between segment rings in the cross passageoffers new possibilities in mechanized tunnelling. Particularly in connection with thin segmental linings, flexible systems of plastic with integrated steel core make it possible to resist loads with large deformations, both in the radial and longitudinal directions. In order to investigate the system behaviour of the overall system of segmental lining with thin construction and plastic shear dowels, shear tests were performed at the Chair for Subsurface Engineering of the Montanuniversität Leoben with a dowel system as the connecting element between segments. The objective of the research project initiated by the ÖBB‐Infrastruktur AG is to determine the effects of different reinforcement concepts on the load‐bearing capacity of the connection system. Ways of determining the failure of the construction element based on crack detection are also described. Für das Anfahren von Querschlägen im maschinellen Tunnelbau kommen unterschiedliche Systeme für die Lastabtragung im Bereich der Querschlagsöffnung zum Einsatz. Bei schlanken Tübbingauskleidungen stellt das Erzielen einer hohen Lastkapazität der Fertigteilauskleidung sowie der eingesetzten Lastabtragungselemente eine hohe Herausforderung dar. Bei der Auswahl der Systeme spielen neben den erforderlichen Sicherungsmaßnahmen die baupraktischen Aspekte wie das Integrieren der Lastabtragungselemente in das Fertigteilsegment und die Installation der Elemente eine wesentliche Rolle. Durch Verwendung von Scherdübeln als Verbindung‐ und Lastübertragungselement zwischen Tübbingringen im Querschlagsbereich ergeben sich neue Möglichkeiten im maschinellen Tunnelvortrieb. Insbesondere im Zusammenhang mit schlanken Tübbingauskleidungen bieten flexible Systeme aus Kunststoff mit integriertem Stahlkern die Möglichkeit, Lasten mit großen Verformungen sowohl in Radial‐ als auch in Längsrichtung zu übertragen. Um das Systemverhalten des Gesamtsystems zwischen Tübbingauskleidung mit schlanker Bauteildicke und Kunststoffscherdübel zu untersuchen, wurden am Lehrstuhl für Subsurface Engineering der Montanuniversität Leoben Scherversuche mit einem Dübelsystem als Verbindungselement von Tübbingen durchgeführt. Ziel des von der ÖBB‐Infrastruktur AG initiierten Forschungsprojekts ist es, die Auswirkungen unterschiedlicher Bewehrungskonzepte auf die Tragfähigkeit des Verbindungssystems zu bestimmen. Ergänzend werden Möglichkeiten zur Bestimmung des Bauteilversagens auf Basis der Risserkennung aufgezeigt.