DD291792A5

DD291792A5 - Fahrwegtraeger fuer magnetbahnen

Info

Publication number: DD291792A5
Application number: DD90337488A
Authority: DD
Inventors: Rolf Kindmann; Gert Schwindt
Original assignee: Thyssen Industrie Ag,De
Priority date: 1989-02-01
Filing date: 1990-02-01
Publication date: 1991-07-11
Also published as: DE59000298D1; AU4904790A; JPH02248501A; CA2009132A1; AU631839B2; US5027713A; CN1044836A; RU2023785C1; CA2009132C; DE3902949A1; EP0381136A1; EP0381136B1

Abstract

Fahrwegtraeger fuer Magnetbohnen und dgl. spurgebundene Transportsysteme muessen die sichere UEbernahme aller Lasten, insbesondere infolge Tragen, Fuehren, Antreiben, Bremsen und Absetzen der Fahrzeuge, gewaehrleisten. Fuer die Sollform der Fahrwegtraeger, die Lage der fuer den Magnetbahnbetrieb erforderlichen Funktionskomponenten und deren dauerhafte Verbindung mit den Fahrwegtraegern gelten strenge Anforderungen. Dies gilt ebenso fuer das Verformungsverhalten der Fahrwegtraeger infolge Verkehrslasten und infolge unterschiedlicher Temperaturverteilung. Die gestellten Anforderungen werden durch einen Fahrwegtraeger erfuellt, der aus Stahlkonstruktionen besteht, die mit Stahlbeton oder Spannbeton durch Verbundmittel schubfest zu einem Verbundtraeger verbunden sind. Die Funktionskomponenten Seitenfuehrschienen sind dabei dauerhaft an die Stahlkonstruktionen am Obergurt des Fahrwegtraegers angeschweiszt. Darueber hinaus koennen durch Verbinden der Stahlkonstruktionen mit geringem Aufwand aus mehreren Einzeltraegern Durchlauftraeger groszer Laenge hergestellt werden. Fig. 1{Magnetbahn; Fahrwerkstraeger; Stahlkonstruktion; Stahlbeton; Spannbeton; Verbundmittel; Verbundtraeger, schubfest; Seitenfuehrungsschienen; Obergurt}

Description

Hierzu 4 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Fahrwegträger für Magnetbahnen und dgl. spurgebundene Transportsysteme, an denen die Statoren von Linearmotoren befestigbar sind und die alle Lasten, insbesondere infolge Tragen, Führen, Antreiben, Bremsen und Absetzen der Fahrzeuge aufnehmen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Magnetbahnen der vorstehenden Art erreichen sehr hohe Fahrgeschwindigkeiten bis zu 500km/h oder mehr. Die Magnetbahn-Fahrzeuge fahren dabei auf Fahrwegträgern, die ihrerseits auf am Baugrund (Erdboden) errichteten Stützen und/oder Fundamenten aufliegen.

Die Fahrwegträger müssen sicherstellen, daß alle beim Fahrbetrieb auftretenden Lasten aufgenommen und zuverlässig in die Unterbauten (Stützen und Fundamente) 'jnd den Baugrund abgeleitet werden können.

Wegen der hohen Fahrgeschwindigkeit^ und der Anforderungen an den Fahrkomfort müssen die Fahrwegträger der vorgegebenen Streckenführung in Trassieren und Gradiente (das ist die Soll-Linie der Fahrbahn) sehr genau folgen. Dies gilt besonders für die Lagegenauigkeit der Funktionsflächen und -komponenten, die an den Fahrwegträgern für den Fahrbetrieb erforderlich sind

Die Fahrwegträger benötigen für den Magnetbahnbetrieb im wesentlichen die folgenden Funktionsflächen und -komponenten:

- Seitenführschienen, deren Abstand die Spurweite bildet,

- Gleitebenen für das Absetzen der Fahrzeuge und

- Konstruktionsteile, an denen die Statoren von Linearmotoren, mit deren Hilfe die Magnetwirkung erzeugt wird, befestigt werden.

Die bisher bekannten Fahrwegträger bestehen aus Stahlträgern oder aus Spannbetonträgern.

Für die Fahrwegträger in Stahlbauweise sind zwei grundlegend verschiedene Ausführungen bekannt. Bei der einen bekannten Ausführungsart sind die drei obengenannten Funktionskomponenten drei Einzelteile, die miteinander und mit den Stahlfahrwegträgern mittels Schrauben oder entsprechenden, vorzugsweise justierbaren Befestigungsmitteln äußerst lagegenau verbunden werden müssen. Bei der zweiten aus DE-C-3 404 061 bekannten Ausführungsart sind die drei obengenannten Funktionskomponenten integrierter Bestandteil der geschweißten Stahlfahrwegträger. Die bekannten Fahrwegträger in Betonbauweise bestehen aus Spannbetonträgern, in die Stahlankerkörper als Konstruktionsteile für den lagegenauen Anschluß (die Befestigung) der Statoren einbetoniert sind. Die stählernen Seitenführschienen werden nach dsr Herstellung der Spannbetonträger in einem nachfolgenden getrennten Arbeitsgang angebracht. Bei den erörterten bekannten Spannbetonträgern zeigte sich, daß die Befestigung der stählernen Seitenführschienen an die Spannbetonträger sehr kostenaufwendig ist und die Dauerhaftigkeit der Verbindung den gestellten Anforderungen nicht genügt. Dies gilt gleichermaßen für die Ausbildung und Funktionsfähigkeit der Gleitebenen. Die Stahlträgerausführung mit den angeschraubten Funktionskomponenten erfordert für die Herstellung und den Korrosionsschutz sehr hohe Aufwendungen. Die vollständig geschweißte Stahlträgerausführung ist zwar hinsichtlich des Korrosionsschutzes günstiger, aber auch dabei kann die erforderliche hohe Lagegenauigkeit der Funktionskomponenten nur mit kostenintensiven Maßnahmen bei der Fertigung erzielt werden, wie im übrigen bei den Spannbetonträgern auch. Eine wesentliche Uri ~.he für die erforderlichen Maßnahmen bei der Fertigung der Fahrwegträger sind, neben den unvermeidlichen Fertigungstoleranzen, die Dickentoleranzen der stählernen Seitenführschienen, die bei deren Herstellung im Walzwerk auftreten. Diese Dickentoleranzen liegen bereits in der gleichen Größenordnung, wie sie für die fertige Fahrwegträgerkonstruktion zulässig ist.

Weitere wesentliche Gesichtspunkte für die Auslegung und Konstruktion des Fahrwegträgers sind die unbedingte Einhaltung der Sollform (Sollverlauf) des Fahrweges, die Verformungen infolgeVerkehrslasten und unterschiedlicher Temperaturverteilung in den Trägern, wie z. B. durch Sonneneinstrahlung. Weiterhin müssen die Verformungen des Fahrwegträgers zufolge der hohen Fahrgeschwindigkeiten und wegen des Fahrkomforts auf ein Minimum beschränkt werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die genannten Mängel zu überwinden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einer. Fahrwegträger zu schaffen, der günstige Eigenschaften für das Trag- und das Verformungsverhalten besitzt, der möglichst langfristig wartungsfrei ist, und dessen Sollform mit hoher Genauigkeit in einem kostengünstigen Herstellungsvorgang zu verwirklichen ist.

Erfindungsgemäß besteht bei einem Fahrwegträger der eingangs genannten Gattung der Fahrwegträger aus Stahlkonstruktionen und wird mit Stahlbeton oder Spannbeton durch Verbundmittel schubfest zu einem Verbundträger verbunden und die Seitenführschienen des Fahrwegträgers wird an die Stahlkonstruktionen angeschweißt.

Durch die schubfeste Verbindung der Stahlkonstruktionen mit Stahlbeton oder Spannbeton entsteht ein Verbundträger, der gegenüber Stahlträgern eine höhere Steifigkeit hat, was die Verformung infolge Verkehrslasten verringert. Die Verformungen infolge unterschiedlicher Temperaturvorteilung in den Fahrwegträger (z.B. durch Sonneneinstrahlung) ist ebenfalls geringer, da der Beton eine gleichmäßigere Temperaturverteilung bewirkt.

Das Anschweißen der Seitenführschienen an die Stahlkonstruktionen des Trägers stellt eine sichere Verbindung mit langer LeLensdauer dar. Darüber hinaus können die Stahlkonstruktionen des Fahrwegträgers einzeln vorgefertigt werden und als Schalung bzw. Schalungshilfen beim Betonieren eingesetzt werden. Die Walztoleranzen der stählernen Seitenführschienen können dadurch eliminiert werden und die Sollform des Fahrwegträgers kann, wenn man einstellbare Vorrichtungen mit seitlichen Anschlägen benutzt, mit geringem Aufwand sicher erzielt werden.

Darüber hinaus haben Verbundträger ein geringeres Gewicht als Spannbetonträger. Daraus ergeben sich Vorteile für die Herstellung, für die Ausrüstung der Fahrwegträger mit Statoren (Linearmotor) und für den Montagevorgang auf der Baustelle, da die Kapazitäten der Transportmittel und der Hebegeräte entsprechend kleiner ausgelegt werden können.

Der Fahrwegträger ist vorteilhaft, dadurch gekennzeichnet, daß der Beton zur Erhöhung der Zugfestigkeit ganz oder teilweise eine Bewehrung durch Stahlnadeln aufweist.

Die Vorwendung von Stahlnadeln anstelle von Bewehrungsstäben oder Baustahlgewebematten ermöglicht besonders im Bereich schwer zugänglicher Stellen eine einfache und sichere Methode zur Erhöhung der Zugfestigkeit des Betons. Schwer zugängliche Stellen liegen z.B. bei den Seitenführschienen undGleitebenen (am Obergurt) und im Bereich des Untergurtes.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wein irr. Fahrwegträger im Beton Spannglieder eingebaut sind, die nach Herstellung des Fahrwegträgers spannbar sind. Mit dem Einbau von Spanngliedern in den Beton kann durch nachträgliches Anspannen die Sollform des Fahrwegträgers erzielt werden, wenn sie beim Herstellungsvorgang nicht genau genug erreicht worden ist.

Es kann bei dem erfindungsgemäßen Fahrwegträger auch zweckmäßig sein, daß der Betonfertigteile mit einbetonierten Stahlteilen oder Aussparungen aufweist und diese Teile durch Schweißen, Schrauben oder Verguß mit Vergußmörtel mit den übrigen Trägerkonstruktionsteilen schubfest verbunden sind.

Die Verwendung von Betonfertigteilen ergibt den Vorteil, daß diese völlig getrennt von der übrigen Trägerkonstruktion hergestellt werden können und daß nach einer vorübergehenden Lagerung die Verkürzungen infolge Schwindens des Betons bereits erfolgt und beendet sind. Ohne Lagerzeit müssen die Verkürzungen als planmäßige Verformungen des Fahrwegträgers berücksichtigt werden. Durch Betonfertigteile können auch die maximalen Transport- und Hebegewichte reduziert werden, was unter Berücksichtigung der zu errichtenden langen Fahrstrecken bedeutsam ist.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zwei oder mehrere vorgefertigte Fahrwegträger durch Verschweißen oder Verschrauben ihrer Stahlkonstruktion zu einem durchlaufenden Träger miteinander verbunden sind.

Durch die Verbindung von zwei oder mehreren Fahrwegträgern, deren Länge und Gewicht begrenzt ist, können an der Baustelle sogenannte Durchlaufträger erstellt werden, die in Längsrichtung von mehr als zwei Auflagerstellen (Stützen, Fundamente) getragen werden. Bei Durchlaufträgern sind die Verformungen infolge Verkehrslasten und infolge unterschiedlicher Temperaturverteilung wesentlich geringer als bei Einfeldträgern (mit nur 2 Stützen). Es hat sich gezeigt, daß die Verbindung der Betonteile zur Erzielung der Durchlaufwirkung nicht erforderlich ist und die Verbindung der Stahlteile der aneinandergrenzenden Fahrwegträger durch Verschweißen oder Verschrauben ausreicht. Damit werden Durchlaufträger mit großer Länge verwirklicht, bei denen jedoch das Gewicht und die Länge der zur Baustelle zu transportierenden Einzelträger unterhalb der heute wirtschaftlich vertretbaren Grenzen für Transport und Montage auf der Baustelle bleiben.

Ausführungebeispiele

Nachfolgend werden zweckmäßige und bevorzugte Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1: einen Verbundfahrwegträger mit einer Betonplatte am Obergurt und einem Betonkörper am Untergurt im Querschnitt Fig. 2: einen Verbundfahrwegträger nach Fig. 1, jedoch mitmodifizierter Ausbildung im Bereich der Gleitebenen und der

Seitenführschienen und ohne Betonkörper am Untergurt Fig.3: eine Prinzipdarstellung zum Herstellungsvorgang Fig.4: einen Verbundfahrwegträger mit durchgehendem Deckblech im Querschnitt.

In Fig. 1 ist ein Verbundfahrwegträger im Querschnitt dargestellt. Die Betonplatte 1 am Obergurt 10 und der Betonkörper 1 am Untergurt 11 sind mit Hilfe von Verbundmitteln 4 echubfest mit der Stahlkonstruktion 3 verbunden. Die unterhalb des Obergurtes 10 angeordnete Stahlkonstruktion 3 besteht aus zwei seitlichen Längsblechen, die mit Querschotten 7 aus Stahl verschweißt sind, so daß sie zusammen mit dem Untergurt eine Art Wanne ausbildet. Dadurch entsieht eine sehr tragfähige Verbundträgerkonstruktion. Die Seitenführschienen 5 sind fest mit den beiden Stahlkonstruktionen 3 des Obergurtes 10 verschweißt. Damit ist die y anaue Einhaltung der Spurweite in einer besonders dauerhaften Verbindung gewährleistet. Die Spannglieder 2 können zur Erhöhung dor Tragfähigkeit, zur Verringerung der Durchbiegungen infolge Kriechens des Betons und zur nachträglichen Korrektur der Trägerform verwendet werden. Als Gleitebenen 6 dienen Stahlbleche, deren Abstandhalter 8 gleichzeitig als Verbundmittel dienen.

Mit der Anordnung von Beton 1 am Ober- und Untergurt 10; 11 können die zeitabhängigen Durchbiegungen infolge Schwindens des Betons nahezu gänzlich elimiert werden.

In Fig. 2 ist eine Verbundträgerkonstruktion für den Fahrweg dargestellt, die sich von der in Fig. 1 dargestellten Konstruktion im Bereich der Funktionskomponenten (Seitenführschiene 5, Gleitebene 6) und des Untergurtes 11 unterscheidet. Dabei wird jeweils am oberen Ende der Seitenführschienen 5 senkrecht zu diesen ein Blech angeschweißt, welches zur Lastabtragung dient und zugleich die beiden Gleitebenen 6 enthält. Diese konstruktive Ausbildung ist im Hinblick auf dio Dauerhaftigkeit günstiger als die in Fig. 1 dargestellte Lösung. Wegen der beengten Platzverhältnisse kann insbesondere der Einsatz von Beton 1 sinnvoll sein, der nicht - wie üblich - mit Bewehrungsstäben oder Baustahlgewebematten, sondern mit Stahlnadeln bewehrt ist. Der Untergurt 11 besteht aus Stahlblech und hat keinen Betonkörper. Daboi soll der Träger bei der Herstellung mit entsprechender Längen-Überhöhung gebaut werden. Bis zur Inbetriebnahme ist dann diese Überhöhung durch das Schwinden des Betons 1 im Obergurt 10 weitgehend abgebaut. Ein Untergurt 11 ohne Beton kann auch bei der Ausführungsform nach Fig. 1 verwendet werden.

Fig. 3 verdeutlicht die Vorteile, die bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundträgerkonstruktion erzielt werden. Die Herstellung erfolgt in um 180° gedrehter Lage und in einstellbaren Vorrichtungen 9, die -was in der Zeichnung nicht dargestellt ist- hinsichtlich ihrer Abmessungen derart einstellbar bzw. wählbar sind, daß mit ihnen die Sollform der Verbundkonstruktion vorgegeben werden kann. Da die Seitenführschienen 5 Bestandteil von zwei getrennten Stahlkonstruktionen 3 sind, können diese an den seitlichen Anschlägen der Vorrichtungen 9 fixiert werden. Dadurch werden die unvermeidlichen Dickentoleranzen der Seitenführschienen 5 aus dem Walzvorgang eliminiert, so daß die Einhaltung der durch den Abstand der beiden Seitenführschienen 5 definierten Spurweite gewährleistet ist.

Für das anschließende Betonieren der Betonplatte 1 dienen die einstellbaren Vorrichtungen 9 und die beiden Stahlkonstruktionen 3 (mit den Teilen 4 bis 6,8) als Schalung. Die weitere, wannenartig ausgebildete Stahlkonstruktion 3 mit Querschotten 7 aus Stahl wird in getrennten Vorrichtungen gefertigt. Diese wannenartige Stahlkonstruktion 3 kann an die mit der Betonplatte 1 verbundenen beiden Stahlkonstruktionen 3 mit den Seitenführschienen 5 ohne Schwierigkeiten eingeschweißt werden, da hierfür nur die üblichen Fertigungs- und Montagetoleranzen des Stahlbaus einzuhalten sind. Bei dem in Fig.4 dargestellten Querschnitt eines Verbundfahrwegträgers sind die beiden Seitenführschienen 5 an ein durchgehendes Deckbloch 14 angeschweißt, an dem auch die Verbundmittel 4 befestigt, vorzugsweise angeschweißt sind. Die Eliminierung der Dickentoleranzen der Seitenführschienen 5 wird, wie man sofort in Fig.4 erkennt, durch die Lage der Schweißnähte 15 und deren Ausbildung gewährleistet. Das Betonieren des Betonkörpers 1 kann dann mit den üblichen baupraktischen Verfahren erfolgen, wobei die Stahlkonstruktion 3 teilweise als Schalung dient. Bei der Ausführungsforrn gemäß Fig.4 sind die Funktionskomponenten bzw. -flächen (Seitenführschienen 5 und Gleitebenen 6) integraler Bestandteil einer durchgehenden (einteiligen) Stahlkonstruktion 3. Dies bietet auch erhebliche Vorteile für die Dauerhaftigkeit der Fshrwegträger, im Hinblick darauf, daß die Träger beim späteren Fahrbetrieb jahrzehntelang allen Witterungseinflüssen ausgesetzt sind. An den auf Seite 2 genannten meist aus einer Stahlplatte bestehenden Konstruktionsteilen werden in Nachbarschaft zu den beiden Seitenführschienen 5 Statoren (Blechpakete) mit in deren Nuten angeordneten Kabelwicklungen lagegenau befestigt, so daß das elektrische Wanderfeld und die das Fahrzeug tragende Magnetwirkung erzeugt werden kann. Diese Konstruktionsteile (Stahlplatten) werden an dem Verbundträger befestigt, vorzugsweise an einem geeigneten Teil davon, z. B. einem Abstandshalter 8 angeschweißt, oder sie bilden beispielsweise einen nach unten herausragenden Teil eines Abstandshalters 8. Der Verbundträger der Erfindung verbessert die langfristig gleichbleibende Relativlage der Statoren mit Bezug auf die übrigen Funktionskomponenten Seitenführschienen 5 und Gleitebenen 6.

Claims

1. Fahrwegträger für Magnetbahnen und dgl. spurgebundene Transportsysteme, an denen die Statoren von Linearmotoren befestigbar sind und die alle Lasten, insbesondere infolge Tragen, Führen, Antreiben, Bremsen und Absetzen der Fahrzeuge aufnehmen, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrwegträger aus Stahlkonstruktionen (3) besteht, die mit Stahlbeton (1) oder Spannbeton (1) durch Verbundmittel (4) schubfest zu einem Verbundträger verbunden sind, und daß die Seitenführschienen (5) des Fahrwegträgers an die Stahlkonstruktionen (3) angeschweißt sind.

2. Fahrwegträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beton (1) zur Erhöhung der Zugfestigkeit ganz oder teilweise eine Bewehrung durch Stunlnadeln aufweist.

3. Fahrwegträger nach Anspruch 1 oder2, dadurch gekennzeichnet, daß im Beton (1) Spannglieder (2) eingebaut sind, die nach Herstellung des Fahrwegträgers spannbar sind.

4. Fahrwegträger nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er Betonfertigteile mit einbetonierten Stahlteilen oder Aussparungen aufweist und diese Teile durch Schweißen, Schrauben oder Verguß mit Vergußmörtel mit den übrigen Trägerkonstruktionsteilen schubfest verbunden sind.

5. Fahrwegträger nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehere vorgefertigte Fahrwegträger durch Verschweißen oder Verschrauben ihrer Stahlkonstruktion (3) zu einem durchlaufenden Träger miteinander verbunden sind.