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Dokumentenidentifikation DE19936756A1 15.02.2001
Titel Fahrweg eines spurgebundenen Fahrzeuges
Anmelder Max Bögl Bauunternehmung GmbH & Co KG, 92318 Neumarkt, DE
Erfinder Reichel, Dieter, 92318 Neumarkt, DE;
Feix, Jürgen, Dr., 80689 München, DE
Vertreter Bergmeier, W., Dipl.-Ing.Univ., Pat.-Anw., 85055 Ingolstadt
DE-Anmeldedatum 09.08.1999
DE-Aktenzeichen 19936756
Offenlegungstag 15.02.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.02.2001
IPC-Hauptklasse E01B 26/00
IPC-Nebenklasse B60L 13/00   
Zusammenfassung Ein Fahrweg eines spurgebundenen Fahrzeugs im Hochgeschwindigkeitsverkehr, insbesondere einer Magnetschwebebahn, ist an einem Mehrfeldträger aus Stahlbeton angeordnet. Der Mehrfeldträger ist mit Auflagern versehen, die auf Stützen aufliegen, welche an jedem Ende eines Feldes des Trägers angeordnet sind, wobei der Träger (1), insbesondere ein Hohlkastenträger, seitliche Stege (7) aufweist. In dem Träger (1) sind Spannglieder (5) angeordnet, deren Verlauf in vertikaler Richtung kurvenförmig, ähnlich einer Sinuskurve ist, und die ihre Hochpunkte im Bereich der Auflager (2) und ihre Tiefpunkte im wesentlichen in der Mitte eines jeden Feldes haben, so daß jedes Feld eine Vorkrümmung zur Kompensation des Eigengewichtes aufweist.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrweg eines spurgebundenen Fahrzeuges, insbesondere einer Magnetschwebebahn, mit einem Mehrfeldträger aus Stahlbeton gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Gattungsgemäße Fahrwege, wie beispielsweise aus der DE 33 35 058 A1 bekannt, sind u. a. aus Stahlbetonträgern hergestellt. Diese meist in Fertigteilbauweise hergestellten Stahlbetonträger überspannen den Abstand zwischen zwei Stützen, auf welchen die Träger lagern. Diese sogenannten Einfeldträger weisen bei der Überfahrt der extrem schnellen Magnetschwebebahnen Nachteile bei ihrem Schall- und Schwingungsverhalten auf. Außerdem sind sie nachteilig, da, auch wenn die Spannweiten inzwischen bereits sehr groß sind, doch häufig freie Fugen zwischen den einzelnen Trägern vorhanden sind, welche bezüglich ihrer Lagerung und Dehnung in Verbindung mit den an den Trägern angeordneten Funktionsteilen für die Magnetschwebebahn besonders aufwendig ausgebildet werden müssen.

Weiterhin sind entsprechende Fahrwege bekannt, welche zwei oder mehr Felder überspannen. Nachteilig bei diesen bisher bekannten Mehrfeldträgern ist, daß durch ihr entsprechend hohes Eigengewicht bei großer Stützweite ein Durchhang der Träger entsteht. Dieser Durchhang, der bei herkömmlichen Brücken, wie sie für Autobahnbrücken oder Eisenbahnbrücken eingesetzt werden problemlos ist, verursacht unter Umständen Betriebsstörungen bei modernen spurgebundenen Fahrzeugen im Hochgeschwindigkeitsverkehr, insbesondere bei Magnetschwebebahnen. Die Magnetschwebebahnen müssen an Funktionsbauteilen geführt werden, welche an dem Träger angeordnet sind und welche extrem genaue Positionierungsanforderungen erfüllen müssen. Stahlbetonträger für Hochgeschwindigkeitsfahrbahnen mit daran angeordneten stählernen Anbauteilen zur Führung der Magnetschwebebahnen wurden bisher aus diesen Gründen nach Wissen des Erfinders noch nicht als Mehrfeldträger realisiert.

Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe die bestehenden Nachteile zu vermeiden und insbesondere eine Fahrbahn mit einem Mehrfeldträger zu schaffen, welcher die hohen Anforderungen bei Hochgeschwindigkeitsschienenbahnen, insbesondere Magnetschwebebahnen, erfüllt und trotzdem extrem hohe Spannweiten für einen wirtschaftlichen Bau der Fahrbahn zuläßt.

Die vorliegende Aufgabe wird gelöst durch eine Fahrweg mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

In einem gattungsgemäßen Fahrweg ist ein Stahlbetonträger vorgesehen, in dessen Stegen Spannglieder angeordnet sind. Der Verlauf der Spannglieder ist in vertikaler Richtung kurvenförmig, ähnlich einer Sinuskurve. Die Hochpunkte der Kurve liegen im Bereich der Auflager und die Tiefpunkte der Kurve im wesentlichen in der Mitte eines jeden Feldes des Trägers. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise eine Vorkrümmung eines jeden Feldes des Trägers erzielt, welche zur Kompensation des Eigengewichtes dient. Bei einem Doppelträger ist es dabei besonders vorteilhaft, wenn die Kurve im wesentlichen in einem Hochpunkt beginnt, innerhalb des Feldes zumindest einen Tiefpunkt erreicht und im Bereich des Auflagers einen weiteren Hochpunkt aufweist. Anschließend wird für das zweite Feld wiederum mindestens ein Tiefpunkt und schließlich zum Endlager hin ein letzter Hochpunkt vorhanden sein. Durch diese Kurvenführung des Spanngliedes wird bei einer entsprechenden Spannung dieser Spannglieder eine Krümmung erzielt, welche entgegen des üblichen Durchhangs des Trägers gerichtet ist. Durch das Spannen des Spanngliedes versucht das Spannglied eine gerade Linie einzunehmen und bewirkt hierdurch eine Krümmung des Stahlbetonträgers entgegen der Linie der Spanngliedführung. Hiermit wird durch den Anbau der Funktionsteile an den Stahlbetonträger sowie bei der Überfahrt des Fahrzeuges ein Ist-Maß des Trägers erhalten, welches für den Fahrbetrieb des Fahrzeuges optimal ist.

Um eine gute Verspannung der Spannglieder zu erhalten, sind als Widerlager an den Enden des Trägers, vorzugsweise im Bereich eines jeden Auflagers des Trägers, die beiden Stege des Trägers mit einer quer zur Längsrichtung des Trägers angeordneten Platte verbunden. Diese als Widerlager dienende Platte sorgt für eine Stabilität des Trägers bezüglich seiner Verwindung und darüber hinaus als ausreichende Befestigung für die Spannglieder sowie zum Ansetzen von Hydraulikpressen zum Spannen der Spannglieder.

Um ein besonders gutes Spannen der Spannglieder zu erreichen, d. h. um ein Gleiten des Spanngliedes in Bezug auf den Träger zu ermöglichen, ist das Spannglied in einem Hüllrohr angeordnet. Das Hüllrohr ist vorzugsweise in dem Steg als Leerrohr einbetoniert. Zum Verspannen wird das Spannglied durch das Leerrohr hindurchgeführt und an den Lagerpunkten befestigt. Das Hüllrohr ist dabei in einer Linienführung in den Stegen einbetoniert, wie der Spanngliedverlauf anschließend sein soll.

Um Korrosion und Kondensation in dem Hüllrohr zu vermeiden, ist am Hochpunkt eine Entlüftung für das Hüllrohr vorgesehen.

Bei einer Feldlänge von etwa 31 m hat sich eine Vorkrümmung pro Feld von etwa 4 mm nach oben als besonders vorteilhaft ergeben. Dies ergibt für eine konkret vorhandene Magnetschwebebahn eine Vorkrümmung, wie sie einen sicheren und störungsfreien Fahrbetrieb ermöglicht.

Um die Hydraulikpressen richtig ansetzen zu können, sind die Enden des Spanngliedes jeweils horizontal verzogen. Hierdurch ergibt sich eine große Auflagefläche, welche als Widerlager für die entsprechenden Pressen dient. Außerdem ist bei einer gewissen Überlappung von mehreren Spanngliedern sichergestellt, daß eine durchgehende Belastung und somit eine korrekte Vorkrümmung in den Trägern vorhanden ist.

Zur Lagerung des Trägers sind ein Festlager und zwei Loslager vorgesehen. Alternativ können auch drei Loslager vorgesehen sein zur Befestigung des Trägers auf den Stützen, da durch das extrem hohe Gewicht der langen Mehrfeldträger eine unzulässige Verschiebung der Träger nicht zu befürchten ist.

Um den Transport und/oder die Herstellung des Mehrfeldträgers zu erleichtern, kann der Träger in einer besonders vorteilhaften und erfinderischen Weise in Segmente aufgeteilt sein. Die Segmente weisen dann vorzugsweise einen ganzzahligen Bruchteil der gesamten Länge des Trägers auf. Die einzelnen Segmente werden schließlich miteinander zu dem Mehrfeldträger verbunden. Die Verbindung erfolgt dabei derart, daß Kräfte und Schwingungen in dem Träger wie bei einem durchgehenden Mehrfeldträger auftreten. Es werden somit die Vorteile des Mehrfeldträgers beibehalten, ohne daß die Herstellungs- und Transportmöglichkeiten gegenüber herkömmlichen Einfeldträgern eingeschränkt sind.

Als besonders vorteilhaft hat sich eine Segmentbauweise erwiesen, bei welcher ein Segment pro Feld des Mehrfeldträgers vorgesehen ist. Beispielsweise besteht dann ein Zweifeldträger aus zwei Segmenten, welche jeweils die Länge eines Feldes aufweisen.

Bei der Segmentbauweise hat es sich als Vorteil herausgestellt, wenn die Spannglieder getrennt pro Segment verlaufen. Jedes Spannglied weist dabei ein eigenes Hüllrohr auf. Das Spannglied beginnt dabei an dem freien Ende des Mehrfeldträgers und reicht bis in das darauffolgende Feld hinein. Es reicht daher von einem Hochpunkt bis zum nächsten Hochpunkt. Das Spannglied des darauffolgenden Segments beginnt in dem vorherigen Segment und verläuft durch das beispielsweise zweite Segment. Ist dieses zweite Segment bereits wieder das letzte Segment, handelt es sich also um einen Zweifeldträger, so endet dieses Spannglied am Ende des zweiten Segmentes. Bei einem Mehrfeldträger mit mehr als zwei Feldern reicht das Spannglied des zweiten Segments bis in das dritte Segment hinein. Es wird also auch hier eine Überlappung der Spannglieder erzeugt. Im Bereich der Mittelauflager bzw. inneren Auflager erfolgt somit eine Spanngliedüberlappung. Dies bewirkt, daß der Mehrfeldträger, obwohl er aus mehreren einzelnen Segmenten zusammengesetzt ist, trotzdem bezüglich seines Schall-, Schwingungs- und Dehnungsverhaltens wie ein Mehrfeldträger aus einem Stück wirkt. Es wird damit in besonders vorteilhafter Weise ein Mehrfeldträger mit allen Vorteilen des Mehrfeldträgers erhalten, ohne daß dessen Nachteile, nämlich der Transport vom Herstellungsort zum Verwendungsort sowie die genaue Positionierung am Einsatzort Probleme bereitet, da die einzelnen Segmente wesentlich leichter mit herkömmlichen Herstellungs- und Transportmitteln gehandhabt werden können.

Um trotz der Segmentbauweise funktionell einen Mehrfeldträger herzustellen, ist an jedem Segmentende, welches mit einem weiteren Segment korrespondiert, eine Fuge vorgesehen. Diese Fuge weist spezielle Einrichtungen und Gestaltungen auf, um eine gute Verbindung mit dem benachbarten Segment zu erhalten.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Fuge betoniert wird. Es wird dabei ein besonders hochwertiger Beton verwendet, welcher besonders gut zum Vergießen der Fuge geeignet ist, ohne daß Hohlräume entstehen.

Die Fuge wird zumindest teilweise mit Schaumstoff ausgefüllt. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise bewirkt, daß die Flächenpressung an den nicht mit Schaumstoff ausgefüllten Bereichen der Fuge entsprechend hoch ist und somit ein gutes Verspannen der Fuge erlaubt. Es wird hierdurch zuverlässig erreicht, daß das Eindringen von Wasser, welches den Fugenbeton zerstören könnte, verhindert wird. Erfolgt die Herstellung der Fuge derart, daß am Herstellungsort die beiden Segmente weitgehend in einem Sollzustand aneinander gesetzt werden und die Fuge hier ausgegossen wird, ist es besonders vorteilhaft, wenn eine Trennschicht auf einer Seite des Fugenfüllmaterials angeordnet ist. Durch die Trennschicht wird bewirkt, daß bei einem Auseinandernehmen der beiden Segmente zum Transport zum Verwendungsort hin die Fuge in ihrer Form besteht und ein Zusammenpassen der beiden Segmente vor Ort problemlos erfolgen kann. Durch die Trennschicht wird ein Trennen des Fugenfüllmaterials von der einen Seite des Segments bewirkt. Andererseits weist die Fuge dann die korrespondierende Form zum Ende des Segments auf, wodurch ein einfaches Zusammensetzen der Segmente an der Baustelle erfolgen kann.

Während die eine Seite des Fugenfüllmaterials mit der Trennschicht versehen ist, ist es auf der anderen Seite des Fugenfüllmaterials wichtig, daß diese einen guten Kontakt mit dem anderen Segment hat. Um hier einen guten Kontakt zwischen dem Segment und dem Fugenfüllmaterial zu schaffen, ist das Segment an der Stirnseite der Fuge aufgerauht. Hierdurch wird eine sehr gute Verbindung zwischen dem Fugenfüllmaterial und dem Segment des Trägers erhalten.

Um eine noch bessere Verbindung zwischen den beiden Segmenten zu erhalten, ist eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Fugenfüllmaterial und den Stirnseiten der Segmente vorgesehen. Hier hat sich insbesondere eine Art Verzahnung als vorteilhaft erwiesen. Dabei kann das Fugenfüllmaterial an der einen Stirnseite des Segments auch zusätzlich zu der Aufrauhung mit dieser Verzahnung versehen sein, um hier eine gute und dauerhafte Verbindung zwischen dem Fugenfüllmaterial und dem Segment zu schaffen. Ist auf der anderen Seite des Fugenfüllmaterials die Trennschicht angebracht, so bewirkt die Verzahnung bei einer Zusammensetzung der beiden Segmente an der Baustelle eine formgenaue Positionierung zwischen den beiden Segmenten. Hierdurch wird die in der Fertigungsstätte bereits vermessene und positionsgenaue Verbindung der beiden Segmente durch die Verzahnung, welche zwischen dem Fugenfüllmaterial und dem Segment ineinandergreift, wieder hergestellt.

Um einen Formschluß in verschiedenen Richtungen zu erzielen und somit Krafteinwirkungen von verschiedenen Richtungen auf die einzelnen Segmente aufzunehmen ist eine Verzahnung an der Stirnseite des Trägersegmentes vorgesehen. Außerdem ist die Positionierung der einzelnen Segmente in x-, y- und z-Achse hierdurch eindeutig festgelegt.

Zur positionsgenauen Verbindung kann evtl. auch zusätzlich zu einer Verzahnung der Fuge ein oder mehrere Führungsbolzen an einem Ende eines Segments einbetoniert sein. Der Führungsbolzen ragt dabei etwas über das Ende des Segmentes hinaus bis in die Fuge hinein. Durch das Ausbetonieren der Fuge entsteht eine korrespondierende Form zu dem Ende des Führungsbolzens. Beim Auseinandernehmen und Wiederzusammensetzen der einzelnen Segmente dient der Führungsbolzen für eine exakte Positionierung der Segmente entsprechend der vor dem Ausfüllen der Fuge bestehenden Position. Um eine besonders gute Führung dieses Führungsbolzens in der Führung zu erreichen, ist vorteilhafter Weise eine Hülse in der Fuge mit einbetoniert, welche mit dem Führungsbolzen korrespondiert. Hierzu ist die Hülse auf den Führungsbolzen aufgeschoben, während die Fuge ausgefüllt wird. Beim Auseinandernehmen und Zusammenfügen der einzelnen Segmente wird dabei die Hülse in dem Fugenfüllmaterial verbleiben, während sich der Führungsbolzen aus der Hülse bewegt. Durch das erneute Ineinanderführen von Führungsbolzen in die Hülse wird eine exakte Positionierung der Segmente erreicht. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Hülse bzw. das korrespondierende Ende des Führungsbolzens eine konische Form aufweisen. Hierdurch ist das Einführen des Führungsbolzens in die Hülse beim Zusammenfügen der einzelnen Segmente erleichtert.

Zusätzlich oder alternativ sind zum Zusammenfügen der einzelnen Segmente Schrauben und Dübel verwendbar. Während in einem Segment die Dübel angeordnet sind, weist das andere Segment eine Durchgangsbohrung auf, beispielsweise in der Platte des Trägers, um die Schraube aufzunehmen. Durch eine Verbindung der Schraube mit dem Dübel werden die beiden Segmente bzw. das Fugenfüllmaterial verspannt.

Alternativ oder zusätzlich kann statt einer Schrauben- und Dübelverbindung auch ein Spannglied verwendet werden, welches beispielsweise durch die beiden Platten der Träger der Segmente hindurchreicht. An den überstehenden Enden der Spannglieder dieses Spannglied mit Muttern verschraubt werden, wodurch wiederum ein Verspannen der Segmente erreicht wird.

Um eine Wärmedehnung des Mehrfeldträgers zu gestatten, ist es besonders vorteilhaft zum darauffolgenden Mehrfeldträger eine freie Fuge vorzusehen. Die freie Fuge dient dazu die Wärmedehnungen der Mehrfeldträger auszugleichen, ohne daß es zu Verspannungen und Stauchungen der einzelnen Mehrfeldträger bei extremen Temperaturunterschieden kommt.

Ist der Träger als Hohlkastenträger ausgebildet, so ist es besonders vorteilhaft, wenn der Hohlkasten als Leitungstrasse bzw. zum Anbau von Trägerelementen für Leitungen dient. Derartige Leitungen können beispielsweise zur Stromversorgung oder Datenübertragung vorgesehen sein.

Zur Inspektion bzw. zur Verlegung der Leitungen innerhalb des Hohlkastenträgers ist es besonders vorteilhaft, wenn der Hohlkastenträger Einstiegsöffnungen aufweist. Hierdurch kann Wartungs- oder Inspektionspersonal in den Hohlkastenträger einsteigen und die erforderlichen Untersuchungen oder Arbeiten darin ausführen.

Weitere Vorteile der Erfindung sind in den folgenden Figuren beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen einteiligen Zweifeldträger,

Fig. 2 einen Zweifeldträger aus zwei Segmenten,

Fig. 3 einen Schnitt III-III aus Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt IV-IV aus Fig. 2,

Fig. 5 eine Verbindungsstelle zwischen zwei Segmenten,

Fig. 6 die Stirnseite eines Segmentes,

Fig. 7 eine Fuge.

In Fig. 1 ist ein Mehrfeldträger 1 dargestellt. Es handelt sich hierbei um einen Träger, welcher über zwei Felder reicht, also einen Zweifeldträger.

Der Träger 1 weist drei Auflager 2.1, 2.2, 2.3 auf, welche den Träger auf- nicht dargestellten Stützen tragen. Der Träger 1 ist ein Stahlbetonteil, welches zwei Hohlräume 3 aufweist. Bei entsprechender Festigkeit kann die Trennung der beiden Hohlräume 3 im Bereich des Auflagers 2.2 auch entfallen. Jeder Hohlraum 3 weist ein Einstiegsloch 4 zur Inspektion des Hohlraums 3 auf. Das Einstiegsloch 4 ist groß genug, daß es einer Wartungsperson erlaubt, in den Hohlraum 3 zu gelangen und Inspektionen in Bezug auf den Bauzustand des Trägers 1 durchzuführen.

Innerhalb des Trägers 1 ist ein Spannglied 5 wellenförmig, in Art einer Sinuskurve angeordnet. Das Spannglied 5 weist im Bereich der Auflager 2.1, 2.2 und 2.3 jeweils einen Hochpunkt seiner Linienführung auf. Die Tiefpunkte der Kurve liegen etwa im Bereich der Mitte eines jeden Feldes. Das Spannglied 5 ist an den Enden des Trägers 1 befestigt. Hierbei findet es in Platten 8 ein Widerlager, damit es ausreichend stark gespannt werden kann. Die Spannung des Spanngliedes 1 bewirkt eine Vorspannung des Trägers 1, so daß eine Durchbiegung des Trägers 1 entgegen der Kurvenführung des Spannglieds 5 erfolgt. Dies bedeutet, daß der Träger 1 sich zwischen den Auflagern 2.1 und 2.2 sowie zwischen den Auflager 2.2 und 2.3 je nach Bedarf bzw. Spannung des Spanngliedes nach oben durchbiegt. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise bewirkt, daß der Träger 1 durch sein Eigengewicht sowie durch Belastungen, welche durch Anbauteile, die an einem Gurt 6 des Trägers 1 angeordnet werden, auf ein gewisses Soll-Maß zu bringen ist. Durch diese Vorspannung des Trägers 1 werden extrem große Spannweiten des Trägers 1 erzielt. So ist es mit einer derartigen erfinderischen Bauweise des Trägers 1 möglich, Spannweiten zwischen den Auflagern 2.1 und 2.2 bzw. 2.2 und 2.3 von mehr als 30 m zu erzielen, ohne daß Hochgeschwindigkeitsbahnen, wie beispielsweise Magnetschwebebahnen, in ihrer Funktionsweise gestört werden würden. Dies sorgt für eine äußerst wirtschaftliche Bauweise der Fahrbahn zusammen mit einem extrem hohen Fahrkomfort der Hochgeschwindigkeitsbahn.

Das Spannglied 5 ist jeweils in der Platte 8 befestigt. Durch Ansetzen von nicht dargestellten, üblichen Hydraulikpressen wird das Spannglied 5 gespannt und wird in der Platte 8, welches als Widerlager für das Spannglied 5 dient, verankert. Hierdurch wird eine dauerhaft bleibende Vorspannung des Spannglieds 5 erhalten.

Um eine Korrosion des Spanngliedes 5 zu vermeiden, ist im Bereich des Hochpunktes beim Auflager 2.2 eine Entlüftungsöffnung 9 vorgesehen. Hierdurch ist es möglich, daß Kondensationsfeuchtigkeit, welche sich im Bereich des Spannglieds 5 oder, wenn das Spannglied 5 in einem Leerrohr verlegt ist, im Leerrohr, abgeführt werden kann ist und somit Inspektions- und Wartungsbedarf reduziert wird.

Fig. 2 zeigt ebenfalls eine Seitenansicht eines Zweifeldträgers 1, welcher allerdings im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 aus zwei Segmenten 10.1 und 10.2 zusammengesetzt ist. Das Segment 10.1 ist mit Auflagern 2.1 und 2.2 auf nicht dargestellten Stützen gelagert. Das Auflager 2.2 ist zweigeteilt, wobei ein Teil des Auflagers 2.2 dem Träger 10.1 zugeordnet und das andere Teil dem Trägersegment 10.2 zugeordnet ist. Die Trägersegmente 10.1 und 10.2 sowie das Auflager 2.2 sind mittels einer Fuge 12 miteinander verbunden. Die Fuge 12 wird später noch ausführlicher erläutert. Jedes der Trägersegmente 10.1 und 10.2 weist einen Hohlraum 3 auf, welcher jeweils mit einer Platte 8 bzw. 8.1 oder 8.2 verschlossen ist. Jedes Trägersegment kann ebenso wie bei Fig. 1, ein nicht dargestelltes Einstiegsloch 4 aufweisen, um Wartungs- und Montagearbeiten innerhalb des Hohlraums 3 durchführen zu können.

Das Spannglied ist unterteilt in ebenfalls zwei Segmente, nämlich das Spannglied 5.1 und 5.2. Die Spannglieder 5.1 und 5.2 überlappen sich im Bereich des Mittelauflagers 2.2 bzw. innerhalb der Platten 8.1 und 8.2. Jedes der Spannglieder 5.1 und 5.2 weist dabei seinen Hochpunkt in der Platte 8 bzw. 8.1 und 8.2 auf. Der Tiefpunkt ist etwa in der Mitte des Trägersegments 10.1 bzw. 10.2. Jedes Spannglied 5.1 und 5.2 wird im Bereich der Platten 8 bzw. 8.1 oder 8.2 fixiert und mittels nicht dargestellter hydraulischer Pressen gespannt. Hierdurch entsteht jeweils eine Vorspannung des Segments 10.1 bzw. 10.2. Durch die Überlappung der Spannglieder 5.1 und 5.2 im Bereich des Auflagers 2.2 wird eine sehr feste Verbindung zwischen den Trägersegmenten 10.1 und 10.2 erhalten. Das Schwingungs- und Dehnungs- sowie Schallverhalten wird hier ähnlich einem einteiligen Mehrfeldträger 1 sein. Die Verankerung des Spanngliedes 5.2 erfolgt vom Hohlraum 3 des Trägersegments 10.2 aus. Die Verankerung des Spannglieds 5.1 erfolgt wiederum vom Hohlraum 3 des Trägersegments 10.1 aus. Es wird somit eine sehr feste Verbindung zwischen den Trägersegmenten 10.1 und 10.2 geschaffen. Darüber hinaus wird die Fuge 12 noch mittels mehrerer Spannglieder 13, welche in den Auflagern 2.2 sowie in nicht dargestellten Bereichen der Platten 8.1 und 8.2 angeordnet sind, bewirkt. Die Spannglieder 13 pressen dabei zusätzlich zu den Spanngliedern 5.1 und 5.2 die Segmente 10.1 und 10.2 gegen die Fuge 12 zusammen und erzeugen somit einen fest verbundenen Mehrfeldträger 1.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt III-III aus Fig. 2. Das Trägersegment 10.1 ist dementsprechend ein Hohlprofil mit oberen und unteren Gurten 6 sowie seitlichen Stegen 7. Zur besseren Lastaufnahme weist der Querschnitt eine im wesentlichen trapezförmige Gestalt auf. Der obere Gurt 6 weist von dem Profil abstehende Arme auf, welche zur Befestigung von Konsolen 33 und/oder Anbauteilen für die Führung einer Magnetschwebebahn dienen. Innerhalb des Hohlraums 3 ist eine Leitungstrasse 25 angeordnet. In der Leitungstrasse 25 sind Versorgungsleitungen zur Strom- oder Datenübertragung oder anderweitige Leitungen verlegt. Die Leitungstrasse 25 kann selbstverständlich auch in anderen Bereichen des Hohlraumes 3 verlegt sein, welche insbesondere die Wartungsarbeiten in dem Hohlraum 3 erleichtern.

Im unteren Bereich des Steges 7 ist jeweils ein Hüllrohr 14 einbetoniert. Innerhalb des Hüllrohres 14 verlaufen die Spannglieder 5.2 bzw. 5.4. Die Spannglieder 5.2 bzw. 5.4 werden nach der Herstellung des Trägersegments 10.1 in das Hüllrohr 14 eingeschoben und nach dem Zusammensetzen mit dem weiteren Segment bzw. bei einteiligem Mehrfeldträger anschließend an die Herstellung auf eine benötigte Vorspannung gebracht. Das Hüllrohr 14 wird dabei in den Träger 10.1 in der Lage einbetoniert, welche dem Verlauf des Spanngliedes 5 entspricht, um eine Vorspannung des Trägers 10.1 zu erhalten.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt IV-IV aus der Fig. 2. Sie zeigt einen Schnitt durch das Trägersegment 10.1 unmittelbar vor dem Auflager 2.2. Die Hüllrohre 14 bzw. die Spannglieder 5.2 und 5.4 befinden sich dabei nahezu im Hochpunkt ihrer Kurve. Der Beginn der Überlappung der Spannglieder 5.1 und 5.2 bzw. 5.3 und 5.4 ist ebenfalls zu sehen. Während die Spannglieder 5.2 bzw. 5.4 noch im Bereich des Steges 7 verlaufen, sind die Spannglieder 5.1 und 5.3 seitlich verzogen. Durch dieses seitliche Verziehen der Spannglieder 5.1 und 5.3 wird die Überlappung mit den Spanngliedern 5.2 bzw. 5.4 ermöglicht. Außerdem ist das Ansetzen von Befestigungselementen und Hydraulikpressen zum Spannen der Spannglieder 5.1 und 5.3 ermöglicht. Die Widerlager der Spannglieder 5.1 und 5.3 befinden sich im Bereich der Platte 8.1 und stützen sich somit zuverlässig an dem Trägersegment 10.1 ab. Innerhalb der Platte 8.1 sowie in den Auflagern 2.2 sind Spannglieder 13 angeordnet. Die Spannglieder 13 sind Gewindestäbe, welche die Hälften des Auflagers 2.2 sowie die Platte 8.1 und die nicht dargestellte Platte 8.2 miteinander fest verbinden und damit die Segmente 10.1 und 10.2 gegen die nicht dargestellte Fuge pressen. Die Spannglieder 13 sind hier nur angedeutet. Sie können selbstverständlich an anderen oder weiteren Stellen im Bereich des Querschnittes angeordnet sein.

Fig. 5 zeigt einen skizzierten Längsschnitt in Draufsicht auf das Mittelauflager 2.2. Die Trägersegmente 10.1 und 10.2 sind im Bereich dieses Mittelauflagers 2.2 miteinander fest verbunden. Die Verbindung erfolgt mittels der Spannglieder 13, welche durch die Auflagerhälften 2.2 durch eine Fuge 12 sowie durch die Platten 8.1 und 8.2 bis in den Hohlraum 3 reichen. Die Spannglieder 13 sind vorzugsweise Gewindestäbe mit Muttern, welche durch eine Verspannung die Trägersegmente 10.1 und 10.2 gegen die Fuge 12 spannen. Die Spannglieder 5.1 bis 5.4 verlaufen in den Stegen 7 bzw. in den Platten 8.1 und 8.2. Die Enden der Spannglieder 5.1 bis 5.4 sind horizontal in Richtung auf den Hohlraum 3 verzogen. Hierdurch wird eine Überlappung der Spannglieder 5.1 bis 5.4 erzielt und darüber hinaus das Spannen der jeweiligen Spannglieder ermöglicht, da die Enden der Spannglieder 5.1 bis 5.4 in dem Hohlraum 3 enden.

Um eine hohe Flächenpressung im Bereich der Fuge 12 zu erhalten, ist ein Teil des Stoßes der Trägersegmente 10.1 und 10.2 mit einer elastischen Einlage 15 versehen. Die elastische Einlage 15 bewirkt, daß die Fläche der Enden der Trägersegmente 10.1 und 10.2, welche für das Aneinanderpressen der Trägersegmente 10.1 und 10.2 wirksam ist, reduziert wird. Hierdurch wird eine hohe Flächenpressung durch die Spannglieder 13 sowie die Spannglieder 5.1 bis 5.4 im Bereich der Fuge 12 erhalten, welche für eine dauerhafte und störungsfreie Verbindung der Trägersegmente 10.1 und 10.2 sorgt und darüber hinaus trotz Segmentbauweise die positiven Eigenschaften der einstückigen Bauweise eines Mehrfeldträgers erhält.

Fig. 6 zeigt die Ansicht einer Stirnseite des Trägersegments 10.1. Ein Teil der Stirnseite ist mit der elastischen Einlage 15 versehen zur Reduzierung der für die Anpressung wirksamen Fläche der Stirnseite. Zum Verbinden des Trägersegments 10.1 mit dem nicht dargestellten Trägersegment 10.2 sind mehrere Spannglieder 13 vorgesehen. In den Stegen 7 sind Hüllrohre 14 einbetoniert, in welchen die Spannglieder 5 verlaufen. Über den ganzen Querschnitt der Stirnfläche hinweg sind eine Vielzahl von Verzahnungen 18 vorgesehen. Die Verzahnungen 18 greifen in die nicht dargestellte Fuge 12 ein und bewirken somit ein verschiebesicheres und lagegenaues Positionieren der Trägersegmente 10.1 und 10.2 zueinander. Die Verzahnungen 18 sind dabei in verschiedene Richtungen orientiert, um Kräfte in allen Querrichtungen des Trägers aufzunehmen.

Das Auflager 2.2 sitzt auf zwei Lagern 19, welche auf einer Stütze 30 befestigt sind. Die Herstellung der Lager 19 erfolgt derart, daß in eine nicht dargestellte Schalung Beton durch Injezierschläuche 20, welche sich in dem Auflager 2.2 befinden, eingebracht wird und die Schalung ausfüllt. Nach dem Aushärten des Betons wird die Schalung entfernt, wodurch das Lager 19 entsteht. Während des Schalens und bis zum Aushärten des Betons wird das Trägersegment 10.1 auf Hydraulikpressen auf der Stütze 30 zwischengelagert. Es sind hier auch andere Herstellungsverfahren des Lagers 19 möglich. So kann das Lager 19 auch weitgehend vorgeformt sein und lediglich für die genaue Ausrichtung des Trägersegments 10.1 eine entsprechende Ausgleichsschicht eingebracht werden. Es sind auch weitere Herstellungsverfahren, wie sie aus dem Brückenbau üblich sind, einsetzbar.

In Fig. 7 ist eine Detailansicht einer Fuge 12 im Schnitt dargestellt. Die Trägersegmente 10.1 und 10.2 stoßen an die Fuge 12 an. Um die Trägersegmente 10.1 und 10.2 voneinander nach der Herstellung der Fuge 12 wieder trennen zu können, ist eine Stirnseite eines Trägersegments 10.1 oder 10.2 aufgerauht. Hierdurch wird die Fuge 12, welche aus einem besonders hochwertigen Beton besteht, mit der Stirnseite des entsprechenden Trägersegments 10.1 und 10.2 fest verbunden. Die gegenüberliegende Stirnseite des Trägersegments 10.2 oder 10.1 ist mit einem Trennmittel versehen, wodurch sich der Beton der Fuge 12 mit der Stirnseite des entsprechenden Trägersegments 10.2 oder 10.1 nicht verbindet. Nach dem Abbinden des Betons der Fuge 12 können somit die Trägersegmente 10.1 und 10.2 wieder voneinander entfernt werden, wobei der Beton der Fuge 12 an der Stirnseite, welche zuvor aufgerauht wurde, haften bleibt. Durch die Verzahnungen 18, welche in beiden Stirnseiten angeordnet sind, wird einerseits eine feste Verbindung des Betons der Fuge 12 mit der Stirnseite des Trägersegments 10.1 oder 10.2 erhalten. Andererseits wird auch ein formgenaues Aneinanderpassen beim Wiederzusammensetzen der Trägersegmente 10.1 und 10.2 erzielt. Außerdem wird hierdurch eine formschlüssige Verbindung der Trägersegmente 10.1 und 10.2 erhalten, welche gewisse Kräfte, welche seitlich auf die Trägersegmente 10.1 und 10.2 einwirken, aufnehmen kann.

Eine zusätzliche Positionierhilfe und Verstärkung der Verbindung der Trägersegmente 10.1 und 10.2 miteinander wird durch einen Führungsbolzen 21 erzielt. Der Führungsbolzen 21 ist dabei in das Trägersegment 10.1 einbetoniert und ragt mit seinem konischen Ende bis in die Fuge 12 hinein. Vor dem Ausbetonieren der Fuge 12 wird auf das konische Ende des Führungsbolzen 21 eine korrespondierende Hülse 22 aufgesteckt und zusammen mit der Fuge 12 einbetoniert. Beim Trennen der Trägersegmente 10.1 und 10.2 voneinander wird die Hülse 22 von dem konischen Ende des Führungsbolzen 21 entfernt. Zum Zusammensetzen der Trägersegmente 10.1 und 10.2 wird wiederum das konische Ende des Führungsbolzen 21 in die Hülse 22 eingeführt, wodurch die Positionierung der Trägersegmente 10.1 und 10.2 zueinander, wie sie während des Ausgießens der Fuge 12 war, wieder erhalten wird.

Anstelle oder zusätzlich zu den Führungsbolzen 21 und der Hülse 22 sowie den Verzahnungen 18 können Schraubverbindungen mit Dübeln eingesetzt werden. Hierzu werden Schrauben bzw. Gewindestäbe in dem einen Trägersegment angeordnet, während in dem anderen Trägersegment entsprechende Dübel eingelassen sind. Auch hierdurch kann eine entsprechende Anpressung bzw. Formschlüssigkeit erhalten werden.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere können mit der dargestellten Segmentbauweise mehrere Felder miteinander verbunden werden. Auch in der einteiligen Ausgestaltung der Erfindung ist die Führung der Spannglieder je nach Bedarf anordenbar, um die entsprechende Vorspannung zu erhalten. Insbesondere die Anordnung der Spannglieder 5 ist, obwohl derzeit als besonders vorteilhaft erachtet, nicht unbedingt in den Stegen des Hohlträgerprofils auszuführen. Während bei der einteiligen Ausführung die Vorspannung der Bauteile sowohl bereits unmittelbar nach der Herstellung oder bei der Herstellung der Träger oder auch erst an der Baustelle nach dem Absetzen auf den entsprechenden Stützen erfolgen kann, ist eine der Besonderheiten bei der Herstellung der mehrteiligen Bauweise darin zu sehen, daß die Verspannung der einzelnen Trägersegmente nach deren Positionierung auf den Stützen erfolgt.

Selbstverständlich fallen auch andere Ausführungen als die hier dargestellten unter den Rahmen der Erfindung. Insbesondere Kombinationen der einzelnen Ausführungsbeispiele sind möglich. Beispielsweise können mehrere einteilige Zweifeldträger mit der erfindungsgemäßen Verbindung der einzelnen Segmente zu einem Mehrfeldträger kombiniert werden. So entstehen beispielsweise aus zwei einteiligen Zweifeldträgern ein Vierfeldträger. Weiterhin ist es möglich durch die entsprechende Gestaltung und Ausfüllung der Fuge eine Verbindung zu schaffen, die unlösbar ohne Zerstörung der Fugenverbindung ist. Damit wird der Mehrfeldträger hergestellt, ohne daß er zerlegbar und wieder zusammensetzbar ist. Dies ist in einigen Einsatzfällen ausreichend.


Anspruch[de]
  1. 1. Fahrweg eines spurgebundenen Fahrzeuges im Hochgeschwindigkeitsverkehr, insbesondere einer Magnetschwebebahn, der an einem Mehrfeldträger aus Stahlbeton angeordnet ist, wobei der Mehrfeldträger mit Auflagern versehen ist, die auf Stützen aufliegen, welche an jedem Ende eines Feldes des Trägers angeordnet sind und wobei der Träger, insbesondere ein Hohlkastenträger, seitliche Stege aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Träger (1) Spannglieder (5) angeordnet sind, deren Verlauf in vertikaler Richtung kurvenförmig, ähnlich einer Sinuskurve ist und die ihre Hochpunkte im Bereich der Auflager (2) und ihre Tiefpunkte im wesentlichen in der Mitte eines jeden Feldes haben, so daß jedes Feld eine Vorkrümmung zur Kompensation des Eigengewichtes aufweist.
  2. 2. Fahrweg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannglieder (5) in den Stegen (7) angeordnet sind.
  3. 3. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (7) zumindest an den Enden des Trägers (1), vorzugsweise im Bereich eines jeden Auflagers (2) mit einer quer zur Längsrichtung des Trägers (1) angeordneten Platte (8) verbunden sind.
  4. 4. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannglieder (5) in der Platte (8) zum Verspannen des Trägers (1) gelagert sind.
  5. 5. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannglied (5) in einem Hüllrohr (14) angeordnet ist.
  6. 6. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (14) am Hochpunkt entlüftet ist.
  7. 7. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkrümmung pro Feld bei einer Feldlänge von etwa 31 m etwa 4 mm nach oben ist.
  8. 8. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Spanngliedes (5) horizontal verzogen sind.
  9. 9. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) in einem Festlager und/oder zwei oder drei Loslagern gelagert ist.
  10. 10. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrfeldträger (1) in Segmente (10) unterteilt ist.
  11. 11. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß pro Feld des Mehrfeldträgers (1) ein Segment (10) vorgesehen ist.
  12. 12. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Segmentbauweise des Trägers (1) die Spannglieder (5) pro Segment (10) getrennt angeordnet sind.
  13. 13. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannglieder (5) sich im Bereich der Mittelauflager (2.2) überlappen.
  14. 14. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Segmentende eine Fuge (12) vorgesehen ist.
  15. 15. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fuge (12) betoniert ist.
  16. 16. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fuge (12) mit elastischer Einlage (15) versehen ist.
  17. 17. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trennschicht auf ein Segmentende im Bereich der Fuge (12) aufgebracht ist.
  18. 18. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Segmentende im Bereich der Fuge (12) beim Mittelauflager (2.2) aufgerauht ist zum besseren Kontakt mit dem Fugenfüllmaterial.
  19. 19. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verzahnung (18) an dem Ende des Segmentes (10) im Bereich des Mittelauflagers (2.2) vorgesehen ist.
  20. 20. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung (18) in unterschiedlichen Richtungen wirkt.
  21. 21. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in ein Ende eines Segmentes (10) ein Führungsbolzen (21) einbetoniert ist.
  22. 22. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Fuge (12) eine konische Hülse (22) einbetoniert ist.
  23. 23. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Segmente (10) miteinander mit Schrauben und Dübel erfolgt.
  24. 24. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Segmente (10) miteinander mit einem Spannglied (13) erfolgt.
  25. 25. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum nächsten Mehrfeldträger (1) der Fahrbahn eine freie Fuge vorgesehen ist.
  26. 26. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlkastenträger (1) eine Leitungstrasse (25) angeordnet ist.
  27. 27. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Träger (1) eine Einstiegsöffnung (4) in den Hohlraum (3) vorgesehen ist.






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