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EP1212489B1 - Träger zur herstellung eines fahrwegs für spurgebundene fahrzeuge, insbesondere einer magnetschwebebahn, und damit hergestellter fahrweg - Google Patents

Träger zur herstellung eines fahrwegs für spurgebundene fahrzeuge, insbesondere einer magnetschwebebahn, und damit hergestellter fahrweg Download PDF

Info

Publication number
EP1212489B1
EP1212489B1 EP00956439A EP00956439A EP1212489B1 EP 1212489 B1 EP1212489 B1 EP 1212489B1 EP 00956439 A EP00956439 A EP 00956439A EP 00956439 A EP00956439 A EP 00956439A EP 1212489 B1 EP1212489 B1 EP 1212489B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
girder
track
pursuant
cover
magnetic levitation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP00956439A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1212489A1 (de
Inventor
Hans Christoph Atzpodien
Luitpold Miller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Transrapid GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp Transrapid GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Transrapid GmbH filed Critical ThyssenKrupp Transrapid GmbH
Publication of EP1212489A1 publication Critical patent/EP1212489A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1212489B1 publication Critical patent/EP1212489B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B25/00Tracks for special kinds of railways
    • E01B25/30Tracks for magnetic suspension or levitation vehicles
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/08Damp-proof or other insulating layers; Drainage arrangements or devices ; Bridge deck surfacings
    • E01D19/083Waterproofing of bridge decks; Other insulations for bridges, e.g. thermal ; Bridge deck surfacings

Definitions

  • the invention relates to a carrier specified in the preamble of claim 1 Genus and a route created with it.
  • Carriers and tracks of this type are generally known (e.g. DE 39 28 277 C1, DE 39 28 278 C2). They are used for tracking and recording functional components or parts of equipment such as Stator packages, side guide rails and slideways, the corresponding functional components mounted on the vehicle, e.g. supporting, Excitation, brake and guide magnets as well as supporting skids or the like interact.
  • the beams can be made of steel or concrete and as single-field or multi-field beams be trained. They are used to enable thermal expansion with the help of Loose bearings stored on supports or a substructure erected on the floor (e.g. DE 34 04 061 C1).
  • Single-span girders are attached at one end using a Fixed bearing and at the other end by means of a floating bearing, on the other hand to the Ends each with a floating bearing and in a central area with a fixed bearing supported.
  • Carrier with more than two fields, as z. B. in the area of switches applied have two or more in addition to the end floating bearings additional bearings that allow thermal expansion in the horizontal direction, vertical movements largely prevent it. Practical overall lengths for two-span beams e.g. 30 m to 60 m, about half for single span beams.
  • Carriers of the type described have the property that they are under the influence of Deform temperature fluctuations, especially perpendicular to their longitudinal direction can bend convex. While the top and bottom straps of the wearer with even, simultaneous heating take on the same temperature and therefore lengthways Extend or contract almost uniformly, the beams deform for example when the sun is shining due to the fact that the upper belts at Sunshine warms up faster than the lower chords and therefore stronger than that Lower straps can be extended. Such bends take place perpendicular to the Beam longitudinal axes for single span beams with a much larger, about three times as large Amplitude, as this applies to two-field and multi-field carriers, since in the area of the middle Fixed bearing practically no deformation is possible.
  • Deformations of the type described lead to a corrugation of the guideway and thus an impairment of driving comfort. Also the safe guidance and in the event A magnetic levitation train can also make contactless hovering by too strong Deformation may be at risk. To avoid these problems, it is therefore common to use only two and multi-span beams and those from the increased size and the greater weight resulting disadvantages in terms of manufacture, transportation and to accept assembly.
  • the top has a thermally insulating cover made of rigid polystyrene foam and one of these apply a protective layer of fiberglass concrete. Attempts in this regard were discontinued, however, because sufficient fatigue strength for such covers is difficult to reach. In particular, during normal operation, one with such carriers manufactured due to the different thermal expansions of the carrier material compared to the material of the covers on the one hand and on the other hand, due to the different types of coating, high shear and shear stresses, that affect the fatigue strength.
  • the invention has for its object a heat-insulating cover to propose that is stable and durable and also in strong sunlight withstands the loads that occur during operation of the guideway.
  • the invention has the advantage that the thermal insulation covers due to their floating storage not to the strength association of the carrier belong. This will cause tension in the cover to be different Expansion coefficients minimized. Additional covers can therefore also be used for the covers Purpose-made panels made of high quality materials such as Solar cell modules are used. In particular, there is the advantage that effective and durable thermal insulation, even in strong sunlight so small temperature differences between the upper and lower chords ensured can be that single span beams are no longer dimensioned accordingly Deform two or multiple field beams.
  • Fig. 1 shows roughly schematically a two-field carrier 1 and two in their longitudinal direction single-field beams 2 and 3 arranged one behind the other, which together have approximately the same length as the two-field carrier 1.
  • the carrier 1 is in a central area with a Fixed bearing 4 and supported at both ends with a floating bearing 5.
  • the carrier 2 is on the left end in Fig. 1 with a floating bearing 6 and at the other end with a Fixed bearing 7 mounted, while the carrier 3 at its end facing the carrier 2 with a fixed bearing 8 and at the other end with a floating bearing 9.
  • the pillars or substructures on which the bearings 5 to 9 are mounted are for simplicity not shown for the sake of it.
  • the carriers 1, 2 and 3 and the exemplary embodiments in FIGS. 2 to 4 are carriers for a magnetic levitation train, the carrier 1 being e.g. B. a length of 50 m and the beams 2 and 3, for example, each have a length of 25 m.
  • the cross sections of the beams 1, 2 and 3 are, for example, essentially triangular. Regardless of whether it is steel or concrete girders, the girders 1 to 3, as can be seen in FIG. 1, can bend upwards under strong sunlight, since they are much faster in the area of their top chords 1a, 2a and 3a than be heated in the area of their lower chords 1b, 2b and 3b. Is, for example, a temperature difference 25 ° C, can mm for the carrier 1 of about 3, and A 2 (or 3) are formed on the carrier 2 of about 10 mm therefrom deflection amplitudes A 1, the latter can not be tolerated.
  • Carriers of the type described are generally known and therefore do not need any further details to be explained. Only in this context is reference to the publications DE 34 04 061 C1, DE 39 28 277 C1 and ZEV glass. Ann. 105, 1981, No. 7/8, Pp. 204 - 215), hereby to avoid repetition by reference be made the subject of the present disclosure.
  • beams 11 made of steel according to FIGS. 2 and 3 and beams 12 from Concrete according to FIG. 4 is provided, only the left half of the beam being shown.
  • the right half of the beam can be mirror-symmetrical to the left half of the beam be formed, and for the rest, the carrier 11, 12 can be analogous to the carriers 1 to 3 1 formed and dimensioned.
  • the carrier 11 has a z. B. triangular cross section through two obliquely arranged side parts 14 is formed, the top of which by one plate-shaped upper flange 15 and on its underside by a not shown, for. B. tubular or also plate-shaped lower flange are connected to one another, preferably by welding.
  • the carrier 11 has on its upper, outside lying side three functional components, the z. B. from one Long stator section 16 of a conventional long stator linear motor, a side guide rail 17 and a slideway 18 on which a magnetic levitation vehicle, not shown if necessary, can slide with support or skids attached to it.
  • the cavity 18, which is open at the top, is covered by a heat-insulating, weather-resistant Cover covers 23, which is preferably substantially flush with the Slideways 18 arranged surface and expediently only on the the width of the carrier 11 available between the slideways 18 extends, so that they do not fall on the slideways 18 when the support runners are possibly placed can be destroyed.
  • the clamping rails 27, 28 can expediently cover the whole Extend the length of the carrier 11, as shown in FIG. 3.
  • the support 12 which is made entirely of concrete, has an upper chord 31 with an upper side, which forms a cavity 32 2, which is covered by cover 23 at the top and at the bottom, analogously to FIG is limited by the upper chord 31.
  • Clamping rail 28 can be provided, since this by means of screws 33 and dowels 34 or The like directly on laterally projecting parts 35 of the carrier 12 which support the strips 21 can be attached.
  • the cuffs 26 are the parts between one 35 with the upper chord 31 connecting the carrier section and the clamping rails 28, however, decoupled from the carrier 12.
  • the arrangement corresponds to the plan view 4 therefore shows the top view of the arrangement according to FIG. 2 shown in FIG. 3.
  • the cuffs 26 are made of a durable, weather-resistant material such as z. B. made of natural rubber. You can also look over the whole, parallel to Longitudinal axis 25 (Fig. 3) measured length of the carrier 11, 12 extend or from individual, each consist only of one or more plates 24 enclosing pieces. The fat and elasticity of the cuff material are chosen so that the desired Floating storage results from different thermal expansions Tensions are absorbed by the cuffs 26 and not temperature-related Cracks or the like arise in the insulation elements 24.
  • the insulation elements 24 consist of a particularly preferred and best held embodiment of the invention from plate-shaped solar cell modules.
  • Such modules can e.g. B. consist of crystalline silicon semiconductor layers that covered with protective layers of glass or plastic or otherwise weatherproof, but are encapsulated translucent. Alternatively, the like with amorphous silicon. formed solar cells or thin film or thin film cells developed in recent times be applied to the corresponding carrier plates made of glass, plastic or another suitable, heat-insulating material. hereby there is the advantage that the carriers 11, 12 have a new function, namely the generation of electrical energy with the means of photovoltaics. The generated electrical energy can be fed into the public grid or, if this is the case with the Crossing the magnetic levitation shadowing occurring to intolerable Current fluctuations leads, processed and z. B. to generate hydrogen for Fuel cells can be used, which prove to be future ecologically advantageous drive units for automobiles or for the energy supply of magnetic levitation trains yourself.
  • the cavity 19 preferably serves as a cable duct, i.e. H. to accommodate electrical Lines and cables 36, in particular those used for the electrical connection of the various Serve solar cell modules along the entire support 11,12. Moreover can also in the cavities 19 along the route between the substations Route cables laid to feed the sections of the Long stator motor are required. Alternatively, and additionally, in the cavities 19 also the lines of the for the control and monitoring of the operation of the Vehicles required operational control system as well as power or telephone cables or the like. be housed by public networks. The latter is particularly useful in dense populated areas.
  • the carriers 11 and 12 described are thus suitable for producing a multifunctional Guideway, especially for magnetic levitation trains, by a variety of Carriers in the direction of travel (or in the direction of the longitudinal axes 25) as indicated in Fig. 3 is arranged one behind the other and at least selected, preferably all carriers how the described carriers 11 and 12 are formed. That way they can Cavities 19 extending over the entire route and cable channels and the solar cell modules form a photovoltaic power plant that extends over the entire route. Thereby on the one hand, additional costs are saved for cable ducts to be laid in the ground, on the other hand, proceeds from the use of solar power.
  • the described carriers 11, 12 and the routes that can be produced from them bring next to the Multifunctionality above all has the advantage of effective and durable thermal insulation for the upper chords 15, 31, the carrier 11, 12 with them.
  • the temperature differences between the Upper and lower straps of the carrier 11, 12 small even in strong sunlight being held.
  • This enables the deformations explained with reference to FIG. 1 greatly reduce that the single-field beams 2, 3 are no stronger than the two-field beams 1 deform. Therefore, as an alternative to the previous practice for routes of those interested here Type mostly single-field girders reduced in weight and size can be used, which affects production, transport and assembly make significant simplifications and cost savings.
  • the invention is not limited to the exemplary embodiments described, which are described in can be modified in many ways.
  • the invention is also based on beams and cross-sections different from those shown, as well as different designs Upper straps applicable.
  • the described floating storage by means of the cuffs 26 also by other suitable means are ensured, with the plate-shaped insulation elements 24 by others suitable means for heat insulation can be replaced, for example with loose Cassettes filled with thermal insulation. It is clear that it is also a carrier for the Driveways can act as magnetic levitation vehicles.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Railway Tracks (AREA)
  • Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Träger der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung und einen damit hergestellten Fahrweg.
Träger und Fahrwege dieser Art sind allgemein bekannt (z. B. DE 39 28 277 C1, DE 39 28 278 C2). Sie dienen zur Spurführung und Aufnahme von Funktionskomponenten bzw. Ausrüstungsteilen wie z.B. Statorpaketen, Seitenführschienen und Gleitbahnen, die entsprechenden, am Fahrzeug montierten Funktionskomponenten wie z.B. Trag-, Erreger-, Brems- und Führmagneten sowie Tragkufen oder dgl. zusammenwirken.
Die Träger können aus Stahl oder Beton gefertigt und als Einfeld- oder Mehrfeldträger ausgebildet sein. Sie werden zur Ermöglichung von Wärmedehnungen mit Hilfe von Festund Loslagern auf Stützen oder einer am Boden errichteten Unterkonstruktion gelagert (z.B. DE 34 04 061 C1). Dabei werden Einfeldträger an einem Ende mittels eines Festlagers und am anderen Ende mittels eines Loslagers, Zweifeldträger dagegen an den Enden mittels je eines Loslagers und in einem mittleren Bereich mittels eines Festlagers abgestützt. Träger mit mehr als zwei Feldern, wie sie z. B. im Bereich von Weichen angewendet werden, weisen zusätzlich zu den endseitigen Loslagern zwei oder mehr weitere Lager auf, die Wärmedehnungen in horizontaler Richtung zulassen, Vertikalbewegungen dagegen weitgehend verhindern. Praktische Baulängen für Zweifeldträger betragen z.B. 30 m bis 60 m, für Einfeldträger etwa die Hälfte.
Träger der beschriebenen Art haben die Eigenschaft, daß sie sich unter dem Einfluß von Temperaturschwankungen verformen, insbesondere senkrecht zu ihrer Längsrichtung konvex verbiegen können. Während die Ober- und Untergurte der Träger bei gleichmäßiger, gleichzeitiger Erwärmung dieselbe Temperatur annehmen und sich daher in Längsrichtung nahezu gleichförmig ausdehnen bzw. zusammenziehen, verformen sich die Träger zum Beispiel bei Sonneneinstrahlung aufgrund der Tatsache, daß die Obergurte bei Sonneneinstrahlung schneller als die Untergurte erwärmt und daher stärker als die Untergurte ausgedehnt werden. Dabei erfolgen derartige Aufbiegungen senkrecht zu den Trägerlängsachsen bei Einfeldträgern mit einer wesentlich größeren, ca. dreimal so großen Amplitude, als dies für Zweifeld- und Mehrfeldträger gilt, da im Bereich des mittigen Festlagers praktisch keine Verformung möglich ist.
Verformungen der beschriebenen Art führen zu einer Wellung des Fahrwegs und damit zu einer Beeinträchtigung des Fahrkomforts. Auch die sichere Spurführung und im Falle einer Magnetschwebebahn auch das berührungslose Schweben kann durch zu starke Verformung gefährdet sein. Zur Vermeidung dieser Probleme ist es daher üblich, ausschließlich Zwei- und Mehrfeldträger zu verwenden und die aus der erhöhten Baugröße und den größeren Gewicht resultierenden Nachteile im Hinblick auf Herstellung, Transport und Montage in Kauf zu nehmen.
Zur Reduzierung der Verformung der Träger wurde bereits vorgeschlagen, auf ihre Oberseite eine wärmedämmende Abdeckung aus Polystyrol-Hartschaum und einer diesen überdeckenden Schutzschicht aus Glasfaserbeton aufzubringen. Diesbezügliche Versuche wurden jedoch eingestellt, weil für derartige Abdeckungen eine ausreichende Dauerfestigkeit schwer zu erreichen ist. Insbesondere ergeben sich beim üblichen Betrieb eines mit derartigen Trägern hergestellten Fahrwegs aufgrund der unterschiedlichen Wärmedehnungen des Trägermaterials im Vergleich zum Material der Abdeckungen einerseits und aufgrund der unterschiedlichen Beschichtungsarten andererseits hohe Quer- und Schubspannungen, die die Dauerfestigkeit beeinträchtigen.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine wärmedämmende Abdeckung vorzuschlagen, die stabil und haltbar ist und auch bei starker Sonneneinstrahlung den beim Betrieb des Fahrwegs auftretenden Belastungen standhält.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 11.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß die wärmedämmeuden Abdeckungen aufgrund ihrer schwimmenden Lagerung nicht zum Festigkeitsverband der Träger gehören. Dadurch werden Spannungen in der Abdeckung aufgrund unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten minimiert. Für die Abdeckungen können daher auch zusätzlichen Zwecken dienende, aus hochwertigen Materialen bestehende Platten wie z.B. Solarzellenmodule verwendet werden. Insbesondere ergibt sich der Vorteil, daß aufgrund der wirksamen und haltbaren Wärmedämmung dauerhaft auch bei starker Sonneneinstrahlung so geringe Temperaturdifferenzen zwischen den Ober- und Untergurten sichergestellt werden können, daß sich Einfeldträger nicht mehr als entsprechend dimensionierte Zwei- oder Mehrfeldträger verformen.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1 schematisch je einen Einfeld- und Zweifeldträger und die bei Sonneneinstrahlung auftretenden Verformungen;
  • Fig. 2 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Stahiträger;
  • Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines aus mehreren Stahlträgern nach Fig. 2 gebildeten Fahrwegs; und
  • Fig. 4 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Betonträger.
  • Fig. 1 zeigt grob schematisch einen Zweifeldträger 1 und zwei in ihrer Längsrichtung hintereinander angeordnete Einfeldträger 2 und 3, die zusammen etwa dieselbe Länge wie der Zweifeldträger 1 haben. Der Träger 1 ist in einem mittleren Bereich mit einem Festlager 4 und an beiden Enden mit je einem Loslager 5 gelagert. Der Träger 2 ist an dem in Fig. 1 linken Ende mit einem Loslager 6 und am anderen Ende mit einem Festlager 7 gelagert, während der Träger 3 an seinen dem Träger 2 zugewandten Ende mit einem Festlager 8 und am anderen Ende mit einem Loslager 9 gelagert ist. Die Stützen oder Unterkonstruktionen, auf denen die Lager 5 bis 9 montiert sind, sind der Einfachheit halber nicht dargestellt.
    In der nachfolgenden Beschreibung ist angenommen, daß es sich bei den Trägern 1, 2 und 3 und den Ausführungsbeispielen der Figuren 2 bis 4 um Träger für eine Magnetschwebebahn handelt, wobei der Träger 1 z. B. eine Länge von 50 m und die Träger 2 und 3 z.B. eine Länge von je 25 m aufweisen. Die Querschnitte der Träger 1, 2 und 3 sind z.B. im wesentlichen dreieckförmig. Unabhängig davon, ob es sich um Stahl- oder Betonträger handelt, können sich die Träger 1 bis 3, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, unter starker Sonneneinstrahlung nach oben konvex aufbiegen, da sie im Bereich ihrer Obergurte 1a, 2a und 3a wesentlich schneller als im Bereich ihrer Untergurte 1b, 2b und 3b erwärmt werden. Besteht beispielsweise eine Temperaturdifferenz 25 °C, können daraus Biegungsamplituden A1 für den Träger 1 von ca. 3 mm und A2 für den Träger 2 (bzw. 3) von ca. 10 mm entstehen, wobei letztere nicht tolerierbar sind.
    Träger der beschriebenen Art sind allgemein bekannt und brauchen daher nicht näher erläutert zu werden. Nur beispielsweise wird in diesem Zusammenhang auf die Druckschriften DE 34 04 061 C1, DE 39 28 277 C1 und ZEV-Glas. Ann. 105, 1981, Nr. 7/8, S. 204 - 215) verwiesen, die hiermit zur Vermeidung von Wiederholungen durch Referenz zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht werden.
    Zur Vermeidung von zu hohen Temperaturdifferenzen zwischen den Ober- und Untergurten sind erfindungsgemäß Träger 11 aus Stahl nach Fig. 2 und 3 und Träger 12 aus Beton nach Fig. 4 vorgesehen, wobei jeweils nur die linken Trägerhälften dargestellt sind. Die jeweils rechten Trägerhälften können spiegelsymmetrisch zu den linken Trägerhälften ausgebildet sein, und im übrigen können die Träger 11,12 analog zu den Trägern 1 bis 3 nach Fig. 1 ausgebildet und dimensioniert sein.
    Nach Fig. 2 besitzt der Träger 11 einen z. B. dreieckförmigen Querschnitt, der durch zwei schräg angeordnete Seitenteile 14 gebildet ist, die an ihrer Oberseite durch einen plattenförmigen Obergurt 15 und an ihrer Unterseite durch einen nicht gezeigten, z. B. rohrförmigen oder ebenfalls plattenförmigen Untergurt miteinander verbunden sind, vorzugsweise durch Schweißen. Außerdem weist der Träger 11 an seiner oberen, außen liegenden Seite drei Funktionskomponenten auf, die in bekannter Weise z. B. aus einem Langstatorabschnitt 16 eines üblichen Langstator-Linearmotors, einer Seitenführschiene 17 und einer Gleitbahn 18 bestehen, auf der ein nicht dargestelltes Magnetschwebefahrzeug notfalls mit an ihm angebrachten Trag- bzw. Gleitkufen gleiten kann.
    Während sich die Gleitbahnen 18 normalerweise stufenlos an die obere Oberfläche des Obergurts 15 des Trägers 11 anschließen, ist der Obergurt 15 bzw. ein mittlerer Obergurtabschnitt erfindungsgemäß unterhalb der Gleitbahnen 18 und parallel zu diesen angeordnet, d. h. gegenüber den Gleitbahnen 18 abgesenkt. Dadurch entsteht zwischen der von den Gleitbahnen 18 gebildeten Ebene und der Oberseite des Obergurts 15 ein Hohlraum 19, der zu den Seiten hin von Stegen 20 begrenzt ist, die die Seitenteile 14 über den Obergurt 15 hinaus nach oben verlängern und an denen Leisten 21 z. B. durch Schweißen befestigt sind, deren Oberflächen die Gleitbahnen 18 bilden. An den Leisten 21 und den Stegen 20 können außerdem zur Befestigung der Langstatorabschnitte 16 und der Seitenführschienen 17 bestimmte Stegbleche 22 befestigt sein.
    Der nach oben offene Hohlraum 18 wird durch eine wärmedämmende, witterungsbeständige Abdeckung 23 überdeckt, die eine vorzugsweise im wesentlichen bündig mit den Gleitbahnen 18 angeordnete Oberfläche aufweist und sich zweckmäßig nur über die zwischen den Gleitbahnen 18 zur Verfügung stehende Breite des Trägers 11 erstreckt, damit sie bei einem eventuellen Aufsetzen der Tragkufen auf die Gleitbahnen 18 nicht zerstört werden kann.
    Erfindungsgemäß wird die Abdeckung 23 aus quadratischen bzw. rechteckigen, z. B. aus einzelnen Platten bestehenden Dämmelementen 24 (vgl. auch Fig. 3) zusammengesetzt, die in Richtung einer Längsachse 25 der Träger 11 auf Stoß hintereinander angeordnet sind. Um zu vermeiden, daß die aus einem Wärmedämmstoff wie z. B. Gasbeton hergestellten Dämmelemente 24 aufgrund ihrer im Vergleich zu Stahl unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten bei starker Erwärmung oder Abkühlung zu großen Spannungen ausgesetzt werden, werden sie schwimmend am Träger 11 gelagert und dadurch vom Festigkeitsverband des Trägers 11 entkoppelt. Hierzu werden einerseits die parallel zur Längsachse 25 verlaufenden Seitenränder der Dämmelemente 24 mit U-förmigen Manschetten 26 aus einem elastischen, z. B. gummiartigen Material eingefaßt. Andererseits werden die Manschetten 26 zwischen einer mit der zugehörigen Leiste 21 z. B. durch Schweißen verbundenen Klemmschiene 27 und einer weiteren Klemmschiene 28 eingespannt, die z. B. durch Schrauben 29 und Muttern mit der Klemmschiene 26 fest verbunden wird. Dabei können sich die Klemmschienen 27,28 zweckmäßig über die ganze Länge des Trägers 11 erstrecken, wie Fig. 3 zeigt.
    Bei dem aus Beton hergestellten Träger 12 nach Fig. 4, in der gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 2 und 3 versehen sind, eine entsprechende Abdeckung 23 vorgesehen. Zu diesem Zweck weist der durchgehend aus Beton bestehende Träger 12 einen Obergurt 31 mit einer Oberseite auf, die eine einen Hohlraum 32 bildende Vertiefung aufweist, die analog zu Fig. 2 oben von der Abdeckung 23 abgedeckt und unten vom Obergurt 31 begrenzt wird. Im Gegensatz zu Fig. 2 und 3 braucht hier nur die obere Klemmschiene 28 vorgesehen werden, da diese mittels Schrauben 33 und Dübeln 34 oder dgl. direkt an seitlich auskragenden, die Leisten 21 tragenden Teilen 35 des Trägers 12 befestigt werden kann. In diesem Fall sind die Manschetten 26 zwischen einem die Teile 35 mit dem Obergurt 31 verbindenden Trägerabschnitt und den Klemmschienen 28 fest, jedoch vom Träger 12 entkoppelt eingespannt. In der Draufsicht entspricht die Anordnung nach Fig. 4 daher der in Fig. 3 gezeigten Draufsicht der Anordnung nach Fig. 2.
    Die Manschetten 26 werden aus einem dauerfesten, witterungsbeständigen Material wie z. B. Naturkautschuk hergestellt. Sie können sich außerdem über die gesamte, parallel zur Längsachse 25 (Fig. 3) gemessenen Länge der Träger 11,12 erstrecken oder aus einzelnen, jeweils nur eine oder mehrere Platten 24 einfassenden Stücken bestehen. Die Dicke und Elastizität des Manschettenmaterials werden so gewählt, daß sich die gewünschte schwimmende Lagerung ergibt, aufgrund unterschiedlicher Wärmedehnungen entstehende Spannungen von den Manschetten 26 aufgenommen werden und keine temperaturbedingten Risse oder dgl. in den Dämmelementen 24 entstehen.
    Die Dämmelemente 24 bestehen nach einer besonders bevorzugten und für am besten gehaltenen Ausführungsform der Erfindung aus plattenförmigen Solarzellenmodulen.
    Derartige Module können z. B. aus kristallinen Silizium-Halbleiterschichten bestehen, die mit Schutzschichten aus Glas oder Kunststoff abgedeckt oder sonstwie wetterfest, aber lichtdurchlässig verkapselt sind. Alternativ können mit amorphem Silizium der dgl. gebildete Solarzellen oder auch in neuerer Zeit entwickelte Dünnschicht- bzw. Dünnfilmzellen angewendet werden, die auf entsprechende Trägerplatten aus Glas, Kunststoff oder einem anderen geeigneten, wärmedämmenden Material aufgesprüht werden. Hierdurch ergibt sich die Vorteil, daß die Träger 11,12 eine neue Funktion, nämlich die Erzeugung von elektrischer Energie mit den Mitteln der Photovoltaik übernehmen. Die erzeugte elektrische Energie kann in das öffentliche Netz eingespeist oder, falls dies durch die beim Überfahren der Magnetschwebebahn auftretenden Abschattungen zu nicht tolerierbaren Stromschwankungen führt, aufbereitet und z. B. zur Erzeugung von Wasserstoff für Brennstoffzellen genutzt werden, die sich als zukünftige ökologisch vorteilhafte Antriebsaggregate für Automobile oder auch für die Energieversorgung der Magnetschwebebahnen selbst eignen.
    Der Hohlraum 19 dient vorzugsweise als Kabelkanal, d. h. zur Aufnahme von elektrischen Leitungen und Kabeln 36, insbesondere solchen, die zum elektrischen Verbinden der verschiedenen Solarzellenmodule längs des gesamten Trägers 11,12 dienen. Außerdem können in den Hohlräumen 19 zusätzlich die längs der Trasse zwischen den Unterwerken verlegten Streckenkabel untergebracht werden, die zur Speisung der Abschnitte des Langstatormotors benötigt werden. Alternativ und zusätzlich könnten in den Hohlräumen 19 auch die Leitungen des für die Steuerung und Überwachung des Betriebsablaufs der Fahrzeuge erforderlichen Betriebsleitsystems sowie Strom- oder Telefonkabel oder dgl. von öffentlichen Netzen untergebracht werden. Letzteres bietet sich insbesondere in dicht besiedelten Gebieten an.
    Die beschriebenen Träger 11 und 12 eignen sich somit zur Herstellung eines multifunktionalen Fahrwegs, insbesondere für Magnetschwebebahnen, indem eine Vielzahl von Trägern in Fahrtrichtung (bzw. in Richtung der Längsachsen 25) wie in Fig. 3 angedeutet ist, hintereinander angeordnet und dabei zumindest ausgewählte, vorzugsweise alle Träger wie die beschriebenen Träger 11 und 12 ausgebildet werden. Auf diese Weise können die Hohlräume 19 über den ganzen Fahrweg erstreckte Kabelkanäle und die Solarzellenmodule ein über den gesamten Fahrweg erstrecktes, photovoltaisches Kraftwerk bilden. Dadurch werden einerseits zusätzliche Kosten für im Erdreich anzulegende Kabelkanäle eingespart, andererseits Erlöse aus der Nutzung von Solarstrom erzielt.
    Die beschriebenen Träger 11, 12 und die daraus herstellbaren Fahrwege bringen neben der Multifunktionalität vor allem den Vorteil einer wirksamen und haltbaren Wärmedämmung für die Obergurte 15, 31 der Träger 11,12 mit sich. Durch geeignete Wahl des Materials und der Dicke der Dämmelemente 24 können die Temperaturdifferenzen zwischen den Ober- und Untergurten der Träger 11,12 auch bei starker Sonneneinstrahlung klein gehalten werden. Dadurch lassen sich die anhand der Fig. 1 erläuterten Verformungen so stark reduzieren, daß sich die Einfeldträger 2,3 nicht stärker als die Zweifeldträger 1 verformen. Daher können alternativ zur bisherigen Praxis für Fahrwege der hier interessierenden Art überwiegend im Gewicht und in der Größe reduzierte Einfeldträger verwendet werden, wodurch sich hinsichtlich Produktion, Transport und Montage erhebliche Vereinfachungen und Kosteneinsparungen erzielen lassen.
    Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die in vielfacher Weise abgewandelt werden können. Insbesondere ist die Erfindung auch auf andere als die dargestellten Träger und Trägerquerschnitte sowie anders gestaltete Obergurte anwendbar. Insbesondere wäre es möglich, die Oberflächen der Obergurte 15,31 in einer Ebene mit den Gleitbahnen 18 und die Abdeckungen 23 unter Bildung der Hohlräume 19 ausreichend weit oberhalb der Gleitbahnen 18 anzuordnen, sofern die Höhe der u. U. auf diesen aufsetzenden Tragkufen dies zuläßt. Weiterhin kann die beschriebene schwimmende Lagerung mittels der Manschetten 26 auch durch andere geeignete Mittel sichergestellt werden, wobei auch die plattenförmigen Dämmelemente 24 durch andere geeignete Mittel zur Wärmeisolierung ersetzbar sind, beispielsweise durch mit losem Wärmedämmstoff gefüllte Kassetten. Dabei ist klar, daß es sich auch um Träger für die Fahrwege von anderen als Magnetschwebefahrzeugen handeln kann.

    Claims (13)

    1. Träger zur Herstellung eines Fahrwegs für spurgebundene Fahrzeuge, insbesondere einer Magnetschwebebahn, mit einer auf seiner Oberseite angebrachten, wärmedämmenden Abdeckung (23), dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (23) schwimmend gelagert ist.
    2. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (23) aus einer Mehrzahl von Dämmelementen (24) gebildet ist, die jeweils für sich schwimmend gelagert sind.
    3. Träger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämmelemente (24) mit Manschetten (26) aus einem elastischen Material an seiner Oberfläche befestigt sind.
    4. Träger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschetten (26) aus einem gummiartigen Material bestehen.
    5. Träger nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschetten (26) mit Hilfe von Klemmschienen (27) an der Trägeroberseite befestigt sind.
    6. Träger nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämmelemente (24) zumindest teilweise mit photovoltaischen Solarzellen versehen sind.
    7. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Abdeckung (23) ein in Fahrtrichtung durchgehender Hohlraum (19) vorgesehen ist.
    8. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er auf seiner Oberseite mit seitlich angebrachten Funktionskomponenten in Form von Gleitbahnen (18) versehen und die Abdeckung (23) zwischen den Gleitbahnen (18) angeordnet ist.
    9. Träger aus Stahl nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß er einen zwischen den Gleitbahnen (18) angeordneten, einen Boden des Hohlraums (19) bildenden Obergurt (15) aufweist.
    10. Träger aus Beton nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß sein Obergurt (31) zwischen den Gleitbahnen (18) eine zur Bildung des Hohlraums (19) bestimmte Vertiefung aufweist.
    11. Fahrweg für spurgebundene Fahrzeuge, insbesondere einer Magnetschwebebahn, mit einer Vielzahl von in Fahrtrichtung hintereinander angeordneten Trägern, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ausgewählte Träger (11,12) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet sind.
    12. Fahrweg nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgewählten Träger (11,12) als Einfeldträger ausgebildet sind.
    13. Fahrweg nach einem der Ansprüche 11 oder 12 dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (19) zur Aufnahme von Leitungen und Kabeln (36) genutzt ist.
    EP00956439A 1999-09-16 2000-08-12 Träger zur herstellung eines fahrwegs für spurgebundene fahrzeuge, insbesondere einer magnetschwebebahn, und damit hergestellter fahrweg Expired - Lifetime EP1212489B1 (de)

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