DE19829903A1 - Betonfahrbahnteile einer Magnetbahn - Google Patents

Abstract

Nach der Erfindung werden die horizontal oder geneigt zu montierenden Fahrbahnabschnitte in vertikaler Lage gegossen und zur Einsatzstelle transportiert und/oder beim Gießen und nach dem Gießen vermessen und bei Feststellung von Abmessungsfehlern durch Verstellung bzw. Verbiegung der Schalung korrigiert.

Description

• Die Erfindung betrifft Betonfahrbahnteile für die Fahrbahn einer Magnetbahn. Eine Magnetbahn ist eine Bahn, die durch Magnetkräfte in Schwebe über einer Fahrbahn gehalten wird und vorzugsweise durch Magnetkräfte ihre Antriebskräfte erfährt. Durch das Schweben entstehen kaum Reibungskräfte, die der Fahrbewegung hinderlich sind. Das erlaubt bei sonst vergleichbarer Auslegung wesentlich höhere Geschwindigkeiten als bei herkömmlichen Bahnen.
• Die Fahrbahn einer Magnetbahn kann ebenerdig, aufgeständert oder untererdig verlaufen. Die aufgeständerte Anordnung hat erhebliche Sicherheitsvorteile, deren Bedeutung mit der Geschwindigkeit zunimmt.
• Die Fahrbahn kann durch eine Stahlkonstruktion oder durch eine Betonkonstruktion gebildet werden. In jedem Fall besteht die Fahrbahn aus einzelnen Abschnitten, die entsprechend dem jeweiligen Fahrbahnverlauf horizontal oder schwach geneigt verlaufen. Beim Übergang von einer Horizontalstrecke in eine Gefällestrecke oder eine Steigungsstrecke ergibt sich eine Krümmung in dem Fahrbahnabschnitt. Weitere Krümmungen ergeben sich bei Kurven der Fahrbahn.
• Die Betonkonstruktionen sind keine reinen Betonteile. Abgesehen von der Stahlarmierung sind an den Betonteilen auch Stahlteile vorgesehen. Dabei handelt es sich um Gleitflächen für Kufen oder Räder, mit denen die Magnetbahn beim Halten auf der Fahrbahn aufsetzen bzw. im Notfall an der Fahrbahn geführt wird. Die Gleitflächen werden durch Stahlbleche oder Stahlplatten gebildet.
• Neben diesen Teilen sind noch Anker vorgesehen, an denen die sogenannten Linearmotoren an der Fahrbahnunterseite gehalten werden. Die Anker sind einerseits an oben liegenden Stahlblechen oder Stahlplatten befestigt und ragen andererseits unten aus den Betonteilen vor. Schließlich sind auch noch Anker vorgesehen, mit denen eine Befestigung im Ständerwerk erfolgt.
• Die Betonteile können als Fertigteile zur Baustelle geliefert werden oder in situ hergestellt werden. Die Anlieferung von Fertigteilen hat erfahrungsgemäß erhebliche Qualitätsvorteil. Auch die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Betonfahrbahnteile als Fertigteile fabrikmäßig herzustellen und an die Einsatzstelle zu transportieren.
• Nach der Erfindung wird eine besonders vorteilhafte Herstellung dadurch erreicht, daß die Betonfahrbahnteile in einer senkrechten Schalung gegossen werden. Dabei wird eine extreme Genauigkeit dadurch erreicht, daß die Fahrbahnteile mit einem verlorenen Kopf gegossen werden und/oder eine nachstellbare Schalung verwendet wird und/oder die Maßhaltigkeit der Schalung während der Herstellung mehrmals kontrolliert wird.
• Der verlorene Kopf hat bei einer Abschnittslänge von 6 m vorzugsweise eine Höhe von 5 bis 15 mm. Bei längeren oder kürzeren Abschnitten verändert sich die Kopfhöhe entsprechend. Der verlorene Kopf wird nach der Herstellung mechanisch abgetrennt. Geeignete Verfahren zur Abtrennung sind Sägen, Fräsen oder Schleifen.
• Die Nachstellbarkeit der Schalung und deren Vermessung ergänzen sich sehr vorteilhaft.
• Die Nachstellbarkeit ist gekennzeichnet durch eine Verstellbarkeit und/oder Biegsamkeit der Schalung und Verstelleinrichtungen/Biegeeinrichtung. Vorzugsweise ist mindestens eine Schalungswand anstellbar bzw. biegsam ausgelegt. Die Verstellbarkeit dient dabei nicht nur der Öffnung der Schalung zur Herausnahme des Betonfertigteiles. Die verstellbare bzw. biegsame Schalungswand wird auch während des Gießvorganges und ggfs. noch während des Abbindens des Betons bewegt bzw. gebogen. Damit läßt sich jede unerwünschte Dickenänderung beim Gießen und Rütteln wie auch jede Krümmung aufgrund asymmetrisch angeordneter Form und/oder Armierung und/oder Beschaffenheit ausgleichen.
• Die Verstellung bzw. Biegung erfolgt vorzugsweise mindestens bis zur Ansteifung. Von einer Verstellbarkeit wird allerdings abgesehen, so weit die Verstellung eine Bruchgefahr verursacht. Vorzugsweise wird von einer Verstellung nach Erreichen der Halbfestigkeit abgesehen. Für die Verstellung kann die zugehörige Schalungswand in geeigneten Führungen angeordnet sein. Wahlweise bilden die Verstelleinrichtungen auch ganz oder teilweise die Führung.
• Geeignete Verstelleinrichtungen sind hydraulische Zylinder. Derartige Zylinder lassen sich mit einer zeitgemäßen Hydraulik mit der gewünschten Genauigkeit betreiben.
• Wahlweise können die Zylinder auch mit einer anderen Führung kombiniert werden. Z. B. kann die bewegbare Schalungswand mit den anderen Schalungswänden auf einer gemeinsamen Grundplatte stehen und dort verschoben werden.
• Günstige Verhältnisse ergeben sich, wenn die Zylinder immer paarweise an der Schalungswand angeordnet sind und wenn mehr als zwei Paare auf der Länge der Schalungswand verteilt sind. Bei gleichmäßigem Querschnitt ist eine gleichmäßige Verteilung zweckmäßig. Das gleiche gilt für einen symmetrischen Aufbau des Fahrbahnabschnittes.
• Für die Steuerung der Verstelleinrichtung bietet eine opto-elektronische Messung der Schalung eine sehr hohe Genauigkeit. Vorteilhafterweise kann die Messung kontinuierlich erfolgen und die Verstellung kontinuierlich nachgefahren werden. Die Meßpunkte können mittelbar und unmittelbar an der Schalungswand angeordnet sein. Es können auch Abstandsmessungen vorgenommen werden.
• Vorteilhafterweise erlaubt das Meßsystem auch eine Kontrolle der Maßhaltigkeit von Stahlteilen für gekrümmte Fahrbahnabschnitte. Wie oben ausgeführt, ergeben sich Krümmungen bei allen Änderungen von Steigungsstrecken und Gefällestrecken sowie bei Fahrbahnkurven. Die Kontrolle der angelieferten Teile kann durch Prüfung erfolgen, inwieweit diese Teile sich ohne Last an die dafür bestimmten Berührungsflächen der Schalung anlegen. Für die Prüfung eignet sich die gleiche Meßvorrichtung wie für die Lagebestimmung der beweglichen bzw. biegsamen Schalungsanwand. Wahlweise ist für die Kontrolle der Maßhaltigkeit auch eine Ultraschallmessung vorgesehen.
• Nach der Kontrolle werden die Stahlteile vorzugsweise mit Magneten in der jeweiligen Position arretiert, bis der vergossene Beton eine so hohe Steifigkeit hat, daß er nicht mehr zwischen Schalung und außen liegende Stahlteilflächen fließt.
• Wahlweise ist die bewegliche/biegsame Schalungswand zudem mit dem gegossenen Fahrbahnabschnitt transportierbar. Das kann zur Stützung des Fahrbahnabschnittes während des Transportes und ggfs. bei einer Nachbehandlung oder einer anschließenden Lagerung bis zum Aushärten genutzt werden. Infolgedessen kann der Fahrbahnabschnitt in noch relativ weichem Zustand entschalt und einer Nachbehandlung und Lagerung zugeführt werden. Für die Herstellungsvorrichtung bewirkt das eine Kapazitätserhöhung.
• Auf die Nachbehandlung und Lagerung wird unten noch eingegangen.
• Weitere Vorteile ergeben sich, wenn ein langsam abbindender Beton verwendet wird. Betonqualitäten von B 45 sind bereits ausreichend für Abschnitte mit einer Länge von 6 m und einer Dicke von 200 bis 300 mm. Anderen Längen und Dicken kann durch eine entsprechende Änderung der Betonqualität Rechnung getragen werden.
• Ein Vielzahl günstiger Betonqualitäten ist im übrigen durch eine Zeit von 12 h und mehr zur Erreichung der Halbfestigkeit gekennzeichnet.
• Die Nachbehandlung beinhaltet vorzugsweise eine Temperaturführung und Feuchtigkeitsführung des Betons bis zum Erreichen einer gewünschten Festigkeit ggfs. bis zum Erreichen der Endfestigkeit. Zur Nachbehandlung ist es von Vorteil die Fahrbahnabschnitte mit einer Abdeckung zu versehen und mit Dampf zu beaufschlagen. Die Abdeckung kann eine Haube oder eine Folie oder ein Textil sein.
• Eine besonders raumsparende Nachbehandlung läßt sich erreichen, wenn die Fahrbahnabschnitte aufrecht nebeneinander gestellt werden. Dadurch wird der Dampfverbrauch minimiert.
• Die Anlage wird darüber hinaus vereinfacht, wenn die seitliche Wände vorgesehen sind, so daß z. B. nur eine Fläche und das obere Ende verschlossen werden müssen, um mit dem Bedampfen beginnen zu können. Es kommen auch Bodenlöcher oder Gehäuse für die Nachbehandlung in Betracht, die nur oben öffenbar sind.
• Die Öffnungsmöglichkeit einer Seite erlaubt eine geringere Bauhöhe für einen Kran zu Bedienung der Nachbehandlungsstation und ggfs einer überdeckenden Halle.
• Die Nachbehandlungsstation ist in ihrer Kapazität auf die Nachbehandlungszeit und die Anzahl von Fahrbahnabschnitten ausgelegt, die in der Nachbehandlungszeit durchschnittlich montiert werden. Desgleichen ist das Gießen der Fahrbahnabschnitte auf diese Anzahl ausgelegt. Z. B. beträgt die Anzahl 20 pro Tag. Die Anzahl der Schalungen ist entsprechend groß.
• Die anschließende Lagerung umfaßt jedoch mehr als nur die Anzahl von 20. Die Lagerung beinhaltet ein Sicherungspolster für den Fall von Betriebsstörungen bzw. Betriebsunterbrechungen. Wahlweise umfaßt die Lagerung eine Wochenproduktion von Fahrbahnabschnitten oder mehr.
• Die Lagerung der Fahrbahnabschnitte kann in einem Außenlager übereinander liegend oder in einem Regallager erfolgen, so daß die Fahrbahnabschnitte mit einem Gabelstapler bewegbar sind.
• Vor der Einlagerung werden die vollständig ausgehärteten Fahrbahnabschnitte kopfseitig bearbeitet. Das kopfseitige Ende ist das beim Betongießen obere Ende. Dieses Ende wird durch Sägen auf ein genaues Endmaß gebracht. Durch das Sägen wird der überstehende Kopf abgetrennt, der im Ausführungsbeispiel nach dem Aushärten etwa 4 mm beträgt.
• In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Teil eines Querschnittes eines Betonfahrbahnabschnittes für eine Magnetbahn. Die Querschnittsdarstellung endet an einem Längssteg. Jeder Fahrbahnabschnitt besitzt zwei beiderseits der Mittelachse und unten angeordnete Längsstege. Im Bereich der Stege sind die Fahrbahnabschnitte mit einer Durchtrittsöffnung versehen, um eine Ankerbefestigung an einem Betonfundament zu bewerkstelligen. Die Befestigung erfolgt so, daß zwischen der Unterseite des Abschnittes und dem Fundament noch ein ausreichender Abstand für die Montage von Linearmotoren gegeben ist.
• Das Betonfundament schließt mit dem Erdreich ab, so daß eine ebenerdige Anordnung der Fahrbahnabschnitte entsteht.
• Der dargestellte Querschnittsteil besitzt eine Seitenführschniene 1 aus Stahl, eine oben liegende Gleitschiene 2 aus Stahl, ein Schubblech 3 aus Stahl, Betonanker 4 aus Stahl, Einsätze 7 aus Stahl. Die vorstehend aufgezählten Stahlteile sind miteinander verschweißt und zusammen mit der Stahlarmierung 6 in den Beton 5 des Fahrbahnabschnittes eingebettet.
• Die Dicke der Betonschicht ist 250 mm, nicht gerechnet die Längsstege. Die Seitenführschiene 1 hat eine Höhe von 310 mm und eine Dicke von 30 mm. Die oben liegende Gleitleiste 2 hat eine Breite von 445 mm und ist so angeschweißt, daß sie sich bis zu einem Abstand von 460 mm von der linken, frei liegenden Kante der Seitenführschiene 1 erstreckt.
• Die Einsätze 7 sind in zwei Reihen in Längsrichtung der Abschnitte an jeder Seite des Fahrbahnabschnittes vorgesehen. Beide Reihen haben voneinander einen Abstand von 240 mm, die der Seitenführschiene 1 nächste Reihe hat einen Abstand von 170 mm von der freien Kante der Seitenführschiene. In Längsrichtung des Fahrbahnabschnittes besteht zwischen zwei benachbarten Einsätzen 7 ein Abstand von 344 mm vorgesehen.
• Das Schubblech 3 ist mittig zwischen beiden Einsatzreihen angeordnet. Das Schubblech erstreckt sich von jedem Fahrbahnabschnittende etwa 800 mm zur Abschnittsmitte hin. In dem Schubblech 3 sind diverse Löcher vorgesehen, in die der Beton eingreift und eine innige Verbindung mit dem Schubblech 3 herstellt.
• Die Betonanker 4 erstrecken sich von der Seitenführschiene 1 quer in den Beton. Zwischen jeweils 2 benachbarten Einsätzen 7 sind zwei Betonanker 4 vorgesehen. Ihr Abstand voneinander beträgt 196 mm.
• Die Gesamtlänge der Abschnitte beträgt im Ausführungsbeispiel 6172 mm. Bei der Beurteilung der Gesamtbreite sind nicht nur die oben erwähnten Breitenmaße zu verdoppeln sondern ist auch noch ein unbemaßter Mittelteil zu berücksichtigen.
• Längsansichten sind in den Fig. 3 und 4 dargestellt.
• Die Fig. 2 und 3 zeigen außerdem die Anordnung eines Linearmotors als Magnetantrieb für die Magnetbahn. An jedem Fahrbahnrand ist ein Stator 8 vorgesehen. Der Stator 8 ist mit Schienen 9 in den Köpfen der Einsätze 7 gehalten. Die Schienen 9 besitzen eine Doppel-T- Querschnittsform. Die Köpfe der Einsätze 7 sind dem angepaßt.
• Im Ausführungsbeispiel kommt es auf die Genauigkeit der Statoranordnung und die Genauigkeit der beiden Fahrbahnabschnittränder zueinander an. Die Herstellung der Fahrbahnabschnitte ist nachfolgend erläutert.
• Fig. 5 und 6 zeigen eine zweiteilige Schalung für die Herstellung der Fahrbahnabschnitte. Der eine Teil 20 besitzt eine U-Form und formt die Oberseite und die Seitenflächen der Fahrbahnabschnitte. Der andere Teil 21 ist der Unterseite der Fahrbahnabschnitte angepaßt . und formt demzufolge die Unterseite.
• Der Schalungsteil 20 ist fest angeordnet, der Teil 21 ist beweglich angeordnet. Zur Bewegung des Schalungsteils 21 sind Hydraulikzylinder 22, 23 und 24 vorgesehen. Diese Zylinder sind paarweise an dem Schalungsteil 21 gleichmäßig verteilt angeordnet.
• Vor dem Gießen des Betons werden alle zu den Fig. 1 bis 4 erläuterten Teile zwischen den Schalungsteilen 20 und 21 positioniert bzw. durch Magnete 26 in der jeweils gewünschten Stellung gehalten. Danach wird ein Beton vergossen und eingerüttelt. Das Rütteln erfolgt mit üblichen Rütteleinrichtungen, z. B. mit gekapselten rotierenden Unwuchten, die über eine flexible Welle betrieben und von Hand gelenkt werden. Die Abschnitte werden mit einem kleinen verlorenen Kopf gegossen, der nach dem Aushärten entfernt wird. Der verlorene Kopf und die anschließende Abtrennung gewährleisten eine vorteilhafte Qualität des kopfseitigen Endes.
• Das Schalungsteil 20 ist fest, das Schalungsteil 21 beweglich angeordnet.
• Während und nach dem Betongießen wird die Stellung des Schalungsteils 21 fortlaufend mittels Lasertechnik gemessen. Bei festgestellten Abweichungen von einer gewünschten Stellung des Schalungsteils 21 wird dieses Teil mit Hilfe der Ilydraulikzylinder in die gewünschte Stellung gebracht, bei der eine notwendige Maßhaltigkeit gewährleistet ist. Die Hydraulikzylinder werden dabei mit einer Feindosierpumpe einzeln oder gemeinsam mit Hydraulikwasser beaufschlagt. Die Feindosierpumpe ermöglicht die Einhaltung sehr genauer Wegtoleranzen.
• Durch unterschiedliche Beaufschlagung der Hydraulikzylinder führt im Bedarfsfall zu einer Biegung des Schalungsteils 21 oder zu einer Schrägstellung.
• Der Beton hat im Ausführungsbeispiel die Qualität B 45.
• Die gegossenen Fahrbahnabschnitte bleiben 24 h in der Schalung. Danach werden die Fahrbahnabschnitte mit einem Kran aus der Schalung genommen und einer Nachbehandlung gemäß Fig. 7 zugeführt. Die gegossenen Fahrbahnabschnitte sind in Fig. 7 mit 34 bezeichnet. Die Abschnitte 34 sind nebeneinander zwischen Wänden 31 und 32 angeordnet. Der Raum zwischen den Wänden 31 und 32 wird nach Füllung mit den Fahrbahnabschnitten 34 oben mit einem Deckel 33 geschlossen. Anschließend findet eine Beaufschlagung mit Dampf statt. Der Dampf verursacht eine Erwärmung und Befeuchtung, so daß optimale Bedingungen zum Aushärten gegeben sind.
• Die Wände 31 und 32 stehen auf einer Betonbasis 30. Die Betonbasis bildet nach Fig. 7 auch eine Lagerfläche für die ausgehärteten Abschnitte 34. Die Abschnitte 34 werden dabei horizontal abgelegt. Zwischen den Abschnitten 34 sind Holzunterlagen 35 vorgesehen. Die horizontale Ablage erleichtert die Beladung von Lastkraftwagen mit Gabelstaplern.

Claims (22)

1. Herstellung von horizontal oder geneigt zu montierenden Abschnitten einer Fahrbahn für eine Magnetbahn, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Abschnitte in senkrechter Stellung mit Hilfe einer Schalung gegossen und als Fertigteile zur Einsatzstelle transportiert werden,

b) die Abschnitte mit einem verlorenen Kopf gegossen werden, der nach ausreichender Verfestigung des Betons abgetrennt wird und/oder

c) die Schalung gemessen wird und

d) bei Maßabweichungen von einer gewünschten Stellung durch Verstellung bzw. Biegung in die gewünschte Stellung gebracht wird.

2. Herstellung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalung zur Erreichung einer gewünschten Stellung geradlinig angestellt, verschwenkt und/oder gekrümmt wird.

3. Herstellung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der verlorene Kopf eine Höhe von 5 bis 15 mm hat.

4. Herstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung und/oder Biegung mindestens bis zur Ansteifung des Betons erfolgt.

5. Herstellung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung und/oder Biegung bis zur Halbfestigkeit erfolgt.

6. Herstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Verwendung von Führungen für das bewegliche Schalungsteil (21).

7. Herstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Verwendung von Hydraulikzylindern (22, 23, 24) zur Verstellung bzw. Biegung.

8. Herstellung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikzylinder zugleich als Führung verwendet werden.

9. Herstellung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch die Verwendung paarweise und/oder gleichmäßig an dem beweglichen Schalungsteil (21) angeordneter Hydraulikzylinder (22, 23, 24).

10. Herstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Feindosierpumpe für die Beaufschlagung der Hydraulikzylinder (22, 23, 24).

11. Herstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine Abstandsmessung zur Bestimmung der Stellung des beweglichen Schalungsteils (21).

12. Herstellung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine opto-elektronische Messung.

13. Herstellung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Lasermessung.

14. Herstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch eine Messung der in den Beton einzugießenden Stahlteile.

15. Herstellung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Messung des Abstandes zwischen der Berührungsfläche der Schalung und den unbelastet in der Schalung stehenden Metallteile (1, 2).

16. Herstellung nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch eine Ultraschallmessung.

17. Herstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch Positionierung der einzubauenden Metallteile mit Magneten (26).

18. Herstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch eine Nachbehandlung der Abschnitte (34) in vertikaler Stellung.

19. Herstellung nach Anspruch 18, nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch einen zumindest an einer Seite offenen Nachbehandlungsraum.

20. Herstellung nach Anspruch 18 oder 19, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Nachbehandlungsraumes mit dem Fassungsvermögen von mindestens einer Tagesmontage.

21. Herstellung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch eine liegende Lagerung der Abschnitte (34) nach der Nachbehandlung.

22. Herstellung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch die Vorhaltung eines Lagervorrates von mindestens einer Wochenmontage.