DE3702421C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Sanierung der Befestigung der Ausrüstungsteile des Fahrwegs für eine elektromagnetische Schnellbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sanierung der Befestigung der Ausrüstungsteile des Fahrwegs für eine elektromagnetische Schnellbahn gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ein bekannter Fahrweg für eine Magnetschwebebahn besteht aus aufgeständerten, meist als Einfeldträger ausgebildeten Fahrwegträgern aus Spannbeton, an dem die für das Tragen, Führen, Antreiben, Bremsen, die Datenübertragung zur Leitzentrale und die Stromübertragung ins Fahrzeug notwendigen Funktionsflächen bzw. Ausrüstungsteile angebracht sind. Die Funktionsflächen bzw. Ausrüstungsteile müssen im Hinblick auf die hohe Geschwindigkeit dieser Fahrzeuge lagegenau positioniert werden. Dabei ist es erforderlich, die im Betonbau üblicherweise auftretenden Fertigungstoleranzen des Tragwerks auszugleichen.

Bei einem bekannten Fahrweg dieser Art hat man versucht, den extremen Anforderungen an die Lagegenauigkeit der Funktionsflächen zwischen Fahrzeug und Fahrweg durch eine Trennung von Bauteil (Fahrwegträger) und Ausrüstung (Stator, Seitenführschienen usw.) Rechnung zu tragen (DE-Z "Bauingenieur", 1983, S. 129 bis 134). Dabei wurden bei der Herstellung der Fahrwegträger als Betonfertigbauteile an den für die Befestigung der Statorpakete und Seitenführschienen vorgesehenen Stellen Aussparungen belassen. Die Montage der die Funktionsflächen bildenden Ausrüstungsteile erfolgte dann nach der Montage und Feinpositionierung der Fahrwegträger mittels einer auf dem Fahrweg verfahrbaren und positionierbaren Vorrichtung weitgehend automatisiert (DE-OS 31 39 636). Mittels dieser Vorrichtung wurden die Ausrüstungsteile, z. B. die Statoren und die Seitenführschienen, so lange in Position gehalten, bis ein spezieller Mörtel mit sehr kurzer Abbindezeit, mit dem die Aussparungen nach dem Einführen der Befestigungsteile, wie Ankerbolzen, Ankerlaschen oder dergleichen, ausgefüllt wurden, erhärtet war. Es hat sich nun gezeigt, daß dieser Vergußmörtel die hohen Festigkeiten, die für die Befestigung der Ausrüstungsteile und für die Sicherheit von Fahrweg und Fahrzeug Voraussetzung sind, nicht mehr in vollem Umfang zu erfüllen vermag, so daß eine Sanierung bzw. Erneuerung dieser Befestigungen notwendig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zu schaffen, um die schadhaft gewordenen Befestigungsstellen der Ausrüstungsteile am Fahrweg mit geringem Aufwand vollständig zu sanieren bzw. zu erneuern.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die im Rahmen der Erfindung wesentlichen Funktionsflächen sind die durch die Statoren gebildeten Statorunterkanten, deren Abstand zu auf der Oberseite des Fahrwegträgers gebildeten Gleitflächen, die dem Absetzen des Fahrzeugs bei Stillstand und Ausfall des elektromagnetischen Systems dienen, nur in ganz engen Toleranzen variieren darf sowie die in ähnlich engen Toleranzen beabstandeten Seitenführschienen für die seitliche Führung des Fahrzeugs. Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, daß es dabei möglich ist, die Ausrüstungsteile in ihrer Sollage, also die Statoren in dem vorgegebenen Abstand zu den Gleitflächen und die Seitenführschienen in ihrem Abstand voneinander, zu belassen, sie also nicht vollständig entfernen und neu justieren zu müssen. Dies wäre zwar durch Abstützung der jeweils zu behandelnden Ausrüstungsteile gegenüber den benachbarten möglich, jedoch ist es zweckmäßiger, einzelne von jeweils mehreren Befestigungsstellen der Ausrüstungsteile nacheinander so zu behandeln, daß jeweils die noch nicht behandelten bzw. die schon behandelten Befestigungsstellen die Sollage des betreffenden Ausrüstungsteils während der gesamten Sanierung sicherstellen, so daß nach Beendigung der Arbeiten allenfalls eine Überprüfung der Justierung, aber keine Neujustierung erforderlich ist.

Dabei gelingt die Freilegung der Ankerbolzen bzw. -laschen der Ausrüstungsteile dadurch, die am Bauwerk noch in Erscheinung tretenden Öffnungen, durch die die Aussparungen mit Mörtel verfüllt wurden, zum Entfernen des schadhaft gewordenen Vergußmörtels zu benutzen, was durch Ausspülen mit Wasser unter hohem Druck erfolgt.

Da diese Arbeiten am Fahrweg selbst durchgeführt werden müssen, wird mit der Erfindung weiterhin noch vorgeschlagen, die zur Durchführung der einzelnen Arbeitsgänge bei der Sanierung der Befestigungsstellen der Statoren und der Seitenführschienen erforderlichen Geräte je nach dem Zeitpunkt ihres Einsatzes in Gerätewagen unterzubringen, die selbstfahrbar und unabhängig voneinander auf dem Fahrweg taktweise verfahrbar abgestützt sind. Diese Gerätewagen gestatten einen durch kurze Taktzeiten bestimmten, nahezu kontinuierlichen Arbeitsfortschritt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Fahrwegträger aus Spannbeton,

Fig. 2 im linken Teil eine Untersicht und im rechten Teil eine Draufsicht auf den Träger gemäß Fig. 1,

Fig. 3 in größerem Maßstab einen Schnitt durch eine Befestigungsstelle eines Stators,

Fig. 4 eine Draufsicht auf Fig. 3,

Fig. 5 einige Stadien der Sanierung der Befestigungsstelle eines Stators,

Fig. 6 in größerem Maßstab einen Querschnitt durch eine Befestigungsstelle einer Seitenführschiene,

Fig. 7 eine Draufsicht auf Fig. 6,

Fig. 8 einige Stadien der Sanierung der Befestigungsstelle einer Seitenführschiene,

Fig. 9 eine Seitenansicht einer aus drei Gerätewagen bestehenden Einrichtung zur Sanierung der Statorbefestigung,

Fig. 10 einen Querschnitt durch einen Gerätewagen,

Fig. 11 eine Seitenansicht eines Gerätewagens,

Fig. 12 eine Seitenansicht einer aus drei Gerätewagen bestehenden Einrichtung zur Sanierung der Befestigungen der Seitenführschienen,

Fig. 13 eine Stirnansicht eines Gerätewagens,

Fig. 14 eine Stirnansicht eines weiteren Gerätewagens.

Fig. 1 zeigt einen typischen Querschnitt eines Fahrwegträgers 1 mit einem geschlossenen, etwa trapezförmigen Querschnitt, einem nach unten abgerundeten Bodenteil 2 und einer von schrägen Längsstegen 3 getragenen oberen Deckplatte 4, die an beiden Seiten des Trägers 1 auskragt. Im Bereich dieser auskragenden Plattenstreifen 5 sind die Funktionsflächen für den Fahrweg angeordnet.

Zu den Funktionsflächen gehören zunächst die an unterhalb der Plattenstreifen 5 angeordneten Statoren 6 gebildeten Statorunterkanten 7, die einen bestimmten Abstand h zu an der Oberseite 8 des Trägers 1 ausgebildeten Gleitflächen 9 besitzen müssen, und die an beiden Längsseiten der Deckplatte 4 vorgesehenen Seitenführschienen 10.

Die Befestigungsmittel der Statoren 6 und der Seitenführschienen 10 im Beton des Fahrwegträgers 1 sind in den Fig. 1 und 2 nur angedeutet; sie sind in den Fig. 3 und 6 im einzelnen dargestellt. Aus Fig. 2 ist erkennbar, daß die Statoren 6 etwa rechteckige Grundrißform haben und jeweils vier Befestigungsstellen 11 bilden, während die Seitenführschienen, deren Länge jeweils einen Bruchteil der Trägerlänge beträgt, über ihre Länge verteilt mehrere Befestigungsstellen 12 besitzen.

In den Fig. 3 und 4 sind die Befestigungsstellen 11 eines Stators 6 in Querschnitt und Draufsicht in größerem Maßstab dargestellt. Zur Befestigung eines Stators 6 sind in den Beton des auskragenden Plattenstreifens 5 durch einbetonierte Hülsen 13 mit gewellter Außenwand Aussparungen 14 geschaffen. In diese Aussparungen 14 reichen Ankerbolzen 15, die mit dem Statorrahmen 16 verbunden sind. Durch in die Aussparung 14 eingebrachten Spezialmörtel 17 ist jeder Ankerbolzen 15 gegenüber dem Fahrwegträger 1 festgelegt.

Zur Sanierung der Befestigungsstellen 11 ist es nun notwendig, den schadhaft gewordenen Mörtel 17 aus der Aussparung 14 zu entfernen und durch neuen Mörtel zu ersetzen. Dabei werden an einem Stator 6 jeweils eine oder zwei einander diagonal gegenüberliegende Befestigungsstellen (Fig. 2) behandelt, während die anderen Befestigungsstellen während der Behandlungszeit die Sollage des in diesem Zustand unbelasteten Stators 6 sicherstellen.

Die Behandlung ist in Fig. 5 in drei Phasen dargestellt. Hierbei wird zunächst in den schadhaft gewordenen Mörtel 17 von der Oberseite 8 des Fahrwegträgers her eine Bohrung 18 eingebracht, die bis knapp über den Ankerbolzen 15 reicht (Fig. 5a). Durch eine solche Sacklochbohrung läßt sich, ohne irgendwelche Einbauteile zu gefährden, relativ leicht eine vergleichsweise große Menge Mörtel entfernen. Sodann wird durch Injektion von Wasser unter hohem Druck im sogenannten Hydrojet-Verfahren der restliche Mörtel aus der Aussparung 14 ausgespült, bis der Ankerbolzen 15 freigelegt ist (Fig. 5b). Hierzu ist allerdings eine einwandfreie Abdichtung der Aussparung 14 nach unten Voraussetzung.

Danach kann wiederum von oben her neuer Mörtel 19 in die Aussparung 14 eingefüllt und so der Ankerbolzen 15 wieder fixiert werden. In analoger Weise werden sodann die übrigen Befestigungsstellen behandelt, wobei die Sollage des Stators durch die bereits behandelten Befestigungsstellen aufrechterhalten wird.

In ähnlicher Weise wird auch bei der Sanierung der Befestigungsstellen 12 für die Seitenführschienen vorgegangen, die in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist. Zur Befestigung einer Seitenführschiene 10 sind Ankerlaschen 20 vorgesehen, die mit der Seitenführschiene 10 fest, z. B. durch Verschweißen, verbunden sind. Bei der Anbringung der Seitenführschiene 10 ragen die Ankerlaschen 20 in Aussparungen 21 hinein, in denen sie mittels eines durch eine nach oben weisende Öffnung 22 eingefüllten Spezialmörtels 23 festgelegt sind. Etwaige Toleranzen zwischen der Sollage der Seitenführschiene und der Außenkante 24 der Deckplatte 4 des Fahrwegträgers sind durch eine zusätzliche Mörtelschicht 25 ausgeglichen.

Bei der Sanierung dieser Befestigungsstellen, die in Fig. 8 in einigen Arbeitsphasen dargestellt ist, wird zunächst durch Anwendung von Wasser mit hohem Druck die Mörtelschicht 25 entfernt und so die Ankerlasche 20 zwischen Seitenführschiene 10 und Betonkonstruktion freigelegt (Fig. 8a). Sodann wird durch die Öffnung 22, nach vorherigem Anbohren, durch Einspritzen von Wasser unter hohem Druck die Aussparung 21 freigespült (Fig. 8b). Das Entfernen der Mörtelschicht 25 erfolgt abschnittsweise ähnlich wie die Behandlung einzelner Befestigungsstellen nacheinander, so daß durch die noch nicht behandelten Befestigungsstellen die Lage der Seitenführschiene aufrechterhalten bleibt. Durch Einfüllen neuen Verpreßmörtels 26 durch die Öffnung 22 wird die Schiene wieder befestigt. Bei dieser Gelegenheit wird auch die Mörtelausgleichsschicht 27 erneuert (Fig. 8c).

Die Geräte für die Durchführung der Sanierungsarbeiten an den Befestigungsstellen für die Statoren 6 und die Seitenführschienen 10 sind nach Art und Umfang der durchzuführenden Arbeiten geordnet auf unabhängig voneinander verfahrbaren, selbstfahrenden, den Fahrweg umspannenden Gerätewagen untergebracht, die nachstehend weiter erläutert werden.

Fig. 9 zeigt die Seitenansicht eines Zuges aus drei Gerätewagen I, II und III, die der Sanierung der Befestigungsstellen der Statoren dienen. Jeder dieser Gerätewagen besteht im Grunde, wie der in Fig. 10 in Frontansicht - quer zum Fahrweg - und in Fig. 11 in Seitenansicht dargestellte Gerätewagen I, aus einer Stahlkonstruktion mit einer Arbeitsbühne 40, die oberhalb des Fahrwegträgers 1 angeordnet und über Fahrwerke 41 auf dessen Oberfläche im Bereich der Gleitflächen 9 abgestützt ist. Die Gerätewagen sind z. B. mittels Elektromotoren selbstfahrend angetrieben. An der Arbeitsbühne 40 sind an Konsolen 42 Rollen 43 befestigt, die der Seitenführung der Gerätewagen gegenüber den Seitenführschienen 10 dienen.

An der Arbeitsbühne 40, die ihrerseits der Aufnahme verschiedener Geräte dient, sind in ihrem die Breite des Fahrwegträgers 1 seitlich überragenden Bereich nach unten Arbeitsgerüste 44 befestigt, die den Fahrwegträger seitlich umgreifen und auch die Vornahme von Arbeiten an der Seite und im unteren Bereich des Fahrwegträgers 1 gestatten.

Ausgehend von dieser grundsätzlichen Gestalt der Gerätewagen wird im Beispiel der Fig. 9 der Gerätewagen I für Vorarbeiten, der Gerätewagen II für das Entfernen des schadhaft gewordenen Vergußmörtels der Statorbefestigung und der Gerätewagen III für das Einbringen des neuen Mörtels verwendet.

Der Gerätewagen I ist zu diesem Zweck mit einem Stromaggregat und den erforderlichen Werkzeugen ausgestattet. Von ihm aus kann an den Statoren die alte Abdichtung gelöst werden, können die Statoren und die Statorwicklungen zur Vorsorge abgedeckt und kann die Kernbohrung 18 (Fig. 5a) in den schadhaften Vergußmörtel eingebracht werden. Der Gerätewagen II ist mit einer Wasserinjektionsanlage mit hohem Druck, den erforderlichen Wasserbehältern für Ver- und Entsorgung sowie Druckluftanlage und Stromaggregat ausgerüstet. Von ihm aus können die Ankerbolzen freigelegt und die Hülse 13 gereinigt werden (Fig. 5b). Der Gerätewagen III schließlich ist mit einer Mörtelmischanlage, einem Wasserbehälter und wiederum einem Stromaggregat ausgerüstet. In seinem Bereich wird eine neue Gummistulpe zwecks Abdichtung der Statorbefestigung nach unten montiert und die Justierung des Stators kontrolliert, bevor die Aussparung 14 neu mit erhärtendem Material vergossen wird (Fig. 5c).

Die Anordnung der Gerätewagen IV, V und VI, die die Geräte für die Sanierung der Befestigungsstellen der Seitenführschiene tragen, ist in Fig. 12 in Seitenansicht dargestellt. Eine Frontansicht der im wesentlichen gleich ausgebildeten Gerätewagen IV und VI quer zum Fahrwegträger 1 zeigt Fig. 13, eine entsprechende Frontansicht des Gerätewagens V zeigt Fig. 14.

Auch diese Gerätewagen besitzen eine Arbeitsbühne 50, die von Fahrwerken 51 getragen wird und an Konsolen 52 angeordnete Rollen 53 zur Seitenführung, die allerdings nur in Fig. 14 erkennbar sind. Die Gerätewagen IV und VI (Fig. 13) enthalten auf Ständer 54 aufgeständerte Traversen 55, an denen Hubgeräte 56 horizontal verfahrbar sind.

Der Gerätewagen IV dient der Freilegung der Seitenführschiene, der Gerätewagen V der Entfernung des schadhaften Mörtels und dem Freilegen der Ankerlaschen, während der Gerätewagen VI für die Abdichtung der Seitenführschiene und dem Einbringen des neuen Mörtels dient.

Zu diesem Zweck trägt der Gerätewagen IV neben dem Hebezeug 56 einen Fugenschneider 57 sowie ein Stromaggregat, gegebenenfalls auch eine Wasserzuführung, der Gerätewagen V eine Wasserinjektionsanlage mit hohem Druck mit den erforderlichen Wasserbehältern 58 für die Wasserversorgung und einem Wasserbehälter 59 für die Entsorgung sowie einem Stromaggregat 60. Von ihm aus wird die Öffnung 22 an der Oberseite des Fahrwegträgers eingebracht und werden die Ankerlaschen freigelegt (Fig. 8b). Der Gerätewagen VI ist wiederum mit einer Mörtelmischanlage und einem Wasserbehälter sowie einem Hebezeug 56 ausgestattet. Er dient der Anbringung eines Gummiprofils zur Abdichtung und dem Vergießen der Aussparung mit Mörtel (Fig. 8c).

Claims (10)

1. Verfahren zur Sanierung der Befestigung der Funktionsflächen bildenden Ausrüstungsteile des Fahrwegs für eine elektromagnetische Schnellbahn, nämlich der Statoren und Seitenführschienen, mit folgenden Merkmalen:

• - die Fahrwegträger bestehen aus Spannbeton,
• - von den Fahrwegträgern kragt ein Plattenstreifen aus
• - die Statoren sind unterhalb des Plattenstreifens angeordnet und mittels Ankerbolzen in durchgehenden Aussparungen, welche durch erhärtendes Material vergossen sind, befestigt,
• - die Seitenführschienen sind seitlich an dem auskragenden Plattenstreifen angeordnet und mittels Ankerlaschen in Aussparungen, welche ebenfalls durch erhärtendes Material vergossen sind, befestigt,

dadurch gekennzeichnet, daß die Sanierung der Befestigung der Ausrüstungsteile (6, 10) derart erfolgt, daß unter Abstützung der Ausrüstungsteile (6, 10) in ihrer Sollage zunächst der schadhafte Vergußmörtel entfernt, die Ankerbolzen (15) bzw. Ankerlaschen (20) freigelegt und sodann die Aussparungen (14, 21) neu mit erhärtendem Material ausgefüllt werden, wobei die Abstützung der Ausrüstungsteile (6, 10) dadurch erfolgt, daß von den ihrer Befestigung dienenden Ankerbolzen bzw. -laschen jeweils nur so viele freigelegt werden, daß das betreffende Teil durch die verbleibenden Ankerbolzen bzw. -laschen in seiner Sollage gehalten wird und wobei bei den Ankerbolzen (15) der schadhafte Mörtel dadurch entfernt wird, daß zunächst in den Mörtel eine Sacklochbohrung eingebracht und sodann der restliche Mörtel durch Injektion von Wasser unter hohem Druck herausgespült wird und bei den Ankerlaschen (20) der schadhafte Mörtel dadurch entfernt wird, daß zunächst die zum Ausgleich etwaiger Toleranzen zwischen der Sollage der Seitenführschiene und der Außenkante (24) des Plattenstreifens (5) des Fahrwegträgers vorhandene zusätzliche Mörtelschicht (25) durch Anwendung von Wasser mit hohem Druck entfernt wird, und sodann der restliche Mörtel nach vorherigem Anbohren durch Injektion von Wasser unter hohem Druck herausgespült wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sanierung in getrennten Arbeitsgängen, gegebenenfalls aufeinanderfolgend, erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung der Ankerbolzen zur Befestigung eines Statorpakets (6) in den Ecken eines Rechtecks jeweils nur die auf einer Diagonalen liegenden Ankerbolzen freigelegt werden.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl zur Sanierung der Befestigung der Statoren als auch zur Sanierung der Befestigung der Seitenführschienen jeweils eine Einheit aus mehreren, unabhängig voneinander auf dem jeweiligen Fahrwegträger verfahrbar abgestützten Gerätewagen (I, II, III bzw. IV, V, VI) vorgesehen ist, die mit den für die Durchführung der jeweiligen Arbeiten erforderlichen Geräten bestückt sind und taktweise nacheinander zum Einsatz gebracht werden.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Gerätewagen aus einer Stahlkonstruktion mit einer gegebenenfalls durch Arbeitsgerüste ergänzten Arbeitsbühne (40 bzw. 50) besteht, die von Fahrwerken (41 bzw. 51) getragen wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gerätewagen selbstfahrend ausgebildet sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Gerätewagen über vier Fahrwerke verfügt, von denen mindestens zwei angetrieben sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrwerke auf den auf der Oberfläche des Fahrwegträgers (1) vorhandenen Gleitflächen (9) abgestützt sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Fahrwerke Seitenführungsrollen (43 bzw. 53) zur seitlichen Abstützung der Gerätewagen an den Seitenführschienen (10) vorgesehen sind.