EP1317580A1 - Fahrwegträger - Google Patents

Fahrwegträger

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Publication number
EP1317580A1
EP1317580A1 EP01982235A EP01982235A EP1317580A1 EP 1317580 A1 EP1317580 A1 EP 1317580A1 EP 01982235 A EP01982235 A EP 01982235A EP 01982235 A EP01982235 A EP 01982235A EP 1317580 A1 EP1317580 A1 EP 1317580A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
guideway
girder
solar cells
support section
guideway girder
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.)
Withdrawn
Application number
EP01982235A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Reichel
Ralf Waidhauser
Erich Lindner
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.)
Max Boegl Bauunternehmung GmbH and Co KG
Original Assignee
Max Boegl Bauunternehmung GmbH and Co KG
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
Priority claimed from DE10133337A external-priority patent/DE10133337A1/de
Application filed by Max Boegl Bauunternehmung GmbH and Co KG filed Critical Max Boegl Bauunternehmung GmbH and Co KG
Publication of EP1317580A1 publication Critical patent/EP1317580A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L13/00—Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B25/00—Tracks for special kinds of railways
    • E01B25/30—Tracks for magnetic suspension or levitation vehicles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B25/00—Tracks for special kinds of railways
    • E01B25/30—Tracks for magnetic suspension or levitation vehicles
    • E01B25/305—Rails or supporting constructions
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B25/00—Tracks for special kinds of railways
    • E01B25/30—Tracks for magnetic suspension or levitation vehicles
    • E01B25/32—Stators, guide rails or slide rails
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Definitions

  • the invention relates to a guideway girder, in particular for a magnetic levitation railway, to form a guideway through a plurality of girders which follow one another in the direction of travel, with at least one upper girder section, in particular an upper chord and at least one support section arranged below the upper girder section, in particular a web.
  • Such guideway girders have large areas. It is an object of the present invention to develop such a guideway girder in such a way that a simple yet highly efficient use of free areas on the guideway girder is realized.
  • This object is achieved in the guideway girder of the type mentioned at the beginning by means of solar cells and / or solar collectors arranged in the region of the upper girder section and / or the at least one support section.
  • the invention also proposes the use of solar cells and / or solar collectors for attachment in the region of a guideway girder which is arranged or can be arranged essentially above ground and has an upper girder section and at least one support section.
  • the advantages of the invention lie in particular in the fact that solar cells and / or solar collectors used in this way permit a sensible use of the free support surfaces.
  • the product produced by the solar cells graced electricity can be used, for example, to supply monitoring systems for the driveway or vehicles.
  • measuring devices can be supplied with the current, for example temperature and humidity measuring devices.
  • the current can alternatively or additionally be used for a system which controls the temperature of the carrier material. For example, if the carrier material is concrete, it can be heated in winter by means of embedded metal wires.
  • the heat generated by the solar collectors can be used to heat water, also to generate electricity and to heat buildings, including parts of the guideway girders themselves. Cooling of buildings is also possible with the help of heat pumps.
  • solar cell types can be used in the context of the invention, for example thin-film solar cells with a high power-to-weight ratio.
  • flexible support materials for the solar cells e.g. made of plastic, also lends itself, since in this case the solar cells can be rolled up and large areas of the guideway girder can be covered in a simple manner.
  • a further advantage of the use of the solar cells and / or solar collectors according to the invention in a guideway girder of the type mentioned at the outset is that, in particular, solar cells and / or solar collectors attached to the upper side protect the girder itself from direct sunlight and thereby an uneven relation to the girder cross section Warming and the associated deformation tion is avoided or reduced. Tighter tolerances can thus be maintained on the wearer.
  • the route can also be designed as a bivalent route, on which, for example, both a magnetic levitation train and - with a much smaller track width - conventional trains can travel.
  • the guideway girder - in particular when used for a magnetic levitation railway - has a hollow design in cross section.
  • two opposite support sections or webs are preferably provided, which are connected to one another by means of the upper support section or upper belt.
  • a lower support section or lower flange expediently closes the cavity at the bottom.
  • the support sections can have inclined sections facing the sun, so that solar cells or solar collectors attached to them efficiently supply electricity or heat.
  • the guideway girder In the case of, for example, relatively small curve radii, it is advisable for the guideway girder to have a full cross section, so that there is only one support section below the upper girder section. Solar cells and / or solar collectors are then arranged, for example, on one or both sides of the support section.
  • the guideway girder is preferably mounted on one or more pillars embedded in the ground. This division allows a constructionally favorable processing of the carrier during manufacture as well as a relatively simple installation at the construction site.
  • the space below the guideway girder can also be used.
  • the solar cells and / or solar panels mounted on the guideway girder high above the earth are relatively protected against unauthorized access by third parties.
  • the individual guideway supports are preferably arranged one behind the other in such a way that the distance between the successive support sections is small or negligible. In extreme cases, this results in a continuous support sequence in which the support sections form a kind of wall in the direction of travel, to which the solar cells and / or solar collectors can be attached. In this way, a large number of solar cells and / or solar panels can be accommodated on the guideway girder.
  • the solar cells and / or solar collectors are preferably attached directly to free outer surfaces of the carrier.
  • the solar cells and / or solar collectors accordingly cover these surfaces, which means that stronger winds in particular have hardly any contact surfaces for tearing the solar cells and / or solar collectors out of their attachment to the carrier.
  • a guideway girder can have relatively large dimensions, it is advantageous for reasons of better manageability to arrange a plurality of smaller fields of solar cells and / or solar panels next to one another in the direction of travel of the guideway. This arrangement also makes it easier to replace damaged individual fields.
  • the carrier is designed in such a way that the sunlit surfaces and / or masses of the carrier on the first and second belts are similar to one another, it is particularly advantageously achieved that a low temperature gradient will be present within the carrier.
  • At least parts of the outside of the carrier have a heat absorbing or reflecting surface. In this way, for example, different solar irradiation of the individual parts of the carrier can be compensated for, so that the carrier is expanded evenly.
  • the heat absorbing and / or reflecting surface can be applied to the carrier in the form of a paint. As a result, the different thermal properties of the carrier can be obtained very easily.
  • a low temperature gradient of the carrier can also be obtained by this measure.
  • the operating properties of the carrier can thus be adjusted to a wide variety of sun rays.
  • means for heat compensation in particular for heat exchange, are provided between the first belt and the second belt or second belts. If the carrier is heated differently by, for example, solar radiation, it would deform undesirably due to the temperature gradient that arises as a result. The precisely aligned add-on parts would no longer have the required accuracy, so that the operation of a magnetic levitation train, for example, could not be guaranteed. Due to the arrangement of heat compensation or heat exchange means, it is now possible that, for example in the case of a more strongly warmed first belt, the heat generated in this way is fed to the second belt, whereby this is also heated and expands in a similar manner to the first belt.
  • the heat can be directed specifically into the areas of the carrier which are likely to be heated less or which have a higher mass and would therefore require a longer time for heating.
  • Lines with heat transfer fluid, in particular oil, have proven to be a means of heat compensation. The heat is transported from more heated areas of the carrier to less heated areas of the carrier via these lines.
  • Cooling and / or heating elements are advantageous as active means for heat compensation. These cooling and / or heating elements, which can be operated, for example, via solar cells, can also keep the temperature gradient inside the carrier low when required and thus largely avoid deformation of the carrier.
  • Figure 1 shows a track with a magnetic levitation train.
  • Fig. 2 shows an alternative embodiment of a guideway girder in
  • Fig. 3 is a perspective view of the guideway girder according to the
  • FIG. 4 shows a cross section through a carrier with heat compensation.
  • Fig. 5 shows a cross section through a further carrier.
  • the invention is described by way of example using a hybrid carrier system for rail-bound vehicles.
  • a carrier system for rail-bound vehicles.
  • Such a carrier system is described in EP 0 987 370 A1, the disclosure content of which is hereby included. stem described in detail.
  • FIG. 1 shows a cross section of a carriageway for a magnetic levitation railway 100.
  • Beams 2, preferably of prestressed concrete, are fastened to pillars 5 on the construction site. Here, several beams 2 are placed one behind the other in the direction of travel of the carriageway.
  • the end faces of the carrier 2 are arranged directly adjacent to each other.
  • Connection brackets 1, preferably made of steel, are arranged at the same distance on the side of each support 2.
  • Each connecting bracket 1 is welded or screwed to tie rods 6, which are embedded in the prestressed concrete of the beam 2.
  • Each console 1 has a head plate 4, on which functional level supports 3 are attached to accommodate stator packs 9, for example.
  • FIG. 2 and 3 show an alternative embodiment of a carrier 2 which has an upper carrier section 12 designed as an upper flange 12, two horizontally spaced support sections 13, 14 designed as webs 13, 14 and a lower carrier section 15 designed as a lower flange 15 ,
  • the straps 12, 15 and webs 13, 14 delimit a cavity 16 with an almost rectangular cross section.
  • the attachment of functional level carriers 3 to connection brackets 1 is essentially unchanged compared to the embodiment according to FIG. 1.
  • solar cells 8 are arranged on the outside on the webs 13, 14 for generating electricity.
  • the solar cells 8 shown in FIGS. 2 and 3 have two sections 8a, 8b which are formed at an angle to one another and which are adapted to the downwardly widening configuration of the webs 13, 14.
  • Several fields with solar cells 8 are arranged directly next to one another in the direction of travel.
  • the magnetic levitation train 100 encompasses the connection brackets 1 and the functional level supports 3 up to close to the Web 13, 14.
  • the solar cells 8 are not pulled up to the top chord 12, but close off at the top edge below the magnetic levitation train 100. Since the solar cells 8 have only a small diameter, it is of course also possible to also attach solar cells 8 to the web sections directly opposite the magnetic levitation railway 100.
  • the solar cells 7 On the upward-facing side of the upper belt 12 there are also solar cells 7 (omitted in FIG. 3), which preferably connect to one another in the direction of travel and take up almost the entire width of the upper belt 12.
  • the height of the solar cells 7 is expediently chosen so that there is no impairment of the driving operation of the. Magnetic levitation train 100 enters. Excessive heating of the carrier 2 is effectively avoided, in particular by covering the upper belt 12 with the solar cells 7.
  • the solar cells 8 on the webs 13, 14 also contribute to this. In this way, critical deformations of the concrete and thus the route can be prevented.
  • Outer surface sections on which no solar cells 7, 8 are attached can be used as advertising spaces which can be illuminated by the current from the solar cells 7, 8.
  • the current of the solar cells 7, 8 can alternatively or additionally be used for monitoring devices, measuring devices, etc.
  • the above description for the attachment of solar cells to the guideway girder can be transferred without restriction to the corresponding attachment of solar panels.
  • solar cells 20 are arranged on the web 4 '.
  • the web 13 is more exposed to solar radiation than the web 14. It is to be expected that the side of the web 13 heats up more and would therefore lead to a deformation of the carrier 2 if no heat equalization took place , This heat compensation is effected with the help of the solar cells 20 and a line 21 connected to them.
  • the line 21 conveys a heat transfer fluid from the sunlit side to the side of the support 2 lying in the shade.
  • the web 14 and the lower flange 15 are also heated. This in turn leads to the fact that the thermal expansion on both sides of the carrier 2 is similar and the deformation of the carrier 2 is therefore within a tolerable range.
  • a similar heat compensation can take place between the upper chord 12 and the lower chord 15 if heat is transported, for example, from the upper chord 12 to the lower chord 15 by appropriate laying of the lines 21.
  • the solar cells 20 shown it is possible to carry out the insulation or heat absorption of the carrier by means of paints, thermal insulation elements, cooling or heating elements and shading devices.
  • FIG. 5 shows a further alternative of a carrier 2 in cross section.
  • tension reinforcements 19 are arranged in the outer areas without being connected to the concrete.
  • the arrangement of the tension reinforcements 19 in the outer region of the belts 12 and 15 makes it possible, in particular if the tension reinforcements 19 are designed in such a way that they can still be accessed even after the support 2 has been installed, in the y and z directions , This adjustment in the y and z directions is carried out by appropriately retightening the individual tensioning reinforcements 19, as a result of which the support 2 is fixed in a predetermined manner. -lö ⁇
  • the setting can be carried out in a particularly sensitive and precise manner by using temperature-dependent controlled presses which tighten the relevant tendons 19 to a greater or lesser extent to compensate for the deformation of the carrier 1 by one-sided heating.
  • the presses can, for example, be connected to corresponding solar cells.
  • the inventive configuration of the carrier makes it possible to produce single-field carriers for the construction of a route for the magnetic levitation train, which can be held particularly precisely.
  • single-span girders have a significantly higher deflection in comparison to multi-span girders, a deflection in the range of the permissible low tolerances can nevertheless be kept by the heat compensation and the change of the reinforcement.

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Abstract

Ein Fahrwegträger, insbesondere für eine Magnetschwebebahn (100), zur Bildung eines Fahrwegs durch mehrere in Fahrtrichtung aufeinanderfolgende Träger (2), weist einen oberen Trägerabschnitt (12), insbesondere einen Obergurt (12) und mindestens einen unterhalb des oberen Trägerabschnitts (12) angeordneten Stützabschnitt (13, 14), insbesondere einen Steg (13, 14) auf. Im Bereich des oberen Trägerabschnitts (12) und/oder des mindestens einen Stützabschnitts (13, 14) sind Solarzellen (7, 8) und/oder Sonnenkollektoren angeordnet.

Description

Fahrwegträger
Die Erfindung betrifft einen Fahrwegträger, insbesondere für eine Magnetschwebebahn, zur Bildung eines Fahrwegs durch mehrere in Fahrtrichtung aufeinanderfolgende Träger, mit mindestens einem oberen Trägerabschnitt, insbesondere einem Obergurt und mindestens einem unterhalb des oberen Trägerabschnitts angeordneten Stützabschnitt, insbesondere einem Steg.
Derartige Fahrwegträger weisen große Flächen auf. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen solchen Fahrwegträger derart weiterzubilden, daß eine einfache und doch hocheffiziente Nutzung von freien Flächen am Fahrwegträger realisiert wird.
Diese Aufgabe wird bei dem Fahrwegträger der eingangs genannten Art gelöst durch im Bereich des oberen Trägerabschnitts und/oder des mindestens einen Stützabschnitts angeordnete Solarzellen und/oder Sonnenkollektoren.
Die Erfindung schlägt zudem die Verwendung von Solarzellen und/oder Sonnenkollektoren zum Anbringen im Bereich eines im wesentlichen überirdisch angeordneten oder anordenbaren Fahrwegträgers mit einem oberen Trägerabschnitt und mindestens einem Stützabschnitt vor.
Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß derartig eingesetzte Solarzellen und/oder Sonnenkollektoren eine sinnvolle Nutzung der freien Trägerflächen erlauben. Insbesondere der von den Solarzellen produ- zierte Strom kann beispielsweise zur Versorgung von Überwachungssystemen für den Fahrweg bzw. die Fahrzeuge genutzt werden. Alternativ oder zusätzlich sind meßtechnische Einrichtungen mit dem Strom versorgbar, beispielsweise Temperatur- und Feuchtemeßgeräte. Weiterhin kann der Strom alternativ oder zusätzlich für ein System verwendet werden, welches die Temperatur des Trägermaterials kontrolliert. Ist das Trägermaterial beispielsweise Beton, kann dieser im Winterbetrieb mittels eingelassener Metalldrähte aufgeheizt werden. Weiterhin ist es z.B. möglich, auf anderen Freiflächen angebrachte Werbeeinrichtungen mittels des Stroms der Solarzellen zu beleuchten oder Leuchtschriften zu betreiben. Zu letzterem Zweck kann - beispielsweise an regenreichen Tagen - auch möglicherweise am Fahrweg ohnehin verfügbare elektrische Energie zum Einsatz kommen.
Die von den Sonnenkollektoren erzeugte Wärme kann zur Warmwasserauf- bereitung, ebenfalls zur Stromerzeugung sowie zur Heizung von Bauwerken einschließlich Teilen des Fahrwegträgers selbst genutzt werden. Auch ist mit Hilfe von Wärmepumpen eine Kühlung von Bauwerken möglich.
Es können im Rahmen der Erfindung alle geeigneten Solarzellentypen ein- gesetzt werden, beispielsweise Dünnschichtsolarzellen mit hohem Leistungsgewicht. Die Verwendung von flexiblen Trägermaterialien für die Solarzellen, z.B. aus Kunststoff, bietet sich gleichfalls an, da die Solarzellen in diesem Fall zusammenrollbar sind und auf einfache Weise große Flächen des Fahrwegträgers abgedeckt werden können.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Verwendung der Solarzellen und/oder Sonnenkollektoren bei einem Fahrwegträger der eingangs genannten Art besteht darin, daß insbesondere an der Oberseite angebrachte Solarzellen und/oder Sonnenkollektoren den Träger selbst vor direkter Son- neneinstrahlung schützen und dadurch eine auf den Trägerquerschnitt bezogen ungleichmäßige Erwärmung und eine damit einhergehende Verfor- mung vermieden bzw. verringert wird. Es können somit engere Toleranzen beim Träger eingehalten werden.
Der Fahrweg kann auch als bivalenter Fahrweg ausgelegt sein, auf dem bei- spielsweise sowohl eine Magnetschwebebahn als auch - mit einer wesentlich kleineren Spurbreite - herkömmliche Züge fahren können.
Es hat sich statisch und fertigungstechnisch als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Fahrwegträger - insbesondere bei Verwendung für eine Magnet- Schwebebahn - eine im Querschnitt hohle Ausgestaltung aufweist. Es sind hierzu bevorzugt zwei sich gegenüberliegende Stützabschnitte bzw. Stege vorgesehen, die mittels des oberen Trägerabschnitts bzw. Obergurts miteinander in Verbindung stehen. Nach unten schließt zweckmäßigerweise ein unterer Trägerabschnitt bzw. Untergurt den Hohlraum ab. Die Stützab- schnitte können dabei geneigte, zur Sonne gerichtete Abschnitte aufweisen, so daß an ihnen angebrachte Solarzellen bzw. Sonnenkollektoren effizient Strom bzw. Wärme liefern.
Im Falle von beispielsweise relativ kleinen Kurvenradien bietet es sich an, daß der Fahrwegträger einen Vollquerschnitt aufweist, so daß lediglich ein Stützabschnitt unterhalb des oberen Trägerabschnitts vorhanden ist. Solarzellen und/oder Sonnenkollektoren sind dann beispielsweise zu einer oder zu beiden Seiten am Stützabschnitt angeordnet.
Bevorzugt ist der Fahrwegträger auf einem oder mehreren im Boden eingelassenen Pfeilern gelagert. Diese Aufteilung erlaubt eine bautechnisch günstige Bearbeitung des Trägers bei der Herstellung sowie eine relativ einfache Aufstellung an der Baustelle. Zudem ist der Raum unterhalb des Fahrwegträgers nutzbar. Die am Fahrwegträger hoch über der Erde angebrachten Solarzellen und/oder Sonnenkollektoren sind in diesem Fall vor unbefugtem Zugriff von Seiten Dritter relativ geschützt. Die einzelnen Fahrwegträger sind bevorzugt derart hintereinander angeordnet, daß der Abstand der aufeinanderfolgenden Stützabschnitte gering oder vernachlässigbar ist. Es resultiert im Extremfall eine durchgehende Trägerabfolge, bei der die Stützabschnitte in Fahrwegrichtung eine Art Mauer bil- den, an der die Solarzellen und/oder Sonnenkollektoren angebracht werden können. Auf diese Weise kann ein große Anzahl Solarzellen und/oder Sonnenkollektoren am Fahrwegträger untergebracht werden.
Vorzugsweise sind die Solarzellen und/oder Sonnenkollektoren direkt an freien Außenflächen des Trägers angebracht. Die Solarzellen und/oder Sonnenkollektoren verkleiden demnach diese Flächen, wodurch insbesondere stärkeren Winden kaum Angriffsflächen geboten wird, die Solarzellen und/oder Sonnenkollektoren aus ihrer Befestigung am Träger herauszureißen.
Da ein Fahrwegträger relativ große Ausmaße aufweisen kann, bietet es sich aus Gründen der besseren Handhabbarkeit vorteilhafterweise an, mehrere kleinere Felder von Solarzellen und/oder Sonnenkollektoren in Verlaufsrichtung des Fahrwegs nebeneinander anzuordnen. Diese Anordnung erleichtert zudem das Auswechseln von schadhaften Einzelfeldern.
Wird der Träger derart gestaltet, daß die sonnenbeschienenen Flächen und/oder Massen des Trägers an dem ersten und dem zweiten Gurt einander ähnlich sind, so wird in besonders vorteilhafter Weise erreicht, daß ein niedriger Temperaturgradient innerhalb des Trägers vorhanden sein wird. Dies bedeutet, daß die Erwärmung des Trägers im Bereich des ersten Gurtes und im Bereich des zweiten Gurtes weitgehend gleichmäßig erfolgt und somit vermieden wird, daß der erste Gurt oder der zweite Gurt eine höhere Ausdehnung erfährt als der jeweils andere Gurt. Eine Biegung des Trägers auf Grund unterschiedlicher Erwärmung ist somit weitgehend zu vermeiden.
Zur Unterstützung einer gleichmäßigen Erwärmung und Ausdehnung des Trägers ist vorgesehen, daß zumindest Teile der Außenseite des Trägers eine wärmeabsorbierende oder reflektierende Oberfläche aufweisen. Hierdurch kann beispielsweise eine unterschiedliche Sonnenbestrahlung der einzelnen Teile des Trägers ausgeglichen werden, so daß wiederum eine gleichmäßige Ausdehnung des Trägers erfolgt.
Die wärmeabsorbierende und/oder reflektierende Oberfläche kann auf den Träger in Form eines Anstrichs aufgebracht werden. Hierdurch sind die unterschiedlichen thermischen Eigenschaften des Trägers sehr einfach zu er- halten.
Werden zumindest Teilen der Außenseite des Trägers Beschattungselemente zugeordnet, so ist auch durch diese Maßnahme ein niedriger Temperaturgradient des Trägers zu erhalten. Die Betriebseigenschaften des Trä- gers sind damit auf die verschiedensten Sonnenbestrahlungen einstellbar.
In erfinderischer Weise ist bei einem Träger der zuvor beschriebenen Art vorgesehen, daß zwischen erstem Gurt und zweitem Gurt bzw. zweiten Gurten Mittel zum Wärmeausgleich, insbesondere zum Wärmetausch vorge- sehen sind. Wird der Träger durch beispielsweise Sonnenbestrahlung unterschiedlich erwärmt, so würde er sich auf Grund des dadurch entstehenden Temperaturgradienten unerwünscht verformen. Die exakt ausgerichteten Anbauteile hätten nicht mehr die erforderliche Genauigkeit, so daß der Betrieb beispielsweise einer Magnetschwebebahn nicht sicher gewährleistet werden könnte. Durch die Anordnung von Wärmeausgleichs- oder Wärmeaustauschmittel ist es nunmehr möglich, daß beispielsweise bei einem stärker erwärmten ersten Gurt die hierbei entstehende Wärme dem zweiten Gurt zugeführt wird, wodurch dieser ebenfalls erwärmt wird und sich in ähnlicher Weise ausdehnt wie der erste Gurt. Die Wärme kann gezielt in die Be- reiche des Trägers geführt werden, welche voraussichtlich weniger erwärmt werden oder welche eine höhere Masse aufweisen und somit längere Zeit für eine Erwärmung benötigen würden. Als Mittel zum Wärmeausgleich haben sich Leitungen mit Wärmeträgerflüssigkeit, insbesondere Öl erwiesen. Über diese Leitungen wird die Wärme von stärker erwärmten Bereichen des Trägers in weniger erwärmte Bereiche des Trägers transportiert.
Als aktive Mittel für einen Wärmeausgleich sind Kühl-und/oder Heizelemente vorteilhaft. Diese Kühl- und/oder Heizelemente, welche beispielsweise über Solarzellen betreibbar sind, können ebenfalls bei Bedarf den Temperatur- gradienten innerhalb des Trägers niedrig halten und somit Verformungen des Trägers weitgehend vermeiden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Fahrweg mit einer Magnetschwebebahn;
Fig. 2 eine alternative Ausführungsform eines Fahrwegträgers im
Querschnitt mit Solarzellen, und
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Fahrwegträgers gemäß der
Fig. 2;
Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Träger mit Wärmeausgleich;
Fig. 5 einen Querschnitt durch einen weiteren Träger.
Beispielhaft wird die Erfindung anhand eines hybriden Trägersystems für schienengebundene Fahrzeuge beschrieben. In der EP 0 987 370 A1 , deren Offenbarungsgehalt hiermit eingeschlossen wird, ist ein solches Trägersy- stem im Detail beschrieben.
In Fig. 1 ist eine Fahrbahn für eine Magnetschwebebahn 100 im Querschnitt dargestellt. Träger 2 aus vorzugsweise Spannbeton werden auf der Bau- stelle auf Pfeilern 5 befestigt. Es werden hierbei mehrere Träger 2 in Verlaufsrichtung der Fahrbahn hintereinander aufgestellt. Die Stirnseiten der Träger 2 sind hierbei unmittelbar aneinander angrenzend angeordnet. Seitlich an jedem Träger 2 sind in gleichem Abstand Verbindungskonsolen 1 aus vorzugsweise Stahl angeordnet. Jede Verbindungskonsole 1 ist mit Zugan- kern 6 verschweißt oder verschraubt, die in den Spannbeton des Trägers 2 eingelassen sind. Jede Konsole 1 weist eine Kopfplatte 4 auf, an der Funktionsebenenträger 3 zur Aufnahme von beispielsweise Statorpaketen 9 angebracht sind.
Die Fig. 2 und Fig. 3 zeigen eine alternative Ausführungsform eines Trägers 2, der einen als Obergurt 12 ausgebildeten oberen Trägerabschnitt 12, zwei horizontal beabstandete, als Stege 13, 14 ausgebildete Stützabschnitte 13, 14 sowie einen als Untergurt 15 ausgebildeten unteren Trägerabschnitt 15 aufweist. Die Gurte 12, 15 und Stege 13, 14 begrenzen einen Hohlraum 16 mit nahezu rechteckigem Querschnitt. Die Anbringung von Funktionsebenenträgern 3 an Verbindungskonsolen 1 ist gegenüber der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 im wesentlichen unverändert.
Erfindungsgemäß sind zur Erzeugung von Strom außenseitig an den Stegen 13, 14 Solarzellen 8 angeordnet. Die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Solarzellen 8 weisen zwei zueinander gewinkelt ausgebildete Abschnitte 8a, 8b, die der sich nach unten verbreiternden Ausgestaltung der Stege 13, 14 angepaßt sind. In Fahrwegrichtung sind mehrere Felder mit Solarzellen 8 unmittelbar aneinander anschließend angeordnet.
Wie der Fig. 1 entnehmbar ist, umgreift die Magnetschwebebahn 100 die Verbindungskonsolen 1 und die Funktionsebenenträger 3 bis nahe an die Stege 13, 14. Die Solarzellen 8 sind nicht bis zum Obergurt 12 heraufgezogen, sondern schließen oberkantig unterhalb der Magnetschwebebahn 100 ab. Da die Solarzellen 8 nur einen geringen Durchmesser aufweisen, ist es selbstverständlich auch möglich, an den der Magnetschwebebahn 100 direkt gegenüberliegenden Stegabschnitten ebenfalls Solarzellen 8 anzubringen.
Auf der nach oben weisenden Seite des Obergurtes 12 sind ebenfalls Solarzellen 7 angebracht (in Fig. 3 fortgelassen), die bevorzugt in Fahrwegrichtung aneinander anschließen und nahezu die gesamte Breite des Obergur- tes 12 einnehmen. Die Höhe der Solarzellen 7 ist hierbei zweckmäßigerweise so gewählt, daß keine Funktionsbeeinträchtigung des Fahrbetriebs der. Magnetschwebebahn 100 eintritt. Insbesondere durch die Bedeckung des Obergurts 12 durch die Solarzellen 7 wird eine übermäßige Aufheizung des Trägers 2 wirksam vermieden. Die Solarzellen 8 an den Stegen 13, 14 tra- gen hierzu selbstverständlich auch bei. Auf diese Weise können kritische Verformungen des Betons und damit des Fahrwegs verhindert werden.
In der Fig. 1 sind der Übersicht halber keine Solarzellen 7, 8 eingezeichnet. Die obigen Ausführungen sind jedoch ohne Einschränkung auch auf diese Ausführungsform des Fahrwegs übertragbar.
Es ist zudem möglich, alternativ oder zusätzlich Solarzellen an den Pfeilern 5 aufzubringen, die in diesem Fall unter den Begriff des Fahrwegträgers und insbesondere unter den Begriff des Stützabschnitts gemäß den Ansprüchen dieser Erfindung fallen.
Außenflächenabschnitte, an denen keine Solarzellen 7, 8 angebracht sind, können als Werbeflächen verwendet werden, die durch den Strom aus den Solarzellen 7, 8 beleuchtet werden können. Der Strom der Solarzellen 7, 8 kann alternativ oder zusätzlich für Überwachungseinrichtungen, Meßvorrichtungen u.a. verwendet werden. Die obige Beschreibung für die Anbringung von Solarzellen am Fahrwegträger läßt sich ohne Einschränkungen auf die entsprechende Anbringung von Sonnenkollektoren übertragen.
Gemäß Figur 4 sind an dem Steg 4' Solarzellen 20 angeordnet. Bei dieser Ausführung ist angenommen, daß der Steg 13 der Sonnenbestrahlung stärker ausgesetzt ist als der Steg 14. Hierdurch ist zu erwarten, daß sich die Seite des Stegs 13 stärker erwärmt und somit zu einer Verformung des Trägers 2 führen würde, wenn kein Wärmeausgleich stattfinden würde. Dieser Wärmeausgleich wird mit Hilfe der Solarzellen 20 und einer damit verbundenen Leitung 21 bewirkt. Die Leitung 21 fördert eine Wärmeträgerflüssigkeit von der sonnenbeschienenen Seite auf die im Schatten liegende Seite des Trägers 2. Hierdurch wird der Steg 14 und der Untergurt 15 ebenfalls erwärmt. Dies wiederum führt dazu, daß die Wärmeausdehnung auf beiden Seiten des Trägers 2 ähnlich ist und somit die Verformung des Trägers 2 in einem tolerierbaren Bereich liegt. Ein ähnlicher Wärmeausgleich kann zwischen Obergurt 12 und dem Untergurt 15 stattfinden, wenn ein Wärmetransport beispielsweise vom Obergurt 12 zu dem Untergurt 15 durch eine entsprechende Verlegung der Leitungen 21 erfolgt. Alternativ zu den darge- stellten Solarzellen 20 ist es möglich, die Isolierung oder Wärmeabsorption des Trägers mittels Anstrichen, Wärmedämmelementen, Kühl- oder Heizelementen sowie Beschattungseinrichtungen durchzuführen.
In Figur 5 ist eine weitere Alternative eines Trägers 2 im Querschnitt darge- stellt. In den Gurten 12 und 15 sind jeweils in den äußeren Bereichen Spannbewehrungen 19 ohne Verbund mit dem Beton angeordnet. Durch die Anordnung der Spannbewehrungen 19 im äußeren Bereich der Gurte 12 und 15 ist insbesondere wenn die Spannbewehrungen 19 derart ausgebildet sind, daß sie auch nach dem Einbau des Trägers 2 noch zugänglich sind, eine Justierung des Trägers 2 in y- und z-Richtung möglich. Diese Justierung in y- und z-Richtung erfolgt durch ein entsprechendes Nachspannen der einzelnen Spannbewehrungen 19, wodurch der Träger 2 in vorbestimmter Wei- -lö¬
se verzogen wird. Auf diese Weise kann beispielsweise bei Senkungen des Untergrundes, thermischen Einflüssen auf den Träger oder anderen Veränderung in der Trassierung eine exakte Einstellung des Trägers 2 auf die Erfordernisse des Fahrweges Einfluß vorgenommen werden. Die Einstellung kann in besonders feinfühliger und exakter Weise durch den Einsatz temperaturabhängig gesteuerter Pressen erfolgen, die zur Kompensation der Verformung des Trägers 1 durch einseitige Erwärmung die relevanten Spannglieder 19 entsprechend mehr oder weniger anspannen. Die Pressen können beispielsweise mit entsprechenden Solarzellen verbunden sein.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Trägers ist es möglich Einfeldträger für den Bau einer Trasse für die Magnetschwebebahn herzustellen, die besonders lagegenau gehalten werden kann. Obwohl Einfeldträger im Vergleich zu Mehrfeldträger eine deutlich höhere Durchbiegung haben, kann dennoch durch den Wärmeausgleich und die Veränderung der Spannbewehrung eine Durchbiegung im Bereich der zulässigen geringen Toleranzen gehalten werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Fahrwegträger, insbesondere für eine Magnetschwebebahn (100), zur Bildung eines Fahrwegs durch mehrere in Fahrtrichtung aufeinanderfolgende Träger (2), mit einem oberen Trägerabschnitt (12), insbesondere einem Obergurt (12) und mindestens einem unterhalb des oberen Trägerabschnitts (12) angeordneten Stützabschnitt (13, 14), insbesondere einem Steg (13, 14), gekennzeichnet durch im Bereich des oberen Trä- gerabschnitts (12) und/oder des mindestens einen Stützabschnitts (13,
14) angeordnete Solarzellen (7, 8) und/oder Sonnenkollektoren.
2. Fahrwegträger nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine im Querschnitt hohle Ausgestaltung, wobei der Hohlraum (16) nach oben vom oberen Trägerabschnitt (12), zu den Seiten von jeweils einem Stützabschnitt (13, 14) und nach unten von einem unteren Trägerabschnitt (15) begrenzt ist.
3. Fahrwegträger nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Auf- Stellung auf einem oder mehreren im Boden eingelassenen Pfeilern (5).
4. Fahrwegträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die sich gegenüberliegenden Stirnflächen der Stützabschnitte (13, 14) von zwei in Verlaufsrichtung des Fahrwegs aufeinan- derfolgenden Trägern (2) im wesentlichen aneinander anschließen.
5. Fahrwegträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarzellen (7, 8) und/oder Sonnenkollektoren an mindestens einer der nach außen weisenden Flächen des mindestens einen Stützabschnitts (13, 14) und/oder des oberen Trägerabschnitts (12) angeordnet sind.
6. Fahrwegträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Felder von Solarzellen (7, 8) und/oder Sonnenkollektoren in Verlaufsrichtung des Fahrwegs nebeneinander angeordnet sind.
7. Fahrwegträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ausgestaltung als bivalenter Fahrweg, beispielsweise für Magnetschwebebahnen sowie herkömmliche Züge.
8. Fahrwegträger, insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die sonnenbeschienenen Flächen und/oder Massen des Trägers (2) an dem ersten Gurt (12) und dem zweiten Gurt (15) ähnlich sind zum Erhalt eines niedrigen Temperaturgradienten.
9. Fahrwegträger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Teile der Außenseite des Trägers (2) eine wärmeabsorbierende und/oder -reflektierende Oberfläche aufweisen.
10. Fahrwegträger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, daß zumindest Teile der Außenseite des Trägers (2) einen Anstrich aufweisen.
11. Fahrwegträger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Teilen der Außenseite des Trägers (2) Beschat- tungselemente zugeordnet sind.
12. Fahrwegträger, insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen erstem Gurt (12) und zweitem Gurt (15) Mittel zum Wärmeausgleich, insbesondere zum Wärmetausch vorge- sehen sind.
13. Fahrwegträger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Wärmeausgleich Leitungen (21) mit Wärme- trägerflüssigkeit, insbesondere Öl sind.
14. Fahrwegträger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Wärmeausgleich Kühl- und/oder Heizelemente sind.
15. Fahrwegträger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Außenbereichen der Gurte (12;15) eine Spannbewehrung (19) ohne Verbund angeordnet ist.
16. Fahrwegträger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, daß zwischen den Stützabschnitten (13, 14) zentrische
Spannglieder angeordnet sind.
17. Fahrwegträger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrischen Spannglieder thermisch isoliert sind.
18. Fahrwegträger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels temperaturabhängig gesteuerter Pressen der Träger (2) insbesondere durch einseitige Erwärmung der relevanten Spannglieder (19) verformbar ist.
19. Fahrwegträger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pressen mit entsprechenden Solarzellen und/oder Sonnenkollektoren verbunden sind.
20. Verwendung von Solarzellen und/oder Sonnenkollektoren zum Anbringen im Bereich eines im wesentlichen überirdisch angeordneten oder anorden- baren Fahrwegträgers (2) mit einem oberen Trägerabschnitt (12) und min- destens einem Stützabschnitt (13, 14), insbesondere einem Fahrwegträger (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
21. Verwendung von Solarzellen und/oder Sonnenkollektoren nach dem vor- herigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß mit ihnen freie Flächen. des mindestens einen Stützabschnitts (13, 14) und/oder des oberen Trägerabschnitts (12) verkleidet werden.
22. Verwendung von Solarzellen nach einem der vorherigen Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß der von den Solarzellen produzierte Strom für
Leuchtreklame, zur Versorgung von Überwachungssystemen, zur Versorgung von meßtechnischen Einrichtungen und/oder zur Temperaturregulierung des Trägermaterials verwendet wird.
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