DE102006038888B3

DE102006038888B3 - Fahrbahn für Magnetschwebebahnen

Info

Publication number: DE102006038888B3
Application number: DE200610038888
Authority: DE
Inventors: Richard Dr. Buba; Simon Kröniger; Matthias Scholz; Helmut Wolf; Rainer Nietiedt; Bernhard Rust
Original assignee: SCHMITT STUMPF FRUEHAUF und PARTNER INGENIEURGESELLSCHAFT IM BAUWESEN MBH; Freytag Ludwig & Co KG GmbH; H F Wiebe & Co KG GmbH; Hf Wiebe & Co KG GmbH; Ludwig Freytag & Cokg GmbH; SCHMITT STUMPF FRUEHAUF und PA; Schmitt Stumpf Fruehauf und Partner Ingenieurgesellschaft Im Bauwesen Mbh; Wittfeld GmbH
Current assignee: Hf Wiebe & Co Kg De GmbH; Ludwig Freytag & Co Kg De GmbH; Ssf Ingenieure Ag De; Wittfeld GmbH
Priority date: 2006-08-18
Filing date: 2006-08-18
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2026-08-19
Also published as: WO2008019671A1; CN101529022A

Abstract

Eine Fahrbahn (1) für Magnetschwebebahnen, mit einem sich in Fahrtrichtung erstreckenden Tragwerk (2) und einem darauf angeordneten Fahrweg (3), der Systemkomponenten (11, 13, 15) umfasst, wobei der Fahrweg (3) im Montagezustand als Rost (23) aus Längs- und Querelementen ausgebildet ist, der im Fertigzustand mittels Ortbeton durch einen monolithischen Verbund zu einer Tragplatte (14) ergänzt und auf dem Tragwerk (2) befestigt ist, wird dadurch weitergebildet, dass der Rost (23) in Fahrtrichtung verlaufende tragende Längsbalken (6) aus Beton und in Querrichtung dazu verlaufende Montageaussteifungen (27, 28) umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrbahn für Magnetschwebebahnen (MSB), mit einem sich in Fahrtrichtung erstreckenden Tragwerk und einem darauf angeordneten Fahrweg, der Systemkomponenten umfasst. Das Tragwerk kann für unterschiedliche Stützweiten ausgelegt und punktuell auf Stützen oder linear auf einem Streifenfundament gelagert sein. Der Fahrweg ist im Montagezustand als Rost aus Längs- und Querelementen ausgebildet und im Fertigzustand mittels Ortbeton durch einen monolithischen Verbund zu einer Tragplatte ergänzt und auf dem Tragwerk befestigt. Im Endzustand stellt der Fahrweg somit einen tragenden Bestandteil der Fahrbahn dar.
Eine Fahrbahn und ein entsprechendes Herstellungsverfahren dafür sind aus der DE 103 21 047 A1 des Anmelders bekannt. Demnach setzt sich die Fahrbahn ebenfalls aus einem Tragwerk und einem Fahrweg zusammen. Weil nur der Fahrweg mit dem MSB-Fahrzeug in Berührung kommt und die Fahrbahn aus mehreren übereinander angeordneten Abschnitten aufgebaut ist, können an das Tragwerk geringere Toleranzanforderungen gestellt werden als an den Fahrweg. Der Fahrweg setzt sich aus massiven Querträgern aus Stahlbeton oder Stahl und längs verlaufenden Systemkomponententrägern aus Stahl zusammen. Die Systemkomponententräger stellen die Schnittstelle zum Fahrzeug dar und umfassen Gleitleisten, Seitenführungsschienen und Statoren. Sie sind mit höchster Präzision herzustellen. Die Querträger werden einzeln auf dem Tragwerk vormontiert, justiert und anschließend mit Ortbeton untereinander und mit dem Tragwerk monolithisch verbunden. Anschließend werden die Systemkomponententräger an die Stirnseiten der Querträger montiert. Das Herstellungsverfahren kann vereinfacht werden, indem Verlegeabschnitte aus mehreren Querträgern und je zwei Systemkomponententrägern gebildet werden.
Die DE 103 36 004 B3 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Fahrwegträgern für eine Magnetschwebebahn mit wenigstens einem Träger aus Stahl- oder Spannbeton und wenigstens einem Funktionsbauteil mit den Systemkomponenten daran. In einem ersten Verfahrensschritt werden die Systemkomponenten zu einem zusammenhängenden Konstruktionsbauteil verbunden. Anschließend wird das Konstruktionsbauteil mit einer Anschlussbewehrung durch Betonieren zu einem festen monolithischen, das Funktionsbauteil bildenden Betonfertigteil verbunden. Daraufhin wird das Funktionsbauteil in seiner vorbestimmten Lage relativ zur Längsachse des Trägers angeordnet und in seiner Raumkurve maßgenau ausgerichtet. Schließlich wird der Träger betoniert, wobei das Funktionsbauteil fest und unlösbar mit dem Träger verbunden wird
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine alternative Fahrbahn für Magnetschwebebahnsysteme anzubieten, deren Herstellungsaufwand gering ist und die daher besonders kostengünstig ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Fahrbahn der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass ebenfalls ein Rost gebildet wird, bei dem aber die Längselemente als in Fahrtrichtung, also längs verlaufende, tragende Längsbalken aus Beton ausgebildet sind, die im Endzustand linear auf dem Tragwerk aufgelagert sind und einen Randbereich des zukünftigen Fahrwegs bilden, und die Querelemente als in Querrichtung dazu verlaufende Montageaussteifungen ausgebildet sind. Die Erfindung wendet sich also ab von einer Konstruktion, in der die tragenden Elemente sowohl im Montage- als auch Endzustand quer zur Fahrtrichtung verlaufen, die also quasi einen herkömmlichen Schotteroberbau nachbildet. Sie verfolgt vielmehr das Prinzip, den Rost im Montagezustand im Wesentlichen aus längs verlaufenden Tragelementen zusammenzusetzen, die lediglich durch quer verlaufende Montagehilfen miteinander verbunden werden. Sie sind linear auf dem Tragwerk aufgelagert und bilden einen Randbereich des zukünftigen Fahrwegs. Schon im Montagezustand bildet der Rost also die wesentlichen Bestandteile des künftigen Fahrwegs, nämlich den Randbereich, in Beton aus. Dadurch erleichtert und verbilligt sich die Ausbildung bzw. Befestigung der Systemkomponenten erheblich. Sie müssen nun nicht mehr als separates Stahlbauteil in höchster Präzision gefertigt werden. Vielmehr können sie mit vergleichsweise einfachen Mitteln, aber dennoch hochpräzise an dem Betonlängsbalken befestigt werden.
Die Längsbalken lassen sich als Beton- bzw. Stahlbetonbauteile einfach herstellen. Schon bei ihrer Herstellung können die Montageaussteifungen leicht eingebunden, nämlich mit einbetoniert werden. Dies erleichtert und verbilligt die Herstellung des Rosts. Die Befestigungen für die Gleitleisten, die Seitenführungsschienen und die Statorpakete können mit bekannten Befestigungsmitteln an Längsseiten, der Ober- und der überstehenden Unterseite der Längsbalken erfolgen, ohne dass konstruktive Einschränkungen für die Anordnung der Befestigung bestünden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung stellen die Längsbalken standardisierte Fertigteile gleicher Bauform dar. Dies bietet sich vor allem in denjenigen Abschnitten der Fahrbahn an, in der sie unveränderte Trassierungsparameter aufweist, also zum Beispiel auf geradlinigen Streckenabschnitten, in Bahnhöfen und bei konstanten Kurvenradien. Je zwei Fertigteil-Längsbalken, die durch Montageaussteifungen miteinander zu einem Rost verbunden sind, stellen dann eine Verlegeeinheit dar, von denen eine Vielzahl gleichartiger Verlegeeinheiten im Werk standardmäßig hergestellt werden kann. Eine Verlegeeinheit bildet also ein Teilfertigteil aus Fertigteil-Längsbalken und Montageaussteifungen, das erst auf der Baustelle durch Ortbeton zu einer Tragplatte vervollständigt wird. Eine standardisierte Herstellung der Verlegeeinheit in großer Stückzahl reduziert die Herstellungskosten der Fahrbahn zusätzlich.
Die Montageaussteifungen, die je zwei Längsbalken miteinander verbinden, haben lediglich die Aufgabe, die Längsbalken in der erforderlichen relativen Lage zueinander zu halten und einen Rost als Verlegeeinheit zu bilden. Sie können erfindungsgemäß sowohl aus Betonstahlgitterträgern als auch in Walzstahlprofilen bestehen. Beide Varianten können ebenfalls standardisierte und daher kostengünstige Bauteile darstellen. Insbesondere als Betonstahlgitterträger tragen sie zu einem guten Verbund zwischen dem Teilfertigteilrost und dem nachträglich einzubauenden Ortbeton bei.
Die Montageaussteifungen halten die Längsbalken bereits in dem für den Endzustand erforderlichen Abstand zueinander. Sie definieren also die Breite einer Verlegeeinheit. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Verlegeeinheit eine Länge in Fahrtrichtung von etwa drei Metern auf. Trassierungen für Magnetschwebebahnen kennen Radien ab 350 Metern. Eine Vorkonfektionierung der Verlegeeinheiten auf eine Länge von etwa drei Metern hat den Vorteil, dass sie mit dieser Länge unverändert auch zur Herstellung gängiger Radien verwendet werden können. Denn diese Radien können in Abschnitten von etwa drei Metern Länge als Polygonzug erstellt werden, ohne die vorgeschriebenen Toleranzen zu überschreiten. Die Länge einer derartigen Verlegeeinheit wird vorteilhaft als ein Vielfaches der Länge eines Statorpakets gewählt. Damit fallen Stoßstellen zwischen den Statorpaketen mit solchen zwischen den Verlegeeinheiten zusammen. Da ein Statorpaket eine Länge von ca. 1,03 Metern aufweist, ergibt sich eine günstige Länge einer Verlegeeinheit von ca. 3,1 Metern.
Die Längsbalken stellen den äußeren Rand des Fahrwegs dar. Aufgrund der Konstruktion des MSB-Fahrzeugs, das seinen Fahrweg in dessen Randbereich beidseitig umgreift, muss der Fahrweg über das Tragwerk seitlich überstehen. In diesem Bereich sind auch die Systemkomponenten am Fahrweg angeordnet, nämlich die Gleitleisten bzw. Absetzflächen auf seiner Oberseite, die Seitenführungsschienen an den Längsseiten und die Statorpakete an der Unterseite. Grundsätzlich kann die Gleitleiste als separates Bauteil auf den Längsbalken montiert werden. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Gleitleiste jedoch in die Oberseite der Längsbalken integriert. Das bedeutet, dass sie bereits bei der Herstellung der Längsbalken erstellt wird, so dass sich ein separater Montageschritt für die Anbringung der Gleitleiste erübrigt. Sie kann als Stahlplatte ausgebildet sein, die bei der Herstellung der Längsbalken auf dessen Oberseite bereits mit anbetoniert wird.
Zur Verankerung kann die Stahlplatte auf ihrer dem Längsbalken zugewandten Seite Verankerungselemente aufweisen, mit dem sie in den Beton des Längsbalkens einbindet. Die Gleitleiste kann nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung aus einem T-förmigen Stahlprofil bestehen, das mit seinem senkrechten Steg in den Längsbalken einbindet. Das Profil kann aus einem Doppel-T-Träger gebildet werden, der im Steg der Länge nach mittig geteilt wird. Die daraus gewonnen T-förmigen Trägerteile können dann in eine Schalung eingelegt werden, in der die Längsbalken über Kopf, also mit ihrer künftigen Oberseite nach unten, betoniert werden. Wird der Steg des T-förmigen Walzprofils mit haifischflossenförmigen oder schwalbenschwanzartigen Ausnehmungen hergestellt, kann ein besonders guter und dauerhafter Verbund mit dem Stahlbetonfertigteil erzielt werden. Schließlich kann die stählerne Gleitleiste zusätzlich als Ankerplatte einen Bestandteil einer weiter unten beschriebenen Befestigung der Statorpakete darstellen.
Nach einer dazu alternativen Ausgestaltung der Erfindung muss die Gleitleiste aber nicht zwingend als separates Stahlteil ausgebildet sein. Insbesondere die Oberseite von Fertigteil-Längsbalken, die im Fertigteilwerk in einem standardisierten Verfahren hergestellt werden, kann mit großer Sorgfalt besonders dicht und eben ausgeführt werden. Mit einer hohen Oberflächenqualität kann die Oberseite des Längsbalkens selbst als Gleitleiste dienen. Die Längsbalken können dazu ebenfalls über Kopf, also mit ihrer zukünftigen Oberseite nach unten, gefertigt werden. Mit dieser Ausbildung der Gleitleiste verbilligt sich die Herstellung der Fahrbahn ganz erheblich, weil mit der Gleitleiste bereits eine von drei Systemkomponenten weder separat hergestellt noch montiert werden muss. Sie stellt vielmehr eine monolithische Einheit mit dem Längsbalken dar.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind in den Längsbalken Befestigungsmittel zur Befestigung der Systemkomponenten integriert. Befestigungsmittel als integraler Bestandteil der Längsbalken erübrigen eine nachträgliche Befestigung, insbesondere deren Verguss. Sie vermeiden außerdem die damit zusammenhängenden Kosten- und Qualitätsnachteile. Werkseitig lassen sich außerdem höhere Genauigkeiten dafür erzielen als bei einer Befestigung der Systemkomponenten unter Baustellenbedingungen. Dabei können sowohl jeweils getrennte Befestigungen für die Systemkomponenten als auch eine gemeinsame Befestigung vorgesehen sein.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Längsbalken an ihren Längsseiten Kopfplatten als Bestandteile der Befestigungsmittel für eine Seitenführungsschiene auf. Die Kopfplatten stellen eine einfache Montageschnittstelle dar und bieten darüber hinaus die Möglichkeit für einen Toleranzausgleich. Dazu können sie noch nachträglich, das heißt vor der Montage der Seitenführungsschiene, bearbeitet werden. Sie stellen somit ein bearbeitbares Anschlussteil dar, mit dessen Hilfe der erforderliche Abstand der Seitenführungsschienen zueinander passgenau erzielt werden kann. Ihr Abstand stellt ein erstes relevantes Maß dar, nämlich die Systembreite des MSB-Systems. Zugleich bilden sie eine ebene Anlagefläche für die Seitenführungsschienen an der Tragplatte. Sie dienen der definierten Weiterleitung der Druckkräfte aus der Befestigung der Seitenführungsschienen in den Beton. Schließlich wirken sie als Abstandhalter mehrerer Einstabanker und Kombinationsmuffen untereinander bei der Montage.
Die Kopfplatten können zum Beispiel mittels einer Anschlussbewehrung, einfachen Verbundmitteln wie Kopfbolzendübel oder mittels der Montageaussteifungen an den Längsseiten der Längsbalken schon bei deren Herstellung mit anbetoniert sein. Ihre Vormontage führt zu einer Reduzierung der Montageschritte.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Befestigung zweier bezüglich der Fahrtrichtung einander gegenüber liegender Seitenführungsschienen durch eine zugfeste Verankerung mittels Einstabanker. Die Einstabanker verlaufen parallel zu den Montageaussteifungen. An ihren Enden sind Kombinationsmuffen angeordnet, die in die Kopfplatten einbinden und Schnittstellen für eine zugfeste Befestigung der Seitenführungsschienen bilden. Dies stellt eine besonders zuverlässige Verbindung dar, da auftretende Druckkräfte auf die Kopfplatten problemlos vom Beton, Zugkräfte dagegen günstiger von den metallischen Einstabankern abgetragen werden können.
Dazu können die Einstabanker mit den aufgesetzten Kombinationsmuffen als Befestigungsmittel zusammen mit den Montageaussteifungen in den Längsbalken einbetoniert sein. Die Kopfplatten können auf den Kombinationsmuffen lose aufgesteckt oder an ihnen befestigt sein. Beim Einbau dienen sie damit als exakte Abstandhalter der Kombinationsmuffen bzw. der Einstabanker zueinander. Die Kombinationsmuffen können also mehrere Funktionen in sich vereinen, nämlich die Befestigung der Seitenführungsschiene einerseits und die der Kopfplatten andererseits.
Dadurch ergibt sich ein geringerer Material-, Montage- und Herstellungsaufwand, der die Herstellungskosten des Fahrwegs verringert.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Seitenführungsschienen mittels vorgespannter Schrauben an den Kombinationsmuffen befestigt. Diese Befestigung bietet eine besonders hohe Sicherheit, weil sie schwingungsunempfindlich ist.
Das MSB-Fahrzeug umgreift den Fahrweg an seinen Randbereichen. Wegen der hohen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs müssen an dieser Schnittstelle besonders hohe Genauigkeiten bzw. enge Toleranzen eingehalten werden. Neben der Systembreite des Fahrwegs, die durch den Abstand der Seitenführungsschienen definiert wird, stellt der Abstand zwischen der Gleitleiste auf der Oberseite des Fahrwegs und den Statorpaketen auf seiner Unterseite, das so genannte Zangenmaß, ein weiteres relevantes Maß dar. Da die Gleitleisten bereits in der Oberseite der Längsbalken ausgebildet sind, kommt also der Befestigung der Statorpakete an der Unterseite des Fahrwegs eine besondere Bedeutung zu. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist daher die Fahrbahn an der Unterseite der Längsbalken Fußplatten zur Befestigung der Statorpakete auf. Sie erfüllen etwa die gleiche Aufgabe wie die Kopfplatten, nämlich einen definierten Abstand zu ermöglichen, der als Toleranzausgleich durch Bearbeitung der Fußplatte nachträglich verändert werden kann. Außerdem stellt er eine definierte ebene Anlagefläche des Statorpakets am Fahrweg dar. Sie können bei den über Kopf hergestellten Längsbalken in den noch frischen Beton eingedrückt werden. Dadurch wird ihre satte und plane Anlage am Längsbalken gewährleistet, ohne dass die Kontaktoberfläche am Längsbalken bearbeitet werden müsste.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Fußplatten über Zug- bzw. Verbundanker im Beton befestigt. Als Zuganker können Verankerungsschrauben, Kopfbolzendübel oder Bewehrungsschlaufen dienen. Dadurch ist eine besonders hohe Sicherheit der Befestigung der Fußplatten und mit ihnen der Statorpakete gewährleistet. Ausgestattet mit Bewehrungsschlaufen oder Kopfbolzendübeln können die Fußplatten schon bei der Herstellung der Längsbalken an den Stahlbetonfertigteilen anbetoniert werden. Dadurch vereinfacht sich die Montage der Fußplatten, weil ein aufwändiger Montageschritt zu nachträglichen Befestigung der Fußplatten entfällt.
Während die Seitenführungsschiene im Betrieb des MSB-Fahrzeugs im Wesentlichen führende und die Gleitleiste nur bei langsamer Fahrt eine tragende Funktion hat, übernehmen die Statorpakete tragende und antreibende Aufgaben. Ihre Befestigung ist daher von besonderer Bedeutung. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dienen daher vorgespannte Schrauben der Befestigung der Statorpakete an den Längsbalken. Die Statorpakete sind dadurch besonders zuverlässig befestigt, weil sie sich auch bei einer schwingenden Belastung nicht lockern.
Die Befestigungsmittel, also die Widerlager für die vorgespannten Verankerungsschrauben, können auf unterschiedliche Weise im Längsbalken ausgebildet sein. Nach einer ersten erfindungsgemäßen Möglichkeit umfassen die Befestigungsmittel für die Statorpakete senkrecht zu den Fußplatten verlaufende Rohrhülsen mit Hutmuttern an ihren Enden und eine waagrecht dazu verlaufende Ankerplatte, die schon bei der Herstellung der Längsbalken mit einbetoniert werden. Die Fußplatten, die dazu parallel verlaufenden Ankerplatten einschließlich der Hutmuttern und die sie verbindenden Rohrhülsen können vormontiert und als Einheit mit einbetoniert werden. Damit wird auf einfache Weise eine tragfähige und zuverlässige Befestigungseinrichtung für die Statorpakete geschaffen, die über vorgespannte Verankerungsschrauben in der vorgenannten Befestigungseinrichtung verankert werden.
Nach einer alternativen Befestigungsmöglichkeit können die Statorpakete durch Verankerungsschrauben in Innengewinden der Fußplatten oder in Rohrhülsen mit einem Innengewinde verschraubt sein, die an den Fußplatten befestigt sind. Dann stellt die Fußplatte zugleich eine Ankerplatte für die Verbund- bzw. Zuganker dar. Dadurch verringert sich der Aufwand für die Vormontage einer separaten Ankerplatte mit Rohrhülsen und Hutmuttern.
Nach einer weiteren alternativen Möglichkeit können die Rohrhülsen bereits an der stählernen Gleitleiste befestigt sein, die mit einbetoniert wird. Sie können an der Gleitleiste angeschweißt sein und werden demzufolge zusammen mit der Gleitleiste bei der Herstellung der Längsbalken einbetoniert. Eine separate Vormontage und Positionierung der Rohrhülsen vor der Betonage des Längsbalkens erübrigt sich dadurch. Mit einem Innengewinde in den Rohrhülsen oder in Bohrungen in der Gleitleiste können die Hutmuttern entfallen. Die Gleitleiste kann daneben also auch noch die Funktion einer Ankerplatte übernehmen.
Wegen der hohen Fahrgeschwindigkeiten des Magnetschwebebahnfahrzeugs müssen insbesondere die Befestigungen der Statorpakte äußerst zuverlässig sein. Ein Versagen einzelner Befestigungselemente muss möglichst frühzeitig erkannt werden, um vor Eintreten größerer Schäden möglichst schnell Abhilfe schaffen zu können. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Befestigung der Statorpakete daher eine Redundanz und die Möglichkeit zur Fehleroffenbarung auf. Dazu können die Statorpakete zusätzlich zu den oben beschriebenen Befestigungen an zwei vertikal übereinander liegenden Platten befestigt sein, die untereinander durch eine schwalbenschwanzförmige Nut- und Federverbindung mit geringem Spiel zusammenhalten. Die obere der beiden Platten kann die oben beschriebene Fußplatte darstellen und ihrerseits separat im Beton verankert sein. Versagt eine der weiter oben genannten Befestigungen der Statorpakte, insbesondere die vorgespannten Verankerungsschrauben, so werden sie noch über die beiden Platten gehalten. Die schwalbenschwanzförmige Ausbildung bewirkt, dass die Statorpakte nicht herabfallen, sondern in einer deutlichen und detektierbaren Lageabweichung verharren. Das Spiel der Nut- und Feder-Verbindung ist so bemessen, dass die Lageabweichung den Betrieb der Magnetschwebebahn nicht negativ beeinträchtigt, aber detektierbar ist, um eine zügige Reparatur der schadhaften Teile auslösen zu können.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen im Prinzip beispielhaft noch näher beschrieben. Es zeigen:
1: einen Querschnitt und einen Längsschnitt durch einen Fahrwegträger als 1-Feld-System mit diskreter Lagerung,
2: einen Querschnitt und einen Längsschnitt durch einen Fahrwegträger als gekoppelten 2-Feld-System mit größerer Stützweite und diskreter Lagerung,
3: einen Querschnitt, eine Draufsicht und eine Ansicht einer Verlegeeinheit,
4: einen Querschnitt durch einen Fahrwegträger mit Querneigung,
5: Detaildarstellungen der Befestigungen der Systemkomponenten an den Stahlbetonfertigteilen,
6: eine Prinzipdarstellung des Trägeraufbaus in perspektivischer Ansicht.
Die 1a und 1b zeigen einen fertigen Fahrwegträger 1 für eine Magnetschwebebahn (MSB) in Betonbauweise im Längs- und Querschnitt. Er umfasst ein sich in Fahrtrichtung erstreckendes Tragwerk 2 und einen darauf aufgesetzten plattenförmigen Fahrweg 3. Das Tragwerk 2 weist einen Hohlkastenquerschnitt aus Spannbeton mit leicht geneigten Stegen 16, einem Obergurt 17 und einem Untergurt 19 auf und ruht über Auflagertraversen 4 auf Lagern 5. Das Lager 5 liegt auf nicht näher bezeichneten Stützen auf, da 1 eine aufgeständerte Bauweise wiedergibt.
Der Fahrweg 3 stellt über so genannte Systemkomponenten 11, 13, 15 die Schnittstelle zum MSB-Fahrzeug dar. Die Systemkomponenten 11, 13, 15 sind an einer Tragplatte 14 befestigt, die sich in Stahlbetonfertigteile 6 als Längsbalken und eine Ortbetonplatte 7 gliedert. Je zwei quer zur Fahrtrichtung einander gegenüberliegende Fertigteile 6 sind über Stahlgitterträger 27 als Montageaussteifungen miteinander verbunden. Auf der linken Seite des Fahrwegs 3 in 1b ist lediglich zur Verdeutlichung ein virtueller Bauzustand wiedergegeben. Demnach ragen an Längsseiten 8 der Fertigteile 6 Kombinationsmuffen 29 heraus, an denen Kopfplatten 9 befestigt sind (vgl. rechte Seite der 1b). Daran schließt, wie später in 4 näher beschrieben, die erste Systemkomponente an, die Seitenführungsschiene 13. Auf der Oberseite 10 der Fertigteile 6 ist eine weitere Systemkomponente, die Gleitleiste 11, ausgebildet. An der Unterseite 22 sind Fußplatten 12 befestigt. An ihnen ist die dritte Systemkomponente, ein Statorpaket 15, befestigt. Den fertigen Zustand des Fahrwegs 3 zeigt die rechte Hälfte der 1b.
Zur Herstellung der Tragplatte 14 und ihrer Befestigung auf dem Tragwerk 2 werden die Fertigteile 6 auf dem Tragwerk 2 in später näher beschriebener Weise justiert. Anschließend wird durch Ortbetonergänzung die Platte 7 erstellt. Sie stellt ein kontinuierlich durchlaufendes Bauelement dar, das einerseits die Fertigteile 6 mit der Tragplatte 14 und andererseits die Tragplatte 14 mit dem Tragwerk 2 monolithisch verbindet.
Das statische System des Tragwerks 2 in 1 ist ein 1-Feldträger mit einer Feldspannweite von 12,40 m. Es wird ohne den Fahrweg 3 in einer Schalung mit Spannbett und kombinierter Vorspannung aus sofortigem und nachträglichem Verbund hergestellt. Die Spanngliedführung für das Tragwerk 2 wird so gewählt, dass unter Vorspannung und ständigen Lasten der Querschnitt zentrisch überdruckt ist und das Tragwerk 2 nahezu keine Durchbiegung aus Betonkriechen aufweist.
An den Auflagerpunkten wird das Tragwerk 2 durch Auflagertraversen 4 unterstützt (siehe auch 6), die die notwendige Spreizung der Lager 5 ermöglichen. Im Bereich der Auflagertraversen 4 und der Lasteneinleitung aus den Lagern 5 ist kein Querschott erforderlich. Auch zur Verankerung der Spannglieder mit sofortigem und nachträglichem Verbund kann auf die Ausbildung einer Endscheibe am Trägerende verzichtet werden, weil die Spannglieder im Ober- und Untergurt des Hohlkastens und in dessen Stegen verankert werden.
Die einfache Bauart, schwach geneigte Stege 16, die klare Querschnittsgeometrie, ein großer Anteil an Vorspannung mit sofortigem Verbund und der Wegfall von Querschotten ermöglichen eine wirtschaftliche Serienfertigung standarisierter Tragwerke 2. Da die Tragwerke 2 stets gradlinig sind, können sie im Grund- und Aufriss als Fertigteil in der Schalung hergestellt werden ohne Anpassung der Trägerschalung an Trassierungsvorgaben. Ein Eigengewicht von ca. 31 Tonnen des 1-Feldträgers mit 12,40 m Einzelstützweite erlaubt den wirtschaftlichen Transport zum Einbauort des Tragwerks 2.
Das Tragwerk 2 ist auch als 2-Feldträger mit Einzelstützweiten von 12,40 m oder 24,80 m gemäß 2 herstellbar. Es kann bereits im Werk als 2-Feld-Trägersystem ausgebildet werden oder aber erst auf der Baustelle aus zwei 1-Feldträgersystemen zusammengesetzt werden. Seine Konstruktionshöhe und Querschnittsabmessungen werden an die statischen Randbedingungen und die erforderliche Steifigkeit angepasst. Die Fahrbahn 1 gemäß 2 verfolgt aber prinzipiell denselben Querschnittsaufbau wie in 1.
Als 2-Feldträger mit Feldspannweiten von mehr als 12,40 m wird das Tragwerk 2 wegen des Trägergewichts des Gesamttragwerks vorzugsweise im Werk aus zwei 1-Feldträgereinheiten 40 gefertigt und vorgespannt. Erst auf der Baustelle werden zwei 1-Feldträgereinheiten 40 zu einem Tragwerk 2 als 2-Feldträger zusammengesetzt. Dafür sind eine Ortbetonergänzung in der Form eines Ortbetonmittelquerträgers 36 und Kontinuitätsspannglieder 37 zur Kopplung beider 1-Feldträgereinheiten 40 zu einem durchgehenden statischen System erforderlich. Für die Kontinuitätsspannglieder 37 werden nicht dargestellte Hüllrohre eingelegt und Verankerungen vorbereitet. Die 1-Feldträger 40 werden an die Einbaustelle transportiert und verlegt. Auf einer Mittelstütze 41 werden die beiden 1-Feldträger 40 durch den Ortbetonmittelquerträger 36 verbunden. Vor dem Betonieren des Ortbetonmittelquerträgers 36 werden die Hüllrohre miteinander verbunden und die Kontinuitätsspannglieder 37 eingezogen. Nach Erhärten des Ortbetonmittelquerträgers 36 werden die Kontinuitätsspannglieder 37 vorgespannt. Damit wird eine Durchlaufwirkung erzielt. Weil es sich bei den 1-Feldträgern 40 um statisch bestimmte Systeme handelt, die aufgrund ihrer Abmessungen und ihres Gewichts gut handhabbar sind, kann das Tragwerk 2 auch als 2-Feldträger mit einem hohen Gesamtgewicht vorteilhaft hergestellt werden.
Nach der Montage des Tragwerks 2 erfolgt das Verlegen und Justieren der Stahlbetonfertigteile 6 und die Betonage der Ortbetonplatte 7 auf dem in situ gekoppelten 2-Feldträger.
Die Toleranzbestimmungen der einschlägigen DIN-Normen und der ZTV-ING für das Tragwerk 2 können gut eingehalten werden. Die Anforderungen an die Genauigkeit der Schalmaße des Tragwerks 2 sind in Anlehnung an die allgemeinen Anforderungen an den industriellen Fertigteilbau getroffen. Das bedeutet, dass für die Herstellung des Tragwerks 2 keine extrem genaue Maßhaltigkeit erforderlich wird. Toleranzmaße von 1 cm in Längs- und Querrichtung sowie bezogen auf die Bauhöhe sind akzeptabel und minimieren somit den Aufwand bei der Fertigteilfertigung und -montage auf ein übliches Maß, unabhängig von den Anforderungen der MSB-Infrastruktur. Alle Anschlussmaße und deren Toleranzen an den Nahtstellen zu den Stahlbetonfertigteilen 6 und der Ortbetonplatte 7 sind so festgelegt, dass die Anforderungen an das Gesamtsystem der Fahrbahn 1 erfüllt werden. Die hohen Anforderungen an die Maßgenauigkeit des Fahrwegs 3 werden durch dessen nachträglichem Aufbau erfüllt, so dass an das Tragwerk 2 nur geringere und verhältnismäßig einfach einzuhaltende Anforderungen an die Maßhaltigkeit im Werk und bei der Montage gestellt werden müssen.
Der Fahrweg 3 wird in einzelnen Abschnitten aus Verlegeeinheiten 23 aufgebaut. Gemäß 3 umfasst eine Verlegeeinheit 23 zwei Stahlbetonfertigteile 6 als Längsbalken. Sie werden in Randbereichen des Tragwerks 2 angeordnet und sind mit Montagehilfen, nämlich den Gitterträgern 27 aus Betonstahl (3a und 3b) oder Walzstahlprofilen 28 (vgl. 6), miteinander verbunden. Zwei einander gegenüberliegende Stahlbetonfertigteile 6 bilden damit eine sehr stabile Verlegeeinheit 23. Die Stahlbetonfertigteile 6 werden in Querrichtung außerdem über eine Anschlussbewehrung 26 miteinander verbunden.
Die Stahlbetonfertigteile 6 werden umgekehrt, d. h. mit der Oberseite 10 nach unten, betoniert, um auf der Oberseite 10 eine gute Oberflächenqualität hinsichtlich Ebenheit und Dichte zu erzielen. Damit wird die Systemkomponente Gleitleiste 11 in Beton monolithisch und zusammen mit den Fertigeilen 6 im selben Fertigungsschritt hergestellt. An den Längsseiten 8 der Fertigteile 6 werden die Kopfplatten 9 mittels Kombinationsmuffen 29 an Einstabankern 20 befestigt, die die beiden gegenüberliegenden Stahlbetonfertigteile 6 ebenfalls miteinander verbinden (vgl. 3c). In die Stahlbetonfertigteile 6 werden Gewindehülsen für vertikale Spindeln 24 zur Höhenjustierung der Tragplatte 14 auf dem Tragwerk 2 und Rohrhülsen 21 einbetoniert, die an der Unterseite 22 der Fertigteile 6 die Fußplatten 12 tragen.
An die Stahlbetonfertigteile 6 werden hohe Anforderungen hinsichtlich ihrer Maßhaltigkeit gestellt. Denn über den gegenseitigen Abstand der an ihren Längsseiten 8 einbetonierten Kopfplatten 9 und der an den Kopfplatten 9 fixierten Seitenführschienen 13 wird die Systembreite B des MSB-Systems von 2.800 mm festgelegt (vgl. 4). So müssen die Stahlbetonfertigteile 6 zwischen den beiden Kopfplatten 9 eine exakte horizontale Länge von 2.740 mm aufweisen.
Entsprechendes gilt für die Oberseite der Gleitleiste 11 und die Fußplatte 12 an der Unterseite 22 der Stahlbetonfertigteile 6. Ihr Abstand legt zusammen mit dem Statorpaket 15 das exakte Zangenmaß Z des MSB-Systems in vertikaler Richtung von 398 mm fest (vgl. 4). Die Oberkante der Gleitleiste 11 und die Unterkante der Fußplatte 12 müssen daher einen Abstand von exakt 269 mm einhalten. Ungenauigkeiten können aber noch nachträglich durch mechanisches Bearbeiten der Kopfplatten 9 und der Fußplatten 12 ausgeglichen werden.
Die Abmessungen der Verlegeeinheit 23 aus den Stahlbetonfertigteilen 6 und den Gitterträgern 27 mit den Kopfplatten 9 beträgt also in der Breite 2.740 mm, in der Länge dagegen die 3-fache Systemlänge der Statorpakete, nämlich 3.096 mm. Diese Abmessungen sind aufgrund ihrer Kompaktheit für eine werksmäßige Herstellung sehr günstig. Daher können die Verlegeeinheiten 23 in industrieller Massenfertigung in hohen Stückzahlen produziert werden. Qualitätssichernde Maßnahmen und routinierte Abläufe der industriellen Produktion ermöglichen die Einhaltung der geforderten Toleranz und Qualität. Das geringe Gewicht und die gewählten Abmessungen ermöglichen eine einfache und effiziente Handhabung beim Transport, bei der Lagerung und bei der Montage sowie eine maßgenaue Justierung.
Eine Verlegeeinheit 23 gemäß 3 besteht also aus zwei Stahlbetonfertigteilen 6, aus vier Gitterträgern 27, je Längsseite 8 vier Kopfplatten 9 und neun Fußplatten 12 je Stahlbetonfertigteil 6. Sie weist außerdem vier Vertikalspindeln 24 und gegebenenfalls mindestens zwei Horizontalspindeln 25 auf. Die Fertigteile 6 stellen somit Längsbalken als in Fahrtrichtung verlaufende Konstruktionselemente des Fahrwegs 3 dar, die zugleich eine der Systemkomponenten, nämlich die Gleitleisten 11, bilden und für die verbleibenden Systemkomponenten, die Seitenführungsschiene 13 und das Statorpaket 15 die Befestigungselemente bieten.
Anhand der 4 wird die Herstellung des Fahrwegs 3 erläutert. Den Vormontagezustand der Verlegeeinheiten 23, wie sie werksseitig hergestellt werden (vgl. 3), zeigt die linke Bildhälfte. Zur Montage werden sie über die vertikalen Spindeln 24, die auf der Oberseite des Obergurtes 17 des Tragwerkes 2 aufsetzen (vgl. auch 3c), auf die erforderliche Höhe und in die notwendige Querneigung gebracht. Die horizontalen Spindeln 25 verspannen die Verlegeeinheiten 23 seitlich gegen Montagewiderlager 42 und ermöglichen ein horizontales Verschieben der Verlegeeinheiten 23 in Fahrwegsquerrichtung. Die Montagewiderlager 42 für die horizontalen Spindeln 25 bilden Arbeitsgerüste, die an den beiden Stegen 16 des Tragwerkes 2 vorübergehend befestigt werden. Müssen die Verlegeeinheiten 23 in Fahrwegslängsrichtung verspannt werden, so können sich nicht dargestellte horizontale Spindeln an den Verbundmitteln 18 (6) abstützen.
Nachdem die Verlegeeinheiten 23 auf der gesamten Trägerlänge des Tragwerks 2 ausgelegt und in allen drei räumlichen Richtungen exakt festgelegt sind, erfolgt das Betonieren der Ortbetonplatte 7 zur Herstellung der Verbundwirkung mit dem Tragwerk 2. Der Ortbeton wird in der Breite des Tragwerks 2 und bis auf die Höhe der Oberseite 10 der Stahlbetonfertigteile 6 eingebracht und verdichtet. Er fixiert die Verlegeeinheit 23 in allen drei räumlichen Richtungen, legt also die Trassierung der Fahrbahn 1 mit Höhenlage, Radius und Querneigung fest. Verbundmittel 18, nämlich Bügel aus Betonstahl, die aus dem Obergurt 17 des Tragwerks 2 ragen, sorgen für eine einwandfreie Kraftübertragung zwischen Ortbetonplatte 7 bzw. Tragplatte 14 und dem Tragwerk 2. Die Stahlbetonfertigteile 6 und die Ortbetonplatte 7 bilden nicht zuletzt durch die Anschlussbewehrung 26 in Längs- und Querrichtung eine statische Einheit, nämlich die monolithische Tragplatte 14. Werden die Montagehilfen als Betonstahlgitterträger 27 hergestellt, können diese als zusätzliche Anschlussbewehrung mitwirken. Die Tragplatte 14 wiederum ist monolithisch mit dem Tragwerk 2 verbunden, so dass die gesamte Fahrbahn 1 im fertigen Zustand einen Monolith bildet. Jetzt werden die verbleibenden Systemkomponenten montiert: die Seitenführungsschienen 13 an den Kopfplatten 9 und die Statorpakete 15 an den Fußplatten 12. Diesen Endfertigungszustand zeigt die rechte Bildhälfte der 4.
Die 5a bis 5h zeigen Beispiele für die Befestigung der Systemkomponenten 11, 13, 15 im Detail. Allen gemeinsam ist die Befestigung der Seitenführungsschienen 13. Sie sind mit vorgespannten hochfesten Schrauben 39 gegen die Kopfplatten 9 verspannt. Als Verankerungselement für die Schrauben 39 dienen die Kombinationsmuffen 29, die über die Einstabanker 20 quer zur Fahrweglängsrichtung miteinander verbunden sind. Sacklöcher oder Durchgangslöcher in den Kopfplatten 9, in die die Kombinationsmuffen 29 einbinden, dienen als Abstandhalter für den immer gleichen Abstand der Kombinationsmuffen 29 zueinander. Sowohl die Kombinationsmuffen 29 als auch die Einstabanker 20 sind in die Stahlbetonfertigteile 6 mit einbetoniert. Die Kombinationsmuffen 29 ragen dabei aus den Längsseiten 8 der Fertigteile 6, nicht aber über die Kopfplatten 9, heraus. Die Einstabanker 20 wiederum reichen bis zu den Kombinationsmuffen 29 an ihren jeweils gegenüberliegenden Enden und sind mit diesen über Innen- und Außengewinde miteinander befestigt. Einander gegenüberliegende Seitenführungsschienen 13 sind also über die Kombinationsmuffen 29 und die Einstabanker 20 zusammen- und quer zur Fahrweglängsrichtung gegen die Tragplatte 14 gespannt.
5c zeigt die Befestigung der Seitenführungsschiene 13 in einem Längsschnitt. Ein Paar Einstabanker 20 verbinden jeweils ein Paar Kopfplatten 9 miteinander. Zwischen ihnen verläuft der Gitterträger 27, der zwar keinen zwingenden Beitrag zur Befestigung der Seitenführungsschiene 13, aber zur Stabilität der Verlegeeinheit 23 liefert. In Fahrweglängsrichtung jeweils davor und dahinter ist die Befestigung der Statorpakete 15 angeordnet, nämlich je eine Ankerplatten 38 mit zwei Hutmuttern 30 (5a), den Rohrhülsen 21 mit den Verankerungsschrauben 31 und eine Fußplatte 12. Parallel zu den Einstabankern 20 und dem Gitterträger 27 verläuft noch vor bzw. hinter den Ankerplatten 38 die Anschlussbewehrung 26.
Die 5a bis 5c geben eine erste Befestigungsmöglichkeit der Statorpakete 15 wieder. Die Statorpakete 15 sind mit Verankerungsschrauben 31 direkt in dem Stahlbetonfertigteil 6 befestigt. Sie verlaufen durch die Fußplatte 12, die einbetonierten Rohrhülsen 21 und die Ankerplatte 38 hindurch und greifen in das Gewinde der ebenfalls einbetonierten Hutmuttern 30 ein. Die Hutmuttern 30 leiten die über die Verankerungsschrauben 31 übertragene Zugkraft auf die Ankerplatten 38 weiter, die im Fertigteil 6 mit einbetoniert parallel zu den Fußplatten 12 verlaufen. Je zwei Rohrhülsen 21 treffen auf eine Ankerplatte 38, von denen je eine rechts und links der Gitterträger 27 und eines Paars aus Einstabankern 20 angeordnet sind. Die Ankerplatten 38 bilden ein Widerlager im Stahlbetonfertigteil 6. Die Statorpakete 15 werden somit an der Unterseite 22 der Stahlbetonfertigteile 6 gegen die Fußplatte 12 gepresst. Sie sind außerdem an den Fußplatten 12 befestigt. Die Fußplatten 12 weisen dazu auf ihrer dem Statorpaket 15 zugewandten Unterseite eine eingefräste Nut 32 auf, in die eine schwalbenschwanzförmige Feder 33 am Statorpaket 15 mit geringem Spiel eingreift. Die Fußplatte 12 ist ihrerseits über Zuganker 34 im Fertigteil 6 verankert. Sie dient als definierte Kontaktfläche für die Statorpakete 15.
Die Befestigung der Statorpakete 15 ist also redundant ausgebildet. Sie sind einerseits unmittelbar im Fertigteil 6 verankert und andererseits mittelbar über die Nut- und Federverbindung 32, 33 und die Fußplatten 12 mit dem Fertigteil 6 verbunden. Versagen eine oder mehrere Verankerungsschrauben 31, so wird das Statorpaket 15 noch von der Nut- und Federverbindung 32, 33 mit dem Zuganker 34 an der Fußplatte 12 gehalten. Wegen des geringen Spiels dieser Befestigung sackt das Statorpaket 15 geringfügig ab, so dass einerseits zwar der Betrieb der MSB nicht gefährdet ist, andererseits die fehlerhafte Befestigung aufgrund der Lageabweichung des Statorpakets 15 schnell detektiert und repariert werden kann.
Die 5d bis 5f stellen eine alternative zweite Befestigungsmöglichkeit der Statorpakete 15 dar. Auch bei dieser Befestigung ist die Fußplatte mittels eines Zugankers 34 in dem Fertigteil 6 befestigt. Der grundsätzliche Unterschied zur ersten Befestigung liegt darin, dass auch die Verankerungsschraube 31 die Statorpakete 15 zumindest mittelbar an der Fußplatte 12 statt unmittelbar am Fertigteil 6 befestigt. Das Widerlager für die Verankerungsschraube 31 besteht also in der Fußplatte 12. 5d zeigt beide Möglichkeiten, die in den 5e und 5f im Detail dargestellt sind. In beiden Fällen ist die Verankerungsschraube 31 deutlich kürzer als in der Befestigung nach 5a bis 5c.
Gemäß 5e ist das Statorpaket 15 unmittelbar mit der Fußplatte 12 verschraubt, indem eine sehr kurze Verankerungsschraube 31 in eine Bohrung mit einem Innengewinde 45 in der Fußplatte 12 eingreift. Gemäß 5f ist das Statorpaket 15 an der Fußplatte 12 befestigt, indem eine kurze Verankerungsschraube 31 durch die Fußplatte 12 hindurch in das Innengewinde einer köcherförmigen Rohrhülse 46 eingreift. Die Rohrhülse 46 ist an der Fußplatte 12 angeschweißt und ragt im Endzustand in das Fertigteil 6 hinein.
Eine dritte Befestigungsmöglichkeit der Statorpakete 15 geben 5g und 5h wider. Das Widerlager für die Verankerungsschraube 31 besteht bei dieser Variante in einer Ankerplatte 43, die zugleich eine separat ausgebildete Gleitleiste 11 darstellt. Die Verankerungsschrauben 31 reichen also durch die Fußplatte 12 und in einbetonierten Rohrhülsen 21 durch das Fertigteil 6 hindurch und münden in ein Innengewinde 44 in der stählernen Gleitleiste 11 ein. Zwischen der Fußplatte 12 und der oberen Gleitleiste 11 ergibt sich also eine Durchankerung, so dass die Gleitleiste 11 am Stahlbetonfertigteil 6 ein Widerlager auf ganzer Bauteildicke des Fertigteils 6 für die Verankerung des Statorpakets 15 bildet.
Separat ausgebildete Gleitleisten 11 aus Stahl werden in die Bodenschalung der über Kopf betonierten Stahlbetonfertigteile 6 eingelegt und mit der Betonage an den der Fertigteilen 6 befestigt. Dient eine derartige Gleitleiste 11 zugleich als Widerlager für die Befestigung der Statorpakete 15, so ist dadurch zugleich auch ihre Verankerung im Stahlbetonfertigteil 6 sichergestellt. Eine Gleitleiste 11 ohne Befestigungsfunktion dagegen geben die 5i bis 5l wider. Die Gleitleiste 11 besteht demnach aus einem T-förmigen Walzprofil 47. Es wird mit dem vertikalen Steg in das Fertigteil 6 einbetoniert. Um einen besseren Verbund mit dem Beton des Fertigteils 6 zu erzielen, sind aus dem Steg haifischflossenförmige Ausnehmungen 48 (5k) oder schwalbenschwanzförmige Ausnehmungen 49 (5l) ausgeklinkt. Durch die Ausnehmungen 48, 49 verlaufen die oberen Eisen der Gitterträger 27, sodass deren Lage durch das Walzprofil 47 nicht beeinträchtig wird.
6 stellt den Aufbau der Fahrbahn 1 mit Befestigungen der Systemkomponenten 11, 13, 15 gemäß 5a bis 5c zur besseren Übersicht und Veranschaulichung seiner Einzelteile in vier Abschnitten prinzipiell dar. Die Abschnitte haben zwar jeweils die Länge einer Verlegeeinheit 23, geben aber nicht die tatsächlichen Herstellungsschritte wider. In dem vorderen ersten und dem Betrachter zugewandten Abschnitt der Fahrbahn 1 ist der Hohlkastenquerschnitt mit den geneigten Stegen 16 des Tragwerks 2 zu erkennen, das über die Auflagertraversen 4 auf den Lagern 5 ruht. Der Obergurt 17 trägt auf seiner Oberseite, auf der der Fahrweg 3 aufgebaut wird, die Verbundmittel 18, die den Verbund zwischen der Ortbetonplatte 7 der Tragplatte 14 und dem Tragwerk 2 sicherstellen. In dieser Form kommt das werkseitig hergestellte Tragwerk 2 als standardisiertes Bauteil auf die Baustelle.
Der zweite Abschnitt von vorne stellt die Stahleinbauteile dar, die bei der Herstellung der Stahlbetonfertigteile 6 mit einbetoniert werden. Dazu zählen die Walzstahlprofile 28 als Montageaussteifungen, an deren Stirnseiten sich die Kopfplatten 9 befinden. Sie sind über die Kombinationsmuffen 29 durch die Einstabanker 20 untereinander verbunden. Die Walzstahlprofile 28 und die Einstabanker 20 mit den Kombinationsmuffen 29 und den Kopfplatten 9 bilden eine Vormontageeinheit, eine weitere Vormontageeinheit umfasst eine Fußplatte 12, zwei Rohrhülsen 21 mit zwei Hutmuttern 30 und eine Ankerplatte 38. Zur Herstellung einer Verlegeeinheit 23 werden die oben erwähnten Einbauteile ganz oder teilweise in die Stahlbetonfertigteile 6 einbetoniert.
Eine fertige Verlegeeinheit 23, wie sie vom Fertigteilwerk kommend auf die Baustelle geliefert wird, zeigt der dritte Abschnitt der 6. Sie wird auf dem Tragwerk 2 so positioniert, dass die Fertigteile 6 bezüglich der Fahrtrichtung im Randbereich des Tragwerks 2 angeordnet und dort über die Walzstahlprofile 28 gehalten werden. An den Längsseiten 8 der Fertigteile 6 stehen die Kopfplatten 9 zur Befestigung der Seitenführungsschiene 13 über. Die Verlegeeinheit 23 wird über Vertikalspindeln 24 von der Oberseite 10 der Fertigteile 6 aus in die erforderliche Höhenlage und Querneigung gebracht. Über Horizontalspindeln 25 wird die Verlegeeinheit 23 horizontal in die erforderliche Trassierungslage gebracht. Die Montagewiderlager 42 der horizontalen Spindeln 25 sind Bestandteil von Arbeitsgerüsten, die an den seitlichen Stegen 16 des Tragwerkes 2 vorübergehend befestigt sind.
Der letzte Abschnitt der 6 stellt die fertige Fahrbahn 1 dar. Die Ortbetonplatte 7 ergänzt die Verlegeeinheit 23 zu einer durchgehenden monolithischen Tragplatte 14, die ebenfalls durch die Ortbetonplatte 7 monolithisch mit dem Tragwerk 2 verbunden ist. Die Oberseite 10 des Fertigteils 6 stellt zugleich die Gleitleiste 11 für das MSB-Fahrzeug dar. Die Seitenführungsschiene 13 ist an den Kopfplatten 9 montiert.
Die Fahrbahn 1 wird also aus mehreren Bestandteilen nach Art eines Baukastens zusammengesetzt, deren Toleranzanforderungen schrittweise steigen. Entscheidend ist, dass das Tragwerk 2 als erstes durchgehendes Bauteil der Fahrbahn 1 im Betrieb nicht unmittelbar mit dem MSB-Fahrzeug in Kontakt tritt. Es kann daher geringeren Genauigkeitsanforderungen unterliegen. Denn die hohen Toleranzanforderungen des MSB-Systems werden vom zweiten Bauteil, dem Fahrweg 3, sichergestellt. Diese Flexibilität der Baukastenbauweise mit zwei Anforderungsebenen, dem Tragwerk 2 und dem Fahrweg 3, kann darüber hinaus auch zum Ausgleich von Imperfektionen des Tragwerks 2, zum Beispiel von Lageabweichungen in Quer- und Höhenrichtung oder von Stützensenkungen, eingesetzt werden.

1: Fahrbahn
2: Tragwerk
3: Fahrweg
4: Auflagertraverse
5: Lager
6: Stahlbetonfertigteil (Längsbalken)
7: Ortbetonplatte
8: Längsseiten der Stahlbetonfertigteile 6
9: Kopfplatte
10: Oberseite der Stahlbetonfertigteile 6
11: Systemkomponente Gleitleiste
12: Fußplatte
13: Systemkomponente Seitenführschiene
14: Tragplatte
15: Systemkomponente Statorpaket
16: Steg
17: Obergurt
18: Verbundmittel
19: Untergurt
20: Einstabanker
21: Rohrhülse
22: Unterseite des Stahlbetonfertigteils 6
23: Verlegeeinheit (Rost)
24: vertikale Spindeln
25: horizontale Spindeln
26: Anschlussbewehrung
27: Betonstahlgitterträger (Montageaussteifung)
28: Walzstahlprofil (Montageaussteifung)
29: Kombinationsmuffe
30: Hutmutter
31: Verankerungsschraube
32: Nut
33: Feder
34: Zuganker
36: Ortbetonmittelquerträger
37: Kontinuitätsspannglieder
38: Ankerplatte
39: Schraube
40: 1-Feldträger
41: Mittelstütze
42: Montagewiderlager
43: Ankerplatte als Gleitleiste 11
44: Innengewinde der Ankerplatte 43
45: Innergewinde der Fußplatte 12
46: Rohrhülse mit Innengewinde
47: T-förmiges Walzprofil als Gleitleiste 11
48: Haifischflossenförmige Ausnehmung
49: Schwalbenschwanzförmige Ausnehmung
B: Systembreite
Z: Zangenmaß

Claims

Fahrbahn (1) für Magnetschwebebahnen, mit einem sich in Fahrtrichtung erstreckenden Tragwerk (2) und einem darauf angeordneten Fahrweg (3), der Systemkomponenten (Gleitleisten 11, Seitenführungsschienen 13, Statorpakete 15) umfasst, wobei der Fahrweg (3) im Montagezustand als Verlegeeinheit (23) aus Längs- (6) und Querelementen (27; 28) ausgebildet ist, der im Fertigzustand mittels Ortbeton (7) durch einen monolithischen Verbund zu einer Tragplatte (14) ergänzt und auf dem Tragwerk (2) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Längselemente als in Fahrtrichtung, also längs verlaufende, tragende Längsbalken (6) aus Beton, die im Endzustand linear auf dem Tragwerk (2) aufgelagert sind und einen Randbereich des zukünftigen Fahrwegs (3) bilden, ausgebildet sind, und die Querelemente als in Querrichtung dazu verlaufende Montageaussteifungen (27; 28) ausgebildet sind.
Fahrbahn (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch standardisierte Stahlbetonfertigteile (6) als Längsbalken.
Fahrbahn (1) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Betonstahlgitterträger (27) oder Walzstahlprofile (28) als Montageaussteifungen.
Fahrbahn (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlegeeinheit (23) eine Länge in Fahrtrichtung von etwa drei Metern aufweist.
Fahrbahn (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitleiste (11) in die Oberseite (10) der Längsbalken (6) integriert ist.
Fahrbahn (1) nach dem vorstehenden Anspruch, gekennzeichnet durch eine an den Längsbalken (6) anbetonierte Stahlplatte (43) als Gleitleiste (11).
Fahrbahn (1) nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein in den Längsbalken (6) einbetoniertes T-förmiges Stahlprofil (47) als Gleitleiste (11).
Fahrbahn (1) nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Oberseite (10) des Längsbalkens (6) mit besonders hoher Oberflächenqualität als Gleitleiste (11).
Fahrbahn (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch in die Längsbalken (6) integrierte Befestigungsmittel (9, 12, 20, 21, 29, 30, 31, 32, 34, 38, 43, 46, 47) zur Befestigung der Systemkomponenten, insbesondere der Seitenführungsschienen (13) und der Statorpakete (15).
Fahrbahn (1) nach vorstehendem Anspruch, gekennzeichnet durch Kopfplatten (9) an den Längsseiten des Längsbalkens (6) als Bestandteil der Befestigungsmittel für eine Seitenführungsschiene (13).
Fahrbahn (1) nach vorstehendem Anspruch, gekennzeichnet durch eine zugfeste Verbindung zweier bezüglich der Fahrtrichtung einander gegenüberliegender Seitenführungsschienen (13) mittels Einstabanker (20).
Fahrbahn (1) nach vorstehendem Anspruch, gekennzeichnet durch Kombinationsmuffen (29) an den Enden der Einstabanker (20) zur Befestigung der Seitenführungsschienen (13).
Fahrbahn (1) nach vorstehendem Anspruch, gekennzeichnet durch eine Befestigung der Seitenführungsschiene (13) an den Kombinationsmuffen (29) mittels vorgespannter Schrauben (39).
Fahrbahn (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, gekennzeichnet durch Fußplatten (12) an der Unterseite (22) der Längsbalken (6) zur Befestigung der Statorpakete (15).
Fahrbahn (1) nach dem vorstehendem Anspruch, gekennzeichnet durch Zuganker (34) zur Befestigung der Fußplatten (12) im Längsbalken (6).
Fahrbahn (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 15, gekennzeichnet durch vorgespannte Schrauben (31) zur Befestigung der Statorpakete (15) im Längsbalken (6).
Fahrbahn (1) nach dem vorstehenden Anspruch, gekennzeichnet durch eine Verschraubung der Statorpakete (15) in einbetonierte senkrechte Rohrhülsen (21) mit Hutmuttern (30) und einer einbetonierten waagrechten Ankerplatte (38) als Befestigungsmittel.
Fahrbahn (1) nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Verschraubung der Statorpakete (15) an der Fußplatte (12)
Fahrbahn (1), gekennzeichnet durch eine Verschraubung der Statorpakete (15) nach Anspruch 17 an der Gleitleiste (11) nach Anspruch 6.
Fahrbahn (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 19, gekennzeichnet durch eine redundante Befestigung der Statorpakete (15) mit Fehleroffenbarung.