DE2338926A1

DE2338926A1 - Tragwerk einer schnellbahn

Info

Publication number: DE2338926A1
Application number: DE19732338926
Authority: DE
Inventors: Ruediger Dipl Ing Kahmann; Herbert Dr Ing Krause
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1973-08-01
Filing date: 1973-08-01
Publication date: 1975-02-13
Also published as: BE818246A; FR2239367B3; FR2239367A1

Description

FRIED. KRUPP GESELLSCHAFT MIT
BESCHRÄNKTER HAFTUNG in Essen

Tragwerk einer Schnellbahn

Die Beförderung von Menschen und Gütern mittels spezieller Hochleistungsschnellbahnen erfordert eine neue Bautechnik in bezug auf Fahrzeuge und zugehörige Fahrbahnen, Die geplanten hohen Geschwindigkeiten stellen höchste Anforderungen an Fahrzeuge und Fahrwege, Eine der Hauptforderungen an den Fahrweg besteht darin_/ daß sowohl lotrechte als auch waagerechte Verformungen der Tragkonstruktion außerordentlich klein bleiben müssen« Bisher wurden Einfach- und DoppeIbaIkensysterne aus Beton oder Baustahl vorgesehen, wobei Rechteckquerschnitte in verschiedener Art vorgeschlagen wurden. Derartige Tragteile für die Fahrbahnen verlaufen in angemessener Höhe über dem Gelände, damit Störungen der Umwelt auf ein tragbares Maß herabgesetzt werden. Dabei müssen zur Überwindung größerer Hindernisse geeignete Brückenkonstruktionen geschaffen werden.

Die bisher vorgesehenen Tragwerke für Hochleistungsschnellbahnen bedingen hohe Investitionskosten. Demgegenüber liegt der in den Ansprüchen gekennzeichneten Erfindung die Aufgabe zugrunde, die genannten Erfordernisse für Hochleistungsschnellbahnen mit größtmöglicher Wirtschaftlichkeit zu erfüllen.

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Die Erfindung bringt in mehrfacher Hinsicht einen Fortschritt,

Gegenüber den bisherigen Vorschlägen für die Anwendung von I-Profilen, rechteckigen, trogförmigen und ähnlichen Querschnitten bietet die Anwendung eines Rohrstranges gemäß der Erfindung besondere Vorteile. Das Rohr kann im Walzwerk bereits in seinem ganzen Querschnitt rationell hergestellt werden. Ein Zusammenbau aus Einzelteilen wie er bei sonst üblichen Hohlkastenquerschnitten notwendig ist, entfällt. Wegen der Krümmung der Rohrwandungen kann der Einbau von Beulstreifen weitgehend vermieden werden. Damit weist das Großrohr für die Herstellung nach den modernen Spiralschweißverfahren oder Preßverfahren gegenüber allen anderen Querschnittsformen den geringsten Lohnaufwand auf.

Ein weiterer Vorteil des Großrohres besteht darin, daß die Verformungen sowohl in lotrechter als auch in waagerechter Richtung ohne zusätzliche Maßnahmen klein gehalten werden können. Das Rohr hat ferner den großen Vorteil eines niedrigen Widerstandsbeiwertes bei Windbelastungen, so daß auch das Stützsystem aus Rohren leicht ausfällt.

Die Großrohre, insbesondere wenn sie paarweise zu Doppelbalken vereinigt sind, können auf der Baustelle in großen Längen ausgelegt, mit Schweißautomaten stumpfgestoßen und anschließend von

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mehreren Autokranen montiert werden, so daß auch für die Montage erhebliche Kostenvorteile entstehen und ein großer Baufortschritt erzielt werden kann.

Zwischen den Rohren eines Doppelbalkens werden aufgrund der vorhandenen großen Seitensteifigkeit keine Verbände erforderlich.

Das Doppelrohr kann unter Zuhilfenahme entsprechender Verstärkungskonstruktionen und entsprechender Anschlüsse auch Bestandteil einer größeren Brückenkonstruktion werden. Die Rohre können Bestandteile von Fachwerkbrücken, ferner von Versteifungsträgern für ßogenbrücken, Schrägseilbrücken, Hängebrücken oder anderen Brückensystemen sein, wobei eine oben liegende oder eine unten liegende Fahrbahn vorgesehen werden kann.

Die Fahrschienen können nach Fein justierung fest mit den Rohren verbunden, im Bedarfsfall aber auch justierbar befestigt werden. Doch sind Justierungen nur bei etwaigen Stützsenkungen der Fundamente notwendig, die dann ohne Störung des laufenden Verkehrs an den Stützen reguliert werden können.

Die für die Rohrstutzen der Fahrwege erforderlichen Fundamente können als Fertighohlteile aus Beton hergestellt werden und benötigen dann auf der Baustelle lediglich eine Betonfüllung.

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Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausfiihiunqsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen

Fig» 1 einen Teil eitips Tragwerkes einet Schnellbahn

nach einem Ausfühiun<jsbeispiel in Seitenansicht,

fig» ? bis 5 Querschnitte duich ein solches Tragwerk mit

verschiedenen Anordnungen und Ausbildungen der Stützen,

Fig. 6 bis 12 Querschnitte durch Rohrstränge mit verschiede

nen Fahrbahnen und Fahizeugen,

Fig. 13 einen Querschnitt durch einen Rohrstrang in der

Nähe einer Stütze,

Fig. 14 und 15 Querschnitte von Tragweiken von Hochleistungs

schnellbahnen mit je zwei in Abstand voneinander angeordneten Rohrsträngen mit verschiedenen Ausbildungen der Stützen,

Fig. 16, 18, 20, 22 Teile von Tragwerken von Hochleistungsschnell-

bahnen nach verschiedenen Ausführungsbeispielen in Seitenansichten,

OFHQINAL ^inr™

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Fig. 17, 19, 21, 23 die Schnitte nach den Linien XVIl-XVlI,

XIX-XlX, XXl-XXI bzw. XXIH-XXIll in den 16, 18, 20 bzw. 22,

Fig. 24, 26, 28, 30 Teile von Tragwerken von Hochleistungs

schnellbahnen mit Brückenkonstruktionen nach verschiedenen Ausführungsbeispielen in Seitenansicht,

Fig. 25, 27, 29 und 31 die Schnitte nach den Linien XXV-XXV,

XXVIl-XXVII, XXIX-XXlX bzw» XXXl-XXXI in den Fig. 24, 26, 28 bzw. 30.

Nach Fig. 1 besteht das Tragwerk einer Hochleistungsschnellbahn aus einem sich über die ganze Trasse erstreckenden Rohrstrang 1 von kreisförmigen Querschnitt und aus Stützen 2, 3, die auf Fundamenten 4, 5 stehen und den Rohrstrang tragen. Einige der Stützen, zum Beispiel 3₇ haben Streben 6 zur Aufnahme der in Längsrichtung der Bahn wirkenden Kräfte. Der Rohrstrang ist aus Rohrschüssen von solchen Längen zusammengesetzt, daß sich die Rohrschüsse mittels der zur Verfügung stellenden Beförderungs- und Hebemitteln noch wirtschaftlich bewegen lassen. Die Rohrschüsse sind an den Enden stumpf zusammengeschweißt. In gewissen Abständen^vorzugsweise an Stützen 3 mit Streben 6, ist der Rohrstrang 1 durch Dehnfugen 7 unterbrochen, welche gleitbare Überbrückungen für die auf dem Rohrstrang sitzenden Fahtbahnen haben.

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Wie Fig. 2 zeigt, kann eine Stütze 2 zum Beispiel aus zwei Rohren 8 bestehen, deren Mittellinien ein gleichschenkeliges Dreieck bilden, dessen Scheitel in der Mittellinie 9 des Rohrstranges 1 liegt.

Nach Fig. 3 ist der Rohistrang 1 seitlich an einer geneigten, biegesteifen Stütze 10 befestigt.

Nach Fig» 4 besteht die Stütze aus zwei Rohren 11, 12, deren Mittellinien ein ungleichschenkeliges, spitzwinkeliges Dreieck bilden, dessen Scheitel gegenüber dem Rohrstrang 1 seitlich versetzt ist. Dieser ist an dem stärker geneigten Rohr 12 in der Nähe der Spitze der Stützen seitwärts befestigt.

Nach Fig. 5 ist eine Stütze als Portal 13 ausgebildet und der Rohrstrang 1 an dem Querhaupt 14 auf dessen Unterseite befestigt.

Fig. 6 zeigt, daß an dem Rohrstrang 1 in der oberen Hälfte des Kreis-Querschnittes beiderseits Konsolen 15 sitzen und auf diesen - symmetrisch zu der lotrechten Längsmittelebene des Rohrstranges — Fahrschienen 16 verlegt sind. Auf diesen fährt mittels Spurkranzrädern 17 ein Fahrzeug 18 der Schnellbahn.

Die Ausführung nach Fig. 7 unterscheidet sich von der nach Fig. 6 dadurch, daß die Konsolen 19 Führungsleisten 20 für spurkranzlose Räder 21 des Fahrzeuges 22 haben.

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ORIGINAL INSPECTED

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Nach Fig. 8 haben die Konsolen 23 keine Führungsleisten,, Auf ihren Oberseiten laufen spurkranzlose Räder 24, während an ihren Seitenflächen Führungsrollen 25 des Fahrzeuges 26 abtollen.

Nach Fig. 9 trägt der Rohrstrang 1 im oberen Teil des Kreisquerschnittes 2 Schienen 27 von lechteckigem Querschnitt, die symmetrisch zur lotrechten Längsmittelebene des Rohrstranges 1 angeordnet sind» Auf ihnen laufen Spurkranzräder 28 eines Fahrzeuges 29.

Fig. 10 veranschaulicht den FaII₇ daß ein Fahrzeug 30 ohne Laufräder auf einer Magnetbahn läuft. Die Träger 31 der Magnetbahn sitzen an dem Rohrstrang im oberen Teil des Querschnittes symmetrisch zu der lotrechten Längsmittelebene. Auf der Oberseite des Rohrstranges sitzt - mittig zu dieser Ebene - eine Führungsleiste 32, an der beiderseits Führungsrollen 33 des Fahrzeuges abrollen.

Fig_e Π zeigt, daß auf dem Rohrstrang 1 eine Fahrbahnplatte aus Stahlbeton befestigt sein kann, die beiderseits über das Profil des Rohrstranges 1 hinausragt und an ihren Längsrändern durch Streben 35 gegenüber dem Rohrstrang 1 abgestützt ist.

Fig. 12 zeigt eine Ausführung für den Fall, daß das Fahrzeug sich in dem Raum unterhalb des Rohrstranges 1 bewegt, was zum Beispiel bei Anwendung von portalförmigen Stützen nach Fig. 5 erforderlich ist. Hierbei sitzen an dem Rohrstrang in der unteren

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Hälfte seines Profiles Konsolen, von denen beiderseits Bleche 37 als Laufbahnen abstehen. Auf diesen laufen Räder 38, die fliegend an nach oben ragenden Armen des Fahrzeuges 36 gelagert sind» Kabel 70 zur Stromzuführung sind unterhalb der Bleche 37 untergebracht. Von den äußeren Längskanten der Bleche 37 erstrecken sich Blechstreifen 71 nach unten, so daß die Kabel 70 auch seitlich vor Wettereinflüssen geschützt sind.

Auch bei den übrigen Ausführungsbeispielen können Kabel,Steuerleitungen oder Rohrleitungen für Gase, Flüssigkeiten od. dgl. geschützt unterhalb und/oder neben von Leisten oder ähnlichem angeordnet sein, welche die Fahrbahnen tragen oder bilden. Es ist auch möglich, daß derartige Leitungen im Inneren des Rohrstranges verlegt werden.

Abweichend von der Darstellung nach Fig_e 12 kann sich das Fahrzeug 36 auf die Bleche 37 räderlos stützten, indem zum Beispiel ein Magnetbahn- oder Luftkissensystem verwendet wird.

Vielfach wird der Rohrstrang durch die Fahrzeuge außermittig belastet und demgemäß auf Torsion beansprucht. Er muß daher in gewissen Abständen torsionsfest mit Stützen verbunden werden„ Fig. 13 zeigt eine solche Befestigung eines Rohrstranges 1 auf den oberen Enden zweier eine Stütze 2 bildender Rohre 8„ Der Rohrstrang ist an der Befestigungsstelle im Inneren durch einen ringförmigen Steg 39 ausgesteift.

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Nach Fig, 14 sind zwei Rohrstränge 1 in gleicher Höhe mit einem Abstand voneinander angeordnet. Sie haben eine gemeinsame Stütze, die aus zwei unterhalb der beiden Rohrstränge angeordneten lotrechten Rohren 40, einem Diagonalverband 41 und einem oberen Riegel 42 besteht.

Nach Fig. 15 sind zwei Rohrstränge 1 in gleicher Höhe mit Abstand voneinander an dem Querhaupt 43 eines Portales 44 auf der Unterseite des Querhauptes 43 befestigt.

Nach Fig₀ 16 und 17 bildet der Rohrstrang 1 den Obergurt eines Fahrwerkträgers von dreieckigem Querschnitt. Der Untergurt wird durch zwei Rohrstränge 45 gebildet, die einen etwas kleineren Durchmesser haben als der Rohrstrang 1. Zwischen ihnen befindet sich ein Verband 46, der ebenfalls aus Rohren besteht,, Die Fachwerkstäbe zwischen dem Rohrstrang 1 und den Rohrsträngen 45 bestehen ebenfalls aus angeschweißten Rohren 47.

Nach Fig. 18 und 19 bi Idet der Rohrstrang 1 den Untergurt eines Fachwerkträgers von dreieckigem Querschnitt. Der Obergurt wird durch zwei Stränge von I-Stählen 48 gebildet, zwischen denen sich ein Verband 49 befindet« Die Diagonalstäbe zwischen den l-Stählen 48 und dem Rohrstrang 1 werden durch Rohre 50 gebildet·

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Fig. 20 bis 23 zeigen Tragwerke mit DoppeI-Rohren.

Nach Fig. 20 und 21 bilden zwei Rohrstränge 1 die Obergurte eines Fachwerkträgers von dreieckigem Querschnitt, dessen Untergurt ein Rohrstrang 51 von kleinerem Durchmesser ist. Die Diagonalstäbe sind Rohre 52. Sie sind nahe unterhalb der Rohrstränge 1 durch einen Verband 53 miteinander verbunden.

Nach Fig. 22 und 23 bilden die beiden Rohrstränge 1 den Obergurt eines Fachwerkträgers von trapezförmigem Querschnitt. Dessen Untergurt wird durch zwei Rohrstränge 54 von kleinerem Durchmesser gebildet. Auch hierbei sind Rohre 55 als Diagonalstäbe verwendet. Zwischen den unteren Rohrsträngen 54 befindet sich ein Verband 56, und die Diagonalstäbe sind nahe unterhalb der Rohrstränge 1 durch einen Verband 57 miteinander verbunden. Ferner sind in gewissen Querschnitten des Trägers als Diagonalen des Trapez-Querschnittes Stäbe oder Seile 58 gespannt.

Nach Fig. 24 bis 30 überspannen zwei Rohrstränge 1, 1 Gewässer mit Hilfe von Brückenkonstruktionen. Nach Fig. 24 und 25 werden die Rohrstränge 1 durch zwei Bogen-Träger 59, die sich auf Widerlager 60 stützen, unter Vermittelung von Pfosten 61 unterstützt. Nach Fig. 26 und 27 sind die beiden Rohrstränge 1 mit Hilfe von Bogen-Trägem 62 und Pfosten 63 unterspannt. Wie die Fig. 25 und 27

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zeigen, sind die beiden durch je einen Rohrstrang 1, je einen Bogen-Trager 59 und Pfosten 61 gebildeten Scheiben durch Diagonalverbände 64, 65 miteinander verbunden.

Nach Fig. 28 und 29 bilden die zwei Rohrstränge 1 zusammen mit Querträgern 66 den Versteifungsträger einer Hängebrücke.

Nach Fig. 30 und 31 bilden die beiden Rohrstränge 1 mit Querträgern 67 den Versteifungsträger einer Schrägseilbrücke.

In jedem Fall können die Rohrstränge 1 mit Fahrbahnen beispielsweise gemäß den Fig. 6 bis 12 versehen sein.

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Claims

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Patentansprüche

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( 1. Kragwerk einer SchneiIbahn, gekennzeichnet durch wenigstens einen das Rückgrat des Tragwerkes bildenden, über die Trasse durchgehenden Rohrstrang (1), der einen kreis- oder ellipsenförmigen Querschnitt hat und an dem die Fahrbahn (16, 19, 23, 27, 3I₇ 34, 37) befestigt ist.

2_C Tragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstrang (1) wenigstens teilweise aus auf Stützen (2, 3, 10, 11, 12, 13, 40, 44) und/oder Widerlagern aufliegenden Balken zusammengesetzt ist.

3. Tragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstrang (1) wenigstens teilweise durch einen über Stützen (2, 10, 11, 12, 13, 40, 43) durchlaufenden Balken gebildet wirdo

4. Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstrang (1) wenigstens teilweise eine Gurtung eines Brückenfachwerkträgers bildet.

5. Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrs'rang (1) wenigstens teilweise den Fahrbahnträger einer Bogen-, Schrägseil-, Hänge- oder Zügelgurtbrücke bildet.

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6. Tragweik nach einem der Ansuche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mit Abstund nebeneinander any toi due te Rohrstränge (1) mit gemeinsumen Stützen (4U₇ 41, 42; 44) vorgesehen sind.

7. Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstrang (1) zur Aufnahme außermittiger
Belastung torsionssteif ausgebildet und drehfest an Stützen (2)
oder Widerlagern befestigt ist.

8„ Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rohrstrang (1) Konsolen (15) als Auflager für Fahrschienen (16) sitzen.

9. Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rohrstrang (1) die Fahrbahn bildende
Leisten (19, 28, 27, 37) sitzen.

10. Tragwerk tiach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Rohrstrang (1) eine Betonfahrbahnplatte (34) befestigt ist.

11. Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, daduich gekennzeichnet, daß der Rohrstrang (1) eine Bahn (31) für ι äderlose Fuhizeurjc (30) mit Magnet- oder Luftkissen-Abstützung sowie eine Leitschiene (32) für solche Fuhrzeuge trägt.

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12. Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Leitungen (70) und/oder Rohrleitungen durch an dem Rohtstrang (1) sitzende Leisten (37₇ 71) oder dergleichen vor Wirret ungseinflüssen geschützt sind.

13. Tragwerk nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leitungen (70) und/oder Rohrleitungen unterhalb von unten am Rohrstrang (1) sitzenden Leisten (37) angeordnet sind, von deren äußeren Längskanten sich weitere Schutzbleche (71) nach unten erstrecken.

Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Leitungen und/oder Rohrleitungen innerhalb des Rohrstranges (1) untergebracht sind.

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