DE10239661A1

DE10239661A1 - Method of building track for maglev system has the track panels secured onto upright supports with integral springs and tensile braces for absorbing all round forces

Info

Publication number: DE10239661A1
Application number: DE2002139661
Authority: DE
Inventors: Theodor Dr.-Ing. Baumann
Original assignee: Walter Bau AG
Current assignee: Walter Bau AG
Priority date: 2002-08-24
Filing date: 2002-08-24
Publication date: 2004-03-18

Abstract

A method for building a track for maglev vehicles has concrete track panels (1) on upright supports (3) on a base support structure (5). The upright supports are linked to the track panels by integral spring elements and tensile braces. The underside of the track elements and the tops of the vertical supports have tapering recesses and bores to hold the springs and tensile braces which are secured by a setting compound.

Description

Für einen ebenerdigen Magnetbahnfahrweg haben sich Plattenelemente aus Stahlbeton gut bewährt. 1 zeigt einen üblichen Plattenquerschnitt und das zugehörige Unterstützungssystem. Die einzelnen Elemente (1) haben eine auf das Systemmaß der Statorbefestigungen abgestimmte Länge von rund 6,2 m und werden durch 4 Querscheiben jeweils an den beiden Längsrippen unterstützt. An den Querscheiben im Endbereich (4) ermöglicht ein unten angeordnetes Betongelenk eine weitgehend zwangfreie Verkürzung (14) oder Verlängerung der Fahrwegelemente. Die beiden gekoppelten Querscheiben im mittleren Bereich (3) dienen als Festpunkt für die Längskräfte infolge Beschleunigung und Abbremsen der Fahrzeuge.Plate elements made of reinforced concrete have proven their worth for a ground-level magnetic railway track. 1 shows a usual plate cross-section and the associated support system. The individual elements ( 1 ) have a length of around 6.2 m, which is matched to the system dimensions of the stator fastenings and are supported by 4 transverse disks on each of the two longitudinal ribs. On the cross discs in the end area ( 4 ) a concrete joint at the bottom enables a largely free shortening ( 14 ) or extension of the route elements. The two coupled cross disks in the middle area ( 3 ) serve as a fixed point for the longitudinal forces due to acceleration and deceleration of the vehicles.

Ein wesentlicher Vorteil solcher Fahrwegelemente mit beschränkter Länge ist die Möglichkeit einer wirtschaftlichen Werksfertigung unter Einhaltung der sehr geringen Herstelltoleranzen. Diese liegen für die im Zuge der Fertigung ebenfalls einzubauenden Funktionskomponenten des Magnetbahnbetriebes (Statorbefestigungen, Seitenführschienen, Gleitleisten) teilweise unter einem Millimeter. Dem gegenüber liegen die Toleranzen bei der Herstellung der Unterbauten in einem normalen Baustellenbetrieb im Zentimeter-Bereich.A major advantage of such Track elements with restricted Length is the possibility an economical factory production in compliance with the very low manufacturing tolerances. These are for those in the course of manufacturing Functional components of magnetic railway operation that are also to be installed (Stator fastenings, side guide rails, Slide rails) sometimes under one millimeter. Opposite the tolerances in the manufacture of the substructures in a normal Construction site operation in the centimeter range.

Vor diesem Hintergrund benötigt man eine einfache und wirtschaftliche Verbindung der beiden Module „werksgefertigte Fahrwegelemente" und „im normalen Baustellenbetrieb hergestellte Unterbauten", die es erlaubt, beim fertigen Fahrweg ebenfalls die sehr engen Herstelltoleranzen der Fahrwegelemente einzuhalten. Der hier erforderliche Toleranzausgleich erfolgt dabei dadurch, dass die endgültige Festlegung der Fahnnregelemente durch Verguss mit einem erhärtenden Material erfolgt und dass die Abmessung der Vergussbereiche in allen maßgebenden Richtungen um das Maß der für die Unterbauten festgelegten Bautoleranzen größer gewählt wird als die statisch und konstruktiv erforderlichen Mindestabmessungen. Die Fahrwegelemente können somit gegenüber den Unterbauten um das Toleranzmaß der Unterbauten verschoben werden.With this in mind, one needs a simple and economical connection of the two modules "factory-made Track elements "and" in normal Substructures manufactured on site operation ", which allows the also produce the very tight manufacturing tolerances of the Track elements must be observed. The tolerance compensation required here takes place in that the final determination of the flag rules by casting with a hardening Material is made and that the dimensions of the potting areas in all authoritative Directions around the measure of for the Substructures specified construction tolerances is chosen larger than the static and structurally required minimum dimensions. The track elements can thus across from the substructures shifted by the tolerance dimension of the substructures become.

Ebenso wichtig wie die Lösung des Toleranzproblems ist die einwandfreie Übertragung der Kräfte zwischen den Fahrwegelementen und dem Unterbau, der in verschiedener Weise ausgebildet werden kann. An den insgesamt 8 Lagerpunkten eines Fahrwegelementes nach 1 sind vertikale Druck- und Zugkräfte sowie Horizontalkräfte aufzunehmen. Einseitig abhebende Zugkräfte werden insbesondere durch Seitenwind auf das Fahrzeug, durch Fliehkräfte in engen Kurven und durch den Störfall „einseitiges Absetzen des Fahrzeuges infolge Ausfall von Tragmagneten" verursacht. Diese Zugkräfte müssen durch eine zugfeste Verbindung von Fahrwegelementen und Unterbau ten aufgenommen werden. Auch wenn kurzzeitig solche Zugkräfte wirksam sind, muss die gleichzeitige Abtragung der Horizontalkräfte infolge von Seitenwind und Fliehkräften in Querrichtung und infolge Beschleunigungs- und Bremskräften in Längsrichtung sichergestellt sein.Just as important as solving the tolerance problem is the perfect transfer of forces between the guideway elements and the substructure, which can be designed in different ways. At the total of 8 bearing points of a track element 1 vertical compressive and tensile forces as well as horizontal forces must be absorbed. Unilaterally lifting tractive forces are caused in particular by cross winds on the vehicle, by centrifugal forces in tight bends and by the accident "one-sided parking of the vehicle due to failure of support magnets". These tensile forces must be absorbed by a tensile connection of track elements and substructures such tensile forces are effective, the simultaneous removal of the horizontal forces due to cross wind and centrifugal forces in the transverse direction and due to acceleration and braking forces in the longitudinal direction must be ensured.

Der Stand der Technik für die Lösung dieser Aufgaben ist durch die Ausführung des ebenerdigen Fahrweges auf der Versuchsanlage im Emsland vorgegeben:
Die vertikalen Druckkräfte werden durch Mörtelverguss der Lagerfuge zwischen der ebenen Unterseite der Fahrwegelemente und der ebenen Oberseite der Querscheiben übertragen. Die abhebenden Zugkräfte werden durch lotrechte Zugstäbe aufgenommen, deren oberes und unteres Ende frei zugänglich ist und über Muttern und Ankerplatten gegen horizontale Anlageflächen in Querscheiben und Fahrwegelemente vorgespannt wurden. Dies bedingt eine aufwendige Form der Querscheiben mit seitlichen Konsolen – abweichend von der in 1 rechts dargestellten Form. Die Zugstäbe bestehen aus Edelstahl oder aus normalem Stahl. Im zweitgenannten Fall sind sie dauerhaft gegen Korrosion zu schützen. Zur Übertragung der Horizontalkräfte dienen die Lagerfuge durchdringende vertikale Stahlrohre, innerhalb derer die Zugstäbe geführt werden. Eine Übertragung der Horizontalkräfte durch den Mörtelverguss der Lagerfuge wird dadurch erschwert, dass eine dauerhafte Vorspannung der Zugstäbe wegen ihrer kurzen Dehnlänge nur durch regelmäßige Kontrollen und gegebenenfalls Nachspannen gesichert werden kann. Wenn ein Aufklaffen der Fuge nicht ausgeschlossen werden kann, gefährdet dies die Aufnahme von Horizontalkräften durch Reibung in der nur von ebenen Flächen begrenzten Mörtelfuge.The state of the art for solving these tasks is determined by the execution of the ground-level track on the test facility in Emsland:
The vertical compressive forces are transferred by grouting the bed joint between the flat underside of the guideway elements and the flat top of the cross plates. The lifting tractive forces are absorbed by vertical tension rods, the upper and lower ends of which are freely accessible and have been preloaded against horizontal contact surfaces in transverse discs and track elements using nuts and anchor plates. This requires an elaborate shape of the cross discs with side brackets - different from that in 1 form shown on the right. The tension rods are made of stainless steel or normal steel. In the second case, they must be permanently protected against corrosion. Vertical steel pipes penetrating the bed joint, within which the tension rods are guided, are used to transmit the horizontal forces. A transfer of the horizontal forces through the mortar grouting of the bed joint is made more difficult by the fact that a permanent prestressing of the tension rods can only be ensured by regular checks and, if necessary, retensioning due to their short expansion length. If the gap cannot be ruled out, this jeopardizes the absorption of horizontal forces by friction in the mortar joint, which is only delimited by flat surfaces.

Aufbauend auf diesen Erfahrungen wurde mit der vorliegenden Erfindung zunächst eine neue Lösung für die feste Verbindung zwischen den Fahrwegelementen und einem aus Querscheiben bestehenden Unterbau gemäß 1 entwickelt. Hierbei wird zwar auch auf Konstruktionsprinzipien zurückgegriffen, wie sie bei der Verbindung von Stahlbetonfertigteilen bekannt sind. Diese Prinzipien können aber auf einen Magnetbahnfahrweg nur mit grundsätzlichen Weiterentwicklungen übertragen werden, weil hier die von der Verbindung zu übertragenden Kräfte nach Art, Größe und Lastspielzahl um ein vielfaches ungünstiger sind als bei üblichen Fertigteilbauten. Gleichzeitig sind die Anforderungen an Herstellgenauigkeit, Betriebssicherheit und Bruchsicherheit bei einem Magnetbahnfahrweg wesentlich höher.Based on this experience, the present invention was initially used to develop a new solution for the fixed connection between the guideway elements and a substructure consisting of transverse disks 1 developed. Here, construction principles are also used, as are known when connecting prefabricated reinforced concrete parts. However, these principles can only be transferred to a magnetic railway track with fundamental further developments, because here the forces to be transmitted by the connection are many times less favorable than in conventional prefabricated buildings in terms of type, size and number of load cycles. At the same time, the requirements for manufacturing accuracy, operational safety and break resistance are considerably higher for a magnetic railway track.

In einemweiteren Schritt wird die Verbindung von plattenförmigen Fahrwegelementen mit einem in Gleitbauweise hergestellten durchlaufenden Längsbalken gemäß 2 behandelt. Um die Längsverschieblichkeit der Unterstützung im Endbereich der Fahrwegplatten zu ermöglichen (14), wurden hierfür besondere Federelemente (11) entwickelt, während die Verbindung an den Festpunkten im mittleren Bereich (10) nach dem für die Auflagerung auf Querscheiben entwickelten Prinzip erfolgt. Mit diesen Federelementen wird es dann auch möglich, bei einem aus Querscheiben bestehenden Unter bau gemäß 1 die Betongelenke unter den beiden äußeren Scheiben entfallen zu lassen und dafür Federelemente auf der Oberseite dieser Scheiben anzuordnen.In one A further step is the connection of plate-shaped guideway elements with a continuous longitudinal beam produced in a sliding construction 2 treated. In order to enable the longitudinal movement of the support in the end area of the guideway slabs (14), special spring elements ( 11 ) developed while the connection at the fixed points in the middle area ( 10 ) after that for cross-overlay principle developed. With these spring elements, it is then also possible in accordance with under construction consisting of cross disks 1 to omit the concrete joints under the two outer panes and to arrange spring elements on the top of these panes.

Bei Unterbauten mit Querscheiben oder Längsbalken ist nach 1 und 2 ein durchgehender längslaufender Gründungsbalken (5) vorgesehen. Wenn dagegen bei schlechten Baugrundverhältnissen eine Tiefgründung, z.B. durch Pfähle erforderlich wird (17), ergibt sich nach 3 die Notwendigkeit eines frei gespannten Trägers aus Stahlbeton, Spannbeton oder Stahl (16) zwischen den Tiefgründungen. Bei entsprechender Höhenlage und Spannweite lassen sich damit auch Wasserläufe oder andere Verkehrswege überbrücken. Man kommt so vom ebenerdigen zum aufgeständerten Fahrweg. Wie aus 3 ersichtlich ist, können die Fahrwegelemente (1) mit einem solchen frei gespannten Träger (16) in gleicher Weise verbunden werden wie mit einem auf dem Boden aufliegenden Längsbalken. Die Länge des Trägers muss ein Vielfaches der Länge der Fahrwegelemente betragen, beispielsweise 12,4 m, 18,6 m oder 24,8 m.For substructures with transverse washers or longitudinal beams is after 1 and 2 a continuous longitudinal foundation beam ( 5 ) intended. If, on the other hand, deep foundations are required, e.g. with piles, in poor soil conditions ( 17 ) follows from 3 the need for a freely stretched beam made of reinforced concrete, prestressed concrete or steel ( 16 ) between the deep foundations. With appropriate altitude and span, watercourses or other traffic routes can also be bridged. You get from the ground-level to the elevated road. How out 3 can be seen, the track elements ( 1 ) with such a freely stretched carrier ( 16 ) are connected in the same way as with a longitudinal beam lying on the floor. The length of the girder must be a multiple of the length of the track elements, for example 12.4 m, 18.6 m or 24.8 m.

Die Längenänderungen der Aufstandsfläche zwischen den beiden Festpunkten eines Fahrwegelementes werden im Fall eines Trägerobergurtes nicht nur durch Temperaturdifferenzen, sondern auch durch Biegespannungen infolge der sehr häufig auftretenden Verkehrslasten verursacht. Je nach Spannweite, Schlankheit und Vorspannung des Trägers ergeben sich hieraus unterschiedlich große Zwangskräfte zwischen Fahrwegelementen und Trägerobergurt im Bereich zwischen den beiden Festpunkten. Werden hier die zulässigen Werte überschritten, kann Abhilfe dadurch geschaffen werden, dass einer der beiden Festpunkte durch ein verschiebliches Federelement (11) ersetzt wird.The changes in length of the contact area between the two fixed points of a guideway element are not only caused by temperature differences in the case of a girder upper chord, but also by bending stresses due to the very frequently occurring traffic loads. Depending on the span, slenderness and pretension of the girder, this results in different forces between the track elements and the girder in the area between the two fixed points. If the permissible values are exceeded here, remedial measures can be taken by one of the two fixed points using a movable spring element ( 11 ) is replaced.

Die in der vorliegenden Erfindung behandelten Möglichkeiten der Verbindung zwischen Fahrwegelementen und verschiedenartigen Unterbauten werden in den beiliegenden Zeichnungen für den Fall von Fahrwegelementen aus Stahlbeton oder Spannbeton dargestellt. Die dargestellten Konstruktionsprinzipien sind aber auf Fahrwegelemente aus Stahl gleichermaßen anwendbar.Those in the present invention treated options the connection between track elements and different types Substructures are shown in the accompanying drawings in the case of Track elements made of reinforced concrete or prestressed concrete are shown. The Design principles shown are on track elements made of steel alike applicable.

Die Herstellung der Verbindung im Zuge der Fahrwegmontage läuft grundsätzlich in folgenden Schritten ab: In den Unterbauten werden Ankerstäbe (6) eingebaut, die nach oben in entsprechende Öffnungen der Fahrwegelemente (18) hineinragen. In Längsbalken und Trägern werden unter den Endbereichen der Fahrwegplatten Aussparungen (28) angeordnet, in welche die an der Unterseite der Platten befestigte Federelemente (11) eingreifen. Bei der Möntage werden die Fahrwegplatten durch Hilfsunterstützungen (13) in der exakten, planmäßigen Lage ausgerichtet und erforderlichenfalls durch Abspannungen gegen den Unterbau oder durch bereichsweise Ballastierung elastisch verformt, um Herstelltoleranzen auszugleichen oder planmäßige Formänderungen zu erzeugen. Sodann werden die Öffnungen, Aussparungen und Auflagerbereiche in Fahrwegelementen und Unterbau mit einem erhärtenden Material vergossen (7, 12), vorzugsweise mit einem hochfesten Feinbeton. In dem Zeitraum zwischen Justieren und Erhärten des Vergusses sind die Fahrwegelemente und Vergussbereiche gegen schädliche Witterungseinflüsse zu schützen, beispielsweise durch eine Einhausung.The connection in the course of the assembly of the guideway basically follows the following steps: Anchor rods ( 6 ) built into the corresponding openings of the track elements ( 18 ) protrude. In longitudinal beams and girders, cutouts ( 28 ) arranged in which the spring elements attached to the underside of the plates ( 11 ) intervene. At the Möntage, the track slabs are supported by auxiliary supports ( 13 ) aligned in the exact, planned position and, if necessary, elastically deformed by bracing against the substructure or by ballasting in some areas in order to compensate for manufacturing tolerances or to produce planned changes in shape. Then the openings, recesses and support areas in the track elements and substructure are poured with a hardening material (7, 12), preferably with a high-strength fine concrete. In the period between the adjustment and hardening of the potting, the guideway elements and potting areas must be protected against harmful weather influences, for example by housing.

Für die Herstellung der Unterbauten kommen unterschiedliche Verfahren infrage: Die Querscheiben (3, 4) gemäß 1 werden in örtlicher Schalung vor Ort betoniert, die Längsbalken (8) gemäß 2 mit dem Gleitfertiger hergestellt, die Träger (16) im Fertigteilwerk. Entsprechend ergeben sich auch unterschiedliche Verfahren für den Einbau der Ankerstäbe (6) und der Blechkästen (28):
In den Querscheiben und Trägern können die Ankerstäbe vor dem Betonieren maßgenau in den Bewehrungskorb eingebaut werden. Bei der Gleitfertigung des Längsbalkens ist das nicht möglich. Hier lassen sich die Ankerstäbe im Nachlauf zum eigentlichen Gleitvorgang von oben in den frischen Beton einrütteln.Different processes can be used to manufacture the substructures: 3 . 4 ) according to 1 are concreted in local formwork on site, the longitudinal beams ( 8th ) according to 2 made with the slip paver, the beams ( 16 ) in the precast plant. Accordingly, there are different methods for installing the anchor rods ( 6 ) and the tin boxes ( 28 ):
The anchor rods can be installed in the reinforcement cage in the cross-beams and beams before concreting. This is not possible with the sliding production of the longitudinal beam. Here, the anchor rods can be shaken into the fresh concrete from above in the wake of the actual sliding process.

Alternativ können die Ankerstäbe bei allen Arten von Unterbauten nachträglich in Bohrlöcher im erhärteten Beton eingeklebt werden (27), wie dies aus 6 ersichtlich ist.Alternatively, the anchor rods for all types of substructures can be glued into boreholes in the hardened concrete ( 27 ) how this from 6 can be seen.

Die Blechkästen zur Aufnahme der Federelemente (28) werden in den Trägern (16) vor dem Betonieren innerhalb des Bewehrungskorbes versetzt. Bei den Längsbalken (8) werden die Blechkästen ebenfalls im Nachlauf zum eigentlichen Gleitvorgang von oben in den frischen Beton eingerüttelt. Um dies zu erleichtern, ist der untere Deckel der Blechkästen bugförmig ausgebildet.The tin boxes for receiving the spring elements ( 28 ) are in the carriers ( 16 ) before concreting within the reinforcement cage. With the longitudinal beams ( 8th ) the sheet metal boxes are also shaken into the fresh concrete from above in the wake of the actual sliding process. In order to facilitate this, the lower lid of the tin boxes is bow-shaped.

Bei den mit Gleitfertiger hergestellten Längsbalken (8) werden zur Verringerung der Rissbildung und der durch Temperaturdifferenzen verursachten Verformungen der Federelemente (14) nachträglich Scheinfugen (9) eingeschnitten, die unter den Raumfugen zwischen den Fahrwegelementen (2) liegen.In the case of the longitudinal beams made with slip paver ( 8th ) are used to reduce the formation of cracks and the deformation of the spring elements caused by temperature differences ( 14 ) subsequent dummy joints ( 9 ) cut under the space between the track elements ( 2 ) lie.

Die maximale Breite der Unterbauten in Querrichtung wird nach 1, 2 und 3 durch das Lichtraumprofil des Magnetbahnfahrzeuges (15) bestimmt. Unter Berücksichtigung der konstruktiven Lösung für die Verbindung ergibt sich hieraus die mögliche Spreizung der Unterstützungspunkte in Querrichtung, welche für die Auflagerkräfte infolge quergerichteter Horizontalkräfte und Kippmomente von Bedeutung ist.The maximum width of the substructures in the transverse direction is reduced to 1 . 2 and 3 through the clearance profile of the magnetic railway vehicle ( 15 ) certainly. Taking into account the constructive solution for the connection, this results in the possible spreading of the support points in the transverse direction, which is important for the support forces as a result of transverse horizontal forces and tilting moments.

Die erfindungsgemäße Verbindung und die dadurch ermöglichten Fahrweglösungen werden nachstehend anhänd folgender Figuren im einzelnen dargestellt: Die bereits besprochenen 1, 2 und 3 zeigen Übersichten für Fahrwege auf unterschiedlichen Unterbauten, nämlich auf Querscheiben, auf Längsbalken oder auf frei gespannten Trägern. 4 zeigt die Grundform der in Längs- und Querrichtung festen Verbindung mit Ankerstab und zweckmäßiger Form des Vergussbereiches. 5 zeigt eine Variante, die besonders bei Fahrwegelementen aus Stahl infrage kommt. Wenn wegen der Verwendung von Federelementen der Abstand zwischen Fahrwegelementen und Unterbau vergrößert werden muss, kommt der Lagersockel nach 6 zum Einsatz.The connection according to the invention and the route solutions thereby made possible are shown in detail below with reference to the following figures: The ones already discussed 1 . 2 and 3 show overviews of travel routes on different substructures, namely on cross windows Longitudinal beams or on freely stretched beams. 4 shows the basic shape of the connection in the longitudinal and transverse direction with anchor rod and the appropriate shape of the potting area. 5 shows a variant that is particularly suitable for steel track elements. If, due to the use of spring elements, the distance between the guideway elements and the substructure has to be increased, the bearing base will comply 6 for use.

Die 7 und 8 behandeln das Federelement, das in Längsrichtung des Fahrweges verschieblich ist, in vertikaler Richtung und Querrichtung aber Kräfte unterschiedlichen Vorzeichens aufnehmen kann. Es wird die Verankerung der Federelemente in Längsbalken oder Trägern und eine mögliche Bauform der Federelemente selbst dargestellt.The 7 and 8th treat the spring element, which is displaceable in the longitudinal direction of the travel path, but can absorb forces of different signs in the vertical direction and transverse direction. The anchoring of the spring elements in longitudinal beams or beams and a possible design of the spring elements themselves are shown.

Für die in 4 dargestellte Verbindung von Fahrwegelementen mit dem Unterbau ist die Forderung maßgebend, dass die Horizontalkräfte in Längs- und Querrichtung auch dann sicher übertragen werden können, wenn in vertikaler Richtung Zugkräfte wirken.For those in 4 The connection between track elements and the substructure shown here is based on the requirement that the horizontal forces in the longitudinal and transverse directions can also be safely transmitted when tensile forces act in the vertical direction.

In diesem Fall versagt bei üblichen, nur durch horizontale Flächen begrenzten Mörtelfugen eine Übertragung durch Reibungskräfte. Auch die Dübelwirkung des die Fuge kreuzenden Ankerstabes hat für die Übertragung der hier maßgebenden Horizontalkräfte eine zu geringe Tragfähigkeit und Steifigkeit. Deshalb wird durch besondere Formgebung des Vergussbereiches ein Betondübel ausgebildet. Dabei wird durch kegelförmige Vertiefungen in den gegenüberliegenden Bauteilen nach dem Erhärten des zum Verguss vorzugsweise verwendeten hochfesten Feinbetons ein diskusförmiger Dübel erzeugt, in welchem Horizontalkräfte durch eine flach geneigte Druckstrebe (20) praktisch verformungslos übertragen werden. Die Neigung der Kegelflächen wird so gewählt, dass der Winkel zwischen der Druckstrebe und der Flächennormalen der Kegelfläche (21) deutlich kleiner als 45° bleibt. In Verbindung mit einer definierten Rauigkeit der Kegelfläche (22) ist so sichergestellt, dass die Druckstrebe nicht abgleitet. Die erforderliche Rauigkeit lässt sich beispielsweise dadurch erreichen, dass man die Schalung der Kegel mit Strukturfolie belegt.In this case, transmission with friction forces fails with conventional mortar joints limited only by horizontal surfaces. The dowel effect of the anchor rod crossing the joint also has insufficient load-bearing capacity and rigidity for the transmission of the decisive horizontal forces. For this reason, a special dowel shape is used to form a concrete anchor. A cone-shaped recess in the opposite components after the hardening of the high-strength fine concrete, which is preferably used for casting, creates a disc-shaped dowel, in which horizontal forces are generated by a flat inclined pressure strut ( 20 ) are transmitted practically without deformation. The inclination of the conical surfaces is selected so that the angle between the strut and the surface normal of the conical surface ( 21 ) remains significantly smaller than 45 °. In connection with a defined roughness of the conical surface ( 22 ) ensures that the strut does not slide. The required roughness can be achieved, for example, by covering the cone formwork with structural film.

Auch die im Normalbetrieb der Magnetbahn zu übertragenden vertikalen Druckkräfte können einwandfrei über die kegelförmigen Schalflächen übertragen werden, wenn ihre Oberfläche rau ist und auch für die Beanspruchung die Bedingung eingehalten wird, dass der Winkel (39) zwischen der jetzt vertikal gerichteten Kraftresultierenden (38) und der flächennormalen zur Kegelfläche kleiner als 45° ist. Dadurch wird eine Keilwirkung des diskusförmigen Betondübel mit schädlichen Sprengkräften in den angrenzenden Bauteilen vermieden.The vertical compressive forces to be transmitted during normal operation of the magnetic track can also be transmitted without any problems via the conical formwork surfaces if their surface is rough and the condition is met for the stress that the angle ( 39 ) between the now vertically oriented force resultant ( 38 ) and the surface normal to the cone surface is less than 45 °. This prevents a wedge effect of the disc-shaped concrete dowel with damaging explosive forces in the adjacent components.

Als Ausführungsvariante kann für die den Betondübel begrenzenden Schalflächen anstelle der Kegel- auch eine Pyramidenform gewählt werden.As a variant, the concrete dowels can be delimited formwork surfaces a pyramid shape can be chosen instead of the cone shape.

Die Kegel- oder Pyramidenform des Vergussbereiches gewährleistet auch einen einwandfreien Verguss. Das bei horizontalen Vergussfugen bestehende Risiko des Einschlusses von Luftblasen entfällt. Wegen dieses Risikos ist im übrigen auch eine Strukturierung oder Profilierung horizontaler Schalflächen zur Aufnahme von Horizontalkräften in Vergussfugen ungeeignet, weil bei einer solchen Ausführung der Einschluss von Luftblasen in der oberen Schalfläche unvermeidlich wäre.The cone or pyramid shape of the Potting area guaranteed also a perfect potting. That with horizontal grouting joints existing risk of trapping air bubbles is eliminated. Because of this risk is otherwise also structuring or profiling of horizontal formwork surfaces Absorption of horizontal forces unsuitable in casting joints, because with such a design the Inclusion of air bubbles in the upper formwork surface would be inevitable.

Der zur Übertragung der Zugkräfte dienende vertikale Ankerstab (6) hat eine gerippte oder strukturierte Oberfläche und liegt in direktem Verbund mit dem Beton des Unter baus. Innerhalb des Wellrohres (18) wird er in einen hochfesten Verguss, vorzugsweise Feinbeton, eingebettet, der hohe Haftspannungen und damit eine geringe Verankerungslänge ermöglicht. Bei Bedarf kann der Ankerstab zumindest an seinem oberen Ende mit einem Gewinde versehen werden, auf das ein zusätzlicher Ankerkörper (23) aufgeschraubt und in die noch nicht erhärtete Vergussmasse eingedrückt wird. Der Korrosionsschutz des Ankerstabes erfolgt durch vollständige Einbettung im Beton bzw. Vergussbeton.The vertical anchor rod used to transmit the tensile forces ( 6 ) has a ribbed or structured surface and is in direct contact with the concrete of the substructure. Inside the corrugated pipe ( 18 ) it is embedded in a high-strength casting, preferably fine concrete, which enables high adhesive stresses and thus a short anchorage length. If necessary, the anchor rod can be provided with a thread at least at its upper end, on which an additional anchor body ( 23 ) is screwed on and pressed into the not yet hardened casting compound. The anchor rod is protected against corrosion by completely embedding it in concrete or grouting concrete.

Sollte ein späterer Austausch von Fahrwegelementen erforderlich werden, z.B. aufgrund havariebedingter Schäden, so lässt sich der Verguss innerhalb der Wellrohre mittels Hochdruckwasserstrahl entfernen.Should a later exchange of track elements become necessary, e.g. due to damage caused by the accident, so let yourself Remove the potting inside the corrugated pipes using a high-pressure water jet.

5 zeigt als mögliche Variante die Verankerung eines Ankerstabes durch eine in einer Vertiefung des Fahrwegelementes aufliegenden Platte, gegen die eine Mutter angespannt wird (24). Zwischen Platte und Vergussbeton ist hier ein Korrosionsschutz erforderlich, der beispielsweise durch Einbringen einer Korrosionsschutzmasse (25) erfolgen kann, wie sie bei externen Spanngliedern üblich ist. Diese Lösung kommt vorzugsweise bei Fahrwegelementen aus Stahl infrage. 5 shows as a possible variant the anchoring of an anchor rod by a plate lying in a recess of the guideway element, against which a nut is tightened ( 24 ). Corrosion protection is required between the slab and grouting concrete, which can be achieved, for example, by adding a corrosion protection compound ( 25 ) can take place, as is usual with external tendons. This solution is particularly suitable for steel track elements.

Die Querscheiben können auch durch einen mit Gleitfertiger erstellten Längsbalken (2) oder durch einen frei gespannten Träger (3) ersetzt werden. Für die im Endbereich der Fahrwegelemente erforderliche verschiebliche Auflagerung muss dann eine andere Lösung gefunden werden. Außer der erforderlichen Längsverschieblichkeit ist die Randbedingung maßgebend, dass auch hier vertikale Druck- und Zugkräfte und gleichzeitig quergerichtete Horizontalkräfte zu übertragen sind. Mit herkömmlichen Verschiebungslagern in Kombination mit Abspannungen lassen sich diese Anforderungen kaum erfüllen. Deshalb wurden hier Federelemente aus Stahl entwickelt, die in 2 und 3 in der Übersicht und in 7 und 8 im Detail dargestellt sind. Bei dieser Lösung werden Zug- , Druck- und Querkräfte durch ein querstehendes Stahlblech aufgenommen, das sich bei unterschiedlichen Längenänderungen von Unterbau und Fahrwegelementen S-förmig verbiegt (14). Die Abmessungen des Bleches werden durch die gegensätzlichen Anforderungen einer ausreichenden Tragfähigkeit und Steifigkeit in vertikaler Richtung und einer ausreichenden Verformbarkeit in Längsrichtung eingegrenzt.The cross discs can also be cut using a longitudinal beam created with 2 ) or by a freely stretched beam ( 3 ) be replaced. Another solution must then be found for the movable support required in the end region of the guideway elements. In addition to the necessary longitudinal displaceability, the basic condition is decisive that vertical compressive and tensile forces and, at the same time, transverse horizontal forces are also to be transmitted here. With conventional sliding bearings in combination with bracing, these requirements can hardly be met. That is why spring elements made of steel were developed here 2 and 3 in the overview and in 7 and 8th are shown in detail. With this solution, tensile, compressive and transverse forces are absorbed by a transverse steel plate that bends in an S-shape when the length of the substructure and track elements changes ( 14 ). The dimensions of the sheet are determined by the conflicting requirements of sufficient support ability and rigidity limited in the vertical direction and sufficient ductility in the longitudinal direction.

Im mittleren Bereich der Fahrwegplatten sind nach wie vor allseits feste Auflagerungen erforderlich. Die Höhe der Federelemente wird durch Lagersockel (10) überbrückt, die in 6 in die Fahrwegelemente integriert werden. Im übrigen entspricht die Ausbildung des Vergussbereiches der obigen Beschreibung zu 4. Der Ankerstab braucht jedoch im allgemeinen nicht über die ganze Höhe von Sockel und Fahrwegelement geführt werden. Im oberen Bereich des Wellrohres (18) genügt dann eine Vergussmasse mit niedrigerer Festigkeit (26).Solid supports are still required on all sides in the central area of the guideway slabs. The height of the spring elements is determined by the bearing base ( 10 ) bridges the in 6 be integrated into the track elements. Otherwise, the design of the encapsulation area corresponds to the above description 4 , However, the anchor rod generally does not need to be guided over the entire height of the base and the track element. In the upper area of the corrugated pipe ( 18 ) a casting compound with lower strength is then sufficient ( 26 ).

7 und 8 zeigen eine mögliche Ausbildung der Federelemente und ihrer Verankerung im Unterbau. Die Elemente sind an der Unterseite der Fahrwegelemente durch Stahlplatten mit Kopfbolzendübel (34) verankert. Unten greifen sie in die durch einen Blechkasten mit gewellten Wandungen gebildete Ankertasche (12) ein, die nach der Justierung des Fahrwegelementes mit einer hochfesten Vergussmasse, vorzugsweise Feinbeton, vergossen wird. 7 and 8th show a possible design of the spring elements and their anchoring in the substructure. The elements are attached to the underside of the guideway elements by steel plates with stud bolts ( 34 ) anchored. At the bottom they reach into the anchor pocket formed by a tin box with corrugated walls ( 12 ), which is cast with a high-strength casting compound, preferably fine concrete, after the adjustment of the track element.

Der eigentliche Federstahl (29) ist oben und unten in Klemmbacken (30, 31) eingespannt. Infolge der aus 2 und 3 qualitativ ersichtlichen S-förmigen Verbiegung der Federelemente (14) ergibt sich die größte Biegebeanspruchung des Federstahls am Austritt aus den Klemmbacken. Der Federstahl ist in diesem Bereich weder durch Schweißnähte noch durch Bohrungen geschwächt.The actual spring steel ( 29 ) is clamped at the top and bottom ( 30 . 31 ) clamped. As a result of 2 and 3 qualitatively visible S-shaped bending of the spring elements ( 14 ) results in the greatest bending stress of the spring steel at the exit from the clamping jaws. The spring steel in this area is not weakened by welds or holes.

Um ein unbeabsichtigtes Lockern der Verbindungen (32) infolge der hochfrequenten Beanspruchung der Federelemente zu vermeiden, werden hierfür anstelle von Schraubverbindungen vorzugsweise Schließringbolzen verwendet. Durch Lösen der Verbindungen (32) und Anheben der Fahrwegelemente ist der Federstahl bei Bedarf grundsätzlich auswechselbar.To unintentionally loosen the connections ( 32 ) due to the high-frequency stress on the spring elements, locking bolts are preferably used for this instead of screw connections. By loosening the connections ( 32 ) and lifting the track elements, the spring steel can always be replaced if necessary.

Zwischen dem Federstahl und der oberen Ankerplatte (34) sowie dem Futterblech zwischen den unteren Klemmbacken (31) werden Kontaktstöße ausgebildet, ggf. unter Verwendung von Epoxidharzmörtel. Aus den Druckkräften des normalen Fahrbetriebes ergeben sich somit keine Beanspruchungen für die Verbindungen (32).Between the spring steel and the upper anchor plate ( 34 ) and the lining plate between the lower jaws ( 31 ) contact joints are formed, if necessary using epoxy resin mortar. From the pressure forces of normal driving, there are no stresses on the connections ( 32 ).

Zur Einleitung der Kräfte in den hochfesten Feinbeton erhalten die unteren Klemmbacken mit dem dazwischen liegenden Futterblech (31) durchgehende Bohrungen (35), die außerdem den einwandfreien Verguss erleichtern. Die von den Federelementen in den Vergussbeton eingeleiteten Zugkräfte werden über die gewellte Rohrwandung in den umgebenden Beton weitergeleitet und dort durch eine dichte Bewehrung (36) in den Längsbalken (8) bzw. Träger (16) zurückgehängt.To introduce the forces into the high-strength fine concrete, the lower jaws with the lining plate in between ( 31 ) through holes ( 35 ), which also facilitate perfect casting. The tensile forces introduced by the spring elements into the grouting concrete are transferred via the corrugated pipe wall into the surrounding concrete and there by a tight reinforcement ( 36 ) in the longitudinal beams ( 8th ) or carrier ( 16 ) hung back.

Am Austritt der unteren Klemmbacken (31) aus dem Betonverguss der Ankertasche (12) verhindert ein dauerelastischer Fugenverguss das Eindringen von Wasser in den durch die hier auftretenden Bewegungen verursachten Spalt.At the exit of the lower jaws ( 31 ) from the concrete pouring of the anchor pocket ( 12 ) a permanently elastic grouting prevents water from penetrating into the gap caused by the movements occurring here.

Der Vergussbeton in den Ankertaschen (12) kann mittels Hochdruckwasserstrahl entfernt werden. Eine Beschädigung des Betons des Unterbaus wird dabei durch den Blechkasten (28) vermieden. Wenn gleichzeitig die obere Verbindung (32) gelöst wird, sind damit die Federelemente insgesamt auswechselbar.The grouting concrete in the anchor pockets ( 12 ) can be removed with a high pressure water jet. Damage to the concrete of the substructure is prevented by the tin box ( 28 ) avoided. If at the same time the upper connection (32) is released, the spring elements as a whole can be replaced.

11: Fahrwegelementetrack elements
22: Raumfugen zwischen FahrwegelementenExpansion joints between track elements
33: Querscheiben unter Festpunkten im mittleren Bereich der Fahrwegelementecross slices under fixed points in the middle area of the track elements
44: Querscheiben mit unterem Betongelenk im Endbereich der Fahrwegelementecross slices with lower concrete joint in the end area of the track elements
55: Durchlaufender GründungsbalkenScrolling foundation beams
66: Ankerstab aus geripptem oder strukturiertem Stahltie rod made of ribbed or structured steel
77: Verguss von Ankerstäben und Lagerfugen mit hochfestem Feinbetongrouting of anchor rods and bed joints with high-strength fine concrete
88th: Mit Gleitfertiger hergestellter LängsbalkenWith Longitudinal beam manufactured ready for sliding
99: Nachträglich eingeschnittene Scheinfugen in LängsbalkenSubsequent incisions False joints in longitudinal beams
1010: Lagersockel an den Festpunkten der Fahrwegelementebearing socket at the fixed points of the track elements
1111: In Längsrichtung verschiebliche, in Querrichtung feste FederelementeIn longitudinal direction movable spring elements that are fixed in the transverse direction
1212: Verguss der Ankertaschen für Federelemente mit hochfestem Feinbetongrouting of anchor bags for Spring elements with high-strength fine concrete
1313: Hilfsunterstützung zum Justieren der Fahrwegelemente vor LagervergussAid support for Adjusting the guideway elements before encapsulation
1414: Verformung infolge Verkürzung der Fahrwegelementedeformation due to shortening of the track elements
1515: Begrenzung des Lichtraumprofils des Magnetbahn-Fahrzeugeslimit the clearance profile of the maglev vehicle
1616: Frei gespannter TrägerFree tense beam
1717: Tiefgründung mit PfählenDeep foundation with impale
1818: Durch Wellrohr gebildete ÖffnungBy Corrugated tube formed opening
1919: Diskusförmiger Betondübel zur Aufnahme der HorizontalkräfteDisc-shaped concrete dowel for Absorption of horizontal forces
2020: Druckstrebe innerhalb des Betondübels infolge von Horizontalkraftstrut inside the concrete anchor due to horizontal force
2121: Winkel zwischen der Druckstrebe und der Flächennormalen der Kegelflächeangle between the strut and the surface normal of the conical surface
2222: Kegelförmige Schalflächen mit rauer OberflächeConical formwork surfaces with rough surface
2323: Auf Ankerstab aufgeschraubter AnkerkörperOn Anchor rod screwed on anchor body
2424: Spannbare Endverankerung für Ankerstabstretchable End anchorage for tie rod
2525: Korrosionsschutzmasse für freie Länge des AnkerstabsCorrosion protection compound for free Length of the anchor rod
2626: Vergussmasse mit niedriger Festigkeitpotting compound with low strength
2727: Mit Kleber verfülltes BohrlochWith Glue filled well
2828: Blechkasten mit gewellten Wänden und unterem bugförmigen Deckelmetal box with corrugated walls and lower bow-shaped cover
2929: Federstahlspring steel
3030: Klemmbackenjaws
3131: Klemmbacken mit dazwischen liegendem Futterblechjaws with a lining sheet in between
3232: Lösbare Verbindung zwischen Klemmbacken und FederstahlDetachable connection between jaws and spring steel
3333: Druckfester Kontaktstoß des Federstahls mit den anschließenden Teilenflameproof Contact shock of the Spring steel with the subsequent divide
3434: Obere Ankerplatte der FederelementeUpper Anchor plate of the spring elements
3535: Durchgehende Bohrungen in Klemmbacken und Futterblechencontinuous Bores in clamping jaws and lining sheets
3636: Rückhängebewehrung für die vom Federelement übertragenen vertikalen ZugkräfteSupplementary reinforcement for the transmitted by the spring element vertical tensile forces
3737: Dauerelastischer Fugenverguss am Anschluss zwischen Federelement undpermanently elastic Joint potting at the connection between the spring element and
: Vergussbetongrouting
3838: Vertikal gerichtete DruckkraftVertical directed pressure
3939: Winkel zwischen der vertikalen Druckkraft und der Flächennormalen der Kegelflächeangle between the vertical pressure force and the surface normal of the cone surface

Claims

1 Track for a magnetic levitation train from track elements ( 1 ), Lanyards ( 6 . 11 . 19 ) and substructures with transverse washers ( 3 . 4 ) or longitudinal beams ( 8th ) or from carriers ( 16 ) characterized in that horizontal forces caused by concrete dowels ( 19 ) or spring elements ( 11 ) and vertically directed tensile forces through anchor rods ( 6 ) or spring elements ( 11 ) are included.

Track according to claim 1, characterized in that the concrete dowels ( 19 ) consist of a hardening potting material, and that their shape through conical recesses ( 22 ) is specified in the adjacent components.

Track according to claim 1 or 2, characterized in that the angle ( 21 . 39 ) between the concrete anchor ( 19 ) delimiting conical formwork surface and the resultant force to be absorbed by this surface ( 20 . 38 ) is less than 45 °.

Track according to one of the preceding claims, characterized in that the conical formwork surfaces of the concrete dowels ( 19 ) are rough.

Track according to one of the preceding claims, characterized in that in the track elements ( 1 ) for bridging the bearing gap at the fixed points bearing base ( 10 ) for the use of spring elements ( 11 ) are integrated.

Track according to one of the preceding claims, characterized in that the substructures consist of concrete, reinforced concrete or prestressed concrete.

Track according to one of the preceding claims, characterized in that the spring elements ( 11 ) are at least connected to the substructures by high-strength potting.

Track according to one of the preceding claims, characterized in that the anchor rods ( 6 ) have a ribbed surface and are in direct connection with the high-strength casting and the concrete of the substructure.

Track according to one of the preceding claims, characterized in that the anchor rods ( 6 ) have a thread at least at the upper end of the anchor rod, on which an anchor body ( 23 ) screwed and pressed into the not yet hardened casting compound.

Track according to one of the preceding claims, characterized in that the shear strength of the vertical surfaces of the casting areas for anchor rods ( 6 ) and spring elements ( 11 ) through corrugated pipes ( 18 ) or tin boxes ( 28 ) is increased with corrugated walls.

Track according to one of the preceding claims, characterized in that the anchor rods ( 6 ) have a thread at least at the upper end of the anchor rod and are tensioned by means of a nut against a plate placed in a recess in the guideway element.

Track according to one of the preceding claims, characterized in that the anchor rods ( 6 ) by means of the cross discs afterwards ( 3 . 4 ), Longitudinal beams ( 8th ) or carrier ( 16 ) drilled holes ( 27 ) are glued in place.

Track according to one of the preceding claims, characterized in that the spring elements ( 11 ) made of spring steel ( 29 ) consist of clamps without welds or holes in a known manner ( 26 . 27 ) is clamped.

Track according to one of the preceding claims, characterized in that the connection ( 32 ) the spring elements ( 11 ) is solvable.

Track according to one of the preceding claims, characterized in that the spring elements ( 11 ) to the upper anchor plate ( 34 ) and the lower lining plate ( 31 ) are connected by a contact joint using synthetic resin mortar.

Track according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping jaws and lining plate ( 31 ) have through holes to improve the potting process and the interlocking with the potting material.

Method of making a track according to one of claims 6 to 16, characterized in that the longitudinal beam ( 8th ) is manufactured with a slip paver.

Method for producing a track according to claim 17, characterized in that after the concrete has been introduced, the anchor rods ( 6 ) are shaken to size.

Method for producing a guideway according to claim 17 or 18, characterized in that in the longitudinal beams ( 8th ) after pouring the concrete into tin boxes ( 28 ) for anchoring the spring elements ( 11 ) are shaken to size.

Method for producing a guideway according to one of Claims 17 to 19, characterized in that, in order to reduce the formation of cracks and the deformations of the spring elements (caused by temperature differences) 11 ) under the space between the track elements ( 2 ) subsequent dummy joints in the longitudinal beams ( 9 ) can be cut.