行驶轨道支承梁的制作方法

专利名称：行驶轨道支承梁的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种行驶轨道的支承梁，尤其是用作磁悬浮轨道中的支承梁，通过支承梁在行驶方向上依次排列来构成行驶轨道，它具有至少一个上部承载段、尤其是上翼缘(Obergurt)，和至少一个安置于该上部承载段下方的支承段、尤其是一个腹板。
这种行驶轨道支承梁具有很大的面积。本发明的目的是对这种行驶轨道支承梁进行改进，来对行驶轨道支承梁的自由表面进行简单而又高效的利用。
针对开始提到类型的行驶轨道支承梁，实现该目的的方式是在其上部承载段和/或至少一个支承段中安置太阳能电池和/或太阳能收集器。
为此，本发明建议使用太阳能电池和/或太阳能收集器，将它们安置于原则上处于地面以上、或者可以被安置在地面以上的行驶轨道支承梁所在的区域中，后者具有一个上部承载段和至少一个支承段。
本发明的优点，特别表现在所使用的这种太阳能电池和/或太阳能收集器，能够对自由承载面进行有益的利用。尤其是由太阳能电池产生的电能可以用来为行驶轨道及车辆的监测系统提供能源。另一种可能是首先用于或者额外地用于向测试装置进行供电，例如为检测温度和湿度的仪器供电。此外，该电能还可以首先用于或者辅助地用来向支承梁材料的温度控制系统供电。如果支承梁材料为混凝土，在冬季运行时可以通过置入的金属丝进行加热。此外，还可以利用太阳能电池产生的电能对安置于其它自由表面上的广告装置进行照明，或者使字幕发亮(Leuchtschriften)。在后一种应用中，即使在多雨的日子里，行驶轨道上也可以产生电能供使用。
由太阳能收集器产生的热量可以用来供应热水，也可以产生电能或者用于向建筑物供热，其中包括用于加热行驶轨道支承梁的自身构件。而借助于热泵还可以对建筑物进行冷却。
本发明的范围中，可以使用各种适当类型的太阳能电池，如高功率重量比的薄膜太阳能电池。也可以使用诸如由高分子材料制作的柔性太阳能电池载体材料，这时，可以将太阳能电池卷绕起来，并且能以简单的方式覆盖住行驶轨道支承梁的巨大表面。
本发明中在开始所述类型的行驶轨道支承梁上应用太阳能电池和/或太阳能收集器的另一个优点为尤其是安置于上侧的太阳能电池和/或太阳能收集器保护支承梁自身不直接承受太阳照射，因而避免或者减轻了承载横截面上的不均匀受热和由此引发的变形。这样可以在支承梁中保持较小的公差配合。
行驶轨道也可以铺设成双轨式行驶轨道，其上面既可以行驶磁悬浮列车，也可以运行普通的列车，只是轨道的宽度要小很多。
如果行驶轨道支承梁在横截面上呈中空结构，尤其是用于磁悬浮列车情况下，在平稳性和制造技术两个方面都具有优势。为此，最好设计安置两个位置相对的支承段或腹板，它们借助于上部承载段或上翼缘彼此连接起来。向下可以为此由一个下部承载段或下翼缘来封闭形成中空腔。这里的支承段可以具有倾斜的朝向太阳的区段，从而使得安置于它们上面的太阳能电池或太阳能收集器能够高效地提供电能或者热量。
在诸如弯道半径相当小的情况下，行驶轨道支承梁具有实心的横截面，这样，在上部承载段下面仅还有一个支承段。此时，太阳能电池和/或太阳能收集器可以被安置于支承段的一侧或者其两侧。
优选的行驶轨道支承梁被支承于一个或者几个置入地内的墩上。这种分割有益于制造支承梁时进行构造技术比较简单的加工，以及建筑工地上很容易地进行吊装。此外，在行驶轨道支承梁下方的空间可以得到利用。在这种情况下，远高出地面安置于行驶轨道支承梁上的太阳能电池和/或太阳能收集器，可以受到保护而不被未得到授权人员从侧面触摸到。
单个的行驶轨道支承梁前后排列的最好方式是使相邻的支承段之间的距离很小或者可以忽略不计。在极端情况下其结果是得到连续的支承梁列，其中，支承段在行进方向上构成一种墙，在其上面能够安置太阳能电池和/或太阳能收集器。这样，能够在行驶轨道支承梁上安置大量的太阳能电池和/或太阳能收集器。
太阳能电池和/或太阳能收集器最好直接安置于支承梁的自由外表面上。太阳能电池和/或太阳能收集器由此将该表面覆盖起来，这样，不会再给特别是强风提供侵袭部位，从而避免太阳能电池和/或太阳能收集器在支承梁上的固定受损而掉落下来。
由于一个行驶轨道支承梁可能具有相当大的尺度，出于方便搬运的考虑，沿着行驶轨道的伸展方向，彼此相邻地安置几个区域范围较小的太阳能电池和/或太阳能收集器。此外，这种安置方式下还易于人们更换损坏的单块区域。
如果支承梁的形状构造形式，使得受到太阳光照射的表面和/或支承梁的质体在第一和第二翼缘上彼此相近，就以一种特别有利的方式使支承梁内部存在的温度梯度很小。这意味着在第一翼缘区域中和第二翼缘区域中支承梁非常均匀地受热，因此避免了第一翼缘或者第二翼缘比它们之中的另一个翼缘发生较大量的膨胀。这样就完全避免了由于受热温度升高的不同而导致支承梁发生弯曲。
为了有利于实现支承梁均匀受热、均匀膨胀，支承梁外侧的表面上至少部分区域中要具有吸收或者反射热量的功能。这样，可以对于支承梁上各部位接收的不同太阳光辐射进行均衡，从而使得支承梁发生均匀膨胀。
能够吸收热量和/或具有反射性的表面可以是涂刷到支承梁上的防护涂层。这样，可以非常简单地使支承梁获得不同的热学性能。
如果对支承梁外侧的至少部分区域进行了涂层覆盖，由这种措施还可以在支承梁中获得低的温度梯度。由此可以将支承梁的工作特性调节设定于适应不同的太阳光照强度上。
在上述类型的支承梁中，按照本发明的方式，在第一翼缘与单个第二翼缘或多个第二翼缘之间安置有进行热平衡调节、尤其是进行热交换的机构。如果支承梁通过诸如太阳光辐射受到不同程度的加热，就会因此产生温度梯度而导致发生我们不希望出现的变形。那么，精准地定向的附属构件就不再具有所必需的精度，从而不再能保证磁悬浮列车的安全运行。通过安置热平衡或者热交换机构，就能够使被强烈地加热的第一翼缘中产生的热量传递给第二翼缘，从而使后者也被加热、并发生与第一翼缘相近的膨胀。热量可以如所期望的那样传递到支承梁的某些区域中，这些区域是本来受加热程度较低的区域，或者是具有较高的质量因而需要较长时间才能被加热的区域。
热平衡的机构是具有载热液体、尤其是载油的管道。通过这些管道，将热量从支承梁上受热程度强烈的区域传送到支承梁上那些受热程度较差的区域。
作为进行热平衡的执行机构，使用制冷元件和/或加热元件会具有优势，这些制冷和/或加热元件可以通过太阳能电池进行驱动，这样，在需要时也能够将支承梁内部的温度梯度维持在低水平上，从而很好地避免支承梁发生变形。
本发明的优势性的扩展由从属权利要求所述特征给出。
以下借助于附图对本发明进行详细解释。其中

图1表示行驶轨道与磁悬浮列车；图2表示另一种实施方式中带有太阳能电池的行驶轨道支承梁的横截面，及图3表示图2所示的行驶轨道支承梁的立体视图；图4表示具有热平衡功能的一个支承梁的横截面；图5表示另一个支承梁的横截面。
本发明可以借助于与钢轨有关的行驶车辆的一个混合支承梁系统作为例子进行说明。在EP 0 987 370 A1中—本发明也包含其公开的内容—，对这样的支承梁系统进行了详细描述。
在图1中给出了磁悬浮列车100的行驶轨道的横截面。最好由预应力混凝土制作的支承梁2在建筑工地上被固定于墩5上。这里，多个支承梁2沿着行驶轨道的伸展方向前后排列起来。支承梁2的端面在这里彼此直接地挨靠在一起。在每个支承梁2的侧面上，等间距地安置着优选用钢材制成的连接托架1。每个连接托架1与杆柱(Zuganker)6焊接或者用螺纹拧固在一起，后者被安插到支承梁2的预应力混凝土之中。每个托架1具有一个头板4，其上面安置着功能平面支承梁3，来承接如定子绕组等。
图2和图3给出了支承梁2的另一种实施形式。它具有一个位于上部的支承梁段12来作为上翼缘12，两个水平方向上间隔开的支承段13、14作为腹板13、14，以及一个位于下部的支承梁段15作为下翼缘15。翼缘12、15和腹板13、14围成一个横截面几乎呈矩形的中空腔。功能平面支承梁3在连接托架1上的安置方式与图1中所给的实施例基本相同。
根据本发明，为了产生电能，在腹板13、14的外侧上安置太阳能电池8。在图2和3中所示的太阳能电池8具有两个互相成一定角度的区段8a、8b，它们与自身向下展宽的腹板13、14的形状相匹配。在行驶方向上，彼此直接相连地安置着多个带有太阳能电池8的电屏区。
如可以从图1所看到的那样，磁悬浮列车100包绕着连接托架1和功能平面支承梁3，直到接近于腹板13、14处。太阳能电池8不是一直向上伸展到上翼缘12处，而是在磁悬浮列车100的下面形成封闭的上沿。由于太阳能电池8只具有很小的直径，自然也可以将太阳能电池8安置于与磁悬浮列车100直接相对的腹板区段上。
在上翼缘12向上的侧面上也可以安置太阳能电池7(在图3中被省略掉了)，最好在行驶轨道方向上彼此连接起来，并占满上翼缘12的整个宽度。在这里，太阳能电池7的适当高度应当是磁悬浮列车100的运行系统的所有功能不受任何影响的数值。尤其是通过太阳能电池7对上翼缘12的覆盖，有效地避免了支承梁2发生过热。腹板13、14上安置的太阳能电池8自然地对此也作出贡献。这样，能够防止混凝土和行驶轨道发生危险的变形。
为了便于观察全局，在图1中未给出太阳能电池7、8。而上述实施例可以不受任何限制地移植到行驶轨道的这种实施方式中。
此外，还可以额外地或者代之以全部地将太阳能电池安置于在墩5上。在这种情况下，后者包含于本发明的行驶轨道支承梁概念中、尤其是包含于支承段概念之中。
未安置太阳能电池7、8的外表面段，可以用作广告宣传面，它们可以由太阳能电池7、8产生的电能进行照明。太阳能电池7、8产生的电能也可以额外地或者完全地用于为监控装置、测量装置等供电。
对于太阳能电池在行驶轨道支承梁上的安置方式的上述描述，可以不受限制地移植来相应地安置太阳能收集器。
根据图4，在腹板4`上安置太阳能电池20。在这种实施方式中，假设腹板13接收的太阳辐射能要强于腹板14。这样，我们期望腹板13的一侧受到比较强烈的加热，如果不进行热平衡，支承梁2将因此会发生变形。这种热平衡可以借助于太阳能电池20和一根与之连接的管子21来实现。管子21将携带热能的液体从支承梁2上受太阳照射的一侧输送到其荫凉侧。这样，腹板14和下翼缘15也同样受到加热。其效果是支承梁2两侧的热膨胀相近，因此支承梁2的变形处于可容忍的范围内。类似的热平衡过程也可以在上翼缘12和下翼缘15之间进行，只要在上翼缘12到下翼缘15之间安置管子21来进行热输运即可。也可以借助于涂层、热沉元件、冷却或者加热元件以及遮盖装置来完成对支承梁的隔离或者热吸收，从而替代所示的太阳能电池20。
在图5中给出了另一种形式的支承梁2的横截面。在翼缘12和15中分别在外侧区域中安置与混凝土没有粘连的预应力加固件19。通过翼缘12和15的外侧区域中安置的预应力加固件19，尤其是当预应力加固件19的构造方式使得人们在安装支承梁2后仍然可以接触到它们时，可以沿着y方向和z方向对支承梁2进行调节矫正。这种沿着y方向和z方向的矫正是通过对各预应力加固件19分别进行相应的再紧固来完成的。这样，支承梁2按照预先确定的方式弯曲。由此可以在发生诸如底座下沉、支承梁受到热影响、或者线路发生其他变化时，对支承梁2进行精确调节矫正，来对行驶轨道的要求施加影响。调节矫正工作可以在特别敏感和精准的方式下通过施加依据温度变化来控制的压力机来完成，该压力用于补偿因为单侧受热而造成支承梁2的变形，依靠它将相关的加固件19或多或少地相应紧固。该压力机可以与相应的太阳能电池连接起来。
通过本发明的支承梁构造，可以制造用于建造磁悬浮列车轨道线路的单段支承梁(Einfeldtraeger)，而轨道能够保持其精确的位置不变。尽管与多段支承梁(Mehrfeldtraeger)相比较而言，单段支承梁具有明显高出的整体弯曲，通过热平衡和预应力加固，可以将此整体弯曲控制在允许的小范围内。
权利要求
1.行驶轨道支承梁，尤其是用于磁悬浮列车(100)中的支承梁，通过多个支承梁(2)在行驶方向上顺序排列起来构成行驶轨道，具有一个上部支承段(12)、尤其是一个上翼缘(12)，和至少一个被安置于上部支承段(12)下方的支承段(13，14)、尤其是一个腹板(13，14)，其特征在于在上部支承段(12)和/或至少一个支承段(13，14)所在区域中安置有太阳能电池(7，8)和/或太阳能收集器。
2.如权利要求1所述的行驶轨道支承梁，其特征在于横截面呈中空构造，其中该中空腔(16)向上的边界为上部支承段(12)，在侧面上分别由一个支承段(13，14)构成边界，而向下以一个下部支承段(15)为界。
3.如权利要求1或2所述的行驶轨道支承梁，其特征在于被安放于一个或者几个深入到地面以下的墩(5)上。
4.如上述权利要求之一所述的行驶轨道支承梁，其特征在于两个行驶轨道延伸方向上相邻的支承梁(2)上的两个支承段(13，14)的相对端面基本上连接到一起。
5.如上述权利要求之一所述的行驶轨道支承梁，其特征在于太阳能电池(7，8)和/或太阳能收集器被安置于至少一个支承段(13，14)和/或上部支承梁段(12)中朝向外侧的表面上。
6.如上述权利要求之一所述的行驶轨道支承梁，其特征在于多个太阳能电池(7，8)和/或太阳能收集器的屏区在行驶轨道的延伸方向上互相挨靠着安置。
7.如上述权利要求之一所述的行驶轨道支承梁，其特征在于其用于双轨式行驶轨道，可以用于磁悬浮列车和现有普通列车。
8.行驶轨道支承梁，尤其是如上述权利要求之一所述的支承梁，其特征在于支承梁(2)上受太阳辐照的表面和/或质体，在第一翼缘(12)和第二翼缘(15)上相近，从而维持低的温度梯度。
9.如上述权利要求之一所述的行驶轨道支承梁，其特征在于至少支承梁(2)上外侧的部分区域上具有能吸收热量和/或反射热量的表面。
10.如上述权利要求之一所述的行驶轨道支承梁，其特征在于至少支承梁(2)上外侧的部分区域上具有涂层。
11.如上述权利要求之一所述的行驶轨道支承梁，其特征在于至少为支承梁(2)上外侧的部分区域配置遮挡元件。
12.行驶轨道支承梁，尤其是如上述权利要求之一所述的支承梁，其特征在于在第一翼缘(12)和第二翼缘(15)之间安置有进行热平衡、尤其是进行热交换的机构。
13.如上述权利要求之一所述的行驶轨道支承梁，其特征在于实现热平衡功能的机构为载有传热液体、尤其是油的管子(21)。
14.如上述权利要求之一所述的行驶轨道支承梁，其特征在于完成热平衡的机构为制冷和/或加热元件。
15.如上述权利要求之一所述的行驶轨道支承梁，其特征在于在翼缘(12；15)的外侧区域中安置有没有粘连的预应力加固件(19)。
16.如上述权利要求之一所述的行驶轨道支承梁，其特征在于在支承段(13，14)之间安置有中心加固件。
17.如上述权利要求之一所述的行驶轨道支承梁，其特征在于中心加固件处于热隔离状态。
18.如上述权利要求之一所述的行驶轨道支承梁，其特征在于借助于依赖温度控制的压力机，尤其通过相关的加固件(19)的单侧受热可以使支承梁(2)发生变形。
19.如上述权利要求之一所述的行驶轨道支承梁，其特征在于压力机与相应的太阳能电池和/或太阳能收集器连接起来。
20.太阳能电池和/或太阳能收集器的应用，被安置于行驶轨道支承梁(2)上，尤其是如上述权利要求之一所述的一个行驶轨道支承梁(2)上，后者基本上被安置于或者可以安置于地面以上，具有一个上部支承段(12)和至少一个支承段(13，14)。
21.如上述权利要求所述的太阳能电池和/或太阳能收集器的应用，其特征在于利用它们将至少一个支承段(13，14)和/或上部支承段(12)遮盖起来。
22.如上述权利要求之一所述的太阳能电池和/或太阳能收集器的应用，其特征在于由太阳能电池产生的电能，用于照明需求、向监测系统供电、向检测装置和/或向支承梁材料的温度调节系统供电。
全文摘要
行驶轨道支承梁，尤其是用于磁悬浮列车(100)中的支承梁，通过多个支承梁(2)在行驶方向上顺序排列起来构成行驶轨道，具有一个上部支承段(12)，尤其是一个上翼缘(12)和至少一个被安置于上部支承段(12)下方的支承段(13，14)，尤其是一个腹板(13，14)。在上部支承段(12)和/或至少一个支承段(13，14)所在区域中安置有太阳能电池(7，8)和/或太阳能收集器。
文档编号E01B25/32GK1474897SQ01818743
公开日2004年2月11日 申请日期2001年9月1日 优先权日2000年9月12日
发明者迪特尔·赖歇尔, 拉尔夫·魏德豪泽, 埃里希·林德纳, 林德纳, 魏德豪泽, 迪特尔 赖歇尔 申请人:马克斯博革建筑有限公司