Projekt: Passenger-Transfer-System (PTS) Flughafen Frankfurt Main

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1 Projekt: Passenger-Transfer-System (PTS) Flughafen Frankfurt Main Im Zuge des Ausbaus des PTS-Systems am Frankfurter Flughafen wurden die Fahrwerkträger in mehreren Bauabschnitten u.a. zwischen den Achsen 65 und 204 sowie 206 und 222 ( A ) auf elastischen Federelementen der Fa. GERB gelagert. Die gesamte abgefederte Fahrwegstrecke beträgt ca. 600 m. Grund dieses Lagerungskonzeptes ist die erforderliche Reduzierung der eingeleiteten Erschütterungen, die trotz Gummibereifung der Fahrzeuge zu erwarten waren, in die darunter liegenden Gebäude. Die Abstimmung der schwingungsisolierenden Lagerung liegt inklusive Fahrzeuggewicht bei etwa 5 Hz. Je Fahrwegträger (Einfeldträger) wurden vier Federelemente angeordnet. Die Federelemente besitzen definierte vertikale und horizontale Steifigkeiten und können so in beiden horizontalen Richtungen Kräfte in die Unterkonstruktion übertragen. Gleichzeitig sind sie in der Lage, die aus Temperaturdehnung auftretenden Lagerverformungen aufzunehmen. Die Systemdämpfung beträgt ca. 10%. Die Federelemente stehen auf Rahmenkonstruktionen, die in Längsrichtung über eine nachträglich einbetonierte Dachscheibe ausgesteift sind. Im Übergangsbereich zu den Anschlußachsen, das heißt in Achse 65 und in Achse 204, sind Relativverformungen in horizontaler Richtung von +/- 40 mm zu berücksichtigen gewesen. Da diese von den Federelementen selbst nicht aufgenommen werden können, wurden dort die Federelemente mit Gleitlagern kombiniert. Diese lassen eine Verschiebung in Längsrichtung zu. Die in den Achsen 67 bis 74 angeordneten Federelemente sind aufgrund ihrer Elastizität in der Lage, die aus Temperatur entstehenden Zwangsverformungen aufzunehmen und gleichzeitig die auftretenden horizontalen Lasten zu übernehmen. Die Fahrwerkträger verfügen untereinander über eine Querkraftkopplung. Bei Annäherung eines Fahrzeuges ist dadurch gewährleistet, daß keine Differenzeinsenkung entsteht. Außerdem reduziert sich auf diese Weise die Maximalbeanspruchung der Federelemente, da jeweils zwei Lagerpunkte zum Lastabtrag herangezogen werden. Die Federelemente bestehen aus Schraubendruckfedern aus Stahl. Die Anpassung an die zu übertragenen Lasten erfolgte durch die unterschiedliche Anzahl von Einzelfedern, die in einem Federelement zusammengefaßt wurden. Die Federelemente besitzen in vertikaler Richtung eine lineare Last-Weg-Beziehung. Die vertikale Federeinsenkung beträgt unter Eigengewichtslast der Fahrwerkträger ca. 6 mm. Bemerkung: In der nachfolgenden Veröffentlichung der Fa. PHILIPP HOLZMANN AG wird anstelle des Begriffes Federelemente der Begriff Federlager verwendet, mit anderen Worten immer dann wenn dort von Federlagern gesprochen wird handelt es sich um GERB Federelemente. Foto eines für das PTS-System gelieferten GERB Federelementes

2 Passagier-Transfer-System Flughafen Frankfurt Main Bautechnische Planung und Ausführung

3 Das Projekt Das ständig wachsende Verkehrsaufkommen des Flughafens Frankfurt Main erforderte eine erhebliche Ausweitung der bestehenden Fluggastabfertigungsanlagen. Zu dem im Jahr 1972 in Betrieb genommenen Terminal 1 kam im Oktober 1994 als zweite eigenständige Einrichtung das Terminal 2 hinzu. Unerlässliche Voraussetzung für die reibungslose Funktion des Flughafens als Ganzes ist die schnelle Transfer-Verbindung beider Terminals. Die Entscheidung fiel für ein Kabinenbahnsystem mit Radantrieb, das vollautomatisch gesteuert wird. Das System Das am Flughafen Frankfurt Main eingesetzte Passagier- Transfer-System (PTS) wurde von der AEG Transportation Systems, Inc., Pittsburgh/USA (ATSI) entwickelt. Es handelt sich um elektrisch betriebene Zweiwagenzüge, die auf besonderen Fahrwegen laufen. Die seitliche Führung der Wagen erfolgt durch Radabstützung an einem stählernen Führungsträger, auf dem sich auch eine Schiene zur Energieeinspeisung und Informationsübertragung befindet. Bautechnische Planung und Ausführung Für die bautechnische Planung zeichnete die Zentrale Technische Abteilung der Philipp Holzmann AG verantwortlich. Den Auftrag zur bautechnischen Ausführung erhielt die Philipp Holzmann AG, Hauptniederlassung Frankfurt, mit den Nachunternehmern Stahlbau Lavis Offenbach GmbH und Stahlbau Kaiser, Peiting. Die Planungsaufgaben umfassten folgende Leistungen: Koordinierung der Planung zwischen allen am Projekt Beteiligten, Erstellung der Bemessungskriterien gemeinsam mit der AEG Transportation Systems, Inc., (ATSI) sowie deren Vertretung beim TÜV- Rheinland, Detailplanung von Trasse und Gradiente, Erstellung des Bauantrages für das PTS-System, Objektplanung, Tragwerksplanung. Unter Abwägung von Funktionalität, Realisierbarkeit und Kosten wurde eine oberirdische Trasse gewählt, die in 13 m bis 17 m Höhe über Gelände verläuft. Konstruktion des Fahrweges Die Fahrbahnen sind Einfeldträger in Verbundbauweise und bestehen aus Zwillings- Stahlträgern im Abstand von 2,03 m, die oben mit Fahrwegbalken aus Ortbeton versehen und mit Querträgern verbunden sind. Im Ortbeton liegen Heizdrähte, die den Fahrweg schnee- und eisfrei halten. Jede Fahrspur ist eine eigenständige Konstruktion, die je nach Trassenverlauf zusammen mit der zweiten Fahrspur auf einem gemeinsamen Unterbau auflagert oder eine Einzelauflagerung hat. Der Fahrweg ist aus architektonischen Gründen außen mit einer Verkleidung versehen. In die Konstruktion ist ein 1 m

4 breiter Fluchtweg integriert, der sich im Regelfall zwischen den beiden Fahrbahnen befindet. Die Unterbauten bestehen überwiegend aus Stahlbeton, und zwar als T-förmige Einzelstützen oder als Rahmen. In Teilbereichen sind aufgrund der örtlichen geometrischen Verhältnisse einseitige Kragarme erforderlich, so dass die Stützen hier vorgespannt werden mussten. Die Stützen sind auf Pfählen mit Pfahlkopfplatten gegründet. Diese Gründungen wurden vom Bauherrn getrennt vom PTS-Auftrag vergeben. Die Auflagerungen auf dem Flugsteig A erfolgen teilweise auf Stahlrahmen. Die Stützweiten der Fahrwegträger als Brückenkonstruktion ergaben sich aus den örtlichen Gegebenheiten und der Trassengeometrie. Die größte gewählte Stützweite beträgt 40 m. Im Bereich der Gebäude gaben deren Tragwerksraster und die Möglichkeiten der Lastabtragung die Spannweiten vor. Die Krümmungen sind zum Teil mit Überhöhungen ausgebildet. Bauausführung Für die Stahlbetonstützen wurde wegen der architektonischen Anforderungen und der Einsatzhäufigkeit eine Stahlschalung verwendet. Die Herstellung der Stützen wurde in drei Abschnitte untergliedert: Anfänger, Stützenschaft und Stützenkopf (Einzelkopf oder Hammerkopf). Die hohen Genauigkeitsanforderungen des Systems an die Oberfläche des Fahrweges von 3 mm auf 3 m bedingten schon bei der Stahlträgerherstellung im Werk besondere Fertigungsbühnen, die in Querrichtung, Querneigung und Höhenlage exakt auf die geforderten Trassierungsdaten mit den entsprechenden Überhöhungsvorgaben im Bauzustand eingestellt werden konnten. Mit einem intensiven Qualitätssicherungs- und Vermessungsprogramm wurde die Einhaltung der geforderten Toleranzen sowohl im Werk, als auch auf der Baustelle überwacht und dokumentiert. Die Schalung der Fahrwegbalken wurde an der Stahlkonstruktion befestigt. Besonderheiten des Entwurfs zu Querschnitt 1: Die Einfügung der PTS-Trasse in das bestehende Terminal 1 erforderte sorgsame ingenieurtechnische Planung und intelligente Lösungen für viele Einzelprobleme. Der Querschnitt 1 zeigt einen Bereich, in dem die Trasse mittels aufgeständerter Stahltische über der Dachdecke eines vorhandenen Gebäudes verläuft. Federlager sorgen dafür, dass durch den Fahrbetrieb der PTS-Bahn keine Erschütterungen im Gebäude auftreten. Die Fahrwegträger sind durch eine Querkraftkopplung verbunden, die den Fahrkomfort auch über den Fugen gewährleistet.

5 1. Ausbaustufe Abschnitt vom PTS-Wartungs-Center über Station Terminal 2 bis zur Station B im Terminal 1: in Betrieb. Abschnitt im Terminal 1 von Station B zur Station A : Fertigstellung Oktober Ausbaustufe (geplant): Verbindung von der Station Terminal 2 zum zukünftigen ICE-Bahnhof. zu Querschnitt 2: Über dem Abfertigungsfinger A lagern die PTS-Rahmen auf Stützen, die als sogenannte Hosenrohrstützen durch das Dach in eine wärmedämmende Umhüllung eingefädelt wurden. Damit kann an diesen Stellen keine Außenluft in das Gebäude eintreten. Eingebaute Federlager verhindern auch hier, dass Erschütterungen durch den PTS- Betrieb in das Gebäude übertragen werden. Die vorhandenen Gebäudestützen wurden zur Lastabtragung verstärkt. Während der Bauarbeiten durften Flugverkehr und Passagierabfertigung nicht behindert werden.

6 PHILIPP HOLZMANN Aktiengesellschaft Zentrale: Taunusanlage Frankfurt am Main Postfach Frankfurt am Main Telefon: (069) Telefax: (069) Passagier-Transfer-System Flughafen Frankfurt Main Bauherr: Flughafen Frankfurt Main AG Auftraggeber: AEG Transportation Systems, Inc., Pittsburgh/USA Projektsteuerung: Logplan GmbH, Berlin Bautechnische Ausführung: Philipp Holzmann AG, Hauptniederlassung Frankfurt mit Nachunternehmern Stahlbau Lavis Offenbach GmbH und Stahlbau Kaiser, Peiting Bautechnische Planung: Philipp Holzmann AG, Technische Abteilung, Neu-Isenburg Passagier-Transport-System: Das PTS-System wurde erstmalig im Jahre 1963 in Pittsburgh, Pennsylvenia/USA, von der Firma Westinghouse installiert und ist inzwischen bei mehr als 15 Flughafenverbindungen in den USA, Großbritannien und in Singapur erfolgreich in Betrieb. Beim Flughafen Frankfurt erfolgt die Lieferung, der PTS- Anlage durch die Firma ATSI. Fahrzeug: Typ C 100 Länge 11,9 m, Breite 2,8 m, Höhe 3,4 m; 42 Stehplätze; 16 Sitzplätze; zul. Gesamtgewicht 25 t; gekuppelt zu Zweiwagenzügen Kapazität: Fahrzeit zwischen den beiden Terminals 2,5 Minuten; Passagiere pro Stunde/Richtung; schnellster Fahrzeugtakt 90 Sekunden; Höchstgeschwindigkeit ca 52 km/h. Technische Daten: (1. Abschnitt von Werkstattgebäude bis Station B) Streckenlänge: ca m Fahrweghöhe: 13 m 17 m Fahrwegkonstruktion: Doppelfahrweg im Richtungsverkehr, Verbundträger mit obenliegenden Betonlaufflächen, T-Stützen und Portalstützen aus Stahlbeton, z.t. aus Stahl Unterbauten: 44 T-Stützen, 14 Beton-Portalrahmen vor Terminal 2, 21 gebäudeintegrierte Stahlrahmen auf dem Terminal 1 Fahrwerkträger: 141 Stück, größte Trägerspannweite 40 m, 14 Weichen aus Ganzstahlkonstruktionen mit rauh beschichteten Oberflächen und Heizdrähten an den Flanschunterseiten. Bild oben: Fahrbetrieb mit Zweiwagenzügen. Die Fahrzeit vom Terminal 1 zum Terminal 2 beträgt 2,5 Minuten. Pro Stunde können in einer Richtung Passagiere transportiert werden. Titelbild: Blick auf den Fahrweg vom Terminal 1 zum neuen Terminal 2.