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Die Erfindung bezieht sich auf einen schotterlosen Oberbau mit vorgefertigten, schienentra- genden Betontragplatten, die in Oberbaulängsrichtung eine grössere Erstreckung als quer hierzu aufweisen.
Der schienengebundene Verkehr ist sowohl für den Transport von Gütern als auch Personen von besonderer Bedeutung. Neben den konstruktiven Verbesserungen am rollenden Material ist der Gleisoberbau sowohl für die höheren Geschwindigkeiten als auch für den gesteigerten Fahr- komfort von besonderer Bedeutung. Weiters ist es erforderlich, die Wartungszeiten des Gleisober- baues möglichst zu verringern sowie Störungen kurzfristig behebbar zu machen. Diese Aufgaben- stellungen haben zu einer weitgehenden Entwicklung bei dem sogenannten schotterlosen Gleis- oberbau geführt. Bei den unterschiedlichen Konstruktionen müssen verschiedene Aufgaben gelöst werden. Da die Schienen austauschbar sein sollen, müssen lösbare Verbindungen mit Trägern für die Schienen vorgesehen sein.
Diese Träger für die Schienen können entweder ein Schwellenrost oder auch längenmässig begrenzte Betonplatten sein. Der Schwellenrost kann beispielsweise in einem noch nicht abgebundenen Beton angeordnet werden, wobei die Schienen genau positioniert werden müssen, um eine exakte Lage der Schienen zu gewährleisten. Die weitere Möglichkeit besteht darin, Tragplatten vorzusehen, mit welchen die Schienen ebenfalls lösbar verbunden sind.
Zur exakten Positionierung in Schienenlängsrichtung und quer hierzu können beispielsweise an den Enden von den Platten halbkreisförmige Ausnehmungen vorgesehen sein, welche mit ent- sprechenden kreisförmigen Zylindern, die senkrecht vom Untergrund aufragen, kooperieren. In Umkehr hierzu können auch im Untergrund kreisförmige Zylinder ausgenommen sein, in welchen in etwa nach unten sich erstreckende kreisförmige Teilzylinder ragen. Derartige zylinderförmige Haltevorrichtungen bewirken keine exakte Positionierung, da entlang der zylinderförmigen Flächen Verschiebungen stattfinden können. Bei dem Bruch eines Fortsatzes oder des Zylinders, der sich vom Untergrund nach oben erstreckt, ist dieses Ende der Platte ohne jegliche Fixierung.
Eine weitere Möglichkeit zur Fixierung derartiger Tragplatten am Untergrund besteht darin, dass in den Tragplatten Ausnehmungen, insbesondere durchgehende Ausnehmungen, beispielsweise rechteckige Ausnehmungen, vorgesehen sind, wobei sowohl die Orientierung in Längs- als auch in Querrichtung mit der erforderlichen Genauigkeit durchgeführt werden kann. Besonders grosse Kräfte können aufgenommen werden, wenn mehrere grossflächige Ausnehmungen in der Tragplat- te vorgesehen sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Gewicht der Tragplatten dadurch auch wesentlich reduzierbar ist.
Eine weitere wesentliche Aufgabe, die auch beim schotterlosen Oberbau gelöst werden muss, besteht darin, dass der Oberbau bei Belastung sich nicht als starrer Körper verhalten darf, sondern bei Belastung elastisch einfedern muss. Ein derartiges Einfedern soll im Bereich einiger Millimeter stattfinden. Bei einem Schotterbett wird dieses elastische Einfedern durch eine Kompression des Schotterbettes erreicht, die nach Entlastung wieder zur Expansion desselben führt. Diese Vorgän- ge bedingen eine Abnützung des Schotterbettes, wobei gleichzeitig die Schotterkörner unterhalb der Schwellen aus diesem Bereich verdrängt werden, so dass regelmässige Wartungsarbeiten, u. zw. ein Stopfen des Schotterbettes, insbesondere unter den Schwellen, erforderlich wird. Bei dem schotterlosen Oberbau wird in der Regel ein eigenes Konstruktionselement für diesen Feder- vorgang vorgesehen.
Es kann hierbei eine elastisch deformierbare Schichte unterhalb des Schwel- lenrostes oder auch der Tragplatten angeordnet werden.
Aus der EP 0 516 612 B1 wird ein schotterloser Oberbau bekannt, welcher eine Fundament- platte aufweist, die in situ gefertigt ist. Diese Fundamentplatte kann auch trogförmig ausgebildet werden. Auf dieser liegt über einen Untergrundmörtel aus Beton und gegebenenfalls mit Stahlar- mierung eine Tragplatte auf, mit welcher zwei Schienen lösbar verbunden sind. Zur lagemässigen Fixierung dieser Betonplatten kann der Untergrundmörtel in rechteckige durchgehende Ausneh- mungen der Tragplatte ragen. Weiters besteht die Möglichkeit, dass an den jeweiligen Enden der Tragplatte, bezogen auf die Oberbaulängsrichtung nach unten ragende Vorsprünge vorgesehen sind, die in eine Ausnehmung der Fundamentplatte ragen, wobei der Zwischenraum ebenfalls durch den Untergrundmörtel gefüllt ist.
In den rechteckigen Ausnehmungen kann zwischen dem in diesen eingedrungenen Untergrundmörtel und der Tragplatte eine gummielastische Schichte eben- falls vorgesehen sein. Diese gummielastische Beschichtungen entsprechen jeweils genau den Abmessungen der Tragplatten. Zur akustischen Verbesserung einer derartigen Konstruktion können die Tragplatten an ihren der Luft benachbarten Flächen eine Beschichtung aufweisen. Eine
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derartige Konstruktion hat sich zwar bewährt, jedoch muss mit ausserordentlicher Genauigkeit gearbeitet werden und jegliche Verletzung der Schichten vermieden werden, um die erwünschten Eigenschaften zu erreichen.
Aus der AT 390 976 B, von welchem Stand der Technik die vorliegende Erfindung ausgeht, wird ein Verfahren zur Errichtung von schotterlosem Oberbau sowie ein nach diesem Verfahren hergestellter Oberbau bekannt. Hierbei werden vorgefertigte Tragplatten aus Beton über in den Ecken derselben angeordneten Spindeln in Abstand von einem Untergrund gehalten. Die Tragplat- ten weisen durchgehende Ausnehmungen auf. Die Tragplatten können an ihrer zum Untergrund weisenden Fläche und auch in den Ausnehmungen eine Beschichtung aus elastischem Material, beispielsweise Polyurethan, aufweisen, das flüssig appliziert wird und sodann zur Aushärtung gelangt.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass diese gummielastischen Schichten vorgefertigt sind und genau der Dimension entsprechend auf die Trägerplatten appliziert werden. Über eigene Injektionsöffnungen und auch über die Halteöffnungen wird sodann ein Untergrundmörtel einge- bracht. Nach Erstarren desselben können die Stützen entfernt werden. Sodann können die Schie- nen über Schrauben, die mit in der Tragplatte vorgesehenen Kunststoffdübel kooperieren, lösbar befestigt werden. Nachteilig bei einem derartigen Verfahren ist, dass mit besonders hoher Genauig- keit gearbeitet werden muss, um sicherzustellen, dass die gesamte untere Fläche der Tragplatte nur über die gummielastische Platte auf dem Untergrundmörtel aufliegt und nicht Bereiche vorliegen, in welchen der Untergrundmörtel in direktem Kontakt mit den Tragplatten steht.
Der vorliegenden Erfindung ist zum Ziel gesetzt, einen schotterlosen Oberbau zu schaffen, welcher einfach vorzufertigende Tragplatten aus Beton aufweist, die ein geringeres Gewicht besit- zen und exakt lagefixiert angeordnet werden können, welche ein gleichmässiges Einfedern der Tragplatte am Untergrundmörtel sicherstellen und der erlaubt, Schallbrücken zwischen dem Unter- grund und den Tragplatten möglichst zu vermeiden.
Der erfindungsgemässe schotterlose Oberbau mit vorgefertigten, schienentragenden Betcn- tragplatten, die in Oberbaulängsrichtung eine grössere Erstreckung als quer hierzu aufweisen, mit zumindest zwei, insbesondere symmetrisch angeordneten, Ausnehmungen, die sich, gegebenen- falls durchgehend, von oben nach unten erstrecken und mehreckig, insbesondere rechteckig, und nach unten offen ausgebildet sind, wobei insbesondere unterschiedlich lange Seiten vorgesehen sind und die längeren Seiten sich in Rchtung der Oberbaulängsrichtung erstrecken, wobei ein Untergrundmörtel, der auf einem Untergrund, z. B.
Beton, egalisierten Fels, aufruht, sich zumindest in zwei Ausnehmungen erstreckt und zwischen den vorgefertigten Betontragplatten und dem Untergrundmörtel eine, insbesondere vorgefertigte, gummielastische Schichte, insbesondere mit einem Granulat aus gummielastischen Materialien, an der Unterseite dieser angeordnet ist, wobei die Betontragplatten mit ihren Stirnseiten in Abstand mit einer betonfreien Fuge zueinander ange- ordnet sind, besteht im wesentlichen darin, dass die gummielastische Schichte auf der unteren Fläche der Betontragplatte dieselbe, insbesondere zumindest um das 0,02 bis 0,5-Fache der Dicke der Betontragplatte, entlang von zumindest einer, insbesondere drei, Seite (n), ihres gesamten Umfanges, überragt und eine im wesentlichen einheitliche Dicke aufweist, und dass zwischen den Stirnseiten,
die gegebenenfalls mit einer gummielastischen Schichte versehen sind, die betonfreie Fuge, insbesondere mit einer Breite der 0,02 bis 1,5-fachen der Dicke der Beton- tragplatte, besteht.
Durch die vorgefertigten Betontragplatten, mit welchen die Schienen lösbar befestigt werden, können jene Konstruktionsteile des schotterlosen Oberbaues, die eine besonders grosse Genauig- keit aufweisen müssen, nicht vor Ort, sondern durch fabriksmässige Fertigung erzeugt werden.
Durch das Vorsehen von Ausnehmungen, insbesondere durchgehenden Ausnehmungen, in der Betontragplatte kann das Gewicht derselben, ohne die Tragfestigkeit im wesentlichen zu beeinflus- sen, reduziert werden, wobei durch mehreckige, insbesondere rechteckige Ausnehmungen, die genaue Positionierung der Tragplatten am Untergrund selbst bei hoher Belastung besonders vorteilhaft gewährleistet sein. Durch die Anordnung einer gummielastischen Schichte zwischen dem eingeebneten Untergrund, wie beispielsweise Beton, einem daraufliegenden Untergrundmör- tel und der Betontragplatte kann das erwünschte Einfedern des Gleisoberbaues erreicht werden, wobei gleichzeitig Schallbrücken bei exakter Positionierung ebenfalls vermieden werden können.
Durch die in Abstand zueinander angeordneten Betontragplatten können dieselben ohne gegensei- tige Beeinträchtigung selbst bei unterschiedlichsten Temperaturen gehalten werden.
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Durch das Überragen der gummielastischen Schichte über die Seitenränder der Betontragplat- te kann erreicht werden, dass jeglicher direkter Kontakt zwischen dem Untergrundmörtel und der Betontragplatte vermieden ist, da die überstehenden Ränder der gummielastischen Schichte eine Abdichtung der Tragplatte bedingen, so dass der Zwischenraum einerseits sicher mit dem Unter- grundmörtel angefüllt werden kann und andererseits ein direkter Anschluss des Untergrundmörtels an der Betontragplatte einfach und sicher vermieden werden kann.
Durch das Überragen der gummielastischen Schichte an zumindest einer Seite, u. zw. der Stirnseite, die einer weiteren Betontragplatte benachbart ist, kann auf einfache und wirksame Weise eine Abdichtung des Spal- tes zwischen zwei Betontragplatten erreicht werden, womit ohne zusätzliche Massnahmen ein Eindringen des Untergrundmörtels in die Fuge verhindert werden kann. Bei der Anordnung der Tragplatte in einer Wanne kann eine Abdichtung der Betontragplatten gegeneinander und zur Wanne hin verhindert werden, wobei durch einen Überstand der gummielastischen Schichte an drei Seiten bereits eine ausreichende Abdichtung gegenüber der Wanne und auch gegenüber den benachbarten Betontragplatten erreicht werden kann.
Ist zwischen den Stirnseiten der Betontrag- platten eine betonfreie Fuge vorgesehen, die gegebenenfalls nach oben abgedeckt ist, so ist der thermischen Ausdehnung der Betontragplatten besonders einfach Rechnung getragen, wobei durch die Fuge auch Oberflächenwässer abgeleitet werden können.
Wird an Boden für die Fuge durch die überstehende gummielastische Schichte gebildet, so kann besonders einfach ein Eindringen des Untergrundmörtels in die Fuge vermieden werden, wobei eine freie Beweglichkeit der Betontragplatten, beispielsweise aufgrund der thermischen Ausdehnung, sichergestellt ist.
Ist/sind am Grund der Fuge der überstehende Bereich bzw. die überstehenden Bereiche der gummielastischen Schichte zweier benachbarter Betontragplatten nach unten orientiert und gege- benenfalls mit dem Untergrundmörtel verbunden, so kann einerseits dadurch die Fuge zwischen zwei Platten soweit gedichtet werden, dass der Untergrundmörtel nicht nach oben dringt. Weiters besteht die Möglichkeit, bereits bei der Fertigung zwischen den Fugen einen Schuber einzusetzen, mit welchem die gummielastischen Schichte (n) nach unten gedrückt wird/werden. Nach Verfesti- gung des Untergrundmörtels kann der Schuber entnommen werden, wobei gegebenenfalls die gummielastische(n) Schichte (n) mit dem Untergrundmörtel verbunden ist/sind.
Dadurch entsteht eine Fuge, die bedingt durch den Schuber, eine prädestinierte Breite aufweist und auch besonders zur Ableitung von Oberflächenwässern geeignet ist.
Ist die Fuge oben mit einem Profil oder eine Leiste aus Metall, Kunststoff od. dgl. abgedeckt, so kann langfristig eine freie unbehinderte Dehnung der Betonplatten sichergestellt werden, so dass durch Wärmedehnung verursachte Zerstörungen einfach vermieden werden können.
Lässt die gummielastische Schichte auf der Unterseite der Betontragplatten massgenau die Ausnehmungen frei, so weist die Schichte eine Ausnehmung auf, die genau der Ausnehmung in der Betonplatte entspricht, so dass allfällige Beschichtungen an den Seitenwandungen der Aus- nehmungen besonders exakt aufgebracht werden können und es entstehen keine Spalten, in welchen gegebenenfalls der Untergrundmörtel eindringen kann und so eine stoffliche Bindung zwischen demselben und der Betontragplatte entsteht, wodurch einerseits Schallbrücken bedingt sind und andererseits die erforderlichen Federungseigenschaften gestört werden.
Sind die Wandungen der Ausnehmungen mit einer, insbesondere vorgefertigten, gummielasti- schen Beschichtung versehen, welche die gummielastische Schichte an der Unterseite im Bereich der Ausnehmung abdeckt, so ist eine besonders sichere Verkleidung der Betontragplatte gegeben, die gewährleistet, dass kein Untergrundmörtel in direktem Kontakt im Bereich der Ausnehmungen mit derselben gelangen kann.
Ist die Betontragplatte mit einer längs- und querverlaufenden schlaffen Bewehrung versehen, welche die Ausnehmungen freilässt, so kann die Betontragplatte mit besonders geringem Gewicht erzeugt werden, so dass einerseits eine leichte Manipulation gegeben ist und andererseits die Trägheit des Oberbaues die bei grossen Betontragplatten gegeben ist, wesentlich reduziert werden kann.
Sind die Wandungen einer Ausnehmung mit nur einer vorgefertigten Schichte aus gummielas- tischem Material verklebt, so können Spalten auch in den Eckbereichen der Ausnehmungen ver- mieden werden. Eine derartige Verkleidung für die Wandung kann entsprechend den Ecken der Ausnehmungen Materialverdünnungen aufweisen, so dass dieselben einfach um die jeweiligen
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Ecken verklebt werden können.
Sind der Untergrundmörtel und die Betontragplatte zumindest teilweise auf einer Betonplatte oder in einem am Untergrund vorgesehenen Betontrog angeordnet, so kann erreicht werden, dass die Kräfte nicht alleine vom Untergrundmörtel, sondern auch zusätzlich von der Betontragplatte über die Seitenwandungen des Troges auf den Untergrund übertragen werden, bzw. ein zusätzli- ches Konstruktionselement zur gleichmässigen Kraftübertragung auf dem Untergrund vorliegt.
Liegt der Betontrog oder die Betonplatte auf dem Untergrund über im wesentlichen vollflächige gummielastische Lager auf, so kann bevorzugt bei verschiedenen Konstruktionen, wie beispiels- weise Brücken, Tunnel u. dgl. eine Übertragung von Vibrationen und auch damit bedingt von Schall besonders einfach vermieden bzw. geschwächt werden.
Sind die gummielastischen Lager durch zumindest zwei in Längsrichtung des Oberbaues ver- laufende Profile gebildet, so können dieselben besonders einfach verlegt werden, wobei eine exakte Positionierung der Wanne mit einfachsten Mitteln realisiert werden kann.
Liegt der Betontrog oder die Betonplatte auf dem Untergrund über eine Vielzahl von diskret voneinander getrennten gummielastischen Lagern auf, so kann beispielsweise durch die Abstände die Lager zueinander die Übertragung von Schwingungen von der Betontragplatte auf den Unter- grund einfach gesteuert werden. Durch unterschiedliche Abstände kann verhindert werden, dass Schwingungen mit einer bestimmten Frequenz bevorzugt von den Betontragplatten auf den Unter- grund übertragen werden.
Ist zwischen der Betontragplatte und den Seitenwandungen des Betontroges eine gummi- elastische Schichte angeordnet, die an der Betontragplatte befestigt ist, so kann eine direkte Kraft- einwirkung zwar bewirkt werden, jedoch wird aufgrund der elastischen Schichte ein Ausgleich erreicht, wobei weiters Schall nur gedämmt weitergegeben wird.
Weist die nach unten weisenden Fläche der gummielastischen Schichte ein Trennmittel, insbe- sondere Wachs, auf, so können Betontragplatten besonders einfach ausgetauscht werden, da keine Stoffverbindung zwischen der gummielastischen Schichte und dem Untergrundmörtel vor- liegt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemässen Gleisoberbau in der Sicht von oben,
Fig. 2 den Schnitt entlang der Linien 11-11 gemäss Fig. 1,
Fig. 3 die lösbare Befestigung einer Schiene,
Fig. 4 eine Spindel zum Justieren der Betontragplatte,
Fig. 5 die Betontragplatte im Bereich einer Ausnehmung im Schnitt,
Fig. 6 eine gummielastische Auskleidung für die Ausnehmung und
Fig. 7 die Fuge zwischen zwei Betontragplatten.
In Fig. 1 sind zwei Betontragplatten 1 dargestellt, die von oben nach unten durchgehende Aus- nehmungen 2 und durchgehende Injektionsöffnungen 3 aufweisen.
An den Betontragplatten sind Schienen 4 lösbar befestigt. An den vier Ecken der Betontrag- platten sind Gewinde 5 angeordnet, die mit Spindeln zur höhenmässigen Positionierung der Beton- tragplatten kooperieren, vorgesehen. Die Tragplatten weisen eine Dimension von 2400 mm mal 5160 mm auf. Übliche Masse liegen zwischen 2000 mm bis 2700 mm mal 3000 mm bis 7000 mm.
Ihre Dicke beträgt zwischen 140 mm und 250 mm, im vorliegenden Fall 160 mm. Die Ausnehmun- gen 2 sind rechteckig ausgebildet, wobei die längere Seite des Rechteckes parallel zur Gleisober- bauerstreckung angeordnet ist und 900 mm beträgt, wohingegen die Breitenerstreckung 600 mm beträgt.
Die Betontragplatten liegen, wie besonders deutlich aus Fig. 2 ersichtlich, über einem Unter- grundmörtel 6 auf einem Untergrund, u. zw. dem Boden einer Betonwanne 7 auf. Diese Betonwan- ne 7 ruht ihrerseits über gummielastische Profile 8 am egalisierten Untergrund 9 auf. Anstelle der Betonwanne kann auch eine Betonplatte vorgesehen sein. Weiters kann statt der Profile eine durchgehende gummielastische Schichte vorgesehen sein. Bei besonders hohen Schwingungsbe- anspruchungen kann die Betonwanne oder die Betonplatte über eine Vielzahl von einzelnen diskreten gummielastischen Lagern am Untergrund aufliegen.
Dadurch kann einerseits erreicht werden, dass die Schwingungen lediglich an diskreten Stellen auf den Untergrund übertragen wer- den, wobei weiters die Möglichkeit besteht, durch unterschiedliche Abstände der Lager zueinander
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zu vermeiden, dass Schwingungen einer bestimmten Frequenz bevorzugt an den Untergrund weitergegeben werden. Auch besteht die Möglichkeit, den Abstand der einzelnen Lager zueinander so festzulegen, dass beispielsweise nur mit geringer Intensität oder überhaupt nicht vorgesehene Schwingungen bevorzugt übertragen werden. Die Betontragplatten 1 weisen eine schlaffe Beweh- rung 10 auf, die einerseits vor den Ausnehmungen 2 endigt und andererseits in Oberbaulängsrich- tung und quer hierzu verläuft. Die Überdeckung mit Beton beträgt zumindest 25 mm.
Die Beton- tragplatte weist an ihrer zum Untergrund weisenden Seite eine vorgefertigte Beschichtung 11 auf, die eine Dicke von 30 mm besitzt und über die äusseren Konturen der Betontragplatte 1 hinausragt.
Diese Schichte ist mit Gummiteilchen mit einer mittleren Grösse von 15 mm bis 20 mm aufgebaut, die über einen Polyurethanbinder verbunden sind. Eine Spritzfolie aus Kunststoff ist jedoch auch geeignet. Bezogen auf die Breite ragt dieselbe zumindest 5 mm über die Breite der Betontragplatte hinaus, wohingegen in Schienenlängsrichtung die gummielastische Beschichtung 2,5 cm die Betontragplatte überragt, wenn die Beschichtung an jeder Stirnseite der Betonplatte dieselbe über- ragt. Ist nur ein Überragen an drei Seiten gegeben, dann überragt eine Beschichtung die Fuge.
Liegen die Betontragplatten ihrerseits nicht in einer Wanne, sondern lediglich auf einer weiteren Betonplatte oder auf dem eingeebneten Untergrund über dem Untergrundmörtel auf, so ist es ausreichend, dass zwischen zwei Tragplatten eine Abdichtung der Fuge folgt. Diese Abdichtung der Fuge kann entweder durch lediglich an einer Tragplatte vorgesehene überstehende gummielasti- sche Beschichtung erfolgen oder auch von den beiden Stirnseiten der Tragplatten überstehende gummielastische Beschichtungen durchgeführt sein. Der Untergrundmörtel 6 ragt auch in die Ausnehmungen 2 der Betontragplatte, wobei die Seitenwandungen der Betontragplatte ebenfalls eine gummielastische Beschichtung 12 aufweist. In den Untergrundmörtel 6 in den Ausnehmungen reicht eine Bewehrung 13, so dass der Untergrundmörtel mit seinen Vorsprüngen auch Zugspan- nungen besser aufnehmen kann.
Wie besonders deutlich in Fig. 3 ersichtlich, ist die Schiene 4 mit der Betontragplatte 1 lösbar verbunden. Die Tragplatte weist eine Erhöhung 14 auf, so dass die Schienen gegenüber den übri- gen Bereichen der Tragplatte erhöht angeordnet sind. In der Betontragplatte sind Dübel 15 vorge- sehen, de mit Schrauben 16 kooperieren, welche die Schiene 4 über Klemmplatten 17, Unterlags- platte 18 und eine gummielastische Zwischenplatte 19 lösbar mit der Betontragplatte verbinden.
In Fig. 4 ist der Eckbereich einer Betontragplatte 1 im Schnitt dargestellt. In diesem Eckbereich ist ein Gewinde 5 aus Kunststoff eingelassen, das mit dem Gewinde einer Spindel 20 kooperiert.
Diese Spindel 20 weist eine Öse 21 auf, welche zur leichteren Betätigung der Spindel dient. Für die Injizierung des Untergrundmörtels 6 wird nun so vorgegangen, dass die Betontragplatte mit vier an ihren jeweiligen Ecken angeordneten Spindeln am Untergrund 9 oder am Boden einer Betonwanne 7 genau positioniert wird. Die Betonplatte mit einer Dicke d von 160 mm trägt bereits die vorgefer- tigte Beschichtung 11 aus Gummi mit einer Shorehärte A 65. Nach genauer Positionierung der Betontragplatte kann über die Ausnehmungen 2 aber auch über die Injektionsöffnungen 3 der Untergrundmörtel injiziert werden. Die Beschichtung 11 reicht, wie besonders deutlich ersichtlich, über die Konturen der Betontragplatte 1 hinaus und schliesst an die Wandung 28 der Betonwanne 7 an.
Weiters ist eine gummielastische Schichte 27 an der Betontragplatte befestigt und zwischen der Wandung 28 und der Betontragplatte 1 angeordnet. Der Untergrundmörtel weist eine Dicke di von 100 mm (zwischen 3 cm und 20 cm) auf. Die gummielastische Schichte 11 ist an ihrer unteren zur Betonwanne weisenden Fläche mit einem Trennmittel, u. zw. Wachs, versehen. Dadurch kann für den Reparaturfall, also dem Austausch der Betontragplatte, dieselbe leichter entfernt werden.
In Fig. 5 ist ein Bereich der Betontragplatte mit der Ausnehmung 2 dargestellt, wobei deutlich ersichtlich ist, dass die gummielastische Schichte 11 genau der Kontur der Betontragplatte im Bereich der Ausnehmungen entspricht, wohingegen die vorgefertigte gummielastische Beschich- tung 12 auch die Schnittfläche 22 der gummielastischen Beschichtung 11 abdeckt.
Wie in Fig. 6 dargestellt, kann die Beschichtung 12 einteilig ausgebildet sein, wobei in den Be- reichen 23, die den jeweiligen Ecken der Ausnehmungen entsprechen, Materialschwächungen vorgesehen sind, so dass ein einfaches Falten der vorgefertigten Beschichtung in ein Viereck leicht erfolgen kann.
In Fig. 7 sind zwei Betontragplatten 1 dargestellt, zwischen welchen eine Fuge 24 vorgesehen ist. In dieser Fuge 24 ist ein Schuber 25 angeordnet, der nach Erhärten des Untergrundmörtels 6 entfernt werden kann. Die Beschichtung 11reicht über die Konturen der Betonplatte im Bereich der
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Fuge ca. 2,5 cm hinweg und wird durch den Schuber 25 nach unten gedrückt. Hierbei entsteht eine Rinne, die tiefer ist als die untere Fläche der Betontragplatten, durch welche Oberflächenwässer abrinnen können. Strichliert ist eine Abdeckung 26 für die Fuge 24 eingezeichnet, die beispielswei- se aus Kunststoff bestehen kann. In der betonfreien Fuge kann auch ein Gummigranulat oder eine andere komprimierbare Masse angeordnet sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schotterloser Oberbau mit vorgefertigten, schienentragenden Betontragplatten (1), die in
Oberbaulängsrichtung eine grössere Erstreckung als quer hierzu aufweisen, mit zumindest zwei, insbesondere symmetrisch angeordneten, Ausnehmungen (2), die sich, gegebenen- falls durchgehend, von oben nach unten erstrecken und mehreckig, insbesondere recht- eckig, und nach unten offen ausgebildet sind, wobei insbesondere unterschiedlich lange
Seiten vorgesehen sind und die längeren Seiten sich in Richtung der Oberbaulängsrich- tung erstrecken, wobei ein Untergrundmörtel (6), der auf einem Untergrund (9), z. B.
Beton, egalisierten Fels, aufruht, sich zumindest in zwei Ausnehmungen (2) erstreckt und zwischen den vorgefertigten Betontragplatten (1) und dem Untergrundmörtel (6) eine, ins- besondere vorgefertigte, gummielastische Schichte (11), insbesondere mit einem Granulat aus gummielastischen Materialien, an der Unterseite dieser angeordnet ist, wobei die Be- tontragplatten (1) mit ihren Stirnseiten in Abstand mit einer betonfreien Fuge zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die gummielastische Schichte (11) auf der unteren Fläche der Betontragplatte (1) dieselbe, insbesondere zumindest um das 0,02 bis 0,5-Fache der Dicke der Betontragplatte, entlang von zumindest einer, insbesondere drei, Seite (n), ihres gesamten Umfanges, überragt und eine im wesentlichen einheitliche Dicke aufweist, und dass zwischen den Stirnseiten,
die gegebenenfalls mit einer gummielastischen Schichte versehen sind, die betonfreie Fuge, insbesondere mit einer Breite der 0,02 bis 1,5-fachen der Dicke der Betontragplatte, besteht.
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The invention relates to a ballastless superstructure with prefabricated, rail-bearing concrete support plates which have a greater extension in the longitudinal direction of the superstructure than transverse to it.
Rail transport is particularly important for the transportation of goods as well as people. In addition to the design improvements to the rolling stock, the track superstructure is particularly important for both the higher speeds and the increased driving comfort. Furthermore, it is necessary to reduce the maintenance times of the track superstructure as far as possible and to make faults remedied at short notice. These tasks have led to extensive development in the so-called ballastless track superstructure. Different tasks have to be solved with the different constructions. Since the rails should be interchangeable, detachable connections with supports for the rails must be provided.
These supports for the rails can either be a sleeper grate or length-limited concrete slabs. The threshold grate can be arranged, for example, in a concrete that has not yet set, the rails having to be positioned precisely in order to ensure an exact position of the rails. Another possibility is to provide support plates with which the rails are also releasably connected.
For exact positioning in the longitudinal direction of the rail and transversely thereto, semicircular recesses can be provided, for example, at the ends of the plates, which cooperate with corresponding circular cylinders that protrude perpendicularly from the ground. Conversely, circular cylinders can also be excluded in the subsurface, in which circular partial cylinders extending approximately downward protrude. Such cylindrical holding devices do not result in exact positioning, since displacements can take place along the cylindrical surfaces. In the event of a rupture of an extension or of the cylinder which extends upwards from the subsurface, this end of the plate is without any fixation.
A further possibility for fixing such support plates to the subsurface is that recesses, in particular continuous recesses, for example rectangular recesses, are provided in the support plates, it being possible to carry out the orientation in the longitudinal as well as in the transverse direction with the required accuracy. Particularly large forces can be absorbed if several large recesses are provided in the support plate. Another advantage is that the weight of the support plates can also be significantly reduced.
Another important task, which also has to be solved in the case of ballastless superstructure, is that the superstructure must not behave as a rigid body under load, but must deflect elastically under load. Such deflection should take place in the range of a few millimeters. In the case of a ballast bed, this elastic deflection is achieved by compression of the ballast bed, which leads to the expansion of the same again after relief. These processes cause the ballast bed to wear, while the ballast grains below the thresholds are displaced from this area at the same time, so that regular maintenance work, u. between a plugging of the ballast bed, especially under the sleepers, is required. With the ballastless superstructure, a separate construction element is usually provided for this spring process.
In this case, an elastically deformable layer can be arranged below the sleeper grate or the support plates.
A ballastless superstructure is known from EP 0 516 612 B1, which has a foundation plate that is manufactured in situ. This foundation plate can also be trough-shaped. On top of this lies a supporting plate with an underground mortar made of concrete and possibly with steel reinforcement, with which two rails are detachably connected. To fix these concrete slabs in position, the underground mortar can protrude into rectangular, continuous recesses in the base plate. Furthermore, there is the possibility that projections projecting downward relative to the longitudinal direction of the superstructure are provided at the respective ends of the support plate, which protrude into a recess in the foundation plate, the intermediate space also being filled by the subterranean mortar.
A rubber-elastic layer can also be provided in the rectangular recesses between the underground mortar penetrated into it and the support plate. These rubber-elastic coatings correspond exactly to the dimensions of the support plates. To acoustically improve such a construction, the support plates can have a coating on their surfaces adjacent to the air. A
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Such a construction has proven itself, however, work must be carried out with extraordinary accuracy and any damage to the layers must be avoided in order to achieve the desired properties.
From AT 390 976 B, from which prior art the present invention is based, a method for the construction of ballastless superstructure and a superstructure produced by this method are known. In this case, prefabricated concrete support plates are held at a distance from an underground by spindles arranged in the corners thereof. The support plates have continuous recesses. The support plates can have a coating of elastic material, for example polyurethane, on their surface facing the surface and also in the recesses, which is applied in liquid form and then hardens.
Another possibility is that these rubber-elastic layers are prefabricated and applied exactly to the dimensions on the carrier plates. A sub-surface mortar is then introduced through its own injection openings and also through the holding openings. After it has solidified, the supports can be removed. The rails can then be detachably fastened using screws that cooperate with plastic dowels provided in the support plate. A disadvantage of such a method is that work must be carried out with a particularly high degree of accuracy in order to ensure that the entire lower surface of the support plate rests on the substrate mortar only via the rubber-elastic plate and that there are no areas in which the substrate mortar is in direct contact with the support plates.
The aim of the present invention is to create a ballastless superstructure which has easy-to-prefabricate concrete support plates, which have a lower weight and can be arranged in a precisely fixed position, which ensure uniform deflection of the support plate on the sub-surface mortar and which allows sound bridges Avoid as far as possible between the surface and the supporting plates.
The ballast-free superstructure according to the invention with prefabricated, rail-bearing support plates which have a greater extension in the longitudinal direction of the superstructure than transversely thereto, with at least two, in particular symmetrically arranged, recesses which, if appropriate, extend continuously from top to bottom and are polygonal, in particular Rectangular, and are open at the bottom, in particular sides of different lengths are provided and the longer sides extend in the direction of the superstructure longitudinal direction, with an underground mortar that is on a substrate, eg. B.
Concrete, leveled rock, rests, extends at least in two recesses and a, especially prefabricated, rubber-elastic layer, in particular with a granulate of rubber-elastic materials, is arranged on the underside of this between the prefabricated concrete support slabs and the underground mortar, the end faces of the concrete support slabs are arranged at a distance from each other with a concrete-free joint, essentially consists in that the rubber-elastic layer on the lower surface of the concrete support plate, the same, in particular at least 0.02 to 0.5 times the thickness of the concrete support plate, along at least one, in particular three, side (s), overhangs their entire circumference and has an essentially uniform thickness, and that between the end faces,
which are optionally provided with a rubber-elastic layer, the concrete-free joint, in particular with a width of 0.02 to 1.5 times the thickness of the concrete base plate.
Thanks to the prefabricated concrete support plates with which the rails can be detachably fastened, those structural parts of the ballastless superstructure that must have a particularly high level of accuracy cannot be produced on site, but rather by factory production.
By providing recesses, in particular continuous recesses, in the concrete support plate, the weight of the latter can be reduced without essentially influencing the load-bearing capacity, with polygonal, in particular rectangular recesses, the exact positioning of the support plates on the substrate even under high loads be guaranteed particularly advantageous. The desired deflection of the track superstructure can be achieved by arranging a rubber-elastic layer between the leveled sub-surface, such as concrete, for example a concrete mortar lying on top of it, and sound bridges can also be avoided at the same time with exact positioning.
Due to the spaced-apart concrete support plates, they can be held at different temperatures without mutual interference.
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By protruding the rubber-elastic layer over the side edges of the concrete support plate, any direct contact between the sub-surface mortar and the concrete support plate can be avoided, since the protruding edges of the rubber-elastic layer require the support plate to be sealed, so that the space on the one hand is safe the base mortar can be filled and, on the other hand, a direct connection of the base mortar to the concrete base plate can be easily and safely avoided.
By protruding the rubber-elastic layer on at least one side, u. between the end face, which is adjacent to a further concrete support plate, a sealing of the gap between two concrete support plates can be achieved in a simple and effective manner, with the result that penetration of the underground mortar into the joint can be prevented without additional measures. When the support plate is arranged in a trough, a sealing of the concrete support plates against each other and towards the trough can be prevented, whereby a protrusion of the rubber-elastic layer on three sides can already achieve a sufficient seal against the trough and also against the neighboring concrete support plates.
If a concrete-free joint is provided between the end faces of the concrete support plates, which may be covered at the top, the thermal expansion of the concrete support plates is taken into account in a particularly simple manner, surface water also being able to be drained off through the joint.
If the protruding rubber-elastic layer forms on the floor for the joint, penetration of the sub-base mortar into the joint can be avoided in a particularly simple manner, free movement of the concrete support plates being ensured, for example due to the thermal expansion.
If the protruding area or the protruding areas of the rubber-elastic layer of two adjacent concrete base plates is / are oriented downwards at the base of the joint and, if necessary, connected to the sub-surface mortar, the joint between two plates can be sealed to the extent that the sub-surface mortar is not penetrates upwards. It is also possible to use a slipcase between the joints during production, with which the rubber-elastic layer (s) is / are pressed down. After the subsurface mortar has solidified, the slipcase can be removed, the rubber-elastic layer (s) possibly being connected to the subsurface mortar.
This creates a joint which, due to the slipcase, has a predestined width and is also particularly suitable for draining surface water.
If the joint at the top is covered with a profile or a strip made of metal, plastic or the like, free and unimpeded expansion of the concrete slabs can be ensured in the long term, so that damage caused by thermal expansion can be easily avoided.
If the rubber-elastic layer on the underside of the concrete base plates leaves the recesses precisely dimensioned, the layer has a recess which corresponds exactly to the recess in the concrete plate, so that any coatings on the side walls of the recesses can be applied particularly precisely and arise no gaps into which the sub-surface mortar can penetrate, creating a material bond between it and the concrete base plate, which on the one hand causes sound bridges and on the other hand disrupts the required suspension properties.
If the walls of the recesses are provided with a, in particular prefabricated, rubber-elastic coating, which covers the rubber-elastic layer on the underside in the region of the recess, then a particularly secure cladding of the concrete support plate is provided, which ensures that no underground mortar is in direct contact in the Area of the recesses can reach the same.
If the concrete support plate is provided with a longitudinal and transverse slack reinforcement that leaves the recesses free, the concrete support plate can be produced with a particularly low weight, so that on the one hand there is a slight manipulation and on the other hand the inertia of the superstructure that is given with large concrete support plates, can be significantly reduced.
If the walls of a recess are glued with only one prefabricated layer of rubber-elastic material, gaps can also be avoided in the corner areas of the recesses. Such a cladding for the wall can have thinnings of material corresponding to the corners of the recesses, so that they are simply around the respective ones
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Corners can be glued.
If the subsurface mortar and the concrete support plate are at least partially arranged on a concrete slab or in a concrete trough provided on the subsurface, it can be achieved that the forces are not only transferred from the subsurface mortar but also from the concrete support plate via the side walls of the trough to the subsurface. or there is an additional construction element for uniform power transmission on the surface.
If the concrete trough or the concrete slab rests on the sub-surface above essentially full-surface rubber-elastic bearings, it can be preferred in various constructions such as bridges, tunnels and the like. Like. A transmission of vibrations and thus also due to sound can be avoided or weakened particularly easily.
If the rubber-elastic bearings are formed by at least two profiles running in the longitudinal direction of the superstructure, they can be laid in a particularly simple manner, the exact positioning of the trough being able to be achieved with the simplest of means.
If the concrete trough or the concrete slab rests on the sub-surface via a large number of rubber-elastic bearings that are discretely separated from one another, the distance between the bearings can be used to easily control the transmission of vibrations from the concrete supporting plate to the sub-surface. Different distances can be used to prevent vibrations with a certain frequency from being transmitted preferentially from the concrete slabs to the ground.
If a rubber-elastic layer is arranged between the concrete support slab and the side walls of the concrete trough, which is attached to the concrete support slab, direct force can be exerted, however, a compensation is achieved due to the elastic layer, whereby further sound is only passed on insulated becomes.
If the downward-facing surface of the rubber-elastic layer has a release agent, in particular wax, then concrete support plates can be replaced particularly easily, since there is no material connection between the rubber-elastic layer and the sub-surface mortar.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawing.
Show it:
1 a track superstructure according to the invention in the view from above,
2 shows the section along lines 11-11 of FIG. 1,
3 the releasable fastening of a rail,
4 a spindle for adjusting the concrete support plate,
5 the concrete support plate in the area of a recess in section,
Fig. 6 is a rubber-elastic lining for the recess and
Fig. 7 the joint between two concrete slabs.
1 shows two concrete support plates 1 which have recesses 2 and injection openings 3 which are continuous from top to bottom.
Rails 4 are releasably attached to the concrete support plates. Threads 5 are arranged at the four corners of the concrete support plates, which cooperate with spindles for the vertical positioning of the concrete support plates. The support plates have a dimension of 2400 mm by 5160 mm. Usual dimensions are between 2000 mm to 2700 mm by 3000 mm to 7000 mm.
Their thickness is between 140 mm and 250 mm, in the present case 160 mm. The recesses 2 are rectangular, the longer side of the rectangle being arranged parallel to the track superstructure extension and being 900 mm, whereas the width extension is 600 mm.
As can be seen particularly clearly from FIG. 2, the concrete supporting plates lie over a subterranean mortar 6 on a substructure, u. between the bottom of a concrete trough 7. This concrete tub 7 in turn rests on the leveled surface 9 via rubber-elastic profiles 8. Instead of the concrete trough, a concrete slab can also be provided. Furthermore, a continuous rubber-elastic layer can be provided instead of the profiles. In the case of particularly high vibration stresses, the concrete trough or the concrete slab can rest on the surface via a large number of individual, discrete rubber-elastic bearings.
On the one hand, this means that the vibrations are only transmitted to the subsurface at discrete points, and there is also the possibility of different distances between the bearings
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to avoid that vibrations of a certain frequency are preferentially transmitted to the ground. There is also the possibility of defining the distance between the individual bearings from one another in such a way that, for example, vibrations are preferably transmitted only with low intensity or vibrations not provided at all. The concrete support plates 1 have a slack reinforcement 10, which ends on the one hand in front of the recesses 2 and on the other hand runs in the longitudinal direction of the superstructure and transversely to it. The covering with concrete is at least 25 mm.
On its side facing the substrate, the concrete support plate has a prefabricated coating 11, which has a thickness of 30 mm and projects beyond the outer contours of the concrete support plate 1.
This layer is built up with rubber particles with an average size of 15 mm to 20 mm, which are connected by a polyurethane binder. A plastic spray film is also suitable. In relation to the width, the same protrudes at least 5 mm beyond the width of the concrete support plate, whereas in the longitudinal direction of the rail the rubber-elastic coating projects 2.5 cm above the concrete support plate if the coating projects beyond it on each face of the concrete plate. If there is only one protrusion on three sides, then a coating protrudes over the joint.
If the concrete supporting slabs are not in a tub, but only on another concrete slab or on the leveled sub-floor above the sub-surface mortar, it is sufficient that the joint is sealed between two supporting slabs. This sealing of the joint can either be carried out by means of a rubber-elastic coating provided only on a support plate, or it can also be carried out by rubber-elastic coatings which protrude from the two end faces of the support plates. The subterranean mortar 6 also protrudes into the recesses 2 of the concrete support plate, the side walls of the concrete support plate also having a rubber-elastic coating 12. A reinforcement 13 extends into the sub-base mortar 6 in the recesses, so that the sub-base mortar with its projections can also better absorb tensile stresses.
As can be seen particularly clearly in FIG. 3, the rail 4 is detachably connected to the concrete support plate 1. The support plate has an elevation 14, so that the rails are arranged higher than the other areas of the support plate. In the concrete support plate, dowels 15 are provided, which cooperate with screws 16, which releasably connect the rail 4 to the concrete support plate by means of clamping plates 17, base plate 18 and a rubber-elastic intermediate plate 19.
4, the corner area of a concrete support plate 1 is shown in section. In this corner area, a thread 5 made of plastic is embedded, which cooperates with the thread of a spindle 20.
This spindle 20 has an eyelet 21, which serves for easier actuation of the spindle. For the injection of the underground mortar 6, the procedure is now such that the concrete support plate with four spindles arranged at its respective corners is positioned precisely on the substrate 9 or on the bottom of a concrete trough 7. The concrete slab with a thickness d of 160 mm already has the prefabricated rubber coating 11 with a Shore hardness of A 65. After the concrete slab has been precisely positioned, the mortar can also be injected via the recesses 2 and the injection openings 3. The coating 11 extends, as can be seen particularly clearly, beyond the contours of the concrete support plate 1 and adjoins the wall 28 of the concrete trough 7.
Furthermore, a rubber-elastic layer 27 is fastened to the concrete support plate and arranged between the wall 28 and the concrete support plate 1. The underground mortar has a thickness di of 100 mm (between 3 cm and 20 cm). The rubber-elastic layer 11 is on its lower surface facing the concrete trough with a release agent, u. between wax. This makes it easier to remove it for repairs, i.e. replacing the concrete support plate.
5 shows a region of the concrete support plate with the recess 2, it being clearly evident that the rubber-elastic layer 11 corresponds exactly to the contour of the concrete support plate in the region of the recesses, whereas the prefabricated rubber-elastic coating 12 also includes the cut surface 22 of the rubber-elastic Coating 11 covers.
As shown in FIG. 6, the coating 12 can be formed in one piece, material weaknesses being provided in the areas 23 which correspond to the respective corners of the recesses, so that the prefabricated coating can easily be folded into a square.
In Fig. 7 two concrete support plates 1 are shown, between which a joint 24 is provided. In this joint 24 a slipcase 25 is arranged, which can be removed after hardening of the underground mortar 6. The coating 11 extends over the contours of the concrete slab in the area of the
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Groove approx. 2.5 cm away and is pushed down by slipcase 25. This creates a channel that is deeper than the lower surface of the concrete slab, through which surface water can drain. A dashed line 26 for the joint 24 is drawn in, which can be made of plastic, for example. A rubber granulate or another compressible mass can also be arranged in the concrete-free joint.
PATENT CLAIMS:
1. Ballastless superstructure with prefabricated, rail-bearing concrete support plates (1), which in
The longitudinal direction of the superstructure has a greater extension than transverse to it, with at least two, in particular symmetrically arranged, recesses (2) which, if appropriate, extend continuously from top to bottom and are polygonal, in particular rectangular, and open at the bottom, with different lengths in particular
Sides are provided and the longer sides extend in the direction of the longitudinal direction of the superstructure, an underground mortar (6) which is placed on an underground (9), e.g. B.
Concrete, leveled rock, rests, extends in at least two recesses (2) and, between the prefabricated concrete supporting slabs (1) and the sub-surface mortar (6), a particularly prefabricated, rubber-elastic layer (11), in particular with a granulate made of rubber-elastic materials , is arranged on the underside of the latter, the end faces of the concrete support plates (1) being arranged at a distance from one another with a concrete-free joint, characterized in that the rubber-elastic layer (11) is the same on the lower surface of the concrete support plate (1), in particular at least 0.02 to 0.5 times the thickness of the concrete support plate, along at least one, in particular three, side (s), over their entire circumference, and has a substantially uniform thickness, and that between the end faces,
which are optionally provided with a rubber-elastic layer, the concrete-free joint, in particular with a width of 0.02 to 1.5 times the thickness of the concrete support plate.