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Die Erfindung hat einen Gleisoberbau mit Schwellen und Schienen für den schienengeleiteten Verkehr sowie eine Zwischenlage für einen derartigen Gleisoberbau zum Gegenstand..
Der schienengebundene Verkehr, sei es für Personen oder Güter, weist den besonderen Vorteil auf, dass nur ein geringer Energieeinsatz erforderlich ist. Weiters kann auch die Emission von Schall und Schadstoffen besonders gering gehalten werden. Neben Massnahmen, um einerseits die Schallemissionen besonders gering zu halten und andererseits eine Weiterleitung des Luftschalles zu vermeiden, also beispielsweise durch Vorsehen von Schallschutzwänden u. dgl. sind Massnahmen gesetzt worden, um den Körperschall, also die Weiterleitung des Schalles durch feste Materie, z. B. Beton, Erdreich, zu verringern. Schienen weisen in der Regel eine besonders gute Schalleitung auf, wobei Schall durch Wechselwirkung zwischen dem Rad des rollenden Materials und der Schiene bedingt wird.
Eine Weiterleitung von der Schiene auf die darunter angeordnete Schwelle kann durch dazwischen angeordnete Dämmelemente, beispielsweise aus gummielastischem Material, verringert werden, wobei durch spezifische Ausbildung dieser gummielastischen Zwischenlagen auch erwünschte Lagen von Schienen, z. B. zur Vermeidung von Wankbewegungen, erwünschte unterschiedliche Belastbarkeit in Kurven od. dgl. erreicht werden können. Trotz all dieser Massnahmen wird Körperschall von den Schienen auf die Schwellen übertragen und von diesen wieder in den Untergrund eingeleitet. Selbst wenn dieser Untergrund körperschallmässig gegenüber der angrenzenden Umgebung isoliert ist, muss die Einleitung des Körperschalles so gering wie möglich gehalten werden.
Für diesen Zweck ist es bekannt, zwischen Schwellen und Untergrund Zwischenlagen aus schalldämmendem oder nur schlecht schalleitendem Material vorzusehen.
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Aus der AT 353. 301, lS wird ein schotterloser Bahnoberbau bekannt, welcher insbesondere für Brücken bestimmt ist. Hiebei sind auf einem Tragwerk nach oben und zur Schwellenmitte hin offene Stahltröge über eine Ausgleichsschichte angeordnet. In diesen Stahltrögen ist eine elastische Zwischenschichte, z. B. eine Rippenplatte aus Gummi oder weichgeschäumten Polyurethan vorgesehen ist. Auf dieser Zwischenschichte ruhen sodann die Schwellen, z. B. aus Beton, auf.
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beiden Enden von Schwellen angeordnet sind.
Der Untergrund besteht aus Beton, wobei die Schwellen in Ausnehmungen des Unterbetons angeordnet sind, die in etwa jenen der Schwellenenden entsprechen. Die zwischen den Ausnehmungen und den Schwellenenden angeordneten Schwellenschuhe sind im wesentlichen nach oben offen und weisen an den zu den Schwellen weisenden Flächen Nuten auf, die mit Ausnahme am Stirnstück des Schuhes in Schwellenlängsrichtung verlaufen. Obwohl die erwünschte Schalldämmung und elastische Einfederung der Schwellen mit derartigen Schwellenschuhen erreicht werden konnten, treten Bruche an der Ober- und Unterseite von Schwellen auf. Wie bekannt, weisen Materialien, wie Beton od. dgl., zwar sehr hohe Druckfestigkeiten auf, jedoch sind die Zugfestigkeiten gering.
Für diesen Zweck können innerhalb der Schwellen Elemente zur Erhöhung der Zugfestigkeit, wie beispielsweise Stahleinlagen im Beton oder auch andere Verstärkungseinlagen, vorgesehen sein. Eine Schwelle unterliegt jedoch bei Belastung durch das rollende Material, insbesondere einer Triebeinheit, einer besonders starken Belastung, die zu einer wellenförmigen Verbiegung führt. Hiebei sind die Bereiche, welche unterhalb der Schienen angeordnet sind, einer besonders starken Durchbiegung unterworfen, wohingegen die angrenzenden Bereiche eine geringere Verformung aufweisen.
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Dementsprechend liegen Zug- und Druckbeanspruchungen an der Schwellenober- und -unterseite vor.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Gleisoberbau zu schaffen, bei welchem die Schwellen eine höhere Lebensdauer aufweisen, wobei gleichzeitig eine entsprechende Dämpfung der Schalleitung im Untergrund durchgeführt wird.
Weiters besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Gradienten der Biegelinie der Schwellen in Schwellenlängsrichtung zu verringern.
Der erfindungsgemässe Gleisoberbau mit Schwellen, welche mit zumindest zwei Schienen mit Schienenfuss für den schienengeleiteten, z. B. innerstädtischen Verkehr, insbesondere lösbar, verbunden sind, und die Schwellen aus einem im wesentlichen starren Material, z. B. Beton, Polyurethanhartschaum, aufgebaut sind und zumindest die Enden der Schwellen auf einem starren Untergrund, z. B.
Unterbeton, vorzugsweise in etwa den Schwellenenden entsprechenden nach oben und zur Gleismitte hin offenen Ausnehmungen, am Untergrund über gummielastische Zwischenlagen, insbesondere Schwellenschuhen, aufruhen, wobei die Zwischenlagen Bereiche unterschiedlicher gummielastischer Verformbarkeit aufweisen, besteht im wesentlichen darin, dass zumindest Bereiche der jeweiligen Zwischenlagen, welche unterhalb der Schwellen angeordnet sind, in Schwellenlängsrichtung eine unterschiedliche gummielastische Verformbarkeit aufweisen, wobei der Bereich unterhalb des Schienenfusses eine geringere Verformbarkeit als der/die an diesem (n) anschliessende (n) Bereich (e) aufweist/aufweisen. Ein derartiger Gleisoberbau, welcher beispielsweise für U-Bahnen, Stadtbahnen, Strassenbahnen, aber auch auf Brücken, Tunnels, Bahnsteigen,
seine bevorzugte Anwendung finden kann, bietet einerseits den Vorteil des sogenannten schotterlosen Gleisoberbaues an, welcher im wesentlichen in einer
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geringen Bauhöhe und hoher Standfestigkeit besteht. Die erforderliche Einfederung der Schwellen kann durch die gummielastische Verformbarkeit einer Zwischenlage erreicht werden, welche gleichzeitig eine Weiterleitung des Körperschalles von den Schwellen in den Untergrundbeton wesentlich verringert.
Gleichgültig, ob lediglich Zwischenlagen unterhalb den Endbereichen der Schwellen oder ob Zwischenlagen, die durchgehend von einem Schwellenende zum anderen Schwellenende ausgeführt ist, vorgesehen sind, kann der Bereich einer geringeren Verformbarkeit unterhalb des Bereiches des Schienenfusses, welcher die erhöhte Krafteinleitung auf die Schwelle bewirkt, einen grösseren Widerstand entgegensetzen, womit die in etwa doppel-S-förmige Deformation der Schwelle wesentlich verringert werden kann.
Weist die Zwischenlage in Längsrichtung der Schwelle verlaufende zumindest einseitig offene Nuten auf, so kann, wie an sich bekannt, eine Einfederung der Zwischenlage besonders wirksam erreicht werden, wobei gleichzeitig die Lebensdauer der Zwischenlage gegenüber einem Vollmaterial in der Regel erhöht wird, da während der Deformation Gestaltsänderungen eintreten und das Material während der Deformation in die Hohlräume der Nuten ausweichen kann, so dass die während der Belastung und Entlastung von der Zwischenschicht geleistete Arbeit nicht nur durch einen Randbereich, sondern durch eine Vielzahl von Flächenbereichen gewährleistet ist. Weiters bieten die Nuten den Vorteil, dass beispielsweise Verunreinigungen, aber auch Oberflächenwässer abgeleitet werden können.
Weisen die an dem Bereich geringerer gummielastischer Verformbarkeit anschliessenden Bereiche stufenförmig und/oder kontinuierlich von diesem ausgehend eine zunehmende gummielastische Verformbarkeit auf, so ist auf besonders wirksame
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Weise der unterschiedlichen entgegenzuwirkenden Deformation bei der Biegebeanspruchung der Schwelle Rechnung getragen.
Werden die Bereiche unterschiedlicher gummielastischer Verformbarkeit mit Materialausnehmungen, z. B. Nuten, Durchbrechungen, Sacklöcher od. dgl. gebildet, so kann unter Beibehaltung eines Materials die unterschiedliche gummielastische Verformbarkeit erreicht werden, wobei weiters die Lebensdauer einer derartigen Zwischenlage erhöht werden kann.
Sind die Bereiche unterschiedlicher gummielastischer Verformbarkeit mit unterschiedlichen Materialien gebildet, so können beispielsweise auch zusätzlich zu den Durchbrechungen, Nuten od. dgl. weitere Ausgestaltungen vorgenommen werden, wobei durch die unterschiedlichen Materialien auch Reflexionsstellen für den Körperschall aufgebaut werden können. Unterschiedliche Materialien können beispielsweise auch durch unterschiedliche Schäumung eines Grundmaterials erzielt werden.
Sind Nuten in Längsrichtung der Schwelle vorgesehen, wobei die zwischen diesen liegenden Stegen Durchbrechungen aufweisen, so kann über diese Durchbrechungen die unterschiedliche Verformbarkeit bedingt sein.
Sind die Durchbrechungen der Stege an den Bereichen vorgesehen, die an den Bereichen geringerer gummielastischer Verformbarkeit anschliessen, so kann mit geringstem Aufwand, beispielsweise in den Formen zur Herstellung von derartigen Zwischenlagen, die unterschiedliche gummielastische Verformbarkeit realisiert werden, wobei weiters eine besondere leichte Entnahme der Zwischenlagen aus der Form erreicht werden kann. Weiters weist eine derartige Zwischenlage eine besonders hohe Lebensdauer auf.
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Sind die Durchbrechungen stufenförmig mit Zunahme der Entfernung zum Bereich geringerer Verformbarkeit grösser, so kann eine quasi kontinuierliche Zunahme der gummielastischen Verformbarkeit in den beiden Randbereichen der Zwischenlage erreicht werden.
Weisen die Nuten eine Bodenfläche auf, welche dieselbe Entfernung zu der Schwelle aufweisen, wie eine Bodenfläche der Druchbrechung oder Sacklöcher, so wird ab einer bestimmten Einfederung der Schwelle einer weiteren Einfederung eine über die gesamte Fläche der Zwischenlage in etwa gleicher Widerstand gegen die weitere Verformung entgegengesetzt.
Weisen die Durchbrechungen und/oderSacklöcher Erhebungen auf, die im unbelasteten Zustand der Schwelle nicht bis zu dieser reichen, so kann durch die Erhebungen bewirkt werden, dass zumindest zwei unterschiedliche Bereiche der Einfederung, u. zw. Einfederung der Schwelle bis zu den Erhebungen und dann unter Deformation der Erhebungen erhalten werden können.
Liegt die Zwischenlage am Untergrund plan auf, so kann eine Zerstörung durch Eindringen von Verunreinigungen, Sandkörnchen, Splitt od. dgl., zwischen Zwischenlage und Untergrund besonders einfach vermieden werden.
Weist die Zwischenlage, insbesondere im Bereich der geringeren gummielastischen Verformbarkeit, eine Gewebeeinlage, z. B. mit Stahlcord oder Textilcord, auf, so kann eine Formänderung in Richtung der Gewebeeinlage begrenzt werden, wobei gleichzeitig eine Beeinflussung der Lebensdauer erreicht werden kann und die Kraftaufnahme erhöht sowie die Weiterreissfestigkeit des gummielastischen Materials besonders wirksam verringert werden kann.
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Die erfindungsgemässe Zwischenlage, gegebenenfalls Schwellenschuh, insbesondere für einen Gleisoberbau des schienengeleiteten Verkehrs, welche mit einem gummielastischen Material aufgebaut ist, wobei Bereiche unterschiedlicher gummmielastischer Verformbarkeit vorgesehen sind, besteht im wesentlichen darin, dass, bezogen auf die Längsrichtung der Zwischenlage, zumindest ein, insbesonderer mittlerer, Bereich, mit geringerer gummielastischer Verformbarkeit vorgesehen ist und gegebenenfalls beidseitig zu demselben, Bereiche mit höherer gummielastischer Verformbarkeit angeordnet sind.
Mit einer derartigen Zwischenlage, insbesondere einem Schwellenschuh, kann sowohl die geringe Weiterleitung des Körperschalles als auch die erforderliche Einfederung der Schwelle erreicht werden, wobei gleichzeitig die Biegebeanspruchungen der Schwellen geringer gehalten werden können.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Beispiele näher erläutert.
Es zeigen : Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Gleisoberbau, Fig. 2 den Untergrund ohne Schwellen in Draufsicht gemäss Fig. l, Fig. 3 ein Diagramm über die Durchbiegung von Schwellen, Fig. 4 einen Schwellenschuh in Draufsicht und die Fig. 5 und 6 Schnitte gemäss der Linien V - V und VI. VI der Fig. 4,
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Fig. 7 und 8 in einem Schnitt durch eine Zwischenlage in Längsrichtung zur Schwelle, Fig. 9 eine weitere planparallele Zwischenlage mit Sachlöchern, Fig. 10 einen Schnitt durch die Zwischenlage gemäss Fig. 9 entsprechend der Linie X - X und Fig. 11 einen Querschnitt durch die Zwischenlage gemäss Fig. 9 entsprechend der Linien XI-XI.
Der in Fig. 1 dargestellte Gleisoberbau weist einen Unterbetön 1 mit Ausnehmungen 2 auf, wobei in den Ausnehmungen 2 über Schwellenschuhe 3 die Schwelle 4 aus Stahlbeton ruht. Die Schwelle kann aus anderen Materialien, wie beispielsweise Polyurethanhartschaum, Polyesterbeton, aber auch aus Metall bestehen.
Auf der Schwelle ruhen Schienen 5 über ihren Schienenfuss 6 und einer Zwischenlage 7 auf. Die Schienen sind über nicht dargestellte Winkelplatten und Schrauben sowie Schienenklammern mit der Schwelle lösbar verbunden. Die Schwelle ruht, wie bereits ausgeführt, über den Schwellenschuh 3 auf dem Unterbeton 1 auf.
Der Schwellenschuh weist drei planparallele Bereiche 8,9 und 10 auf, die eine unterschiedliche gummielastische Verformbarkeit besitzen. Der Bereich 8, welcher unterhalb des Schienenfusses 6 vorgesehen ist, besitzt eine wesentlich geringere gummielastische Verformbarkeit als die daran schliessenden Bereiche 9, 10 mit einer grösseren gummielastischen Verformbarkeit.
In Fig. 2 sind die nebeneinander angeordneten Ausnehmungen 2 zur Aufnahme der hier nicht dargestellten Schwellenschuhe und Schwellen im Unterbeton 1 besonders deutlich ersichtlich. Die Ausnehmungen sind nach oben und zur Gleismitte hin offen
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ausgebildet und so dimensioniert, dass sie die Enden der Schwellen unter Einschluss der Schwellenschuhe aufnehmen können.
Fig. 3 zeigt ein Diagramm von der Einfederung einer Schwelle bei Belastung, wobei S die Lage der Schienen, welche einen Abstand von 1. 450 mm aufweisen. 0 bedeutet die Lage der Unterkante der Schwelle bei keiner Belastung, strichliert ist die Lage der Unterfläche bei in Längsrichtung gleichmässiger gummielastischer Verformbarkeit dargestellt, wohingegen die strichpunktierte Linie die Deformation der unteren Schwellenfläche dargestellt ist, mit einem Schwellenschuh gemäss Fig. 4.
Wie deutlich ersichtlich, tritt bei Belastung der Schwelle ein maximales Einfedern der Schwellenunterseite um 2 mm ein, wobei die Endbereiche der Schwelle und der Mittelbereich der Schwelle lediglich um l mm einfedern. Demgemäss liegt eine starke Deformation und zugmässige Beanspruchung der Schwelle vor. Bei der erfindungsgemässen Ausbildung des Gleisoberbaues tritt auch eine Einfederung um 2 mm ein, wobei die Endbereiche der Schwellen und der Mittelbereich der Schwelle um ca. 1, 8 mm einfedern, wodurch eine wesentlich geringere Biegespannung der Schwelle gegeben ist. Gleichzeitig wird durch die modifizierte Biegelinie der Schwelle auch eine Änderung der Resonanzfrequenz bei annähernd gleicher Einspannlänge, also im wesentlichen Abstand der Auflagepunkte unterhalb des Schienenfusses erreicht.
Der in Fig. 4 in Draufsicht dargestellte Schwellenschuh 3 weist einen mittleren Bereich 8, welcher unterhalb des Schienenfusses zu liegen kommt und anschliessende Bereiche 9, 10 auf. Der mittlere Bereich 8 weist, wie besonders deutlich in Fig. 5 ersichtlich, durchgehende Stege 11 auf, wohingegen in den anschliessenden Bereichen 9 und 10 Durchbrechungen 12 der Stege vorgesehen sind, durch welche unterschiedlich grosse Stegteile 13 gebildet
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sind. Die an die Schwelle anliegenden Teile des Schwellenschuhes weisen Nuten 14 auf.
Wie in Fig. 6 ersichtlich, werden durch die Stegteile 13 bzw.
Stege 11 weitere Nuten 15 gebildet.
Die in Fig. 7 dargestellte Zwischenlage 16 weist einen mittleren Bereich 8 aus Gummi mit Shorehärte 40 bis 90 auf, der sich in seinem unteren Teil in die Bereiche 9 und 10 erstreckt. In den Bereichen 9 und 10 ist ein weiterer Gummi mit einer Shorehärte 40 bis 90 vorgesehen, womit der Bereich 8 wesentlich schwerer gummielastisch deformierbar ausgebildet werden kann als die Bereiche 9, 10.
Der Übergang von dem härteren gummielastischen Material in den weiteren gummielastischen Mateial muss nicht stufenförmig, wie in Fig. 7 dargestellt, sondern kann auch keilförmig, wie hier im Schnitt dargestellt, erfolgen. Sowohl ein stufenförmiger als auch ein kontinuierlicher Übergang kann beispielsweise auch durch entsprechendes Schäumen des Materials erreicht werden.
Die in Fig. 9 in Ansicht von oben gezeigte Zwischenlage 16 weist in den Bereichen 9 und 10 Sacklöcher 17 auf, in welchen Erhebungen 18 vorgesehen sind.
Wie besonders deutlich im Schnitt der Fig. 10 zu sehen, ist die Bodenfläche 19 des Sackloches 17 tiefer angeordnet als die Stirnfläche 20 der Erhebung 18, so dass im unbelasteten Zustand der Schwelle die Stirnfläche 20 der Erhebung 18 nicht an der Schwelle zum Anliegen kommt. Bei Belastung der Schwelle tritt, wenn die Schwelle soweit einfedert, dass sie auch auf der Stirnfläche der Erhebungen zum Anliegen kommt, ein grösserer Widerstand gegen
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die Deformation auf, so dass dem Einfedern ein grösserer Widerstand sodann entgegengesetzt wird.
Um die Formbeständigkeit der Zwischenlage zu erhöhen, kann, wie in Fig. 1 I dargestellt, im mittleren Bereich eine Gewebelage 21, z. B. aus Stahlcord oder Textilcord, vorgesehen sein. Diese kann, falls erwünscht, sich auch über die anderen Bereiche erstrecken.
Um eine Einfederung des mittleren Bereiches 8 um 2 mm zu erreichen, ist eine Beaufschlagung mit etwa 60 N/cm2 bis 80 N/cm2 erforderlich, wohingegen bei den Bereichen 9 und 10 eine Beaufschlagung mit etwa 25 N/cm2 bis 30 N/cm2 eine Einfederung von 2 mm bewirkt.
Die Zwischenlage kann auch entlang der gesamten Unterfläche der Schwelle vorgesehen sein, wobei dann zwei Bereiche, welche jeweils unterhalb der Schienenfüsse vorgesehen sind, eine geringere gummielastische Verformbarkeit aufweisen als die anschliessenden Bereiche. Falls drei oder mehr Schienen auf einer Schwelle angeordnet sind, wie beispielsweise im Bereich einer Weiche, können mehrere derartige Bereiche mit geringerer gummielastischer Verformbarkeit vorgesehen sein, wobei auch die Möglichkeit besteht, derartige Zwischenlagen in Längsrichtung zur Schwelle in Abstand zueinander anzuordnen und beispielsweise durch Klebung mit der Schwelle zu verbinden.
Als Materialien für die Zwischenlagen sind natürliche und künstliche Stoffe, wie Gummi, Polyurethan, Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid od. dgl., geeignet.
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The object of the invention is a track superstructure with sleepers and rails for rail-guided traffic and an intermediate layer for such a track superstructure.
Rail transport, whether for people or goods, has the particular advantage that only a small amount of energy is required. Furthermore, the emission of noise and pollutants can be kept particularly low. In addition to measures to keep noise emissions particularly low on the one hand and to prevent airborne noise from being passed on, for example, by providing noise protection walls and the like. Measures have been taken to reduce structure-borne noise, that is, the transmission of sound through solid matter, e.g. B. concrete, soil. Rails generally have a particularly good formwork conductor, whereby sound is caused by the interaction between the wheel of the rolling material and the rail.
A forwarding from the rail to the threshold arranged below it can be reduced by means of insulating elements arranged in between, for example made of rubber-elastic material. Specific positions of these rubber-elastic intermediate layers also allow desired layers of rails, e.g. B. to avoid roll movements, desired different resilience in curves or the like. Can be achieved. Despite all these measures, structure-borne noise is transmitted from the rails to the sleepers and from there back into the ground. Even if this subsurface is insulated from the surrounding environment in terms of structure-borne noise, the introduction of structure-borne noise must be kept as low as possible.
For this purpose, it is known to provide intermediate layers of sound-absorbing or poorly sound-conducting material between sleepers and underground.
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A ballastless track superstructure is known from AT 353. 301, IS, which is intended in particular for bridges. Hiebei are arranged on a supporting structure upwards and steel troughs open towards the middle of the threshold via a leveling layer. In these steel troughs an elastic intermediate layer, for. B. a ribbed plate made of rubber or soft foamed polyurethane is provided. The sleepers then rest on this intermediate layer, e.g. B. made of concrete.
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both ends of sleepers are arranged.
The subsurface is made of concrete, the sleepers being arranged in recesses in the subsurface which correspond approximately to those of the sleeper ends. The sleeper shoes arranged between the recesses and the sleeper ends are essentially open at the top and have grooves on the surfaces facing the sleeper, which run in the longitudinal direction of the sleeper, with the exception of the end piece of the shoe. Although the desired sound insulation and elastic deflection of the sleepers could be achieved with such sleepers, cracks occur on the top and bottom of sleepers. As is known, materials such as concrete or the like have very high compressive strengths, but the tensile strengths are low.
For this purpose, elements for increasing the tensile strength, such as steel inserts in the concrete or other reinforcing inserts, can be provided within the sleepers. However, a threshold is subject to a particularly strong load when loaded by the rolling material, in particular a drive unit, which leads to a wavy bending. The areas which are arranged underneath the rails are subject to a particularly strong deflection, whereas the adjacent areas have less deformation.
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Accordingly, there are tensile and compressive stresses on the top and bottom of the sleeper.
The object of the present invention is to provide a track superstructure in which the sleepers have a longer service life, with a corresponding damping of the formwork line being carried out in the ground at the same time.
A further object of the present invention is to reduce the gradient of the bending line of the sleepers in the longitudinal direction of the sleepers.
The track superstructure according to the invention with sleepers, which with at least two rails with a rail foot for the rail-guided, z. B. inner city traffic, in particular detachable, connected, and the thresholds made of a substantially rigid material, for. B. concrete, rigid polyurethane foam, and at least the ends of the sleepers on a rigid surface, for. B.
Sub-concrete, preferably roughly corresponding recesses that are open at the top and towards the middle of the track, rest on the subsurface via rubber-elastic intermediate layers, in particular sleeper shoes, the intermediate layers having areas of different rubber-elastic deformability, consists essentially in that at least areas of the respective intermediate layers, which are arranged below the sleepers, have a different rubber-elastic deformability in the longitudinal direction of the sleepers, the region below the rail foot being less deformable than the region (s) adjoining this (s). Such a track superstructure, which is used, for example, for subways, light rail vehicles, trams, but also on bridges, tunnels, platforms,
can find its preferred application, offers on the one hand the advantage of the so-called ballastless track superstructure, which essentially in one
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low height and high stability. The necessary deflection of the sleepers can be achieved through the rubber-elastic deformability of an intermediate layer, which at the same time significantly reduces the transmission of structure-borne noise from the sleepers into the underground concrete.
Regardless of whether only intermediate layers are provided below the end regions of the sleepers or whether intermediate layers are provided that run continuously from one end of the sleeper to the other end of the sleeper, the area of lower deformability below the region of the rail foot, which brings about the increased introduction of force to the sleeper, can be one oppose greater resistance, which can substantially reduce the approximately double-S-shaped deformation of the threshold.
If the intermediate layer has grooves extending at least on one side in the longitudinal direction of the sleeper, then, as is known per se, deflection of the intermediate layer can be achieved particularly effectively, and at the same time the service life of the intermediate layer is generally increased compared to a solid material, since during the deformation Shape changes occur and the material can escape into the cavities of the grooves during the deformation, so that the work performed during the loading and unloading of the intermediate layer is ensured not only by an edge area but also by a large number of surface areas. The grooves also have the advantage that, for example, contaminants, but also surface water, can be drained off.
If the regions adjoining the region of lower rubber-elastic deformability have an increasing rubber-elastic deformability in a step-like manner and / or continuously, this is particularly effective
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Way of counteracting the different deformation to be taken into account when bending the threshold.
Are the areas of different rubber-elastic deformability with material recesses, for. B. grooves, openings, blind holes or the like. Formed, the different rubber-elastic deformability can be achieved while maintaining a material, and the life of such an intermediate layer can be further increased.
If the areas of different rubber-elastic deformability are formed with different materials, then, for example, in addition to the openings, grooves or the like, further configurations can also be undertaken, wherein the different materials can also be used to build up reflection points for structure-borne noise. Different materials can also be achieved, for example, by different foaming of a base material.
If grooves are provided in the longitudinal direction of the threshold, the webs lying between them having openings, the different deformability can be caused by these openings.
If the openings of the webs are provided in the areas which adjoin the areas of lower rubber-elastic deformability, the different rubber-elastic deformability can be realized with the least effort, for example in the molds for producing such intermediate layers, furthermore a particularly easy removal of the intermediate layers can be achieved from the form. Furthermore, such an intermediate layer has a particularly long service life.
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If the perforations are larger in steps with increasing distance to the area of lower deformability, a quasi-continuous increase in the elasticity of the rubber in the two edge areas of the intermediate layer can be achieved.
If the grooves have a bottom surface which is at the same distance from the threshold as a bottom surface of the opening or blind holes, then after a certain deflection of the threshold, a further deflection is opposed to approximately the same resistance against the further deformation over the entire surface of the intermediate layer .
If the openings and / or blind holes have elevations which do not reach the threshold in the unloaded state, the elevations can cause at least two different areas of deflection, u. between deflection of the threshold up to the elevations and then with deformation of the elevations can be obtained.
If the intermediate layer lies flat on the substrate, destruction by the penetration of contaminants, grains of sand, grit or the like between the intermediate layer and the substrate can be avoided in a particularly simple manner.
If the intermediate layer, in particular in the area of the lower rubber-elastic deformability, a fabric insert, e.g. B. with steel cord or textile cord, so a change in shape in the direction of the fabric insert can be limited, while influencing the service life can be achieved and the force absorption increased and the tear resistance of the rubber-elastic material can be reduced particularly effectively.
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The intermediate layer according to the invention, optionally a sleeper shoe, in particular for a track superstructure of rail-guided traffic, which is constructed with a rubber-elastic material, areas of different rubber-elastic deformability being provided, consists essentially in that, based on the longitudinal direction of the intermediate layer, at least one, in particular medium , Area with less rubber-elastic deformability is provided and, if necessary, are arranged on both sides of the same, areas with higher rubber-elastic deformability.
With such an intermediate layer, in particular a sleeper shoe, both the low transmission of structure-borne noise and the required deflection of the sleeper can be achieved, while at the same time the bending stresses of the sleeper can be kept lower.
The invention is explained in more detail below with the aid of the examples.
1 shows a cross section through a track superstructure, FIG. 2 shows the subsurface without sleepers in a top view according to FIG. 1, FIG. 3 shows a diagram of the deflection of sleepers, FIG. 4 shows a sleepers shoe in top view and FIGS. 5 and 6 cuts according to lines V - V and VI. VI of Fig. 4,
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7 and 8 in a section through an intermediate layer in the longitudinal direction to the threshold, FIG. 9 shows a further plane-parallel intermediate layer with holes, FIG. 10 shows a section through the intermediate layer according to FIG. 9 along the line X-X and FIG. 11 shows a cross section 9 according to the lines XI-XI.
The track superstructure shown in FIG. 1 has a sub-concrete 1 with recesses 2, the threshold 4 made of reinforced concrete resting in the recesses 2 via sleeper shoes 3. The threshold can be made of other materials, such as rigid polyurethane foam, polyester concrete, but also of metal.
Rails 5 rest on the threshold above their rail base 6 and an intermediate layer 7. The rails are releasably connected to the threshold by means of angle plates and screws and rail clips, not shown. As already stated, the threshold rests on the base concrete 1 via the threshold shoe 3.
The sleeper shoe has three plane-parallel regions 8, 9 and 10, which have different rubber-elastic deformability. The area 8, which is provided below the rail foot 6, has a significantly lower rubber-elastic deformability than the adjoining areas 9, 10 with a greater rubber-elastic deformability.
In Fig. 2 the side by side recesses 2 for receiving the threshold shoes and sleepers not shown here in the sub-concrete 1 are particularly clearly visible. The recesses are open at the top and towards the middle of the track
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trained and dimensioned so that they can accommodate the ends of the sleepers including the sleeper shoes.
3 shows a diagram of the deflection of a threshold under load, where S is the position of the rails, which are at a distance of 1,450 mm. 0 means the position of the lower edge of the threshold at no load, the position of the lower surface is shown in dashed lines with rubber-elastic deformability in the longitudinal direction, whereas the dash-dotted line shows the deformation of the lower threshold surface with a sleeper shoe according to FIG. 4.
As can clearly be seen, the threshold underside is maximally compressed by 2 mm when the threshold is loaded, the end regions of the threshold and the middle region of the threshold only compressing by 1 mm. Accordingly, there is a strong deformation and tensile stress on the threshold. In the construction of the track superstructure according to the invention, a deflection of 2 mm also occurs, the end regions of the sleepers and the middle region of the sleepers deflecting by approximately 1.8 mm, which results in a significantly lower bending stress of the sleeper. At the same time, the modified bending line of the threshold also results in a change in the resonance frequency with approximately the same clamping length, that is to say essentially the distance between the support points below the rail foot.
The sleeper shoe 3 shown in plan view in FIG. 4 has a central region 8 which comes to lie below the rail foot and adjoining regions 9, 10. The central region 8, as can be seen particularly clearly in FIG. 5, has continuous webs 11, whereas in the adjoining regions 9 and 10 there are openings 12 in the webs by which web parts 13 of different sizes are formed
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are. The parts of the sleeper shoe which bear against the sleeper have grooves 14.
As can be seen in FIG. 6, the web parts 13 and
Web 11 further grooves 15 formed.
The intermediate layer 16 shown in FIG. 7 has a central region 8 made of rubber with Shore hardness 40 to 90, which extends into the regions 9 and 10 in its lower part. A further rubber with a Shore hardness 40 to 90 is provided in the regions 9 and 10, whereby the region 8 can be made elastically deformable to a significantly greater extent than the regions 9, 10.
The transition from the harder rubber-elastic material into the further rubber-elastic material does not have to be step-like, as shown in FIG. 7, but can also be wedge-shaped, as shown here in section. Both a step-like and a continuous transition can also be achieved, for example, by appropriate foaming of the material.
The intermediate layer 16 shown in a view from above in FIG. 9 has blind holes 17 in the regions 9 and 10, in which elevations 18 are provided.
As can be seen particularly clearly in the section of FIG. 10, the bottom surface 19 of the blind hole 17 is arranged lower than the end surface 20 of the elevation 18, so that the end surface 20 of the elevation 18 does not come into contact with the threshold in the unloaded state of the threshold. When the threshold is loaded, there is greater resistance if the threshold deflects so far that it also comes to rest on the end face of the elevations
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the deformation, so that the compression is then opposed to greater resistance.
In order to increase the dimensional stability of the intermediate layer, as shown in FIG. 1 I, a fabric layer 21, e.g. B. made of steel cord or textile cord. If desired, this can also extend over the other areas.
In order to achieve a deflection of the central region 8 by 2 mm, an application with approximately 60 N / cm2 to 80 N / cm2 is required, whereas in regions 9 and 10 an application with approximately 25 N / cm2 to 30 N / cm2 is required Deflection of 2 mm.
The intermediate layer can also be provided along the entire lower surface of the threshold, in which case two areas, which are each provided below the rail feet, have a lower elasticity in terms of elasticity than the adjoining areas. If three or more rails are arranged on a sleeper, such as in the area of a switch, several such areas can be provided with less rubber-elastic deformability, it also being possible to arrange such intermediate layers at a distance from one another in the longitudinal direction of the sleeper and, for example, by gluing them with the threshold to connect.
Natural and artificial substances such as rubber, polyurethane, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride or the like are suitable as materials for the intermediate layers.