CH678200A5

CH678200A5 -

Info

Publication number: CH678200A5
Application number: CH4028/88A
Authority: CH
Original assignee: Dyckerhoff & Widmann Ag
Priority date: 1987-10-31
Filing date: 1988-10-28
Publication date: 1991-08-15
Also published as: ES2010845A6; AT391499B; US4905896A; ATA262988A; DE3736943C1; CA1336424C

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Eisenbahnoberbau, insbesondere für Schienenfahrzeuge mit sehr hohen Fahrgeschwindigkeiten, mit einem Gleisrost aus Schienen und Betonschwellen, die als spurhaltendes Element in eine in Längs- und Querrichtung bewehrte Ortbetonplatte teilweise eingebettet sind, welche ihrerseits unter Zwischenlage einer Trennschicht auf einem auf dem Erdplanum angeordneten, durchgehenden Betonunterbau aufliegt.

Bei Schienenbahnen ist auf freien Strecken immer noch ein Oberbau mit in einem Schotterbett liegenden Querschwellen die normale Ausführung. Diese Form des Oberbaus bedingt aber vor allem bei hohen Fahrgeschwindigkeiten der Züge und hohen Achslasten der Fahrzeuge stark anwachsende Aufwendungen für die Unterhaltung, vor allem für Reinigung und Verdichtung des Schotterbettes. Der Erhaltungsaufwand für Schienen, Schienenbefestigungen und Schwellen, insbesondere bei Spannbetonschwellen, ist demgegenüber gering.

Als Alternative zu einem derartigen Schotteroberbau ist es bekannt, die Schienen durchgehend auf Längsträger, auf Roste aus Längs- und Querträgern oder auf durchgehende Platten aus Stahlbeton aufzulegen, um die auftretenden Lasten möglichst gleichmässig in den Untergrund übertragen zu können. Bei an Ort und Stelle hergestellten Platten oder Rosten aus Stahlbeton bereitet die exakte Positionierung der Schienenbefestigungen Schwierigkeiten. Bei durchgehenden Platten können zudem Risse infolge temperaturbedingter Verformungen nicht vermieden werden; ausserdem bereiten die Abführung von Oberflächenwasser und die Reinigung der Platten Probleme. Auch ist die Lärmentwicklung bei durchgehenden Platten ungleich grösser als bei einem Schotteroberbau.

Als weitere Alternative zum Schotteroberbau ist eine Bauart bekannt geworden, die im wesentlichen aus einer an Ort und Stelle hergestellten Stahlbetonplatte besteht, in die Spannbetonschwellen als spurhaftendes Element integriert sind (DE-Z «Der Eisenbahnîngenieur», 38, 1987, Heft 7, S. 347 bis 353). Die Einbettung von Spannbetonschwellen in die Stahlbetonplatte hat zur Folge, dass die in den Schwellen angeordneten Schienenbefestigungen nicht von Rissen der Platte betroffen werden, wie dies der Fall ist, wenn die Schienen unmittelbar an einer Stahlbetonplatte befestigt sind; die unvermeidliche Bildung freier Risse der Stahlbetonplatte erfolgt vielmehr hier in Form fein verteilter und damit unschädlicher Risse entlang der Flanken der Schwellen.

Zur Herstellung dieses Oberbaus wird zunächst ein Gleisrost aus Schwellen und Schienen in bestimmter Länge vorbereitet und auf dem Planum ausgerichtet und justiert. Danach wird der Beton für die Stahlbetonplatte eingebracht und verdichtet, der über einen grossen Teil der Höhe der Schwellen reicht und so für diese ein Bett bildet. Dadurch besitzt diese Bauart eine gute Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Krümmungen und Überhöhungen in Gleisbögen. Ihr konstruktiver Aufbau unterscheidet sich je nach Anwendung auf Erdplanum oder im Tunnel.

Beim Aufbau dieses bekannten Oberbaus auf Erdplanum, wie es auf freier Strecke üblich ist, liegt auf einer Frostschutzschicht aus Kies eine ca. * $ 20 cm dicke, hydraulisch gebundene Kiestragschicht als Unterbau. Die unter Zwischenschaltung eines bituminösen Anstrichs zur. Bildung einer Trennfuge für den Fall einer erforderlichen Höhen-korrektur auf dem Unterbau liegende Tragplatte aus Ortbeton weist 14 cm Dicke unter den Schwellen und weitere 12,5 cm Dicke in den Fächern zwischen den Schwellen, also eine Gesamtdicke von 26,5 cm auf. Der unter den Schwellen befindliche Teil der Tragplatte enthält eine Lage einer kreuzweisen Bewehrung; der Füllbeton in den Fächern zwischen den Schwellen ist durch Bügel, eine Querbewehrung und eine Längsbewehrung aus Durchgangslöcher in den Schwellen durchsetzenden Bewehrungsstäben mit dem unteren Teil der Tragplatte verbunden.

Dieses mehrschichtig aufgebaute Tragsystem hat eine ausgeprägte lastverteilende Wirkung, wobei der Biegesteifigkeit der Tragplatte im Verhältnis zum Unterbau eine herausragende Bedeutung zukommt.

Bei dem entsprechenden Oberbau in Tunnelstrecken steht als tragfähige Unterlage die Tunnelsohle aus Stahlbeton zur Verfügung, so dass die Höhe der Ortbetonschicht unter den Schwellen auf das zum Einbringen des Betons erforderliche Mindestmass von 5 cm reduziert werden kann. Hier ist nur eine Längsbewehrung vorgesehen, die aus den durch die Schwellenlöcher geführten Bewehrungsstäben besteht. Bei dieser Bauart ist auch schon vorgeschlagen worden, zur Luftschallabsorption auf und neben der festen Fahrbahn schallabsorbierendes Material anzuordnen. Wegen der vor allem im Bereich zwischen den Schwellen grossen Dicke der Tragplatte kann eine Schicht aus solchem Material nur sehr dünn sein; sie ist deshalb nicht sehr wirkungsvoll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter weitgehender Beibehaltung der vorteilhaften Eigenschaften dieser bekannten Bauart für einen Eisenbahnoberbau, nämlich Gewährleistung von Spurweite und Schienenneigung in allen Montage- und Betriebszuständen durch Verwendung von Betonschwellen, insbesondere Spannbetonschwellen, sowie vollflächiges und frostbeständiges Aufliegen der die Schwellen verbindenden Stahlbetonplatte auf dem Unterbau durch Verwendung von Ortbeton eine Möglichkeit zu schaffen, um einerseits die Herstellung zu erleichtern, vor allem durch Vermeidung der Löcher in den Schwellen für die Hindurchführung der Längsbewehrung, sowie ausreichenden Raum für den Einbau eines schallabsorbieren- s den Belages zu schaffen. Zugleich soll eine Erneuerung bzw. Reparatur des Eisenbahnoberbaus bei möglichst geringer Störung des Eisenbahnbetriebes ^ ermöglicht werden.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Ortbetonplatte im Raum unterhalb der nur geringfügig in sie eingelassenen Betonschwellen eine einlagig durchgehende Bewehrung aufweist, dass die Ortbetonplatte weiterhin derart

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bemessen ist, dass sie bei im wesentlichen vernachlässigbarer Blegesteifigkeit lediglich der horizontalen Aussteifung des Gleisrostes dient, dass ferner die Trennschicht dazu dient, unterschiedliche Dehnungen zwischen der Ortbetonplatte und Betonunterbau zuzulassen und dass der Betonunterbau derart biegesteif bemessen ist, dass er die in Längsrichtung infolge Verkehrsbelastung auftretenden Biegemomente aufnimmt.

Zweckmässig ist die Ortbetonplatte durch quer verlaufende Dehnfugen in einzelne Abschnitte unterteilt, die jeweils gegenüber dem Betonunterbau gegen Verschiebung festgelegt sind und wobei die Dehnfugen Mittel aufweisen, um Querkräfte in vertikaler und seitlicher Richtung zu übertragen.

Zur Sicherung gegen Verschiebung der Abschnitte der Ortbetonplatte kann die Oberfläche des Betonunterbaus an zumindest einer Stelle im Verlauf ihrer Länge profiliert, z.B. mit Vertiefungen oder Vorsprüngen versehen und können die Abschnitte der Ortbetonplatte an der Unterseite eine entsprechende Profilierung aufweisen.

Alternativ kann je Abschnitt der Ortbetonplatte, vorzugsweise im Nullpunkt der Verformung des Abschnitts, ein Dorn vorgesehen sein, der in eine entsprechende Ausnehmung im Betonunterbau eingreift. Die Ausnehmung kann mit einem ein Herausziehen des Doms ermöglichenden Material ausgefüllt sein.

Zur Verankerung in der Ortbetonplatte können die Betonschwellen mit über deren Unterseite hinausragenden Bewehrungsschlaufen versehen sein. Diese Bewehrungsschlaufen weisen zweckmässig im wesentlichen parallel zur Schwellenunterseite verlaufende Abschnitte auf.

Schliesslich kann auf und gegebenenfalls neben der Ortbetonplatte, vornehmlich in den Fächern zwischen den Schwellen, schallabsorbierendes Material angeordnet sein.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass die Ortbetonplatte nicht mehr die Funktion einer tragenden Platte mit ausgeprägter Biegesteifig-keit, sondern nur noch diejenige einer horizontalen Aussteifung des Gleisrostes bei im wesentlichen vernachlässigbarer Biegesteifigkeit hat. Dies wird dadurch erreicht, dass der in Form einer hydraulisch gebundenen Kiestragschicht bekannte Unterbau bewusst als Betonunterbau konzipiert und zur Aufnahme der in Längsrichtung des Gleises auftretenden Biegemomente herangezogen und auf diese bemessen wird; er kann auch eine entsprechende Bewehrung erhalten. So reicht nach der Erfindung für die bewehrte Ortbetonplatte beispielsweise eine Gesamtdicke von 16 cm bei einer Dicke von 10 cm unterhalb der Schwellen aus, während die Dicke des Betonunterbaus demgegenüber etwa 30 bis 40 cm beträgt.

Hieraus resultiert einerseits der Vorteil, dass die Längsbewehrung der Ortbetonplatte in einer einzigen Lage ausschliesslich unterhalb der Schwellen angeordnet werden kann; dadurch entfällt die Notwendigkeit, die Schwellen mit Löchern für die Hindurchführung von Längsbewehrungsstäben versehen zu müssen. Hierdurch wird sowohl die Herstellung der Schwellen, wie auch die der Ortbetonplatte beträchtlich erleichtert. Da für die Fixierung des aus Schienen und Schwellen bestehenden Gleisrostes eine vergleichsweise geringe Einbettung in die Ortbetonplatte ausreicht, verbleibt genügend Höhe in den Schweilenfächern zur Einbringung von schallabsorbierendem Material, wie z.B. Porenbeton oder Beton, bei dem die groben Körner des Zuschlags durch den Zementleim nur verkittet sind, so dass Hohlräume verbleiben, die der Absorption von Luftschall dienen.

Da die Ortbetonplatte nach der Erfindung keine Biegemomente mehr aufzunehmen braucht, kann sie durch quer verlaufende Dehnfugen von vornherein in einzelne Abschnitte unterteilt werden. Dadurch gelingt es im Falle von Beschädigungen, insbesondere infolge von Entgleisungen einzelne Abschnitte leichter und schneller herausnehmen und durch neue Abschnitte ersetzen zu können. Die Unterteilung in einzelne Abschnitte schafft auch die Möglichkeit, beim Auftreten von Setzungen die Abschnitte anheben, mit einem erhärtenden Material unterfüllen und sie so in der justierten Lage fixieren zu können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt und Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Eisenbahnoberbau nach der Erfindung,

Fig. 3 einen Ausschnitt III aus Fig. 1 im Bereich einer Dehnfuge in grösserem Massstab,

Fig. 4 einen Ausschnitt aus einem Horizontalschnitt durch die Dehnfuge,

Fig. 5 einen Längsschnitt und Fig. 6 einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform eines Eisenbahnoberbaus.

Zur Herstellung eines Eisenbahnoberbaus nach der Erfindung wird auf dem vorbereiteten Erdplanum zunächst eine Frostschutzschicht 1 üblicher Beschaffenheit und Dicke aufgebracht und auf dieser ein Betonunterbau 2 hergestellt, der gegebenenfalls eine Bewehrung erhalten kann. Dieser Betonunterbau 2 hat eine Dicke von etwa 30 bis 40 cm. Auf die Oberfläche des Betonunterbaus 2 wird sodann eine Trennschicht 3 aufgebracht, z.B. in Form einer aufgelegten Folie.

Auf den so vorbereiteten Unterbau wird nach Verlegen der Bewehrungsstäbe 6 der Längsbewehrung und der Bewehrungsstäbe 7 der Querbewehrung der aus Schienen 4 und Spannbetonschwellen 5 vorweg zusammengestellte Gleisrost aufgelegt. Der Gleisrost wird z.B. durch Spindeln der Höhe nach ausgerichtet und justiert sowie in der erforderlichen Lage gegenüber der Trennschicht 3 gehalten. In diesem Zustand werden auch die Teile eingebaut, die der Bildung der quer verlaufenden Dehn-fugen 8 und der Übertragung von vertikalen und seitlichen Kräften im Bereich der Dehnfugen 8 dienen. Danach wird der Beton für die Ortbetonplatte 9 eingebracht und verdichtet. Die Dicke der Ortbetonplatte 9 beträgt unterhalb der Schwellen 5 etwa 10 cm und zwischen den Schwellen 5 etwa 16 cm, so dass dort noch eine Höhe von etwa 10 cm für das

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nachträgliche Aufbringen einer Luftschall absorbierenden Schicht 10 verbleibt.

Wie insbesondere aus den Fig. 1 und 2 entnommen werden kann, befindet sich im mittleren Bereich eines jeden Abschnitts 9' der Ortbetonplatte 9 eine Verschiebesicherung gegenüber dem Betonunterbau 2. Dadurch soll sichergestellt werden, dass der Abschnitt 9', der durch die Trennschicht 3 vom Betonunterbau 2 getrennt ist, Horizontalkräfte, z.B. Bremskräfte, auf den Betonunterbau 2 übertragen kann, ohne dass temperaturbedingte Dehnungen der Enden des Abschnitts 9' gegenüber dem Bereich mit der Verschiebesicherung behindert werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist im zentralen Teil des Abschnitts 9' im Betonunterbau 2 eine in Längsrichtung verlaufende Vertiefung 11 gebildet, die zu beiden Seiten von zwei parallel dazu verlaufenden Erhöhungen 12 flankiert ist. Die Vertiefung 11 und die Erhöhungen 12 erstrecken sich, wie Fig. 1 erkennen lässt, nur über einen Teil I der Länge L des Abschnitts 9'. Die Trennschicht 3 wird über diese Profilierungen hinweggeführt, die sich beim nachfolgenden Einbringen des Betons für die Ortbetonplatte 9 in deren Unterfläche abformen.

Wie der in Fig. 3 in grösserem Massstab dargestellte Ausschnitt aus Fig. 1 zeigt, sind die Betonschwellen 5 zur besseren Verdübelung mit der Ortbetonplatte 9 mit Bewehrungsschlaufen 13 versehen, die über die Schwellenunterseite hinausragen. Diese Bewehrungsschlaufen 13 weisen parallel zu der Schwellenunterseite verlaufende Bereiche auf, damit die Schwellen 5 bei Montagezuständen ohne Zusatzkonstruktionen aufrecht stehen können.

Ein Ausführungsbeispiel für die Ausbildung der quer verlaufenden Dehnfugen 8 ist in Fig. 3 im Querschnitt und in Fig. 4 in einem Ausschnitt aus einem Horizontalschnitt durch die Fuge dargestellt. Im Bereich der Dehnfuge 8 befinden sich Mittel 14, durch die die Übertragung von Vertikal- und Seitenkräften möglich ist. Diese Mittel 14 bestehen aus einem bandartigen Teil 15, das in Abständen mit Verdickungen 16 versehen ist. Diese Verdickungen 16 bilden rechtwinklig zu dem bandförmigen Teil 15 verlaufende Flächen, Das Teil 15 mit den Verdickungen 16 besteht aus einem schub- und druckfesten Material, wie z.B. Faserbeton oder dergleichen.

Um einem etwaigen Abreissen des durch die Querfugen 8 unterteilten Bereichs der Ortbetonplatte 9 zwischen den beiden der Dehnfuge 8 benachbarten Schwellen 5 vorzubeugen, können die in diesen Bereichen angeordneten Querbeweh-rungsstäbe 7' an die Enden der Längsbewehrungsstäbe 6 angeschweisst sein.

In den Fig. 5 und 6 ist in jeweils einem den Fig. 1 und 2 entsprechenden Längs- und Querschnitt eine andere Ausführungsform eines Eisenbahnoberbaus dargestellt. Zur Fixierung eines Abschnitts 9' der Ortbetonplatte 9 ist hier wiederum etwa im Schwerpunkt der Verformung dieses Abschnitts im Betonunterbau 2 eine Ausnehmung 17 vorgesehen, in die ein metallischer Dorn 18 hineinreicht, der mit dem Abschnitt 9' fest verbunden ist. Der Hohlraum zwischen dem Dorn 18 und der Wand der Ausnehmung 17 ist mit einem Material, z.B. Bitumen 19, ausgefüllt, das ein späteres Herausziehen des Doms

18 ermöglicht, um den betreffenden Abschnitt 9' der Ortbetonplatte 9 gegebenenfalls auswechsein zu können.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, an der Ortbetonplatte 9 Anschlussmöglichkeiten, insbesondere in Form von Anschlussbewehrungen, zum Aufstellen von Zusatzeinrichtungen, wie Signalmasten, Fahrleitungsmasten, Schallschutzwänden oder dergleichen ohne gesonderte Gründung vorzusehen.

Claims

Patentansprüche

1. Eisenbahnoberbau, insbesondere für Schienenfahrzeuge mit sehr hohen Fahrgeschwindigkeiten, mit einem Gleisrost aus Schienen (4) und Betonschwellen (5), die als spurhaltendes Element in eine in Längs- und Querrichtung bewehrte Ortbetonplatte (9) teilweise eingebettet sind, welche ihrerseits unter Zwischenlage einer TrennsGhicht (3) auf einem auf dem Erdplanum angeordneten, durchgehenden Betonunterbau (2) aufliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ortbetonplatte (9) im Raum unterhalb der nur geringfügig in sie eingelassenen Betonschwellen (5) eine einiagig durchgehende Bewehrung (6) aufweist, dass die Ortbetonplatte (9) weiterhin derart bemessen ist, dass sie bei im wesentlichen vernachlässigbarer Biegesteifigkeit lediglich der horizontalen Aussteifung des Gleisrostes (4, 5) dient, dass ferner die Trennschicht (3) dazu dient, unterschiedliche Dehnungen zwischen der Ortbetonplatte und dem Betonunterbau (2) zuzulassen und dass der Betonunterbau (2) derart biegesteif bemessen ist, dass er die in Längsrichtung infolge Verkehrsbelastung auftretenden Biegemo-mente aufnimmt.

2. Eisenbahnoberbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ortbetonplatte (9) durch quer verlaufende Dehnfugen (8) in einzelne Abschnitte (9') unterteilt ist, die jeweils gegenüber dem Betonunterbau (2) gegen Verschiebung festgelegt sind und wobei die Dehnfugen (8) Mittel (14) aufweisen, um Querkräfte in vertikaler und seitlicher Richtung zu übertragen.

3. Eisenbahnoberbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sicherung gegen Verschiebung der Abschnitte (9') der Ortbetonplatte (9) die Oberfläche des Betonunterbaus (2) an zumindest einer Stelle im Verlauf ihrer Länge profiliert, z.B. mit Vertiefungen (11) oder Vorsprängen (12) versehen ist und die Abschnitte (9') der Ortbetonplatte (9) an der Unterseite eine entsprechende Profilierung aufweisen.

4. Eisenbahnoberbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sicherung gegen Verschiebung der Abschnitte (9') der Ortbetonplatte (9) je Abschnitt mindestens ein Dorn (18) vorgesehen ist, der jeweils in eine entsprechende Ausnehmung (17) im Betonunterbau (2) eingreift.

5. Eisenbahnoberbau nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (18) im mittleren Bereich des jeweiligen Abschnitts (9') angeordnet ist.

6. Eisenbahnoberbau nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (17)

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mit einem ein Herausziehen des Dorns (18) ermöglichenden Material (19), z.B. Bitumen, ausgefüllt ist.

7. Eisenbahnoberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Betonschwellen (5) mit über deren Unterseite hinausragenden Bewehrungsschlaufen (13) zur Verankerung in der Ortbetonplatte (9) versehen sind.

8. Eisenbahnoberbau nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrungsschlaufen (13) im wesentlichen parallel zur Schwellenunterseite verlaufende Abschnitte aufweisen.

9. Eisenbahnoberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf und gegebenenfalls neben der Ortbetonplatte (9), vornehmlich in den Fächern zwischen den Schwellen (5), schallabsorbierendes Material (10) angeordnet ist.

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