DE102004037170A1

DE102004037170A1 - Schienenfahrweg

Info

Publication number: DE102004037170A1
Application number: DE200410037170
Authority: DE
Inventors: Thomas Marks; Walter Müllers
Original assignee: Marks, Thomas, Dipl.-Ing.
Current assignee: MARKS, THOMAS, DIPL.-ING., DE
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2024-07-31
Also published as: DE102004037170B4; EP1621670A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines ebenerdigen Fahrwegs für schienengebundene Fahrzeuge und einen Fahrweg, insbesondere für Eisen- und Magnetschwebebahnen. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, die Schienen (1) tragenden Schienenstützen (2) mittelbar über eine Ausgleichsschicht (4) auf der Tragkonstruktion (3) aufzulagern und festzulegen. Dazu wird die Ausgleichsschicht als thermoplastmodifiziertes Sandhaufwerk, vorteilhaft in Form von Stapeln vorgefertigter Plattenformteile, auf die Tragkonstruktion aufgebracht und bis zum Erreichen der Solllage der Lagerebene für die Schienenstützen ggf. unter Wärmezuführung mechanisch verdichtet. Die durch Eigengewicht oder Anker gegen die Tragkonstruktion gespannten Schienenstützen werden über kraftschlüssigen Formverbund der druck- und schersteifen Ausgleichsschicht dauerhaft elastisch und lagesicher gehalten.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrweg für schienengebundene Fahrzeuge, insbesondere für Eisen- und Magnetschwebebahnen und ein Verfahren zu seiner Herstellung entsprechend Oberbegriff Anspruch 1.

Schienenfahrwege der erfindungsgemäßen Art sind für Eisenbahnen als Feste Fahrbahn und für Magnetschwebebahnen als ebenerdiger Fahrweg bekannt. Bei Schienenfahrwegen für Magnetschwebebahnen bestehen die Schienen aus Funktionsebenenträgern, die im wesentlichen aus den Funktionsebenen Seitenführschiene, Gleitleiste und Statoranordnung zusammengesetzt sind.

Der klassische Schotteroberbau bei Schienenfahrwegen ist im Grunde das ideale Tragwerk für die statisch-dynamischen Belastungen aus Schienenverkehr und die örtlichen Zwangsbeanspruchungen. Der Gleisrost aus Schienen und Querschwellen bildet zusammen mit dem dauerhaft umlagerungsfähigen Schotter ein investitionskostengünstiges elasto-plastisches Verbundgewölbetragwerk mit großer Masse. Die Umlagerungsfähigkeit des Schotters ermöglicht dem Tragwerk, selbst extremen Lasteinwirkungen aus schweren Lasten, Schwingungen und Fliehkräften sowie Zwangsbeanspruchungen aus Temperaturzyklen und Verformungen des Unterbaus schadlos zu widerstehen. Dieser Vorteil der Umlagerungsfähigkeit ist gleichzeitig sein größter Nachteil, da die Umlagerung von Schotterkörnern summarisch immer mit Verformungen in einer Größenordnung verbunden ist, die auf Dauer mit einer erforderlichen Lagegenauigkeit der Schienen nicht verträglich sind. Deshalb muss der klassische Schienenfahrweg in einwirkungsabhängigen Zeitintervallen durch Lagekorrektur des Schotters nachgearbeitet werden.

Mit zunehmender Geschwindigkeit und Verkehrslast des Schienenverkehrs steigen Wartungs- und Instandsetzungsaufwendungen für Schienenfahrwege mit bekanntem Schotteroberbau nachteilig stark an. Durch Ausbildung der Schienenfahrwege für Eisenbahnen als Feste Fahrbahnen sollen diese Nachteile vermieden werden. Dazu wurden in der Vergangenheit verschiedene Bauarten von Festen Fahrbahnen entwickelt, die sich im wesentlichen durch die Art der Herstellung und die verwendeten Baustoffe unterscheiden. Für Magnetschwebebahnen wurden der speziellen Systemtechnik entsprechende Entwicklungen offenbart, je nach Trassenführung in aufgeständerter oder ebenerdiger Bauweise.

Gleichzeitig mit den Investitionskosten sollen aber auch die Unterhaltungsaufwendungen für einen Schienenfahrweg gering bleiben. Allen Entwicklungen gemeinsam ist deshalb das Streben nach kostengünstiger und schneller Herstellung, geringem Instandhaltungsaufwand, langer Nutzungsdauer, geringer Schadensanfälligkeit und beständig hoher Lagegenauigkeit der Schienen.

Frühe Konstruktion und Herstellungsverfahren einer Festen Fahrbahn ist die nach ihrem ersten Einbauort benannte Bauart Rheda. Der Oberbau bestand ursprünglich aus einer Polystyrolschaumbetonplatte, die auf eine relativ dünne hydraulisch gebundene obere Bodenschicht des Unterbaus betoniert wird, einer aufbetonierten durchgehend bewehrten Betontragplatte und auf dieser Betontragschicht mittels Spindeln lagegenau ausgerichtetem Gleisrost aus Betonschwellen und Schienen, der durch Verfüllen der Zwischenräume zwischen Tragschicht und Schwellen mit Füllbeton bis zur Oberkante der Schwellen zum monolithischen Tragwerk des Oberbaus vereint wird. Rechnet man die obere hydraulisch gebundene Tragschicht des Unterbaus zum monolithischen Tragwerk dazu, ergibt sich ein Fahrwegtragwerk mit großer Steifigkeit, Gewölbetragwirkung und Masse, wie es für die Ausbildung eines Schienenfahrweges bezüglich beständig hoher Lagegenauigkeit des Gleises und hohem Widerstand gegen Schwingungsbelastung durch den Schienenverkehr wünschenswert ist. Nachteilig bei dieser Bauart sind jedoch die hohen Investitionskosten und die kosten- und zeitintensive Herstellung und Instandhaltung des Schienenfahrweges.

Eine Weiterentwicklung der Bauart Rheda ist unter der Bezeichnung Rheda-Sengeberg bekannt geworden und besteht darin, dass die Betontragschicht als Ortbetontrog ausgebildet ist, um das seitliche Ausrichten des Gleisrostes zu erleichtern und dass auf die Polystyrolbetontragschicht zugunsten einer statt dessen dickeren hydraulisch gebundenen Tragschicht verzichtet wird, um wenigstens einen Verfahrensschritt und die erforderlichen Investitionskosten zu sparen. Nachteilig bei dieser Konstruktion bleibt das immer noch aufwändige Herstellungsverfahren.

Als nachteilig erweist sich auch die vorhandene ungesicherte Verbundfuge zwischen hydraulisch gebundener Tragschicht und Betontragschicht. Aus der Betonbautechnik ist bekannt, dass das Betonieren einer frischen auf eine bereits ausgehärtete Betonplatte zu Verbundproblemen in einer ungesicherten Kontaktfuge der beiden Platten führt. Wenn beide Platten zudem in etwa gleich dick oder vergleichbar steif sind, liegt die Fuge bei Plattenbiegung in der Nähe der neutralen Faser und damit nahe am Schubflussmaximum. Das angestrebte oder vorhandene monolithische Tragwerk dieser Festen Fahrbahn kann dann örtlich durch Bruch der möglicherweise bereits durch Zwangsspannungen vorbelasteten Verbundfuge versagen, was durch die versteckte Lage der Schadensstelle in der Praxis schwierig zu detektieren ist. Fortschreitendes Versagen der Verbundfuge infolge Reißverschlusseffekt führt zum Verlust der Gebrauchstauglichkeit des Tragwerks der Festen Fahrbahn und ist nur mit hohem Kosten- und Zeitaufwand sanierbar.

Ebenso nachteilig und problematisch ist die Fuge zwischen Troginnenseite und dem Füllbeton. Infolge Temperaturunterschiede zwischen Trog und Füllbeton öffnet und schließt sich die Fuge im Bereich der Trogseitenwände. Eindringendes Wasser dringt weiter unter den Füllbeton in Bereiche mit geschädigter Verbundfuge. Bei Verkehrsbelastung werden diese Wasserlinsen mit hohem Druck und hoher Geschwindigkeit ausgepresst, was zu Betonerosion und auf Dauer zu Verlust der Gebrauchsfähigkeit der Festen Fahrbahn führt. Als Gegenmaßnahme eingebaute Trogentwässerungen haben sich als nicht dauerhaft funktionsfähig erwiesen.

Eine bei der Herstellung und Unterhaltung von Festen Fahrbahnen zu lösende Aufgabe ist die Einhaltung der Toleranzen bezüglich der Gleislage. Insbesondere die Einhaltung der Höhentoleranzen ist eine bautechnische Herausforderung und damit eine verfahrensbestimmende Bedingung. Einzuhalten ist eine Höhenabweichung von ≤ 2 mm von der Sollpfeilhöhe auf 5 m Fahrbahnlänge bzw. für 8 Schienenstützpunkte in Serie mit einem Regelabstand von ≤ 65 cm. Im Extremfall kann sich jedoch unter Einhaltung der Bedingung ein weit größerer Höhenunterschied allein für zwei aufeinanderfolgende Schienenstützpunkte und damit eine ungewünschte Welligkeit in der Struktur des Schienenfahrweges ergeben.

Zur Verbesserung der Höhenjustierung ist unter der Bezeichnung Rheda Breddin-Glöwen eine Weiterentwicklung der Ortbetontroglösung bekannt geworden, bei der die Betonschwellen bis zum Einbringen des Füllbetons auf höhengerecht im Trog ausgerichteten Leisten aufgelegt werden. Dadurch kann auf das aufwändige Spindeln des Gleisrostes verzichtet werden. Die vorgenannten weiteren Nachteile dieser Bauart werden jedoch nicht vermieden.

Mit DE 197 41 059 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Festen Fahrbahn bekannt geworden, bei der bereits auf die hydraulisch gebundene Tragschicht des Unterbaus höhengerecht ausgerichtete Leisten aufgebracht werden. Darauf wird ein Betonschwellengleisrost mittelbar über Stützenfüße aufgelagert. Anschließend wird die Ortbetontragschicht ohne Trogausbildung direkt auf die hydraulisch gebundene Tragschicht betoniert, in welche die Betonschwellen wenigstens teilweise einbinden. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass auf die hydraulisch gebundene Tragschicht des Unterbaus nicht verzichtet werden kann, um eine feste Bezugsfläche für die Höhenjustage zur Verfügung stellen zu können. Für diese Konstruktion gilt im Prinzip die gleiche nachteilige Verbundfugenproblematik zwischen Ober- und Unterbau, wie bereits dargelegt.

Bekannt gewordene Schäden an ausgeführten Festen Fahrbahnen mit in eine Ortbetontragschicht eingelagerte Betonschwellen zeigen, dass die vorgenannte Problematik der wasserführenden Verbundfuge auch für eingelagerte Betonschwellen gilt. Die Schäden bleiben zwar auf einzelne Schwellen begrenzt, treten dafür aber mit zeitlichem Abstand auf, sodass die erforderliche Sanierung insgesamt ähnlich aufwändig wie die Sanierung einer Trogkonstruktion ist.

Die bei Fahrwegen für Magnetschwebebahnen einzuhaltenden Lage- und Höhentoleranzen für die Funktionsebenen sind noch kleiner als die bei Festen Fahrbahnen. Zum Beispiel ist der maximale Versatz zweier gestoßener Schienenstützkonstruktionen auf 1,0 mm begrenzt. Der Höhen- und Lageausrichtung der Schienenkonstruktion kommt deshalb bei der Herstellung eines Fahrweges für Magnetschwebebahnen noch größere Bedeutung zu als bei der Herstellung einer Festen Fahrbahn.

Mit DE 102 21 627 und DE 102 21 626 sind Fahrwege für eine Magnetschwebebahn bekannt geworden, bei der die Befestigung von Querschwellen, eines Quer schwellenrostes oder einer gelochten Plattenkonstruktion auf der Betontragkonstruktion ähnlich den Stützpunktbefestigungen bei Festen Fahrbahnen über Rippenplatten erfolgt. Unter anderem nachteilig sind jedoch unwirtschaftlich viele Dübel zur Befestigung erforderlich oder die Befestigungen entziehen sich der Instandhaltungskontrolle. Außerdem ist das Einmessen und dauerhaft lagegenaue Einbauen der Dübel und Rippenplatten mit vertretbarem Zeit- und Kostenaufwand in der Praxis kaum ausführbar.

Mit DE 198 08 622 ist ein Fahrweg, insbesondere für eine Magnetschwebebahn, bekannt geworden, bei der die Schienenstützen in Form einer in Fahrtrichtung ca. 6 m langen Betonplatte ausgebildet werden. Die große Längenabmessung der Schienenstützkonstruktion erfordert nachteilig die Berücksichtigung von Temperaturdehnungen. Zur Befestigung der Schienenstützen auf der Betontragkonstruktion muss außer der genauen Höhen- und Seitenlage der Schienenstützkonstruktion nachteilig auch der für die einzelnen Stützstellen richtungsabhängige Kraftschluss sichergestellt werden. Wie dies verfahrenstechnisch in der Praxis erfolgen soll, wird in der Patentschrift nicht offenbart. Mit DE 102 39 661 ist eine ähnliche Konstruktion bekannt geworden, bei der unter anderem Federelemente als längsverschiebliche querfeste Unterstützungen zwischen Schienenstütz- und Tragkonstruktion angeordnet werden. Offenbarte Dübelkonstruktionen aus Betonguss, stahlbaumäßig hergestellte Federelementkonstruktionen und deren Befestigung in der Betontragkonstruktion erscheinen jedoch nachteilig – wenn in der Praxis verfahrenstechnisch überhaupt wie dargestellt möglich – zumindest nicht wirtschaftlich ausführbar zu sein. Ebenso wenig wirtschaftlich ausführbar erscheint ähnliche in DE 102 37 176 offenbarte Konstruktion.

Mit DE 196 19 866 ist ein Fahrweg für Magnetbahnzüge bekannt geworden, bei dem die Lagerung der Schienenkonstruktion mittels gegeneinander verstellbaren, keilartigen Elementen sowie Dübeln und Stellschrauben auf der Tragkonstruktion erfolgt. Zusätzlich sollen erfolgte Justage und Befestigung dauerhaft über Verguss lage- und korrosionsschutzgesichert werden. Allein schon durch die hohe Stückzahl erforderlicher Dübel und Stellschrauben erscheint die Konstruktion nachteilig unwirtschaftlich.

Mit DE 202 20 631 ist ein Fahrweg für spurgeführte Fahrzeuge bekannt geworden, bei dem die Schienenstützen in Form von Fertigteilplatten über in Zweitbeton einbetonierte Dübelkonstruktionen lagegenau an der Tragkonstruktion befestigt werden sollen. Die genaue Lage- und Höhenjustierung ist unklar. Nachteilig erscheint die Befestigung kompliziert, fehleranfällig und kostenaufwändig.

Mit DE 202 10 808 sind Fahrwegmodule als Schienenstützkonstruktionen aus Stahl bekannt geworden, die höhen- und lagegenau mit Schubverbundmitteln in Aussparungen der Betontragkonstruktion einbetoniert werden sollen. Nicht beschrieben ist das nachteilig aufwändige Montageverfahren, das durch die Konstruktion bedingt wird. Nachteilig sind auch die erforderlichen teuren zähen Kunststoffmörtel.

Mit DE 202 10 554 und DE 199 19 703 sind Kopplungsvorrichtungen zur Befestigung von Schienenstützkonstruktionen an einer Betontragkonstruktion bekannt geworden, bei der eine Rippenplatte oder eine Dübelkonstruktion lagegenau in der Betontragkonstruktion eingemessen und entweder durch Nachbearbeitung der Tragbetonoberfläche oder durch Anordnung von Distanzplatten höhengenau eingebaut werden soll. Nachteilig sind für jeden Stützpunkt zeit- und kostenaufwändige sowie fehleranfällige Bearbeitungsverfahren erforderlich und eine schlupf- und zwangfreie Befestigung der Schienenstützen ist nachteilig nicht in jedem Fall gesichert.

Mit DE 102 21 412 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Festen Fahrbahn bekannt geworden, bei dem eine Ortbetontragschicht mit überhöhten Längsleisten betoniert wird und anschließend – solange der Beton noch formbar ist – Lagerflächen für Schienenstützen mittels Presselementen im wesentlichen auf Sollhöhe in die überhöht aufgetragenen Betonleisten eingeprägt werden. Nachteilig bei diesem Verfahren ist zunächst die erforderliche Maschinentechnik für das lagegenaue Arbeiten der Presselemente. Ebenso nachteilig muss bereits eine feste höhengerechte Mess- und Arbeitsebene – z. B. eine hydraulisch gebundene Tragschicht – vorhanden sein, die ein den Lageanforderungen entsprechend höhengenaues Arbeiten ermöglicht. Aus betontechnologischen Gründen darf die Ortbetonplatte nicht zu dick sein, weil sich die Höhenlage der Betonoberfläche z. B. durch Schwinden des aushärtenden Betons verändern kann. Ebenso ist nachteilig, dass die Höhenjustage zeitlich nicht von der Herstellung der Betontragschicht entkoppelbar ist. Dadurch ist es nicht möglich, ein zum Teil zeitabhängiges Abklingen von Sekundärsetzungsvorgängen im Bodenunterbau infolge Eigengewichtslast der Ortbetonschicht abzuwarten. Nachteilig muss eine genauere Höhenjustierung verfahrenstechnisch in die spätere Schienenstützkonstruktion verlagert werden.

Mit DE 34 29 413 ist ein höhen- und seitenregulierbarer Oberbau bekannt geworden, bei dem ein Schwellenrost auf einer vorab hergestellten festen und planebenen Tragschicht über Spindeln höhenjustiert aufgelagert ist und die Betonschwellenfüße mit einer fließfähigen thermoplastischen Vergussmasse auf Bitumen- oder Kunststoffbasis auf der Tragschicht unterflossen und heiß aufgeklebt werden. Rillen in den Schwellenunterseiten sollen eine Querverschiebung des Gleisrostes verhindern, wenn die Klebefuge an der Schwellenunterfläche versagt. Eine ähnliche Konstruktion mit zusätzlicher Heizdrahtanordnung wird in DE 102 15 668 auch für den Fahrweg einer Magnetschwebebahn vorgeschlagen.

Fließfähige Thermoplaste haben jedoch grundsätzlich den Nachteil, dass sie unter andauernder mechanischer Spannungsbeanspruchung zum Fließen neigen, auch wenn Schmelz- oder Erweichungstemperatur nicht erreicht werden. Eigengewicht des Gleisrostes bei geneigten Gleislagen oder unter Temperaturspannung stehende Schienenbögen genügen dazu und es ist praktisch nur eine Frage der Zeit, bis die Gleislagetoleranzen bei auf fließfähigen Thermoplastpolstern gelagerter Schwellen durch Eindrücken oder Scherverformung überschritten sind. Rillen in der Schwellenunterfläche sind dagegen wirkungslos, solange ein verbundwirksames Traggerüst im Thermoplastpolster fehlt.

Eine Möglichkeit, Fließverformungen bei Verwendung von thermoplastischen Klebefugen zwischen Schwellen und Tragschicht zu vermeiden besteht darin, die Fuge gegen Eindrücken dünn zu halten und Scherverformungen durch Anordnung von Knaggen, Dübeln oder Dübelsteinen zu verhindern. Bei direkter Schwellenauflagerung auf Asphalttragschichten, die verfahrenstechnisch hinreichend höhengenau hergestellt werden können, werden in bekannter Weise Knaggen- oder Dornkonstruktionen in die Tragschicht eingetrieben oder Dübel- oder Ankerkonstruktionen in Sacklöcher oder Nuten eingeklebt. Auf hinreichend höhengerecht hergestellten Betontragschichten oder auf Höhenausgleichsschichten aus Zementmörtel oder Kunststoff werden Schwellen oder Schienenstützen bekanntlich auch mittelbar über Kunststoffplatten oder Geotextil aufgelagert und die Querverschieblichkeit mittels Dübel- oder Knaggenkonstruktionen verhindert.

Jede Art von Knaggen-, Verzahnungs- oder Dübelkonstruktion ist jedoch grundsätzlich in Herstellung oder Instandhaltung mehr oder weniger nachteilig und steht einer gesamtheitlich kostengünstigen Herstellung und Unterhaltung eines Fahrweges für spurgebundene Fahrzeuge entgegen.

Mit EP 05 46 380 ist ein Gleiskörper bekannt geworden, bei dem die auf der Tragschicht direkt aufgelagerten Schwellen indirekt über in der Tragschicht verankerte Riegelkörper längslage- und abhebesicher befestigt sind. Die zwischen Riegelkörper und Schwellenflanke angeordneten Kunststoffpolster sollen dabei zur Schallminderung beitragen. Nachteilig unwirtschaftlich wird die Gesamttragwerksteifigkeit durch die Nachgiebigkeit der Verankerungskonstruktion nicht verbessert.

Mit DE 40 41 237 ist ein Eisenbahnoberbau bekannt geworden, bei dem die Sicherung des Gleisrostes gegen Abheben durch aufgelegte Gewichte auf den Schwellen bewirkt werden soll. In entsprechender Ausgestaltung können die Gewichte gleichzeitig als Schallschutzelemente dienen. Nachteilig ist, dass die latent vorhandene Problematik der seitlichen Gleislagesicherung mit der Erfindung nicht gelöst wird.

Mit DE 38 27 547 ist eine Schallabsorptionskonstruktion aus haufwerksporigem Beton bekannt geworden, mit der die Querschwellenfächer ausgefüllt werden und die bei entsprechender Ausgestaltung auch zum Befahren mit nicht schienengebundenen Fahrzeugen geeignet ist. Nachteilig ist die aufwändige Herstellung und die geringe Zugänglichkeit zu Schwellen und Tragschicht im Falle einer erforderlichen Tragwerkinstandsetzung.

Mit DE 295 15 935 ist ein Schallabsorber bekannt geworden, der aus verschiedenen Werkstoffen zusammengesetzt ist. Nachteilig ist das ungünstige Kosten/Nutzen-Verhältnis der Lösung.

Mit DE 196 25 249 ist ein lagestabiler Gleiskörper bekannt geworden, bei dem in den Querschwellenfächern Zwischenkörper aus Betonfertigteilen liegen und die Fugen zwischen Schwellen und Zwischenkörpern durch Einfügen eines elasti schen Materials schalltechnisch entkoppelt sind. Durch diese Maßnahme wird zwar vorteilhaft die Gesamtmasse des Fahrweges erhöht, eine wünschenswerte Versteifung des Tragwerks erfolgt jedoch nicht. Die Nachgiebigkeit des Fugenmaterials verhindert nämlich wegen der kleinen Verschiebungsgrößen eine hinreichend wirksame Aktivierung der Kraftkopplung zwischen Schwelle und Zwischenkörper.

Mit der erfindungsgemäßen Herstellung eines Schienenfahrweges wird gegenüber dem Stand der Technik eine gleichermaßen investitions- und unterhaltungskostenoptimierte Gesamtlösung für Konstruktion und Herstellung einer Festen Fahrbahn oder eines ebenerdigen Fahrwegs für Magnetschwebebahnen vorgeschlagen. Die Verbesserung resultiert aus der ausschließlichen Verwendung von preisgünstigen und hochverfügbaren dauerhaften Baustoffen, dem größtmöglichen Verzicht auf kostenintensive und aufwändig herzustellende Befestigungskonstruktionen, einer für Herstellung und Instandsetzung gleichermaßen robusten sowohl in Handarbeit durchführbaren als auch hochgradig automatisierbaren Verfahrenstechnik, einer verbesserten Kontinuität und Kontrolle bei der Annäherung der Schienenlage an den Solllagepfeil, der Multifunktionalität nur weniger unterschiedlicher Bauteile von einfacher Struktur und Formgebung, der Gültigkeit der Lösung auch für Streckenbereiche mit starker Überhöhung oder engen Kurvenradien und aus der Wiederannäherung an die günstige Verbundgewölbetragwirkung und Instandhaltungsmöglichkeit des klassischen Schotteroberbaus.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 beschriebene Herstellung eines Schienenfahrwegs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltung und Erweiterung der Erfindung sind in Neben- und Unteransprüchen angegeben.

Die Herstellung des Unterbaus einer erfindungsgemäßen Festen Fahrbahn ist nicht Gegenstand der Erfindung. Das Wirkungsbild der Erfindung ist jedoch von Konstruktion und Ausführung des Unterbaus abhängig. Somit erscheint es sinn voll, diese Abhängigkeiten an dieser Stelle zumindest aufzuzeigen und zu diskutieren.

Aufgetretene Schäden an ausgeführten Festen Fahrbahnen zeigen, dass es wegen der weiter oben bereits dargelegten Verbundfugenproblematik nicht ratsam ist, eine hydraulisch gebundene Tragschicht im Unterbau in vergleichbarer Dicke oder Steifigkeit wie die Tragschicht des Oberbaus auszuführen, insbesondere wenn diese verfestigte Tragschicht über einer relativ nachgiebigen Bodenschicht in oder unter dem Unterbau zu liegen kommt. Die Biegesteifigkeit eines monolithischen Plattenstreifens ist bekanntlich 4-fach größer als die zweier gleicher übereinander liegender nicht verbundener Platten mit gleicher Gesamtdicke. Somit würde ein Verbundversagen in der neutralen Faser eine erhebliche Diskontinuität in der Tragwerksteifigkeit erzeugen, die auf Dauer grundsätzlich eine Quelle für Instandsetzungsbedarf oder weitergehende Bauwerksschäden darstellt. Die Problematik wird zusätzlich verschärft, wenn die obere Biegeplatte selbst Diskontinuitäten in ihren Trageigenschaften aufweist, wie dies z. B. bei gekoppelten Fertigteilplatten immer der Fall ist.

Anstatt ein steifes aber sprödes Plattentragwerk über einer weichen Bodenschicht anzuordnen, erscheint es im Hinblick auf die Dauerhaftigkeit des Tragwerks wirtschaftlicher zu sein, dem Unterbau und den verformungswirksamen unterlagerten Bodenschichten mittels bekannten Bodenverbesserungsmaßnahmen eine kontinuierliche, definierte und möglichst große Steifigkeit zu verleihen und den Unterbau, wie im Straßenbau bereits üblich, nach oben mit bekannter ungebundener Frostschutzschicht abzuschließen.

Läßt sich die Anordnung einer hydraulisch gebundenen Tragschicht oder einer Sauberkeitsschicht aus Beton aus verfahrenstechnischen Gründen für die Herstellung der Tragschicht des Überbaus nicht vermeiden, so sollte die entstehende ungesicherte Verbundfuge einen möglichst großen Abstand zur neutralen Faser eines biegebeanspruchten Überbaus aufweisen. Dieser Grundsatz wird bei Magnetbahnfahrwegen in der Regel implizit durch die systembedingte Einhaltung des Lichtraumprofils und explizit bei erfindungsgemäßer Herstellung einer Festen Fahrbahn erfüllt.

Für die erfindungsgemäße Herstellung eines Schienenfahrwegs wird deshalb vorgeschlagen, zunächst eine möglichst hohe monolithische Tragkonstruktion aus Ortbeton, Asphalt oder Kombination aus beidem direkt auf der Frostschutzschicht des Unterbaus oder auf einer hydraulisch gebundenen Tragschicht mit geringer Mächtigkeit aufzubringen.

Eine Ortbetontragkonstruktion sollte so bemessen sein, dass schon allein aus Kostengründen auf eine Biegebewehrung verzichtet werden kann. Dies kann allein mit ausreichender Dicke und entsprechend groß gewählter Zugfestigkeit des Betons sichergestellt werden. Eine durchgehende Längsbewehrung sollte lediglich sicherstellen, dass unvermeidbare Risse möglichst klein und fein verteilt auftreten, damit die Gewölbewirkung der Tragkonstruktion in Verbindung mit der Scherkraftübertragung zwischen den Rissufern weitgehend erhalten bleibt. Je großflächiger der Systemquerschnitt der Tragkonstruktion gewählt wird, desto besser ist die Erhaltung der Scherkraftübertragung zwischen den Rissufern durch ausgeprägtere Unebenheit oder Makrorauhigkeit der Oberflächen und damit erzieltem Formverbund gesichert. Eine derartige Betontragkonstruktion lässt sich unter Verwendung von kostengünstigen und gut verarbeitbaren Betonsorten in wirtschaftlichen Gleitschalverfahren mit einer Höhengenauigkeit von ca. ± 4 mm ohne Nachbearbeitung der erhärteten Betonoberfläche herstellen. Für die erfindungsgemäße Herstellung eines Fahrweges ist diese wirtschaftlich erzielbare Maßhaltigkeit völlig ausreichend.

Eine Asphalt- oder Asphaltbetontragschicht sollte so aufgebaut sein, dass die Sohlpressungen unter den Schienenstützen in Abhängigkeit von der Spannungsverteilung in der Tragschicht einen hinreichend großen Abstand zu den verformungswirksamen Spannungsbeträgen in der bekanntlich temperaturempfindlichen Tragschicht haben. Diese Forderung kann bei erfindungsgemäßer Ausgestaltung der Schienenfahrwegkonstruktion besonders gut eingehalten werden.

Entscheidend für die Dimensionierung der Tragkonstruktion ist die Fähigkeit zur Lastverteilung über den Unterbau in den Baugrund. Stärker als im Straßenbau spielt die Bodenempfindlichkeit bezüglich der relativ großen dynamischen Lasteinwirkungen aus Schnellbahnverkehr eine wesentliche Rolle. Die gegenüber Straßenverkehrslasten größere Lastkonzentration hat bezogen auf die Lastablei tung in den Untergrund eine wesentlich größere Tiefenwirkung. Diese Tatsache wird bei gängigen Bemessungsverfahren zur Dimensionierung der Tragschicht einer Festen Fahrbahn bisher nicht oder nur ungenügend berücksichtigt. Boden ist bestenfalls elasto-plastisch. Gleiche Bodenarten können sich zudem bezüglich der Art der Belastung unterschiedlich verhalten. Insbesondere bindige Böden sind nicht eindeutig mit einem einzigen Steifemodul und ideal-elastischem Bettungs- oder Federkennwert beschreibbar und reagieren empfindlich auf dynamische Einwirkungen. Erfahrungsgemäß lassen sich nur bei dicht gelagerten nichtbindigen Böden dauerhaft gesicherte Kennwerte für quasi-elastische Bodenbettung in einem begrenzten Spannungsspektrum angeben. Für die Dimensionierung einer Tragschicht bedeutet dies vorrangig die Einhaltung einer bodenabhängigen Sohlpressung im quasi-elastischen Spannungsbereich des Bodens. Ein Tragwerk mit Gewölbetragwirkung ist zur Erzielung einer gleichmäßigen Spannungsverteilung prinzipiell besser geeignet als eine schlaffe Biegeplatte. Der erfindungsgemäß ausgestaltete Schienenfahrweg trägt diesem Umstand vorteilhaft Rechnung.

In der Praxis ist es aus verschiedenen Gründen kaum wirtschaftlich möglich, Bodenverformungen generell oder dauerhaft zu vermeiden. Deshalb muss immer mit örtlich begrenzten Bodenverformungen unter einem ebenerdigen Schienenfahrweg und damit verbundenen nicht tolerierbaren Lageveränderungen gerechnet werden. Auch können Havarie oder höhere Gewalt Teile des Schienenfahrwegs beschädigen. Es kommt dann darauf an, dass die Gleislage des Schienenfahrwegs unter Wahrung der Verhältnismäßigkeit der Mittel korrigiert werden kann. Der erfindungsgemäß ausgestaltete Schienenfahrweg ist durch die gut abgestuften Instandsetzungsmöglichkeiten der Konstruktion vorteilhaft darauf ausgelegt.

Entsprechend Anspruch 1 der Erfindung wird zwischen Tragkonstruktion und Schienenstütze eine Ausgleichsschicht aus einer Mischung aus einem Kornhaufwerk und einem thermoplastischen Bindemittel eingebracht. Für die Erfindung ist es zunächst unerheblich, wie die Schienenstütze geartet ist. Im einfachsten Fall kann die Schienenstütze aus einer bekannten Konstruktion aus Beton, Stahl oder Gussmaterial bestehen, wie sie zur Schienenbefestigung auf Betonquerschwellen oder Stützpunktauflagerung auf Betontragplatten Anwendung findet. Bekannte Stahlschwellen und Rippenplatten sind als Schienenstützen ebenso möglich wie Ein- oder Zweiblockschwellen, Platten, Roste oder allgemein Stabwerke aus Beton. Holz- oder Kunststoffschwellen wären für erfindungsgemäßen Schienenfahrweg zwar ungewöhnlich, aber prinzipiell geeignet.

Ein für die Ausgleichsschicht geeigneter Werkstoff ist mit DE 102 09 873 , dort jedoch lediglich zur Übertragung von Druck- und Scherkräften, bekannt geworden.

Überraschenderweise lässt sich mit Hilfe einer der dort beschriebenen Werkstoffkombinationen eine sehr genaue Höhenjustierung im erfindungsgemäßen Sinne des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 vornehmen. Man macht sich dabei die Eigenschaft der Verdichtungsfähigkeit und die Möglichkeit eines definierbaren Verdichtungsmaßes von ähnlich gearteten losen Kornhaufwerken zunutze. Unter der geometrischen Randbedingung, dass die Schichtdicke eines solchen Kornhaufwerks klein gegenüber der Flächenausdehnung ist und gegenüber den Korngrößen der Schicht einen bestimmten Größenfaktor nicht überschreitet, lässt sich die Schichtdicke durch Zuführen von mechanischer Verdichtungsarbeit in Abhängigkeit von den plastischen Fließeigenschaften des Materials prozentual in sehr kleinen Schritten verkleinern. Die erreichbare Genauigkeit ist dabei u. a. abhängig vom Größenmaßstab des Kornhaufwerkkomplexes. Je kleiner Körner und Ausgangsschichtdicke sind, desto genauer ist die Schichtdicke absolut variierbar und desto genauer kann die Höhenjustage für eine Auflagerung der Schienenstützen erfolgen. Verfahrenstechnisch darf die endgültige Schichtdicke jedoch aus Gründen einer erfindungsgemäß gewünschten Verbundtragfähigkeit einen vom Größtkorndurchmesser abhängigen Wert nicht unterschreiten.

In Fällen, wo gegenüber der Flächenausdehnung oder den verwendeten Korngrößen eine große Dicke der Ausgleichsschicht erforderlich wird, können – wie bei bekannten Brückenlagern aus bewehrtem Elastomer – Bleche, Netze oder Membranen als Bewehrungszwischenlagen angeordnet werden, um vorgenannte geometrische Randbedingung wenigstens teilschichtweise zu erfüllen.

Das erfindungsgemäße thermoplastische Bindemittel hat die Aufgabe, das Kornhaufwerk dauerbeweglich zusammenzuhalten und die Lage der Einzelkörner zueinander weitgehend zu erhalten und zu sichern, wenn die Höhenjustierung abgeschlossen ist. Eine willkommene und erfindungsgemäß genutzte Nebenwirkung des immer auch mit Wärmeentwicklung und großen Druckspannungen verbunde nen Verdichtungsvorgangs ist das adhäsive Anheften der erfindungsgemäßen höhenjustierten Ausgleichsschicht an der Tragkonstruktion. Dadurch wird ein erfindungsgemäßes zeitliches und verfahrenstechnisches Entkoppeln des Aufbringens der Ausgleichsschicht mit Höhenjustierung vom Anordnen der Schienenstützen mit Seitenjustierung begünstigt.

Die erfindungsgemäße Ausgleichsschicht ist auch bezüglich der Lagerungseigenschaften der Schienenstützen vorteilhaft. Sie ist bei entsprechend großer Verdichtung dauerhaft hochelastisch und bei kleiner Schichtdicke extrem steif, d. h. die Zusammendrückung und die Schubverzerrung der Ausgleichsschicht ist weit geringer als die bekannter Verformungslager und ebenso geringer als die für Magnetbahnfahrwege einzuhaltenden Verschiebungsgrenzwerte. Deshalb ist eine erfindungsgemäße Ausgleichsschicht vorteilhaft zur Auflagerung der Schienenstützkonstruktionen eines ebenerdigen Transrapid-Fahrwegs geeignet.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, nach Herstellung der Tragkonstruktion und Abklingen der Sekundärsetzungsvorgänge im Unterbau des Fahrweges die Höhenjustierung endgültig in geforderter Genauigkeit vorzunehmen. Dazu können dafür ausgelegte Maschinen die Tragkonstruktion befahren und diese als fixe Mess- und Arbeitsebene nutzen. Jede Schienenstützstelle kann einzeln eingemessen und erfindungsgemäß durch Auftrag und Bearbeitung der Ausgleichsschicht derart nivelliert werden, dass auch bei geneigter Fahrwegebene die geforderte Lage und Orientierung der angeordneten Schienenstütze gewährleistet ist. Damit werden die gemäß Stand der Technik latent vorhandenen Höhendifferenzen zwischen benachbarten Schienenstützpunkten vorteilhaft vermieden und eine bessere Fahrwegstrukturebenheiterzielt.

Je nach Umgebungstemperatur kann es vorteilhaft sein, beim erfindungsgemäßen Höhenjustage- und Verdichtungsvorgang zusätzlich Wärmeenergie zuzuführen, um durch Aufschmelzen des Thermoplastes den Verdichtungsvorgang zu beschleunigen oder das Anheften der Ausgleichsschicht an der Kontaktfläche zur Tragkonstruktion zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird die Ausgleichsschicht als Stapel von vorgefertigten dünnen Werkstoffplatten aufgetragen. Die Plattenformteile sind in den Flächenabmessungen vorteilhaft etwas größer als die spätere Kontaktfläche mit der Schienenstütze, um Freiheiten für die seitliche Lagejustierung der Schienenstützkonstruktion zu behalten. Aus Gründen wirtschaftlicher Lagerhaltung und Baulogistik erscheint es vorteilhaft, die Werkstoffplatten in wenigen aufeinander abgestimmten Dicken vorzuhalten und den Höhenanforderungen entsprechende Plattenstapel durch Kombination geeigneter Plattendicken vor Ort zusammenzustellen. Zum Beispiel ist es mit lediglich zwei verschiedenen Plattendicken (2.5 mm, 4 mm) und einer vorgehaltenen Überhöhung von ca. 25% möglich, nahezu jeden auszugleichenden Höhenunterschied zwischen 2 und 10 mm mit einer maximalen Abweichung im Verdichtungsmaß von ca. 10% höhengenau auf ca. 0.2 mm auszugleichen. Die einzelnen Platten können vorteilhaft auch aus unterschiedlichen Materialmischungen zusammengesetzt sein, z. B. dünnere Platten aus feinkörnigem hartem eckigem Quarzsand zur Anordnung an Kontaktflächen mit Stahlbauteilen oder dickere Platten aus kostengünstigerem Mittelsand für größeren Höhenausgleich oder zur Anordnung an Kontaktflächen mit Asphalt-, rauen Beton- oder Kunststoffbauteilen.

In Erweiterung der Erfindung sind die Platten in den Randbereichen im Gegensatz zu den Plattenkernbereichen mit thermoplastischem Bindemittel angereichert. Dies verbessert zum einen den konstruktiven Haftverbund zwischen den Platten und den angrenzenden Bauteilflächen und reduziert vorteilhaft die randnahen Druckspannungsspitzen zur Vermeidung von Materialabplatzungen in den Schienenstützen, weil das statisch wirksame Korngerüst durch den mittels Bindemittel reduzierten direkten Korn-zu-Korn-Kontakt nachgiebiger ist und ab einem über Mengenverhältnis und Verdichtungsmaß definiertem Spannungsniveau zu fließen beginnt. In den Kernbereichen der Platten ist jedoch in der Regel ein steifes hoch-elastisches Korntraggerüst für eine gute kraftschlüssige Formverbundwirkung vorteilhaft.

Die Erfindung genießt den großen Vorteil, dass das Herstellen der Ausgleichsschicht nicht an zeitabhängige Verfestigungsvorgänge durch Abbinden oder Aushärten gebunden ist. Die Ausgleichsschicht ist durch die Trageigenschaften des verwendeten Werkstoffs nach Aufbringen und Höhenjustage praktisch instantan belastbar. Dadurch ist es z. B. im Falle von lokalen Instandsetzungsmaßnahmen von Festen Fahrbahnen möglich, eine Lagenachjustierung unter dem örtlich angehobenen Gleisrost vorzunehmen und den Gleisrost sofort auf dem neuen Aus gleichspolster abzusetzen. Bei Ersatz einzelner Ausgleichspolster ist es darüber hinaus nicht erforderlich, die Höhenjustierung aktiv vorzunehmen. Dies erfolgt nämlich automatisch und weitgehend höhengerecht unter der dynamischen Belastung weniger Zugüberfahrten, wenn die Schichtdicke des Ausgleichspolsters geeignet gewählt wird.

Mit erfindungsgemäßem Herstellungsverfahren für die Höhenjustierung werden planmäßig sämtliche Randbedingungen zur möglichst wirtschaftlichen Herstellung eines Schienenfahrweges in sowohl für Feste Fahrbahnen als auch für Magnetbahnfahrwege geforderten Lagetoleranzen explizit eingehalten.

Unmittelbar nach erfindungsgemäßem Aufbringen der Ausgleichsschicht können die Schienenstützen aufgelagert und auf der planebenen Oberfläche der Ausgleichsschicht nahezu beliebig genau seitenjustiert werden. Infolge Eigengewichtslast der Schienenstützenkonstruktion oder mittels zusätzlich aufgebrachter statischer oder dynamischer Auflast formt sich die Oberfläche der Ausgleichsschicht formtreu und kraftschlüssig an die Kontur der Kontaktfläche mit der Schienenstütze an und bildet somit einen innigen Formverbund zwischen Tragkonstruktion und Schienenstütze aus. Eine willkommene und erfindungsgemäß genutzte Nebenwirkung des mit Wärmeentwicklung oder lokalen Spannungsdifferenzen verbundenen Verformungsvorgangs ist das adhäsive Anheften der Schienenstütze an der erfindungsgemäßen Ausgleichsschicht. Dieser Vorgang ist dauerhaft reversibel, sodass bei Stützstellen, bei denen im Extremfall aufgrund kurzzeitiger Überbeanspruchung der Form- oder Haftverbund lokal verloren geht, dieser sich nach einigen Zugüberfahrten und Temperaturzyklen vorteilhaft selbstheilend wieder einstellt.

Eine weitere erfindungsgemäße Schienenstützenjustierung besteht darin, das unmittelbar auf die noch unverdichtete Ausgleichsschicht die Schienenstütze lagejustiert aufgebracht wird und Verdichtung und erfindungsgemäße Höhenjustierung mittelbar über die Schienenstütze erfolgt. Dieses Verfahren kann speziell bei der Herstellung von Festen Fahrbahnen in Tunnelbauwerken vorteilhaft sein, wenn zu Schienenstützen ausgestaltete Rippenplatten direkt auf einer Tragkonstruktion aufgelagert werden, z. B. um Bauhöhe zu sparen. Die Tragwirkung der Ausgleichsschicht als Verbundfuge ermöglicht in Erweiterung der Erfindung die vor teilhafte Verwendung von Zugankern zur Befestigung der Schienenstützen auf der Tragkonstruktion, die im Gegensatz zu Dübeln keinen seitlichen kraftschlüssigen Formverbund zwischen Schienenstütze und Tragkonstruktion bewirken müssen und derartige Stützpunktbefestigungen deshalb in Investition und Unterhaltung kostengünstiger sind. Bis zur Montage der nachträglich einbringbaren Anker sichert der Haftverbund der Ausgleichsschicht konstruktiv die Lage der Schienenstütze auf der Tragkonstruktion.

Die erfindungsgemäß bedingte Kombination von Form- und Haftverbund in der Ausgleichsschicht hat den Vorteil, dass kleine und kurzzeitige Scherbeanspruchungen rein elastisch über den Haftverbund, große und langzeitige Scherbeanspruchungen über das hochelastische Korngerüst der Ausgleichsschicht dauerhaft und nahezu ohne plastische Verzerrungen und damit verbundene Lageänderungen übertragen werden.

Für die für erfindungsgemäßen Formverbund vorteilhaften Rauhigkeiten der Bauteiloberflächen genügen die bei wirtschaftlichster Herstellung von Tragkonstruktion und Schienenstützen automatisch entstehenden Kontaktoberflächen vollauf. Bei Verwendung von Quarzsand für erfindungsgemäßes Kornhaufwerk prägen sich die harten spitzen Sandkörner auf Dauer sogar in glatt geschliffene Stahloberflächen kraftschlüssig ein. Auch augenscheinlich glatte Betonoberflächen haben eine zumindest unterschiedlich steife Oberflächenstruktur aus harten Zuschlagskörnern und weicheren mit Bindemittel gefüllten Vertiefungen, in die Sandkörner kraft- und formschlüssig eingreifen. Ein guter kraftschlüssiger Formverbund entsteht auch zwischen erfindungsgemäßer Ausgleichsschicht und einer Kunststofffläche, z. B. einer bekannten Schwellenbesohlung.

Durch das vorteilhafte Verbundverhalten stellt die Ausgleichsschicht in der Summe der einzelnen Ausgleichspolster unter den Schienenstützen eine gesamtheitlich dauerbeständig wirksame Verbundfuge dar, die geeignet ist, die monolithische Tragkonstruktion mit einer dazu geeignet ausgestalteten Schienenstützenkonstruktion zu einem erfindungsgemäßen Verbundtragwerk des Schienenfahrwegs zu vereinen. Um dies zu bewirken, wird in Erweiterung der Erfindung vorgeschlagen, die Schienenstützen in Fahrwegebene mittels Aussteifungselementen kraftschlüssig zu einer schersteifen Druckscheibe zu koppeln. Dazu ist erfindungsge mäß vorgesehen, zwischen den als Querschwellen oder plattenartigen Tragwerken ausgebildeten Schienenstützkonstruktionen vorgefertigte Zwischenelemente druckkraftschlüssig und schersteif anzuordnen. Durch selbsttätiges Verkeilen der Zwischenelemente infolge ihres Eigengewichts oder zusätzlich unterstützt durch Vorspannen der Zwischenelemente mit Ankern gegen die Tragkonstruktion, wird zum einen eine erfindungsgemäße druck- und schersteife Scheibe gebildet, zum anderen werden gleichzeitig die Schienenstützen zwecks Verbesserung der Verbundwirkung infolge Erhöhung des Spannungsniveaus in der Ausgleichsschicht mit Gewichtskraft dauerbelastet und somit vorteilhaft die Lagesicherheit der Schienenstützen vergrößert. Gleichzeitig wird die für vorteilhafte Wirkung der Schienenfahrwegkonstruktion als Verbundtragwerk erforderliche dauerhaft funktionsfähige Scherfuge zwischen Druckscheibe und Tragkonstruktion gesichert.

Die Kraftübertragung zwischen Schienenstützen und Zwischenelementen erfolgt vorteilhaft über Kontaktpressung oder Verbund an den Flanken der keilförmig ausgebildeten Zwischenelemente. Eine gleichmäßige Kontaktpressung ist geometrisch bedingt auch dann gewährleistet, wenn Schwellen aufgrund von Kurvenlagen nicht parallel zueinander liegen. Das kurveninnenseitige Ende des Zwischenelementes liegt dann etwas höher als das kurvenaußenseitige. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen den Kontaktflächen der gleiche Werkstoff wie in der erfindungsgemäßen Ausgleichsschicht zwischen Tragkonstruktion und Schienenstützen angeordnet. Damit können ungleichmäßige Normalspannungsverteilungen in leicht verdreht zueinander liegenden Kontaktflächen infolge Kuppen- und Senkenverlauf der Fahrbahntrasse ausgeglichen werden. Durch die schwebende Keillage der Zwischenelemente stellt sich im Verlauf einiger Temperaturzyklen automatisch eine in der Größe mit der Temperatur schwankende, aber vorteilhaft beständig vorhandene Druckvorspannung in erfindungsgemäßer Scheibe ein, da die bei niedrigen Temperaturen verkleinerten Zwischenelemente infolge Eigengewicht oder künstlich aufgebrachter Vorspannung nachsacken, aber bei Temperaturdehnung infolge Verbundwirkung in den Kontaktfugen nicht auftreiben können. Durch Wahl der Flankenneigungen gegen die Fahrwegebene kann dieser Vorgang vorteilhaft gesteuert werden.

Außer dass die Zwischenelemente vorteilhaft gegen Schwingungsanregung die Gesamtmasse speziell von Festen Fahrbahnen vergrößern, bewirkt die erfindungsgemäße Verbundkonstruktion die vom klassischen Schotteroberbau bekannte und gewünschte Gewölbetragwirkung und vermeidet als monolithischer Massenschwinger die Entstehung unkontrollierter Nebenschwingungen. In Fahrwegbereichen mit kleinen Kurvenradien oder großen Abhebekräften kann es vorteilhaft sein, die Zwischenelemente zusätzlich mit Ankern gegen die Tragkonstruktion vorzuspannen, um die Verbundsteifigkeit des Gesamttragwerks zu erhöhen.

Bei Festen Fahrbahnen mit Asphalttragschicht schützt die erfindungsgemäße Scheibenkonstruktion die Oberfläche der Asphaltschicht vorteilhaft vor Wärme- und UV-Strahlung. Zusätzlich dazu oder zur Erhöhung des Querverschiebewiderstandes der Schienenstützkonstruktion können vorteilhaft bekannte Anschotterung oder weitere Fertigteilelemente an den Fahrwegseiten angeordnet sein.

Bei der Anordnung von breiten Schwellen oder plattenartigen Schienenstützkonstruktionen, insbesondere bei Schienenfahrwegen für Magnetschwebebahnen, kann es aus Gründen der Befestigungsredundanz, zur Begrenzung von Aufbiegungen oder zur Erhaltung eines lokalen Vorspannungsniveaus in der Druckscheibe bei Instandsetzungsarbeiten vorteilhaft sein, auch die Schienenstützen selbst gegen die Tragkonstruktion zu verankern.

Ebenso kann es aus Schallschutzgründen vorteilhaft sein, Zwischenelemente oder plattenartige Schienenstützkonstruktionen schalldurchlässig oder schallabsorbierend auszugestalten.

In Erweiterung der Erfindung wird vorgeschlagen, Zwischenelemente, Schienenstützkonstruktionen oder weitere Fertigteilelemente in Struktur oder Oberfläche so auszugestalten, dass Wild- oder Huftieren der Übertritt über den Fahrweg verleidet wird. Damit kann tendenziell bewirkt werden, dass Tiere das für sie gefährliche Interesse verlieren, sich in der Nähe von Schnellbahntrassen aufzuhalten.

Ausgestaltung oder Ausführungsmöglichkeiten erfindungsgemäßer Schienenfahrwege sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend erläutert.
Es zeigen
1 schematisch einen erfindungsgemäßen Schienenfahrweg im Querschnitt, wobei der linke Fahrwegteil andeutungsweise für eine Magnetschwebebahn, der rechte Fahrwegteil analog für eine Feste Fahrbahn dargestellt ist,
2 schematisch eine erfindungsgemäße Einzelstützenauflagerung auf dem Ausschnitt einer Tragkonstruktion einer Festen Fahrbahn im Querschnitt,
3 schematisch eine erfindungsgemäße Ausgleichsschicht im Grundriss,
4 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Festen Fahrbahn in Draufsicht,
5 einen Längsschnitt der Festen Fahrbahn aus 4,
6 einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Magnetbahnfahrwegs in Draufsicht,
7 einen Längsschnitt des Magnetbahnfahrwegs aus 6.
1 zeigt erfindungsgemäßen Schienenfahrweg in zwei für den jeweiligen Fahrzeugtyp angedeuteten Varianten.
Links in 1 ist eine Fahrweghälfte für eine Transrapid Magnetschwebebahn dargestellt. Die Schienen 1 sind in der Darstellung aus den bekannten einzelnen Funktionsebenen zusammengefasst dargestellt. Die Schienenstützenkonstruktion 2 trägt die Schienen 1 an ihren Kragplattenenden. Sie kann entsprechend 6 und 7 z. B. als Querschwelle, gelochte Platte oder aufgelöste Plattenkonstruktion ausgebildet sein. Die Schienenstützenkonstruktion 2 ist über die erfindungsgemäße Ausgleichsschicht 4 lagegerecht mit der Tragkonstruktion 3 verbunden. Die Tragkonstruktion 3 kann vorteilhaft z. B. in Gleitschaltechnik als monolithisch durchlaufendes Stabtragwerk aus Ortbeton hergestellt werden.
Rechts in 1 ist eine Fahrweghälfte einer erfindungsgemäßen Festen Fahrbahn dargestellt. Die Schienenstützenkonstruktion 2 kann vorteilhaft entsprechend 4 und 5 als durchgehende oder unterstrukturierte Querschwelle oder als Einzelstütze ausgebildet sein. Die Schienen 1 sind mittelbar über Schienenstützenkonstruktion 2 und über die erfindungsgemäße Ausgleichsschicht 4 lagegerecht mit der Tragkonstruktion 3 verbunden. Die Tragkonstruktion 3 kann vorteilhaft z. B. in Gleitschaltechnik als monolithisch durchlaufende Ortbetontragschicht oder als Schichtwerk aus Asphalt, Beton oder einer Kombination daraus hergestellt sein.
2 zeigt schematisch die Ausgestaltung eines Einzelstützpunkts einer Schiene 1 auf der Tragschicht 3 einer Festen Fahrbahn. Die Schienenstützkonstruktion 2 kann vorteilhaft eine bekannte Rippenplatte sein, deren Kontaktoberfläche mit der Ausgleichsschicht 4i vorteilhaft für einen guten Formverbund z. B. auch eine feine Waffelstruktur aufweisen kann. Die Ausgleichsschicht 4 besteht hier aus einem Stapel der Ausgleichsschichten 4i, 4k, und 4l, wobei zusätzlich eine Bewehrungszwischenlage 5 zwischen den Ausgleichsschichten 4i und 4k angeordnet ist. Die einzelnen Ausgleichsschichten 4i, 4k, und 4l können sich sowohl in Dicke und Abmessungen als auch in der Werkstoffzusammensetzung unterscheiden. Für dickere Ausgleichsschichten können größere oder für dünnere Ausgleichsschichten vorteilhaft kleinere Korngrößen und dafür z. B. härtere Körner für das Kornhaufwerk verwendet werden. Die einzelnen Ausgleichsschichten sind vorteilhaft als vorgefertigte Platten ausgestaltet. Die Schienenstützkonstruktion 2 kann vorteilhaft mit Ankern 6 auf der Tragkonstruktion 3 befestigt oder gegen die Oberfläche der Tragkonstruktion 3 vorgespannt sein. Wegen der Scherverbundwirkung der Ausgleichsschicht 4 sind vorteilhaft keine Dübel zur Sicherung des Querverschiebewiderstandes erforderlich.
3 zeigt eine erfindungsgemäß vorteilhaft ausgestaltete Ausgleichsschichtplatte 4 im Grundriss. Die Plattenränder 4b können vorteilhaft gegenüber dem Kernbereich 4a mit thermoplastischem Bindemittel angereichert sein. Dies bewirkt einen besseren Haftverbund einzelner Ausgleichsschichten in einem Stapel untereinander in den Randbereichen 4b oder eine entsprechend bessere lokale Haftung an den Schienenstützenkonstruktionen 2, der Tragkonstruktion 3 oder den Bewehrungszwischenlagen 5. Ein weiterer Vorteil kann sich daraus ergeben, dass die Randbereiche 4b eine höhere plastische Stabilität aufweisen, was Spannungsspitzen an den Bauteilrändern leichter abbaut oder die Dauerbeständigkeit von über die Bauteile überstehenden Bereichen der Ausgleichsschichten verbessert. Wegen des erfindungsgemäß geringen Volumenbedarfs des thermoplastischen Bindemittels kann gesamtkostengünstig dafür vorteilhaft auch Polyethylen oder hochwertiger Schmelzklebstoff auf Polyamidbasis verwendet werden. Die Bewehrungszwischenlage 5 soll möglichst elastisch, zugfest, steif und dauerverformbar sein. Lochbleche aus Stahl sind wegen der ebensolchen Dauerverformbarkeit des Korngerüsttragwerks der Ausgleichsschicht und wegen der guten Wiederverwendbarkeit vorteilhaft dazu geeignet.
4 und 5 zeigen einen Ausschnitt aus einem Schienenfahrweg in unterschiedlichen Ausgestaltungsmöglichkeiten einer erfindungsgemäßen Festen Fahrbahn. Die Schienen 1 sind auf Schienenstützen 2 in Form von Querschwellen und Einzelstützen angeordnet. Die Schienenstützen 2 sind über Ausgleichsschichten 4 auf der Tragkonstruktion 3 des Fahrweges höhen- und lagegerecht aufgelagert und über die Verbundwirkung der Ausgleichsschicht elastisch lagegesichert. Erfindungsgemäß sind Zwischenelemente 7 in den Schwellenfächern auf den Schienenstützkonstruktionen 2 mit Keilwirkung aufgelagert.
In der links dargestellten Variante stützt sich das Zwischenelement 7 als Gewölbedruckplatte an vier Stellen der Schienenstützkonstruktionen auf und steift diese als Scheibe aus. Gleichzeitig wird die Schienenstützkonstruktion mit dem Eigengewicht des Zwischenelements belastet. In diesem Zwischenelement sind vorteilhaft Löcher zur Befestigung mit Ankern 6 oder Vorspannen gegen die Tragkonstruktion 3 oder zum Aufnehmen oder Versetzen mit Eingreifwerkzeugen angeordnet dargestellt. Die gewölbte Unterseite der Zwischenelemente sorgt für ungehinderten Abfluss von Oberflächenwasser. Die bei dieser Variante offenen Stirnseiten der Zwischenelemente 7 können vorteilhaft mit bekannter Anschotterung 9 konstruktiv und wasserdurchlässig verschlossen werden. Die Zwischenelemente 7 können für Schallabsorption vorteilhaft aus Haufwerkbeton hergestellt sein.
In der rechts dargestellten Variante der Zwischenelemente 7 wird eine aufgelöste Plattenkonstruktion in gleicher Weise und mit gleicher Wirkung wie vor gelagert. In vorteilhafter Ausgestaltung ist das Zwischenelement 7 für Schall und Niederschlagswasser durchlässig ausgebildet. Durch die gegenüber der Tragkonstruktion 3 überhöhte Aufstützung auf der Schienenstützenkonstruktion 2 entsteht zwischen den Bauteilen ein umschlossener Raum, in den Schall geleitet und absorbiert wird. Zum seitlichen Abschluss des Raumes kann wie vor eine Anschotterung 9 oder die Anordnung von Fertigelementen 10 dienen. Vermutlich füllt sich der Raum mit der Zeit automatisch mit organischem Material, was vorteilhaft der wei teren Schallabsorption dient. Zur Beschleunigung des Vorgangs kann der Raum vorteilhaft bereits bei Herstellung des Fahrweges mit Fasergewirr, z. B. Strohmatten, gefüllt werden. Wenn dieses Wirkungsbild nicht gewünscht ist, kann der Raum stattdessen automatisch mit Niederschlagswasser gespült oder in analoger Weise künstlich gereinigt werden.
In weitergehender vorteilhafter Ausgestaltung ist die Oberseite des Zwischenelementes 7 derart strukturiert, dass Wild- und Huftiere am Übertritt des Fahrweges gehindert werden. Gleichwohl kann das derart ausgestaltete Zwischenelement 7 mit gummibereiften Fahrzeugen befahren werden. Zu den Seiten des Fahrweges hin wird das Wirkungsbild vorteilhaft durch entsprechende Ausgestaltung der Fertigelemente 10 ergänzt.
Zwischen den Zwischenelementen 7 oder Fertigelementen 10 und den Schienenstützenkonstruktionen 2 sind vorteilhaft Verbundschichten 8 angeordnet, die in Materialien, Konstruktion oder Verbundwirkungsweise der Ausgleichsschicht 4 gleichen.
6 und 7 zeigen analog einen Ausschnitt aus einem Schienenfahrweg in links, Mitte und rechts unterschiedlichen Ausgestaltungsmöglichkeiten eines erfindungsgemäßen Magnetbahnfahrweges. Die Schienen 1 sind an Schienenstützen 2 in Form von Kragplatten angeordnet. Die Schienenstützen 2 sind über Ausgleichsschichten 4 auf der Tragkonstruktion 3 des Fahrweges höhen- und lagegerecht aufgelagert und über die Verbundwirkung der Ausgleichsschicht 4 elastisch miteinander verbunden. Erfindungsgemäß sind Zwischenelemente 7 in den Stößen der Schienenstützkonstruktionen 2 mit Keilwirkung angeordnet dargestellt.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Magnetbahnfahrwegs sind die Schienenstützenkonstruktionen 2 als isotrop steife Stahl- oder Spannbetonplattentragwerke oder anisotrop steife Stahl-/Kunststoff-/Beton-Verbundkonstruktionen ausgestaltet.
Zur Optimierung der Gesamtwirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Fahrweges besteht vorteilhaft die Wahlmöglichkeit aus unterschiedlichen Ausgestaltungsvarianten der Schienenstützenkonstruktionen 2: Querschwellen ähnliche Konstruktionen erfordern etwas höheren Investitions- und Verlegeaufwand, haben aber Vorteile beim Temperaturdehnungsverhalten oder Instandsetzungsaufwand. Bezüg lich Schallemissionsverhalten und Durchlässigkeit für Niederschlagswasser können auch gelochte Plattenkonstruktionen als Schienenstützenkonstruktion 2 vorteilhaft sein. Luftdurchlässige Plattenkonstruktionen beeinflussen vorteilhaft auch das Schwingungsverhalten der Tragkonstruktion aus aerodynamischer Druck/Sog-Schwingungsanregung. Aufgelöste Plattenkonstruktionen oder Stabwerke aus biegesteifen Querschwellen mit reduzierter Drucksteifigkeit in Fahrweglängsrichtung sind vermutlich in der Herstellung etwas teurer, weisen aber ein bezüglich Dauerhaftigkeit vorteilhafteres Temperaturzwangverhalten auf.
Zwischen Schienenstützenkonstruktionen 2 und keilartigen Zwischenelementen 7 sind zum Ausgleich von Zwangsspannungen, z. B. aus behinderter Temperaturdehnung, Ausgleichsschichten 8 angeordnet, die in Materialien, Konstruktion oder Verbundwirkungsweise den Ausgleichsschichten 4 gleich sind. Die Zwischenelemente sind mit definierter und dauerhafter Vorspannkraft gegen die Tragkonstruktion vorgespannt. Je nach Flankenneigung der Zwischenelemente 7 und Vorspannkraft der Anker 6 sind die Schienenstützenkonstruktionen 2 dementsprechend mehr oder weniger als Druckscheiben vorgespannt. Dadurch entsteht für Dauerhaftigkeit und Lagesicherung der Gesamtkonstruktion vorteilhaft eine durchgehend schersteife Queraussteifung der Fahrwegkonstruktion. Zusätzlich kann es vorteilhaft sein, die Schienenstützenkonstruktionen 2 selbst in einzelnen Stützpunkten mit Ankern 6 gegen die Tragkonstruktion 3 zu spannen. Über den Verschiebewiderstand der Ausgleichsschichten 4 aus Verbundwirkung wird dadurch vorteilhaft ermöglicht, einzelne Schienenstützen 2 auszuwechseln, ohne den Druckvorspannungszustand in der Scheibe über lokal begrenzte Bereiche hinaus aufheben zu müssen.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Schienenfahrwegs, insbesondere für Eisen- oder Magnetschwebebahnen, bestehend aus Ober- und Unterbau, wobei der Oberbau wenigstens besteht aus Schienen (1), Schienenstützen (2) und einer Tragkonstruktion (3), wobei die Tragkonstruktion (3) aus im wesentlichen Beton oder Asphalt oder einer Kombination daraus besteht und wenigstens zwischen den Schienenstützen (2) und der Tragkonstruktion (3) eine Ausgleichsschicht (4), bestehend aus einer Mischung aus einem Kornhaufwerk und einem thermoplastischen Bindemittel, angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Tragkonstruktion (3) wenigstens teilweise planeben hergestellt, die Ausgleichsschicht (4) aus wenigstens einem vorgefertigten losen Plattenformteil besteht, in Überdicke auf einen planebenen Teil der Tragkonstruktion (3) aufgebracht, die Oberfläche der Ausgleichsschicht (4) durch mechanisches Verdichten des Kornhaufwerks in die Sollebene gebracht und mittels Wirkung des thermoplastischen Bindemittels wenigstens bis zum Aufbringen der Schienenstützen (2) form- und lagegesichert wird und dass die Schienenstützen (2) derart auf der Ausgleichsschicht (4) aufgebracht werden, dass zwischen jeweiliger Kontaktfläche der Schienenstütze (2) und Kontaktfläche der Tragkonstruktion (3) mittelbar über die Ausgleichsschicht (4) wenigstens ein inniger Formverbund bewirkt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsschicht (4) aus einem Stapel vorgefertigter Plattenformteile besteht, die sich in Materialien, Konstruktion oder Abmessungen unterscheiden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kernbereich (4a) der Ausgleichsschicht (4) nur solche Mengen eines inkompressiblen thermoplastischen Bindemittels enthält, dass bei maximaler Verdichtung des Kornhaufwerks der Porenraum des Kornhaufwerks mit dem Bindemittel weniger als vollständig ausgefüllt ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Randbereich (4b) der Ausgleichsschicht (4) solche Mengen eines thermoplastischen Bindemittels enthält, dass bei einem definierten Verdichtungsmaß des Kornhaufwerks der Porenraum mit dem Bindemittel vollständig ausgefüllt ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zum mechanischen Verdichtungsvorgang wenigstens der Ausgleichsschicht (4) Wärme zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Ausgleichsschicht (4) wenigstens eine Bewehrungszwischenlage (5) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schienenstützen (2) mit Ankern (6) mittelbar über die Ausgleichsschicht (4) gegen die Tragkonstruktion (3) gespannt werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Zwischenelemente (7) zwischen den Schienenstützen (2) derart angeordnet sind, dass durch das Gesamteigengewicht oder zusätzlich angeordnete Anker (6) die Schienenstützen (2) mittelbar über die Ausgleichsschicht (4) gegen die Tragkonstruktion (3) gespannt werden und gleichzeitig die Zwischenelemente (7) zusammen mit den Schienenstützenkonstruktionen (2) eine in Längs- und Querrichtung des Schienenfahrweges druck- und schersteife Scheibe bilden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schienenstützen (2) und den Zwischenelementen (7) Ausgleichsschichten (8) angeordnet sind.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsschichten (8) in Materialien, Konstruktion oder Verbundwirkungsweise den Ausgleichsschichten (4) gleichen.
Schienenfahrweg, insbesondere Feste Fahrbahn für Eisenbahnen, bestehend aus Ober- und Unterbau, wobei der Oberbau wenigstens besteht aus Schienen (1), Schienenstützen (2), Zwischenelementen (7) und einer Tragkonstruktion (3), wobei die Zwischenelemente (7) zwischen den Schienen (1) oder Schienenstützen (2) den Zwischenraum ausfachend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenelemente (7) derart angeordnet und strukturiert ausgebildet sind, dass Wild- oder Huftieren der Übertritt über den Schienenfahrweg erschwert wird.
Schienenfahrweg entsprechend vorherigem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an den Außenseiten des Schienenfahrwegs Fertigelemente (10) derart angeordnet und strukturiert ausgebildet sind, dass Wild- oder Huftieren der Übertritt über den Schienenfahrweg erschwert wird.