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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Betonschwelle für eine Feste Fahrbahn mit einer
Bewehrung, insbesondere umfassend in Längsrichtung der Betonschwelle
verlaufende Längsstäbe und diese verbindende
Querstäbe,
wobei die Bewehrung mit einem Abschnitt unterhalb der Sohle bzw.
Bodenfläche der
Betonschwelle freiliegt.
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Eine
entsprechende insbesondere als Zweiblockschwelle ausgebildete Betonschwelle
ist der DE-C-198 16 407 zu entnehmen. Die Bewehrung besteht aus
sogenannten Gitterträgern
mit jeweils drei die Kanten eines dreieckigen Prismas bildenden Längsstangen
und zwei diese verbindenden Mäanderschlangen.
Durch die Konstruktion der Bewehrung bedingt müssen in Abhängigkeit von dem zu erzielenden
Widerstandsmoment unterschiedliche Gitterträger verwendet werden, so dass
eine entsprechende Bevorratung unterschiedlicher Bewehrungen erforderlich
ist.
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Bei
einer Festen Fahrbahn nach der EP-A-0 905 319 weisen Schwellen unterhalb
der Sohle verlaufende Bügel
und Ankereisen auf, mit denen die Schwellen in einen Ortbeton einer
Festen Fahrbahn eingebunden werden.
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Entsprechende
Bügel stehen
auch über
den Sohlen bzw. Bodenflächen
von Betonschwellen nach dem DE-U-297 03 508 vor, denen von einer
Tragplatte einer Festen Fahrbahn ausgehende Bügel zugeordnet sind, die ihrerseits
mit ersteren verbunden werden.
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Nach
der DE-C-197 41 059 werden entsprechende zueinander beabstandete
Bügel oder
Ankereisen mit Längsstäben verbunden,
die in dem auf der Tragschicht der Festen Fahrbahn verlaufenden Ortbeton
vergossen werden.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betonschwelle
sowie eine Feste Fahrbahn der eingangs genannten Art so weiterzubilden,
dass im gewünschten
Umfang das Widerstandsmoment der Betonschwelle vorgegeben werden
kann, wobei gleichzeitig eine wirtschaftliche Herstellung gegeben
sein soll.
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Zur
Lösung
der Aufgabe wird eine Betonschwelle der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die
sich im Wesentlichen dadurch auszeichnet, dass die Bewehrung eine
N-Kantsäule
mit N > 3 ist und dass
der freiliegende Abschnitt der Bewehrung der Betonschwelle Auflager
für Längsstäbe ist,
deren Anzahl auf zu erzeugendem Widerstandsmoment der Bewehrung
ausgelegt ist.
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Abweichend
vom vorbekannten Stand der Technik wird eine Bewehrung vorgeschlagen,
die in ihrem unterhalb der Sohle verlaufenden Abschnitt im gewünschten
Umfang, insbesondere vor dem Eingießen der Betonschwelle mit Längsstäben bestückbar ist,
um ein gewünschtes
Widerstandsmoment zu erreichen, ohne dass konstruktive Änderungen
des Bereichs der Bewehrung erforderlich sind, der innerhalb der
Betonschwelle verläuft.
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Somit
können
quasi Standardbetonschwellen mit gleicher Bewehrung hergestellt
werden, die nachstehend in ihrem Widerstandsmoment verändert werden
können.
Hierzu ist es allein erforderlich, dass der als Auflager dienende
freiliegende Abschnitt der Bewehrung mit zusätzlichen Längsstäben verbunden wird.
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Insbesondere
ist vorgesehen, dass die N-Kantsäule
im Querschnitt eine U-Geometrie mit nach innen abgewinkelten Längsseitenschenkelrändern aufweist,
wobei vorzugsweise der Querschenkel der unterhalb der Bodenfläche bzw.
der Sohle der Betonschwelle verlaufende Abschnitt ist.
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Alternativ
können
die Seitenschenkel mit ihren nach innen abgewinkelten Rändern unterhalb
der Bodenfläche
bzw. Sohle der Betonschwelle verlaufen und über eine oder mehrere Bügel oder
Drähte
verbunden sein. Hierdurch wird sichergestellt, dass beim Gießen der
Betonschwelle die Seitenschenkel nicht unkontrolliert verbogen werden.
Der bzw. die Bügel
bzw. der die Schenkel verbindende Draht dient sodann als Auflage
für weitere
Längsstäbe.
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Als
N-Kantsäule
für die
Bewehrung kommt auch eine Trapezoidgeometrie in Frage, wobei insbesondere
ein im Schnitt gleichschenkliges Trapez zu bevorzugen ist. Der kürzere Basisschenkel
der die Trapezgeometrie aufweisenden N-Kantsäule kann teilweise entfernt
sein und innerhalb der Betonschwelle verlaufen. Demgegenüber erstreckt
sich der längere
Basisschenkel unterhalb der Sohle der Betonschwelle.
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Die
Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass die Bewehrung aus
zwei parallel zueinander verlaufenden trapezoidförmigen Körpern, die jeweils eine N-Kantsäule bilden,
besteht. Dabei sollte der jeweilige längere Basisabschnitt den unterhalb der
Sohle der Betonschwelle verlaufenden Abschnitt bilden. Unabhängig hiervon
sollten die parallel zueinander verlaufenden N-Kantsäulen im
Schnitt eine gleichschenklige Trapezform aufweisen.
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Zusätzlich können die
trapezoidförmigen Körper als
die N-Kantsäulen
außerhalb
der Betonschwelle über
einen oder mehrere Bügel
oder Drähte verbunden
sein, um eine eindeutige geometrische Zuordnung sicherzustellen,
die durch das Gießen
der Betonschwelle nicht verändert
wird.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der die Seitenschenkel
bzw. Basisschenkel der N-Kantsäulen
verbindende Bügel
mattenartig mit abgewinkelten Längsrändern ausgebildet
ist, die die weiteren Längsstäbe zur Erzielung
des gewünschten
Widerstandsmoments aufweisen.
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Auch
zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Bewehrung zumindest
einen zig-zag-förmig gebogenen
Gitterträger
mit innerhalb der Betonschwelle abgewinkelten U-förmigen
Abschnitte umfasst, die senkrecht zur Längsachse der Betonschwelle
verlaufen.
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Insbesondere
ist vorgesehen, dass die Bewehrung zwei entlang Betonschwellenseitenflächen verlaufende
abschnittsweise V-förmige
gebogene Gitter mit innerhalb der Betonschwelle verlaufenden U-förmigen Abschnitten
umfasst und dass die Gitter über
quer zur Betonschwellenlängsachse
verlaufende C-förmige
Bügel verbunden
sind, deren unterhalb der Betonschwelle verlaufender Querschenkel
Auflager für
die Längsstäbe ist.
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Weist
die N-Kantsäule
vorzugsweise vier Kanten auf, die im Schnitt eine Rechteck- oder
Trapezgeometrie aufweisen, so besteht auch die Möglichkeit, dass die Bewehrung
als ein Hohlzylinderkörper
ausgebildet ist, so dass der unterhalb der Sohle verlaufende Abschnitt
sich nicht parallel zur Bodenfläche
der Betonschwelle erstreckt, sondern zu dieser eine konkave Geometrie
zeigt.
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Die
Erfindung bezieht sich ferner auf eine Feste Fahrbahn bestehend
aus einer Tragschicht, einem auf der Tragschicht höhen- und
lagegenau angeordneten Gleisrost aus Schienen und Schwellen zuvor
beschriebener Art sowie einen Betonverguss über der Tragschicht bis zu
einer vorgegebenen Höhe über der
Sohle der Schwelle.
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Die
Schwelle selbst weist bevorzugterweise eine halbe Höhe einer üblichen
Betonschwelle auf.
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Weitere
Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht
nur aus den Ansprüchen,
den diesen zu benehmenden Merkmalen – für sich und/oder in Kombination –, sondern
auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden
bevorzugten Ausführungsbeispielen.
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Es
zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer Schwelle mit Bewehrung,
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2 einen
Querschnitt durch die Schwelle gemäß 1,
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3 die
Bewehrung der Schwelle gemäß der 1 und 2 in
auseinander gezogener Darstellung,
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4 eine
zweite Ausführungsform
einer Schwelle in Seitenansicht,
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5 einen
Querschnitt durch die Betonschwelle gemäß 4,
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6 die
Bewehrung der Betonschwelle gemäß 4 und 5,
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7 eine
dritte Ausführungsform
einer Betonschwelle mit Bewehrung in Seitenansicht,
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8 einen
Querschnitt durch die Betonschwelle gemäß 7,
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9 die
Bewehrung der Betonschwelle gemäß 7 und 8,
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10 eine
vierte Ausführungsform
einer Betonschwelle mit Bewehrung in Seitenansicht,
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11 einen
Querschnitt durch die Betonschwelle gemäß 10,
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12 die
Bewehrung der Betonschwelle gemäß 10 und 11 in
auseinander gezogener Darstellung,
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13 eine
fünfte
Ausführungsform
einer Betonschwelle mit Bewehrung in Seitenansicht,
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14 eine
sechste Ausführungsform
einer Betonschwelle mit Bewehrung in Seitenansicht und
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15 einen
Querschnitt durch die Betonschwelle gemäß 14.
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In
den Fig. sind für
eine Feste Fahrbahn bestimmte Betonschwellen rein prinzipiell dargestellt, die
insbesondere im Bereich von Weichen verlegt werden. Es handelt sich
vorzugsweise um Langschwellen. Die Betonschwellen haben üblicherweise eine
Höhe H
von in etwa 100 mm und werden in Ortbeton eingegossen, der wiederum
als Schicht auf eine insbesondere hydraulisch gebundene Tragschicht
aufgetragen wird. Zuvor wird auf die eine Montage-Tragschicht darstellende
hydraulisch gebundene Tragschicht ein aus den Betonschwellen und
auf diesen befestigten, jedoch in den Zeichnungen nicht dargestellten
Schienen gebildetes Tragrost lage- und höhengenau positioniert.
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Damit
die Betonschwellen kostengünstig herstellbar
sind, jedoch in Abhängigkeit
vom Einsatzbereich gewünschte
Widerstandsmomente aufweisen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Bewehrungen
im gewünschten
Umfang außerhalb
der Betonschwellen mit Längsstäben bestückt und
verbunden werden können,
wie nachstehend erläutert wird.
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In 1 weist
eine Betonschwelle 10 eine Bewehrung 12 auf, die
aus einem zu einem offenen Rechteck gebogenen Baustahlgewebe mit
nach innen abgewinkelten Seitenschenkellängsrändern 14, 16 besteht.
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Die
Bewehrung 12 setzt sich folglich aus innerhalb der Betonschwelle 12 verlaufenden
Längsstäben 18, 20 sowie
diese verbindenden Querstäben 22, 24 zusammen.
Dabei sollten die Längsstäbe 18, 20 und
die Querstäbe 22, 24 unterschiedlich
dimensioniert sein. Vorzugsweise weisen die Längsstäbe 18, 20,
die in Längsrichtung
der Schwelle 10 verlaufen, einen Durchmesser von zum Beispiel
16 mm und die quer zur Längsachse
der Schwelle 10 verlaufenden Querstäbe 22, 24,
einen Durchmesser von in etwa 6 mm auf. Dabei ist es allerdings
nicht zwingend erforderlich, dass die Querstäbe 22, 24 in
einer Ebene verlaufen, die sich senkrecht zu der Längsachse der
Schwelle 10 erstreckt, sondern zu dieser einen Winkel von
zum Beispiel 45° bis < 90 ° beschreiben kann,
wie dies prinzipiell im Zusammenhang mit den 13–15 erläutert werden
wird.
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Die
die Bewehrung 12 bildende gebogene Baustahlmatte oder das
Baustahlgewebe ist unterhalb der Betonschwelle 10 offen,
bildet folglich kein im Schnitt geschlossenes Rechteck. Vielmehr
ergibt sich eine U-Geometrie, wobei deren Seitenschenkel 26, 28 nach
innen abgewinkelt bzw. umgebogen sind (Randabschnitte 14, 16).
Die Randabschnitte 14, 16 bilden folglich mit
den Seitenschenkel 26, 28 eine V- oder Hakengeometrie.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass die Seitenschenkel 22, 24 über einen
Bügel 30 verbunden
werden, wodurch beim Gießen
der Betonschwelle sichergestellt ist, dass die Seitenschenkel 26, 28 nicht
verbogen werden können.
Zusätzlich
bietet der mit zumindest einigen der Quer- oder Längsstäbe 22, 24, 18, 20 verbundene
Bügel 30 den
Vorteil, dass dieser Auflager für
weitere Längsstäbe 32, 34 bildet,
wodurch die Bewehrung erhöht
und somit ein gewünschtes
Widerstandsmoment der Betonschwelle 10 eingestellt werden
kann. Dabei können
die Längsstäbe 32, 34 eine
Dimensionierung aufweisen, die den Längsstäben 18, 20 des
gebogenen Baustahlgewebes entsprechen. Andere Dimensionierungen
sind jedoch gleichfalls möglich.
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Sind
im Ausführungsbeispiel
von dem Bügel 30 zusätzlich vier
weitere Längsstäbe 32, 34 aufgenommen,
so kann die Anzahl hiervon abweichen, und zwar in Abhängigkeit
von dem gewünschten
Widerstandsmoment.
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Die
Bügel 30 weisen
abgewinkelte Längsränder 36, 38 auf,
die problemlos in den U-förmigen Abschnitt
der Bewehrung 12 eingehängt
bzw. mit diesen befestigt werden kann, wie sich aus der 2 ergibt.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die abgewinkelten Längsränder 36, 38 um
Längsstäbe 40, 42 gebogen
werden, die in den inneren Ecken der in die Längsseitenränder 14, 16 übergehenden
Seitenschenkel 26, 28 verlaufen.
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Das
Ausführungsbeispiel
der 4–6 unterscheidet
sich von dem der 1–3 dahingehend,
dass eine Betonschwelle 44 eine Bewehrung 46 aufweist,
die entsprechend der 1–3 im Schnitt
eine U-Geometrie mit nach innen abgewinkelten Längsseitenränder 48, 50 aufweist,
die jedoch innerhalb der Betonschwelle 44 verlaufen. Der
somit außerhalb
der Betonschwelle 44 verlaufende Querschenkel 52 der
Bewehrung 46 dient sodann als Auflager für im gewünschten
Umfang einzubringende Längsstäbe 54, 56,
so dass in Abhängigkeit
von deren Anzahl und Dimensionierung das Widerstandsmoment der Betonschwelle 44 einstellbar
ist.
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Wie
sich aus den Schnittdarstellungen der 2 und 5 ergibt,
umgeben die Bewehrungen 12, 46 Spanndrähte 56, 58, 60, 62 der
Spannbetonschwelle 10, 44, so dass eine einfache
Positionierung und Fixierung ermöglicht
wird.
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Ferner
erstreckt sich die Bewehrung bei den der Zeichnung zu entnehmenden
Ausführungsbeispielen
in Längsrichtung
betrachtet innerhalb der Betonschwelle, durchsetzt deren Stirnflächen nicht.
Die Stirnflächen
der Bewehrung können
zum Beispiel mit einem Gitter verschlossen werden, um Rissbildungen
in der Betonschwelle zu reduzieren bzw. zu unterbinden.
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Weisen
die Bewehrungen 12, 46 eine geschlossene bzw.
offene Quadergeometrie auf, wobei dann, wenn die nicht geschlossene
Seite unterhalb der Betonschwelle 10, also unter deren
Sohle 64 verläuft, über einen
Bügel 30 oder
sonstige Verbindungselemente die Drähte geschlossen werden, so kann
entsprechend dem Ausführungsbeispiel
der 7–9 eine
Betonschwelle 66 eine Bewehrung 68 aufweisen,
die eine offene Trapezoidgeometrie zeigt. Mit anderen Worten weist
die Bewehrung 68, bei der es sich ebenfalls insbesondere
um ein gebogenes Baustahlgewebe mit Längsstäben 70, 72 und quer
zu diesen verlaufenden Querstäben 74, 76 handelt,
im Schnitt eine Trapezgeometrie auf, wobei längerer Basisschenkel unterhalb
der Betonschwelle 66, also unterhalb deren Sohle 78 verläuft. Der
kürzere Basisschenkel 82 ist
einbetoniert und unterbrochen, wie insbesondere die 9 verdeutlicht.
Der Basisschenkel 78 dient entsprechend der erfindungsgemäßen Lehre
als Auflager und Befestigung für
weitere Längsstäbe 84, 86, über die
das Widerstandsmoment der Betonschwelle 66 einstellbar
ist.
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Verläuft in Längsrichtung
der Betonschwellen 10, 44, 66 jeweils
eine Bewehrung, die eine Quader- oder Trapezoidform aufweisen kann,
so besteht entsprechend dem Ausführungs beispiel
der 10–12 auch
die Möglichkeit,
in einer Betonschwelle 88 zwei parallel zueinander verlaufende
Bewehrungen 90, 92 einzubringen, die im Schnitt
eine Trapezgeometrie zeigen können,
wobei längerer
Basisschenkel 94, 96 unterhalb der Betonschwelle 88, also
unter deren Sohle 98 verläuft. Dabei ist der Basisschenkel 94, 96 vorzugsweise
unterbrochen, also nicht geschlossen, wie sich aus den Schnittdarstellungen
der 11 und 12 ergibt.
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Um
beim Gießen
der Betonschwelle 88 auszuschließen, dass die Bewehrungen 90, 92 nach
außen
weg gebogen werden, können
diese unterhalb der Betonschwelle 88 über einen Bügel 98, einen Draht
oder ein gleich wirkendes Element zueinander fixiert werden.
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Unabhängig hiervon
bilden die unterhalb der Sohle 98 sich erstreckenden Basisschenkel 94, 96 der
Bewehrung 90, 92 Auflager für weitere Längsstäbe 100, 102 entsprechend
der zuvor erläuterten
Aufgabenstellung.
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Die
Bewehrungen 12, 46, 68, 90, 92 sind
bevorzugterweise Abschnitte gebogener Baustahlgewebe, weisen also
die erläuterten
Längs-
und Querstäbe
vorzugsweise unterschiedlicher Dimensionierungen auf. Dabei ist
nach dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 12 vorgesehen,
dass die Querstäbe,
die beispielhaft in den 1–9 mit den
Bezugszeichen 22, 24, 74, 76 gekennzeichnet
sind, Ebenen aufspannen, die senkrecht zur Längsachse der jeweiligen Betonschwelle 10, 44, 66, 88 verlaufen.
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Entsprechend
dem Ausführungsbeispiel
der 13 besteht auch die Möglichkeit, zur Ausbildung einer
Bewehrung 105 ein Baustahlgewebe über die Diagonale der von den
Längs- und Querstäben gebildeten
Rechtecke zu biegen. Dies ergibt sich aus 13. So
weist eine Betonschwelle 104 ausschließlich schräg zur Längsachse der Betonschwelle 104 verlaufende
Stäbe 106, 108 auf,
wobei gleichfalls ein unterhalb der Betonschwelle 104 verlaufender
Abschnitt 110 Auflager bzw. Befestigung von Längsstäben 112 bildet.
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Eine
der 14 bis 16 zu
entnehmende Bewehrung 114 einer Betonschwelle 116 besteht
aus parallel zu den Außenseitenflächen 118, 119 der
Betonschwelle 116 verlaufenden V-förmigen
Gittern 134, 136 oder Gitterabschnitten, die von
Schenkeln 124, 126 gebildet werden. Dabei verlaufen
die Schenkel 124, 126 abschnittsweise unterhalb
der Betonschwelle 116. Die innerhalb der Betonschwelle 116 verlaufenden
Enden werden zu U-förmigen Abschnitten 128, 130 gebogen,
die vorzugsweise parallel zur oberen Außenfläche 132 der Betonschwelle 116 verlaufen.
Dabei kann sich ein entsprechendes Gitter 134, 136 entlang
jeder Seitenaußenfläche 118, 119 erstrecken.
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Die
entsprechenden Gitter 134, 136 sind über im Schnitt
C-förmige
und quer zur Betonschwellenlängsachse
verlaufende Bügel 138 verbunden, wobei
von deren unterhalb der Betonschwelle 116 verlaufenden
Querschenkeln 140 Längsstäbe 142 entsprechend
der erfindungsgemäßen Lehre
ausgehen. Entsprechende Längsstäbe können auch
innerhalb der Betonschwelle 116 verlaufen, wie die 15 verdeutlicht.
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Durch
die Ausbildung der quasi zig-zag-förmigen entlang der Längsaußenseiten 118, 119 verlaufenden
Gitter 134, 136 mit den innerhalb der Betonschwelle 116 verlaufenden
U-Abschnitten sowie den
die Gitter 134, 136 verbindenden die C-Geometrie
bildenden Querstäben 138 ergibt
sich gleichfalls eine N-Kantsäule
als Bewehrung 114.