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Die
Erfindung betrifft eine Brücke für Eisenbahnen
mit zwei im Querschnitt, also quer zur Längsrichtung nebeneinander
angeordneten und untereinander starr zu einem Trägerrost
verbundenen Längsträgern. Jeder Träger
hat in Längsrichtung einen U-förmigen oder trog-
bzw. rinnenförmigen Querschnitt mit einem Untergurt und
zwei Obergurten und einer dazwischen liegenden mittigen Vertiefung.
Jeder Längsträger kann in seiner Vertiefung Schienenbefestigungen
und eine Schiene eines Gleises aufnehmen. Die Erfindung betrifft
außerdem einen Längsträger für
eine derartige Brücke und ein Verfahren zur Herstellung
eines derartigen Längsträgers.
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In
der
AT 207406 ist eine
Brücke von geringer Bauhöhe, insbesondere eine
Notbrücke für Eisenbahnen, mit versenkt angeordneten
Schienen beschrieben. Die Brücke umfasst zwei Brückenlängsträger
aus Stahl, die rinnenförmig oder trogförmig ausgebildet
sind und eine Schiene aufnehmen können. Die Längsträger
bestehen aus zwei massiven stählernen und abgewinkelten
Obergurten und einem Untergurt, die durch Distanzhalter in Form
von Stegblechen miteinander verbunden sind. Zwischen den Gurten
und den Stegblechen sind in Abständen Querrippen angebracht,
die zum Anschluss von Verbindungsstreben zur Verbindung der Längsträger
untereinander dienen. Die Längsträger können
auf stelzenartigen Stahlstützen oder auf Holzklötzen
auf einem Untergrund abgestützt sein. Die Herstellung der beschriebenen
Hilfsbrücke, insbesondere der stählernen Längsträger
ist durch eine Vielzahl von Schraub- und Schweißverbindungen
sehr aufwendig. Außerdem dürften die Belastbarkeit
und die Gebrauchstauglichkeit der Konstruktion insbesondere bei
höheren Geschwindigkeiten heutigen Anforderungen nicht
ausreichen.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Brückenbauweise anzugeben,
die den inzwischen gewachsenen Belastungen Stand hält und
deren Herstellung einfacher ist.
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Diese
Aufgabe wird bei der Brücke der eingangs genannten Art
dadurch gelöst, dass die Längsträger,
die zu einem Trägerrost als Brückenüberbau gekoppelt
werden, jeweils als Stahlbeton-Verbundträger aus einem
Stahlträger und einem an ihm anbetonierten Betonträger
ausgebildet sind. Die Erfindung macht sich also die Verbundtechnologie
zunutze, indem sie eine Brückenkonstruktion mit ebenfalls
sehr geringer Bauhöhe angibt. Sie macht sich den aus dem
Stand der Technik bekannten günstigen U-förmigen
Querschnitt des Längsträgers ebenfalls zunutze,
erreicht durch den Stahlbeton-Verbund jedoch ein deutlich robusteres
und steiferes Tragwerk. Durch die überwiegende Verwendung
von Beton für den Längsträger vermeidet
sie ein Dröhnen beim Befahren der Brücke, unter
der Stahlkonstruktionen regelmäßig leiden. Dadurch
lässt sich die erfindungsgemäße Brücke
auch in besiedeltem Gebiet einsetzen. Die Stahlbeton-Verbundtechnologie
stellt zudem ein gut beherrschbares Herstellungsverfahren dar, so dass
der Längsträger trotz seines ungewöhnlichen Querschnitts
keinen großen Herstellungsaufwand erfordert. Er lässt
sich vielmehr durch werkseitige und damit witterungsgeschützte
Vorfertigung und Herstellung in hoher Qualität produzieren.
Wegen der kompakten Abmessungen des Längsträgers
und der Brücke insgesamt eignet sie sich insbesondere für
längerfristige Provisorien.
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Da
jeder Längsträger eine Schiene trägt, muss
die Spurweite des Gleises durch eine zuverlässige Kopplung
der nebeneinander angeordneten Längsträger sichergestellt
sein. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind
daher die nebeneinander angeordneten Längsträger
punktuell über Längsträgerstutzen gekoppelt,
die zwischen ihnen eingeschraubt sind. Insbesondere bei kurzen Längsträgern
kann es ausreichen, wenn die Kopplung der Längsträger
nur am Widerlager erfolgt, weil die Längsträger
selbst ausreichend steif genug sind, um auch in ihrem Feldbereich
die Spurweite sicherzustellen. Die Längsträgerstutzen
können kurz ausfallen und haben daher nur ein relativ geringes
Gewicht von etwa 30 kg, so dass sie zwei Fachkräfte bequem
ein- und ausbauen können. Die Längsträgerstutzen
stellen somit eine relativ einfache Spurweitensicherung dar, deren
Montage nur einen geringen Aufwand darstellen.
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Nach
einer dazu alternativen Ausgestaltung der Erfindung können
die nebeneinander angeordneten Längsträger durch
einen Verguss miteinander gekoppelt sein. Der Verguss kann linear
oder nur punktuell ausgebildet sein. Dazu sind an den Längsträger an
denjenigen Seiten, die im Endzustand aneinander zugewandt sind,
nach außen abstehende und freiliegende Bewehrungsbügel
einbetoniert. Zusammen mit Längseisen und dem Verguss stellen
sie eine kraftschlüssige Verbindung der Längsträger
und eine zuverlässige Spurweitensicherung dar. Als Schalung für
den Verguss können Faserzementplatten zwischen den Längsträgern
eingebaut werden. Nach dem Verguss muss die Brücke rund
sechs bis acht Stunden frei von Erschütterungen bleiben,
um die Festigkeitsentwicklung des Vergusses nicht zu stören.
Auch diese Kopplung lässt sich verhältnismäßig einfach
demontieren, indem der Verguss mittels Hochdruckwasserstrahl entfernt
wird.
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Die
eingangs genannte Aufgabe wird außerdem bei einem Längsträger
mit einem in Längsrichtung U- oder Y-förmigen
Querschnitt dadurch gelöst, dass er als Stahlbeton-Verbundträger
aus einem Stahlträger und einem an ihm anbetonierten Betonträger
ausgebildet ist. Der Einsatz der Stahlbeton-Verbundtechnologie zur
Herstellung des Längsträgers verleiht ihm eine
geringe Bauhöhe bei zugleich hoher Belastbarkeit. Sie verschafft
dem Längsträger außerdem ein geringes
Verlegegewicht, was den Maschineneinsatz insbesondere für
Hebezeuge auf der Baustelle reduziert. Zudem stellt seine Herstellung
wegen geringer Teileanzahl und einem hohen Vorfertigungsgrad keinen
großen Aufwand dar. Die weiteren Vorteile sind bereits
oben bei der Brücke aus den entsprechenden Längsträgern
beschrieben.
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In
der Stahlbeton-Verbundtechnologie bei Trägern im allgemeinen
eine Stahlkomponente im Zugbereich und eine Betonkomponente im Druckbereich
angeordnet. Dadurch ergibt sich ein sehr wirtschaftlicher Materialeinsatz.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der
Längsträger jedoch jeweils einen Stahlträger
sowohl im Untergurt, also auf seiner Zugseite, als auch in den Obergurten,
also im Druckbereich. Die Erfindung verfolgt also das Prinzip, eine
Stahlkomponente auch zur Aufnahme von Druckkräften einzusetzen.
Damit gelingt es ihr, die Querschnittsabmessungen des Längsträgers
sehr gedrungen zu halten, weil die Betonkomponente weniger Druckkräfte übernehmen muss
und damit einen geringeren Konstruktionsquerschnitt aufweisen kann.
Die Erfindung macht sich also die höhere Druckbelastbarkeit
von Stahl zunutze, um einen möglichst schlanken, aber hochbelastbaren
Längsträger zu erzielen. Ein Betondruckversagen
kann dadurch vermieden werden. Dieser hinsichtlich seiner Belastbarkeit
optimierte Materialeinsatz führt zu einer Materialersparnis
und damit zu einer Kostenreduktion gegenüber einer Vergleichbaren Konstruktion
aus Stahl um etwa 50%.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die
Breite der Vertiefung zur Aufnahme einer Schiene in Abhängigkeit
von der Länge des Längsträgers so dimensioniert,
dass sie eine Schiene mit einem Kurvenradius aufnehmen kann. Bei
einer Länge des Längsträgers von beispielsweise
12,50 m kann eine Vertiefung mit einer Breite von 430 mm eine Schiene
mit einem Radius von 250 m aufnehmen. Aufgrund der Breite der Vertiefung
kann daher der Längsträger auch in Kurvenabschnitten
eingesetzt werden, ohne dass seine Konstruktion verändert
werden müsste.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die
Sohle der Vertiefung eine Neigung entsprechend der Schienenneigung auf.
Sie kann je nach nationalen Erfordernissen unterschiedlich sein
und 1:40 oder 1:20, seltener 1:30 betragen. Die zur Gleisachse gerichtete
Schienenneigung muss damit nicht mehr in der Schienenbefestigung
beispielsweise durch keilförmige Rippenplatten erzeugt
werden. Vielmehr können auf dem Längsträger
einfache Schienenbefestigungen verschraubt werden, so dass sich
der Montageaufwand für die Schienenbefestigungen reduziert.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der
Längsträger zwei halbierte Stahlträger,
die jeweils als oberseitiger Abschluss der U-Schenkel angeordnet
sind, und zwei unterseitig und nebeneinander angeordnete halbierte Stahlträger
im Untergurt auf. Die Stege der Stahlträger im Obergurt
und im Untergurt weisen jeweils paarweise aufeinander zu und binden
in den Beton des Verbundträgers ein. Ist im Obergurt und
im Untergurt aus konstruktiven Gründen ein weitgehend gleicher
Stahlquerschnitt erforderlich, können mit der Anordnung
zweier Stahlträger im Untergurt zumindest dimensionsähnliche
Stahlträger wie im Obergurt eingebaut werden. Bei dimensionsgleichen
Stahlträgern im Ober- wie im Untergurt reduzieren sich
die Anzahl unterschiedlicher Teile zur Herstellung des Längsträgers
und damit sein Herstellungsaufwand. Der Längsträger
verfolgt damit ein Gleichteilekonzept, der zu dem seine Herstellung
durch die geringere Anzahl unterschiedlicher Teile vereinfacht.
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Die
Stahlträger bestehen vorzugsweise aus halbierten Doppel-T-Trägern,
die im Steg voneinander getrennt sind. Jedes Teil eines halbierten
Doppel-T-Trägers kann dann im Ober- und im Untergurt desselben
Stahlbeton-Verbundträgers angeordnet werden. Durch Verwendung
einer speziellen Schnittlinie in der Form einer Klothoide zur Halbierung
des Doppel-T-Trägers können zugleich Stahldübel
für einen idealen Schubverbund zwischen dem Stahlträger
und dem Betonträger ausgebildet werden. Zum Verlauf der
Schnittlinie bzw. der Schnittgeometrie wird auf die Anmeldung mit
der Anmeldenummer
DE 10
2008 011 176.7 des Anmelders verwiesen, deren diesbezüglicher
Inhalt auch zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die
im Obergurt und Untergurt einander gegenüber angeordneten
halbierten Stahlträger zueinander versetzt angeordnet,
so dass ihre Stege auf verschiedenen Achsen liegen. Da zwischen
den Stahlträgern des Untergurts keine Vertiefung zur Aufnahme
von Schienenbefestigungen ausgebildet ist, können sie näher
zusammen gerückt angeordnet sein. Dadurch ergibt sich ein
schmalerer Untergurt. Die Flansche der Stahlträger im Untergurt stellen
zugleich die Lagerfläche des Längsträgers
auf einer Unterkonstruktion am Widerlager dar. Ein geringerer Abstand
der Stahlträger des Untergurts bedeutet damit eine geringere
Lagerspreizung, die einen konstruktiv günstigeren Lastabtrag
der Belastung aus der Schiene bedeutet. Außerdem erhält
der Längsträger im Bereich seines Untergurts geringere Abmessungen,
wodurch Platz und Gewicht eingespart werden.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an
den Auflagepunkten im Lagerbereich des Verbundträgers zwischen
den Flanschen der unterseitigen Stahlträger jeweils eine
stählerne Pressenplatte einbetoniert. Sie stellt einen Pressenansatz
für beispielsweise eine Flachzylinderpresse dar, die zwischen
den Lagern des Längsträgers im Bereich der Stahlträger
des Untergurts angeordnet sind. Dort liegt der Längsträger
auf elastomeren Lagern auf. Um Setzungen der Widerlager auszugleichen,
die insbesondere bei vorübergehenden Konstruktionen von
Hilfsbrücken auftreten, können die Flachzylinderpressen
zwischen den Lagern eingesetzt, die Längsträger
und mit ihr die Brücke in die gewünschte Lage
gebracht, die Höhendifferenz durch Zwischenplatten ausgeglichen
und die Flachpresse nach Einnahme der Solllage der Brücke
wieder entfernt werden.
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Die
eingangsgenannte Aufgabe wird außerdem durch ein Verfahren
zur Herstellung eines Stahlbeton-Verbundträgers für
eine Eisenbahnbrücke gelöst, das die folgenden
Schritte umfasst:
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Schritt
a): Halbieren von Doppel-T-Trägern in ihrem Steg zuhalbierten
Stahlträgern,
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Schritt
b): Ausbilden von Stahldübeln im Steg durch eine Schnittführung
in der Form einer Klothoide,
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Schritt
c): Einbringen der Stahlträger und zusätzlicher
Quer- und Bügelbewehrung in eine Schalung,
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Schritt
d): Einbetonieren der halbierten Stahlträger als Obergurt
und als Untergurt in einem Stahlbeton-Verbundträger.
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Der
Doppel-T-Träger wird bereits im Herstellungswerk geteilt.
Bereits werkseitig wird er mit einem Korrosionsschutz versehen.
Alternativ kann er wetterfestem Stahl hergestellt werden, womit
bei mehrfachem Einsatz die Ausbesserung des Korrosionsschutzes entfallen
kann. Die Stahldübel, die beim Teilen des Trägers
durch Brennschneiden gebildet werden, können beispielsweise
einen Abstand von 250 mm aufweisen und nehmen den Schub in der Verbundfuge
zum Beton auf. Anschließend werden sie in einem Fertigteilwerk
in eine Schalung eingebracht, wo Quer-, Bügel- und Längsbewehrung
des zukünftigen Verbundträgers ergänzt
wird. Zur Befestigung der Schienenstützpunkte werden Ankerhülsen
in die Schalung eingelegt.
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Der
Verbundträger wird in Negativlage betoniert, um die Vertiefung
für die Schiene einfacher herstellen zu können.
Als Beton kommt vorzugsweise solcher hoher Güte oder hochfester
Beton zum Einsatz. Der Verbund zwischen Beton und Stahl wird also
werkseitig unter idealen Herstellungsbedingungen und damit in hoher
Qualität erzeugt. Nach dem Betonieren und Entschalen wird
der Verbundträger gedreht und spannungsfrei etwa zwei Wochen
gelagert. Sie werden gegen Austrocknen geschützt, um Schwindrisse
zu vermeiden.
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Das
Herstellungsverfahren erweist sich als kostengünstig, weil
es einen hohen Vorfertigungsgrad ermöglicht und ohne nennenswerten
Verschnitt auskommt. Beide Teile des halbierten Doppel-T-Trägers,
beispielsweise eines Walz- oder Schweißträgers,
werden in dem erfindungsgemäßen Verbundträger
verbaut. Durch eine spezielle Schnittführung zur Trennung
des Doppel-T-Trägers, mit der zugleich im Stegbereich Stahldübel
zur Schubkraftübertragung zwischen Beton und Stahl erzeugt
werden, fällt auch dabei keine nennenswerter Verschnitt
an.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung dieses Verfahrens werden vor dem
Schritt b) den im Betrieb im Obergurt angeordneten Stahlträgern
eine negative und den im Untergurt angeordnete Stahlträgern
eine positive Überhöhung aufgezwungen. Die Überhöhung
ist der Verformung des fertigen Längsträgers unter
Belastung entgegengerichtet, so dass sich der Längsträger
mit darin eingebauten überhöhten Stahlträgern
unter seiner Belastung weniger unerwünscht verformt, weil
dem die vorab aufgebrachte Überhöhung entgegenwirkt.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der
Längsträger in Schritt c) gegenüber seiner
Einbaulage über Kopf gefertigt. Dadurch lässt
sich die Vertiefung im Längsträger und insbesondere
die Neigung ihrer Sohle hochgenau herstellen. Schwierigkeiten im
Schalungsbau der tiefer liegenden Vertiefung lassen sich damit vermeiden.
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Das
Prinzip der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielshalber
noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1:
einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Brückenüberbau,
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2:
einen Schnitt durch einen Längsträger,
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3:
einen Seitenansicht gemäß 2,
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4:
einen geteilten Doppel-T-Träger,
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5, 6:
Detailansichten gemäß 4,
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7:
einen Ausschnitt aus 4,
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8:
einen Längsträger in Herstellungslage,
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9:
einen Längsträger für größere
Spannweiten,
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10:
einen Schnitt durch eine Variante zu 1, und
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11:
ein Detail aus 10.
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1 zeigt
einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Brückenüberbau
für Eisenbahnverkehr, der einen Trägerrost aus
zwei nebeneinander und parallel zueinander verlaufenden Längsträgern 1 besteht.
Die Längsträger 1 bilden ein Zwillingsträgerpaar,
das über eine Kopplung 2 starr miteinander verbunden
und bezüglich der Gleismitte achsensymmetrisch aufgebaut
ist. Jeder Längsträger 1 setzt sich aus
einem Untergurt 3 und zwei Obergurten 4 zusammen.
Zwischen den Obergurten 4 liegt eine Vertiefung 5,
so dass der Längsträger 1 einen U-förmigen
oder Y-förmigen Querschnitt mit den beiden Obergurten 4 als
Schenkeln aufweist. In der Vertiefung 5 nimmt jeder Träger 1 Schienenbefestigungen 6 mit
einer Schiene eines Gleises auf. Der Trägerrost aus den
Längsträgern 1 und der Kopplung 2 liegt
im nicht dargestellten Widerlagerbereich auf einer Unterkonstruktion 7 auf.
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Die
Längsträger 1 sind als Stahlbeton-Verbundträger
ausgeführt. Der Untergurt 3, der im Betrieb bei
einer Ein-Feld-Lagerung des Längsträgers 1 im
zugbelasteten Bereich liegt, weist zwei parallel und mit einem Abstand
zueinander angeordnete, untere Stahlträger 10 mit
jeweils einem Flansch 12 und einem Steg 14 auf.
Im Feldbereich stellt der Flansch 12 eine außenliegende
Zugbewehrung des Längsträgers 1 dar.
Im Widerlagerbereich dient er zugleich als Auflagefläche
des Längsträgers 1 auf der Unterkonstruktion 7.
An seinem Steg 14 bildet der untere Stahlträger 10 Stahldübel
aus, die in 3 bis 7 deutlicher
gezeigt sind, und mit denen er in einen Betonträger 16 einbindet.
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Der
Betonträger 16 stellt hinsichtlich seiner Masse
den Hauptteil des Längsträgers 1 dar.
Er ist mit einer Bügelbewehrung 18 und Längseisen 20 versehen
und bildet im Wesentlichen die U- bzw- Y-Form des Längsträgers 1 aus.
Die Bügelbewehrung 18 ist mit einer Neigung von
ca. 50° eingebaut, um die Betonquerkräfte im Längsträger 1 ableiten
zu können und die Verbundfuge zwischen den Stahlträgern 10, 22 entsprechend
dem Kräfteverlauf zu sichern. Die freien Enden seiner Schenkel
bedecken obere Stahlträger 22, die wie die unteren
Stahlträger 10 aus Flaschen 24 und Stegen 26 bestehen.
Auch ihre Flansche 24 liegen frei, ihre Stege 26 binden
in den Betonträger 16 ein.
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Die
zwischen den Obergurten 4 liegende Vertiefung weist eine
Sohle 28 auf, auf der die Schienenbefestigungen 6 in
einbetonierten Ankerhülsen oder in nachträglichen
Verbundankern verschraubt sind. Die Sohle 28 hat eine Neigung
von 1:40, die der national vorgeschriebenen Schienenneigung ent spricht.
Damit kann beispielsweise die Schienebefestigung des Typs ECF UIC60
ohne baustellenseitige Herstellung der Schienenneigung eingebaut
werden.
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Um
die erforderliche Spurweite des Gleises sicherzustellen, sind die
beiden Längsträger 1 durch einen Betonverguss 30 als
Kopplung starr miteinander zu einem Trägerrost verbunden.
In den Verguss 30 ragen Kopplungsbügel 32 hinein,
die von jedem Längsträger 1 seitlich
abstehen (vgl. 2). An seiner Unterseite ist
eine Faserzementplatte 34 als verlorene Schalung zwischen
den Trägern 1 befestigt.
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Jeder
Längsträger 1 trägt die Lasten
des Schienenverkehrs über zwei elastomere Lager 36 je Widerlager
auf die Unterkonstruktion 7 ab. Die Lager 36 sind
unter den Flanschen 12 der unteren Stahlträger 10 angeordnet.
Zwischen je zwei Lagern 36 eines Träger 1 ist
eine Flachzylinderpresse 38 eingeschoben, die sich trägerseitig
gegen eine Pressenplatte 40 abstützt. Sie ist
nur im Lagerbereich des Längsträgers 1 zwischen
den unteren Stahlträgern 10 angeordnet und bindet
mit angeschweißten Dübeln 42 in den Betonträger 16 ein.
Mit der Flachzylinderpresse 38 können Setzungen
im Widerlagerbereich ausgeglichen werden. Zur Lagesicherung der
Längsträger 1 in Querrichtung sind Anschlagknaggen 44 auf
der Unterkonstruktion 7 aufgeschweißt. Sie besteht
aus einem Stahlquerträger 46 als Auflagerbank,
der seinerseits auf einem Betonfundament (nicht dargestellt) ruht.
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Jeder
Längsträger 1 ist also mit je zwei Stahlträgern 10, 22 an
der Ober- und an der Unterseite seines Querschnitts bewehrt, deren
Flansche 12, 24 freiliegen. Die Flansche 12 stellen
eine Zugbewehrung dar, die Flansche 24 übernehmen
Druckkräfte. Damit reduzieren sie die Druckkräfte,
die der Betonträger 16 in den Obergurten 4 abtragen
muss. Da die Flansche 24 bei gleicher Querschnittsfläche
weitaus mehr Druckkräfte übernehmen können
als der Beton, reduziert die Anordnung der Stahlträgern 22 in
den Obergurten 4 die Querschnittsabmessungen der Längsträger 1 und
damit der Brücke erheblich. Durch die exponierte Lage der
Stahlträger 10, 22 im Querschnitt bieten
sie einen größtmöglichen inneren Hebelarm.
Sie tragen dadurch zu der gedrungenen Querschnittsform des Längsträgers 1 bei,
die daher nicht in das Lichtraumprofil des Gleises hineinragt.
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2 zeigt
eine Teilschnittansicht gemäß 1 in
einer hinsichtlich der Bewehrung vereinfachten Darstellung. Sie
gibt nur den linken Längsträger 1 und
dessen Auflagerung wider. Gegenüber 1 verdeutlicht
sie die Lage des Kopplungsbügels 32, der seitlich
aus dem Längsträger 1 an den Punkten der
zukünftigen Kopplung 2 an seiner dem anderen Längsträger 1 zugewandten
Seitenfläche heraussteht. Unter dem Kopplungsbügel 32 werden
Haltewinkel 48 am Längsträger 1 angeschraubt,
um die Faserzementplatte 34, die als verlorene Schalung des
Vergusses 30 die Kopplung 2 nach unten hin abschließt,
montieren zu können.
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In
der Vertiefung 5, die die Schienenbefestigung 6 samt
Schiene aufnimmt, kann sich Niederschlagswasser ansammeln. Der Neigung
der Sohle 28 folgend sammelt es sich am rechten Rand der Vertiefung 5 und
wird dort durch ein Entwässerungsrohr 50 der Dimension
DN50 aus Kunststoff abgeführt, das in den Längsträger 1 zumindest
im Bereich der Widerlager einbetoniert ist.
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3 stellt
eine Längsschnittansicht durch den Widerlagerbereich eines
Längsträgers 1 gemäß 2 dar.
Er ist auf dem Flansch 12 des unteren Stahlträgers 10 über
das Lager 36 auf den Stahlquerträger 46 aufgelagert.
Zwischen den unteren Stahlträgern 10 ist die Pressenplatte 40 angeordnet,
die mit den angeschweißten Dübeln 42 in
den Beton 16 einbindet und als Widerlager für
die nicht dargestellte Flachzylinderpresse 38 nur über
dem Stahlträger 46 angeordnet ist.
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Der
dargestellte Längsträger 1 verfügt über eine
punktuelle Kopplung 2 zu seinem benachbarten Zwillingsträger.
Die Kopplung 2 besteht aus vier Kopplungsbügeln 32 je
Kopplungspunkt und Längsträger 1, die
in den Verguss 30 der Kopplung 2 hineinragen.
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Sowohl
der Steg 14 des unteren Stahlträgers 10 als
auch der Steg 26 des oberen Stahlträgers 22 sind
zu einer Dübelreihe ausgeformt, mit der der untere Stahlträger 10 und
der obere Stahlträger 22 in den Betonträger 16 einbinden.
Sie stellen eine hervorragende Schubkraftübertragung zwischen
den Stahlträgern 10, 22 und dem Betonträger 16 her. Form
und Herstellung wird in den folgenden 4 bis 7 genauer
beschrieben.
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4 zeigt
einen geteilten Doppel-T-Träger 52 für
die der Herstellung eines erfinderischen Längsträgers 1.
Er wird als Walzträger bei einem Stahlhersteller gewalzt.
Dort wird ein Korrosionsschutz für die später
außen liegenden Flansche 12, 24 (vgl. 1)
Sein Doppel-T- bzw. -H-Profil ist im Steg durch Brennschneiden entlang
einer Schnittlinie 54 symmetrisch geteilt, die aus mehreren
Kurven unterschiedlicher Radien zusammengesetzt ist (Klothoide).
Die Schnittlinie 54 bildet Stahldübel aus, die puzzleförmig
ineinander greifen. Die obere Hälfte des Doppel-T-Trägers 52 bildet
den späteren oberen Stahlträger 22, die
untere Hälfte den unteren Stahlträger 10.
Noch im Stahlwerk erhält der untere Stahlträger 10 eine
positive, der obere Stahlträger 22 eine negative Überhöhung.
Die mit „V” und „VI” markierten Endbereiche
werden in den folgenden 5 und 6 separat
beschrieben.
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Sie
zeigen Detailansichten gemäß 4, nämlich
den Anfangs- bez. Endbereich des Doppel-T-Trägers 52.
Die Schnittlinie 54 zur Trennung des Doppel-T-Trägers 52 in
die beiden Stahlträger 10, 22 läuft
zunächst entlang einer Symmetrieachse des Doppel-T-Trägers 52.
Anschließend wird zunächst ein erster Stahldübel 56 am
oberen Stahlträger 22 ausgebildet, dessen Ausschnitt 58 Platz
lässt für einen zukünftigen Betondübel,
der mit dem unteren Stahlträger 10 zusammen wirken
kann.
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7 zeigt
einen Ausschnitt aus dem Feldbereich des Doppel-T-Trägers 52,
in dem sich die Stahldübel 56 des oberen Trägers 22 und
die Stahldübel 60 des unteren Stahlträgers 10 abwechseln. Zwischen
ihnen bleibt ein unbenutzter Raum 62 des Ausschnitts 58 frei,
der einen äußerst geringfügigen Verschnitt
bei der Herstellung der beiden Träger 10, 22 darstellt.
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8 zeigt
einen stark vereinfachten Querschnitt eines Längsträgers 1 gemäß 1 in
seiner Herstellungslage. Er wird im Fertigteilwerk über
Kopf hergestellt, so dass er auf seinen beiden Obergurten 4 aufliegt.
Dadurch kann die Schalung insbesondere für die Vertiefung 5 einfach
hergestellt und die Neigung der Sohle 28 hochgenau produziert
werden. Die (nicht dargestellte) Schalung des Längsträgers 1 liegt nicht
vollständig an den Flanschen 12 der jetzt oben liegenden
unteren Stahlträger 10 an, um eine Entlüftung
des Betons an den geneigten Flächen 64 im Bereich
des Untergurts 3 zu ermöglichen. Der Beton wir in
einer Güte von C70/85 (hochfester Beton) gewählt, um
insbesondere die verbleibenden Druckspannungen in den Obergurten 4 unter
den Stahlträgern 22 aufnehmen zu können.
Der Beton besitzt neben seiner hohen Festigkeit eine sehr dichte
Oberfläche, die eine äußerst geringe
Eindringtiefe von betonangreifenden Substanzen bedingt. Dadurch
ist der Längsträger 1 auch in chemisch
aggressiver Umgebung sehr dauerhaft.
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9 zeigt
einen Schnitt durch eine Variante des Längsträgers 70 vergleichbar
der 1. Der Längsträger 70 ist
für größere Spannweiten als der Längsträger 1 gedacht.
Er hat daher einen höheren Querschnitt, stellt also einen
höheren Überbau als derjenige gemäß 1 dar.
Die beiden unteren Stahlträger 10 werden bei diesem
Querschnitt zusammengerückt, um eine geringere Querschnittsfläche
zu erhalten und das Eigengewicht zu reduzieren. Der Aufbau des Längsträgers 70 folgt
im Prinzip demjenigen des Längsträgers 1.
Aufgrund der größeren Spannweite hat der Längsträger 70 jedoch
höhere Kräfte zu übertragen, weshalb
er im Bereich des Obergurts 3 breiter ausfällt.
Dies hat zur Folge, dass er mit seinem Zwillingsträger 70 im
Bereich seines Obergurts 3 unmittelbar aneinander stößt.
Seine Kopplung 72 besteht daher im Wesentlichen aus Distanzblechen 74,
mit denen die erforderliche Spurweite des Gleises eingestellt werden
kann. Die Längsträger 70 werden untereinander
im Bereich ihrer Obergurte 3 durch Anker 76 unmittelbar
miteinander verschraubt.
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Im
Auflagerbereich weist der Längsträger 70 beidseitig
eine Konsole 78 auf. Da zwischen den unteren Stahlträgern 10 kein
Raum mehr für die Anordnung einer Presse besteht, dienen
die Konsolen 78 als Pressenansatzpunkte beidseits des Längsträgers 70.
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10 ist
eine Variante für eine Kopplung 2' zweier Längsträger 1 gemäß 1.
Anstelle des Vergusses 30 gemäß 1 sind
die Längsträger 1 gemäß 10 durch
eine Verschraubung miteinander gekoppelt. Dazu wird ein Trägerstutzen 80 zwischen den
Längsträgern 1 positioniert, der in dem
oberen Bereich durch die Obergurte 4 des Längsträgers 1 hindurch
verschraubt wird. Zur Befestigung in seinem unteren Bereich wird
eine Anschlussplatte 84 gemäß 11 im
Längsträger 1 einbetoniert. Sie besteht aus
einer Stirnplatte 86, an der eine bügelförmige Schlaufe 88 angeschweißt
ist. Die Schlaufe 88 bindet in den Betonträger 16 des
Längsträgers 1 ein. In der Stirnplatte 86 lassen
sich Schrauben 90 zur Befestigung des Trägerstutzens 80 zugfest
einschrauben.
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- 1
- Längsträger
- 2
- Koppelung
- 3
- Untergurt
- 4
- Obergurt
- 5
- Vertiefung
- 6
- Schienenbefestigung
- 7
- Unterkonstruktion
- 10
- unterer
Stahlträger
- 12
- Flansch
- 14
- Steg
- 16
- Betonträger
- 18
- Bügelbewehrung
- 20
- Längseisen
- 22
- oberer
Stahlträger
- 24
- Flansch
- 26
- Steg
- 28
- Sohle
- 30
- Betonverguss
- 32
- Kopplungsbügel
- 34
- Faserzementplatte
- 36
- Lager
- 38
- Flachzylinderpresse
- 40
- Pressenplatte
- 42
- Dübel
- 44
- Anschlagknaggen
- 46
- Stahlquerträger
- 48
- Haltewinkel
- 50
- Entwässerungsrohr
- 52
- Doppel-T-Träger
- 54
- Schnittlinie
- 56
- Stahldübel
- 58
- Ausschnitt
- 60
- Stahldübel
- 62
- Verschnitt
- 64
- geneigte
Fläche
- 70
- Längsträger
- 72
- Kopplung
- 74
- Distanzbleche
- 76
- Anker
- 78
- Konsolen
- 80
- Trägerstutzen
- 84
- Anschlussplatte
- 86
- Stirnplatte
- 88
- Schlaufe
- 90
- Schrauben
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - AT 207406 [0002]
- - DE 102008011176 [0012]