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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erhöhung der Tragfähigkeit von Eisenbahnüberführungen in Stahlbetonbauweise, insbesondere Eisenbahnüberführungen in Stahlbetonbauweise mit einem Oberbau aus Schotter, aufweisend wenigstens ein Gleis.
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Das Eisenbahnbundesamt fordert für Eisenbahnüberführungen in Stahlbetonbauweise, wie beispielsweise vorhandene Brücken und Durchlässe, neue statische Nachweise. Bei diesen neuen statischen Nachweisen ist zu berücksichtigen, dass die berechnete Tragfähigkeit in Abhängigkeit von dem Alter und der Nutzungsdauer der Eisenbahnüberführung für jedes Jahr um ein Prozent zu mindern ist.
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Diese jährliche Minderung der Tragfähigkeit von Eisenbahnüberführungen hat zur Folge, dass viele ältere Bauwerke nicht mehr den heutigen Anforderungen gerecht werden. Dementsprechend müssten vielerorts neue Eisenbahnüberführungen gebaut werden, um ältere Bauwerke zu ersetzen. Ein Neubau der Eisenbahnüberführungen ist jedoch langwierig und teuer und lohnt insbesondere bei solchen Eisenbahnüberführungen, die eher selten befahren werden, kaum. Zudem sind Eisenbahnüberführungen, insbesondere über kleinere Bäche oder Entwässerungsgräben, häufig auf freier Strecke ohne Zuwegung zu finden, so dass selbst für kleinere Bauwerke bei einem Neubau eine verhältnismäßig aufwändige Logistik notwendig ist. Hinzu kommt, dass solche Fahrwege häufig als „Notfallgleis“ für den Katastrophenschutz vorgesehen sind und längere Sperrungen daher zu vermeiden sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher die Tragfähigkeit von Eisenbahnüberführungen mit möglichst geringem Aufwand zu erhöhen.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweils nachgeordneten Patentansprüchen angegeben.
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Das Verfahren zur Erhöhung der Tragfähigkeit von Eisenbahnüberführungen in Stahlbetonbauweise, insbesondere Eisenbahnüberführung in Stahlbetonbauweise, mit einem Oberbau aus Schotter, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass ein auf der Eisenbahnüberführung aufliegendes Gleisjoch eines Fahrwegs in benötigter Länge herausgetrennt wird, dass in dem Bereich, in dem das Gleisjoch herausgetrennt wurde, in Richtung des Fahrwegs zu beiden Seiten der Eisenbahnüberführung Lasteinleitungsbereiche gebildet werden, dass in dem Bereich, in dem das Gleisjoch herausgetrennt wurde, seitlich zu dem Bereich, in dem das Gleis zu verlegen ist, in vorbestimmten Abstand zueinander zwei Längsträger entsprechender Länge in Längsrichtung des Fahrwegs verlegt werden, und dass das Gleis mit seinen Schienen auf einer Unterkonstruktion montiert wird, die auf den beiden Längsträgern aufgebaut wird.
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Um die Kombination von Längsträgern entsprechender Länge und einer auf den Längsträgern aufbauenden Unterkonstruktion, die die Schienen des Gleises trägt, einzubauen, sind mit Vorteil lediglich Maßnahmen am Oberbau des Fahrwegs vorzunehmen, während an der eigentlichen Eisenbahnüberführung keine baulichen Veränderungen nötig sind. Die vor und hinter die Eisenbahnüberführung verlagerten Lasteinleitungsbereiche gewährleisten dabei, dass die Eisenbahnüberführung selbst entlastet wird.
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Um in dem Bereich, in dem das Gleisjoch herausgetrennt wurde, ausreichend Raum zum Einbau der Vorrichtung zu schaffen, wird in einem vorbereitenden Arbeitsschritt Schotter des Oberbaus bis 2 cm unter Schwellenunterkante ausgeräumt.
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Die Schaffung der Lasteinleitungsbereiche erfolgt, in dem der Oberbau des Fahrwegs im Bereich der Lasteinleitungsbereiche verdichtet wird. Diese Verdichtung des Oberbaus mittels vorzugsweise einer Rüttelplatte stellt sicher, dass die Lasteinleitungsbereiche die durch die einzubauende Vorrichtung und über die Vorrichtung fahrende Fahrzeuge bedingte Last aufnehmen können. Zusätzlich kann auf den Oberbau des Fahrwegs nach dessen Verdichtung noch Splitt aufgebracht werden, wobei anschließend erneut eine Verdichtung des Oberbaus erfolgt. Diese weitere Verdichtung des Oberbaus mit dem Splitt dient dann der Einrichtung einer planen Oberfläche zum Einbau der Längsträger.
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Nachdem die Längsträger entsprechend ihrer Einbauhöhe auf der planen Oberfläche abgesetzt wurden, werden gemäß einer Weiterbildung in Richtung des Fahrwegs zwischen den Lasteinleitungsbereichen Querträger als Unterkonstruktion der Schienen an den Längsträgern montiert. Auf diesen Querträgern wiederum werden Rippenplatten, Hakenschrauben oder Klemmplatten aufgebracht, beispielsweise aufgeschweißt. Die Querträger liegen dabei wie alle anderen Bestandteile der Unterkonstruktion auf flanschartigen Abschnitten der Längsträger auf, wobei die flanschartigen Abschnitte der Längsträger zumindest teilweise einen Einbauraum für die Unterkonstruktion begrenzen.
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Nach einer bevorzugten Ausführung wird auf Höhe eines ersten Widerlagers der Eisenbahnüberführung nachfolgend eine erste Spurstange eingesetzt und fixiert. Diese hat eine Breite von vorzugsweise 2,42 m, so dass für den Einschub der Gleistragplatten ein Spiel von ca. 2 cm gewährleistet ist. Dann wird auf der Seite des ersten Widerlagers der Eisenbahnüberführung wenigstens eine Gleistragplatte in den von den Längsträgern begrenzten Einbauraum eingeschoben, welche die Unterkonstruktion der Schienen im Lasteinleitungsbereich bildet. Anschließend wird eine weitere Spurstange gleicher Breite derart auf der Seite des ersten Widerlagers eingebaut, dass die Gleistragplatte in Fahrrichtung zwischen den Spurstangen angeordnet und fixiert ist. Die gleichen Schritte werden dementsprechend auch auf der Seite des zweiten Widerlagers der Eisenbahnüberführung durchgeführt.
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Zusätzlich kann eine Sicherung der Gleistragplatten erfolgen, indem zwischen Gleistragplatte und flanschartigen Enden, insbesondere oberen flanschartigen Enden, der Längsträger Flachstahl eingespannt wird und anschließend mit Gewindeschrauben fixiert wird. Die Gleistragplatten sind dann nicht nur in Fahrrichtung sondern auch in allen anderen Richtungen in ihrer Position festgelegt.
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Nachfolgend werden soweit notwendig noch Schwellen bis an die Vorrichtung heran verlegt, um einen Gleisanschlussbereich zu der Vorrichtung herzustellen. In einem letzten Schritt werden dann die Schienen über die gesamte Länge des herausgetrennten Gleisjochs verlegt und verschweißt.
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Die Vorrichtung zur Erhöhung der Tragfähigkeit von Eisenbahnüberführungen in Stahlbetonbauweise, insbesondere Eisenbahnüberführungen in Stahlbetonbauweise mit einem Oberbau aus Schotter, aufweisend wenigstens ein Gleis, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass seitlich des Gleises in Fahrrichtung dieses zwei die Eisenbahnüberführung überspannende Längsträger angeordnet sind, dass sich die Längsträger in Fahrrichtung des Gleises zu beiden Seiten der Eisenbahnüberführung in jeweils wenigstens einen Lasteinleitungsbereich erstrecken, dass die beiden Längsträger in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind, und dass das Gleis mit seinen Schienen über die gesamte Länge der Längsträger über eine entsprechende Unterkonstruktion von den Längsträgern aufgenommen ist.
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Durch die Längsträger ist auf einfache Weise erreicht, dass die Last eines über die Eisenbahnüberführung fahrenden Fahrzeugs auf die Lasteinleitungsbereiche verteilt wird. Da sich die Lasteinleitungsbereiche in Fahrrichtung des Gleises zu beiden Seiten vor und hinter der eigentlichen Eisenbahnüberführung befinden, wird die Eisenbahnüberführung beziehungsweise dessen Bauwerk entsprechend entlastet. Das Bauwerk der Eisenbahnüberführung muss dann nicht mehr selbst die nötige Tragfähigkeit aufweisen und braucht auch gemäß den neuen Richtlinien zum statischen Nachweis nicht ersetzt zu werden.
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Als Längsträger sind vorteilhafterweise Breitflanschträger, sogenannte Peiner Träger, insbesondere Breitflanschträger vom Typ IPB 400, vorgesehen. Die Flansche der Längsträger definieren und begrenzen dabei nach oben und unten einen Einbauraum für die Unterkonstruktion zwischen den beiden Längsträgern. Die Unterkonstruktion liegt dann auf den unteren Flanschen der beiden Längsträger auf. Für einen einfacheren Einbau der Unterkonstruktion können die Längsträger endseitig zudem angeschrägt sein.
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Um einen gleichbleibenden Abstand der Längsträger zueinander sicherzustellen, ist nach einer Weiterbildung vorgesehen, dass der vorbestimmte Abstand der Träger zueinander durch wenigstens zwei Spurstangen festgelegt ist. In weiterer Ausgestaltung sind die Spurstangen in den beiden Lasteinleitungsbereichen angeordnet. Jede der Spurstangen weist bevorzugt weiterhin eine Länge von 2,42 m auf, was dann einem inneren Stegabstand der beiden Längsträger zueinander entspricht.
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In den Lasteinleitungsbereichen können die Schienen auf Gleistragplatten montiert sein. Die Gleistragplatten weisen vorteilhafterweise ein hohes Eigengewicht auf, welches dann in den Lasteinleitungsbereichen auf die beiden Längsträger drückt, insbesondere die beiden unteren Flansche der Längsträger drückt. Das Gewicht der Gleistragplatten führt damit zu einer günstigen Lastverteilung der gesamten Vorrichtung hinsichtlich einer Entlastung der zu überbrückenden Eisenbahnüberführung. In Abhängigkeit von der Länge der mit der Vorrichtung zu überbrückenden Eisenbahnüberführung sind die Lasteinleitungsbereiche unterschiedlich lang auszuführen, so dass ein Lasteinleitungsbereich gegebenenfalls mehr als eine Gleistragplatte oder unterschiedlich lange Gleistragplatten aufweist. Alternativ zu Gleistragplatten können die Längsträger in den Lasteinleitungsbereichen auch anderweitig beschwert sein, um die Entlastung des Bereichs zwischen den Lasteinleitungsbereichen mit der Eisenbahnüberführung zu erreichen.
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In weiterer Ausgestaltung können die Gleistragplatten zwischen den Längsträgern eingespannt sein. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Gleistragplatten dauerhaft in ihrer vorgesehenen Lage zwischen den Längsträgern verbleiben. Das Einspannen der Gleistragplatte kann mittels Flachstahl und Gewindeschrauben erfolgen, mit denen die Gleistragplatten zwischen den zueinander gerichteten Flanschenden der beiden Längsträger fixiert sind, insbesondere verschraubt oder verklemmt oder verschraubt und verklemmt sind.
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Weiterhin kann jeder Gleistragplatte oder jedem Lasteinleitungsbereich eine innere Spurstange und eine äußere Spurstange zugeordnet sein, die die Gleistragplatte oder den Lasteinleitungsbereich in Längsrichtung des Fahrwegs begrenzen. Die Gleistragplatten sind dann durch die innere Spurstange und die äußere Spurstange in Richtung des Fahrwegs in ihrer Lage gesichert. Die Spurstangen weisen dabei eine Länge auf, die geringfügig größer ist als die Gleistragplatten breit sind, so dass die Gleistragplatten ein wenig Spiel haben, beispielsweise ein Spiel von 2 cm haben.
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Zwischen den Lasteinleitungsbereichen liegen die Schienen vorteilhafterweise auf Querträgern auf, die auf den beiden Längsträgern angeordnet sind, insbesondere auf den jeweils unteren der zueinander gerichteten Flanschenden der Längsträger angeordnet sind. Die Querträger stellen dabei eine kostengünstige und stabile Unterkonstruktion für die Schienen dar, durch die gewährleistet ist, dass die Last eines die Eisenbahnüberführung auf den Schienen befahrenden Fahrzeugs über die Längsträger auf die Lasteinleitungsbereiche verteilt wird. Als Querträger eignen sich insbesondere Breitflanschträger vom Typ IPB 140. Diese können weiterhin eine Länge von 2,4 m aufweisen.
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Zur Befestigung der Schienen an den Querträgern können Rippenplatten, Hakenschrauben oder Klemmplatten auf den Querträgern angeordnet sein, insbesondere aufgeschweißt sein. Sowohl die Kombination aus Querträger IPB 140, Rippenplatte und Schiene als auch die Kombination aus Gleistragplatte und Schiene weisen dabei jeweils eine gleiche Höhe bis Schienenoberkante auf, so dass die gesamte Vorrichtung auf einfache Weise auf einer planen Oberfläche des Oberbaus des Gleises in das Gleis eingebaut werden kann.
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Die Verbindung zwischen Längsträgern und Querträgern besteht bevorzugt aus einer Schweißverbindung oder durch eine Verschraubung dieser miteinander.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfindungswesentliche Merkmale ergeben können, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
- 1: eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung;
- 2: eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1;
- 3: ein erster Querschnitt entlang Schnittlinie A-A in 1 durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung; und
- 4: ein zweiter Querschnitt entlang Schnittlinie B-B in 1 durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung.
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Aus der Draufsicht in 1 ist eine Eisenbahnüberführung 1 in Stahlbetonbauweise mit einem Gleis 2 mit durchgehenden Oberbau 3 aus Schotter über ein Gewässer 4 dargestellt. Diese Eisenbahnüberführung 1 ist mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung verstärkt. Die Vorrichtung weist zwei Längsträger 5, 5' auf, die parallel zu Schienen 6, 6' des Gleises 2 seitlich zu dem Gleis 2 angeordnet sind und sich über die gesamte Länge der Vorrichtung erstrecken. Die beiden Längsträger 5, 5' sind dabei durch Breitflanschträger gebildet. Auf diesen Längsträgern 5, 5' ist eine Unterkonstruktion 7 für die Schienen 6, 6' gelagert. Diese Unterkonstruktion 7 ist in drei Abschnitte unterteilt, wobei die äußeren Abschnitte jeweils Lasteinleitungsbereiche 8, 8' bilden. Die Lasteinleitungsbereiche 8, 8' sind dabei in Richtung des Gleises 2 zu beiden Seiten der eigentlichen Eisenbahnüberführung 1 angeordnet, so dass der Untergrund der als Lasteinleitungsbereiche 8, 8' ausgebildeten Abschnitte durch einen Bahndamm gebildet ist. Die Unterkonstruktion 7 ist in den als Lasteinleitungsbereiche 8, 8' ausgebildeten Abschnitten durch jeweils eine Gleistragplatte 9, 9' gebildet. Die Gleistragplatten 9, 9' sind in Fahrrichtung des Gleises 2 jeweils durch eine innere Spurstange 10, 10' und eine äußere Spurstange 11, 11' in ihrer Position gesichert, wobei durch die Spurstangen 10, 10', 11, 11' zugleich ein vorbestimmter Abstand der beiden Längsträger 5, 5' zueinander sichergestellt ist. Die inneren Spurstangen 10, 10' sind dabei auf Höhe eines ersten Widerlagers 12 und eines zweiten Widerlagers 12' der Eisenbahnüberführung 1 angeordnet. Im Abschnitt zwischen den beiden Lasteinleitungsbereichen 8, 8' ist die Unterkonstruktion 7 durch Querträger 13 gebildet, welche ebenso wie die Gleistragplatten 9, 9' auf den Längsträgern 5, 5' aufliegen.
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Die Schnittlinien A-A und B-B zeigen wo sich die Querschnitte gemäß 3 und 4 befinden. Gleiche Teile sind dabei in allen 1 bis 4 mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die Anordnung der Abschnitte mit den neben der eigentlichen Eisenbahnüberführung 1 angeordneten Lasteinleitungsbereiche 8, 8' geht insbesondere aus 2 hervor. Zudem ist 2 zu entnehmen, dass die gesamte Vorrichtung auf dem Oberbau 3 aus Schotter aufgebaut ist. Der Schotter des Oberbaus 3 ist dazu bis 2 cm unter Schwellenunterkante der Schwellen 14 ausgeräumt und verdichtet, um eine plane Oberfläche für die Vorrichtung zu schaffen.
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Aus dem ersten Querschnitt in 3 wird deutlich, dass sowohl die Gleistragplatten 9, 9' als auch die Querträger 13 innerhalb eines durch die einander zugewandten Flanschenden definierten Einbauraums zwischen den Längsträgern 5, 5' angeordnet sind. Die gesamte Unterkonstruktion 7 aus Gleistragplatten 9, 9' und Querträger 13 liegt dabei auf unteren Flanschenden der Längsträger 5, 5' auf.
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Der zweite Querschnitt gemäß 4 zeigt einen kleineren Ausschnitt, so dass zusätzlich zu 3 zwischen Gleistragplatte 9' und den oberen Flanschenden der beiden Längsträger 5, 5' jeweils noch eine Lage Flachstahl 15 und Gewindeschrauben 16 dargestellt sind. Mit der Lage Flachstahl 15 und den Gewindeschrauben 16 ist die Gleistragplatte 9' zusätzlich zwischen den beiden Längsträgern 5, 5' fixiert. Unterhalb der Schienen 6, 6' ist weiterhin eine Spurstange 11' dargestellt, welche in Fahrrichtung des Gleises 2 unmittelbar an die Gleistragplatte 9' ansetzt. Zwischen den unteren Flanschenden der Längsträger 5, 5' ist zudem noch eine Schicht verdichteter Split 17 zwischen dem Schotter des Oberbaus 3 und der Vorrichtung aus Längsträgern 5. 5' und Unterkonstruktion 7 aus Gleistragplatte 9' und Spurstange 11' zu entnehmen.
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Alle in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannten Merkmale sind in einer beliebigen Auswahl mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen beziehungsweise beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle im Rahmen der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
