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Die Erfindung betrifft eine Brücke für ein Schienenfahrzeug, mit einem aus zwei parallel verlaufenden Schienen gebildeten, zum Befahren durch das Schienenfahrzeug vorgesehenen Gleis und mit einem Brückenbalken, der die Schienen des Gleises trägt und quer zu einem Tragprofil der Brücke ausgerichtet ist, wobei der Brückenbalken über ein zwischen dem Tragprofil und dem Brückenbalken angeordnetes Höhenregulierungselement abgestützt ist und wobei mindestens eine Befestigungseinrichtung vorgesehen ist, mittels der die Lage des Brückenbalkens in Bezug auf das Höhenregulierungselement festgelegt ist.
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Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines Brückenbalkens auf einem Tragprofil einer Brücke für ein Schienenfahrzeug, mit der Maßgabe, dass sich die Oberseite des Brückenbalkens im fertig montierten Zustand in einer bestimmten absoluten Sollhöhe befindet.
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Üblicherweise werden die Schienen von Gleisen für Schienenfahrzeuge auf Schwellen befestigt, die quer zur Längsrichtung der Schienen ausgerichtet sind und im Schotterbett oder auf einem festen Untergrund abgestützt sind. Solche Schwellen bestehen üblicherweise aus Holz, Kunststoff, Beton oder Stahl.
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Da die das jeweilige Gleis tragenden, in ihrer Funktion glatt den im Gleisoberbau üblichen Schwellen entsprechenden Bauteile bei Brücken, die aus Stahlprofilen zusammengesetzt sind, werden als „Brückenbalken“ bezeichnet, da sie, anders als die üblicherweise über ihre gesamte Länge abgestützten Schwellen, den Abstand zwischen zwei Tragprofilen, die das Gewicht des Gleises und des darüber fahrenden Schienenfahrzeugs aufnehmen, frei überbrücken.
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Wichtig für eine ordnungsgemäße Verfahrbarkeit von Gleisen ist selbstverständlich auch im Bereich von Brücken eine gleichmäßige Höhenausrichtung der Lauffläche der Schienen der Gleise, auf denen die Räder des Schienenfahrzeugs abrollen. Dementsprechend bestehen speziell im Bereich von aus Stahlprofilen zusammengesetzten Brücken strenge Anforderungen an die exakte Höhenposition der an der Oberseite der Brückenbalken vorgesehenen Aufstandflächen, auf der die Schiene im Gebrauch abgestützt ist.
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Wie die Schwellen unterliegen auch Brückenbalken jedoch einem gewissen Verschleiß. Aufgrund dessen müssen die Brückenbalken in bestimmten Zeitabständen, die bis zu 20 Jahren betragen können, erneuert werden. Da jedoch nicht nur die Brückenbalken selbst verschleißen, sondern sich auch die Brücke im Ganzen, ihre Tragprofile oder die die Tragprofile stützenden Bauteile über eine derart lange Gebrauchsdauer verformen können, müssen für den Austausch jeder einzelne der auf der Brücke vorhandenen, auszutauschenden Brückenbalken vermessen werden, um seinen jeweiligen Ist-Zustand zu erfassen.
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Auf Grundlage des auf der Baustelle erfassten Ist-Zustands wird anschließend ein bereitstehender, üblicherweise aus vorbehandeltem Holz bestehender Balkenrohling derart materialabhebend bearbeitet, dass seine Abmessungen exakt so an die Sollabmessungen des auszutauschenden Balkens angepasst sind, dass der Austauschbalken an die Stelle des zu ersetzenden Balkens gesetzt werden kann und eine optimale horizontale Ausrichtung der von dem Balken getragenen Schienen sicherstellt.
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Die Erfahrung zeigt hier, dass nur durch eine solche einzelne Untersuchung und Anpassung jedes einzelnen Brückenbalkens Setzungsvorgänge, Unebenheiten und spezielle lokale Gegebenheiten, wie z. B. Nieten, die Horizontalität der Brücke zuverlässig ausgeglichen werden können. Dabei erfolgt die Bearbeitung des Balkenrohlings üblicherweise auf der Baustelle, weil auch hierbei die Erfahrung gezeigt hat, dass nur so vor Ort zum Zeitpunkt der Montage festgestellte Messfehler oder Passungenauigkeiten zielgerichtet bei der Bearbeitung berücksichtigt und dementsprechend Doppelaufwand vermieden werden kann, der andernfalls für eine Vorbearbeitung im Fertigungswerk und für die regelmäßig unvermeidbare Nachbearbeitung auf der Baustelle erforderlich wäre.
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In der
DE 198 13 258 C1 ist als Alternative zur Verwendung von Brückenbalken, die aus Holz bestehen, die Verwendung von als Doppel-T-Stahlprofil ausgebildeten Brückenbalken vorgeschlagen worden. Die Befestigung eines solchen Brückenbalkens auf dem jeweiligen, ebenfalls als Doppel-T-Profil ausgebildeten Trägers der Brücke erfolgt dabei über eine auf dem Obergurt des Trägers angeordnete, parallel zum Brückenbalken verlaufende Anschlagleiste, über die mittels geeigneter Befestigungsmittel die horizontale Lage des Brückenbalkens fixiert wird. Gleichzeitig sind weitere Befestigungsmittel vorgesehen, die zum Fixieren des Brückenbalkens in vertikaler Richtung auf dem Träger dienen. Der Abstand zwischen dem Brückenbalken und dem Trägerprofil lässt sich dabei durch eine oder mehrere Platten einstellen, die erforderlichenfalls als Stapel zwischen dem Brückenbalken und dem Tragprofil angeordnet werden und dabei wenigstens über den unteren Gurt des Brückenbalkens oder den Obergurt des Tragprofils seitlich hinaus ragen. Fixiert wird der Brückenbalken auf dem Tragprofil dann mit Hilfe von Spannschrauben, die in geeigneter Weise den Untergurt des Brückenbalkens gegen den Obergurt des Tragprofils verspannen und so den Brückenbalken in horizontaler Längsrichtung des Tragprofils sowie in vertikaler Höhenrichtung des Tragprofils an dem Tragprofil festlegen.
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Auch wenn durch die im voranstehend erläuterten Stand der Technik vorgeschlagene Verwendung von zu einem Stapel zusammengesetzten Platten eine vergleichbar einfache Anpassung der Höhenausrichtung der Brückenbalken möglich ist, erweist sich die in der Praxis häufig erforderliche feine Abstufung der Höhenanpassung unter den in der Praxis gegebenen rauen Arbeitsbedingungen als schwierig.
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Ausgehend von dem voranstehend erläuterten Stand der Technik hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Brücke für ein Schienenfahrzeug anzugeben, bei der mit vermindertem Aufwand und zu geringen Kosten eine exakte Positionierung der Brückenbalken in ihrer Sollhöhe bewerkstelligt werden kann.
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Ebenso sollte ein Verfahren angegeben werden, das die vereinfachte, solllagegerechte Montage von Brückenbalken auf einer Brücke für Schienenfahrzeuge ermöglicht.
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Die Erfindung hat diese Aufgabe durch eine Brücke, die mindestens die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, und ein Verfahren gelöst, das mindestens die in Anspruch 18 angegebenen Arbeitsschritte umfasst.
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Es versteht sich dabei von selbst, dass ein Fachmann bei der praktischen Umsetzung der Erfindung und ihrer hier erläuterten Varianten und Ausbaumöglichkeiten diejenigen vorliegend nicht explizit erwähnten Merkmale oder Arbeitsschritte ergänzt, von denen er aufgrund seiner praktischen Erfahrung weiß, dass sie bei der Herstellung oder Wartung von Brücken der hier in Rede stehenden Art oder bei der Durchführung von Verfahren der hier in Rede stehenden Art regelmäßig angewendet werden.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden wie der allgemeine Erfindungsgedanke nachfolgend im Einzelnen erläutert.
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Eine erfindungsgemäße Brücke für ein Schienenfahrzeug umfasst somit in Übereinstimmung mit dem eingangs erläuterten Stand der Technik ein aus zwei parallel verlaufenden Schienen gebildetes, zum Befahren durch das Schienenfahrzeug vorgesehenes Gleis und mindestens einen Brückenbalken, der die Schienen des Gleises trägt und quer zu einem Tragprofil der Brücke ausgerichtet ist, wobei der Brückenbalken über ein zwischen dem Tragprofil und dem Brückenbalken angeordnetes Höhenregulierungselement abgestützt ist und wobei mindestens eine Befestigungseinrichtung vorgesehen ist, mittels der die Lage des Brückenbalkens in Bezug auf das Höhenregulierungselement festgelegt ist.
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Erfindungsgemäß ist nun bei einer solchen Brücke das Höhenregulierungselement als einstückiger Block ausgebildet, dessen Höhe durch eine materialabtragende Bearbeitung an den Abstand zwischen dem Tragprofil und dem Brückenbalken angepasst ist.
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Der Erfindung liegt somit der Gedanke zu Grunde, einen fertig geformten, auf der Baustelle nicht mehr bearbeiteten Brückenbalken über ein blockartig in einem Stück geformtes Höhenregulierungselement auf dem Trägerprofil abzustützen. Der zur Höhenregulierung erfindungsgemäß eingesetzte Block ist dabei durch eine materialabhebende Bearbeitung hinsichtlich seiner Höhe so angepasst, dass der Brückenbalken mit seiner Oberseite, auf der die zu stützende Schiene steht, sich in der für sie vorgesehenen vertikalen Soll-Lage (Sollhöhe) befindet. Diese Soll-Lage entspricht der „absoluten Sollhöhe“, die eingehalten werden muss, damit sich die Lauffläche der auf dem jeweiligen Brückenbalken befestigten Schiene in der für ein problemloses, sicheres Überfahren durch ein Schienenfahrzeug optimalen Höhe befindet.
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Anders als beim voranstehend erläuterten, auf einem aus Stahl bestehenden Brückenbalken basierenden Stand der Technik werden bei einer erfindungsgemäßen Montage des Brückenbalkens keine einzelnen Platten mehr benötigt, die umständlich zusammengesetzt und befestigt werden müssen, um die Höhenregulierung vorzunehmen. Vielmehr handelt es sich bei einem erfindungsgemäß vorgesehenen Höhenregulierungselement um einen kompakten festen Block, der, anders als die großvolumigen, im Stand der Technik bereitgestellten Balkenrohlinge problemlos handhabbar ist und mit den in der Praxis bei der Bearbeitung von Brückenbalken auf der Baustelle bewährten Materialbearbeitungstechniken leicht auf das erforderliche Höhenmaß gebracht werden kann.
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Dementsprechend sieht die Erfindung für die Montage eines Brückenbalkens auf einem Tragprofil einer Brücke für ein Schienenfahrzeug, mit der Maßgabe, dass sich die Oberseite des Brückenbalkens im fertig montierten Zustand in einer bestimmten absoluten Sollhöhe befindet, mindestens folgende Arbeitsschritte vor:
- a) Bereitstellen eines Brückenbalkens;
- b) Bereitstellen eines Höhenregulierungselements, das als einstückiger Block hergestellt ist und eine Höhe aufweist, die größer als ein theoretisch ermittelter, maximal möglicher Abstand ist, der zwischen der Unterseite des Brückenbalkens und der Oberseite des Tragprofils besteht, wenn sich die Oberseite des Brückenbalkens in der Sollhöhe befindet;
- c) Ermitteln des tatsächlich vorhandenen Abstands zwischen der Unterseite des Brückenbalkens und der Oberseite des Tragprofils, wenn sich die Oberseite des Brückenbalkens in der Sollhöhe befindet;
- d) Kürzen der in Montagestellung zwischen der Unterseite des Brückenbalkens und der Oberseite des Tragprofils wirksamen Höhe des Höhenregulierungselements um die im Arbeitsschritt c) festgestellte Differenz durch materialabtragende Bearbeitung des Höhenregulierungselerrients;
- e) Aufsetzen des hinsichtlich seiner Höhe angepassten Höhenregulierungselements auf die Oberseite des Tragprofils;
- f) Aufsetzen des Brückenbalkens auf das Höhenregulierungselement;
- g) Festlegen des Brückenbalkens an dem Höhenregulierungselement.
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Das Trägerprofil einer erfindungsgemäßen Brücke ist typischerweise als T-Träger mit einem Obergurt und einem den Obergurt tragenden Steg oder als Doppel-T-Träger ausgebildet, bei dem zusätzlich zu dem Obergurt an den Steg auch noch an dessen vom Obergurt abgewandten Seite ein Untergurt angeformt ist. Denkbar sind jedoch auch andere Profilformen, wie beispielsweise eine Kastenform mit rechteckigem Querschnitt. Wesentlich für die Erfindung ist hier lediglich, dass das Tragprofil an seiner Oberseite eine Fläche zur Verfügung stellt, auf der das erfindungsgemäß vorgesehene Höhenregulierungselement sitzen kann.
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Die erfindungsgemäß zwecks Anpassung der Höhe durchgeführte materialabtragende Bearbeitung des Höhenregulierungselements kann in jeder geeigneten, dem Fachmann geläufigen und an das Material des Höhenregulierungselements wie für den Fachmann üblich angepassten Art und Weise durchgeführt werden. So eignen sich hierzu die bekannten spanabhebenden Verfahren, wie Fräsen, Hobeln, Schleifen, Feilen, die sich auch im mobilen Einsatz auf der Baustelle mit der in der Praxis hierzu zur Verfügung stehenden Einrichtung leicht bewerkstelligen lassen.
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Grundsätzlich ist es denkbar, dass der erfindungsgemäß vorgesehene Brückenbalken in konventioneller Weise aus Holz oder Stahl geformt ist, da keine Bearbeitung des Brückenbalkens am Montageort mehr erfolgen muss. Ebenso kann das Höhenregulierungselement aus jedem Werkstoff bestehen, der mit den üblichen technischen Maßnahmen, wie Fräsen, Hobeln, Schleifen, Feilen eine materialabtragende Bearbeitung zwecks Anpassung der Höhe erlaubt. So kann auch das Höhenregulierungselement beispielsweise aus Holz bestehen, wenn dieses eine ausreichende Tragfähigkeit besitzt.
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Für die Erfindung als besonders vorteilhaft herausgestellt hat sich, wenn der Brückenbalken und das Höhenregulierungselement jeweils aus einem Werkstoff auf Kunststoffbasis hergestellt sind. Die Verwendung von auf einem Kunststoff basierenden Werkstoff hat nicht nur hinsichtlich der Haltbarkeit und Belastbarkeit von Brückenbalken und Höhenregulierungselementen Vorteile, sondern erlaubt auch auf einfache Weise eine optimierte Formgebung und Anpassung des Brückenbalkens und des Höhenelements an die jeweils vor Ort bestehenden räumlichen Bedingungen und funktionalen Anforderungen.
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Insbesondere haben sich Kunststoff-Sand-Gemische für die Herstellung des Brückenbalkens und / oder des Höhenregulierungselement bewährt, wie sie im Stand der Technik erfolgreich für die Erzeugung von Schwellen für den Gleisoberbau verwendet werden.
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Praktische Erfahrungen zeigen hier, dass für die Herstellung des Brückenbalkens ein Kunststoff-Werkstoff besonders geeignet ist, der zu 10 - 65 Masse-%, insbesondere 10 - 60 Masse-%, aus thermisch verformbarem Kunststoff und als Rest aus mit dem Kunststoff vermischtem Sand besteht. Varianten dieses für die Herstellung von Schwellen für den Gleisoberbau bewährten kunststoffbasierten Werkstoffs und die bei seiner Verarbeitung zu Schwellen und Brückenbalken zu berücksichtigenden Verfahrensschritte und -parameter sind im Detail im Europäischen Patent
3 445 734 (Anmeldenummer
16 71 76 67.6 ) beschrieben, dessen Inhalt durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird. Weitere Ausgestaltungen der in dem genannten Europäischen Patent
3 445 734 beschriebenen Art und Weise der Gestaltung und der Herstellung einer Schwelle, die in gleicher Weise auf die Herstellung eines in einer erfindungsgemäßen Brücke vorgesehenen Brückenbalkens anwendbar sind, sind in der
WO 2018/192930 A1 beschrieben, deren Inhalt ebenfalls durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
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Auch das erfindungsgemäß eingesetzte Höhenregulierungselement kann aus einem Kunststoff-Sand-Gemisch hergestellt sein, wobei sich hier Anteile von bis zu 65 Masse-%, insbesondere bis zu 60 Masse-%, Sand und 35 - 100 Masse%, insbesondere 40 - 100 Masse-%, Kunststoff bewährt haben. Die Sandzugabe erfolgt beim für das Höhenregulierungselement verwendeten Werkstoff lediglich optional, um Gewicht oder Kunststoffmaterial einzusparen. Hier hat es sich im Hinblick auf eine problemlose Bearbeitung auf der Baustelle als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn der Sandgehalt des Werkstoffs des Höhenregulierungselements geringer ist als der Sandgehalt des Werkstoffs, aus dem der Brückenbalken besteht. Beispielsweise hat sich hier eine Begrenzung des Sandgehalts auf höchstens 35 Masse-% oder höchstens 20 Masse-% bewährt. Die Verarbeitung des so zusammengesetzten Kunststoff-Sand-Gemischs und die Auswahl des geeigneten Kunststoffs und Sands können dabei ebenfalls auf dem Stand der Technik aufsetzen, der in den voranstehend genannten, hier durch Bezugnahme inhaltlich einbezogenen Veröffentlichungen
EP 3 445 734 B1 und
WO 2018/192930 A1 beschrieben ist.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Verwendung eines blockartigen Höhenregulierungselements besteht darin, dass dieses aufgrund seiner hohen Formstabilität in Längsrichtung des Tragprofils verschiebbar auf dem Tragprofil gelagert sein kann. Durch die Verschiebbarkeit in Längsrichtung des Tragprofils und damit einhergehend in Längsrichtung des Gleises kann der Brückenbalken der Längenausdehnung der von ihm getragenen Schiene folgen, die beispielsweise in Folge von Temperaturveränderungen eintreten können. Belastungen des Höhenelements durch Spannungen, die bei einer fixen Befestigung des Höhenelements auf dem Trägerprofil auftreten können, lassen sich so sicher vermeiden.
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Dabei kann das Höhenregulierungselement nicht nur als loses Auflager auf dem Trägerprofil, sondern auch für eine gezielte Führung des mit dem Höhenregulierungselement verbundenen Brückenbalkens entlang des Trägerprofils in dessen Längsrichtung genutzt werden. Dies ist wegen dessen besonderer Verschleißbeständigkeit und Stabilität insbesondere dann möglich, wenn mindestens das Höhenregulierungselement aus kunststoffbasiertem Werkstoff geformt ist.
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Für die Längsführung kann beispielsweise in die dem Trägerprofil zugeordnete Unterseite des Höhenregulierungselements eine sich in Längsrichtung des Trägerprofils erstreckende nutartige Einsenkung eingeformt sein, deren quer zur Längserstreckung des Trägerprofils gemessene Breite und senkrecht zur Oberseite des Trägerprofils gemessene Tiefe so bemessen ist, dass das Höhenregulierungselement frei auf dem Trägerprofil verschoben werden kann. Gleichzeitig führen die die Einsenkung an ihren Längsseiten begrenzenden Wandabschnitte das Höhenregulierungselement an den zugeordneten Längsseiten des Trägerprofils, so dass eine unbeabsichtigte Verschiebung quer zur Längsrichtung des Trägerprofils trotz der Längsverschiebbarkeit sicher verhindert ist.
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Genauso kann die Führung auch durch separat vorgefertigte, an den Längsseiten des Höhenregulierungselements befestigte Führungselemente gebildet sein, die über die Unterseite des Höhenregulierungselements hinausstehen und gegen die jeweils zugeordnete Längsseite des Trägerprofils wirken.
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Aufgrund seiner Robustheit und kompakten Form lässt sich das erfindungsgemäß vorgesehene Höhenregulierungselement grundsätzlich in jeder dem Fachmann bekannten Weise an dem Brückenbalken fixieren. So kann die hierzu dienende Befestigungseinrichtung beispielsweise ein an dem Höhenregulierungselement vorgesehenes erstes Gegenlager, ein an dem Brückenbalken vorgesehenes zweites Gegenlager und ein Spannmittel umfassen, das die Gegenlager gegeneinander verspannt.
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Eine besonders platzsparende und gleichzeitig einfach zu montierende Ausgestaltung ergibt sich hierbei dann, wenn das an dem Höhenregulierungselement vorgesehene Gegenlager durch eine Außenfläche des Höhenregulierungselements gebildet ist, an der eine durch das Höhenregulierungselement verlaufende Ausnehmung mündet, durch die das Spannmittel zum Gegenlager des Brückenbalkens geführt ist. Die Ausnehmung kann dabei als Durchgangsöffnung ausgebildet sein, durch die als Spannmittel eine Schraube gesteckt ist, die mit ihrem Kopf am die Mündung der Durchgangsöffnung umgrenzenden, als das eine Gegenlager dienenden Rand der Außenfläche des Höhenregulierungselements abgestützt ist. Alternativ ist es auch möglich, das an dem Höhenregulierungselement vorgesehene Gegenlager durch eine Außenfläche eines an dem Höhenregulierungselement gehaltenen Zwischenstücks zu bilden, an der eine durch das Höhenregulierungselement verlaufende Ausnehmung mündet, durch die das Spannmittel zum Gegenlager des Brückenbalkens geführt ist. Das Zwischenstück kann dabei als Winkelelement aus einem höherfesten Material gefertigt sein. Die Verwendung eines solchen Zwischenstücks ermöglicht dann nicht nur eine besonders hoch belastbare Befestigung, sondern auch den Ausgleich von Lageungenauigkeiten und desgleichen. Dazu kann beispielsweise die an dem Zwischenstück vorgesehene Ausnehmung als Langloch oder desgleichen ausgebildet sein, über das es auch bei einer nicht perfekt übereinstimmenden Ausrichtung der Gegenlager von Höhenregulierungselement und Brückenbalken möglich ist, das Spannmittel so zu positionieren, dass es zum Verspannen auf beide Gegenlager sicher wirken kann.
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Gemäß einer für die Praxis besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der Brückenbalken in vertikaler, d.h. Schwerkraftrichtung, verschiebbar an dem Höhenregulierungselement gelagert. Dies kann besonders einfach durch die Verwendung eines Zwischenstücks für die Anbindung des Höhenregulierungselements an den Brückenbalken verwirklicht werden. Durch eine vertikal verschiebbare Lagerung kann der Brückenbalken den wellenartig sich längs des Gleises laufenden Einsenkungen und Anhebungen des Gleises folgen, die beim Überfahren des Gleises durch ein Schienenfahrzeug auftreten. Auch eine solche vertikal bewegliche Führung trägt somit zur Verminderung der Spannungen bei, die bei einer fixen Anbindung andernfalls im Bereich der Befestigung des Höhenregulierungselements an dem Brückenbalken oder dem Trägerprofil auftreten würden.
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Für die vertikale Verschiebbarkeit des Zwischenstücks kann beispielsweise an dem Höhenregulierungselement eine Führung in Form einer nutförmigen, sich in der Bewegungsrichtung erstreckenden Einsenkung vorgesehen sein. Genauso kann auch an dem Zwischenstück eine sich in Schwerkraftrichtung erstreckende Kulisse vorgesehen sein, in die ein an dem Höhenregulierungselement vorgesehener Führungsvorsprung greift, oder umgekehrt.
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Das zum Anbinden an das Höhenregulierungselement dienende Gegenlager des Brückenbalkens kann durch eine an dem Brückenbalken ausgebildete Ausnehmung gebildet sein, in die das Spannmittel greift. Um dabei eine maximale Belastbarkeit zu gewährleisten, kann die Ausnehmung durch ein in den Brückenbalken eingegossenes Halteelement gebildet sein, das mindestens in dem Bereich, gegen den das Spannmittel wirkt, aus einem Werkstoff besteht, der höher belastbar ist als der Werkstoff, aus dem der Brückenbalken besteht.
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Dieses Halteelement kann ein Hohlprofil sein, das eine zu einer Außenseite des Brückenbalkens gerichtete Öffnung aufweist, in die das Spannmittel greift. Auf diese Weise kann eine großflächige Abstützung des Spannmittels an dem Gegenlager bewerkstelligt werden, das in diesem Fall durch den die Öffnung umgrenzenden, vom Spannmittel hintergriffenen Randbereich des Halteelements gebildet wird. Gleichzeitig kann die Öffnung des Halteelements so ausgelegt werden, dass Lageungenauigkeiten bei der Befestigung des Höhenregulierungselements an dem Brückenbalken problemlos ausgeglichen werden können. Hierzu eignen sich insbesondere Halteelemente, die eine als in Längsrichtung des Brückenbalkens sich erstreckende Schlitzöffnung ausgebildete Öffnung aufweisen, innerhalb der das Spannelement mit seinem in die Öffnung greifenden Lagerabschnitt verschiebbar ist. Grundsätzlich ist dabei denkbar, dass die Öffnung des Halteelements beispielsweise an den Seitenflächen des Brückenbalkens vorgesehen ist. Als Spannmittel kann dann beispielsweise ein nach Art einer Klammer oder Spange ausgebildetes Bauteil verwendet werden, das mit seinem Ende in die betreffende Öffnung greift. Eine besonders einfache und gleichzeitig platzsparende Montage ergibt sich allerdings dann, wenn die Öffnung des Haltelements an der dem Trägerprofil zugeordneten Unterseite des Brückenbalkens angeordnet ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
- 1 die Befestigung eines Brückenbalkens auf einem Trägerprofil einer Brücke für ein Schienenfahrzeug in einem Schnitt quer zur Längserstreckung des Trägerprofils;
- 2 die Befestigung gemäß 1 in einer seitlichen, teilweise längs der in 1 eingezeichneten Schnittlinie A-A geschnittenen Ansicht;
- 3 eine alternative Befestigung eines Brückenbalkens auf einem Trägerprofil einer Brücke für ein Schienenfahrzeug in einem Schnitt quer zur Längserstreckung des Trägerprofils;
- 4 die Befestigung gemäß 3 in einer seitlichen, teilweise längs der in 3 eingezeichneten Schnittlinie A - A geschnittenen Ansicht.
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Die in den Figuren dargestellten, in konventioneller Weise als Doppel-T-Profile aus einem hierzu bewährten Stahl geformten Tragprofile T1,T2 sind Teil einer ebenso konventionellen, hier nicht weiter gezeigten Brücke, über die ein Schienenfahrzeug ein Tal, einen Fluss oder desgleichen überqueren kann.
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Auf dem Tragprofil T1,T2 ist jeweils ein Brückenbalken B1,B2 abgestützt, der quer zur Längserstreckung LT der Tragprofile T1,T2 ausgerichtet ist. Auf der Oberseite der Brückenbalken B1 ,B2 ist jeweils mittels eines für diesen Zweck in der Praxis bewährten Befestigungssystems eine Schiene S1,S2 befestigt. Die Schiene S1,S2 ist jeweils Teil eines hier nicht weiter dargestellten Gleises, das in bekannter Weise jeweils zwei parallel geführte und in gleicher Weise wie die Schienen S1,S2 auf den Brückenbalken B1,B2 befestigte Schienen umfasst.
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Die Brückenbalken B1,B2 bestehen jeweils aus einem Kunststoff-Sand-Gemisch, das in der oben erläuterten, im Europäischen Patent
3 445 734 (Anmeldenummer
16 71 76 67.6 ) beschriebenen Art und Weise zum jeweiligen Brückenbalken B1,B2 verarbeitet worden ist. Dabei sind die Brückenbalken B1,B2 in der in der
WO 2018/192930 A1 beschriebenen Art und Weise mit Stahl-Bewehrungen W ausgesteift.
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Bei ihrer Herstellung ist in die Brückenbalken B1,B2 jeweils zusätzlich ein aus Stahlblech geformtes Halteelement H1,H2 eingossen worden.
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Die Halteelemente H1,H2 bestehen jeweils aus einer die Brückenbalken B1,B2 an ihrer Unterseite U1,U2 abdeckenden Grundplatte 1 und einem im Querschnitt (2, 4) U-förmigen Profil 2, das mit seinen Schenkeln 3,4 auf der dem Inneren des jeweiligen Brückenbalkens B1,B2 zugeordneten Seite der Grundplatte 1 sitzt und dort mit der Grundplatte 1 verschweißt ist.
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Das an seinen Schmalseiten 5 geschlossene Profil 2 ist bezogen auf die Breite BB der Brückenbalken B1,B2 mittig auf der Grundplatte 1 angeordnet und erstreckt sich in Längsrichtung LB des jeweiligen Brückenbalkens B1,B2. Die Länge des Profils 2 ist dabei kürzer als die Länge des jeweiligen Brückenbalkens B1,B2, so dass das Profil 2 bis auf seine der Grundplatte 1 zugeordnete offene Seite vollständig vom Werkstoff des jeweiligen Brückenbalkens B1,B2 umgeben ist. Durch Anker 6, die ausgehend von dem sich zwischen den Schenkeln 3,4 erstreckenden Dach 7 des Profils 2 in den Werkstoff des jeweiligen Brückenbalkens B1,B2 greifen, ist das aus dem Profil 2 und der Grundplatte 1 gebildete jeweilige Halteelement H1,H2 hoch belastbar in dem jeweiligen Brückenbalken B1,B2 verankert.
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Der von dem Profil 2 mit der Grundplatte 1 umgrenzte Raum 8 ist zur Unterseite U1,U2 des jeweiligen Brückenbalkens B1, B2 durch eine Schlitzöffnung 9 geöffnet, die bezogen auf die Breite BB des jeweiligen Brückenbalkens B1,B2 mittig ausgerichtet ist und sich in Längsrichtung LB des jeweiligen Brückenbalkens B1,B2 erstreckt.
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Die Brückenbalken B1,B2 sind jeweils über ein Höhenregulierungselement R1, R2 auf der planen Oberseite 10 des Obergurts des zugeordneten Trägerprofils T1, T2 abgestützt.
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Die Höhenregulierungselemente R1,R2 sind jeweils in der oben bereits erwähnten, im Europäischen Patent
3 445 734 (Anmeldenummer 16 71 76 67.6) beschriebenen Art und Weise aus einem Kunststoff-Sand-Gemisch geformt worden Jedoch weisen sie jeweils einen geringeren Sandgehalt auf als die Brückenbalken B1, B2. Auf diese Weise sind die Höhenregulierungselemente R1,R2 weniger spröde als die Brückenbalken B1,B2, so dass sie sich beispielsweise leichter materialabhebend bearbeiten lassen.
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Die Höhe HR der Höhenregulierungselemente R1,R2 und damit einhergehend der Abstand zwischen der Unterseite U1,U2 des jeweiligen Brückenbalkens B1, B2 und der Oberseite 10 des Trägerprofils T1,T2 sind jeweils beispielsweise durch Abfräsen ihrer dem jeweiligen Brückenbalken B1, B2 zugeordneten Oberseite 11 so eingestellt, dass sich die an der Oberseite der Brückenbalken B1, B2 jeweils für die Befestigung der Schienen S1, S2 vorgesehenen Aufstandflächen 12 in einer vom Betreiber der Brücke vorgegebenen absoluten Soll-Höhe HS befinden, durch die die für ein Überfahren optimale Position der Lauffläche 13 der Schiene S1, S2 gewährleistet ist.
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Beim in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in die Unterseite 14 des Höhenregulierungselements R1 eine sich in Längsrichtung LT des Trägerprofils T1 erstreckende Einsenkung 15 eingeformt, die seitlich durch Wandabschnitte 16,17 begrenzt ist. Die Breite der Einsenkung 15 ist dabei so bemessen, dass das Trägerprofil T1 mit seinem Obergurt in der Einsenkung 15 sitzt und dabei ein für ein freies Verschieben des Höhenregulierungselements R1 auf der Oberseite 10 des Trägerprofils T1 ausreichendes Spiel zwischen den Wandabschnitten 16,17 und den zugeordneten Längsseiten des Obergurts des Trägerprofils T1 gegeben ist. Gleichzeitig sperren die Wandabschnitte 16,17 das Höhenregulierungselement R1 gegen eine übermäßige Verschiebung in der Querrichtung QT, die quer zur Längsrichtung LT des Trägerprofils T1 ausgerichtet ist.
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Zum Verspannen des Höhenregulierungselements R1 an dem Brückenbalken B1 sind beim in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel zwei als Spannschrauben ausgebildete Spannelemente N1,N2 vorgesehen, die jeweils mit ihrem riegelartigen Kopf 18 durch die Schlitzöffnung 9 des Halteelements H1 geführt und anschließend um die Längsachse der Spannelemente N1,N2 so verschwenkt worden sind, dass der Kopf 18 auf der dem Dach 7 des Halteelements H1 zugeordneten, ein erstes Gegenlager 19 für die Spannelemente N1,N2 bildenden inneren Oberfläche der Grundplatte 1 des Halteelements H1 abgestützt ist. Mit ihrem Schaft 20 sind die Spannelemente N1, N2 durch als Durchgangsöffnungen ausgebildete Ausnehmungen 21 geführt, die an der Unterseite 14 des Höhenregulierungselements H1 münden. Die dort auf das Gewinde der Spannelemente N1, N2 aufgeschraubten Muttern 22,23 wirken gegen die ein zweites Gegenlager 24 für die Spannelemente N1, N2 bildende Außenfläche an der Unterseite 14 des Höhenregulierungselements R1. Die Spannelemente N1,N2 bilden so mit ihren Köpfen 18 und den Muttern 22,23 jeweils eine Befestigungseinrichtung, mit der das Höhenregulierungselement R1 an dem Brückenbalken B1 gehalten ist.
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Beim in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Brückenbalken B2 über als L-förmige Stahlwinkel ausgebildete Zwischenstücke Z1, Z2 mit dem Höhenregulierungselement N2 verbunden.
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Die Zwischenstücke Z1, Z2 liegen mit ihrem einen Schenkel 25 an der Unterseite U2 des Brückenbalkens B2 an. In diesen Schenkel 25 ist eine als Durchgangsöffnung ausgebildete Ausnehmung 26 eingeformt, durch die ein ebenfalls als Spannschraube ausgebildetes Spannmittel N1,N2 mit seinem Schaft geführt ist. Die Spannmittel N1, N2 weisen jeweils wie die Spannmittel N1,N2 beim Ausführungsbeispiel der 1 und 2 einen riegelartigen Kopf 27 auf, der in derselben Weise wie der Kopf 18 der Spannelemente N1, N2 an der als Gegenlager 19 wirkenden inneren Oberfläche der Grundplatte 1 des Halteelements H1 abgestützt ist. Entsprechend dient auch die freie untere Außenfläche des Schenkels 25 als zweites Gegenlager für die Mutter 28,29, die auf den Gewindeschaft der Spannelemente N1,N2 aufgeschraubt ist. Auch die Spannelemente N1,N2 bilden so mit ihren Köpfen 27 und den Muttern 28, 29 jeweils eine Befestigungseinrichtung, mit der das Höhenregulierungselement R2 an dem Brückenbalken B2 gehalten ist.
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Um eine Beweglichkeit des Brückenbalkens B2 auch in vertikaler Richtung V (Schwerkraftrichtung) zu ermöglichen, ist der jeweils rechtwinklig zum ersten Schenkel 25 ausgerichtete zweite Schenkel 30 der Zwischenstücke Z1, Z2 jeweils in einer Ausnehmung 31, 32 geführt, die in die zugeordnete Längsseitenfläche 33 des Höhenregulierungselements R2 eingeformt ist. Die seitlichen Begrenzungen der Ausnehmungen 31,32 umgreifen dabei die Schenkel 30 an ihrer freien, vom Höhenregulierungselement R2 abgewandten Seite, so dass die Schenkel 30 jeweils ausschließlich in vertikaler Richtung V in der zugeordneten Ausnehmung 31,32 verschiebbar sind. Gleichzeitig stehen die Schenkel 30 über die auf dem Obergurt des Trägerprofils T2 in Längsrichtung LT schiebebeweglich sitzende Unterseite des Höhenregulierungselements R2 hinaus und bilden so eine seitliche Führung, durch die eine übermäßige Bewegung des Höhenregulierungselements R2 in Querrichtung QT verhindert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Grundplatte der Halteelemente H1,H2
- 2
- Profil der Halteelemente H1, H2
- 3,4
- Schenkel des Profils 2
- 5
- Schmalseite des Profils 2
- 6
- Anker
- 7
- Dach des Profils 2
- 8
- vom Profil 2 umgrenzter Raum
- 9
- Schlitzöffnung
- 10
- plane Oberseite des Obergurts der Trägerprofile T1,T2
- 11
- Oberseite der Höhenregulierungselemente R1, R2
- 12
- Aufstandflächen (Oberseite) der Brückenbalken B1, B2
- 13
- Lauffläche der Schiene S1, S2
- 14
- Unterseite des Höhenregulierungselements R1
- 15
- Einsenkung
- 16,17
- Wandabschnitte
- 18
- Kopf der Spannelemente N1,N2
- 19
- erstes Gegenlager für die Spannelemente N1,N2
- 20
- Schaft der Spannelemente N1, N2
- 21
- Ausnehmungen des Höhenregulierungselements H1
- 22,23
- Muttern
- 24
- zweites Gegenlager für die Spannelemente N1, N2
- 25,30
- Schenkel der Zwischenstücke Z1, Z2
- 26
- Ausnehmung
- 27
- Kopf der Spannelemente N1 ,N2
- 28,29
- Muttern
- 31,32
- Ausnehmungen
- 33
- Längsseitenfläche des Höhenregulierungselements H2
- B1,B2
- Brückenbalken
- BB
- Breite der Brückenbalken B1,B2
- H1, H2
- Halteelemente
- HR
- Höhe der Höhenregulierungselemente R1, R2
- HS
- absolute Soll-Höhe
- LB
- Längsrichtung der jeweiligen Brückenbalken B1,B2
- LT
- Längserstreckung (Längsrichtung) der Tragprofile T1,T2
- N1,N2
- Spannelemente
- QT
- Querrichtung der Trägerprofile T1,T2
- R1,R2
- Höhenregulierungselemente
- S1,S2
- Schienen
- T1,T2
- Tragprofile
- U1,U2
- Unterseite der Brückenbalken B1,B2
- V
- vertikale Richtung (Schwerkraftrichtung)
- W
- Stahl-Bewehrungen
- Z1, Z2
- Zwischenstücke
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19813258 C1 [0009]
- EP 3445734 [0026, 0041, 0047]
- EP 16717667 [0026, 0041]
- WO 2018/192930 A1 [0026, 0027, 0041]
- EP 3445734 B1 [0027]
