-
Die
Erfindung betrifft ein Gleis für
Schienenfahrzeuge, insbesondere für Straßenbahnen, mit auf einer festen
Tragschicht im Spurabstand verlegten Schienen, die sich mit ihrem
Schienenfuß auf
der Tragschicht abstützen
und die zwischen ihrem Schienenfuß und ihrem Schienenkopf mit
sich seitlich an ihren Schienensteg anlegenden Schallschutzelementen
versehen sind, die aus hohlkammerreichem Geokunststoff bestehen,
wobei zwischen der Tragschicht und dem Schienenfuß der Schienen
eine elastische Schienenfußlagerung
vorgesehen ist, die aus einer zu einer dauerelastischen Dämpfungsschicht
aushärtenden,
zwischen Tragschicht und Schienenfuß nach dem Ausrichten der Schienen
eingebrachten Polyurethan-Vergußmasse
besteht. Die Erfindung ist ferner auf ein Verfahren zum Herstellen eines
Gleises für
Schienenfahrzeuge der vorstehend genannten Art gerichtet.
-
Gleise,
bei denen die Schienen auf einer starren, unteren Tragschicht verlegt
werden (feste Fahrbahn), sind insbesondere für innerstädtisch verkehrende Straßenbahnen
seit langem gang und gäbe,
insbesondere in solchen Verkehrsbereichen, wo den Schienenfahrzeugen
kein eigener Gleiskörper zugestanden
werden kann, sondern die Schienen in den auch von anderen Fahrzeugen
benutzten Straßen
verlegt werden müssen.
-
Eines
der vorrangigen Probleme solcher in fester Fahrbahn verlegter Gleise
ist die gegenüber
im Schotterbett verlegter Gleise höhere Schallimmission beim Befahren
durch eine Straßenbahn,
was insbesondere in innerstädtischen
Bereichen zu einer erheblichen Lärmbelästigung
der Bevölkerung
führt. Ursache
für die
beim Betrieb von Schienenverkehrsmitteln entstehenden Erschütterungen
und Geräusche
sind in erster Linie die beim Abrollen des Rades auf der Schiene
entstehenden Schwingungen, die sich teils in das Fahrzeug, teils
in den umgebenden Untergrund und als Luftschall und teils in den
umgebenden Außenbereich
ausbreiten.
-
Um
die Lärmemissionen
und die Erschütterungen
beim Überfahren
des Gleises mit einem Schienenfahrzeug möglichst gering zu halten, sind verschiedene
Maßnahmen
entwickelt worden, die zum Ziel haben, eine Ausbreitung von Vibrationen und
Erschütterungen
in den umgebenden Untergrund der Schienen weitestgehend zu verhindern oder
zumindest so gut wie möglich
zu vermindern.
-
Aus
der
DE 33 45 388 C2 ist
es hierzu bekannt, zwischen den Schienen und der festen Tragschicht
ein elastisches Basisprofil aus Gummi anzuordnen und seitlich an
die Schienen zwischen Schienenkopf und Schienenfuß beidseitig
Seitenprofile anzulegen, die ebenfalls aus Gummi bestehen. Das Basisprofil
wird von unten an den Schienenfüßen befestigt,
wobei es die Schienenfußränder umgreift,
und die derart mit dem Basisprofil ausgestatteten Schienen werden
auf der Tragschicht verlegt. Die Herstellung eines mit solchen Schallschutzelementen
aus Gummi versehenen Gleises ist infolge der sehr hohen Kosten für die Basis-
und Seitenprofile sehr teuer.
-
Aus
der
DE 199 46 317
C1 ist ein gattungsgemäßes Gleis
bekannt, bei der der sich zwischen dem Schienenfuß und der
unteren Tragschicht einstellende Spalt vollständig mit einer Polyurethanmischung
ausgegossen wird, unabhängig
davon, wie dick der Spalt jeweils ist. Über die Länge des Gleises wird die Po lyurethanmischung
unterschiedlich dick sein, so daß keine einheitliche Federkonstante
erhalten wird.
-
Bei
der
DE 196 33 262
A1 ist unterhalb des Schienenfußes eine Nachgiebigkeitsschicht
aus Kork oder einem anderen Material angebracht und der Zwischenraum
zwischen dieser und der unteren Tragschicht wird mit Polyurethan,
also einem ebenfalls elastischen Material ausgegossen. Da der Spalt zwischen
der Nachgiebigkeitsschicht und der unteren Tragschicht bei dieser
Gleiskonstruktion keine im wesentlichen gleichbleibende Dicke über die
Länge des
Gleises haben kann, wird auch bei dieser Gleiskonstruktion kein über die
Gleislänge
im wesentlichen konstantes Schwingungsverhalten erreicht.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Gleis der eingangs genannten Art anzugeben,
das kostengünstig
hergestellt werden kann und mit dem eine gute und gleichmäßige Dämpfung der
vom Schienenfahrzeug in die Schienen eingeleiteten Schwingungen
erreicht wird, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen
Gleises.
-
Diese
Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen Gleis dadurch gelöst, daß zwischen
der Dämpfungsschicht
und der Tragschicht eine Ausgleichsschicht aus einem hydraulischen,
aushärtenden
Vergußmörtel angeordnet
ist. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
werden die Schienen zunächst
im Spurabstand auf der festen Tragschicht höhen- und lagegerecht ausgerichtet
und in der ausgerichteten Lage mittels Unterstützungselementen temporär fixiert,
woraufhin seitlich neben den Schienenfüßen über diese auf ragende Schalungsmittel angeordnet
werden und danach ein zu einer starren Ausgleichsschicht aushärtender
Vergußmörtel auf der
Tragschicht aufgetragen wird und anschließend eine zu einer dauerelastischen
Dämpfungsschicht aushärtende Polyu rethan-Vergußmasse in
den Zwischenraum zwischen Schienenfuß und Tragschicht eingebracht
wird, wobei die Schienen beidseits ihrer Schienenstege mit Schallschutzelementen
aus hohlkammerreichem Geokunststoff versehen werden und wobei nach
dem Einbringen der Dämpfungsschicht die
Bereiche zwischen und seitlich neben den Schienen bis an die Schallschutzelemente
heran mit bituminös
oder hydraulisch abbindendem Füllgut
oder mit Pflaster ausgefüllt
werden.
-
Indem
zwischen der Dämpfungsschicht
und der Tragschicht eine Ausgleichsschicht aus einem hydraulischen,
aushärtenden
Vergußmörtel angeordnet
ist, der zweckmäßig nach
dem Ausrichten der Schienen in dem Spalt auf der Tragschicht aufgetragen
wird und die Spaltdicke, die dann noch von dem zu der dauerelastischen
Dämpfungsschicht
aushärtenden
Polyurethanverguß auszufüllen ist,
in seiner Höhe
verringert, wird verhindert, daß ein
vergleichsweise dicker Spalt, der bei der Ausrichtung der Schienen
zwischen Schienenfuß und
Tragschicht entsteht, vollständig
mit der Polyurethan-Vergußmasse
ausgefüllt
werden muß,
was eine ungleichmäßige Dämpfung und
hohe Kosten zur Folge hätte.
Bei der Erfindung wird die elastische Schienenfußlagerung erst nach dem Ausrichten
der Schienen und dem Einbringen der Ausgleichsschicht hergestellt,
wobei sich die zu der dauerelastischen Dämpfungsschicht aushärtende Polyurethan-Vergußmasse individuell
an die örtlichen
Gegebenheiten anpaßt.
Beim Ausrichten der Schienen auf der Tragschicht geben Tragschicht und
Schienenfuß hierbei
nicht nach. Das Vergießen mit
der Polyurethan-Vergußmasse
gewährleistet, daß die Schienen
nach dem Aushärten
der Vergußmasse
nirgends hohl liegen, sondern überall
eine stabile Verbindung zum Unterbau aufweisen.
-
Die
dauerelastische Dämpfungsschicht
hat nach Aushärtung
der vorzugsweise aus zwei Komponenten bestehenden Polyurethan-Vergußmasse vorzugsweise
eine Dichte zwischen 0,9 und 1,2 g/cm3, eine
Shore Härte
A zwischen 50 und 80, eine Reißfestigkeit
zwischen 6 und 15 MPa und eine Reißdehnung, die größer ist
als 400%. Der Weiterreißwiderstand
liegt bevorzugt zwischen 7 und 20 kN/m, die Elastizität der Dämpfungsschicht
ist > 45% und kann bis
zu 60% betragen.
-
Die
erfindungsgemäß zum Einsatz
kommenden, seitlich an den Schienenstegen angeordneten Schallschutzelemente
aus hohlkammerreichem Geokunststoff haben den Vorteil, daß sie nicht
nur besonders preiswert herstellbar sind, sondern auch ein ausgesprochen
gutes Dämpfungsverhalten
haben. .. Solche Schallschutzelemente aus Geokunststoff, wie sie
als solche bereits aus der DE-199 50 233-A1 bekannt sind, können genau
wie dort aus ein- oder mehrlagig angeordneten Matten bestehen. Vorzugsweise
sind die Schallschutzelemente imprägniert, so daß sie sich
nicht mit Wasser vollsaugen können.
Als Imprägniermittel
eignen sich handelsübliche
Imprägniermittel
auf Kunststoff- oder
Bitumenbasis. Die Schallschutzelemente sind vorzugsweise in ihrer Breite
so bemessen, daß sie
vom Schienensteg bis etwa zu den Seitenkanten des Schienenfußes reichen.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn sich die Schallschutzelemente
seitlich über
die Seitenflanken des Schienenkopfes hinaus erstrecken. Die Schallschutzelemente
können
an ihren äußeren, von
der Schiene abgewandten Seiten- und Deckflächen mit einer Schutzlage versehen
sein, die bevorzugt ebenfalls aus Geotextil besteht, aus Kostengründen aber nicht
notwendigerweise imprägniert
sein muß.
Die Schutzlage verhindert, daß sich
ein an die Schienen bzw. die daran angeordneten Schallschutzelemente angeschüttetes Füllgut in
die Schallschutzelemente eindrückt
und diese bzw. deren Imprägnierung
beschädigt.
Die oberhalb der Schallschutzelemente sich zwischen den Schienenköpfen und
einem zwischen und seitlich neben den Schienen angeordnetem Füllgut oder
Pflaster ausbildenden Fugen können
dann mit einer die Schallschutzelemente abdeckenden Vergußmasse ausgefüllt sein,
die vorzugsweise eine solche auf Bitumenbasis mit guten Hafteigenschaften
sowohl am Stahl der Schiene als auch am Stein bzw. Beton des benachbarten
Füllgutes
ist. Die Vergußmasse
verhindert, daß Niederschlagswasser
im nennenswerten Umfang an die Schallschutzelemente gelangen kann.
-
Die
dauerelastische Dämpfungsschicht
hat vorzugsweise eine durchschnittliche Dicke zwischen 5 und 30
mm. Vorteilhaft ist es auch, wenn die Dämpfungsschicht den Schienenfuß an den
Schienenfußkanten
umschließt,
so daß nach
dem Aushärten
der Polyurethan-Vergußmasse
zwischen Schienenfuß und
der dauerelastischen Dämpfungsschicht
eine formschlüssige
Verbindung entsteht, so daß ein
Abreißen
der Schiene von Dämpfungsschicht
wirksam verhindert wird.
-
Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung und der Zeichnung, worin eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung anhand eines Beispiels näher erläutert wird. Es zeigt:
(Weiter
mit der ursprünglichen
Beschreibung S. 5, 4. Abs.: "1 ...)
-
1 ein
erfindungsgemäßes Gleis
im Querschnitt in verschiedenen Stadien seiner Herstellung; und
-
2 eine
Einzelheit des erfindungsgemäßen Gleises
im Bereich einer seiner Schienen, ebenfalls im Schnitt.
-
Das
in der Zeichnung in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnete
Straßenbahngleis
besteht im wesentlichen aus den beiden Schie nen 11, 12,
die mittels Spurstangen 13 zu einem Gleisrost zusammengefaßt sind
und sich mit ihrem Schienenfuß 14 auf
einer unteren Tragschicht 15 eines Betontroges 16 abstützen. Es
handelt sich somit um ein in fester Fahrbahn verlegtes Gleis für Straßenbahnen,
wie es insbesondere im innerstädtischen
Bereich häufig
in Straßen
vorgesehen wird.
-
Wie
aus der Zeichnung gut erkennbar ist, sind die Schienen 11, 12 zwischen
ihrem Schienenfuß 14 und
ihrem Schienenkopf 17 mit sich seitlich an ihren Schienensteg 18 anliegenden
Schallschutzelementen 19 versehen, die aus in mehreren
Lagen aneinanderliegenden Geokunststoffmatten 20 bestehen.
Die Schallschutzelemente haben jeweils eine so große Breite,
daß sie
vom Schienensteg bis etwa zu den Seitenkanten 21 des Schienenfußes 14 reichen. An
ihren den Schienen abgewandten Außenseiten sind die Schallschutzelemente 19 mit
einer zusätzlichen,
ebenfalls aus Geotextil bestehenden Schutzlage versehen, die die
Schallschutzelemente vor mechanischen Beschädigungen schützt.
-
Zwischen
der Tragschicht 15 und dem Schienenfuß 14 der Schienen
ist eine elastische Schienenfußlagerung
vorgesehen, die eine dauerelastische Dämpfungsschicht 22 zwischen
Schiene und Tragschicht bildet. Bei der Dämpfungsschicht handelt es sich
um eine solche aus einer Polyurethan-Vergußmasse, die nach dem Ausrichten
der Schienen auf der Tragschicht in den Spalt zwischen dieser und dem
Schienenfuß eingebracht
wird und dort dauerelastisch aushärtet.
-
1 zeigt
das Gleis 10 in zwei verschiedenen Stadien seiner Herstellung,
wobei auf der linken Bildhälfte
der Zustand nach dem Ausrichten der Schiene 11 und vor
dem Einbringen der Polyurethan-Vergußmasse dargestellt ist. Die
Schiene 11 wird mit Keilen 23 in die gewünschte Höhenlage
und die korrekte seitliche Position ausgerichtet. Anschließend werden
auf die Trag schicht 15 im seitlichen Abstand vom Schienenfuß 14 Schalungsleisten 24 aufgelegt.
Danach wird die aus zwei Komponenten angemischte Polyurethan-Vergußmasse 25 zwischen die
Schalungsleisten 24 und die bereits mit den Schallschutzelementen 19 versehene
Schiene 11 eingefüllt
und fließt
unter den Schienenfuß,
um den zwischen diesem und der Tragschicht 15 ausgebildeten
Spalt 26 auszufüllen.
-
Die
Vergußmasse 25 wird
bis auf ein Niveau eingebracht, bei dem sie die Schienenfußkanten 21 vollständig umschließt und den
Schienenfuß auch
an seiner Oberseite ein kleines Stück überdeckt, wie dies in 2 bei 27 erkennbar
ist. Die Polyurethan-Vergußmasse
härtet
dann ohne Volumenänderung
und insbesondere ohne aufzuschäumen
zu der dauerelastischen Dämpfungsschicht
aus, wodurch die Schiene auf ihrer gesamten Länge gleichmäßig und ohne Unterbrechungen
mit der Tragschicht elastisch verbunden und auf dieser abgestützt ist.
-
Nach
dem Aushärten
der Vergußmasse
werden die Schalungsleisten 24 entfernt, so daß anschließend der
Zwischenraum 28 zwischen den beiden Schienen 11, 12 und
die außen
neben den Schienen liegenden Bereiche 29, 30 zwischen
den Schienen und den seitlichen Trogwänden 31 mit einem
Füllgut – im gezeigten
Ausführungsbeispiel
Beton 32 – ausgefüllt werden
können.
-
Wie
am besten aus 2 ersichtlich ist, reichen die
Schallschutzelemente 19 nicht bis zur Oberkante 33 der
Schienenköpfe,
sondern enden an deren unteren Flanken 34. Die sich beim
Einbringen des Füllguts 32 zwischen
diesem und dem Schienenkopf oberhalb der Schallschutzelemente 19 ausbildende
Fuge 35 wird mit einer Vergußmasse 36 auf Bitumenbasis
ausgefüllt,
die sowohl an dem Stahl der Schiene als auch an dem Beton 32 gut
haftet und nach ihrem Aushärten
eine wasserdichte Abdeckung über
den Schallschutzelementen bildet.
-
Man
erkennt in der in 2 dargestellten Einzelheit,
daß dort
zwischen der Dämpfungsschicht 22 und
der Tragschicht 15 noch eine Ausgleichsschicht 37 vorgesehen
ist, die vor dem Einbringen der Polyurethan-Vergußmasse auf
der Tragschicht durch Auftragen eines aushärtenden Vergußmörtels zwischen
den Schalungsleisten 24 hergestellt wird. Eine solche Ausgleichsschicht
wird insbesondere vorgesehen, um die Spaltdicke auf das für die Dämpfungsschicht
gewünschte
Maß zu
verringern bzw. zu vereinheitlichen und damit über die Länge des Gleises eine möglichst
konstante Feder- bzw. Dämpfungskonstante
der Dämpfungsschicht
zu erreichen.
-
Man
erkennt ferner, daß der
Arbeitsaufwand zur Herstellung des Gleises, insbesondere zur Herstellung
der zwischen Tragschicht und Schienenfuß anzuordnenden Dämpfungsschicht
nur gering ist und daß mit
einfachen und preiswerten Mitteln, nämlich der Polyurethan-Vergußmasse und
den Geotextilmatten, die mit einem Imprägniermittel behandelt sind
und zusätzlich
auch durch die obere Vergußmasse 36 vor
dem Eintritt von Wasser bewahrt werden, eine hervorragende Schalldämmung in
besonders kostengünstiger
Bauweise erreicht wird.
-
Die
Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt, sondern
es sind allerlei Änderungen
und Ergänzungen
denkbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise
kann als Füllgut
zwischen den Schienen und in den seitlichen Bereichen anstelle von
Beton auch Asphalt, Gußasphalt,
Schotter oder ein aus Einzelsteinen zusammengesetztes Pflaster verwendet
werden. Es ist nicht erforderlich, das Gleis wie in der Zeichnung
dargestellt in einem Betontrog mit seitlichen Trogwänden zu
verlegen. Vielmehr wird häufig
eine Verlegung auf einer einfachen, ebenen Tragschicht ohne seitlich
Begrenzungen erfolgen. Die Schallschutz elemente müssen nicht
aus einzelnen, nebeneinanderliegenden Matten aufgebaut sein, sondern
können
auch einteilig an die Kontur der Schienen angepaßt werden.