DE10249876A1 - Railway track has transverse ties with shallow center section bearing profiles embedded in track ballast - Google Patents
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- E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
- E01B3/00—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails
- E01B3/28—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails made from concrete or from natural or artificial stone
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schwelle für den Schienenverkehrswegebau, an der wenigstens eine Fahrschiene, ggf. wenigstens ein Paar von Fahrschienen oder drei Fahrschienen, definiert befestigt ist oder befestigt werden kann.The invention relates to a threshold for railroad construction, on the at least one rail, possibly at least a pair of Rails or three rails, is fixed or defined can be attached.
Derartige Schwellen sind als Betonschwellen (vgl.
beispielsweise die Gebrauchsmusterschrift
Bei einer insbesondere wetterbedingten Erwärmung der Schienen eines Schienenstrangs, beispielsweise im Sommer, stellt sich bei einem lückenlos verschweißten Gleis eine Druckkraft in den Schienen ein, verursacht durch die thermisch bedingte, durch die lückenlose Ausführung des Gleises aber behinderte Längenänderung der Schienen. Dies kann bei einem nicht ausreichenden Querverschiebewiderstand der in die Schotterbettung eingebetteten Schwellen zu einer Gleisverwerfung führen, die sich erfahrungsgemäß speziell unter einem fahrenden Zug einstellt. Dies ist auf dynamische Effekte und die zwischen den Drehgestellen aktivierte Abhebekraft zurückzuführen. Die Folge können Zugentgleisungen sein, die in jedem Fall zu vermeiden sind.With a particularly weather-related warming the rails of a rail track, for example in summer yourself with a gap welded A pressure force in the rails caused by the thermally conditioned, through the complete execution of the track but disabled length change of the rails. This can be the case if the transverse displacement resistance is insufficient the sleepers embedded in the ballast bedding to a track warp to lead, experience has shown that it is special under a moving train. This is due to dynamic effects and the lifting force activated between the bogies. The Can follow Train derailments that must be avoided in any case.
Nach die Sicherheit des Bahnbetriebes gewährleistenden Vorschriften und technischen Anforderungen muss beispielsweise bei einer Auslegung eines Schienenverkehrswegs in der Regel für hohe Geschwindigkeiten der Schienenverkehrsweg mit Betonschwellen ausgeführt werden, die im Vergleich zu Holzschwellen einen größeren Querverschiebewiderstand aufweisen. Nach einer Gleisdurcharbeitung im Sommer verbunden mit einer Auflockerung des Schotters ist es erforderlich, entweder den Schotter durch Zusatzmaßnahmen zu stabilisieren oder für eine begrenzte Zeit eine Langsamfahrstelle einzurichten.After the safety of rail operations guaranteeing For example, regulations and technical requirements must be met a layout of a rail traffic route usually for high speeds the rail traffic route is carried out with concrete sleepers, which have a greater lateral displacement resistance than wooden sleepers exhibit. After working through the track in summer connected with loosening the ballast, it is necessary to either Gravel through additional measures to stabilize or for a to set up a slow driving position for a limited time.
Erhöhte Anforderungen in den Schotteroberbau
ergeben sich aus der Einführung
von Zügen
mit Neigetechnik, die mit einer größeren Fliehkraft und dementsprechend
größeren, über die
Schwellen abzustützenden
Seitenkräften
verbunden sind. Erhöhte Anforderungen
an den Schotteroberbau ergeben sich auch aus anderer neuer Zugtechnologie,
beispielsweise aus der verschleißlos arbeitenden linearen Wirbelstrombremse
beim Hochgeschwindigkeitszug ICE 3. Diesen Anforderungen kann im
Prinzip durch eine Erhöhung
des Querverschiebewiderstandes der Schwelle im Schotterbett entsprochen
werden. Nach herkömmlichen
Ansätzen
kommt insbesondere der Einbau von Sicherungskappen bzw. Schwellenankern
in Betracht sowie – im
Falle der Verwendung von heutzutage in der Regel bevorzugten Betonschwellen – der Einsatz
von schwereren Betonschwellen. Eine in Österreich vor längerer Zeit von
einem Herrn Schubert vorgeschlagene "Ohrenschwelle" mit schienenunterseitigen seitlichen
Auskragungen in der Art von Kragarmen hat sich hingegen in der Praxis
nicht bewährt.
Die als "Ohren" bezeichneten seitlichen
Auskragungen (vgl. den Aufsatz "Die
Ohrenschwelle – ein
Vorschlag für
eine Querschwelle mit größerer Lagebeständigkeit", von Egon Schubert,
in ETR – Eisenbahntechnische Rundschau,
Heft 5, Seiten 201 bis 204, Mai 1972) sind im Bereich der Schienen
beidseitig angeordnet und weisen eine Abmessung in Schienenlängsrichtung
etwa entsprechend der Schwellenabmessung in Schienenlängsrichtung
des Schwellenkörpers
ohne die Auskragungen auf. Im Falle einer vorgespannten Schwelle
erfolgt der im Bereich der relativ breiten, in einem Arbeitsgang
zusammen mit dem Schwellenkörper
hergestellten Kragarme eine Umlenkung der Druckspannungstrajektorien
in die Kragarme hinein, verbunden mit Querzugspannungen im Bereich
des Überganges
von dem jeweiligen Kragarm zum Schwellenkörper. Im Gleis verlegt erfolgt
unter der Verkehrlasteinwirkung wegen der Auflagerung der Kragarme
auf dem Schotterbett eine Biegebeanspruchung an der Unterseite in
Richung senkrecht zum Schwellenkörper
(Kragarmwirkung), die sich der Querzugspannung überlagert. Hinzu kommt senkrecht
zur Biegebeanspruchung aus der Kragarmwirkung und Querzugspannung
eine Verstärkung
der Biegebeanspruchung der Schwelle, die unter den Schienen jeweils
einen Scheitelwert aufweist. Die auftretenden Spannungen und Beanspruchungen können zu
einem Abbrechen der Kragarme führen. Entsprechendes
gilt für
eine aus der Schweizer Patentschrift
Die Erfindung schlägt für die eingangs angegebene Schwelle vor, dass die Schwelle auf wenigstens einer Seite, vorzugsweise auf beiden Seiten, zumindest bereichsweise eine zur Erhöhung des Querverschiebewiderstandes auf oder in einem Schotterbett dienende Seitenprofilierung aufweist, wobei die Seitenprofilierung eine Reihe von abwechselnd aufeinander folgenden Profilierungsvorsprüngen und Profilierungsaussparungen aufweist, die eine Verzahnung/Verkeilung mit Schotterkörnern des Schotterbetts ermöglichen. Mit der erfindungsgemäßen seitlichen Profilierung kann zuverlässig eine deutliche Erhöhung des Querverschiebewiderstands erreicht werden, beispielsweise um die angesprochenen erhöhten Anforderungen an den Schotteroberbau zu erfüllen. Durch die beispielsweise wellig, etwa sinusförmig, oder zahnförmig bzw. zackig ausgeführte Profilierung, die sich über die gesamte Schwellenlänge oder vorzugsweise nur über einen Mittelabschnitt der Schwelle zwischen den Schienen erstreckt, kann die Verzahnung zwischen der Schwelle und dem Schotterbett signifikant erhöht werden, verbunden mit einer Erhöhung des Temperaturbereichs, ab dem eine erhöhte Gefahr für Gleisverwerfungen besteht. Die erfindungsgemäße Profilierung weist vorzugsweise eine derartig geringe Tiefe (Auskragung in Schienenlängsrichtung) bzw. Länge auf, dass praktisch keine Biegebeanspruchung (kein wesentlicher Kragarmeffekt) unter der Verkehrslasteinwirkung auftritt und – im Falle einer Spannbetonschwelle – praktisch keine Querzugspannung in Folge der Vorspannkraft auftritt.For the threshold specified at the outset, the invention proposes that the threshold on at least one side, preferably on both sides, at least in some areas has a side profiling which serves to increase the transverse displacement resistance on or in a ballast bed, the side profiling comprising a series of alternating profiling projections and Has profiling recesses that enable interlocking / wedging with ballast grains of the ballast bed. With the lateral profiling according to the invention, a significant increase in the transverse displacement resistance can be reliably achieved, for example in order to meet the above-mentioned increased demands on the ballast track. Because of the wavy, for example sinusoidal, or tooth-shaped or jagged profile, which extends over the entire threshold length or preferably only over a middle If the sleeper extends between the rails, the interlocking between the sleeper and the ballast bed can be significantly increased, combined with an increase in the temperature range above which there is an increased risk of warping of the track. The profiling according to the invention preferably has such a small depth (overhang in the longitudinal direction of the rail) or length that practically no bending stress (no significant cantilever effect) occurs under the influence of the traffic load and - in the case of a prestressed concrete threshold - practically no transverse tensile stress occurs as a result of the prestressing force.
Im Falle einer erfindungsgemäßen, etwa welligen (ggf, sinusförmigen) bzw. zahnförmigen Profilierung der Seitenflächen einer Betonschwelle des Typs B 75 kann eine Erhöhung des Querverschiebewiderstands um wenigstens 15% erwartet werden. Hierdurch wächst die zulässige, etwa durch die lineare Wirbelstrombremse verursachte Temperaturerhöhung um wenigstens 9 K von 28 K auf 37 K . an. Man kann beispielsweise einen kürzeren Zugfolgeabstand (z. B. etwa alle 5 Minuten im Falle eines ICE3 mit 16 Wagen mit einer Geschwindigkeit ≥ 280 km/h) zugelassen werden. Auch Gleisstrecken der Deutschen Bahn AG, auf denen mit einer Geschwindigkeit von 250 bis 300 km/h gefahren werden kann und der kleinste Zugfolgeabstand nach herkömmlicher Auslegung etwa 10 Minuten beträgt, kann demnach erfindungsgemäß im Falle der Betonschwelle vom Typ B 75 mit der erfindungsgemäßen Seitenprofilierung eine deutliche Temperaturreserve, beispielsweise von etwa 12 K, zur Verfügung stehen. Man kann dann beispielsweise bei langen Brücken ohne einen Ausziehstoss in vielen Fällen auf den Einbau von Sicherungskappen bzw. Schwellenankern zur Aufnahme des Druckkraftstaus verzichten. Andererseits ist bei einer Temperaturreserve von 12 K nach einer Gleisdurcharbeitung im Sommer keine Langsamfahrt erforderlich.In the case of an approximately wavy according to the invention (if necessary, sinusoidal) or tooth-shaped Profiling the side surfaces a concrete sleeper type B 75 can increase the lateral resistance by at least 15%. This increases the permissible, for example temperature increase caused by the linear eddy current brake at least 9 K from 28 K to 37 K. on. For example, one shorter Train follow-up interval (e.g. every 5 minutes in the case of an ICE3 with 16 cars with a speed ≥ 280 km / h) are allowed. Even tracks of the Deutsche Bahn AG, on which at a speed can be driven from 250 to 300 km / h and the smallest train follow-up distance after conventional Interpretation is about 10 minutes, can therefore according to the invention in the case the concrete sleeper type B 75 with the side profiling according to the invention a clear temperature reserve, for example of about 12 K, to disposal stand. You can then, for example, with long bridges without one Pull-out push in many cases on the installation of safety caps or threshold anchors for reception dispense with the pressure force jam. On the other hand is with a temperature reserve of 12 K after working through the track in summer, no slow travel required.
Mittels einer erfindungsgemäßen Profilierung von Schwellen des Typs B 70 bzw. B 90 (Zw 900) erhöht sich bei einem um 15% größeren Querverschiebewiderstand die zulässige, durch die lineare Wirbelstrombremse verursachte Temperaturerhöhung beispielsweise von 17 K auf 25 K (+ 8 K) bzw. von 23 K auf 32 K (+ 9 K).By means of a profiling according to the invention of thresholds of type B 70 or B 90 (Zw 900) increases with a 15% greater displacement resistance the allowable Temperature increase caused by the linear eddy current brake, for example from 17 K to 25 K (+ 8 K) or from 23 K to 32 K (+ 9 K).
Die vorstehenden Angaben sind reine Beispiele, die die Bedeutung bzw. Tragweite des Erfindungsvorschlags deutlich machen sollen und keinesfalls beschränkend auszulegen sind. Es kommen auch andere Arten der Seitenprofilierung und auch andere Schwellentypen, auch aus anderen Materialien, in Betracht. Beispielsweise ist die Erfindung auf Holzschwellen anwendbar, um den Einsatzbereich dieser Schwellen zu erweitern. Man kann beispielsweise daran denken, die Profilierung bildende Holzleisten, beispielsweise zahnförmige oder sinusförmige Holzleisten aufzusetzen oder Profilierungen in die Holzschwelle einzuarbeiten, beispielsweise in Form von Nuten, beispielsweise zahnförmige oder sinusförmige Nuten, an wenigstens einer der Seitenflächen der Schwelle.The above information is pure Examples that show the meaning or scope of the proposed invention should make clear and should not be interpreted restrictively. It's coming too other types of side profiling and also other types of thresholds, also from other materials. For example, the Invention applicable to wooden sleepers to the scope of this Expand thresholds. For example, you can think of the Profiling wooden strips, for example tooth-shaped or sinusoidal Put on wooden slats or profiles in the wooden threshold to incorporate, for example in the form of grooves, for example tooth-shaped or sinusoidal Grooves on at least one of the side surfaces of the threshold.
Bevorzugte bzw. zweckmäßige Weiterbildungsmöglichkeiten ergeben sich aus den Unteransprüchen.Preferred or appropriate training opportunities result from the subclaims.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained below of exemplary embodiments shown in the figures.
In
Auf ihrer Oberseite
Die als nicht beschränkendes
Beispiel gezeigte Betonschwelle
Wie in
Es sei angemerkt, dass sich die Seitenprofilierung
durchaus über
die gesamte Länge
der Schwelle erstrecken könnte.
Im Hinblick auf eine einfache Stopfbarkeit eines die Schwelle bettenden Schotterbettes
ist allerdings bevorzugt, dass die Seitenprofilierung nur in einem
Mittelbereich der Schwelle zwischen den Schienen vorgesehen ist.
Es besteht dann nicht die Gefahr, dass Vorsprünge, etwa die Vorsprünge
Die Seitenprofilierungen sind bevorzugt aus Beton ausgeführt, d. h. beim Formen der Betonschwelle mit hergestellt. Um die auftretenden Kräfte in Querrichtung über die Seitenprofilierung abstützen zu können, ist es beispielsweise möglich, die Seitenprofilierung mit darin integrierten Armierungen auszuführen. Man kann auch daran denken, die Seitenprofilierung von gegenüber dem Beton gesonderten, daraus vorstehenden Verankerungselementen zu bilden, die bei der Fertigung der Betonschwelle in dieser eingebettet werden.The side profiles are preferred made of concrete, d. H. produced when the concrete sleeper was formed. To the occurring Forces in Cross direction over support the side profiling can, for example, is it possible to carry out the side profiling with reinforcements integrated in it. you can also remember the side profiling from versus the Concrete separate, resulting anchoring elements form that embedded in the manufacture of the concrete sleeper in this become.
Die in
Die Ausgestaltung der Seitenprofilierung bzw.
von etwa vorgesehenen Zähnen
oder dergleichen ist vorzugsweise derart, dass eine optimale Verzahnung
mit einem jeweils zugeordneten Schotterbett erreicht wird, wobei
es besonders günstig
ist, wenn Schotterkörner
größerer Schotterkörnung des jeweiligen
Schotterbetts sich zwischen benachbarten Vorsprüngen bzw. in Aussparungen der
Seitenprofilierung verkeilen können
bzw. wenn Vorsprünge
der Seitenprofilierung sich zwischen Schotterkörnern des Schotterbetts verkeilen
können.
Es ist in diesem Zusammenhang nicht erforderlich, dass die Seitenprofilierung
regelmäßig ausgeführt ist.
Insoweit kann die Seitenprofilierung deutlich von den Beispielen
der
Gemäß der Ausführungsvariante der
Es sind auch andersartige Seitenprofilierungen bei einer erfindungsgemäßen Holzschwelle denkbar, beispielsweise eingefräste Nuten (etwa zahnförmige oder sinusförmige Nuten) oder auf die Schwelle aufgesetzte Holzleisten, beispielsweise zahnförmige oder sinusförmige Holzleisten.They are also different types of side profiles conceivable with a wooden sleeper according to the invention, for example milled Grooves (approximately tooth-shaped or sinusoidal Grooves) or wooden strips placed on the threshold, for example tooth-shaped or sinusoidal Wood strips.
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DE2002149876 DE10249876A1 (en) | 2002-10-25 | 2002-10-25 | Railway track has transverse ties with shallow center section bearing profiles embedded in track ballast |
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DE (1) | DE10249876A1 (en) |
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- 2002-10-25 DE DE2002149876 patent/DE10249876A1/en not_active Withdrawn
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