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Mehrteilige Stahlbetonschwelle Bekanntlich ist Stahlbeton schlagempfindlich,
so daß häufig bei dieser Beanspruchung Risse im Beton entstehen. Die Bewehrung des
Stahlbetons verleiht ihm zwar dann eine hohe Widerstandskraft gegenüber Zugbeanspruchungen,
wenn diese durch statische Belastungen hervorgerufen werden. Treten diese Belastungen
indessen plötzlich und insbesondere schlagartig auf, so kann die erwähnte Rissebildung
eintreten.
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Hieraus erklären sich vor allem die häufigen Querrisse in der Unterstützungszone
von Stahlbetonschwellen, weil diese Schwellen schlagartigen Belastungen oder jedenfalls
Belastungen ausgesetzt sind, die einer Schlagbeanspruchung sehr nahe kommen. So
werden beispielsweise an den Schienenstößen durch das Überspringen des Rades Schläge
ausgeübt. Das gleiche gilt für den Fall gelockerter Schienen, da die Schiene hierbei
zum Schlagen neigt, und auch im Fall der ungenügenden Abstützung einer Schwelle
auf dem Schotter, wobei die Schwelle schlagartig auf ihr Lager auftrifft, sobald
ein Zug über sie hinwegfährt.
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Die Risse stellen sich nicht nur an einfachen Stahlbetonschwellen
ein, sondern auch an den vorgespannten oder gemischt konstruierten Schwellen, wobei
sich die Erscheinung im Laufe der Zeit unter der Wirkung wiederholter Schlagbeanspruchungen
verschlimmert.
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Bekannt ist eine Eisenbetonquerschwelle, bestehend aus zwei getrennten
Tragkörpern mit einer diese verbindenden eisernen Spurstange. Die Tragkörper weisen
je einen unterhalb der Schienenauflagefläche von der Unterseite bis in die Zone
der neutralen Faser hinaufreichenden quer verlaufenden Schlitz auf, der an seinem
Aufweiten durch einen vorgespannten, an beiden Stirnflächen des Tragkörpers mittels
Muttern oder Keilen festgelegten Bewehrungsstab gehindert wird. Die Zone der Schwelle
oberhalb der Schlitze wird dadurch geschwächt und neigt durch die Kerbwirkung des
Schlitzes zum Reißen. Weiterhin ist bereits eine Stahlbetonschwelle aus drei aneinandergereihten
Abschnitten bekannt, die durch einen durch sie hindurchgeführten und mittels Muttern
angespannten Bewehrungsstab zusammengehalten werden. Der mittlere, zur Spursicherung
dienende Abschnitt hat einen geringeren Querschnitt als die Abschnitte für die Schienenauflage
und ist mit diesen unter Zwischenschaltung einer elastischen Zwischenlage verbunden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bildung von Rissen in
Stahlbetonschwellen im Bereich der Schienenauflage zu vermeiden und eine Schwelle
auszubilden, die großen und dauernden Schlagbeanspruchungen widerstehen. kann.
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Dazu wird bei einer mehrteiligen Stahlbetonschwelle, die durch mindestens
eine quer zur Schwellenlängsrichtung verlaufende, ganz hindurchgehende Fuge in Abschnitte
unterteilt ist, welche unter Einfügen einer Zwischenlage aus anderem Werkstoff als
Beton mittels einer durch die Fuge gehenden Bewehrung verbunden sind, erfindungsgemäß
vorgeschlagen, daß jeweils im Bereich unterhalb der Schienenauflage eine Fuge mit
Zwischenlage angeordnet ist.
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Die Erfindung sieht somit eine ganz hindurchgehende Fuge im Bereich
der Schienenauflage vor und sichert damit diesen Bereich von den Auswirkungen von
Schlagbeanspruchungen oder anderen plötzlich aufgebrachten oder übermäßig hohen
Belastungen ähnlich einer Schlagbeanspruchung. Die Ausbildung unterhalb der Schienenauflage
ist unabhängig davon, ob bei der Schwelle der spurhaltende Teil mit den als Schienenauflage
dienenden Teilen ebenfalls unter Zwischenschaltung einer elastischen Zwischenlage
verbunden ist oder nicht.
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Besonders zweckmäßig ist die Fuge mit Zwischenlage in der Mitte der
örtlichen Belastungszone angeordnet. Die Zwischenlage kann dabei aus einem elastischen
oder nachgiebigen Werkstoff, z.B. Kautschuk, Kunststoff, Kupfer oder einem anderen
geeigneten Metall od. dgl., bestehen. Da bereits eine sehr dünnwandige Zwischenlage
ausreicht, um die gewünschte Wirkung sicherzustellen, kann man die erwähnten Werkstoffe
in Form von Lamellen oder Folien verwenden.
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Die beiden Abschnitte der Schwelle sind durch eine beliebig ausgebildete
Bewehrung miteinander verbunden, so z. B. durch eine Bewehrung, die aus einem Profilstab
oder einem oder mehreren, Rohren besteht
und in den beiden Schwellenabschnitten
einbetoniert ist. Auch kann sie aus einem oder mehreren Bewehrungstäben bestehen,
welche die Schwelle durchsetzen und an ihren beiden Stirnflächen mittels Muttern
od. dgl. gesichert sind, wobei diese Bewehrungen wahlweise auch unter Vorspannung
gesetzt werden können.
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Es wurde durch Versuche festgestellt, daß' eine mehrteilige Stahlbetonschwelle
nach der Erfindung ohne Gefahr einer Rissebildung wesentlich höhere Schlagbeanspruchungen
aufnehmen kann als die Beanspruchungen, welche an gleichen Schwellen ohne die erfindungsgemäße
Anordnung der Fugen bereits zur R issehildung führen.
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Versuche .haben insbesondere zu der Feststellung geführt, daß beim
Fallerlassen eines vorbestimmten Gewichts auf eine Schiene, die mit einer in der
Schotterbettung abgestützten Schwelle verbunden ist, letztere bereits Rissebildung
zeigt, wenn die Fallhöhe 25 his 35 cm beträgt und die Schwelle aus Stahlbeton, Vorspannbeton
oder einem gemischten Beton besteht, während keinerlei Zerstörungen erkennbar waren,
wenn die Fallhöhe des gleichen Gewichts selbst 2 m oder mehr betrug und in der Schwelle
die Fugen gemäß der Erfindung angeordnet waren. Weitere Einzelheiten und Vorteile
der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele
der Erfindung an Hand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt
durch eine Schwelle gemäß der Erfindung und Fig.2 einen Schnitt durch eine Vorspannbetonsch-,velle
gemäß der Erfindung.
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Die in Fig. 1 dargestellte Schwelle 1. kann beliebig ausgebildet sein.
Eine Unterlage-2 liegt auf der oberen: Fläche der Schwelle auf und überträgt die
Schienenlasten auf sie, während die Schwelle über ihre gesamte Länge oder einen
Teil derselben an ihrer unteren Fläche abgestützt ist. Die schlagartigen Beanspruchungen
können über die Unterlage 2 in Richtung des Pfeils F oder in umgekehrter Richtung
wirken. Eine Zwischenlage 3 von geringer Dicke wird z. B. durch eine Kunststoffolie
oder eine ähnliche Schicht aus geeignetem Werkstoff gebildet und teilt in Querrichtung
die Schwelle in der Belastungszone unter der Unterlage 2. Die beiden Abschnitte
der Schwelle sind durch Bewehrungsstäbe 4 miteinander untrennbar verbunden, die
in beide Teile der Schwelle einbetoniert sind. Die Zwischenlage und die Bewehrungsstäbe
können in die Schälung oder die Form für die Herstellung der Schwelle vor dem Betonieren
eingebracht werden. Es versteht sich, daß die beiden Abschnitte der Schwelle auch
getrennt hergestellt und anschließend miteinander verbunden werden können, nachdem
die Zwischenlage zwischen, beiden eingebracht ist, wobei die Verbindung der Abschnitte
durch eine beliebig ausgebildete Bewehrung erfolgt, z. B. durch Zuganker, welche
in Ausnehmungen Aufnahme finden, die ihrerseits in den beiden Abschnitten der -Schwelle
und in der Zwischenlage vorgesehen sind, und an den Stirnseiten der Schwelle mittels
Muttern od. dgl. verspannt werden.
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Wie Fig. 2 erkennen läßt, kann die Vorspannbewehrung der Schwelle
in bekannter Weise zur Vereinigung der durch Zwischenlagen voneinander getrennten
Schwellenabschnitte herangezogen werden. Die Auflagerabschnitte 5 sind jeweils durch
eine Zwischenlage 6 voneinander getrennt und können gegebenenfalls durch eine schlaffe
Bewehrung miteinander vereint sein. Die Schwelle besteht außer den Auflagerabschnitten
5 aus einem Mittelteil 10 und zwei Zwischenlagen 7 von größerer elastischer Zusammendrückbarkeit
als Beton, wie es an sich bekannt ist, so daß Biegungen der Schwelle während ihrer
Benutzung möglich sind. Eine Vorspannbewehrung 8 dient - wie vorstehend angegeben
- zur Vereinigung aller Abschnitte der Schwelle. Bei der tatsächlichen; Ausführung
stützt sich die Schiene 9 im allgemeinen nicht unmittelbar auf den beiden Auflagerabschnitten
5 ab, vielmehr wird eine beliebige Unterlagsplatte verwandt.