DE19514005A1 - Anordnung und ein Verfahren zum Befestigen einer Betonschwelle auf einer Beton- oder Asphalt-Tragplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Befesti­ gen einer bewehrten Betonschwelle auf einer Beton- oder Asphalt-Tragplatte.

Es ist bekannt, Schienenfahrzeuge auf Schienen zu betreiben, die über ungewöhnlich lange Wegstrecken verschweißt sind und auf Beton­ schwellen befestigt sind. Das aus den Schienen und den Betonschwel­ len gebildete sogenannte Gleisrost wird dann auf einer Betontrag­ schicht oder Asphalttragschicht, beispielsweise einer Beton- oder Asphalt-Tragplatte befestigt, und die Tragplatte ist ihrerseits auf einer hydraulisch gebundenen Tragschicht angeordnet. Eine derartige Bettung der verschweißten Schienen wird in der Schienentechnik als feste Fahrbahn bezeichnet.

Es sind verschiedene Konstruktionen zum Befestigen der Betonschwel­ len an den Beton- oder Asphalt-Tragplatten bekannt, die eine zuver­ lässige, feste und auch über lange Betriebszeiträume genaue Ver­ bindung zwischen Gleisrost und Tragplatte verwirklichen sollen. Allerdings lösen die bekannten Konstruktionen die gestellten Anfor­ derungen, wie zum Beispiel

• - eine einfache Montage bei hoher Festigkeit und Maßhaltigkeit,
• - einer späteren einfachen Regulierbarkeit der Gleislage,
• - einer nicht zu steifen auf die Steifigkeit des Gleisrostes abgestimmten Verbindung,
• - einer gedämpften horizontalen Stoßbeanspruchung, sowie
• - einer geringen Schallemission nicht immer vollständig befriedigend.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Anordnung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß eine feste, maßhaltige, einfach montierbare Verbindung zwischen Gleisrost und der Tragplatte verwirklicht wird, die im wesentlichen nur Horizontalbeanspruchungen überträgt.

Diese Aufgabe wird bei der Anordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gelöst durch mindestens ein Durchgangsloch in der Betonschwelle und ein mit dem Durchgangsloch fluchtendes Sackloch in der Tragplatte, eine Hülse aus Kunststoffmaterial im Durchgangsloch, einen sich durch die Hülse hindurch in das Sackloch erstreckenden Stahlbolzen, und eine Schicht aus härtbarem Kunststoffmaterial oder Vergußmörtel in dem Sackloch zwischen dem Stahlbolzen und der Tragplatte.

Bei dem Verfahren zum Anbringen der Betonschwelle wird mindestens ein Durchgangsloch senkrecht zur Auflagefläche der Betonschwelle angeordnet, und in die Tragplatte wird ein mit dem Durchgangsloch fluchtendes Sackloch nach dem Ausrichten des Gleisrostes einge­ arbeitet. Um eine feste, einfache und dabei ausreichend elastische Verbindung herzustellen, wird in das Sackloch ein Epoxidharz/Ver­ gußmörtel eingefüllt, und in das Durchgangsloch wird eine Hülse aus Kunststoffmaterial mit Epoxidharz eingeklebt. Zum Verbinden von Betonschwelle und Tragplatte wird ein korrosionsgeschützter Stahl­ bolzen durch die Hülse hindurchlaufend in das Sackloch eingesetzt. Das am Boden des Sackloches befindliche Epoxidharz/Vergußmörtel wird verdrängt und füllt den Zwischenraum zwischen Tragplatte und Stahl­ bolzen satt aus. Damit wird eine feste, einfache und ausreichende elastische Verbindung hergestellt.

Die Vorteile der Verbindung, bei der Betonschwelle und Tragplatte durch einen Stahlbolzen verbunden sind, liegen insbesondere darin, daß mit dem Einbringen des genau dosierten flüssigen Vergusses in das Sackloch und dem anschließenden Eintreiben des Stahlbolzens nach dem Abbinden eine Paßverbindung auf einfache Art und Weise auf der Baustelle entsteht, mit der die geforderte hohe Maßhaltigkeit erreicht wird, und daß der gegebenenfalls geschmierte Stahlbolzen im Durchgangsloch der Schwelle in einer vertikal nicht verschieblichen relativ zum Beton weichen Kunststoffhülse eingesetzt ist, wodurch die beim Schienenverkehr auftretenden horizontalen harten Stöße aufgrund der Schlingerbewegungen der Fahrzeuge gedämpft auf die Tragplatte übertragen werden, was wiederum zur Folge hat, daß die Schallemission des gesamten Systems reduziert wird. Kunststoffhülse und Stahlbolzen sind dabei so konzipiert, daß der gegenüber der Tragplatte unverschiebliche das heißt feste Bolzen in der Kunststoff­ hülse nur vertikal verschieblich ist. Diese Gleitlagerung des Stahlbolzens in der Hülse stellt sicher, daß durch die Verbindung die auftretenden Horizontallasten übertragen werden können. Größere unerwünschte Vertikallasten, welche durch die Abhebewelle beider­ seits eines Rades eines Schienenfahrzeuges verursacht werden, überträgt die Verbindung dagegen nicht.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist einfach herstellbar und einfach montierbar, die Verbindung ist fest und elastisch und erforderli­ chenfalls leicht lösbar und damit das Gleisrost regulierbar. Da die Stahlbolzen in der Betonschwelle vertikal verschieblich gelagert sind, läßt sich das Gleisjoch anheben, um die Höhenlage zu kor­ rigieren und/oder eine beschädigte elastische Unterlage oder ein Vlies zwischen den Betonschwellen und der Tragplatte austauschen zu können. In der Regel wird pro Betonschwelle nur ein Stahlbolzen wechselnd links oder rechts eingebaut. In besonders hoch beanspruch­ ten Gleisbereichen und bei Weichen können jedoch auch mehrere Stahlbolzen pro Betonschwelle gesetzt werden. Für den Fall, daß unzulässige größere horizontale Verschiebungen des Oberbaus wider Erwarten auftreten, so läßt sich die erfindungsgemäße Anordnung leicht lösen, wobei der Stahlbolzen und die Hülse aus der Beton­ schwelle und der Tragplatte herausgezogen werden; anschließend werden die Sacklöcher und gegebenenfalls auch die Durchgangslöcher in der Tragplatte und der Betonschwelle vergossen, das Gleisrost nachjustiert, und es wird ein neues Sackloch und gegebenenfalls ein neues Durchgangsloch fluchtend gebohrt. Anschließend wird Epoxidharz oder Vergußmörtel in das gereinigte Sackloch, und dann die Hülse in das Durchgangsloch eingesetzt und schließlich der Stahlbolzen gesetzt. Der Fahrbetrieb wird dadurch nur minimal gestört. Die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung eignet sich für Gleise und Weichen gleichermaßen, insbesondere ist es möglich, je Langschwelle mehr als einen Stahlbolzen, gegebenenfalls auch mehr als zwei Stahlbolzen zu setzen.

Die erfindungsgemäße Konstruktion zeichnet sich durch nicht-lineare, elastische Eigenschaften aus, wodurch die horizontalen lokalen Stöße gedämpft und über mehrere Betonschwellen verteilt auf die Tragplatte übertragen werden. Die Konstruktion ist einfach, das heißt leicht montierbar, leicht austauschbar und unempfindlich gegenüber Her­ stellungstoleranzen oder Korrosion, und sie ist daher bei auftreten­ den Schäden am Oberbau leicht und schnell austauschbar, ohne den Zugbetrieb zu behindern.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Hülse in das Durchgangsloch der Betonschwelle zum Beispiel mit Epoxidharz/Vergußmörtel eingesetzt. Die Hülse besitzt bevorzugt an ihrem oberen Ende einen Kragen, der sich axial gegen die Beton­ schwelle abstützt und die Einschubtiefe der Hülse begrenzt. An ihrem offenen Ende läßt sich die Hülse mittels einer Kappe verschließen, die ebenfalls aus Kunststoff geformt ist und auf die Hülse auf­ schraubbar oder aufklipsbar ist und sich über den Kopf des Stahlbol­ zens hinwegerstreckt, um den Stahlbolzen vor Feuchtigkeit etc. zu schützen.

Der Stahlbolzen ist bevorzugt mit einer Schutzschicht gegen Korro­ sion geschützt. Als Schutzschicht läßt sich beispielshalber ein Schrumpfschlauch aus Kunststoffmaterial verwenden, der vor dem Einsetzen auf den Stahlbolzen aufgeschrumpft wird. Alternativ läßt sich der Stahlbolzen auch aus nichtrostendem bzw. verzinktem Stahl herstellen.

Das Durchgangsloch in der Betonschwelle besitzt bevorzugt einen größeren Durchmesser als das Sackloch, und der Innendurchmesser der Hülse besitzt einen kleineren Durchmesser als das Sackloch. Die Wandstärke der Hülse und der Durchmesser des Stahlbolzens werden dann so bemessen, daß sich zwischen Stahlbolzen und dem Sackloch eine Epoxidharz-Schicht oder Vergußmörtel-Schicht einer vorgegebenen Dicke ausbilden kann, und daß andererseits der Stahlbolzen mit der Hülse eine Gleitpassung eingeht. Damit sich eine dünne Epoxidschicht oder Vergußmörtelschicht im Sackloch um den Stahlbolzen herum ausbilden kann, wird das Epoxidharz oder Vergußmörtel vor dem Ein­ setzen des Stahlbolzens dünnflüssig auf den Sacklochgrund gegeben.

Ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung, die zum Befestigen einer Betonschwelle auf einer Beton- oder Asphalt-Tragplatte dient, ist dadurch gekennzeichnet, daß in die Betonschwelle mindestens ein Durchgangsloch, und fluchtend zu dem Durchgangsloch in die Trag­ platte ein Sackloch eingearbeitet wird, daß in das Sackloch dünn­ flüssiges Epoxidharz oder Vergußmörtel eingefüllt wird, daß in das Durchgangsloch eine Hülse aus Kunststoffmaterial eingesetzt wird, und daß schließlich ein Stahlbolzen sich durch die Hülse hindurch erstreckend in das Sackloch eingesetzt wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Betonschwelle, die auf einer Beton-Tragplatte befestigt ist;

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt längs der Linie II-II der Fig. 1; und

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht des Bereiches A der Fig. 2.

Die Fig. 1 zeigt eine Frontansicht einer Betonschwelle 10, die Bewehrungsstahl 12 aufweist und über eine Elastomer- oder Vlies­ schicht 8 auf einer mit Bewehrungsstahl 6 versehenen Tragplatte 4 aufliegt. Die Tragplatte 4 ist über einer hydraulisch gebundenen Tragschicht angeordnet. Auf der Betonschwelle 10 sind in dem vor­ geschriebenen Schienenabstand zwei Schienenbefestiger 14 angeordnet. Auf den Schienenbefestigern lassen sich Schienen auflegen und zum Beispiel mittels Schrauben oder Bolzen in den hierfür vorgesehenen Bohrungen 16 befestigen. Die Schienen bilden zusammen mit den Be­ tonschwellen und den Schienenbefestigungen den sogenannten Gleis­ rost.

Wie insbesondere den Fig. 2 und 3 entnehmbar ist, verlaufen - senkrecht zu der Tragplatte 4 - durch die Betonschwelle 10 hin­ durch zwei Durchgangslöcher 20 mit einem vorgegebenen Durchmesser D. Fluchtend zu den Durchgangslöchern 20 ist in der Tragplatte 4 ein Sackloch 40 gebohrt, dessen Durchmesser D_s ein vorgebenes Maß kleiner ist als der Durchmesser D des Durchgangsloches 20. In das Durchgangsloch 20 ist eine Hülse 22 aus Kunststoffmaterial einge­ setzt und mit Epoxidharz verklebt, die an ihrem oberen Ende einen radialen Kragen 24 aufweist, der sich gegen die Betonschwelle 10 abstützt und die Einsetztiefe der Hülse 22 festlegt. Der Innendurch­ messer d der Hülse 22 ist ein vorgegebenes Maß kleiner als der Durchmesser D_s des Sackloches 40. Auf das obere, freie Ende der Hülse 22 läßt sich eine Kappe 26 aus Kunststoffmaterial aufsetzen und beispielsweise durch eine Schraubverbindung oder eine Klipsver­ bindung an der Hülse 22 befestigen.

In das Sackloch 40 wird dünnflüssiges Epoxidharz oder Vergußmörtel 42 eingefüllt. Anschließend wird ein Stahlbolzen 30 durch die Hülse 22 hindurch in das Sackloch so weit eingetrieben, bis das untere Ende des Stahlbolzens 30 einen geringen Abstand vor dem Sackloch­ grund zu liegen kommt. Der Stahlbolzen ist so lang bemessen, daß er sich in eingesetztem Zustand durch die Hülse 22 hindurcherstreckt und die Betonschwelle noch geringfügig überragt. Die Kappe 26 über­ deckt den Stahlbolzen 30, der als Korrosionsschutz mit einer Kunst­ stoffschicht, zum Beispiel einem Schrumpfschlauch 32 überzogen ist, vgl. Fig. 3.

Beim Einsetzen des Stahlbolzens 30 verteilt sich im Sackloch 40 das dünnflüssige Epoxidharz/Vergußmörtel 42 und legt sich dabei als elastische Zwischenschicht satt bis zum oberen Rand um den Stahlbol­ zen 30 herum, so daß dieser nach dem Aushärten des Epoxidharzes/Ver­ gußmörtels fest in der Tragplatte sitzt. Damit ist die Paßverbindung fertiggestellt.

Der Durchmesser des beschichteten Stahlbolzens 30 entspricht etwa dem Innendurchmesser der Hülse 22. Stahlbolzen 30 und Hülse 22 gehen in der dargestellten Ausführungsform eine Gleitpassung miteinander ein. Die Hülse 22 ist beispielsweise mittels einer dünnen Epoxid­ harzschicht an die Wandung des Durchgangsloches 20 geklebt und auf diese Weise fest mit der Schwelle 10 verbunden, sie läßt sich jedoch bei Bedarf mit der Hülse von der Betonschwelle lösen.

Claims (15)

1. Anordnung zum Befestigen einer Betonschwelle auf einer Beton- oder Asphalt-Tragplatte, gekennzeichnet durch mindestens ein Durchgangsloch (20) in der Betonschwelle (10) und ein mit dem Durchgangsloch (20) fluchtendes Sackloch (40) in der Tragplatte (4), eine Hülse (22) aus Kunststoff­ material im Durchgangsloch (20), einen sich durch die Hülse (22) hindurch in das Sackloch (40) erstreckenden Stahlbolzen (30), und eine Schicht (42) aus härtbarem Material in dem Sackloch (40) zwischen dem Stahlbolzen (30) und der Tragplatte (4).

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (42) in dem Sackloch (40) aus Vergußmörtel besteht.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (42) in dem Sackloch (40) aus Epoxidharz besteht.

4. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (22) in das Durchgangsloch (20) eingeklebt ist.

5. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (22) mit Epoxidharz in das Durchgangsloch (20) eingeklebt ist.

6. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (22) an ihrem oberen Ende einen Kragen (24) besitzt, der sich an der Mündung des Durchgangs­ loches (20) axial gegen die Betonschwelle (10) abstützt.

7. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (22) an ihrem offenen Ende mittels einer Kappe (26) verschließbar ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (26) aus Kunststoff geformt ist und auf die Hülse (22) aufschraubbar ist.

9. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einsetzen des Stahlbolzens (30) das Epoxidharz oder der Vergußmörtel dünnflüssig einen Teil des Sackloches (40) und beim Einsetzen des Stahlbolzens (30) den Zwi­ schenraum zwischen Tragplatte (4) und Stahlbolzen (30) füllt.

10. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlbolzen (30) mit einer Schutz­ schicht (32) gegen Korrosion geschützt ist.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (32) des Stahlbolzens (30) als Schrumpfschlauch aus Kunststoffmaterial gebildet ist.

12. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchgangsloch (20) in der Beton­ schwelle (10) einen größeren Durchmesser besitzt als das Sackloch (40).

13. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Hülse (22) kleiner ist als der Durchmesser des Sackloches (40).

14. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Hülse (22) eng an dem Außendurchmesser des korrosionsgeschützten Stahlbolzens (30) anliegt.

15. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung zum Befestigen einer Betonschwelle auf einer Beton- oder Asphalt-Tragplatte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß

• - in die Betonschwelle mindestens ein Durchgangsloch und je nach Beanspruchung fluchtend zum Durchgangsloch in die Tragplatte mindestens ein Sackloch gebohrt wird;
• - in das Sackloch Epoxidharz oder Vergußmörtel gefüllt wird;
• - in das Durchgangsloch eine Hülse aus Kunststoffmaterial eingeklebt wird; und
• - ein Stahlbolzen durch die Hülse hindurchlaufend in das Sack­ loch eingesetzt wird.