DE19519745C2 - Schotterloser Gleisoberbau - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen schotterlosen Gleisoberbau (1) mit elastisch gelagerten Schienen (7), welcher eine feste Fahrbahn (2) mit Aufnahmetrögen (3) für die Schienen (7) aufweist. Die Schienen (7) sind dabei mit Hilfe von Einsatzteilen (12), insbesondere Führungsbalken (13, 14), in ihren Aufnahmetrögen (3) verspannt. Die Erfindung ist auch auf ein Einsatzteil dafür und auf ein Verfahren zum Bau eines solchen Oberbaus gerichtet.

Description

Die Erfindung betrifft schotterlose Gleisoberbaue mit ela­ stisch gelagerten Schienen und Verfahren zum Bau solcher Gleisoberbaue.

Einen wesentlichen Bestandteil des Standardoberbaus von Ei­ senbahnstrecken bildet seit jeher die Schotterbettung. Sie hat sich bewährt als elastische Schienenlagerung und als Mittel für eine gleichmäßige Verteilung der von den Schwel­ len auf den Unterbau übertragenen Kräfte. Allerdings bietet sie nur einen begrenzten Widerstand gegen die am Gleis an­ greifenden Quer- und Längskräfte, so daß sich die Gleise verschieben können und daher laufend nachgerichtet werden müssen. Die Kosten für die Unterhaltung eines Gleisnetzes sind aus diesem Grund beträchtlich. Besonders nachteilig ist die Schotterbettung bei modernen Hochge­ schwindigkeitsstrecken, da es hier durch relativ hohe Schwinggeschwindigkeiten sowie hohe Schotterpressungen zu einem sog. Fluidisieren des Schotters kommt. Dazu kommt, daß man hier wegen der hohen Fahrgeschwindigkeiten beson­ ders hohe Genauigkeitsanforderungen an die Gleisausrichtung stellt. Dies bedingt gegenüber normalen Eisenbahnstrecken eine weitere beträchtliche Steigerung des Unterhaltungsauf­ wands. Die Eisenbahnverkehrsunternehmen suchen daher schon seit längerem nach technischen Lösungen für einen schotter­ losen Oberbau.

Einige solche Lösungen sind zum Beispiel aus dem Artikel von W. Engst "Elastomere zum Schwingungs- und Erschütte­ rungsschutz im Schienenverkehr" in der Zeitschrift "Kau­ tschuk + Gummi, Kunststoffen", 45. Jahrgang, Nr. 10/92 be­ kannt. Die Schienen sind hier auf einer festen Fahrbahn aus Beton unter Einsatz von Elastomermaterial elastisch gela­ gert. Bei einer Ausführung form erfolgt die Lagerung in diskreten Abständen durch konische Gummiringe, die einer­ seits über eine Rippenplatte mit den Schienen und anderer­ seits über eine Befestigungsplatte und eine Vergußbeton­ platte mit der Fahrbahn verbunden sind. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Schiene kontinuierlich elastisch gelagert, und zwar durch zwei entlang der Schiene verlau­ fende, am Schienensteg eingesetzte Gummiprofile. Diese sind in einem äußeren Rahmen gehalten, der auf der festen Fahr­ bahn aus Beton mit Hilfe von Klemmplatten und Ankerbolzen befestigt ist.

Beide Lösungen sind funktionsfähig und grundsätzlich ge­ eignet, den herkömmlichen Gleisoberbau mit Schotterbettung zu ersetzen. Nachteilig ist jedoch, daß sie eine Vielzahl von zum Teil komplizierten Befestigungs- und Lagerteilen benötigen und damit insbesondere ihre Erstellung, aber auch ihre Unterhaltung nach wie vor recht aufwendig ist. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß bei ihnen die Schienen wie beim herkömmlichen Gleisoberbau erhaben auf der Fahr­ bahn stehen, was eine relativ hohe - insbesondere im Hoch­ geschwindigkeitsverkehr störende - Schallabstrahlung be­ dingt.

Aus dem Zeitschriftenartikel "Exhibition Report: Debuts at Infrarail". International Railwail Journal, Oktober 1994 erfolgt die Fixierung der Schiene mit Hilfe eines seitli­ chen, längsvarlaufenden Keils, der zum Boden eines Aufnah­ metrogs gespannt wird und so durch Keilwirkung einen längsverlaufenden Führungsbalken in Querrichtung gegen Schiene und Schienenfuß drückt und so die Schiene im Auf­ nahmetrog verspannt.

Auch aus der DE-OS 17 08 682 ist es bekannt, die Schienen mit Hilfe von Führungsbalken zu fixieren. Diese stützen sich mit Hilfe von Schraubbolzen gegen vertikal verlaufende Trogwände ab, wobei keine Keilwirkung zur Anwendung kommt.

Aus der FR-PS 1 317 858 ist eine Lösung bekannt, bei der die Befestigung der Schiene im Aufnahmetrog mit Hilfe von Keilen erfolgt. Das Verspannen erfolgt hierbei nicht durch Spannen der Keile zum Boden des Aufnahmetrogs hin, sondern durch Relativverschiebung jeweils zweier Keile in Schienen­ längsrichtung. Um hierbei eine Kraftkomponente nach oben entstehen zu lassen, ist eine der Trogseitenwände nach in­ nen geneigt ausgebildet.

Die DD-PS 116 481 schlägt eine Lösung mit einem Trog mit nach innen geneigten Seitenwänden vor. In die Räume zwi­ schen den Trogseitenwänden und die Schiene werden Gummikör­ per gezwängt. Durch die Erweiterung dieser Räume nach unten entsteht eine Kraftkomponente, welche die Schiene gegen den Trogboden drückt.

Aus den Druckschriften DE-AS 16 58 514 und DE 43 25 476 A1 sind schließlich Vorschläge bekannt, bei denen der Schie­ nenfuß mit herkömmlichen Schienenschrauben-Anordnungen am Boden eines Aufnahmetrogs befestigt sind.

Der Erfindung liegt das technische Problem zu Grunde, wei­ tere schotterlose Gleisoberbaue mit elastisch gelagerten Schienen sowie Verfahren zu deren Bau bereitzustellen, die hinsichtlich der Schallentwicklung und der Widerstandsfä­ higkeit gegenüber Witterungseinflüssen vorteilhaft sind.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird dieses Problem durch einen schotterlosen Gleisoberbau mit elastisch gela­ gerten Schienen gelöst, welcher eine feste Fahrbahn mit Aufnahmetrögen für die Schienen aufweist, wobei die Schie­ nen mit Hilfe von Führungsbalken, die durch Spannen zum Bo­ den des Aufnahmetrogs hin durch Keilwirkung direkt, ggf. unter Zwischenschaltung einer Elastomerschicht, an die Schiene gedrückt werden, in ihren Aufnahmetrögen verspannt sind, wobei das Verspannen der Schiene durch Keilwirkung dadurch erzielt wird, daß einer der oder - bei beidseitig angeordneten Führungsbalken - beide Seitenwände des Aufnah­ metrogs nach außen geneigt ist (sind) und der Führungsbal­ ken bei der Spannbewegung zum Boden an der als Keilfläche wirkenden Seitenwand entlang gleitet und dadurch zur Schie­ ne hin versetzt wird (Anspruch 1).

In Schienenlängsrichtung gesehen folgt im allgemeinen ein solcher Führungsbalken auf den anderen.

Die Verspannung der Schiene im Trog mit Hilfe von Führungs­ balken ist einfacher und erfordert weniger Befestigungs­ teile als die erhabene Befestigung der Schiene auf einer ebenen Fahrbahn. Zudem mindert die Anordnung im Trog eine Schallabstrahlung zur Seite und nach schräg unten.

Gemäß einem zweiten Aspekt stellt die Erfindung einen schotterlosen Gleisoberbau mit elastisch gelagerten Schie­ nen bereit, welcher eine feste Fahrbahn mit Aufnahmetrögen für die Schienen aufweist, wobei die Schienen mit Hilfe von Einsatzteilen in ihren Aufnahmetrögen verspannt sind, und wobei die Einsatzteile gegenüber der Wandung des Auf­ nahmetrogs elastisch, insbesondere kontinuierlich elastisch gelagert sind (Anspruch 22).

Grundsätzlich ist es möglich, die Schiene im Aufnahmetrog zu verspannen, indem man nur an einer Seite der Schiene Einsatzteile (Führungsbalken) anordnet. Um die andere Seite der Schiene zu halten, kann beispielsweise die zugeordnete Seitenwand des Aufnahmetrogs ein vorspringendes Profil auf­ weisen, das vom Schienenfuß untergriffen wird. Die Herstel­ lung derart profilierter Aufnahmetröge ist jedoch relativ kompliziert. Auch kann man bei einer solchen nur einseiti­ gen Einspannung die Schiene nur in beschränktem Umfang aus­ richten. Vorzugsweise ist die Schiene daher beidseitig mit Einsatzteilen verspannt.

Bei im Abstand voneinander angeordneten Einsatzteilen kann eine Überfahrt eines Schienenfahrzeugs Schwingungen hervor­ rufen, deren Frequenz der Zahl pro Zeiteinheit überfahrener Einsatzteile oder einem ganzzahligen Vielfachen hiervon entspricht. Um die Erzeugung solcher Schwingungen auszu­ schließen und damit die Schallemission weiter zu verrin­ gern, sind die Einsatzteile vorzugsweise in Schienenlängs­ richtung kontinuierlich ausgebildet, und zwar auch bei dem zweiten Erfindungsaskpekt in Form längs der Schiene ange­ ordneter Führungsbalken, d. h. balkenartigen Elemente mit Führungsfunktion für die Schiene. Diese Maßnahme ermöglicht bei nur geringer Zahl von Befestigungsteilen einen ausge­ glichenen Schienenverlauf und eine gleichmäßige Verteilung der Klemmkräfte. Sie gibt auch erhöhte Sicherheit im Fall eines Schienenbruchs, da es hier nur zu einem vertikalen, nicht aber horizontalen Versatz der Schienen an der Bruch­ stelle kommen kann. Der Führungsbalken kann einstückig sein oder aus mehreren parallel nebeneinander verlaufenden Bal­ ken zusammengesetzt sein. Er ist vorzugsweise komplementär zu wenigstens einem Teil des Schienenprofils ausgebildet, d. h. er hat beispielsweise im Querschnitt die Form einer Nase, die den Schienenfuß übergreift und in den zurück­ springenden Raum am Schienensteg vorspringt.

Eine besonders einfache Befestigung der Schiene erhält man durch Verkeilung im Aufnahmetrog mit Hilfe des Einsatz­ teils. Vorzugsweise ist hierzu der Gleisoberbau so ausge­ bildet, daß das Einsatzteil durch Spannen zum Boden des Aufnahmetrogs hin durch Keilwirkung an die Schiene gedrückt wird. Ein einfaches Spannen des Einsatzsteils zum Boden des Aufnahmetrogs hin bewirkt also, daß dieses einerseits durch die Spannbewegung in Vertikalrichtung auf den Schienenfuß drückt und andererseits durch die Keilwirkung in Horizon­ talrichtung gegen den Schienenfuß, den Schienensteg und/oder den Schienenkopf drückt.

Bevorzugt erzielt man auch beim zweiten Erfindungsaspekt das Verspannen der Schiene durch Keilwirkung dadurch, daß eine der oder - bei beidseitig angeordneten Einsatzteilen - beide Seitenwände des Aufnahmetrogs nach außen geneigt sind und das Einsatzteil bei der Spannbewegung zum Boden zur Schiene hin versetzt wird. Durch Gleiten an der geneigten Trogwand wird das Einsatzteil kann als Ganzes versetzt. Es ist vorteilhaft einstückig ausgebildet.

Vorzugsweise umfaßt der Oberbau Spannmittel zum Beauf­ schlagen des Einsatzteils bzw. Führungsbalkens mit einer zum Boden des Aufnahmetrogs gerichteten Kraft, und zwar insbesondere wenigstens eine Schraubverbindung zwischen dem Boden und dem Einsatzteil bzw. Führungsbalken.

Hierbei sollten die Spannmittel eine Versetzung des Ein­ satzteils bzw. Führungsbalkens quer zur Spannrichtung und quer zur Schiene erlauben, und zwar im Fall einer Schraub­ verbindung vorteilhaft durch im Einsatzteil bzw. Führungs­ balken ausgebildete Langlöcher für die Schrauben.

Zur Verringerung der Schallerzeugung und Herabsetzung der Schienenbeanspruchung ist die Schiene vorteilhaft gegenüber der Wandung des Aufnahmetrogs und/oder dem Einsatzteil bzw. Führungsbalken kontinuierlich elastisch gelagert.

Vorteilhaft ist auch beim ersten Erfindungsaspekt der Füh­ rungsbalken gegenüber der Wandung des Aufnahmetrogs ela­ stisch, und zwar insbesondere kontinuierlich elastisch ge­ lagert. Die vertikale und horizontale Verstellung des Füh­ rungsbalkens beim Verspannen der Schiene erfolgt dann unter Kompression und/oder Verscherung des der elastischen Lage­ rung dienenden Materials.

Vorzugsweise ist zur elastischen Lagerung der Lagerung der Schiene und/oder des Einsatzteils bzw. Führungsbalkens zwi­ schen Schiene und Aufnahmetrog und/oder zwischen Schiene und Führungsbalken und/oder zwischen Führungsbalken und Aufnahemtrog eine elastomere Vergußmasse eingebracht. Es kann sich hierbei um eine einheitliche Vergußmasse handeln; man kann aber auch in die verschiedenen Zwischenräume ver­ schiedenartige Vergußmassen, z. B. mit unterschiedlichen Elastizitätsmoduln einbringen. Die Verwendung von Verguß­ masse hat verschiedene Vorteile: Die innige Verbindung zwi­ schen Vergußmasse und jeweils angrenzender Oberfläche be­ dingt eine Abdichtung und damit hervorragende Haltbarkeit und nahezu vollständige Wartungsfreiheit des Oberbaus und verringert darüber hinaus die Schallabstrahlung. Außerdem erlaubt die Vergußmasse, kleinere Abweichungen der Aufnah­ metröge von den Sollmaßen ohne weiteren Aufwand auszuglei­ chen. Man erreicht dies, indem man beim Bau muß das zu ver­ gießende Teil z. B. mit einer Aufhängung in der Lage hält, die es vor dem Verspannen einnehmen soll und den so gebil­ deten Zwischenraum zum Aufnahmetrog mit der Vergußmasse ausgießt. Das Teil kommt so in seine Solllage, selbst wenn der Boden des Aufnahmetrogs etwas über oder unter dem Soll­ maß liegt. Bei der Vergußmasse handelt es sich vorteilhaft um eine selbst fließfähige und kalt aushärtende Ver­ gußmasse.

Alternativ kann zur elastischen Lagerung der Schiene und/­ oder des Einsatzteile bzw. Führungsbalkens zwischen Schiene und Aufnahmetrogwandung und/oder zwischen Schiene und Füh­ rungsbalken und/oder zwischen Führungsbalken und Aufnahme­ trogwandung wenigstens ein vorgeformter Elastomerkörper an­ geordnet sein, der vorzugsweise in Schienenlängsrichtung durchläuft. Insbesondere für das hochbelastete Material in dem Zwischenraum zwischen Schiene und Aufnahmetrogwandung ist die Verwendung eines entsprechend hochbelastbaren vor­ geformten Elastomerkörpers vorteilhaft. Besonders vorteil­ haft sind daher Mischformen, bei denen sich zwischen Schie­ ne und Aufnahmetrogwandung ein vorgeformter Elastomerkörper und zwischen Einsatzteil bzw. Führungsbalken und Aufnahme­ trogwandung elastomere Vergußmasse befindet. Zwischen Schi­ ene und Führungsbalken kann alternativ elastomere Verguß­ masse oder wenigstens ein vorgeformter Elastomerkörper ein­ gebracht sein.

Um auch mit Straßenfahrzeugen befahrbar zu sein, weist der Oberbau vorteilhaft eine im wesentlichen ebene Oberseite auf. Hierzu liegen die Fahrbahn außerhalb der Aufnahmetrö­ ge, die ebenen Oberseiten der darin eingesetzten Füh­ rungsbalken und die Schienenoberkanten vorzugsweise im we­ sentlichen in einer gemeinsamen Ebene. Diese Maßnahme er­ laubt nicht nur, Geleise ohne weiteren Aufwand in Stra­ ßenoberflächen verlegen zu können, sondern hat insbesondere eine große sicherheitstechnische Bedeutung, da Straßenret­ tungsfahrzeuge einen verunglückten Zug direkt auf der Ei­ senbahnstrecke anfahren können. Dies ist vor allem bei Hochgeschwindigkeitsstrecken mit ihren zahlreichen Brücken- und Tunnelabschnitten von Bedeutung.

Für eine möglichst gute Körperschalldämmung ist es vor­ teilhaft, daß die Einsatzteile bzw. Führungsbalken aus ei­ nem schweren Material, insbesondere mit einer Dichte < 1900 kg/m³ bestehen. Diese Maßnahme bewirkt, daß der durch Fahr­ zeugrad, Schiene und Einsatzteil gebildete Schwinger eine relativ große Masse hat und daher selbst mit einer - ein­ fach zu realisierenden - elastischen Schienenlagerung rela­ tiv großer Steifigkeit eine relativ niedrige Resonanzfre­ quenz hat. Eine niedrige Resonanzfrequenz entkoppelt wirk­ sam den (im wesentlichen bei höheren Frequenzen liegenden) Körperschall vom umgebenden Untergrund.

Besonders vorteilhaft sind Fahrbahn und/oder die Einsatz­ teile bzw. Führungsbalken im wesentlichen aus Beton, insbe­ sondere stahlarmiertem Beton, gefertigt, und zwar die Fahr­ bahn insbesondere aus Ortsbeton, während die Führungsbalken Betonfertigteile sind. Diese Bauweise ist relativ preisgün­ stig und bedingt eine hervorragende Körperschalldämmung. Auch die Haltbarkeit ist sehr gut, da keine Verbindung von Ortsbeton und Frischbeton - an der Spätschäden wie z. B. Frostsprengung auftreten könnten - vorhanden ist.

Die Erfindung ist schließlich gemäß Ansprüchen 13 und 35 auch auf ein Verfahren zum Bau schotterloser Gleisoberbau gemäß einer der oben genannten Ausbildungen gerichtet.

Je nachdem, ob man als elastisches kompressibles Material vorgeformte Elastomerkörper oder eine elastomere Verguß­ masse verwendet, ergeben sich Unterschiede im Verfahren: Im ersten Fall bringt man die vorgeformten Elastomerkörper vor oder beim Einsetzen der Schiene und/oder des Einsatzteils in Position. Im zweiten Fall hält man die Schiene und/oder das Einsatzteil zunächst noch ohne elastisches kompres­ sibles Material in der späteren (vor dem Spannen einzuneh­ menden) Stellung, gießt dann die so gebildeten Zwischen­ räume mit fließfähiger Vergußmasse aus, welche nach dem Aushärten das elastisch-kompressible Material bildet. Be­ sonders vorteilhaft sind die oben bereits erwähnten Misch­ formen: Beispielsweise kann man zunächst einen vorgeformten Elastomerkörper für die Schiene in den Aufnahmetrog ein­ bringen, anschließend die Schiene darauf aufsetzen, dann das Einsatzteil in den Aufnahmetrog einsetzen und in seiner späteren (vor dem Spannen einzunehmenden) Stellung halten und schließlich den Zwischenraum zum Aufnahmetrog mit Ver­ gußmasse ausfüllen. In den Zwischenraum zwischen Einsatz­ teil und Schiene kann man vor oder beim Einsetzen des Ein­ satzteils wenigstens einen vorgeformten Elastomerkörper oder alternativ - nach dem Einsetzen - Vergußmasse einbrin­ gen.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen und der angefügten schematischen Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1a bis d jeweils eine Querschnittansicht eines Aus­ schnitts eines Gleisoberbaus in vier aufein­ anderfolgenden Bauphasen;

Fig. 2a bis d den Fig. 1a bis d entsprechende Ansichten einer anderen Ausführungsform; und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Gleisoberbaus von Fig. 1.

In den Figuren tragen im wesentlichen funfktionsgleiche Teile gleiche Bezugszeichen.

Der schotterlose Gleisoberbau 1 gemäß Fig. 1 und 3 umfaßt eine feste Fahrbahn 2, hier eine Betontragplatte, die im wesentlichen die Form eines flachen langgestreckten Quaders hat. Auf deren Oberseite sind für jedes Gleis zwei in Längsrichtung und parallel zueinander verlaufende Aufnah­ metröge 3 ausgebildet. Ihr (von Trogmittellinie zu Trog­ mittellinie gerechneter) Abstand entspricht ungefähr der Spurweite + der Schienenkopfbreite, d. h. bei Regelspur un­ gefähr 1500 mm. Sie sind symmetrisch zu einer (gedachten) vertikalen Mittelebene der Fahrbahn 2 ausgebildet.

Der von jedem Aufnahmetrog 3 gebildete Hohlraum 4 hat im wesentlichen in einem Schnitt senkrecht zur Längsachse die Form eines gleichschenkligen Trapezes, wobei die kürzere Parallelseite des Trapezes den Trogboden 5, die längere Parallelseite die offene Trogoberseite und die beiden nichtparallelen Seiten die nach oben außen geneigten Trog­ seitenwände 6 bilden. Die Höhe des Aufnahmetrogs 3 ent­ spricht ungefähr der Schienenhöhe, seine größte Breite (d. h. die Breite an der offenen Trogoberseite) entspricht ungefähr dem 4-5fachen der Schienenhöhe.

In jedem Aufnahmetrog 3 sitzt in Längsrichtung mittig eine Schiene 7, die aus Schienenfuß 8, Schienensteg 9 und Schie­ nenkopf 10 besteht. Der Schienenfuß 8 ruht nicht unmittel­ bar auf dem Trogboden 5 auf, vielmehr befindet sich dazwi­ schen eine Profilplatte 11 aus elastischem kompressiblen Material, die sich kontinuierlich entlang der Schiene über die ganze Unterseite des Schienenfußes 8 erstreckt und ihn darüber hinaus an seinen Längsrändern klauenartig umgreift. Es handelt sich bei ihr um ein vorgefertigtes Elastomer­ teil. Seine Steifigkeit und Dicke ist so gewählt, daß zur Begrenzung der Schienenbeanspruchung die Einfederung limi­ tiert ist, z. B. auf 3 mm.

Zu beiden Seiten der Schiene 7 sind im Aufnahmetrog 3 Ein­ satzteile 12 angeordnet. Es handelt sich bei ihnen um läng­ liche, balkenförmige Fertigbetonteile, welche die Schiene 7 im Aufnahmetrog 3 verspannen und führen, und daher als Füh­ rungsbalken 13, 14 bezeichnet werden. Ihre Länge beträgt größenordnungsmäßig 1 m; bündig aneinandergelegt füllen sie jedoch den Raum des Aufnahmetrogs 3 zu beiden Seiten der Schiene 7 kontinuierlich aus. Ihre Querschnittsform ist hierfür komplementär zu der von der Schiene 7 abgeteilten Hälfte des Hohlraums 4. Das heißt, sie haben eine nach oben außen geneigte Seitenwand 15, eine untere Wand 16, die in ihren Abmessungen im wesentlichen dem vom Schienenfuß 8 freigelassenen Hälfte des Trogbodens 5 entspricht, eine da­ zu parallele obere Wand 17, deren Abmessung im wesentlichen der von der Schiene 7 freigelassenen Hälfte der Oberseite des Aufnahmetrogs 3 entspricht, und eine nasenförmige Sei­ tenwand 18, die den Schienenfuß 8 übergreift und zum Schie­ nensteg 9 hin vorspringt. Der innere Führungsbalken 13 weist im Bereich des Schienenkopfs 10 eine Ausnehmung für die Spurkränze der Schienenfahrzeuge auf, während der äuße­ re Führungsbalken 14 auch in diesem Bereich der Form der Schiene 7 folgt.

Die Führungsbalken 13, 14 füllen jedoch den vorhandenen Raum nicht vollständig aus. Sie lassen vielmehr zu allen sie umgebenden Teilen, nämlich zur Schiene 7, dem Trogboden 5 und der Trogseitenwand 6 hin jeweils eine Fuge 19, deren Dicke ungefähr 2-20 mm beträgt. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform reicht die Profilplatte 11 mit ihrer den Schienenfuß 8 umgreifenden Klaue in die Fuge 19 hinein und unterbricht sie, so daß die Fuge 19 zwei nicht kommunizie­ rende Abschnitte, nämliche einen schienenseitigen Abschnitt 20 und einen trogwandseitigen Abschnitt 21 aufweist. Bei anderen (nicht gezeigten) Ausführungsformen ist diese Un­ terbrechung hingegen nicht vorhanden.

Die Fuge 19 ist mit elastomerer Vergußmasse 22 ausgefüllt, die sich innig an Schiene 7, Führungsbalken 13, 14 und Trogwandung 5, 6 anschmiegt und diese vollständig abdich­ tend verbindet. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform können im schienenseitigen Fugenabschnitt 20 und im trog­ wandseitigen 21 Vergußmasse 22 mit verschiedenen Eigen­ schaften eingebracht sein; z. B. kann die Vergußmasse 22 im schienenseitigen Abschnitt 20 einen größeren Elastizitäts­ modul haben.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist nur im trogwandseitigen Fugenabschnitt 21 Vergußmasse 22 einge­ bracht. Im schienenseitigen Abschnitt 120 ist hingegen ein vorgeformter Elastomerkörper 123 angeordnet, der sich wal­ zenförmig kontinuierlich längs der Schiene erstreckt. Um diesen halten zu können, weisen die Führungsbalken 113, 114 im Bereich des Schienenfußes 8 eine Ausnehmung 124 zwischen zwei vorspringenden Nasen 125 auf, wobei jeweils die untere Nase 125 auf die den Schienenfuß 8 umgreifende Klaue der Profilplatte 11 drückt.

Bei beiden gezeigten Ausführungsformen können die Füh­ rungsbalken 13, 14 mit Hilfe von Schrauben 26, die durch Schraubenlöcher 27 in den Trogboden 5 reichen, im Aufnahme­ trog 3 verspannt werden. Die Schraubenlöcher 27 können auf einer oder beiden Seiten der Schiene 7 als Langlöcher quer zur Längsrichtung ausgeführt sein. Durch Festziehen der Schrauben 26 werden die Führungsbalken 13, 14 unter Kom­ pression des elastischen Materials im trogwandseitigen Fu­ genabschnitt 21 nach unten gedrückt, was aufgrund des von der schrägen Trogseitenwand 6 vermittelten Keileffekts auch zu einer Verschiebung zur Schiene 7 hin und so auch zur Kompression des elastischen Materials im schienenseitigen Abschnitt 20, 120 führt. Zum Verspannen der Schiene 7 sind nur zwei in Längsrichtung versetzte Schrauben 26 erforder­ lich. Somit ist auf einfachste Weise eine in Vertikal- und Horizontalrichtung kontinuierlich elastische Schienenlage­ rung realisiert. Im verspannten Zustand liegen die Ober­ seiten der Führungsbalken 13, 14 ungefähr in einer Ebene mit der Oberseite der Fahrbahn 2, so daß der Gleisoberbau 1 - abgesehen von einem leichten Überstand des Schienenkopfs 10 und der Spurkranzausnehmung eine im wesentlichen ebene Oberfläche aufweist. Damit können auch Straßenfahrzeuge un­ gehindert auf ihm fahren.

Zum Bau des schotterlosen Gleisoberbaus 1 stellt man zu­ nächst die die feste Fahrbahn 2 bildende Betontragplatte mit den Aufnahmetrögen 3 her. Man betoniert sie vorzugs­ weise vor Ort (sog. Ortsbeton) als Endlos-Platte, z. B. mit Hilfe der Gleitschalungstechnik. Nach Erhärten des Betons setzt man die mit den Profilplatten 11 ausgerüsteten Schie­ nen 7 auf ihre Soll-Position. Man baut dann nacheinander die Führungsbalken 13, 14 am Beispiel des äußeren Füh­ rungsbalkens 14 veranschaulicht ist.

Zunächst setzt man den Führungsbalken 14 mit Hilfe einer Hebevorrichtung, z. B. eines Krans in den Troghohlraum 4 seitlich neben der Schiene 7 ein (Fig. 1a). Man setzt ihn jedoch nicht auf den Trogboden 5 auf, sondern hält ihn mit Hilfe der Hebevorrichtung oder von Distanzstücken in einer Vergießposition, die etwas über der späteren Position im verspannten Zustand liegt (Fig. 1b). Hierdurch erhält man eine etwas dickere Fuge 19 im trogwandseitigen Abschnitt 21, so daß die später in die Fuge 19 einzubringende Ver­ gußmasse 22 dem Verspannen eine ausreichende Vorspannung entgegensetzen kann.

Man füllt dann in die nach außen weisenden Öffnungen des schienenseitigen Fugenabschnitts 20 und des trogwandseiti­ gen Fugenabschnitts 21 fließfähige Vergußmasse ein, welche nach unten fließt und so die Fugenabschnitte 20, 21 voll­ ständig ausfüllt. Da die Profilplatte 11 in Vergießposition für eine gegenseitige Abdichtung der beiden Fugenabschnitte 20, 21 sorgt, kann man sie mit unterschiedlichen Verguß­ massen 22 ausgießen. Man hält den Führungsbalken 14 so lan­ ge in der Vergießposition, bis die Vergußmasse vollständig ausgehärtet ist (Fig. 1c). Beim Anziehen der Schraube 26 wird der Führungsbalken 14 auch durch Keilwirkung zur Schiene 7 hin versetzt. Indem man die Schrauben 26 des Füh­ rungsbalkens 13 bzw. 14 auf einer Seite der Schiene 7 fe­ ster anzieht und diejenigen auf der anderen Seite weniger fest anzieht, kann man eine Feinausrichtung der Schiene er­ zielen. Zieht man beispielsweise in Fig. 1d die rechte Schraube 26 fester als die linke an, so wird die Schiene 7 etwas nach links gedrückt.

Der Bau der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform unter­ scheidet sich hiervon nur dadurch, daß man beim Einsetzen des Führungsbalkens 14 den Elastomerkörper 123 in die Aus­ nehmung 124 legt. Er wird dann beim Absenken des Führungs­ balkens 14 von der oberen der Nasen 125 am Schienenkopf 10 vorbei mitgenommen (Fig. 2a), und gelangt so in seine end­ gültige Position, in der er gegen den Schienensteg 9 drückt. Durch diese Maßnahmen entfällt das Ausgießen der Fuge zwischen Führungsbalken und Schiene.

Der beschriebene Oberbau erfüllt mit seinen niedrigen Herstellungskosten, dem äußerst geringen Unterhaltungs­ aufwand, der gleichmäßigen elastischen Gleisführung in Horizontal- und Vertikalrichtung, der geringen Körper­ schall- und Luftschallemission, der hohen Entgleisungssi­ cherheit bei Schienenbruch und der Befahrbarkeit mit Straßenfahrzeugen in hervorragender Weise die an den mo­ dernen Hochgeschwindigkeitsschienenverkehr gestellten An­ forderungen.

Claims (45)

1. Schotterloser Gleisoberbau mit elastisch gelagerten Schienen (7), welcher eine feste Fahrbahn (2) mit Aufnahmetrögen (3) für die Schienen (7) aufweist, wobei die Schienen (7) mit Hilfe von Führungsbalken (13, 14), die durch Spannen zum Boden (5) des Aufnahmetrogs (3) hin durch Keilwirkung direkt, ggf. unter Zwischenschaltung einer Elastomerschicht, an die Schiene (7) gedrückt werden, in ihren Aufnahmetrögen (3) verspannt sind, wobei das Verspannen der Schiene (7) durch Keilwirkung dadurch erzielt wird, daß einer der oder - bei beidseitig angeordneten Führungsbalken (13, 14) - beide Seitenwände (6) des Aufnahmetrogs (3) nach außen geneigt ist (sind) und der Führungsbalken (13, 14) bei der Spannbewegung zum Boden (5) an der als Keilfläche wirkenden Seitenwand (6) entlang gleitet und dadurch zur Schiene (7) hin versetzt wird.

2. Schotterloser Gleisoberbau nach Anspruch 1, bei wel­ chem die Schiene (7) beidseitig mit Führungsbalken (13, 14) verspannt ist.

3. Schotterloser Gleisoberbau nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem der Führungsbalken (13, 14) komplementär zu wenigstens einem Teil des Schienenprofils ausgebildet ist.

4. Schotterloser Gleisoberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welcher Spannmittel zum Beaufschlagen des Führungsbalkens (13, 14) mit einer zum Boden (5) gerichteten Kraft, und zwar insbesondere wenigstens eine Schraubverbindung zwischen dem Boden (5) und dem Führungsbalken (13, 14), umfaßt.

5. Schotterloser Gleisoberbau nach Anspruch 4, wobei die Spannmittel eine Versetzung des Führungsbalkens (13, 14) quer zu dessen Spannrichtung zur Schiene (7) hin erlauben, und zwar im Fall einer Schraubverbindung insbesondere durch im Führungsbalken (13, 14) ausgebildete Langlöcher für die Schrauben (26).

6. Schotterloser Gleisoberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem die Schiene (7) gegenüber der Wan­ dung des Aufnahmetrogs (3) und/oder dem Führungsbalken (13, 14) kontinuierlich elastisch gelagert ist.

7. Schotterloser Gleisoberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem der Führungsbalken (13, 14) gegenüber der Wandung des Aufnahmetrogs (3) elastisch, insbesondere kontinuierlich elastisch, gelagert ist.

8. Schotterloser Gleisoberbau nach Anspruch 6 oder 7, bei welchem zur elastischen Lagerung der Schiene (7) und/­ oder des des Führungsbalkens (13, 14) zwischen Schiene (7) und Wandung des Aufnahmetrogs (3) und/oder zwischen Schiene (3) und Führungsbalken (13, 14) und/oder zwischen Führungsbalken (13, 14) und Wandung des Aufnahmetrogs (3) elastomere Vergußmasse (22) eingebracht ist.

9. Schotterloser Gleisoberbau nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei welchem zur elastischen Lagerung der Schiene (7) und/oder des Führungsbalkens (13, 14) zwischen Schiene (7) und Wandung des Aufnahmetrogs (3) und/oder zwischen Schiene (7) und Führungsbalken (13, 14) und/oder zwischen Führungsbalken (13, 14) und Wandung des Aufnahmetrogs (3) wenigstens ein vorge­ formter Elastomerkörper (11, 123) angeordnet ist, der insbesondere in Schienenlängsrichtung durchlaufend ist.

10. Schotterloser Gleisoberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welcher eine im wesentlichen ebene Oberseite aufweist, so daß er auch von Straßenfahrzeugen be­ fahrbar ist.

11. Schotterloser Gleisoberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem die Führungsbalken (13, 14) aus einem schweren Material bestehen.

12. Schotterloser Gleisoberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welchem die Fahrbahn (2) und/oder die Führungsbalken (13, 14) im wesentlichen aus Beton gefertigt sind, und zwar die Fahrbahn (2) insbesondere aus Ortsbeton, während die Führungsbalken (13, 14) insbesondere Betonfertigteile sind.

13. Verfahren zum Bau eines schotterlosen Gleisoberbaus nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei welchem man

• a) eine feste Fahrbahn (2) mit Aufnahmetrögen (3) für die Schienen (7) herstellt oder von einer solchen, bereits fertiggestellten Fahrbahn (2) ausgeht, wobei eine der oder beide Seitenwände (6) der Aufnahmetröge (3) nach außen geneigt sind,
• b) die Schienen (7) in die Aufnahmetröge (3) ein­ setzt,
• c) einen Führungsbalken (13, 14) in den oder die Aufnahmetröge (3) mit nach außen geneigter Seitenwand (6) an einer bzw. beiden Seiten der Schienen (7) einsetzt, und
• d) den Führungsbalken (13, 14) zum Boden (5) des Aufnahmetrogs spannt, wobei er an der als Keilfläche wirkenden Seitenwand (6) entlanggleitet und dadurch zur Schiene (7) hin versetzt und so direkt, ggf. unter Zwischenschaltung einer Elastomerschicht, an diese gedrückt wird, wodurch die Schienen (7) in den Aufnahmetrögen (3) verspannt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem man im Schritt c) zu beiden Seiten der Schienen (7) Führungsbalken (13, 14) einsetzt.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei welchem die Führungsbalken (13, 14) komplementär zu wenigstens einem Teil des Schienenprofils ausgebildet sind.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei welchem man zum Verspannen im Schritt d) die Schiene (7) mit Hilfe von Spannmitteln, insbesondere Schraub­ verbindungen, gegen den Boden (5) des Aufnahmetrogs (3) drückt.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei welchem man in den Schritten b) bzw. c) zwischen die Schiene (7) und die Wandung des Aufnahmetrogs (3) und/oder zwischen die Schiene (7) und die Führungsbalken (13, 14) und/oder zwischen die Führungsbalken (13, 14) und die Wandung des Aufnahmetrogs (3) elastisch-kompressibles Material einbringt.

18. Verfahren nach Anspruch 17, bei welchem man als ela­ stisch-kompressibles Material für einen Teil der oder alle Zwischenräume vorgeformte Elastomerkörper (11, 123) verwendet, die man vor oder beim Einsetzen der Schiene (7) und/oder des Führungsbalkens (13, 14) in Position bringt.

19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, bei welchem man als elastisch-kompressibles Material für einen Teil der oder alle Zwischenräume elastomere Vergußmasse verwendet, indem man in den Schritten b) bzw. c) die Schiene (7) und/oder den Führungsbalken (13, 14) zunächst noch ohne elastisch-kompressibles Material im wesentlichen in deren bzw. dessen späteren Stellung hält, den oder die betreffenden Zwischenräume mit zunächst fließfähiger Vergußmasse (22) ausgießt und diese Aushärten läßt, wobei sie ihren elastomerem Charakter gewinnt.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, bei welchem die Fahrbahn (2) und/oder die Führungsbalken (13, 14) im wesentlichen aus Beton sind.

21. Verfahren nach Anspruch 20, bei welchem man in Schritt a) die Fahrbahn (2) aus Ortsbeton, insbesondere in Gleitschalungstechnik fertigt oder eine so gefertigte Fahrbahn (2) verwendet, und/oder man im Schritt c) Führungsbalken (13, 14) aus Fertigbeton verwendet.

22. Schotterloser Gleisoberbau mit elastisch gelagerten Schienen (7), welcher eine feste Fahrbahn (2) mit Aufnahmetrögen (3) für die Schienen (7) aufweist, wobei die Schienen (7) mit Hilfe von Einsatzteilen (12) in ihren Aufnahmetrögen (3) verspannt sind, und wobei die Einsatzteile (12) gegenüber der Wandung des Aufnahmetrogs (3) elastisch, insbesondere kontinuier­ lich elastisch gelagert sind.

23. Schotterloser Gleisoberbau nach Anspruch 22, bei wel­ chem zur elastischen Lagerung des Einsatzteils (12) und ggf. der Schiene (7) zwischen Einsatzteil (12) und Wandung des Aufnahmetrogs (3) und ggf. zwischen Schie­ ne (3) und Einsatzteil (12) und ggf. zwischen Schiene (7) und Wandung des Aufnahmetrogs (3) elastomere Ver­ gußmasse (22) eingebracht ist.

24. Schotterloser Gleisoberbau nach Anspruch 22 oder 23, bei welchem zur elastischen Lagerung der Schiene (7) und/oder des Einsatzteils (12) zwi­ schen Schiene (7) und Wandung des Aufnahmetrogs (3) und/oder zwischen Schiene (7) und Einsatzteil (12) und/oder zwischen Einsatzteil (12) und Wan­ dung des Aufnahmetrogs (3) wenigstens ein vorge­ formter Elastomerkörper (11, 123) angeordnet ist, der insbesondere in Schienenlängsrichtung durch­ laufend ist.

25. Schotterloser Gleisoberbau nach einem der Ansprüche 22 bis 24, bei welchem die Schiene (7) gegenüber der Wan­ dung des Aufnahmetrogs (3) und/oder dem Einsatzteil (12) kontinuierlich elastisch gelagert ist.

26. Schotterloser Gleisoberbau nach einem der Ansprüche 22 bis 25, bei welchem die Schiene (7) beidseitig mit Einsatzteilen (12) verspannt ist.

27. Schotterloser Gleisoberbau nach einem der Ansprüche 22 bis 26, bei welchem das Einsatzteil (12) ein längs der Schiene (7) angeordneter Führungsbalken (13, 14) ist, der insbesondere komplementär zu wenigstens einem Teil des Schienenprofils ausgebildet ist.

28. Schotterloser Gleisoberbau nach einem der Ansprüche 22 bis 27, welcher so ausgebildet ist, daß das Einsatz­ teil (12) durch Spannen zum Boden (5) des Aufnahme­ trogs (3) hin durch Keilwirkung an die Schiene (7) gedrückt wird und diese so in Vertikal- und Horizon­ talrichtung im Aufnahmetrog (3) verspannt.

29. Schotterloser Gleisoberbau nach Anspruch 28, bei wel­ chem das Verspannen der Schiene (7) durch Keilwirkung dadurch erzielt wird, daß eine der oder - bei beidsei­ tig angeordneten Einsatzteilen (12) - beide Seiten­ wände (6) des Aufnahmetrogs (3) nach außen geneigt ist (sind) und das Einsatzteil (12) bei der Spannbewegung zum Boden (5) zur Schiene (7) hin versetzt wird.

30. Schotterloser Gleisoberbau nach Anspruch 28 oder 20, welcher Spannmittel zum Beaufschlagen des Einsatzteils (12) mit einer zum Boden (5) gerichteten Kraft, und zwar insbesondere wenigstens eine Schraubverbindung zwischen dem Boden (5) und dem Einsatzteil (12), um­ faßt.

31. Schotterloser Gleisoberbau nach Anspruch 30, wobei die Spannmittel eine Versetzung des Einsatzteils (12) quer zu deren Spannrichtung zur Schiene (7) hin erlauben, und zwar im Fall einer Schraubverbindung insbesondere durch im Einsatzteil (12) ausgebildete Langlöcher für die Schrauben (26).

32. Schotterloser Gleisoberbau nach einem der Ansprüche 22 bis 31, welcher eine im wesentlichen ebene Oberseite aufweist, so daß er auch von Straßenfahrzeugen be­ fahrbar ist.

33. Schotterloser Gleisoberbau nach einem der Ansprüche 22 bis 32, bei welchem die Einsatzteile (12) aus einem schweren Material bestehen.

34. Schotterloser Gleisoberbau nach einem der Ansprüche 22 bis 33, bei welchem die Fahrbahn (2) und/oder die Einsatzteile (12) im wesentlichen aus Beton gefertigt sind, und zwar die Fahrbahn (2) insbesondere aus Orts­ beton, während die Einsatzteile (12) insbesondere Betonfertigteile sind.

35. Verfahren zum Bau eines schotterlosen Gleisoberbaus nach einem der Ansprüche 22 bis 34, bei welchem man

• a) eine feste Fahrbahn (2) mit Aufnahmetrögen (3) für die Schienen (7) herstellt oder von einer solchen, bereits fertiggestellten Fahrbahn (2) ausgeht,
• b) die Schienen (7) in die Aufnahmetröge (3) ein­ setzt,
• c) Einsatzteile (12) in die Aufnahmetröge (3) neben die Schienen (7) einsetzt, und
• d) die Schienen (7) in den Aufnahmetrögen (3) mit Hilfe der Einsatzteile (12) verspannt,

wobei man vor oder nach dem Schritt c) Elastomermate­ rial zwischen das Einsatzteil (12) und die Wandung des Aufnahmetrogs (3) einbringt, um eine elastische, ins­ besondere kontinuierlich elastische Lagerung des Ein­ satzteils (12) gegenüber der Aufnahmetrog-Wandung zu realisieren.

36. Verfahren nach Anspruch 35, bei welchem man im Schritt c) zu beiden Seiten der Schienen (7) Einsatzteile (12) einsetzt.

37. Verfahren nach Anspruch 35 oder 36, bei welchem man als Einsatzteile (12) längs der Schienen (7) anzuordnende Führungsbalken (13, 14) verwendet, die insbesondere komplementär zu wenigstens einem Teil des Schienenprofils ausgebildet sind.

38. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 37, bei welchem man im Schritt d) die Einsatzteile (12) durch Spannen zum Boden (5) des Aufnahmetrogs (3) hin spannt, sie damit durch Keilwirkung an die Schiene (7) drückt und so die Schiene (7) in Vertikal- und Hori­ zontalrichtung im Aufnahmetrog (3) verspannt.

39. Verfahren nach Anspruch 38, bei welchem man im Schritt a) die Aufnahmetröge (3) mit einer oder beiden Sei­ tenwänden (6) nach außen geneigt herstellt oder von so hergestellten Aufnahmetrögen (3) ausgeht, und man im Schritt d) das Verspannen der Schiene (7) durch Keilwirkung dadurch erzielt, daß das Einsatzteil (12) bei der Spannbewegung zum Boden (5) zur Schiene (7) hin versetzt wird.

40. Verfahren nach Anspruch 38 oder 39, bei welchem man zum Verspannen im Schritt d) die Schiene (7) mit Hilfe von Spannmitteln, insbesondere Schraubverbin­ dungen, gegen den Boden (5) des Aufnahmetrogs (3) drückt.

41. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 40, bei welchem man in den Schritten b) bzw. c) zwischen die Schiene (7) und die Wandung des Aufnahmetrogs (3) und/oder zwischen die Schiene (7) und die Einsatzteile (12) und/oder zwischen die Einsatzteile (12) und die Wandung des Aufnahmetrogs (3) elastisch-kompressibles Material einbringt.

42. Verfahren nach Anspruch 41, bei welchem man als ela­ stisch-kompressibles Material für einen Teil der oder alle Zwischenräume vorgeformte Elastomerkörper (11, 123) verwendet, die man vor oder beim Einsetzen der Schiene (7) und/oder des Einsatzteils (12) in Position bringt.

43. Verfahren nach Anspruch 41 oder 42, bei welchem man als elastisch-kompressibles Material für einen Teil der oder alle Zwischenräume elastomere Vergußmasse verwendet, indem man in den Schritten b) bzw. c) die Schiene (7) und/oder das Einsatzteil (12) zunächst noch ohne elastisch-kompressibles Material im wesentlichen in deren bzw. dessen späteren Stellung hält, den oder die betreffenden Zwischenräume mit zunächst fließfähiger Vergußmasse (22) ausgießt und diese Aushärten läßt, wobei sie ihren elastomerem Charakter gewinnt.

44. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 43, bei welchem die Fahrbahn (2) und/oder die Einsatzteile (12) im wesentlichen aus Beton sind.

45. Verfahren nach Anspruch 44, bei welchem man in Schritt a) die Fahrbahn (2) aus Ortbeton, insbesondere in Gleitschalungstechnik fertigt oder eine so gefertigte Fahrbahn (2) verwendet, und/oder man im Schritt c) Einsatzteile (12) aus Fertigbeton verwendet.