DE19529754A1 - Vorrichtung zur Verminderung von Luftschall bei Schienenverkehrswegen, vornehmlich bei Festen Fahrbahnen für schienengebundenen Verkehr sowie Verfahren zu deren Einbau - Google Patents

Vorrichtung zur Verminderung von Luftschall bei Schienenverkehrswegen, vornehmlich bei Festen Fahrbahnen für schienengebundenen Verkehr sowie Verfahren zu deren Einbau

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verminderung von Luftschall bei Schienenverkehrswegen, vornehmlich bei Festen Fahrbahnen für schienengebundenen Verkehr, wie sie gattungsmäßig im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben sind, und Verfahren zu deren Einbau.
Aus der unveröffentlichten DE 195 17 384.8 sind Vorrichtungen zur Verminderung von Luftschall der eingangs genannten Gattung bekannt. Dazu werden als Möglichkeiten zur Verkleidung schallemittierender Flächen für den Schallschutz drei Lösungsmöglichkeiten angegeben. Es wird vorgeschlagen,
  • - mit korrosionsgeschütztem Gewebe umfaßte und geformte Haufwerkspackungen - sogen. Gabionen - zu verwenden, die zwischen und/oder seitlich außen neben den Schienen auf die freiliegende Oberfläche und/oder vor die freistehenden Seitenflächen des Tragkörpers gepackt werden,
  • - weiterhin Schallschutzwände vertikal neben den Gleisen mit Gabionen aufzusetzen, und
  • - die nicht vom Rad des Fahrzeugs berührten schallemittierenden Flächen der Schiene mit Antidröhnmasse zu beschichten.
Im Zuge der Erprobung von Schallschutzmaßnahmen bei Festen Fahrbahnen hat sich gezeigt, daß ein entscheidender Teil der Schallemission von den Schienen ausgeht und daß ein ausreichender Schallschutz erreicht wird, wenn diese Schallquelle wirksam gedämmt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Vorrichtungen der DE 195 17 384.8 gattungsgleiche Vorrichtungen zu entwickeln, die in besonderem Maße die von den Schienen ausgehende Schallemission dämmen.
Die Aufgabe wird durch Vorrichtungen gelöst, wie sie im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 beschrieben sind. Ausgestaltungen der Erfindung beschreiben die Ansprüche 2-18.
Die Ansprüche 19-23 beschreiben ein Verfahren zum Einbau der erfindungsgemäßen Vorrichtungen.
Der erfindungsgemäße Schallschutz besteht im wesentlichen aus längs neben den Schienen angeordneten schallabsorbierenden, in der Gleislängsachse über den Schwellen durchlaufenden Elementen. Zur Verbesserung der Gesamtwirkung der Vorrichtung zur Verminderung des Luftschalls kann der Raum zwischen den Schwellen mit Schotter gefüllt sein, auf dem die durchlaufenden Elemente aufliegen und gestützt werden.
Der Gleiskörper soll begehbar und im Notfall sogar befahrbar sein. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, die Elemente auf der Fahrbahn gegen seitliches Verschieben zu verankern und den Schotter bis zur Oberkante der Schwellen zwischen den Gleisen auffüllen. Dadurch wird der Schutz gegen die Schallemission von der Fahrzeugunterseite her verbessert. Darüber hinaus entsteht eine nahezu ebene Fahrbahn zum Befahren des Gleiskörpers.
Um Pflanzenbewuchs der Vorrichtung zu verhindern, müssen die Elemente wie auch die Schotterfüllung zwischen den Schwellen gut entwässert sein. Grobkörniger Einkornaufbau des Schotters mit reichlich Hohlraum sorgt für ständige Freispülung und Entwässerung des Schotters. Eine dichte, mit Gefälle versehene Verlegung bzw. Ausbildung der Oberfläche der Weichen wie auch der formstabilen Umhüllungen der Elemente dient der gleichen Aufgabe bei den absorbierenden Elementen.
Die Einfüllung von Schotter zwischen den Schwellen schützt bei Festen Fahrbahnen mit bituminöser Tragschicht diese gegen schädliche UV-Strahlung und Erwärmung durch Sonneneinstrahlung und ist über den Schallschutz hinaus für die Lebensdauer der Fahrbahn sehr erwünscht. Den gleichen Zweck können auf dem Unterbau neben und zwischen den Schwellen verlegte mattenförmige Elemente erfüllen. Bei Verwendung von formstabilen Umhüllungen - z. B. Kästen -, die von Schwelle zu Schwelle frei tragen, ist eine stützende Auffüllung mit Schotter in voller Höhe der Schwellen nicht erforderlich. Um aber auch bei Verwendung von Kästen für den Schallschutz Schäden an der bituminösen Tragschicht der Festen Fahrbahn zu vermeiden, müssen dann mindestens alle der Sonnen- und UV-Strahlung ausgesetzten Flächen eine entsprechende Abdeckung - mindestens mit einer dünnen Schotterlage - erhalten.
Als Material für die Umhüllungen für das feinkörnige Haufwerk können schwer verrottbare Folien und Gewebe dienen, die zu sack-, schlauch- oder mattenförmigen Elementen verarbeitet werden. Auch die Verwendung ziehharmonikaförmig ausziehbarerer Umhüllungen in der Längsachse ist denkbar.
Die Gewebe werden zweckmäßig - spätestens nach der Befüllung - mit einer Beschichtung soweit abgedichtet, daß kein Wasser in die Elemente eindringen und die Befüllung zu einem Nährboden für einen unerwünschten Bewuchs werden kann.
Zur Befüllung sind natürliche und künstliche Sande und feinkörnige Abfallstoffe wie Aschen, Stäube, Abraum oder Abbruch geeignet, die erforderlichenfalls klassiert werden müssen. Die Befüllung kann in die Umhüllungen eingeblasen, eingerüttelt, in Schläuche extrudiert und bei geeigneten Material und geeigneter Gewebestruktur der Umhüllung auch eingegossen werden. Wegen der dichten Umhüllungen des Haufwerks in den Elementen könnten auch leicht kontaminierte Füllmaterialien Verwendung finden. Für die Umhüllungen können Folien- und Gewebeschläuche als Ausgangsmaterial dienen, die von Maschinen auf dem Einbauzug auf geeignete Länge geschnitten, mit Boden versehen und nach dem Befüllen geschlossen werden.
Für das rationelle Verlegen können die befüllten Elemente zweckmäßig zu durchgehenden Strängen auf dem Einbauzug - jeweils der Kopf eines Elements mit dem Boden des nachfolgenden Elements verbunden - zusammengefügt und auf den Schwellen verlegt werden.
Bei der maschinellen Füllung der Umhüllungen sind alle bekannten Verfahren wie Verschweißen, Verkleben, Nieten, Klammern, Vernähen, Klettverschlüsse oder reißverschlußartige Verschlüsse verwendbar.
Die Erfindung wird anhand der Fig. 1-7 erläutert. Es zeigen:
Fig. 1-5 Schnitte senkrecht zur Gleisachse der Festen Fahrbahn und zur Längsachse der schallabsorbierenden Elemente einer erfindungsgemäßen Vorrichtung Fig. 1 u. 2 mit schlauchförmigen Elementen 11 und einer Schottertüllung 16 zwischen den Schwellen 4, Fig. 1 mit der Schwelle angeformten Haltern 8, Fig. 1 mit aufgedübelten Haltern. Fig. 3 u. 4 analog Fig. 1 u. 2 jedoch mit sackförmigen Elementen 12 zwischen den Schienen des Gleises, Fig. 3 mit zusätzlichen Haltern in Form von aus den Winkelführungsplatten nach oben stehenden Fortsätzen, Fig. 4 mit einer Füllung des Raums zwischen den Schwellen 3 mit in zwei Langen verlegten Steinpackungen (Gabionen), wobei die obere mit feinem, die untere mit grobem Material gefüllt ist. Fig. 5 analog Fig. 1 u. 2 mit kastenförmigen formstabilen Elementen und einer dünnen, nur dem Sonnen- und UV-Strahlenschutz dienenden Abdeckung 20 nach Anspruch 11.
Fig. 6 u. 7 Schnitte längs der Gleisachse, Fig. 6 in Entsprechnung zum Querschnitt Fig. 4 mit formweichen Elementen und Füllung zwischen den Schwellen mit Gabionen, links mit einfachem Stoß 21, rechts mit Koppelungen 22 verlegte Elemente, Fig. 7 in Entsprechnung zum Querschnitt Fig. 5 mit formstabilen Elementen und einer Abdeckung nach Anspruch 11 zwischen den Schienen.
Auf der Frostschutzschicht 1 ist die Feste Fahrbahn 2 aufgelegt. Sie besteht aus der Tragschicht 3, die die Schwellen 4 trägt. Auf den Schwellen 4 sind auf Sickenauflagern 5 über in der Schwelle verdübelte Winkelführungsplatten 7 die Schienen 6 befestigt. Von den Schienen 6 geht - besonders vom Stegbereich - eine hohe Schallemission aus, die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung auf ein verträgliches Maß herabgemindert werden soll.
Die Schalldämpfung wird vornehmlich durch dämpfende Elemente 11, 12, 13, 14 bewirkt, die beidseitig die Schienen 6 flankierend angeordnet sind. Die Elemente 11, 12,13, 14 bestehen aus von Umhüllungen zusammengehaltenen Packungen aus feinkörnigem Material. Sie müssen - besonders in Kurven bei in Neigung verlegten Schwellen 4 - mit Haltern 8, 9,10 und/oder mit für diese Aufgabe zweckmäßig ausgebildeten Widerlagern der Sickenauflager 5 in ihrer Lage zu den Schienen unverschieblich gehalten werden. Es sind in den Fig. 1-5 verschiedene Möglichkeiten dargestellt, wie die Halter auf der Schwelle 4 befestigt werden können: durch Anformen eines Betonhöckers 8 bei der Schwellenherstellung, durch nachträgliches Fixieren eines Halteklotzes 9 auf der Schwelle - beispielsweise mit Dübelschrauben oder Verklebung - oder durch einen spornartigen Fortsatz 10 an der Winkelführungsplatte 7.
Die Umhüllungen 11, 12 sind form- und biegeweich. Die Umhüllungen 11 bilden schlauchförmige schmale Elemente, die sich besonders zur Verlegung an den außenliegenden Schienenseiten des Gleises eignen. Sackförmige Umhüllungen 12 eignen sich dagegen besser, wenn der Zwischenraum zwischen den Schienen 6 vollflächig abgedeckt werden soll. Die biegeweichen Elemente 11, 12 werden zweckmäßig über bis zur vollen Schwellenhöhe verfüllten Schwellenzwischenräumen 23 verlegt (Fig. 6).
Analog zu den Umhüllungen 11, 12 sind formstabile, kastenartige Umhüllungen 13, 14 möglich. Diese können auch freitragend über unverfüllten Zwischenräumen 23 eingebaut werden. Die der Schallquelle zugekehrten Seitenflächen 15 der kastenförmigen formstabilen Umhüllungen 13, 14 können zur Erhöhung ihrer Absorbtionsfähigkeit eine besondere Oberflächenausbildung erhalten. Die Grenze für die Erstreckung der Elemente 11, 12, 13, 14 nach oben wird durch das Lichtraumprofil 24 des Schienenfahrzeugs gesetzt.
Die Hauptquelle des Luftschalls sind die Schienen 6. Darüber hinaus emittieren auch die Bodenflächen der Schienenfahrzeuge Luftschall. Die Luftschallabsorbtion kann durch sich flächig über die Feste Fahrbahn erstreckende Maßnahmen verbessert werden, die zugleich bei bituminösen Tragschichten dem Schutz der Tragschicht 3 gegen schädliche Sonnen- und UV- Bestrahlung dienen können. Dieser Aufgabe genügt bereits eine Überschüttung 16 der Tragschicht mit Schotter in einfachster Weise. Wird sie bis Schwellenoberkante vorgenommen, dient sie zugleich der Stutzung biegeweicher Elemente 11, 12. Durch Abstufung der Körnung des Schotters mit nach oben hin abnehmendem Korn wird die Absorbtionskraft verstärkt. Eine gezielte Kornabstutung kann durch Lagen von Gabionen 18, 19 - von Drahtgewebe umhüllten Steinpackungen - mit nach oben abnehmendem Korndurchmesser des Packmaterials - bedarfsweise auf einer unteren Schotterschüttung 17 - erreicht werden.
Eine flächige Abdeckung der luftschallemittierenden Tragschichtflächen der Festen Fahrbahn, die zugleich bei bituminösen Tragschichten dem Schutz gegen UV- und Sonnenstrahlung dient, sind auch dünne leicht verlegbare Matten 20 nach Anspruch 10.
Fig. 6 zeigt Möglichkeiten der Verlegung erfindungsgemäßer biegweicher Elemente 11,12. Sie können - zweckmäßig mittig über den Schwellen- stumpf aneinander gestoßen werden (21). Sie können auch bei kontinuierlicher maschineller Verlegung hintereinander gekoppelt werden (22).

Claims (26)

1. Vorrichtung zur Verminderung von Luftschall bei Schienenverkehrswegen, vornehmlich bei Festen Fahrbahnen für schienengebundenen Verkehr, der von der Schiene und/oder dem Tragkörper der Schiene ausgeht und bei dem die schallemittierenden Flächen der Schiene und/oder des Tragkörpers mit schallabsorbierendem Material verkleidet werden, gekennzeichnet durch mit feinkörnigem schallabsorbierendem Haufwerk gefüllten, von schwer verrottbaren, wurzelfesten Umhüllungen umschlossene und in Form gehaltenen Elementen(11, 12, 13, 14), die seitlich außen neben und/oder zwischen den Schienen (6) auf der Ebene der Schwellenoberfläche, unabhängig von den Schienen, diese flankierend, außerhalb des vom Fahrwerk des Fahrzeugs benötigten Lichtraums (24) angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (11, 12) biegeweiche Umhüllungen aufweisen und sack-, schlauch- oder mattenförmig sind.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 + 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Umhüllung eine Folie ist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 + 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Umfüllung ein Gewebe, z. B. aus Glas- oder Kunstfaser ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 + 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Umfüllung ein beschichtetes Gewebe ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (13,14) einen weitgehend formstabilen Behälter als Umhüllung aufweisen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die der Schallquelle zugekehrte Behälterseite (15) schallabsorbierend ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (23) zwischen den Schwellen (6) mit hohlraumreichem grobem Haufwerk bis in Höhe der Oberkante der Schwellen (4) aufgefüllt ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (23) zwischen den Schwellen (4) mit Packungen aus grobem Haufwerk - sogen. Gabionen (18, 19) - gefüllt ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Oberfläche der Tragschicht (3) der Festen Fahrbahn (2) zwischen und/oder neben den Schwellen (4) mit vor direkter Sonneneinstrahlung schützenden Matten, Belägen oder Beschichtungen abgedeckt ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer bituminösen Tragschicht (3) für die Feste Fahrbahn (2) mindestens alle der Sonnen- und UV-Strahlung ausgesetzten Flächen der Tragschicht (3) mit einer gut entwässernden, schwer verrottbaren Abdeckung (20) versehen werden.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllungen der Elemente (11, 12, 13, 14) Mittel zur Handhabung und zum Transport, wie Ösen, Schlaufen oder Eingriffe aufweisen.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellen (4) Halter (5, 8, 9, 10) aufweisen, die die Elemente (11,12, 13, 14) auf den Schwellen, z. B. in Kurven, unverrutschbar halten.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Halter (5, 8) auf der Schwelle (4) angeformte Betonhöcker (8) sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Halter (9) auf der Schwelle (4) nachträglich durch bekannte Mittel fixierbare Halteklötze (9) aus Beton, Stahl oder Kunststoff sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Halter nachträglich mit geeignetem Mörtel auf die Schwelle aufbringbar sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelführungsplatten (7) der Schienenbefestigung Fortsätze aufweisen, die eine seitliche Verschiebung des Elements (11, 12, 13,1 4) zur Schiene (6) hin verhindern.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-17, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (11, 12, 13, 14) farblich gestaltet sind.
19. Verfahren zum maschinellen Einbau der Elemente der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-18, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe von Maschinen, die auf einem Einbauzug angeordnet sind, nacheinander die Arbeits­ gänge
  • - Zuführung des Haufwerkmaterials für Befüllung der Elemente
  • - Zuführung der Umhüllungen der Elemente
  • - Dosierung des Haufwerks für die Befüllung der Elemente
  • - Befüllung der Umhüllungen
  • - Verschließen der Umhüllungen
  • - Gegebenenfalls Aneinanderkoppeln der Elemente zu Strängen für eine durchgehende Verlegung der Elemente
  • - Verlegung der Elemente bzw. der Stränge
durchgeführt werden.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß bei pneumatischer Befüllung entsprechend luftdurchlässige Umhüllungen für die Elemente verwendet, und in einem nachgeschalteten Arbeitsgang vor dem Verlegen beschichtet werden.
21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge der Gleisunterhaltung dem Einbauzug nach Anspruch 18 Maschinen vorgeschaltet werden, mit denen erneuerungsbedürftige Elemente aufgenommen und entleert werden und das wiedergewonnene Haufwerk der Befüllung neuer Elemente zugeführt wird.
22. Verfahren zum maschinellen Einbau von im Zuge der Gleiserhaltung wiederver­ wendeten Elementen einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-18, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe von Maschinen, die auf einem Einbauzug angeordnet sind, nacheinander die Arbeitsgänge
  • - Aufnehmen der vorhandenen Elemente im durchgehenden Strang
  • - Reinigen der vorhandenen Elemente
  • - Neubeschichtung der Hüllen der vorhandenen Elemente
  • - Wiedereinbauen des Strangs der ertüchtigten Elemente durch Absenken auf die Schwellen
durchgeführt werden.
23. Verfahren zum maschinellen Einbau von im Zuge der Gleiserhaltung wiederver­ wendeten Elementen einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe von Maschinen, die auf einem Einbauzug angeordnet sind, nacheinander die Arbeitsgänge
  • - Aufnehmen der vorhandenen Elemente im durchgehenden Strang
  • - Durchziehen des Stranges durch eine Anlage, in der die aufgenommenen Elemente mit zusätzlichen neuen Hüllen versehen werden.
  • - Wiedereinbau des Strangs der ertüchtigten Elemente durch Absenken auf die Schwellen
durchgeführt werden.
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