DE19544055A1

DE19544055A1 - Superstructure

Info

Publication number: DE19544055A1
Application number: DE19544055A
Authority: DE
Inventors: Albrecht Demmig; Hans-Ulrich Dietze; Hubertus Hoehne; Sebastian Benenowski
Original assignee: Butzbacher Weichenbau GmbH
Current assignee: Voestalpine Turnout Technology Germany GmbH
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1995-11-25
Publication date: 1997-04-24
Also published as: KR100464688B1; DE59605552D1; KR19990064291A

Abstract

The invention concerns a superstructure construction such as a ballastless track comprising a rail (18) which is disposed above a concrete sleeper (10) and emerges from a ribbed plate (16). Disposed between the support plate and the securing device is at least one intermediate layer (36) having a degree of rigidity x and designed such that the maximum permissible and/or predetermined stress can be generated in the rail on the foot side.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Oberbaukonstruktion umfassend eine über einer Unterlage wie Betonschwelle angeordnete Schiene, die ihrerseits von einer Befestigung wie Rippenplatte ausgeht, wobei zwischen der Unterlage und der Befestigung zumindest eine Zwischenlage mit einer Steifigkeit x angeordnet ist.The invention relates to a superstructure comprising one over a Underlay arranged like a concrete sleeper, which in turn is fastened by a fastening how ribbed plate starts, at least between the base and the attachment an intermediate layer with a stiffness x is arranged.

Es ist bekannt, Schwellen auf Schotter zu betten oder auf Konstruktionen einer Festen Fahrbahn mit stabilen steifen Schwellenlagerungen zurückzugreifen. Im letzteren Fall wird die Schwelle wie Betonschwelle auf Asphalt- oder Betontragplatten oder ent sprechende Tröge eingebracht und sodann in einer Vergußmasse wie Beton oder Asphalt teilweise eingegossen.It is known to sleep sleepers on gravel or on constructions of a firm Recourse to the road with stable, stiff sleeper bearings. In the latter case the threshold is like concrete threshold on asphalt or concrete slabs or ent speaking troughs introduced and then in a sealing compound such as concrete or asphalt partially cast in.

Um bei Festen Fahrbahnen eine Verringerung des von einer Schiene ausgehenden Körper- und Luftschalls zu erreichen, ist eine Konstruktion bekannt, eine Regelschiene wie S54 in einem Kanal, der aus Beton- bzw. Stahlteilen besteht, auf einer Korkschicht aufzubringen. Zusätzlich sind Hohlkörper vorgesehen, die nach oben hin mit Polyuret han-Kork-Gemisch gefüllt sind, um den Schall zu verringern. Allerdings hat eine entsprechende Konstruktion nicht zu dem gewünschten Ergebnis geführt. Vielmehr haben Schallmessungen ergeben, daß sogar gegenüber dem Schotterbau eine Schallerhö hung um 10 dB erfolgt.In order to reduce the starting point of a rail on slab tracks A construction is known to achieve structure-borne and airborne noise, a control rail like S54 in a channel, which consists of concrete or steel parts, on a cork layer to apply. In addition, hollow bodies are provided with polyurethane at the top Han-cork mixture are filled to reduce the sound. However, one has appropriate construction did not lead to the desired result. Much more have sound measurements that even compared to the ballast construction a Schallerhö hung by 10 dB.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Oberbaukonstruktion, ins besondere eine solche einer Festen Fahrbahn derart weiterzubilden, daß eine Reduzie rung von Körper- und Luftschall erfolgt.The present invention is based on the problem of an upper structure, ins in particular to develop such a slab track so that a reduction structure-borne and airborne noise.

Das Problem wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Steifigkeit x der Zwischenlage in Abhängigkeit einer maximal gewünschten fußseitigen Schienen spannung in der Schiene bestimmt ist, insbesondere daß die Steifigkeit x derart ausge legt ist, daß in der Schiene fußunterseitig eine maximale vorgebbare Schienenspannung erzeugbar ist.According to the invention, the problem is essentially solved in that the rigidity x the intermediate layer depending on a maximum desired foot rails tension in the rail is determined, in particular that the rigidity x out is that in the rail bottom of the foot a maximum predetermined rail tension can be generated.

Erfindungsgemäß wird die Zwischenlage auf die zulässige bzw. gewünschte maximale Schienenspannung ausgelegt, wodurch sich der Vorteil ergibt, daß die Schiene selbst weicher gelagert wird, wodurch eine Entkopplung zwischen der Schiene und der Schwelle erfolgt. Dies wirkt sich auch auf eine geringere Stützpunktbelastung aus, wodurch wiederum eine Reduzierung des Körperschalls erfolgt. Verstärkt kann dies dadurch werden, daß man als Schiene solche mit hohem Trägheits- und Widerstands moment über die Schienenmittelachse betrachtet wie zum Beispiel eine Vollschiene ver wendet wird, so daß diese die Funktion eines Trägers ausübt und eine lasttragende Wirkung entfalten kann. Hierdurch erfolgt eine weitere Entkopplung zwischen der Schiene und der Schwelle, wodurch wiederum der von der Schiene ausgehenden Körperschalls beim Durchfahren eines Schienenfahrzeuges verringert wird.According to the invention, the intermediate layer is at the maximum permissible or desired Designed rail tension, which gives the advantage that the rail itself is stored softer, thereby decoupling the rail from the Threshold occurs. This also affects a lower base load, which in turn reduces structure-borne noise. This can intensify by the fact that as a rail those with high inertia and resistance moment viewed across the rail center axis such as a full rail ver is applied so that it performs the function of a carrier and a load-bearing Can have an effect. This results in a further decoupling between the Rail and the threshold, which in turn causes the outgoing of the rail Structure-borne noise when driving through a rail vehicle is reduced.

Insbesondere wird die erfindungsgemäße Lehre dadurch realisiert, daß die Zwischenlage eine Federkennlinie derart aufweist, daß bei maximal zulässiger und/oder vorgebbarer Schienenspannung die Zwischenlage im wesentlichen unelastische Eigenschaften besitzt. Es wird eine Zwischenlage vorgeschlagen, die vor Erreichen der maximal zulässigen und/oder vorgebbaren Schienenspannung eine geringe und bei Erreichen dieser eine hohe Steifigkeit aufweist.In particular, the teaching according to the invention is realized in that the intermediate layer has a spring characteristic such that at the maximum permissible and / or predeterminable Rail tension the liner has essentially inelastic properties. An intermediate layer is proposed, which is reached before the maximum permissible and / or predefinable rail tension a low and when this one has high rigidity.

Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Steifigkeit x der Zwischenlage im Bereich zulässiger Schienenspannung beträgt x 25 kN/mm, vorzugsweise 4 x 25 kN/mm, bzw. daß bei Vorliegen der maximal zulässigen Schienenspannung die Zwischenlage eine Steifigkeit x mit x 35 kN/mm, insbesondere x 90 kN/mm aufweist, vorzugs weise im Bereich von 100 kN/mm.It is preferably provided that the stiffness x of the intermediate layer in the area permissible rail tension is x 25 kN / mm, preferably 4 x 25 kN / mm, or that if the maximum permissible rail tension is present, the intermediate layer a stiffness x with x 35 kN / mm, in particular x 90 kN / mm, preferred wise in the range of 100 kN / mm.

Insbesondere und nach einem eigenerfinderischen Vorschlag ist jedoch vorgesehen, daß bei unbelasteter Zwischenlage diese über ihrer Unterseite vorstehende Vorsprünge aufweist, die innerhalb der Zwischenlage umfangsseitig von einem Freiraum (Aus sparung) umgeben sind, wobei der Freiraum ein Volumen V_a aufweist, das gleich einem Volumen V_b ist, das die Vorsprünge in ihren über die Unterseite vorstehenden Ab schnitten aufweisen.In particular and according to a proposal of our own, however, it is provided that when the intermediate layer is unloaded, it has protrusions protruding over its underside, which are circumferentially surrounded by a free space (from saving) within the intermediate layer, the free space having a volume V _a that is equal to a volume V _b is that have the projections in their sections projecting from the bottom.

Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag üben die Vorsprünge die Funktion einer Tragfeder aus, die dann wirksam ist, wenn die maximale Schienenspannung der über die Unterlage abgestützten Schiene noch nicht erreicht ist. Wird diese sodann erreicht, so werden die Vorsprünge derart in die Unterlage hineingedrückt, daß die Vorsprünge bündig mit der Unterseite der Zwischenlage abschließen und gleichzeitig die gesamten Freiräume (Aussparungen) ausfüllen. Hierdurch bedingt wird der Formfaktor der Zwischenlage derart erhöht, daß die maximal zulässige Schienenspannung auch bei weiterer Kraftstoffeinleitung grundsätzlich nicht überschritten werden kann. Insbesonde re sollte dann, wenn die Freiräume in der Unterlage vollständig vom Material der Vor sprünge ausgefüllt ist, sollte die Zwischenlage eine Steifigkeit x aufweisen, die im Bereich von 100 kN/mm liegt. With the proposal according to the invention, the projections exercise the function of a Suspension spring, which is effective when the maximum rail tension of the Supported rail is not yet reached. If this is then achieved, then the projections are pressed into the base such that the projections close flush with the bottom of the liner and at the same time the entire Fill in free spaces. This causes the form factor of the Intermediate layer increased so that the maximum permissible rail tension also further fuel introduction cannot be exceeded. In particular re should then, if the clearances in the underlay completely from the material of the front jumps is filled, the intermediate layer should have a stiffness x, which in the Range of 100 kN / mm.

Insbesondere ist vorgesehen, daß die Schiene eine Vignolesschiene mit einer maximal zulässigen Schienenspannung von 70 bis 100 N/mm² ist und daß die Zwischenlage eine Steifigkeit x von in etwa 4 bis 16 kN/mm aufweist, sofern die maximal zulässige Schienenspannung noch nicht erreicht ist.In particular, it is provided that the rail is a Vignole rail with a maximum permissible rail tension of 70 to 100 N / mm² and that the intermediate layer is a Stiffness x of approximately 4 to 16 kN / mm, provided that the maximum permissible Rail tension has not yet been reached.

Losgelöst von der Geometrie der Schiene sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß insbesondere Schienen zum Einsatz gelangen, die ein Trägheitsmoment I_x mit vor zugsweise I_x 3.400 cm⁴ und einem Widerstandsmoment W_x mit vorzugsweise W_x 350 cm³ aufweisen.Detached from the geometry of the rail, a development of the invention provides that in particular rails are used which have an moment of inertia I _x with preferably I _x 3,400 cm⁴ and a section modulus W _x with preferably W _x 350 cm³.

Insbesondere ist eine Oberbaukonstruktion einer Festen Fahrbahn vorgesehen, bei der die Schiene eine Vollschiene mit einem Trägheitsmoment I_x mit 3.700 I_x 3.800 cm⁴ und einem Widerstandsmoment W_x mit 390 W_x 410 cm³ ist und eine maximal ge wünschte Schienenspannung σ (etwa 70 ± 4 N/mm² für Schienenstahl UIC Güte A mit 880N/mm² Zugfestigkeit) erzeugbar ist und die Zwischenschicht eine Steifigkeit x von in etwa 10 ± 2 kN/mm abei Vollbahnen aufweist. Bei Verkehrsträgern mit geringeren Achslasten ergeben sich Steifigkeiten, die unter dem zuvor angegebenen Wert liegen.In particular, a superstructure of a slab track is provided, in which the rail is a solid rail with an moment of inertia I _x with 3,700 I _x 3,800 cm⁴ and a section modulus W _x with 390 W _x 410 cm³ and a maximum desired rail tension σ (about 70 ± 4 N / mm² for rail steel UIC grade A with 880N / mm² tensile strength) can be generated and the intermediate layer has a stiffness x of approximately 10 ± 2 kN / mm with full webs. For modes of transport with lower axle loads, stiffness results that are below the previously specified value.

In Weiterbildung der Erfindung sieht die Erfindung vor, daß die Schiene fußseitig derart ausgestaltet ist, daß der Fuß bei Schwingungsanregung Schallwellen einer Frequenz v aussendet, die im wesentlichen außerhalb eines Frequenzbereichs zwischen 500 und 3.000 Hz liegen. Hierdurch ergibt sich eine schwingungstechnische Gestaltung des Schienenfußes derart, daß im erheblichen Umfang eine Reduzierung des Luftschalls erfolgt.In a development of the invention, the invention provides that the rail on the foot side in this way is designed so that the foot with vibration excitation sound waves of a frequency v emits that are essentially outside a frequency range between 500 and 3,000 Hz. This results in a vibration engineering design of the Rail foot such that a significant reduction in airborne noise he follows.

Zusätzlich kann die Schiene steglos ausgebildet sein, wodurch ebenfalls verhindert wird, daß Beeinträchtigungen durch unerwünschte Luftschalls unterbleiben. In addition, the rail can be made seamless, which also prevents that adverse effects from undesired airborne noise are avoided.

Sofern die Schiene einen Steg aufweist, sollte dieser derart gestaltet sein, daß der Steg bei Schwingungsanregung Schallwellen einer Frequenz v aussendet, die im wesentlichen außerhalb eines Frequenzbereichs zwischen in etwa 500 und 3.000 Hz liegen.If the rail has a web, this should be designed such that the web emits sound waves of a frequency v in the case of vibration excitation, which essentially are outside a frequency range between approximately 500 and 3000 Hz.

Um sicherzustellen, daß die Schiene aufgrund der Tatsache, daß diese über die Befesti gung auf einer relativ weichen Zwischenlage ruht, nicht kippen kann, sieht eine Weiter bildung der Erfindung vor, daß die Schiene mit der Befestigung wie Rippenplatte eine eine Schienenverbreiterung bewirkende Einheit bildet. Dabei kann die Befestigung in der Zwischenlage eingelassen und von dieser längsrandseitig umschlossen sein.To ensure that the rail due to the fact that this over the fastening rest on a relatively soft intermediate layer, cannot tilt, sees another education of the invention that the rail with the attachment like a ribbed plate forms a rail widening unit. The attachment in the liner and be enclosed by this along the longitudinal edge.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich macht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kom bination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.Further details, advantages and features of the invention only emerge the claims, the features to be extracted from them - for themselves and / or in com bination - but also from the following description of the drawing preferred preferred embodiments.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Oberbaukonstruktion mit einer ersten Ausfüh rungsform einer Vignolesschiene, Fig. 1 shows a section through a superstructure construction comprising a first exporting approximately form a Vignolesschiene,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Oberbaukonstruktion mit einer zweiten Aus führungsform einer Vignolesschiene, Fig. 2 shows a section through a superstructure construction with a second guide die from a Vignolesschiene,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Oberbaukonstruktion mit einer Vollschiene, Fig. 3 shows a section through a superstructure construction with a filled section rail,

Fig. 4 einen Schnitt durch eine Zwischenlage mit wirksamer geringer Steifig keit, Ness Fig. 4 is a section through an intermediate layer with low effective Steifig,

Fig. 5 die Zwischenlage nach Fig. 4 mit wirksamer hoher Steifigkeit und Fig. 5 shows the intermediate layer according to Fig. 4 with effective high rigidity and

Fig. 6 eine Kennlinie. Fig. 6 is a characteristic curve.

In den Figuren, in denen grundsätzlich gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, sind Ausschnitte einer Festen Fahrbahn umfassend eine Betonschwelle 10, eine über Schrauben 12, 14 mit dieser verbundene Rippenplatte 16 sowie eine auf dieser befestigten Schiene, bei der es sich bei der Fig. 1 um eine UIC60-Schiene 18, bei der Fig. 2 um eine Vignolesschiene 20, die im Vergleich zu der UIC60-Schiene 18 in bezug auf Steg 22 und Fuß 24 schwingungstechnisch verändert ist, und um eine Vollschiene 26 gemäß Fig. 3 handelt.In the figures, in which basically the same elements are provided with the same reference numerals, sections of a slab track include a concrete sleeper 10 , a rib plate 16 connected to this by means of screws 12 , 14 and a rail fastened to this, which is shown in FIG , is. 1 to a UIC 60 rail 18 in Fig. 2 by a Vignolesschiene 20, which compared to the UIC 60 rail 18 with respect to web 22 and foot 24 is changed in terms of vibration, and to a full-rail 26 of FIG. 3 .

Die jeweilige Schiene 18, 20, 26 ist mit der Rippenplatte 16 über geeignete Befesti gungsmittel wie Spannbügel 28, 30 gesichert, die sich auf den Füßen 24 bzw. 32, 34 der Schienen 20 bzw. 18 und 26 abstützen. Dabei ist die Verbindung zwischen den Befesti gungsmitteln 28 und 30 und den jeweiligen Schienenfüßen 24, 32, 34 derart, daß sich eine mechanische Einheit bildet, die zu einer scheinbaren Schienenfußverbreiterung führt. Hierdurch erfährt die jeweilige Schiene 18, 20, 26 eine höhere Kippstabilität.The respective rail 18 , 20 , 26 is secured with the ribbed plate 16 by means of suitable fastening means such as clamping brackets 28 , 30 , which are supported on the feet 24 and 32 , 34 of the rails 20 and 18 and 26, respectively. The connection between the fastening means 28 and 30 and the respective rail feet 24 , 32 , 34 is such that a mechanical unit is formed which leads to an apparent widening of the rail foot. As a result, the respective rail 18 , 20 , 26 experiences a higher tilt stability.

Hinsichtlich der Befestigung der Rippenplatte 16 mit der Betonschwelle 10 über die Schrauben 12 und 14 wird auf übliche Konstruktionen, insbesondere jedoch auf eine solche verwiesen, wie diese der WO 95/17552 zu entnehmen ist. Insoweit wird die diesbezügliche Offenbarung Gegenstand der vorliegenden Erfindung.With regard to the fastening of the ribbed plate 16 to the concrete sleeper 10 via the screws 12 and 14 , reference is made to conventional constructions, but in particular to one such as can be found in WO 95/17552. In this respect, the disclosure in this regard is the subject of the present invention.

Unabhängig von der Art der Befestigung zwischen der Rippenplatte 16 oder einem gleichwirkenden Element und der Schwelle 10 ist jedoch erfindungsgemäß vorgesehen, daß sich zwischen der Rippenplatte 16 bzw. einer entsprechenden Befestigung für die Schiene 18, 20, 26 und der Schwelle 10 eine elastische Zwischenlage 36, 38 bzw. 40 verläuft, mit einer Steifigkeit x befindet, die von der maximal gewünschten Schie nenspannung der jeweiligen Schiene 18, 20, 26 abhängt. Dabei ist die Rippenplatte vorzugsweise in die Zwischenlage 36, 38, 40 einvulkanisiert, die ihrerseits eine soge nannte gekickte Steifigkeits-Kennlinie aufweist. Dies bedeutet, daß die Zwischenlage 36, 38, 40 in ihrem Arbeitsbereich, in dem die Schiene 18, 20, 26 die maximal zulässi ge Schienenspannung noch nicht erreicht hat, weiche Eigenschaften besitzt, die schlag artig hart werden, wenn die maximal zulässige Schienenspannung vorliegt. Um eine sogenannte geknickte Kennlinie zu erreichen, können konstruktive Maßnahmen gewählt werden, die der WO 94/08093 zu entnehmen sind. Dabei ist auf die entsprechende Offenbarung zu verweisen, die Gegenstand der vorliegenden Beschreibung ist.Regardless of the type of attachment between the rib plate 16 or an equivalent element and the threshold 10 , however, according to the invention it is provided that between the rib plate 16 or a corresponding attachment for the rail 18 , 20 , 26 and the threshold 10 an elastic intermediate layer 36 , 38 or 40 runs, with a stiffness x, which depends on the maximum desired rail tension of the respective rail 18 , 20 , 26 . The ribbed plate is preferably vulcanized into the intermediate layer 36 , 38 , 40 , which in turn has a so-called kicked stiffness characteristic. This means that the intermediate layer 36 , 38 , 40 in its working area, in which the rail 18 , 20 , 26 has not yet reached the maximum permissible rail tension, has soft properties which suddenly become hard when the maximum permissible rail tension is present . In order to achieve a so-called bent characteristic, constructive measures can be selected, which can be found in WO 94/08093. Reference should be made to the corresponding disclosure, which is the subject of the present description.

Insbesondere sind jedoch die den Fig. 4 und 5 zu entnehmenden Maßnahmen vor zusehen, um die Zwischenlage in ihrer Steifigkeit derart einzustellen, daß vor Erreichen der maximal zulässigen Schienenspannung weiche Eigenschaften vorliegen, die sich dann schlagartig in harte Eigenschaften ändern, wenn die maximal zulässige Schienen spannung vorliegt.In particular, however, the measures to be taken from FIGS. 4 and 5 are to be seen before in order to adjust the stiffness of the intermediate layer in such a way that soft properties are present before the maximum permissible rail tension is reached, which then suddenly change to hard properties when the maximum permissible rails voltage is present.

Eine der Fig. 1 bis 3 zu entnehmende Zwischenlage 36, 38, 40 kann vom Prinzip her einen Aufbau zeigen, wie dieser den Fig. 4 und 5 zu entnehmen ist und mit dem Bezugszeichen 42 versehen ist. So weist die Zwischenlage 42 über ihre Unterseite 44 vorstehende Vorsprünge 46 auf. Gleichzeitig sind die Vorsprünge 46 bei unbelasteter Zwischenlage 42 von einem Freiraum 48 (Aussparung in der Zwischenlage 42) umge ben. Dieser Freiraum 48 weist ein Volumen V_a auf, das dem Volumen V_b des Ab schnitts 50 der Vorsprünge 46 entspricht, der über der Unterseite 44 der Zwischenlage 42 vorsteht.One of the intermediate layers 36 , 38 , 40 shown in FIGS. 1 to 3 can in principle show a structure as can be seen in FIGS. 4 and 5 and is provided with the reference number 42 . The intermediate layer 42 thus has protrusions 46 protruding from its underside 44 . At the same time, the projections 46 are ben with an unloaded intermediate layer 42 from a free space 48 (recess in the intermediate layer 42 ). This free space 48 has a volume V _a , which corresponds to the volume V _{b of} the section 50 from the projections 46 , which projects above the underside 44 of the intermediate layer 42 .

Die Vorsprünge 46 üben bei üblicher Belastung der Schiene, also bevor die maximal zulässige Schienenspannung erreicht ist, Tragfederfunktionen aus, stützen demzufolge allein die Rippenplatte 16 ab. Bei zunehmender Krafteinleitung und der damit ver bundenen zunehmenden Schienenspannung drückt sich der Vorsprung 46 immer mehr in die Zwischenlage 42 mit der Folge ein, daß der Freiraum 48 vom Material des Vorsprungs 46 ausgefüllt wird. Ist die maximal zulässige Schienenspannung erreicht, so füllt der Vorsprung 46 den gesamten Freiraum 48 aus, so daß infolgedessen der Vor sprung 46 mit seiner Stirnfläche 52 mit der Unterseite 44 der Zwischenlage 42 bündig abschließt. Hierdurch bedingt übt die gesamte Zwischenlage 42 Tragfunktionen mit der Folge aus, daß die Zwischenlage 42 als Ganzes mit einer hohen Steifigkeit wirksam wird. Dies wiederum bedeutet, daß bei weiterer Krafteinleitung in die Schiene deren Schienenspannung nicht oder nicht im wesentlichen Umfang erhöht werden kann.The projections 46 perform supporting spring functions when the rail is loaded normally, ie before the maximum permissible rail tension is reached, and consequently support the ribbed plate 16 alone. With increasing application of force and the associated increasing rail tension, the projection 46 presses more and more into the intermediate layer 42 with the result that the free space 48 is filled by the material of the projection 46 . If the maximum permissible rail tension is reached, the projection 46 fills the entire free space 48 , so that, as a result, the jump 46 with its end face 52 is flush with the underside 44 of the intermediate layer 42 . As a result, the entire intermediate layer 42 carries out supporting functions with the result that the intermediate layer 42 as a whole becomes effective with a high degree of rigidity. This in turn means that if the force is further introduced into the rail, its rail tension cannot be increased, or not to a substantial extent.

In Fig. 5 ist die Zwischenlage 42 mit in diese hineingedrückten Vorsprüngen 46 dargestellt. Man erkennt, daß die Stirnflächen 52 des Vorsprünge mit der Unterseite 44 der Zwischenlage 42 fluchten.In Fig. 5 the intermediate layer 42 is shown with the pressed in these projections 46. It can be seen that the end faces 52 of the projections are flush with the underside 44 of the intermediate layer 42 .

Anhand der Fig. 6 ist rein prinzipiell die Kennlinie der Zwischenlage 42 dargestellt. So ist in Abhängigkeit von der auf die Zwischenlage 42 einwirkenden Kraft die Einsenkung s dargestellt. In dem Bereich, in dem die maximal zulässige Schienenspannung noch nicht erreicht ist, zeigt die Kennlinie einen flachen Verlauf, der dann steil ansteigt, wenn die maximal zulässige Schienenspannung erreicht ist.With reference to FIG. 6, the characteristic of the intermediate layer is purely schematically shown 42nd The depression s is shown as a function of the force acting on the intermediate layer 42 . In the area in which the maximum permissible rail tension has not yet been reached, the characteristic curve shows a flat course, which rises steeply when the maximum permissible rail tension is reached.

Anders ausgedrückt wird die Zwischenlage 42 derart ausgelegt, daß die Schiene derart biegbar ist, daß die maximal zulässige Schienenspannung erzeugbar ist und bei Vor liegen dieser ein weiteres Durchbiegen nicht mehr erfolgen kann, da die Zwischenlage 42 eine hohe Steifigkeit x aufweist, die vorzugsweise im Bereich von 100 kN/mm oder mehr liegen sollte.In other words, the intermediate layer 42 is designed in such a way that the rail is bendable in such a way that the maximum permissible rail tension can be generated and, if this is present, no further bending can take place because the intermediate layer 42 has a high rigidity x, which is preferably in the range of 100 kN / mm or more.

Unter maximaler zulässiger Schienenspannung ist dabei diejenige zu verstehen, die fußunterseitig auftreten kann und zum Beispiel über den Meßstreifen ermittelbar ist. Dabei ist für Feste Fahrbahnen vorgesehen, daß die maximal gewünschte Schienen spannung 70 ± 4 N/mm² bei üblicher Radlast von 10 t eines die Schiene durchfahrenden Fahrzeuges beträgt.The maximum permissible rail tension is to be understood as that can occur on the underside of the foot and can be determined, for example, via the measuring strip. It is provided for slab tracks that the maximum desired rails tension 70 ± 4 N / mm² with a usual wheel load of 10 t of one passing through the rail Vehicle.

Um eine entsprechende maximale Schienenspannung beim Durchführen des Schienen fahrzeugs mit der Radlast von 10 t zuzulassen, wird die Steifigkeit x der jeweiligen Zwischenlage 36, 38, 40 entsprechend ausgelegt, d. h., daß die Steifigkeit x der Zwi schenlage 36, 38, 40 im Vergleich zu bekamen Oberbaukonstruktionen verringert, also die Schiene 18, 20, 26 weicher gelagert werden kann. Hierdurch wiederum ergibt sich eine Reduzierung des Körperschalls, da die Schiene 18, 20, 26 von der Schwelle 10 entkoppelt wird. Auch ist die Stützpunktbelastung reduziert.A corresponding maximum rail voltage when performing the rail vehicle with the wheel load of 10 t allow the rigidity x of the respective intermediate layer 36, 38, designed in accordance with 40, that is, the rigidity x of the interim rule layer 36, 38, 40 compared to got superstructure structures reduced, so the rail 18 , 20 , 26 can be stored softer. This in turn results in a reduction in structure-borne noise, since the rail 18 , 20 , 26 is decoupled from the threshold 10 . The base load is also reduced.

Zur Realisierung der erfindungsgemäßen Lehre ist jedoch insbesondere vorgesehen, daß die Zwischenlage 36, 38, 40 in bezug auf ihre Federeigenschaften bzw. Steifigkeit eine sogenannte geknickte Kennlinie aufweist. So weist die Zwischenlage 36, 38, 40 solange elastische bzw. "weiche" Eigenschaften auf, bis die maximal zulässige bzw. vorgebbare Schienenspannung noch nicht erreicht ist. Liegt diese dagegen vor, so ist die Zwischen lage 36, 38, 40 "hart", weist also eine hohe Steifigkeit auf, so daß eine weitere Durch biegung der Schiene 18, 20, 26 und damit Erhöhung der Schienenspannung unterbleibt.In order to implement the teaching according to the invention, however, it is provided in particular that the intermediate layer 36 , 38 , 40 has a so-called bent characteristic with regard to its spring properties or rigidity. The intermediate layer 36 , 38 , 40 has elastic or "soft" properties until the maximum permissible or predefinable rail tension has not yet been reached. On the other hand, if this is the case, the intermediate position 36 , 38 , 40 is "hard", ie has a high rigidity, so that there is no further bending of the rail 18 , 20 , 26 and thus an increase in the rail tension.

Da in Abhängigkeit von der Geometrie einer Schiene diese mehr oder weniger die Funktion eines Trägers ausüben und damit eine lasttragende Wirkung entfalten kann, ergibt sich eine Verringerung der Steifigkeit x der Zwischenlage dann, wenn das Träg heitsmoment I_x und das Widerstandsmoment W_x der Schiene erhöht wird, also zum Beispiel die Geometrie einer üblichen UIC60-Schiene 18 dahingehend verändert wird, daß entsprechend der Fig. 2 der Steg 22 verbreitert und der Schienenfuß 24 mit geringe rer Krümmung in den Steg 22 übergeht. Hieraus resultiert, daß die Schiene 20 weicher gelagert werden kann, ohne daß die maximal zulässige Schienenspannung von ins besondere 70 ± 4 N/mm² überschritten wird. Weiche Lagerung bedeutet jedoch wei tergehende Entkopplung von der Schwelle 10 mit der Folge, daß der von der Schiene 20 abgegebene Körperschall verringert wird. Since, depending on the geometry of a rail, it can more or less perform the function of a carrier and thus have a load-bearing effect, the stiffness x of the intermediate layer is reduced when the moment of inertia I _x and the section modulus W _{x of} the rail increase is, for example, the geometry of a conventional UIC60 rail 18 is changed so that the web 22 is widened according to FIG. 2 and the rail foot 24 merges into the web 22 with a slight curvature. The result of this is that the rail 20 can be stored more softly without the maximum permissible rail tension of in particular 70 ± 4 N / mm² being exceeded. Soft storage means, however, ongoing decoupling from the threshold 10, with the result that the structure-borne noise emitted by the rail 20 is reduced.

Noch bessere Ergebnisse zeigen sich bei der Vollschiene 26 gemäß Fig. 3, da aufgrund des noch höheren Trägheitsmoments I_x und Widerstandsmoments W_x eine noch weichere Lagerung erfolgen kann, bevor die maximal zulässige Schienenspannung erreicht ist.Even better results are shown in the case of the solid rail 26 according to FIG. 3, since due to the even higher moment of inertia I _x and section modulus W _x, an even softer mounting can take place before the maximum permissible rail tension is reached.

Durch die Geometrie der Schiene 20 bzw. der der Vollschiene 26 bedingt ergibt sich des weiteren der Vorteil, daß der Fuß 24 bzw. 34 im Vergleich zu der UIC60-Schiene 18 schwingungstechnisch dergestalt verändert wurde, daß bei Schwingungsanregung der abgegebene Schall nicht im unerwünschten Frequenzbereich zwischen 500 und 3.000 Hz liegt. Durch die Verbreiterung bzw. Änderung der Form des Stegs 22 der Schiene 20 wird auch der üblicherweise von dem Steg einer Vignolesschiene abgegebene Luftschall verringert.Due to the geometry of the rail 20 or that of the solid rail 26 , there is further the advantage that the base 24 or 34 has been modified in terms of vibration in comparison with the UIC60 rail 18 such that the sound emitted when the vibration is excited is not in the undesired frequency range is between 500 and 3,000 Hz. The widening or change in the shape of the web 22 of the rail 20 also reduces the airborne sound that is usually emitted by the web of a Vignoless rail.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Lehre, daß die Schiene 18, 20, 26 auf der Zwischenla ge 36, 38, 40 derart elastisch gelagert wird, daß bei üblichen Radlasten die maximal zulässige Schienenspannung erreichbar, jedoch aufgrund eines geknickten Verlaufs der Kennlinie grundsätzlich nicht überschritten wird, ergibt sich der Vorteil, daß eine Ent kopplung zwischen der Schiene 18, 20, 26 und der Schwelle 10 derart erfolgt, daß un erwünschter Körperschall unterbunden wird. Wird ferner eine Vollschiene 26 oder eine Vignolesschiene 20 mit schwingungstechnisch verändertem Steg 22 und Fuß 24 benutzt, um die Emission von Luftschall im Bereich zwischen 500 und 3.000 Hz weitgehend zu unterbinden, ergibt sich eine weitere schalltechnische Verbesserung einer festen Fahr bahn.Due to the teaching of the invention that the rail 18 , 20 , 26 on the Zwischenla ge 36 , 38 , 40 is elastically supported such that the maximum permissible rail tension is achievable with conventional wheel loads, but is generally not exceeded due to a kinked characteristic curve the advantage that a decoupling between the rail 18 , 20 , 26 and the threshold 10 takes place such that unwanted structure-borne noise is prevented. If a solid rail 26 or a Vignoless rail 20 with a vibration-modified web 22 and foot 24 is also used to largely prevent the emission of airborne noise in the range between 500 and 3,000 Hz, there is a further sound-technical improvement of a fixed track.

Unter Berücksichtigung der erfindungsgemäßen Lehre ergibt sich für eine Vollschiene Vo 1-60 mit I_x = 3.760 cm⁴, W_x = 430 cm³ und einer maximalen zulässigen Schienen spannung von 73 N/mm² für die Zwischenlage 40 eine Steifigkeit von 10 kN/mm, woraus sich wiederum eine maximale Stützpunktbelastung von 25,3 kN errechnet. Diese Werte gelten in dem Arbeitsbereich, in dem die maximale Schienenspannung nicht überschritten ist. Wird diese dagegen erreicht, so ändert sich die Steifigkeit der Zwi schenlage 40 derart, daß diese "hart" ist, also weitgehend unelastisch wird, so daß eine weitere Durchbiegung der Schiene unterbleibt. In diesem "harten" Bereich sollte die Steifigkeit x 35 kN/mm sein.Taking into account the teaching according to the invention, for a solid rail Vo 1-60 with I _x = 3,760 cm⁴, W _x = 430 cm³ and a maximum permissible rail tension of 73 N / mm² for the intermediate layer 40, a rigidity of 10 kN / mm results, from which again a maximum base load of 25.3 kN is calculated. These values apply in the working range in which the maximum rail tension is not exceeded. On the other hand, if this is achieved, the rigidity of the intermediate position 40 changes such that it is "hard", that is to say largely inelastic, so that there is no further deflection of the rail. In this "hard" area the stiffness should be x 35 kN / mm.

Diese Werte zeigen, daß die Vollschiene 26 in einem Umfang von der Unterlage 40 entkoppelt ist, daß beim Durchfahren der Schiene 26 deren Körperschall nur im gerin gen Umfang auf die Schwelle 10 und damit den Unterbau übertragen wird.These values show that the filled section rail is decoupled to a degree from the substrate 40 26, 26 that the structure-borne sound is transmitted only in the clotting gene periphery to the threshold 10, and thus the substructure when passing through the rail.

Claims

1. superstructure like a solid carriageway comprising a rail ( 18 , 20 , 26 ) arranged above a base such as a concrete sleeper ( 10 ), which in turn starts from a fastening ( 16 ) such as a ribbed plate, at least one intermediate layer ( 36 , 38 , 40 , 42 ) with a stiffness x, characterized in that the stiffness x of the intermediate layer ( 36 , 38 , 40 , 42 ) is designed such that a maximum in the rail ( 18 , 20 , 26 ) on the foot side permissible and / or predeterminable rail voltage can be generated.

2. superstructure according to claim 1, characterized in that the intermediate layer ( 36 , 38 , 40 , 42 ) has a spring characteristic such that the intermediate layer has essentially inelastic properties at a maximum permissible and / or predefinable rail tension.

3. superstructure according to claim 1 or 2, characterized in that the intermediate layer ( 36 , 38 , 40 , 42 ) has a low and before reaching the maximum permissible and / or predefinable rail tension and high rigidity.

4. superstructure according to at least one of the preceding claims, characterized in that the rigidity x of the intermediate layer ( 36 , 38 , 40 , 42 ) in the range of permissible rail tension is x 25 kN / mm, preferably 4 x 25 kN / mm.

5. superstructure according to at least one of the preceding claims, characterized in that when the maximum permissible rail tension is present, the intermediate layer ( 36 , 38 , 40 , 42 ) has a stiffness x 35 kN / mm, in particular x 90 kN / mm, preferably in the range of 100 kN / mm or larger.

6. superstructure according to at least one of the preceding claims, characterized in that the rail is a Vignoless rail ( 20 ) with a maximum permissible rail tension of 70 to 100 N / mm² and that the intermediate layer ( 38 ) has a rigidity x of approximately 4 to 16 kN / mm before reaching the maximum permissible rail tension.

7. superstructure according to at least one of the preceding claims, characterized in that the rail is a solid rail ( 26 ) preferably a UIC grade A steel with approximately 880 N / mm² tensile strength with an moment of inertia I _x with I _x 3,700 cm⁴ and / or a section modulus W _x with W _x 390 cm³ and that at a maximum desired rail tension of approximately 70 ± 4 N / mm² the intermediate layer ( 40 ) has a stiffness x with x of approximately 10 ± 2 kN / mm.

8. superstructure according to at least one of the preceding claims, characterized in that the rail ( 20 ) is designed on the foot side in such a way that the foot ( 24 ) emits sound waves of a frequency ν at vibration excitation which are essentially outside a frequency range between approximately 500 and 3,000 Hz.

9. superstructure according to at least one of the preceding claims, characterized in that the rail ( 26 ) is designed seamless.

10. The superstructure according to at least one of the preceding claims, characterized in that the rail ( 20 ) is designed on the web side in such a way that the web ( 22 ) emits sound waves of a frequency ν at vibration excitation which are essentially outside a frequency range between approximately 500 and 3,000 Hz.

11. Track structure according to at least one of the preceding claims, characterized in that the rail ( 18 , 20 , 26 ) with the fastening ( 16 ) forms a unit causing a widening of the rail base.

12. The superstructure according to at least one of the preceding claims, characterized in that the fastening ( 16 ) in the intermediate layer ( 36 , 38 , 40 ) is embedded, preferably as the longitudinal edge of this is enclosed.

13.The superstructure structure, such as a solid carriageway, comprises a rail ( 18 , 20 , 26 ) arranged above a base such as a concrete sleeper ( 10 ), which in turn starts from a fastening ( 16 ) such as a ribbed plate, at least one intermediate layer ( 36 , 38 , 40 , 42 ) is arranged with a stiffness speed x, characterized in that the stiffness x of the intermediate layer ( 36 , 38 , 40 , 42 ) is designed such that the rail ( 18 , 20 , 26 ) on the underside of the foot to a maximum of is deformable to a rail tension in the range of 70 to 100 N / mm².

14. The superstructure according to at least one of the preceding claims, characterized in that when the intermediate layer ( 42 ) is unloaded, it has protrusions ( 46 ) above its underside ( 44 ) which are surrounded on the circumferential side by a free space ( 48 ) within the intermediate layer , The free space having a volume V _a which is equal to a volume V _b which corresponds to that of the projections ( 46 ) in their sections ( 50 ) projecting beyond the underside of the intermediate layer.

15. superstructure according to at least claim 14, characterized in that when the maximum permissible rail tension is present, the volume V _{a of} the free space ( 48 ) is completely filled by the material of the projections ( 46 ) and these are flush with the underside ( 44 ) of the intermediate layer in order to achieve a high level Complete the stiffness x of the intermediate layer ( 42 ), in particular a stiffness x in the range of 100 kN / mm.