DE19627672A1 - Verfahren zur Herstellung einer mit Schienenauflagerelementen versehenen Betonfahrbahnplatte einer Schnellfahrbahnstrecke und Maschine zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mit Schienenauflagerelementen versehenen Betonfahrbahnplatte einer Schnellfahrbahnstrecke des Schienenverkehrs im Rahmen einer automatisierten Arbeitsweise, bei welchem Verfahren zunächst die Betonfahrbahnplatte mit Hilfe eines Gleitfertigers auf einen vorbereitetem Unterbau betoniert wird und die ebenfalls aus Beton bestehenden Schienenauflagerelemente nach Einbringen von Verbundankern aus Betonstahl für den Verbund der Schienenauf­ lagerelemente mit der Betonfahrbahnplatte auf die ausreichend erhärtete Betonfahrbahnplatte aufbetoniert wird, wobei die Schienen der Gleise auf die Schienenauflagerelemente aufgebracht und in diesen befestigt werden. Die Erfindung betrifft fernerhin eine Maschine zur Durchführung des Verfahrens. - Verfahren zur Herstellung solcher Betonfahrbahnplatten sind bekannt. In bezug auf die Betonfahrbahnplatte an sich und für sich werden die Verfahren mit Gleitfertigern für die Betonfahrbahnplatte durch­ geführt, wie sie auch beim Bau von Autobahnen üblich sind. Das Betonieren der Schienenauflagerelemente erfolgt in besonderen Verfahrensschritten. Im Betrieb der Schnellfahrbahnstrecke haben die Schienenauflagerelemente beachtliche dynamische Bean­ spruchungen, hauptsächlich auch quer zur Längsrichtung der Betonfahrbahnplatte, aufzunehmen. Diese verlangen einen entspre­ chenden sicheren Verbund bei hoher Dauerfestigkeit.

Bei dem bekannten Verfahren, welches aus der DE 44 42 497 A1 ableitbar ist, wird die Betonfahrbahnplatte nicht mit ebener Oberfläche hergestellt. Es wird vielmehr in die Betonfahrbahn­ platte beim Betonieren eine längslaufende Auskammerung einge­ formt, in welche die Schienenauflagerelemente mit ihrem Fuß ein­ fassen. Sie sind daher in der Betonfahrbahnplatte in bezug auf Beanspruchungen quer zur Längsrichtung der Betonfahrbahnplatte formschlüssig gehalten. Zusätzlich besteht, mehr oder weniger ausgeprägt, ein Hydratationsverbund. Im übrigen sind Verbund­ anker in Form von sogenannten Bewährungsschlaufen vorgesehen. Nicht erkennbar ist in DE 44 42 497 A1, wie die Verbundanker eingebracht werden. In der Praxis werden die von Hilfspersonen manuell in die frischbetonierte Betonfahrbahnplatte eingedrückt oder eingeschlagen. Das beeinträchtigt nachteilig die Herstel­ lungsgeschwindigkeit und ist aufwendig.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren so zu führen, daß ohne Störung des Ablaufs der automatisierten Arbeiten der Verbund der Schienenauflagerelemente und der Betonfahrbahnplatte erfolgen kann, und zwar so, daß ohne weiteres auch extreme Beanspruchun­ gen, die aus sehr schnell fahrenden Zügen in Schnellfahrbahn­ strecken resultieren, aufgenommen werden. Der Erfindung liegt fernerhin das technische Problem zugrunde, eine Maschine anzuge­ ben, die zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignet ist.

Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung, aus­ gehend von dem eingangs beschriebenen Verfahren, daß eine von Auskammerungen für die formschlüssige Aufnahme der Schienenauf­ lagerelemente freie Betonfahrbahnplatte betoniert wird und in diese frischbetonierte Betonfahrbahnplatte vor der Erhärtung im Zuge des automatisierten Arbeitsfortschrittes die Verbundanker mit Hilfe einer längs der Betonfahrbahnplatte verfahrbaren Verbundankersetzmaschine im Gefolge des Gleitfertigers einge­ drückt werden, und zwar nach Maßgabe des Abstandes der herzu­ stellenden Schienenauflagerelemente, welcher Abstand von der Verbundankersetzmaschine ermittelt wird, daß eine ausreichende Erhärtung der Betonfahrbahnplatte im automatisierten Arbeits­ fortschritt eingerichtet wird und daß danach die Schienenauf­ lagerelemente betoniert sowie dabei die über die Betonfahrbahn­ platte vorstehenden Verbundanker in die Schienenauflagerelemente einbetoniert werden. - Es versteht sich, daß die Verbundanker­ setzmaschine eine Einreichung aufweist, die gegenüber einem festen Punkt oder entsprechenden Einrichtungen, z. B. gegenüber einer Meßlatte den Abstand der herzustellenden Schienenauf­ lagerelemente ermittelt.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die eingangs beschriebene, automatisierte Arbeitsweise es erlaubt, ein automatisches Setzen der Verbundanker zu integrieren, wenn das Verfahren wie beschrieben durchgeführt wird. Der Zeitplan der Fertigungsabläufe kann ohne Störung des Betriebes des Gleit­ fertigers und der im Arbeitsablauf folgenden Maschinen für das Betonieren der Schienenauflagerelemente und gegebenenfalls des Verlegens der Gleise eingerichtet werden.

Im Rahmen der Erfindung kann mit den verschiedensten Verbundankern gearbeitet werden. Nach bevorzugter Ausführungs­ form der Erfindung werden im wesentlichen U-förmige Verbundanker mit U-Schenkeln und U-Steg mit den U-Schenkeln in die frisch­ betonierte Betonfahrbahnplatte einbetoniert, wobei die oberen Enden der U-Schenkel und der U-Steg als Verbundöse über der Oberfläche der Betonfahrbahnplatte freiliegt. Mit Rücksicht auf die aufzunehmenden Beanspruchungen empfiehlt es sich, die U-förmigen Verbundanker mit ihrer Verbundankerebene in Fahrt­ richtung der Betonfahrbahnplatte in diese einzudrücken. Die Verbundanker werden zweckmäßigerweise orthogonal zur Grundfläche der Betonfahrbahnplatte in diese eingedrückt. Im Rahmen der Erfindung liegt es, mit Verbundankern zu arbeiten, die eine verbundfreudige Oberfläche aufweisen und wie beschrieben in die Betonfahrbahnplatte eingedrückt werden. Im allgemeinen ist die Verwendung solcher Verbundanker, die das Eindrücken in die frischbetonierte Betonfahrbahnplatte ein wenig erschweren, nicht erforderlich. Das gilt insbesondere dann, wenn die Verbundanker in die Betonfahrbahnplatte eingerüttelt und die Einrüttelschwin­ gungen (Vibrationen, Ultraschallschwingungen) auf die Verbund­ anker ausgeübt werden.

In bezug auf die Integration der Verbundankersetzmaschine in das eingangs beschriebene Verfahren empfiehlt die Erfindung, die Verbundankersetzmaschine auf Rollbahnen längs der Betonplatte zu führen. Nach bevorzugter Ausführungsform, die ohne weiteres eine sehr genaue Positionierung der Verbundanker ermöglicht, werden längs der Rollbahnen Signalgeber für die Position der Schienen­ auflagerelemente angeordnet, die von Sensoren, welche einer Steuereinrichtung der Verbundankersetzmaschine angehören, abge­ fragt werden, wobei die Verbundankersetzmaschine die Verbund­ anker nach Maßgabe der von den Sensoren aufgenommenen Steuer­ signale positionsgenau in die Betonfahrbahnplatte eindrückt. Die Positionsgenauigkeit bezieht sich auf die Position, die für die Schienenauflagerelemente konstruktiv vorgegeben ist. Die Positionierung kann ohne weiteres die Bewehrung in der Beton­ fahrbahnplatte berücksichtigen, so daß beim Eindrücken der Verbundanker in die frischbetonierte Betonfahrbahnplatte Kollisionen der Verbundanker mit den Bewehrungselementen nicht eintreten. Bei der Ausführungsform für die Herstellung von mit Schienenauflagerelementen versehenen Betonfahrbahnplatten, in deren Schienenauflagerelemente verdübelte Schienenbefestigungs­ schrauben eingebracht werden, die mit ihrem unteren Ende in Vertiefungen der Betonfahrbahnplatten einfassen, liegt es im Rahmen der Erfindung, mit der Verbundankersetzmaschine, die zusätzliche Vertiefungsformer aufweist, auch die Vertiefungen für die Enden der Schienbefestigungsschrauben in die frisch­ betonierte Betonfahrbahnplatte einzudrücken. Diese Ausführungs­ form ist von Vorteil, weil in diese Vertiefungen in der Beton­ fahrbahnplatte der Beton der Schienenauflagerelemente eingebracht wird, wo er erhärtet. Das bewirkt einen zusätzlichen formschlüssigen Verbund der Schienenauflagerelemente mit der Betonfahrbahnplatte. Auch das Eindrücken dieser Vertiefungen kann von der Steuereinrichtung der Verbundankersetzmaschine gesteuert werden, es kann gleichzeitig mit dem Eindrücken der Verbundanker oder im Anschluß daran erfolgen.

Gegenstand der Erfindung ist auch die Verbundankersetzmaschine nach den Patentansprüchen 11 bis 15, die im folgenden in Verbin­ dung mit einer Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens, beschrieben wird. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 die Seitenansicht einer Verbundankersetzmaschine, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist,

Fig. 2 eine Ansicht des Gegenstandes der Fig. 1 aus Richtung des Pfeiles A,

Fig. 3 in gegenüber den Fig. 2 und 3 wesentlich vergrößertem Maßstab eine Einheit aus dem Gegenstand der Fig. 2 aus Richtung des Pfeiles B, nämlich eine Ansicht des Anker­ setzgerätes der Ankersetzmaschine,

Fig. 4 einen Schnitt durch eine nach der Erfindung hergestellte Betonfahrbahnplatte mit Schienenauflagerelementen und Verbundankern und

Fig. 5 einen Längsschnitt durch den Gegenstand der Fig. 4.

In den Fig. 1 bis 3 erkennt man zunächst eine Verbundankersetz­ maschine 1 für die Ausführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens. Man erkennt einen Maschinenrahmen 2, der in Längsrichtung der Betonfahrbahnplatte 3 verlaufende Längsholme 4 und quer dazu verlaufende Querholme 5 aufweist. An den Längsholmen 4 erkennt man Radsätze 6, mit denen die Verbundankersetzmaschine 1 längs der Betonfahrbahnplatte 3 auf Rollbahnen 7 geführt ist. Das beschriebene "Fahrgestell" besitzt eine Führungstraverse 8 für hydraulisch betätigte Verbundankersetzgeräte 9. Die Führungstraverse 8 ist in dem Maschinenrahmen 2 gehalten. Die Verbundankersetzgeräte 9 sind, wie in den Fig. 1 und 2 Doppelpfeile verdeutlichen, aufund­ niederbewegbar. Die Führungstraverse 8 kann erforderlichenfalls ihrerseits an dem Maschinenrahmen 2 in Längsrichtung der Betonfahrbahnplatte 3 und zurück bewegt werden. Man erkennt in den Fig. 1 und 2 ein Verbundankermagazin 10, Verbundankerführungseinrichtungen 11 und Eindrückeinrichtungen 12 für das Eindrücken der Verbundanker 13 in die Betonfahrbahnplatte 3. Insoweit wird auch auf die Fig. 3 verwiesen. Die Fig. 3 verdeutlicht fernerhin, daß beim Eindrücken der Verbundanker 13 Einrüttelschwingungen in Form Vibrationen oder Ultraschallschwingern auf die Verbundanker 13 ausgeübt werden können. Es versteht sich, daß die entsprechenden Vibratoren oder Rüttler 14 über Schwingmetalle oder dergleichen gelagert sind. Die Verbundankersetzmaschine 1 besitzt an der Führungstraverse 8 für die Verbundankersetzgeräte 9 auch hydraulisch betätigte Vertiefungsformer 15, die aufundnieder in Richtung der eingezeichneten Doppelpfeile bewegbar sind und zum Eindrücken der schon beschriebenen Vertiefungen 16, zu denen auch auf die Fig. 4 und 5 verwiesen wird, bestimmt sind.

Die Figuren lassen erkennen, daß eine von Auskammerungen für die formschlüssige Aufnahme der Schienenauflagerelemente 17 freie Betonfahrbahnplatte 3 betoniert wird und daß in diese frischbetonierte Betonfahrbahnplatte 3 vor der Erhärtung im Zuge des automatisierten Arbeitsfortschrittes die Verbundanker 13 eingedrückt werden, und zwar mit der in den Figuren dargestellten, längs der Betonfahrbahnplatte 3 verfahrbaren Verbundankersetzmaschine 1, die sich im Gefolge des nicht gezeichneten Gleitfertigers befindet. Das Eindrücken der Verbundanker 13 erfolgt nach Maßgabe des Abstandes der herzustellenden Schienenauflagerelemente 17. Der Abstand wird von der Verbundankersetzmaschine 1 ermittelt. Eine ausreichende Erhärtung der Betonfahrbahnplatte 3 im automatisierten Arbeitsfortschritt wird eingerichtet, und zwar so, daß nach ausreichender Erhärtung der Betonfahrbahnplatte 3 die Schienenauflagerelemente 17 betoniert werden können, wobei die über die Betonfahrbahnplatte 3 vorstehenden Verbundanker 13 in die Schienenauflagerelemente 17 einbetoniert werden.

Im Ausführungsbeispiel sind U-förmige Verbundanker 13 dargestellt, die U-Schenkel 18 und einen U-Steg 19 aufweisen. Man entnimmt aus den Figuren, daß die Verbundanker 13 mit den U-Schenkeln 18 in die frischbetonierte Betonfahrbahnplatte 3 einbetoniert werden, wobei die oberen Enden der U-Schenkel 18 und der U-Steg 19 frei bleiben, die gleichsam eine Verbundöse bilden. Die U-förmigen Verbundanker 13 sind mit ihrer Verbundankerebene in Fahrtrichtung der Betonfahrbahnplatte 3 in diese eingedrückt worden. Sie stehen orthogonal zur Grundfläche der Betonfahrbahnplatte 3. Daß die Verbundanker 13 auch eingerüttelt werden können, wurde bereits erwähnt.

In der Fig. 2 erkennt man, daß die Verbundankersetzmaschine 1 auf Rollbahnen 7 längs der Betonfahrbahnplatte 3 geführt wird. In der Fig. 2 erkennt man, daß längs der Rollbahnen 7 eine Schiene 20 angeordnet ist, die Signalgeber 21 für die Position der Schienenauflagerelemente 17 aufweist. Diese Signalgeber 21 können von Sensoren 22, die einer Steuereinrichtung der Verbundankersetzmaschine 1 angehören, abgefragt werden. Die Verbundankersetzmaschine 1 drückt die Verbundanker 13 nach Maßgabe der von den Sensoren 22 aufgenommenen Steuerimpulse positionsgenau in die Betonfahrbahnplatte 3 ein. Es sind weitere Sensoren 23 gesehen, die abfragen, wie die Verbundanker­ setzgeräte 9 arbeiteten. Entsprechend können auch die schon erwähnten Vertiefungsformer 15 gesteuert werden. Sowohl die Ankersetzgeräte 9 als auch die Vertiefungsformer 15 sind mit den Hilfsmitteln der Hydraulik angetrieben und gesteuert.

Claims (15)

1. Verfahren zur Herstellung einer mit Schienenauflager­ elementen versehenen Betonfahrbahnplatte einer Schnellfahrbahn­ strecke des Schienenverkehrs im Rahmen einer automatisierten Arbeitsweise, bei welchem Verfahren
zunächst die Betonfahrbahnplatte mit Hilfe eines Gleitfer­ tigers auf einen vorbereiteten Unterbau betoniert wird und die ebenfalls aus Beton bestehenden Schienenauflager­ elemente nach Einbringen von Verbundankern aus Betonstahl für den Verbund der Schienenauflagerelemente mit der Betonfahrbahnplatte auf die ausreichend erhärtete Betonfahrbahnplatte aufbetoniert werden, wobei später die Schienen der Gleise auf die Schienenauflagerelemente aufgebracht und in diesen befestigt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß eine von Auskammerungen für die formschlüssige Aufnahme der Schienenauflagerelemente freie Betonfahrbahnplatte betoniert wird und in diese frischbetonierte Betonfahrbahnplatte vor der Erhärtung im Zuge des automatisierten Arbeitsfortschrittes die Verbundanker mit Hilfe einer längs der Betonfahrbahnplatte verfahrbaren Verbundankersetzmaschine im Gefolge des Gleit­ fertigers eingedrückt werden, und zwar nach Maßgabe des Abstan­ des der herzustellenden Schienenauflagerelemente, welcher Abstand von der Verbundankersetzmaschine ermittelt wird, daß eine ausreichende Erhärtung der Betonfahrbahnplatte im automati­ sierten Arbeitsfortschritt eingerichtet wird und daß danach die Schienenauflagerelemente betoniert sowie dabei die über die Betonfahrbahnplatte vorstehenden Verbundanker in die Schienen­ auflagerelemente einbetoniert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen U-förmige Verbundanker mit U-Schenkeln und U-Steg mit den U-Schenkeln in die frischbetonierte Betonfahrbahnplatte eingedrückt werden, wobei die oberen Enden der U-Schenkel und der U-Steg als Verbundöse über die Oberfläche der Betonfahrbahn­ platte übersteht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmigen Verbundanker mit ihrer Verbundankerebene in Fahrt­ richtung der Betonfahrbahnplatte in diese eingedrückt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbundanker orthogonal zur Grundfläche der Betonfahrbahnplatte in diese eingedrückt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Verbundanker, die eine verbundfreudige Oberfläche aufweisen, in die Betonfahrbahnplatte eingedrückt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbundanker in die Betonfahrbahnplatte ein­ gerüttelt und die Einrüttelschwingungen (Vibrationen, Ultra­ schallschwingungen) auf die Verbundanker ausgeübt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbundankersetzmaschine auf Rollbahnen längst der Betonplatte geführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß längst der Rollbahnen Signalgeber für die Position der Schienenauflagerelemente angeordnet werden, die von Sensoren, die einer Steuereinrichtung der Verbundankersetz­ maschine angehören, abgefragt werden, und die Verbundankersetz­ maschine die Verbundanker nach Maßgabe der von den Sensoren aufgenommenen Steuersignale positionsgenau in die Betonfahrbahn­ platte eingedrückt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in der Ausfüh­ rungsform für die Herstellung von auf Schienenauflagerelementen versehenen Betonfahrbahnplatten, in deren Schienenauflager­ elemente verdübelte Schienenbefestigungsschrauben eingebracht werden, die mit ihrem unteren Ende in Vertiefungen der Beton­ fahrbahnplatte einfassen, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Verbundsetzmaschine, die zusätzliche Vertiefungsformer aufweist, auch die Vertiefungen für die Enden der Schienenbefestigungs­ schrauben in die frischbetonierte Betonfahrbahnplatte einge­ drückt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auch das Eindrücken der Vertiefungen von der Steuereinrichtung der Verbundankersetzmaschine gesteuert und gleichzeitig mit dem Eindrücken der Verbundanker oder im Anschluß daran durchgeführt wird.

11. Verbundankersetzmaschine für die Ausführung eines Verfah­ rens, welches nach Maßgabe der Patentansprüche 1 bis 10 abläuft, mit
einem Maschinenrahmen, der in Längsrichtung der Schnell­ fahrbahnstrecke verlaufende Längshalme und quer dazu verlaufende Querholme aufweist,
Radsätzen an den Längsholmen und zumindest eine
Führungstraverse für hydraulisch betätigte Verbundanker­ setzgeräte an dem Maschinenrahmen,
wobei die Radsätze auf Rollbahnen längst der Betonfahrbahnplatte geführt sind und die Verbundankersetzgeräte an den Führungs­ traversen positionierbar sowie zum Eindrücken der Verbundanker aufundniedergehend bewegbar sind.

12. Verbundankersetzmaschine nach Anspruch 11, bei der die Führungstraverse ihrerseits an dem Maschinenrahmen in Längsrich­ tung der Betonfahrbahnplatte und zurück bewegbar ist.

13. Verbundankersetzmaschine nach einem der Ansprüche 11 oder 12, bei der die Verbundankersetzgeräte ein Verbundankermagazin, Verbundankerführungseinrichtungen und Andrückeinrichtungen für das Eindrücken der Verbundanker in die Betonfahrbahnplatte auf­ weist.

14. Verbundankersetzmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß an der Führungstraverse für die Verbundankersetzgeräte auch die hydraulisch betätigten Vertie­ fungsformer angeordnet sind.

15. Verbundankersetzmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 14, die als Teilaggregat eines Gleitfertigers für die Betonfahrbahn­ platte ausgeführt oder an diese anschließbar ist.