DE19719987A1

DE19719987A1 - Feste Fahrbahn auf Eisenbahn-Brücken

Info

Publication number: DE19719987A1
Application number: DE1997119987
Authority: DE
Inventors: Werner Fastenau
Original assignee: Ed Zueblin AG
Current assignee: Ed Zueblin AG
Priority date: 1997-05-13
Filing date: 1997-05-13
Publication date: 1998-06-04
Also published as: ATA32298A; AT409873B

Description

Die Erfindung betrifft eine Feste Fahrbahn auf Eisenbahn-Brücken, bei der die Schienen auf einer fugenlosen Stahlbeton-Tragplatte befestigt sind, die über die gesamte Brückenlänge durchläuft, und die auf der Brückenkonstruk tion längsverschieblich aufgelagert ist.

In zunehmendem Maße werden für die Eisenbahn-Schnellverkehrsstrecken sogenannte Feste Fahrbahnen verwendet, bei denen die Schienen nicht auf einem Schotterbett, sondern auf einer Stahlbetontragplatte aufgelagert sind. Der Grund für die Verwendung von Festen Fahrbahnen statt des altherge brachten Schotterbettes ist einmal die bessere Lagekonstanz, wie auch die infolge sehr großer Instandhaltungsintervalle größere Verfügbarkeit. Feste Fahrbahnen wurden zunächst ausschließlich in Tunneln verlegt, weil hier keine Setzungen zu befürchten waren, gegen die Feste Fahrbahnen empfindlich sind. Inzwischen werden Feste Fahrbahnen jedoch auch bereits auf Erdplanum gebaut, einmal, weil die Bodenbeanspruchungen bei dieser Bauart sehr gering sind, andermal, weil man bei schlechten Böden gelernt hat, Setzungen mit Methoden der Bodenverbesserung zu begegnen.

Das Auflegen einer Festen Fahrbahn auf Brücken ist jedoch bislang nicht befriedigend gelöst. Bei einer Festen Fahrbahn mit durchgehend verschweiß ten Schienen verbleibt jeder Querschnitt praktisch bei jeder Temperatur un verschieblich an der gleichen Stelle, Temperaturänderungen bewirken ledig lich Spannungsänderungen in Tragplatte und Schienen. Bei einer Brücken konstruktion jedoch kommt es infolge Temperaturänderungen zu Längenän derungen: Feste Fahrbahnen und Brückenkonstruktionen sind also bei Tem peraturänderungen nicht kompatibel.

Deshalb bleibt man in Deutschland im Zuge von Strecken mit Fester Fahr bahn im Bereich längerer Brücken noch bei Schottergleisen, was allerdings zum Ausgleich der Längenänderungen sogenannte Schienenauszüge erfor derlich an den Übergängen macht. Dies aber ist bei Schnellfahrstrecken sehr unerwünscht. In Japan, wo große Abschnitte Fester Fahrbahnen auf Brücken oder aufgeständerten Konstruktionen verlegt sind, hat man die Tragplatte in kurze Abschnitte unterteilt, die eine große Längsbewegung des langen Brücken bauwerks in viele kleine, dann unschädliche Bewegungen der Tragplat tenabschnitte aufteilen sollen.

Zur Lösung des Problems Feste Fahrbahn auf Brücken wurde durch die DE 24 43 770 vorgeschlagen, die Tragplatte auf der Brückenkonstruktion längsverschieblich aufzulagern, so daß die Brückenkonstruktion sich unter der Festen Fahrbahn bewegen kann. Die Ausführung dieser einleuchtenden Lösung scheiterte jedoch daran, daß die Aufnahme und Weiterleitung der potentiell sehr großen Kräfte beim Bremsen eines Zuges der Tragplatte zu gewiesen werden, die sie vor und/oder hinter der Brücke an das Erdplanum oder an zur Aufnahme dieser Kräfte geeignete Widerlager abgeben muß. Die der Bemessung zugrunde zu legenden Bremskräfte sind so groß, daß sie zu unwirtschaftlichen Abmessungen der Tragplatte und deren Bewehrung füh ren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu finden, die eine wirtschaftliche Anwendung der in der DE 24 43 770 beschriebenen Konstruk tion zuläßt. Dazu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, zwischen Tragplatte und Brückenkonstruktion hydraulische Stoßdämpfer anzuordnen, die die Bremskräfte an einer oder mehreren Stellen an die zu ihrer Aufnahme be messene Brückenkonstruktion übertragen.

Das an sich bekannte Prinzip des hydraulischen Stoßdämpfers besteht darin, daß sich in einem vollständig mit Flüssigkeit gefüllten Zylinder ein Kolben be findet, der durch eine kleine Bohrung oder ein Ventil den Durchfluß der Flüs sigkeit gestattet. Bei plötzlich auftretenden Kräften ist der Durchfluß jedoch so gering, daß eine Bewegung des Kolbens praktisch nicht stattfindet. Erst bei längerer Krafteinwirkung ist bei dem geringen Durchfluß eine langsame Kolbenbewegung möglich.

Bremst ein Zug auf der Brücke, so werden sofort an allen gebremsten Rä dern Bremskräfte über die Schienen und die Schienenbefestigungen in die Tragplatte übertragen. Durch die Stoßdämpfer werden die Kräfte abhängig vom Abstand der Stoßdämpfer auf kurzem Wege an die Brückenkonstrukti on abgegeben, ohne daß sich die gesamten Bremskräfte des Zuges in der Tragplatte aufbauen können.

Erfindungsgemäß wird weiter vorgeschlagen, die Stoßdämpfer zwischen Tragplatte und Brückenkonstruktion als eine konstruktive Einheit mit den seit lichen Führungen der Tragplatte auszubilden. Der Vorzug einer solchen Konstruktion liegt darin, daß die Befestigungselemente der seitlichen Füh rungen gleichzeitig für die Kraftübertragung von der Tragplatte in die Brücken konstruktion genutzt werden können. Stoßdämpfer sind Maschinenele mente, die praktisch wartungsfrei sind. Dennoch begegnet der Brückenbauer der Verwendung von Maschinenelementen bei seiner Konstruktionen in Hinblick auf die geforderte lange Lebensdauer mit einer gewissen Skepsis. Da aber die erfindungsgemäßen Stoßdämpfer immer in größerer Anzahl vor handen sind und sie sich sehr leicht auswechseln lassen, braucht ein Versa gen der Gesamtkonstruktion Feste Fahrbahn/Brücke nicht befürchtet zu wer den.

Alternativ zur Verwendung mechanischer Stoßdämpfer ist auch der Einsatz viskoelastischer Substanzen möglich. Diese Substanzen verhalten sich bei schnellen Verschiebungen relativ starr, wohingegen sie bei langsam wirkender Kraft viskos verformt werden. Viskoelastische Substanzen finden z. B. bereits in Automatikgetrieben von Autos Verwendung, in denen sie bei niedriger Umdrehungszahl ein Halten unter Bremseinwirkung ermöglichen, bei hohen Umdrehungszahlen jedoch eine relativ starre Kopplung vermitteln und damit ein Fahren ohne großen Verlust an Energie durch Reibungswärme erlauben. Die viskoelastischen Substanzen werden in einer bevorzugten Ausführungs form direkt als Bestandteil der Gleitlager eingesetzt, z. B. in dünner Schicht als "Schmierstoff" zwischen Gleitlager und Tragplatte. Ein Vorteil des Einsat zes viskoelastischer Substanzen in einer solchen Ausführung sind die großen Flächen, über die Kräfte von der Tragplatte in die Brückenkonstruktion wei tergeleitet werden. Es bedarf keiner punktueller mechanischer Befestigun gen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch die Brücke (1) mit darauf längsverschieblich auf einem Gleitlager (2) aufgelagerter Fester Fahrbahn (3) und durch eine mit einem Stoßdämpfer (4) verbundene seitliche Führung (7).

Die Feste Fahrbahn (3) ist auf der Brücke (1) mittels Gleitlager (2) längsver schieblich aufgelagert. Um die seitliche Lage der Festen Fahrbahn (3) zu stabilisieren, sind in Abständen auf beiden Seiten der Tragplatte (5) Führun gen (7) angebracht, die z. B. aus einem Winkelprofil bestehen, das auf der Brückenkonstruktion (1) befestigt ist, sowie aus einer an der Tragplatte (5) angebrachten Gleitplatte (8). Winkelprofil (7) und Gleitplatte (8) gestatten an der Gleitfläche eine Längsbewegung zwischen Tragplatte (5) und Brücken konstruktion (1). Der Stoßdämpfer (4) ist einerseits mit der Winkelplatte (7), andererseits mit der Tragplatte (5) verbunden, z. B. in der dargestellten Weise über Augenlaschen und Bolzen. Aufgrund seiner Funktionsweise sorgt der Stoßdämpfer (4) bei kurzzeitig auftretenden Kräften für eine praktisch starre Verbindung zwischen Brückenkonstruktion (1) und Fester Fahrbahn (3), wäh rend er für länger wirkende Kräfte, wie sie Temperaturänderungen hervorru fen, eine Längsbewegung zuläßt.

Bezugszeichenliste

1

Brückenkonstruktion

2

Gleitlager

3

Feste Fahrbahn

4

Stoßdämpfer beliebiger Bauart

5

Tragplatte

6

Verbindungsmittel, z. B. Bolzen

7

seitliche Führung, z. B. Winkelprofil

8

Gleitplatte

9

Schiene

Claims

1. Verfahren zur Kopplung einer Festen Fahrbahn an eine Brücke, bei der die Schienen auf einer Stahlbeton-Tragplatte befestigt sind, die fugenlos über die gesamte Brückenlänge oder lange Abschnitte derselben verläuft und längsverschieblich auf der Brückenkonstruktion aufgelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung über Mittel erfolgt, die zwar langsam auftretende Verschiebungen infolge Temperaturänderungen, nicht jedoch solche durch kurzfristig wirkende Kräfte zulassen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Kopplung Stoßdämpfer, be vorzugt hydraulische, eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Kopplung viskoelastische Substanzen eingesetzt werden.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die viskoelastischen Substanzen als Be standteil des Gleitlagers eingesetzt werden, so daß auf die Feste Fahr bahn wirkende plötzliche Kräfte das Gleitlager in ein hinreichend starres Kopplungsglied verwandeln, wohingegen es bei langsam wirkenden Kräf ten weiterhin als Gleitlager fungiert.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens aus den folgenden Teilen besteht:

a.) Feste Fahrbahn
b.) Brücke
c.) Element, welches eine Längsverschiebung der Festen Fahrbahn relativ zur Brückenkonstruktion zuläßt, z. B. ein Gleitlager
d.) Stoßdämpfer.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßdämpfer zwischen Tragplatte und Brückenkonstruktion eine konstruktive Einheit mit den auf der Brücken konstruktion in Abständen befestigten seitlichen Führungen der Tragplatte bilden.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens aus den folgenden Teilen besteht:

a.) Feste Fahrbahn
b.) Brücke
c.) Element unter der Festen Fahrbahn, welches eine Längsverschiebung der Festen Fahrbahn relativ zur Brückenkonstruktion zuläßt, z. B. ein Gleitlager, welches aber ein viskoelastisches Medium enthält, welches sich bei kurzzeitig wirkenden Kräften annähernd starr verhält und dadurch Kräfte an die Brückenkonstruktion weiterleitet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der viskoelastischen Substanz um ein Polymer handelt, welches in dünner Schicht auf der Gleitplatte aufgetragen ist und bei langsamen Verformungen viskos reagiert, wohin gegen schnelle Verformungen ein mehr elastisches Verhalten bedingen.