DE19824395C1

DE19824395C1 - Method for manufacture of railway bed

Info

Publication number: DE19824395C1
Application number: DE1998124395
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Fuchs; Eberhard Dipl Ing Richter
Original assignee: Hochtief AG
Current assignee: Hochtief AG
Priority date: 1998-05-30
Filing date: 1998-05-30
Publication date: 1999-07-22
Anticipated expiration: 2018-05-31

Abstract

The method involves fixing conductive steel plates (5) , prior to preparation of the concrete supporting layer, on the hardened hydraulic carrier layer in the area of the anchor bolt bores. The anchor bolt bores are formed through the steel plate. The anchor bolts inserted into the bores are laser welded with the plate.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines schotterlosen Oberbausystems für zumindest ein Eisen bahngleis aus zwei Eisenbahnschienen, insbesondere für Hochgeschwindigkeitsstrecken, - auch als sogenannte Feste Fahrbahn bezeichnet -, wobei fortlaufend zunächst eine hydraulisch gebundene Tragschicht und auf der erhärteten Tragschicht eine Betontragschicht gefertigt wird, wobei anschließend in die Betontragschicht schienenparallele Reihen von Verankerungsbohrungen eingesenkt werden, in welche Ankerbolzen für Auflagerplatten jeweils einer daran zu befestigenden Schiene eingesetzt werden, und wobei danach einerseits die verbliebenen Hohlräume der Verankerungsbohrungen mit Vergußmaterial verfüllt und andererseits mit Hilfe eines Schalungskörpers Schienen auflagersockel betoniert werden, auf denen nach Erhärtung die Auflagerplatten aufgelagert und befestigt werden. Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zum Setzen der Ankerbolzen, zum Verfüllen der verbliebenen Hohlräume der Verankerungsbohrungen und zum Betonieren der Schienenauflagersockel bei einem derartigen Verfahren.The invention relates to a method for producing a ballastless superstructure system for at least one iron Railway track from two railroad tracks, especially for High-speed lines - also as so-called festivals Roadway designates -, whereby initially continuously one hydraulically bound base layer and on the hardened Base layer is made of a concrete base layer, whereby then parallel to the concrete base course Rows of anchor holes are sunk in which anchor bolts for bearing plates one at each to be fastened rail, and wherein then on the one hand the remaining cavities of the Anchorage holes filled with potting material and on the other hand with the help of a formwork body rails support base to be concreted on which after hardening the support plates are stored and fastened. The invention also relates to a device for Place the anchor bolts to fill the remaining ones Cavities of the anchoring holes and for concreting the Rail support base in such a method.

Bei bekannten Verfahren der genannten Art (DE 44 11 889 A1) werden die Verankerungsbohrungen nur über einen Teil der Höhe der Betontragschicht geführt. Die gewindeartige äußere Profilierung der aus Verankerungsdübeln bestehenden Ankerbolzen bewirkt bei einer Beaufschlagung mit einer Zugkraft eine Lastübertragung durch Verbund mit der Mörtelschale, die ihrerseits in Verbund mit der umgebenden Betontragschicht steht. Die wirksame Verankerungstiefe ist in konstruktiver Hinsicht begrenzt durch die Einbindetiefe des Verankerungsdübels in die Betontragschicht. Je nach der Art der Profilierung des Verankerungsdübels erfolgt die Lastabtragung über Verbund nicht gleichförmig über die Länge der Profilierung. Vielmehr wird ein Großteil der Last bereits im oberen Drittel bis zur oberen Hälfte des profilierten Bereiches der Dübelhülse in die Mörtelschale bzw. den Beton der Betontragschicht übertragen. In der unteren Hälfte dagegen wird nur ein kleinerer Anteil der Last abgeleitet. Insgesamt erzielt man vergleichsweise niedrige Betonausbruchslasten, weil - vereinfacht ausgedrückt - die Spitze des Betonausbruchskraters bei dieser Art der Verankerung nicht bis an das untere Ende der Dübelhülse reicht. Die Verankerungstiefe ist dadurch stets kleiner als die Dicke des Verankerungsgrundes, d. h. der Betontragschicht.In known methods of the type mentioned (DE 44 11 889 A1) the anchor holes are only part of the Height of the concrete base course. The thread-like outer Profiling of the existing anchors Anchor bolt causes a Tensile force a load transmission through bond with the Mortar bowl, which in turn is bonded to the surrounding Concrete base layer stands. The effective anchorage depth is structurally limited by the embedment depth of the anchoring anchor in the concrete base layer. Depending on the The type of profiling of the anchoring anchor takes place Load transfer over composite not uniform over the Profiling length. Rather, much of the burden already in the upper third to the upper half of the profiled area of the dowel sleeve in the mortar shell or transfer the concrete of the concrete base course. In the the lower half, on the other hand, only a small proportion of Load derived. Overall, you achieve comparatively low concrete breakout loads because - simplified expressed - the tip of the concrete eruption crater at this type of anchoring does not reach the bottom of the Dowel sleeve is enough. The anchorage depth is therefore always less than the thickness of the anchoring base, d. H. of the Concrete base course.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bauteildicke der Betontragschicht für die Verankerung möglichst voll zu nutzen und zwar mit großvolumigem Lastabtragungsbereich.The invention is based, the component thickness the concrete base layer for anchoring as fully as possible use with a large-volume load transfer area.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in verfahrensmäßiger Hinsicht darin, daß vor dem Fertigen der Betontragschicht auf der erhärteten hydraulisch gebundenen Tragschicht im Bereich der späteren Verankerungsbohrungen elektrisch leitend miteinander verbundene Stahlplatten fixiert werden, daß die Verankerungsbohrungen bis zu den Stahlplatten geführt werden und daß die in die Veran kerungsbohrungen eingesetzten Ankerbolzen durch eine Lichtbogenbolzenschweißung mit den Stahlplatten verbunden werden. - Unter "Lichtbogenbolzenschweißung" ist dabei insbesondere eine Verschweißung nach DIN 1910-2, Ausgabe August 1977, Abschnitt 1.7.1 zu verstehen.The achievement of this task consists in procedurally in that before the manufacture of the Concrete base layer on the hardened hydraulically bound Base layer in the area of the later anchoring holes Steel plates electrically connected together be fixed that the anchoring holes up to the Steel plates are guided and that the in the veran anchor holes used by an anchor bolt Arc stud welding connected to the steel plates become. - Under "Arc stud welding" is included especially a weld according to DIN 1910-2, edition August 1977, section 1.7.1.

Die Erfindung geht hierbei von der Überlegung aus, daß die an die Ankerbolzen angeschweißten, über die Veran kerungsbohrungen überstehenden Stahlplatten zwischen der hydraulisch gebundenen Tragschicht und der Betontragschicht eine wesentlich bessere Einleitung der Ankerzugkräfte in die Betontragschicht besorgen, weil hierzu die Betontrag schicht über ihre gesamte Höhe und zufolge der Stahlplatten großvolumig herangezogen wird.The invention is based on the consideration that welded to the anchor bolts, via the veran steel plates protruding from the drill holes between the hydraulically bound base layer and the concrete base layer a much better introduction of the anchor tensile forces in get the concrete base layer because this is the concrete base layer over their entire height and according to the steel plates is used on a large volume.

Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. Der für das Anschweißen erforderliche Stromfluß wird im Rahmen des erfindungs gemäßen Verfahrens über die elektrisch leitende Verbindung der Stahlplatten besorgt. Diese kann vorzugsweise dadurch hergestellt werden, daß die Stahlplatten z. B. durch punkt verschweißten Stabstahl miteinander verbunden sind. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Stahlplatten in Form von Stahlplattenstreifen zu verlegen. Die für das Be tonieren der Betontragschicht erforderliche Fixierung der Stahlplatten wird vorzugsweise durch Aufkleben oder Anschießen mit Ankerbolzen an der hydraulisch gebundenen Tragschicht besorgt. Die in der Betontragschicht einzu bringenden Verankerungsbohrungen können mit Schnecken bohrern in den frischen, bereits angesteiften Beton der Tragschicht eingesenkt werden. Ohne weiteres besteht aber auch die Möglichkeit, diese Verankerungsbohrungen mit Hammerbohrern in den erhärteten Beton der Betontragschicht einzusenken. In allen Fällen wird dabei entferntes Betonmaterial abgesaugt. Um eine ordnungsgemäße Verschweißung sicherzustellen, empfiehlt es sich, die Stahlplatten an ihren am Boden der Verankerungsbohrungen befindlichen Bereichen durch Säubern in den zum Ver schweißen geeigneten Zustand zu bringen. Dies kann durch mechanische Behandlung der entsprechenden Bereiche erfol gen oder durch Einsatz von beschichteten Stahlplatten erreicht werden, deren Beschichtung lediglich entfernt wird.For further development there are within the Invention several ways. The one for welding required current flow is within the scope of the Invention method according to the electrically conductive connection the steel plates worried. This can preferably be done by are made that the steel plates z. B. by point welded steel bars are interconnected. A Another option is to shape the steel plates to be laid by steel plate strips. The for the Be toning the concrete base layer required fixing the Steel plates are preferably glued or Shoot with anchor bolts on the hydraulically bound Worried base layer. The one in the concrete base layer Bringing anchor holes can be done with snails drill into the fresh, already stiffened concrete of the Base layer can be sunk. Without further ado, however also the option of using these anchor holes Hammer drills in the hardened concrete of the concrete base course sink. In all cases this removes Aspirated concrete material. To be a proper one To ensure welding, it is recommended that Steel plates on their at the bottom of the anchoring holes areas by cleaning in the ver bring welding suitable condition. This can be done by mechanical treatment of the corresponding areas gene or by using coated steel plates can be achieved, the coating of which is only removed becomes.

Wie schon angegeben, ist Gegenstand der Erfindung auch eine Vorrichtung zum Setzen der Ankerbolzen, zum Verfüllen der verbliebenen Hohlräume der Verankerungsbohrungen und zum Betonieren der Schienenauflagersockel bei dem beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Schalungskörper für einen Schienenauf lagersockel an einem Setzrahmen heb- und senkbar gelagert ist und daß an dem Setzrahmen Lichtbogenbolzenschweißgeräte befestigt sind, die in der Arbeitsstellung den Schalungskörper im Bereich von verschließbaren und abdichtenden Öffnungen durchdringen.As already stated, the subject of the invention is also a Device for setting the anchor bolts, for filling the remaining cavities of the anchoring holes and to Concreting the rail support base in the described method according to the invention, which is characterized is that a formwork body for a rail Bearing base on a frame can be raised and lowered is and that on the setting frame arc stud welding equipment are attached to the in the working position Formwork body in the area of closable and penetrate sealing openings.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert, deren Fig. 1 bis 6 die Herstellung eines schotterlosen Oberbausystems für ein Eisenbahngleis aus zwei Eisenbahnschienen, insbesondere für Hochgeschwindig keitsstrecken, in aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten zeigen. In den Figuren ist dabei jeweils nur eine Gleis hälfte dargestellt. In the following the invention will be explained with reference to a drawing, whose FIGS. 1 to 6 show the production of a ballastless superstructure system for a railroad track from two railroad tracks, in particular for high-speed routes, in successive process steps. In the figures, only one half of the track is shown.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, wird mittels eines Gleitfertigers zunächst eine hydraulisch gebundene Trag schicht 1 hergestellt. Nach Erhärten der hydraulisch gebundenen Tragschicht 1 werden Einzelplatten 2 oder Stahlplattenstreifen, entweder durchgehend oder abschnitts weise, längs oder quer, so ausgelegt, daß sie unter Berücksichtigung der notwendigen Toleranzen als Ankerplatte für die später maßgenau zu setzenden Ankerbolzen 3 für die Schienenbefestigung dienen können. Die Fixierung der Stahlplatten 2 auf der hydraulisch gebundenen Tragplatte 1 erfolgt beispielsweise durch Verkleben mit einem minerali schen Baukleber oder durch Anschießen mit entsprechenden Bolzen. Die Fixierung muß die Lage der Stahlplatten 2 beim folgenden Betoniergang der Betontragschicht 4 sicher stellen.As can be seen from Fig. 1, a hydraulically bound base layer 1 is first produced by means of a slip paver. After hardening of the hydraulically bound base layer 1 , individual plates 2 or steel plate strips, either continuously or in sections, lengthways or crossways, are designed so that, taking into account the necessary tolerances, they can serve as an anchor plate for the anchor bolts 3 to be set later for the rail fastening. The fixing of the steel plates 2 on the hydraulically bound support plate 1 is carried out, for example, by gluing with a mineral building adhesive or by shooting with appropriate bolts. The fixation must ensure the position of the steel plates 2 in the following concreting of the concrete base layer 4 .

Werden Einzelplatten 2 verlegt, sind diese miteinander durch einen elektrischen Leiter zu verbinden, der beim Schweißvorgang für den erforderlichen Stromfluß sorgt. Dieser elektrische Leiter besteht im Ausführungsbeispiel aus einem mit den Stahlplatten 2 punktverschweißten Stahlstab 5. Die elektrotechnischen Forderungen des Fahrwegbetreibers werden dabei berücksichtigt.If individual plates 2 are laid, they must be connected to one another by an electrical conductor, which ensures the necessary current flow during the welding process. In the exemplary embodiment, this electrical conductor consists of a steel rod 5 that is spot-welded to the steel plates 2 . The electrotechnical requirements of the infrastructure manager are taken into account.

Anschließend wird die Bewehrung aus Betonstahl für die Betontragschicht 4 so verlegt, daß sie die unmittelbaren Verankerungsbereiche nicht kreuzt. Anschließend oder gleichzeitig mit der Bewehrungsverlegung wird die Beton tragschicht 4 betoniert (vgl. Fig. 2). In die Betontrag schicht 4 werden anschließend die Verankerungsbohrungen 6 eingesenkt. Dies kann mit Hilfe eines speziellen Schneckenbohrers oder dergleichen in den frischen, bereits angesteiften Beton geschehen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Verankerungsbohrungen 6 mittels Hammerbohrern in den erhärteten Beton zu bohren. In allen Fällen werden jeweils die Verankerungsbohrungen 6 bis auf die Stahlplatten 2 gebohrt. Die Bohrerspitze ist aber so ausgebildet, daß sie den Bohrgrund, nämlich die Stahlplatte 2, ausreichend sauber schabt und mit einer integrierten Absaugvorrichtung 7 das Bohrgut entfernt wird (vgl. Fig. 3). Falls im vorangegangenen Schritt kein zum Verschweißen geeigneter Zustand erreicht worden ist, wird die im Bohrlochgrund freiliegende Stahlplatte 2 durch das Ankerloch in einem separaten Arbeitsgang so präpariert, daß sie den Erfordernissen für eine zuverlässige Ausführung der Lichtbogenbolzenschweißung genügt. In jedem Fall sind Verunreinigungen und Wasser zu entfernen. Die genannte Säuberungsaktion kann z. B. durch rotierende Schleifkörper oder Stahlbürsten mit integrierter Absaugung geschehen. Alternativ kann mit einer dünnen Beschichtung der Stahlplatten mit Folie oder Überzuglack gearbeitet werden, die beim Bohren bzw. Reinigen zerstört wird und damit das blanke Blech freilegt (vgl. Fig. 4). Die Durchmesser der Verankerungsbohrungen 6 sind dabei so gewählt, daß genügend Freiraum für die anzuschweißenden Ankerbolzen 3 und das zugehörige Werkzeug und Einbauhilfsmittel gegeben ist, um diese lagegenau zu plazieren.Then the reinforcement made of reinforcing steel is laid for the concrete base layer 4 so that it does not cross the immediate anchoring areas. Subsequently or simultaneously with the laying of the reinforcement, the concrete base layer 4 is concreted (cf. FIG. 2). In the concrete support layer 4 , the anchoring holes 6 are then sunk. This can be done with the help of a special auger or the like in the fresh, already stiffened concrete. Another possibility is to drill the anchoring holes 6 into the hardened concrete using hammer drills. In all cases, the anchoring holes 6 are drilled down to the steel plates 2 . However, the drill tip is designed so that it scrapes the drilling base, namely the steel plate 2 , sufficiently cleanly and the drilling material is removed with an integrated suction device 7 (cf. FIG. 3). If no condition suitable for welding has been reached in the previous step, the steel plate 2 exposed in the bottom of the borehole is prepared by the anchor hole in a separate operation in such a way that it meets the requirements for reliable execution of the arc stud welding. In any case, contamination and water must be removed. The cleaning operation mentioned can, for. B. done by rotating grinding wheels or steel brushes with integrated suction. Alternatively, a thin coating of the steel plates with foil or topcoat can be used, which is destroyed during drilling or cleaning and thus exposes the bare metal sheet (see FIG. 4). The diameters of the anchoring holes 6 are chosen so that there is sufficient space for the anchor bolts 3 to be welded on and the associated tools and installation aids in order to place them in the correct position.

Ausweislich Fig. 5 werden nunmehr Setzrahmen 8 lage- und höhengenau positioniert, woraufhin an den Schalungskörpern 9 befestigte Bolzenschweißgeräte 10 zusammen mit den Ankerbolzen 3 in die vorbereiteten Verankerungsbohrungen 6 eingefahren werden. Die elektrischen Kontakte werden in bekannter Weise geschlossen und die Verschweißung mit den Stahlplatten 2 am Bohrlochgrund ausgeführt, wobei die Gegenelektrode z. B. an einen benachbarten bereits verschweißten Ankerbolzen 3 angeschlossen wird. Der Strom fließt über die leitfähigen Verbindungen von Stahlplatte 2 zu Stahlplatte 2. Anschließend werden die Schweißgeräte 10 zurückgezogen und die Öffnungen der Durchdringungen 15 in der Schalungshaut verschlossen. Die verbliebenen Hohlräume der Verankerungsbohrungen 6 werden mit Vergußmörtel vergossen und der Schienenauflagersockel 11 mit Beton oder Mörtel betoniert. Die Vergußmasse kann mit Stahlfasern bewehrt sein.As evidenced by Fig. 5 will now be positionally set frame 8 and altitude accurately positioned, whereupon the formwork bodies 9 fixed stud welding devices 10 are retracted together with the anchor bolt 3 into the anchor holes 6 prepared. The electrical contacts are closed in a known manner and the welding to the steel plates 2 is carried out at the bottom of the borehole, the counter electrode being e.g. B. is connected to an adjacent welded anchor bolt 3 . The current flows via the conductive connections from steel plate 2 to steel plate 2 . The welding devices 10 are then withdrawn and the openings of the penetrations 15 in the formwork skin are closed. The remaining cavities of the anchoring holes 6 are poured with grout and the rail support base 11 is concreted with concrete or mortar. The potting compound can be reinforced with steel fibers.

Nach dem Entfernen des Schalungskörpers 9 und ausreichendem Erhärten der Vergußmasse können die Bauteile der Schienenstützpunkte und die Schiene 12 montiert werden. Hierzu wird eine Auflagerplatte 13 auf den Schienenauflagersockel 11 gelegt und mit Hilfe von auf die Ankerbolzen 3 aufgesetzten Muttern 14 befestigt. Anschließend wird die Schiene 12 in üblicher Weise auf der Auflagerplatte 13 befestigt. Den fertigen Schienenstütz punkt zeigt die Fig. 6.After the formwork body 9 has been removed and the casting compound has hardened sufficiently, the components of the rail support points and the rail 12 can be installed. For this purpose, a support plate 13 is placed on the rail support base 11 and fastened with the aid of nuts 14 placed on the anchor bolts 3 . The rail 12 is then attached to the support plate 13 in the usual manner. The finished rail support point is shown in FIG. 6.

Fig. 5 entnimmt man auch eine nur vom Prinzip her dargestellte Vorrichtung zum Setzen der Ankerbolzen 3, zum Verfüllen der verbliebenen Hohlräume der Verankerungsbohrungen 6 und zum Betonieren der Schienauf lagersockel 11. Man erkennt einen Schalungskörper 9 für einen Schienenauflagersockel 11, der an einem Setzrahmen 8 heb- und senkbar gelagert ist. Dieser Schalungskörper 9 weist außerhalb angeordnete Bolzenschweißgeräte 10 sowie abdichtende Durchdringungen 15 für die beiden einer Auflagerplatte 13 zugeordneten Ankerbolzen auf. Die Durchführungen für das Vergußmaterial bzw. den Beton für die Schienenauflagersockel 11 ist im einzelnen nicht dar gestellt. Fig. 5 also shows a device shown only in principle for setting the anchor bolts 3 , for filling the remaining cavities of the anchoring holes 6 and for concreting the Schienauf bearing base 11th One recognizes a formwork body 9 for a rail support base 11 , which is mounted on a setting frame 8 such that it can be raised and lowered. This formwork body 9 has bolt welding devices 10 arranged outside and sealing penetrations 15 for the two anchor bolts assigned to a support plate 13 . The bushings for the potting material or the concrete for the rail support base 11 is not shown in detail.

Claims

1. A method for producing a ballastless superstructure system for at least one railroad track from two railroad tracks, in particular for high-speed lines, continuously first a hydraulically bound base layer and a concrete base layer being produced on the hardened base layer, and then parallel rows of anchoring holes are sunk into the concrete base layer are, in which anchor bolts for bearing plates in each case one is it used rail to be fastened, and thereafter, on the one hand being filled, the remaining cavities of the anchoring holes with grout and on the other hand Schienenauflagersockel be concreted with the aid of a shuttering body, are on which superimposed the bearing plates after hardening and fastened characterized that before the production of the concrete base layer on the hardened hydraulically bound base layer in the area of the later anchoring holes electrical h conductively interconnected steel plates are fixed, that the anchor holes are guided up to the steel plates and that the anchor bolts used in the anchor holes are connected to the steel plates by arc bolt welding.

2. The method according to claim 1, characterized in that the steel plates by spot-welded bar steel are interconnected.

3. The method according to claim 1, characterized in that ver the steel plates to steel plate strips together are agreed.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the steel plates by gluing or Shooting bolts on the hydraulically bound Base layer are fixed.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the anchoring holes with Augers in the fresh, already stiffened Concrete of the concrete base course can be sunk.

6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the anchoring holes with hammer drill into the hardened concrete of the concrete base course be sunk.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the steel plates in their at the bottom of the Anchor holes in the areas by cleaning brought into a condition suitable for welding become.

8. Device for setting the anchor bolts, for filling the remaining cavities of the anchoring holes and for concreting the rail support base at a United drive according to one of claims 1 to 7, characterized in that a formwork body ( 9 ) for a rail support base ( 11 ) a setting frame ( 8 ) is mounted such that it can be raised and lowered and that arc stud welding devices ( 10 ) are fastened to the setting frame ( 8 ) and penetrate the formwork body ( 9 ) in the region of closable and sealing openings ( 15 ) in the working position.