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Die Erfindung betrifft eine Ausgleichsplatte, und insbesondere ein neues Bauelement, das bei Eisenbahnbrücken an Bauwerksfugen zwischen Brückenenden bzw. zwischen Brückenende und Widerlagerwand anwendbar ist.
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Stand der Technik
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Ein Straßenbau-Fahrbahnübergang ist aus der
DE-OS 42 28 814 bekannt. Bei dieser Lösung ist eine meanderförmig geformte Metallplatte auf Auflagerplatten verschiebbar geführt. Eine Gummiplatte
20 soll unterstützt werden, die das Entstehen von Geräuschen der auf der Straße fahrenden Autos oder LKWs reduzieren oder eliminieren soll.
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Allgemein können bei Eisenbahnbrücken Bewegungen der Brückenenden, z. B. Verschiebungen 2 infolge Wärmewirkungen, Kriechen und Schwinden des Überbaus oder Verdrehungen 3 infolge Verformungen des Überbaus aus Verkehr oder Temperaturwirkungen die Lagersicherheit des Gleises oder die Bruchsicherheit der Schienen gefährden, so dass die Wahl besonderer Brückensysteme mit Anordnung von Schienen gefährden, so dass die Wahl besonderer Brückensysteme mit Anordnung von Schienenauszügen notwendig werden, um diese Störungen unschädlich zu halten.
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Ferner sind Eisenbahnbrücken-Übergangskonstruktionen bekannt, bei denen das auf Schwellen befestigte Gleis unterstützt wird. Aufgrund der Dehnwege langer Eisenbahnbrücken sind erhebliche Fugenspalte erforderlich, die bis in den Bereich des maximal zulässigen Abstands von Schienenstützpunkten auf den Schwellen reichen.
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Ein noch gravierenderes Problem ist der Versatz der Endtangentenwinkel oder Gleisgradienten zwischen Brücke und Auflager oder auch zwischen zwei Brückenteilstücken:
Durch Belastung durch den die Brücke überfahrenden Eisenbahnzug biegt sich die Brücke durch. Die Durchbiegung erfolgt brückenendseitig betrachtet als Schwenkbewegung um das Auflager als Drehpunkt. Aus konstruktiven Gründen besteht ein signifikanter Abstand sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung zwischen dem Hauptlager als Drehpunkt und dem oberen/äußeren Ende des Brückenüberbaus, dem Ende also, auf welchem der äußerste Schienenstützpunkt aufliegen könnte. Durch die Bewegung bedingt wird das Gleis S-förmig verkrümmt.
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DE 14 59 714 B zeigt einen Übergang zwischen zwei Fahrbahnplatten. Auf diesem Übergang liegt eine Gummiplatte. Durch die natürliche Bewegung der Fahrbahnplatten aufgrund von bspw. Umweltwärme wird die Gummiplatte abwechselnd auf Zug und auf Druck belastet, was zur Zerstörung der Gummiplatte führt. Daher wird vorgeschlagen, die Gummiplatte vorgespannt in den Übergang einzubauen, so dass sie ständig nur einseitig belastet wird.
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DE 1 255 127 B zeigt eine Vorrichtung zum Überbrücken von Dehnungsfugen zwischen Fahrbahnabschnitten. Es wird vorgeschlagen, die Fahrbahnabschnitte mit elastisch nachgiebigen, welligen Tragestäben zu verbinden, und die Tragestäbe mit quer zu ihnen verlaufenden Trägern zu verflechten. Dadurch hält die Vorrichtung zum Überbrücken von allein, wodurch eine Unterkonstruktion eingespart wird, was zu einer Gewichtsersparnis führt.
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DE 31 20 822 A1 zeigt einen Fahrbahnübergang, der mit einer Grundplatte abgedeckt ist. Danach wird vorgeschlagen, ein Wölben der Grundplatte nach oben hin durch magnetische Kräfte zu verhindern und somit Material zu schonen, das durch teilweise hohe Belastungen beschädigt werden kann.
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DE 17 84 675 A zeigt eine Fugeneinlage zum Verbinden zweier Fahrbahnplatten an einem Fahrbahnübergang. Die Fahrbahnplatten weisen jeweils U-Profile auf, in denen Wulsten eingebettet werden können, die an den Außenkanten der Fugeneinlage so angebracht sind, dass sie rechtwinklig von der Fugeneinlage abstehen. Eine solche Fugeneinlage kann auf einfache Weise in die Fahrbahn ein- und wieder ausgebaut werden.
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DE 42 38 814 A1 zeigt eine Fugenüberbrückungskonstruktion. Dabei wird in einer Fuge, die durch zwei Fahrbahnabschnitte begrenzt ist, eine Metallplatte mit Gleitstücken parallel zur Fahrbahnoberfläche eingebracht. Die an die Fahrbahnabschnitte angrenzenden Ränder der Metallplatte sind meanderförmig und greifen kämmend in die Ränder der Fahrbahnabschnitte ein. Auf der Metallplatte ist eine Platte aus Gummi mit wabenförmigen Abschnitten aufgesetzt, die die Fuge wasserdicht verschließt. Durch die Platte aus Gummi wird die Fugenüberbrückungskonstruktion besonders geräuscharm ausgestaltet.
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Körter, ”Fahrbahnübergänge in Brücken und Betonbahnen”, Bauverlag GmbH, Wiesbaden, Berlin, 1965 diskutiert verschiedene Formen von Fugenübergängen. Diese können mit Schleppblechen realisiert werden, die sich grob in drei Hauptgruppen aufteilen lassen. Danach sind Spaltbrücken einfache Fugenübergänge mit einer Abdeckung. Schleifbleche sind Fugenübergänge mit einer einseitig befestigten Abdeckung, während die andere Seite der Abdeckung beweglich gelagert ist. Pendelplatten sind Fugenübergänge, in denen die Abdeckung planmäßig verankert ist.
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Aufgabe
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ausgleichskonstruktion zu schaffen, die die Gefährdung der Lagesicherheit der Gleise und der Bruchsicherheit der Schienen ausschließt, und dies insbesondere auch bei der sogenannten festen Fahrbahn als Oberbauform.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Gefährdung der Lagesicherheit der Gleise und der Bruchsicherheit der Schienen soll – insbesondere auch bei der festen Fahrbahn als Oberbauform (z. B. Plattenoberbau statt Schotterbett) – durch besondere Bauelemente ausgeschlossen werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Ausgleichsplatte 1 vorgeschlagen, die die Bauwerksfuge 4 an den Brückenenden überdeckt, beweglich auf dem Brückendeck bzw. dem Widerlager 5, 10 gelagert ist und das Gleis im Fugenbereich 4 trägt. Rückstellkräfte durch elastisch verschiebliche Lager 5 und/oder elastische Federelemente 11, 17, die die Ausgleichsplatte mit dem Brückenende bzw. dem Widerlager verankern 12, 13, sollen die Ausgleichsplatte in eine Mittelstellung zwingen, so dass die Bewegungen 2, 3 der überdeckten Bauwerksfuge 4 auf kleinere Bewegungen 6 an den Nebenfugen der Ausgleichskonstruktion verteilt und damit auf ein für Gleis und Schiene ertragbares Mass vermindert werden.
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Das neue Bauelement überdeckt als Ausgleichsplatte 1 die Bauwerksfuge 4 und soll aufgrund der beschriebenen Lagerungsbedingungen die Verschiebungen 2 und Verdrehungen 3 an den Brückenenden infolge Wärmewirkungen, Kriechen, Schwinden und Bewegungen des Endtangentenwinkels auf ein für das Gleis unschädliches Mass vermindern.
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An Stelle der elastischen Federelementstäbe 11 kann auch eine Drehbalkenkonstruktion 14, 15, 16 angewandt werden, um die Ausgleichs- platte bezüglich der Gesamtverschiebung 2 an der Bauwerksfuge 4 auf einer Mittelstellung zu halten.
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Mit der ”langen Bauart ohne Zwischenfugen” 7 der Ausgleichsplatte soll erreicht werden, dass der Knick aus der Verdrehung des Brückenendtangentenwinkels auf eine Biegeform der Ausgleichsplatte und damit auf eine für Gleis und Schiene ertragbare Krümmung gezwungen wird. Dazu kann es nötig werden, die längsbeweglichen Auflager am Ende der Ausgleichplatte auch gegen Abheben zu sichern 8.
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Mit der ”langen Bauart mit Zwischenfugen” 17, 18, 19 soll erreicht werden, dass die Gesamtverschiebung der Bauwerksfuge auf mehrere elastisch dehnbare Zwischenfugen 17, 18 aufgeteilt und damit auf ein für Gleis und Schiene unschädliches Mass 6 abgemindert wird.
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Bei mehrgleisigen Brücken sollten die Ausgleichplatten je Gleis getrennt eingebaut werden, damit bei gegebenenfalls notwendig werdenden Instandsetzungsarbeiten nur ein Gleis betroffen ist und im Nachbargleis die Züge weiterfahren können.
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Zur Abtragung von quer zum Gleis gerichteten Horizontalkräften können querfeste Lager eingebaut werden.
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Erzielbare Vorteile
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Ein mit der Erfindung erzielbarer Vorteil liegt darin, dass grössere Verschiebungen und Verdrehungen an Brückenenden von Eisenbahnbrücken sich durch die erfindungsgemässe Kombination und Anordnung einfacher Bauelemente auf ein für Gleis und Schiene ertragbares Mass vermindern lassen.
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In Einzelfällen kann es auch möglich werden, durch die lange Bauform der Ausgleichplatte Schienenauszüge zu vermeiden.
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Zeichnungen
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Kurzbeschreibung anhand der Zeichnung. Es zeigen:
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1a eine Ausgleichplatte in kurzer Bauform;
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1b eine Funktionsskizze der Ausgleichsplatte;
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2a eine Ausgleichplatte in langer Bauform;
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2b eine Ausgleichplatte in langer Bauform mit Zwangslager 8;
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3 eine Ausgleichplatte mit Federelementstäben 11;
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4 eine Ausgleichplatte mit Drehbalken 14, 15;
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5 eine Ausgleichplatte mit verankerten dehnbaren Fugenelementen; und
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6 einige Beispiele von Ausgleichplatte in kurzen und langen Bauformen
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Bei der Ausführungsform gemäß 1 sind folgende Einzelteile vorgesehen:
Die Ausgleichsplatte 1
Die Abdichtung 2 mit Schutzbeton – bzw. Beschichtung bei Stahlkonstruktion
Die Fugenausbildung 3 im Schutzbeton
Die Überbauenden 4 mit der Fuge
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Die Stützweite beträgt etwa 2 bis 4 Meter. Das Elastomerlager 5 kann ein allgemeines horizontal elastische bewegliches Lager sein, oder aber ein gleitend verschiebliches Lager.
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1b zeigt die Funktionsskizze der Ausgleichsplatte gemäß 1a. Gleiche Bezugszeichen weisen hier auf gleiche Teile hin. Die Gleisgradiente 6 ist zusätzlich eingezeichnet und durch die Ausgleichsplatte 1 erfolgt unter anderem eine Winkelhalbierung der Gleisgradiente.
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Bei der Ausführungsform gemäß 2a sind in der ”langen Bauform” folgende Bauteile vorgesehen:
Das Elastomerlager 5
Die Ausgleichsplatte 7 in langer Bauart
Das Zwangslager 8 in langer Bauart
Die Biegeform 9 der Ausgleichsplatte
Das elastisch dehnbare Fugenelement 17 ist verankert an der Widerlager- bzw. der Überbaukante.
Die Verankerungern 18 an den Enden der Einzelnen Andere Ausgleichsplatten 19
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In den Fugen bei 1) sind elastisch dehn- und stauchbare Fugenkonstruktion dargestellt, die zugfest mit den Fugenrändern verbunden sind. Für die Abtragung von Seitenkräften quer zur Brückenachse können längs und vertikal bewegliche Lager zwischen Ausgleichsplatte und Überbauträger eingebaut werden, vgl. den Schnitt b-b.
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2b zeigt Funktionsskizze der Ausgleichsplatte in langer Bauform gemäß 2a mit Zwangslager 8.
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Bei der Ausführungsform gemäß 3 sind folgende Einzelteile vorgesehen:
Die Ausgleichsplatte 1
Die Überbauenden mit der Fuge 4
Die lange Bauart 7 der Ausgleichsplatte
Das Lager 10, das elastisch oder gleitend verschiebbar ist
Die Festhaltestäbe 11 mit Federelementen
Die Mittenlagerung 12 der Festhaltestäbe 11
Die Endfesthaltung 13 der Festhaltestäbe 11
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Bei der Ausführungsform gemäß 4 sind folgende Bauteile vorgesehen:
Die Ausgleichsplatte 1
Die Überbauenden 4 mit der Fuge
Die lange Bauart 7 der Ausgleichsplatte
Das Lager 10, das elastisch oder gleitend verschiebbar ist
Die Drehbalken 14
Die Anschlussstangen 15 der Drehbalken 14
Die Festhaltungen 16 der Anschlussstangen 15
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Bei der Ausführungsform gemäß 5 sind folgende Bauteile vorgesehen:
Die Ausgleichsplatte 1
Die Verdrehung 3 der Fugenbewegung
Die Überbauenden 4 mit der Fuge
Die Gleisgradiente 6
Die lange Bauart 7 der Ausgleichsplatte
Das Lager 10, das elastisch oder gleitend verschiebbar ist
Die verankerten dehnbaren Fugenenelementen 17, 18
Die Verankerungen an den Enden 18 der einzelnen Ausgleichsplattenabschnitte der elasisch dehnbaren Fugenelementen n Anzahl der Fugen bei in Abschnitte unterteilter Ausgleichsplatte
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6 zeigt einige Beispiele der kurzen und langen Bauform der Ausgleichsplatten gemäß 1, 2, 3, 4, 5. Gleiche Bezugszeichen weisen auf gleiche Teile hin.
