DE20005607U1 - Concrete-monolithic formation of tracks - Google Patents
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Description
Betonmonolithische Ausbildung von GleisenConcrete monolithic construction of tracks
Die Erfindung betrifft eine betonmonolithische Ausbildung von Gleisen für Stadtbahnen, S Bahnen oder Hochgeschwindigkeitsstrecken auf Tragplatten oder einer Tragschicht aus Beton, die allgemein unter der Bezeichnung „Feste Fahrbahn" bekannt ist. Die feste Fahrbahn besteht im Gegensatz zum Schotterbett aus einem weitgehend biege- bzw. schubsteifen Tragsystem aus Beton oder Asphalt, auf dem die Schienen elastisch gelagert befestigt werden.The invention relates to a concrete monolithic construction of tracks for urban railways, suburban railways or high-speed lines on support plates or a support layer made of concrete, which is generally known under the term "solid track". In contrast to the ballast bed, the solid track consists of a largely flexurally or shear-resistant support system made of concrete or asphalt, on which the rails are elastically mounted and attached.
Gleise für Hochgeschwindigkeitszüge zum Beispiel werden mit einer festen Fahrbahn ausgebildet, die eine monolithische Tragschicht aufweist und aus durchgehenden Tragplatten aus Beton besteht. Diese sind mit dem Gleis fest verbunden. Hierbei werden die Tragplatten U - förmig ausgebildet, wobei die mit Schwellen versehenen Gleise mit den Tragplatten durch Ortbeton verbunden werden. Bevor die Schwellen einbetoniert werden, muß das Gleis seitlich und in der Höhe genau ausgerichtet und in dieser genau ausgerichteten Lage solange festgehalten werden, bis die endgültige, feste Verbindung mit dem Untergrund hergestellt ist. Für das Ausrichten werden Schraubspindeln eingesetzt, die durch den gesamten Schwellenquerschnitt hindurchgehen und in der Höhe - beziehungsweise Vertikalen höhenverstellbar geführt sind.Tracks for high-speed trains, for example, are constructed with a solid trackway that has a monolithic base layer and consists of continuous concrete support plates. These are firmly connected to the track. The support plates are U-shaped, with the tracks fitted with sleepers being connected to the support plates using in-situ concrete. Before the sleepers are concreted in, the track must be precisely aligned laterally and vertically and held in this precisely aligned position until the final, firm connection to the subsoil is made. Screw spindles are used for alignment, which run through the entire sleeper cross-section and are adjustable in height or vertically.
Aus der DE 38 20 656 ist bekannt, zur Lagekorrektur eines auf einem Längsbetonband liegenden, Höhen - Spindeln aufweisenden Gleisgerippes eine Einrichtung zu verwenden, die eine genaue, durch die Spindel fixierte Sollage des Gleisgerippes möglich macht. Hierzu ist eine auf den Schienen des Gleisgerippes mittels Fahrwerken verfahrbare, mit einem Gleis Nivellier - Bezugssystem ausgestattete Nivellier - und gegebenenfalls Richtmaschine vorgesehen. Dieses Verfahren ist umständlich und erfordert Schwellen, die mit Schraubspindeln ausgerichtet sind.From DE 38 20 656 it is known to use a device to correct the position of a track frame lying on a longitudinal concrete band and having height spindles, which enables the track frame to be set to an exact target position fixed by the spindle. For this purpose, a leveling and, if necessary, straightening machine is provided which can be moved on the rails of the track frame by means of carriages and is equipped with a track leveling reference system. This method is cumbersome and requires sleepers which are aligned with screw spindles.
Die Erfindung bezweckt eine feste Fahrbahn für Stadtbahnen, S - Bahnen oder Hochgeschwindigkeitsstrecken, bei der eine erhebliche Vereinfachung in der Herstellung möglich ist.The invention aims at a fixed track for light rail, suburban railway or high-speed railway lines, which allows for a considerable simplification in production.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine feste Fahrbahn gelöst, die auf der Tragschicht eine betonmonolithische Fahrbahn aufweist, die beidseitig im parallelen gleichmäßigen Abstand jeweils mit einer nach oben offenen Gleisführungsrille zur Aufnahme von jeweils einer Schiene versehen ist, wobei der Schienenfuß mit einer Vergußmasse in einer vorbestimmten und festbleibenden Spurhaltung und an einer in ihrer Höhe unveränderlichen Stelle fixiert und die Schiene mit einem Beton oder Mörtel in der Gleisführungsrille vergossen ist.According to the invention, the object is achieved by a fixed track which has a concrete monolithic track on the base layer, which is provided on both sides at a parallel, uniform distance with a track guide groove which is open at the top for receiving a rail each, wherein the rail foot is fixed with a casting compound in a predetermined and permanent track position and at a location which is unchangeable in terms of its height and the rail is cast with a concrete or mortar in the track guide groove.
Die betonmonolithische Ausbildung von Gleisen hat den Vorteil, daß auf die Verwendung von Schwellen für die Gleise verzichtet werden kann. Die einfache schwellenlose Bauweise wird nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung durch eine auf bituminösen Ausgangsstoffen basierenden Vergußmasse und durch eine konische Führungskontur der Gleisführungsrille gewährleistet. Die Gleisführungsrille ist mit nach unten divergierenden Seitenwandteilen ausgebildet. Auf diese Weise kann eine Justage der Schienen ohne Unterklotzung gewährleistet werden. Die konische Ausbildung der Gleisführungsrille bewirkt eine straffe Einbindung der Schiene mit Hilfe der Vergußmasse, die neuartig ist und die den Verguß des Schienenfußes und das Fixieren der Schiene in einem Schritt ermöglicht. Dadurch wird die Aufteilung in Unterguß und Verguß entbehrlich.The concrete monolithic design of tracks has the advantage that the use of sleepers for the tracks is not necessary. The simple sleeper-free design is ensured according to a preferred development of the invention by a casting compound based on bituminous raw materials and by a conical guide contour of the track guide groove. The track guide groove is designed with side wall parts that diverge downwards. In this way, the rails can be adjusted without the need for blocks. The conical design of the track guide groove ensures that the rail is tightly integrated with the help of the casting compound, which is new and enables the rail foot to be cast and the rail to be fixed in one step. This eliminates the need to divide the work into casting and casting.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Verbesserung des Schallschutzes, der nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung eine die Seitenwandteile der Gleisführungsrille bedeckende Neoprenabschirmung aufweist. Durch Einbindung der Schiene in die Vergußmasse und die Neoprenabschirmung, wird ein optimaler Schallschutz erzielt, weil Körperschall gar nicht erst aufkommen kann.A further advantage of the invention is the improvement in soundproofing, which according to a preferred embodiment of the invention has a neoprene shield covering the side wall parts of the track guide groove. By integrating the rail into the casting compound and the neoprene shield, optimal soundproofing is achieved because structure-borne noise cannot arise in the first place.
Durch den Einsatz einer Justagevorrichtung zum Einmessen und Feinjustieren der Schienen zum Fixieren mit einem auf der betonmonolithischen Tragschicht aufstehenden Rahmengestell und mit angelenkten Schraubspindeln, die zum vertikalen und horizontalen Justieren der Schienen verstellbar und jeweils mit einer die Schienen tragenden Schienenkralle ausgebildet sind, wird ein genaues Ausrichten der Schiene in Richtung und Höhe ohne Unterklotzung möglich. Die Gleislage kann damit bei höchster Genauigkeit und auf Dauer mit bisher noch nicht gekannter Präzision bei vertretbaren Kosten ausgeführt werden.By using an adjustment device for measuring and fine-tuning the rails for fixing with a frame standing on the concrete monolithic base layer and with hinged screw spindles that are adjustable for vertical and horizontal adjustment of the rails and each designed with a rail claw that supports the rails, it is possible to align the rails precisely in direction and height without using blocks. The track position can thus be carried out with the highest accuracy and in the long term with previously unknown precision at a reasonable cost.
Die Vorteile liegen in einer einfachen und schnellen Ausführung besonders in räumlich eng begrenzten Baustellen mit Betonageleistungen von bis zu 500 m / Tag und Gleis. Im Havariefall ist eine schnelle Reparatur möglich, da im Regelfall nur die bituminöse Vergußmasse herausgelöst, die alte Schiene ausgebaut und die neue Schiene eingebaut wird. Nach Neujustage ist das Ganze sehr schnell wieder vergossen und befahrbar. Hier sind Reparaturleistungen von 500 m Gleis in 24 Std. möglich.The advantages are that it is simple and quick to carry out, particularly in construction sites with limited space and with concreting outputs of up to 500 m / day and track. In the event of an accident, repairs can be carried out quickly, as normally only the bituminous casting compound is removed, the old rail is removed and the new rail is installed. After readjustment, the whole thing can be cast again very quickly and can be used again. Repairs of 500 m of track are possible in 24 hours.
Die Einzelheiten, weitere Merkmale und andere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfuhrungsbeispiels. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigtThe details, further features and other advantages of the invention emerge from the following description of an embodiment. In the accompanying drawings,
Figur 1 eine feste Fahrbahn im Querschnitt,Figure 1 a solid roadway in cross section,
Figur 2 eine feste Fahrbahn nach Figur 1 im Detail mit einer Schiene und Figur 3 eine Justagevorrichtung mit Justageböcken zum Einmessen und Feinjustieren der Schienen in schematischer Darstellung.Figure 2 shows a fixed track according to Figure 1 in detail with a rail and Figure 3 shows an adjustment device with adjustment blocks for measuring and fine-tuning the rails in a schematic representation.
Figur 1 zeigt eine feste Fahrbahn, die auf einem mit bekannten Mitteln hergestellten Planum eine Frostschutzschicht 2 und auf dieser je nach Belastung und Untergrund eine Tragschicht aus Beton aufweist. Die Tragschicht 3 und die Frostschutzschicht 2 werden seitlich durch die Seitenränder 4 des vorhandenen Straßenaufbaus begrenzt. Oberhalb der Tragschicht 3 wird eine betonmonolithische Fahrbahn 5 hergestellt, die beidseitig zwei nach oben hin offene Gleisfuhrungsrillen 6 aufweist. Die Gleisfuhrungsrillen 6 sind parallel zueinander im gleichmäßigem Abstand angeordnete Aussparungen mit konisch begrenzten Seitenwandteilen 7. Die Gleisfuhrungsrillen 6 in der betonmonolithischen Fahrbahn 5 können mit einer Genauigkeit von 3 mm hergestellt werden. Die Gleisfuhrungsrillen 6 dienen zur Aufnahme der Schienen 8, wobei der Schienenfuß 9 mit einer Vergußmasse 11 in einer vorbestimmten und festbleibenden Spurhaltung und an einer in ihrer Höhe unveränderlichen Stelle fixiert wird.Figure 1 shows a solid roadway which has a frost protection layer 2 on a subgrade produced using known means and, depending on the load and subsoil, a concrete base layer on top of this. The base layer 3 and the frost protection layer 2 are laterally limited by the side edges 4 of the existing road structure. Above the base layer 3, a concrete monolithic roadway 5 is produced which has two track guide grooves 6 open at the top on both sides. The track guide grooves 6 are recesses arranged parallel to one another at an equal distance with conically delimited side wall parts 7. The track guide grooves 6 in the concrete monolithic roadway 5 can be produced with an accuracy of 3 mm. The track guide grooves 6 serve to accommodate the rails 8, with the rail foot 9 being fixed with a casting compound 11 in a predetermined and permanent track position and at a location whose height cannot be changed.
Die Vergußmasse 11 wird heiß eingebaut. Die Erkaltungszeit beträgt im ungünstigsten Fall max. 4 Stunden. Sie basiert auf bituminösen Ausgangsstoffen und ist in der Grundstruktur derart aufgebaut, daß der übliche Schrumpfprozess beim Erkalten auf ein Minimum reduziert werden kann. Dies hat zur Folge, daß der Temperatureinfluß der heißen Vergußmasse 11 auf die Schiene 8 zunächst einen geringen Einfluß nimmt, aber mit dem Erkalten einenThe casting compound 11 is installed hot. In the worst case, the cooling time is a maximum of 4 hours. It is based on bituminous raw materials and is designed in such a way that the usual shrinkage process during cooling can be reduced to a minimum. This means that the temperature influence of the hot casting compound 11 on the rail 8 initially has a small influence, but with cooling it increases significantly.
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schienenstahlgleichen Schrumpfprozess erlebt. Damit ist ausgeschlossen, daß es zu einer Ablösung der zuvor mit der Schiene 8 eingegangenen Verklebung kommt. Die weitaus größere Haftung am rauen Beton der monolithischen Fahrbahn 5 wird durch die Flexibilität der Vergußmasse 11 gewährleistet. Hier wird damit eine gewollte Zugspannung aufgebaut, die in Bezug auf die Schwingungsaufnahme der Schiene 8 einen weiteren positiven Effekt bringt. T
rail steel. This prevents the bond previously formed with the rail 8 from coming off. The far greater adhesion to the rough concrete of the monolithic roadway 5 is ensured by the flexibility of the casting compound 11. This builds up a desired tensile stress, which has a further positive effect on the vibration absorption of the rail 8.
Damit ist die Schiene 8 über die Vergußmasse 11 mit dem umgebenden Beton innig verbunden. Zu einer Ablösung kommt es nicht, auch aus dem Grunde, daß die Gleisfuhrungsrille 6 im Beton nach oben hin konisch zuläuft und ein Ausweichen der abgekühlten und nunmehr steif gewordenen Vergußmasse 11 nicht zuläßt.The rail 8 is thus intimately connected to the surrounding concrete via the casting compound 11. There is no detachment, also because the track guide groove 6 in the concrete tapers towards the top and does not allow the cooled and now stiffened casting compound 11 to escape.
Zum Fixieren der Schienen 8 werden diese mit Justageböcken eingemessen und fein justiert. Danach wird das Vergießen des Schienenfußes 9 mit der bituminösen Vergußmasse 11 nach Figur 2 vorgenommen. Die Höhe der Vergußmasse 11 beträgt in Abhängigkeit von der Abmessung der eingesetzten Schiene 8 etwa 70 bis 80 mm. Auf der Unterseite des Schienenfußes 9 befindet sich zirka 30 mm Vergußmasse 11, so daß der Schienenfuß 9 vollständig eingebettet ist. Es handelt sich hier nicht um einen Unterguß im herkömmlichen Sinn, sondern um den Verguß der Schiene 8 und damit die Fixierung der Schiene 8 in Höhen und Seitenführung auf 70 - 80 mm Höhe. In die noch bildsame Vergußmasse 11 werden die Neoprenstreifen 12 zur Abdeckung der Seitenwandteile 7 der Gleisführungsrille 6 bis zur Oberkante 13 der monolithischen Fahrbahn 5 eingeschoben.To fix the rails 8, they are measured and finely adjusted using adjustment stands. The rail foot 9 is then cast with the bituminous casting compound 11 as shown in Figure 2. The height of the casting compound 11 is approximately 70 to 80 mm, depending on the dimensions of the rail 8 used. There is approximately 30 mm of casting compound 11 on the underside of the rail foot 9, so that the rail foot 9 is completely embedded. This is not a cast in the traditional sense, but rather the casting of the rail 8 and thus the fixing of the rail 8 in height and lateral guidance at a height of 70 - 80 mm. The neoprene strips 12 to cover the side wall parts 7 of the track guide groove 6 are pushed into the still malleable casting compound 11 up to the upper edge 13 of the monolithic track 5.
Die Neoprenstreifen 12 werden desgleichen mit den Seitenwandteilen 7 mit bituminösem Kleber verklebt. Die Neoprenstreifen 12 bilden einen Schallschutz, der den Komfort der festen Fahrbahn 5 deutlich verbessert. Außerdem können Schienen 8 verwendet werden, die eine Kunststoffbeschichtung oder eine Beschichtung gegen Kriechströme aufweisen. Darüber hinaus kann die betonmonolithische Fahrbahn 5 mit einer nicht weiter dargestellten Bewehrung und mit einer Erdung versehen werden.The neoprene strips 12 are also glued to the side wall parts 7 using bituminous adhesive. The neoprene strips 12 provide sound insulation, which significantly improves the comfort of the solid roadway 5. Rails 8 can also be used that have a plastic coating or a coating against leakage currents. In addition, the concrete monolithic roadway 5 can be provided with reinforcement (not shown) and with earthing.
Nach dem Erkalten der Vergußmasse 11 ist die Schiene 8 in ihrer Lage fixiert, so daß die Justageböcke entfernt werden können. Danach folgt die punktuelle Nachvermessung und Dokumentation. Anschließend kann der noch freie Querschnitt der Gleisführungsrille 6 mit einem Beton 14 oder Mörtel vergossen werden. Abschließend erhält die feste Fahrbahn 5 eineAfter the casting compound 11 has cooled, the rail 8 is fixed in its position so that the adjustment blocks can be removed. This is followed by point-by-point re-measurement and documentation. The remaining free cross-section of the track guide groove 6 can then be filled with concrete 14 or mortar. Finally, the fixed track 5 is given a
rr
Fahrbahndecke 15 aus Gußasphalt, wobei der Schienenkopf 16 der Schiene 8 mit einer plastischen Masse 17 wie Bitupiast geschlossen wird.Road surface 15 made of mastic asphalt, whereby the rail head 16 of the rail 8 is closed with a plastic mass 17 such as bitumen.
Das Ausgießen erfolgt nach der Nachvermessung nach der Auswertung und Bestätigung durch den Auftraggeber. Die Erhärtungszeit bis zur Belastung kann bis zu sieben Tage betragen, nach der mindestens 85 % der Endfestigkeit erreicht sind. Der Mörtel oder der Verguß aus Beton 14 kann bereits nach maximal 4 Std. Erkaltungszeit der bituminösen Vergußmasse 11 eingebracht werden, so daß ein kontinuierlicher Arbeitsfortschritt möglich ist.The pouring takes place after the re-measurement, after the evaluation and confirmation by the client. The hardening time before loading can be up to seven days, after which at least 85% of the final strength is achieved. The mortar or concrete casting 14 can be applied after a maximum of 4 hours of cooling time for the bituminous casting compound 11, so that continuous work progress is possible.
Sollte die feste Fahrbahn 5 im Havariefall auch zerstört sein, wird der Altbeton mit Wasserhöchstdruck von 4000 bar herausgespült, die Bewehrung gerichtet und repariert, die Erdung ausgebessert und je nach Länge des zerstörten Stückes von Hand mit Holz eingeschalt. Danach kann die monolithische Fahrbahn 5 neu betoniert beziehungsweise maschinell wie bei Neuanlage gefertigt werden. Hierbei sind Reparatur leistungen von 75 m / Tag möglich.If the solid roadway 5 is also destroyed in the event of an accident, the old concrete is washed out using a maximum water pressure of 4000 bar, the reinforcement is straightened and repaired, the earthing is repaired and, depending on the length of the destroyed section, is manually enclosed with wood. The monolithic roadway 5 can then be re-concreted or machined as if it were a new installation. Repair work of 75 m / day is possible.
Zum Einmessen und Feinjustieren der Schienen 8 wird eine Justagevorrichtung mit Justageböcken eingesetzt, die ein auf der betonmonolithischen Fahrbahn 5 aufstehendes und die Schiene 8 übergreifendes Rahmengestell 18 aufweisen. Die Justageböcke können nach Figur 3 ein zweiteiliges Rahmengestell 18 mit zwei äußeren Seitenrahmen 19 umfassen, wobei die auf der betonmonolithischen Fahrbahn 5 aufstehende Unterkanten 21 der Seitenrahmenteile 22 mit zackenförmigen Ausnehmungen versehen sind. In waagerechter Anordnung sind die Seitenrahmenteile 22 mit einem Rahmenoberteil 23 waagerecht verbunden. Zwischen den benachbarten inneren Seitenrahmenteilen 22 kann eine Fixierung 24 in Richtung der Spur vorgesehen werden.To measure and finely adjust the rails 8, an adjustment device with adjustment trestles is used, which have a frame 18 standing on the concrete monolithic roadway 5 and spanning the rail 8. According to Figure 3, the adjustment trestles can comprise a two-part frame 18 with two outer side frames 19, wherein the lower edges 21 of the side frame parts 22 standing on the concrete monolithic roadway 5 are provided with jagged recesses. In a horizontal arrangement, the side frame parts 22 are horizontally connected to an upper frame part 23. A fixation 24 in the direction of the track can be provided between the adjacent inner side frame parts 22.
Das Rahmenoberteil 23 ist mit mindestens einer angelenkten Schraubspindel 25 ausgerüstet, die zum horizontalen Justieren der Schienen 8 durch Gleitverschieben relativ beweglich verstellbar und zum vertikalen Ausrichten der Schienen 8 in einem Langloch 26 verschiebbar gegenüber einem seitlichen Widerlager 27 bezüglich einer Richtung quer zur Längsachse der Schiene 8 gelagert ist. Am unteren Ende der Schraubspindel 25 ist eine die Schienen 8 tragende Schienenkralle 28 vorgesehen.The upper frame part 23 is equipped with at least one hinged screw spindle 25, which is relatively movably adjustable by sliding displacement for horizontal adjustment of the rails 8 and is mounted in a slot 26 for vertical alignment of the rails 8 so as to be displaceable relative to a lateral abutment 27 in a direction transverse to the longitudinal axis of the rail 8. A rail claw 28 supporting the rails 8 is provided at the lower end of the screw spindle 25.
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