DE202016008896U1

DE202016008896U1 - Bahngleisauflagerung

Info

Publication number: DE202016008896U1
Application number: DE202016008896.4U
Authority: DE
Original assignee: Steinhauser Consulting Eng Zt GmbH; Steinhauser Consulting Engineers Zt GmbH
Current assignee: Steinhauser Consulting Eng Zt GmbH; Steinhauser Consulting Engineers Zt GmbH
Priority date: 2015-07-21
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2020-06-30
Anticipated expiration: 2026-07-22
Also published as: EP3121333B1; EP3121333A1; AT517573A1

Abstract

Schwingungsdämmende Bahngleisauflagerung, deren Schienen (1) vermittels Schwellen samt Schotterbett oder Gleistragplatten (3) auf einem Betonbalken (4) ruhen, sowie mit einer Federeinrichtung (8), die unterhalb des Gleises zwischen dem Betonbalken (4) und einem Fundament (7) angeordnet ist, wobei zusätzlich zu der Federeinrichtung (8) zwischen dem Betonbalken (4) und dem Fundament (7) Stoßdämpfungselemente (10; 11) zur Wirkung gelangen, die aus viskoelastischem Material mit hohem Verlustfaktor, d.h. hoher Energieabsorption, bestehen, wobei die Federeinrichtung (8) aus einem Elastomer besteht und die Stoßdämpfungselemente (10; 11) neben der Federeinrichtung (8) auf dem Fundament (7) und anliegend an dem Betonbalken (4) angeordnet sind und parallel zu der Federeinrichtung (8) wirken, und wobei die Stoßdämpfungselemente (10) in Form von Streifen aus viskoelastischem Material und die Federeinrichtung (8) in Form eines Elastomers ebenso in Streifenform abwechselnd nebeneinander zwischen der Unterseite des Betonbalkens (4) und dem Fundament (7) so angeordnet sind, dass sie ein vollflächiges Auflager ergeben.

Description

Die Erfindung betrifft eine schwingungsdämmende Bahngleisauflagerung, deren Schienen vermittels Schwellen samt Schotterbett oder Gleistragplatten auf einem Betonbalken ruhen, sowie einer Federeinrichtung, die unterhalb des Gleises zwischen dem Betonbalken und einem Fundament angeordnet ist, wobei zusätzlich zu der Federeinrichtung zwischen dem Betonbalken und dem Fundament Stoßdämpfungselemente zur Wirkung gelangen, die aus viskoelastischem Material mit hohem Verlustfaktor, d.h. hoher Energieabsorption, bestehen.
Derartige Bahngleisauflagerungen, die vorwiegend in Tunneln zum Vermeiden der Belästigung durch Erschütterungen verwendet werden, haben den Nachteil, daß große Massen des auf dem Ortbeton des Fundamentes federnd abgestützten Betonbalkens eingesetzt werden müssen. Diese sind für eine niedrige Eigenfrequenz der beim Befahren in Schwingung geratenden Masse erforderlich, damit auch niedrige Emissionsfrequenzen gedämpft werden können. Große Massen sind nicht nur aufwendig herzustellen, sondern erfordern auch einen entsprechend großen Tunnelausbruch, der ebenso aufwendig ist.
Der Stand der Technik kennt Federeinrichtungen in Form elastischer Flächenlager für den die Schienen tragenden Betonbalken, Streifenlager in Form von längs in Abstand verlaufenden Federeinrichtungen zwischen dem Betonbalken und dem Betonfundament, sowie als Punkt- oder Einzellager ausgebildete Federeinrichtungen, die an Gitterkreuzungspunkten zwischen dem Fundament und der die Schienen tragenden Betonplatte angeordnet sind. Der Wirkungsgrad der Dämmung nimmt ebenso wie der Herstellungsaufwand in der genannten Reihenfolge der Bauarten zu.
Die US-A-4 616 395 lehrt ein Gleisbefestigungsverfahren, bei welchem als Auflagerung für einen gleistragenden Balken nur untere und seitliche Gummikissen vorgesehen sind. Stoßdämpfung und Federung besorgen nur diese Gummielemente, weswegen die Einstellbarkeit ihrer Wirkung nicht getrennt voneinander erfolgen kann.
Die EP-A-1 783 275 lehrt ein Gleisbett mit schwimmender Platte mit Stoßdämpfungselementen, die parallel zu elastischen Metallfedereinrichtungen zur Auflagerung von die Gleise tragenden Betonbalken auf einem Fundament angeordnet sind. Nachteilig sind aufwendige Reparaturarbeiten, die entstehen, wenn die Federn oder die Stoßdämpfer separat ausgetauscht werden müssen.
Die JP-A-2008 303 567 zeigt ein vibrationsisolierendes Gleisbett mit einem gleistragenden Trog, der auf aufgereihten Spiralfederelementen ruht. Diese Lösung ist sehr teuer und wartungsaufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine material-, raum- und aufwandsparende Bahngleisauflagerung mit guter Schwingungsdämmung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die schwingungsdämmende Bahngleisauflagerung nach dem Anspruch 1 gelöst.
Sie besteht bei einer Bahngleisauflagerung der eingangs erwähnten Art darin, daß die Federeinrichtung aus einem Elastomer besteht und daß die Stoßdämpfungselemente neben der Federeinrichtung auf dem Fundament und anliegend an dem Betonbalken angeordnet sind und parallel zu der Federeinrichtung wirken.
Das viskoelastische Material ist vorteilhaft ein poröser Kunststoff mit einem Verlustfaktor von etwa 0,25 bis 0,60, vorzugsweise von 0,40 bis 0,50. Als solches Material wird zweckmäßig ein teilkristallines PUR-Elastomer mit hohem amorphem Anteil eingesetzt.
Bei einer erfindungsgemäßen Auflagerung sind die stoßdämpfenden Elemente in Form des viskoelastischen Materials und die Federeinrichtung in Form eines Elastomers beide je in Streifenform abwechselnd nebeneinander zwischen der Unterseite des Betonbalkens und dem Fundament so angeordnet sind, daß sie ein vollflächiges Auflager ergeben. Die federnden oder stoßdämpfenden Materialstreifen sind zweckmäßig gleich dick. Unterschiedliche Dicke kann durch eine Aufbetonschicht entsprechend der Differenz der Materialstärken ausgeglichen werden.
Um das Verlegen zu vereinfachen und dabei Fehler zu vermeiden, sind die zweierlei Streifen vorzugsweise auf einer gemeinsamen Textil- oder Vliesmatte aufgebracht. Die zweierlei Streifen können gleich dick und/oder gleich breit sein; auch dies vereinfacht das Verlegen und verbilligt die Herstellung und Verarbeitung der Streifen.
Die Erfindung wird anhand in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Bahngleisauflagerungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen 1 einen Tunnelquerschnitt mit einem darin vollflächig aufgelagerten Bahngleis, 2 schematisch eine vollflächige Bahngleisauflagerung in einem Querschnitt, 3 die Auflagerung nach 2 in Draufsicht ohne Schienen und diese stützenden Betonbalken.
In 1 sind die mit 1 bezeichneten Schienen eines Bahngleises vermittels Schienenbefestigung 2 auf der Gleistragplatte 3 befestigt, die in einem längsverlaufenden Betonbalken 4, wie etwa Stahlbetonbalken, einbetoniert ist. Die Gleistragplatte 3 dient zur genauen Festlegung des Abstandes der beiden Schienen 1. Auf der Gleistragplatte 3 sitzen der Schalldämmung dienende Absorberplatten 5. Zur Schalldämmung und zum Bereitstellen einer Fahrbahn für Reparatur und Notfälle ist der Betonbalken 4 beidseitig mit hochstehenden Wangen 6 versehen, so daß sich diese Wangen 6 und die Absorberplatten 5 auf dem Niveau der Schienenlauffläche befinden. Der Betonbalken 4 stützt sich auf dem aus Ortbeton bestehenden Fundament 7 der Tunnelsohle über eine Federeinrichtung 8 bestehend aus Elastomerstreifen ab.
Da dem Modell des Einmassenschwingers folgend die Gleistragplatte 3 zusammen mit dem Betonbalken (4) die schwingende Masse bildet, wird bei den weiteren Figuren die Masse beider Teile als Betonbalken (4) bezeichnet.
Um den Betonbalken 4 auch seitlich von dem Fundament 7 der Tunnelsohle zu trennen, werden Seitenmatten 9 eingelegt, die eine kraftschlüssige Verbindung zur Tunnelsohle verhindern. Bis hierher entspricht die in 1 dargestellte Bahngleisauflagerung dem Stand der Technik. Hier setzt nun die Erfindung ein: Die nicht von den Elastomerstreifen der Federeinrichtung 8 abgedeckten Bereiche an der Unterseite des Betonbalkens 4 sind von Streifen 10 aus viskoelastischem Material abgedeckt, welche die Stoßdämpfungselemente bilden. Wenn die viskoelastischen Streifen 10 dieselbe Dicke haben wie die federelastischen Streifen der Federeinrichtung 8, werden sie nebeneinander zwischen dem Fundament 7 und dem Betonbalken 4 angeordnet. Das viskoelastische Material besitzt einen hohen Verlustfaktor von beispielsweise 0,4.
Wenn es erforderlich ist, für die Elastomerstreifen der Federeinrichtung 8 und die viskoelastischen Streifen 10 unterschiedliche Materialdicken zu verwenden, kann die Differenz durch Aufbetonstreifen einfach ausgeglichen werden.
2 zeigt die Schienenauflagerung nach 1 in einem schematischen Querschnitt, 3 eine Draufsicht auf 2 ohne Betonbalken 4 und Schienen 1.
Die Erfindung kann die Schwingungsdämmung einer elastischen Bahngleisauflagerung verbessern, die über die auf die lokalen Gegebenheiten abgestimmte, richtige Dimensionierung der Eigenfrequenz des schwingenden Systems, d.h. der Masse des das Gleis tragenden Betonbalkens samt Gleistragplatte und der Steifigkeit der diese stützenden Federeinrichtung hinausgeht und die aufwendige Punktlagerung vermeidet.
Da bei Schienenbahnen das Verhältnis von Zugüberfahrtsdauer zur nachfolgenden Pausenlänge in der Regel zumindest 1:10 (vorwiegend sogar 1:20) erreicht und 1:5 keinesfalls unterschreitet, wird die bei einem Dämpfungselement erfolgende Energieumwandlung in Wärme kühltechnisch durch die Wärmeleitung des Betons ausreichend beherrscht werden. Eine zusätzliche Wärmeabfuhr über Kühlbleche ist konstruktiv jedoch machbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4616395 A [0004]
EP 1783275 A [0005]
JP 2008303567 A [0006]