DE29517649U1 - Feste Fahrbahn für schienengebundenen Verkehr - Google Patents
Feste Fahrbahn für schienengebundenen VerkehrInfo
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Description
WAYSS & freytag : :*··:· i : ·*··:"*:
■> AKTIENGESELLSCHAFT *
Theodor-Heuss- Allee 110
60486 Frankfurt am Main 31.10.1995-541
Die Erfindung betrifft eine Feste Fahrbahn fur schienengebundenen Verkehr, wie sie im
Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist.
Derartige Feste Fahrbahnen sind beispielsweise aus der EP 0 637 645 bekannt. Bei dieser
Festen Fahrbahn wird ein Gleisrost aus Schienen und Schwellen auf einer Tragschicht
verlegt, wobei zwischen Schwellen und Tragschicht eine nachgiebige Schicht verlegt ist,
die punktuelle Ungleichmäßigkeiten zwischen der Oberfläche der Tragschicht und den
Sohlflächen der Schwellen ausgleichen und aus derartigen Ungleichmäßigkeiten evtl.
entstehende Spannungsspitzen abbauen soll. Diese Ausgleichsschicht hat keine definierten elastischen Eigenschaften und trägt nur in zu vernachlässigender
Größenordnung zur vertikalen Einfederung des Gleisrostes bei. Horizontal wird der
Gleisrost durch elastische Dübelelemente, wie sie aus der EP 0 637 645 bekannt sind, auf
der Tragschicht fixiert.
Um die aus betriebs- und fahrtechnischen Gründen erforderliche elastisch gedämpfte
Abfederung des Gleises, die bei herkömmlichen geschotterten Gleisen durch die Schotterung gegeben ist, auch bei Festen Fahrbahnen zu erreichen, werden die Schienen
auf Festen Fahrbahnen durch ein Schienenbefestigungssystem gehalten, bei dem eine
verhältnismäßig dicke elastisch nachgiebige Zwischenplatte unter dem Schienenfuß
eingebaut ist. Diese Platte allein unter dem Schienenfuß verlegt würde sehr große
Kippbewegungen der Schiene bei entsprechender Belastung zulassen, durch die die
Betriebssicherheit beeinträchtigt werden könnte.
Um die Einfederungseigenschaften fur die Schiene bei der weichen Schienenauflagerung
des Gleises auf der Schwelle bei Festen Fahrbahnen in einer Größenordnung zu erreichen, wie sie bei Schotterbettung üblich ist, wurde eine Schienenbefestigung für
Feste Fahrbahnen entwickelt, die den Schienenfuß über dem Auflager mit Hilfe einer
Stahlplatte verbreitert (vgl. Ioarv 300 der Deutschen Bundesbahn). Dadurch werden
beim Kippen der Schiene die Kantenpressungen auf der elastischen Zwischenplatte und
die Einsenkung der Platte und damit die Schienenkippung entsprechend verringert. Diese
Schienenbefestigung ist durch die erforderliche Stahlplatte, erheblich vergrößerte
Winkelführungsplatten und eine vergrößerte Zwischenplatte sehr aufwendig und
beeinträchtigt die Wirtschaftlichkeit der gesamten Konstruktion dieser Festen Fahrbahn.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Feste Fahrbahn der oben beschriebenen
Gattung so weiter zu entwickeln, daß die wirtschaftlichen Nachteile der bisher
erforderlichen besonderen Schienenbefestigung entfallen.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Feste Fahrbahn, wie sie im kennzeichnenden
Merkmal des Anspruchs 1 beschrieben ist. Ausgestaltungen der Erfindung geben die
Ansprüche 2 - 9 an.
Durch die erfindungsgemäße Lagerung des Gleisrostes wird eine sichere vertikale
Einfederung des Gleises erreicht, die gegenüber der bisherigen Lösung mit Einfederung
direkt unter dem Schienenfuß erhebliche Vorteile aufweist und wesentlich wirtschaftlicher ist. Die erfindungsgemäße Lösung ist jedoch nur möglich bei einer
vertikal insgesamt elastischen oder frei beweglichen Lagerung der Schwelle auf der
Tragschicht, wie sie beispielsweise bei der aus EP 0 637 645 bekannten Festen Fahrbahn
bekannt ist, bei der auch die Verdübelung der Schwellen auf der Tragschicht vertikale
Bewegungen der Schwelle relativ zur Tragschicht zuläßt.
Durch die Verlagerung der Feder vom Schienenfuß zur Schwellensohle wird die
schwingende Masse um die Schwellenmasse vergrößert. Die Schwingung wird schneller
gedämpft und die Lärmemission vermindert.
Durch punktförmige, unmittelbare Übertragung der vertikalen Gleislast aus der Schiene
in die Tragschicht kann die Schwelle statisch mit geringeren Abmessungen und/oder
geringerer Bewehrung bemessen werden.
Die vorgeschlagene Bauart einer Festen Fahrbahn ermöglicht eine einfache, höhengenaue
Vormontage der Lager bereits im Schwellenwerk bei der Herstellung der Schwellen.
Damit sinkt der Aufwand für den Höhenausgleich auf der Baustelle entsprechend.
Als Material für Lager aus Elastomereschaum würde sich z.B. Pollyurethan eignen, für
Lager aus Vollmaterial Chloroprene-Kautschuk. Die Lager können auch als Verbundelemente, z.B. Stahlplatten mit aufvulkanisiertem Gummi, wie im Brückenbau
bei Verformungslagern üblich, ausgeführt werden. Die Lager müssen so eingestellt sein,
daß sie unter einer anzunehmenden Achslast eine Einsenkung von 1-1,5 mm erfahren. In
dem für die Lagestabilität des Gleises geforderten Gesamtgewicht des direkt aufgelagerten Gleisrostes sind Schwellen mit den bisherigen Standardabmessungen und
einem Mindestgewicht von 350 kg/Schwelle erforderlich. Bei Verwendung geeigneter,
auf den Schwellen aufgelagerter Schallschutzelemente, wie sie zum Lärmschutz bei
Hochleistungsstrecken der Bahn ohnehin gefordert werden und beispielsweise in den
unveröffentlichten DE 195 17 384.8 , DE 195 29 754.7, DE 195 35 880.5 und DE 195
37 621.8 beschrieben sind, kann bei abgemindertem Schwellengewicht als Folge einer
günstigeren, direkten Lastabtragung bei der erfindungsgemäßen Festen Fahrbahn durch
Heranziehung des Gewichts der Schallschutzelemente die Gewichtsminderung der Schwellen ausgeglichen werden.
-A-
Um die Kippneigung der Schwellen beim Angriff von Kräften in Schienenrichtung, z.B.
beim Sonderlastfall „Schienenbruch", zu verringern, kann die Steifigkeit der Lager unter
den Schwellen in Schienenrichtung zu den Schwellenrändern hin vergrößert werden. Die
Rückstellmomente werden dadurch wegen der größeren inneren Hebelarme (größere Kernweiten der Lagerquerschnitte) erhöht. Werden im Extremfall der
Steifigkeitverteilung geteilte Lagerstreifen verwendet, können diese durch
Verbundplatten aus einem anderem Material , z.B. Stahl, zu einer Lagereinheit zusammengefaßt werden, was die Montage erleichtert und auch Überstände über die
Schwelle erlaubt.
Höhenkorrekturen des Gleisrostes, die z.B. aus Setzungen des Baugrundes herühren
können, werden im Regelfall durch Unterfuttern der Schiene auf der Schwelle ausgeführt. Reichen diese Möglichkeiten jedoch nicht aus, können auch die Lager unter
den Schwellen durch Einschub von Lagerergänzungsplatten erhöht werden. Um die Einfederung der Lager nicht zu verändern, müssen diese Ausgleichsplatten aus harten
Materialien, wie Stahl, Hartgummi usw. sein. In diesem Fall müssen bei den Schwellen,
die mit der Betontragdecke verdübelt sind, entweder die Dübelsteine aufgestockt werden
oder durch höhere Dübelsteine ersetzt werden.
Die wichtige Gleichwertigkeit der vorgeschlagenen Festen Fahrbahn mit dem klassischen
Schottergleis hinsichtlich der Luftschallemission kann auch ohne auf die Schwellen
aufgelegte Absorber erreicht werden, wenn die Schwellen mit einem dämpfenden Schüttgut (z.B. aus Recyclingmaterial aus Betonabbruch) eingeschottert werden. In
diesem Fall muß verhindert werden, daß harte Fremdkörper in den Spalt zwischen
Schwelle und Tragschicht einwandern, die das Einfedern der Schwelle verhindern. Dazu
kann der Spalt um die Lager und Dübelelemente vollflächig mit einem weichen Schaum,
der wegen der Frostgefahr kein Wasser aufnimmt (z.B. geschlossenporiger Elastomereschaum, Moosgummi) aufgefuttert werden. In gleicher Weise können
Abklebungen oder Kittfugen nur am Schwellenrand verwendet werden. Dann muß für eine dauerhaft wirksame Entwässerung des Spaltes gesorgt werden.
Die Erfindung wird anhand der Figuren 1 bis 6 erläutert. Es zeigen:
Figur 1 u. 2 Schnitte durch eine erfindungsgemäße Feste Fahrbahn senkrecht zur
Gleisachse unmittelbar vor einer Gleisschwelle.
Fig. 1 mit normaler Schwelle ohne Ballastierung
Fig. 2 mit verkürzter Schwelle nach Anspruch 9 und Ballastierung durch
Schallschutzelemente.
Figur 3 Ein Lager 6 mit einer Tragplatte 11 nach Anspruch 8.
Figur 4 Schnitt durch ein Lager nach den Ansprüchen 10 und 14
Figur 5 Schnitt durch ein Lager nach Anspruch 11
Figur 6 Schnitt durch eine Feste Fahrbahn nach den Ansprüchen 15,16 und 17
Auf der Oberfläche 2 der Tragschicht 1 ist auf einem erfindungsgemäßen Lager 6 der
Gleisrost aus Schwellen 3 und darauf mit einer Schienenbefestigung 5 befestigten
Schienen 4 aufgelegt. Das Lager 6 besteht aus einer Platte 7, die im gezeigten Beispiel
wabenförmig mit ihr einstückig verbundene Verankerungselemente aufweist. Die
Verankerungselemente 8 greifen in entsprechende Ausnehmungen 10 auf der Unterseite
der Schwelle 3 ein. Die Fuge 9 zwischen der Platte 7 des Lagers 6 mit den Verankerungselementen 8 wird mit einem geeigneten Mörtel geschlossen und dadurch
die Platte 7 mit der Schwelle 3 lage- und höhengenau verbunden. Dieser Arbeitsgang
wird zweckmäßig bereits bei der Schwellenfertigung in der Schwellenfabrik durchgeführt. Mit den Verankerungselementen 8 wird eine formschlüssige Verbindung
zwischen der Platte 7 und dem Beton der Schwelle 3 erreicht, die auch bei Versagen der
Klebefuge zwischen Lager und Schwelle Schubkräfte überträgt.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung des Lagers 6 mit einer Platte 11 nach Anspruch 8 mit
gestaffelt wachsenden kraftübertragenden Querschnitten 11/1, 11/2, 11/3 zeigt Fig. 3.
Zur Gesamtverfonnung der Platte 11 leisten bei gegebener Kraft die Plattenbereiche
entsprechend ihren tragenden Querschnittsflächen 11/1, 11/2, 11/3 unterschiedliche zu
ihrer Größe umgekehrt proportionale Beiträge, sodaß die Gesamtverformung mit wachsender Belastung progressiv abnimmt.
• ·
• ·
Figur 2 zeigt eine Feste Fahrbahn bei der Schallschutzelemente 12 nach Anspruch 9 auf
die Schwellen 3 aufgelagert sind. Durch Heranziehung des Gewichts der Schallschutzelemente 12, die auf den Schwellen 3 gelagert sind, zur Gewichtserhöhung
des Gleisrostes, können andere Teile des Gleisrotes leichter ausgebildet werden. Diese
Möglichkeit erlaubt eine leichtere Ausbildung der Schwellen 3, die durch günstigere
statische Bedingungen bei Verwendung der erfindungsgemäßen Lager 7 auch tatsächlich
ausfuhrbar sind.
Die Verminderung der Abmessung der Schwelle 3 durch Heranziehung des Gewichts der
Schallschutzelemente nach Anspruch 9 wird durch die gegenüber der normalen Schwellenlänge 14 verminderte Länge 13 in Fig. 2 angedeutet.
Höhenkorrekturen des Gleises, z.B. bei Setzungen der Tragschicht 1 können in einfacher
Weise durch Auffuttern des Lagers 6 oder 23 mit Lagerergänzungsplatten 15 erreicht
werden. Die Platten 15 können Sicherungsleisten 16 aufweisen, durch die eine Verschiebung der Platten gegenüber dem Lager verhindert wird. In Fig. 4 ist das Beispiel
eines Lagers mit Lagerstreifen 23 dargestellt.
Ein aus Lagerstreifen 23 aufgebautes Lager kann zweckmäßig und zur Vereinfachung
der Montage mittels einer Verbundplatte 17 zu einer Lagereinheit 18 zusammengefaßt
werden.
Die Schallemission des Gleises kann außer durch Schallschutzelemente 12 durch
Auffüllung der Fächer 19 zwischen den Schwellen 3 mit losem Schüttgut 20 vermindert
werden. In diesem Fall muß der Spalt 21 zwischen Tragschicht 1 und Schwelle 3 gegen
das Eindringen von Fremdkörpern besonders aus dem Schüttgut gedichtet werden. Ein
geeignetes Mittel 22 zur Abdichtung des Spaltes 21 kann alterungsbeständiger, geschlossenporiger Elastomere-Schaum sein.
Claims (18)
1. Feste Fahrbahn für schienengebundenen Verkehr, bestehend aus einer
Tragschicht (1), wie sie aus dem Straßendeckenbau an sich bekannt ist, mit im wesentlichen ebener Oberfläche (2) und darauf verlegtem Gleisrost aus Schienen
(4) und Schwellen (3), wobei das Gleis vertikal und horizontal federnd gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente etwa in der
Achse jeder Schiene punktförmig unter der Schwelle (3) angeordnet sind.
2. Feste Fahrbahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Federelement ein bei der Schwellenfertigung unverlierbar und höhengenau vormontierbares Lager (6, 23) ist.
3. Feste Fahrbahn nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Lager (6, 23) mit Hilfe einer mit geeignetem Kunststoffmörtel verfullten
Fuge (9) höhengenau montierbar ist.
4. Feste Fahrbahn nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Lager (6,23) eine aus einem geeigneten Elastomere hergestellte
Platte (7,11) aufweist, die mit einem geeigneten Kunststoffinörtel und/oder durch
angeformte in die Schwelle (3) einbindende Verankerungselemente (8) unverlierbar
mit der Schwelle (3) verbindbar ist.
5. Feste Fahrbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Platte (7,11) des Lagers (6, 23) aus einem geschlossenporigen Elastomerschaum hergestellt ist.
6. Feste Fahrbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Platte (7,11) des Lagers (6, 23) aus einem elastischen Vollmaterial besteht, das mit Hohlräumen und/oder geeigneter Profilierang
versehen und dadurch verformbar ist.
7. Feste Fahrbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Federkraft des Lagers (6, 23) mit zunehmender Belastung progressiv ansteigt.
8. Feste Fahrbahn nach Ansprach 6 und 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Lager (6,23) Platten (11) mit einer Formgebung mit in vertikaler Achse
gestaffelt wachsendem kraftübertragenden Querschnitten (11/1,11/2,11/3)
aufweist.
• · S Q _
9. Feste Fahrbahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
betriebstechnisch erforderliche wirksame Gesamtgewicht des Gleisrostes aus dem Gewicht der Schwellen (3), der Schienen (4) und Schienenbefestigung (5) durch
auf den Schwellen aufgelagerte Schallschutzelemente (12) vergrößerbar ist.
10. Feste Fahrbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Lager (6,23) in Richtung der Schienen (4) veränderliche vertikale Federsteifigkeiten aufweist und diese Steifigkeit zu den Rändern der
Schwelle (3) hin größer wird.
11. Feste Fahrbahn nach einem der Ansprüche Ibis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Lager (6,23) unter den Schwellen (3) durch ein Ergänzungsteil (15) in der Höhe aufstockbar ist, wobei die Gesamtsteifigkeit des
aufgestockten Lagers gegenüber der ursprünglichen Lagerung unverändert bleibt.
12. Feste Fahrbahn nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
das Ergänzungsteil (15) eine so große Federsteifigkeit aufweist, daß es zur
Einfederung des Lagers (6,23) praktisch keinen Beitrag leistet.
-10-
13. Feste Fahrbahn nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ergänzungsteil (15) durch Sicherungsleisten (16) oder
andere geeignete Mittel horizontal gegenüber der Schwelle (3) unverschiebbar ist.
14. Feste Fahrbahn nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß das Lager von zwei entlang den Schwellenrändern angeordneten Lagerstreifen (23) gebildet wird.
15. Feste Fahrbahn nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet, daß die
Lagerstreifen (23) mit Verbundplatten (17) aus gegenüber den Lagerstreifen
härterem Werkstoff zu einer Lagereinheit (18) kombinierbar sind.
16. Feste Fahrbahn nach den Ansprüchen 1-15, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fächer (19) zwischen den Schwellen (3) mit losen Schüttgütern (20) aufiullbar sind.
17. Feste Fahrbahn nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der
Spalt (21) zwischen Schwelle (3) und Tragschicht (1) gegen das Eindringen von Schüttgut (20) durch geeignete Mittel (22) abdichtbar ist.
18. Feste Fahrbahn nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der
Spalt (21) unter der Schwelle (3) außerhalb der Lager (6,23) in voller Höhe mit
einem alterungsbeständigen, geschlossenporigen, weichen Elastomere-Schaum als
Mittel (22) gegen Eindringen von Schüttgut (20) fiillbar ist.
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Effective date: 19990122 |
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