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Auslegung von Schienengleisen mit vorgefertigten
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Stahlbetonplatten Die Erfindung betrifft eine niveaugleiche Auslegung
von Schienengleisen mit vorgefertigten Stahlbetonplatten, die an den schienenseitigen
Plattenrändern mit Stahlstreifen abgedeckt und mit den Schienen unter Verwendung
von Verbindungsstangen in Verbindung stehen, die im Stahlbeton verlaufen und fieber
die Stahlstreifen auskragen.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift 26 48 548 ist eine Einrichtung
der oben genannten Gattung bekannt, bei welcher die aus Flachstahlstreifen bestehenden
Stahlstreifen sich über die gesamte Länge der Stahlbetonplatte erstrecken und bei
welcher besondere doppel-T-förmige oder U-förmige Befestigungselemente vorgesehen
sind, über welche die Stahlbetonplatten mit den Schienen verschraubt sind. Es besteht
also zwischen den Schienen und den Stahlbetonplatten eine durch die Befestigungselemente
gebildete starre Verbindung.
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Der Nachteil der bekannten Gleisauslegung ist darin zu sehen, daß
die Stahlbetonplatten bezüglich der zugehörigen Schienestränge verhältnismäßig unbeweglich
gehalten sind und demzufolge - insbesondere bei der zu erwartenden unsymmetrischen
Belastung - die Schienenstränge und damit deren Befestigungseinrichtungen
zusätzlich
beanspruchen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleisauslegung der
eingangs genannten Gattung zu entwickeln, welche einerseits bezüglich der Schiene
keine oder nur geringfügige Bewegungen ausführen kann, andererseits aber so angeordnet
und ausgebildet ist, daß unsymmetrische Belastungen der Stahlbetonplatten allenfalls
zu einer geringfügigen Beanspruchung und demzufolge zu einer geringfügigen Verformung
der Schiene führen.
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Die erwähnte Aufgabe wird durch eine Gleisauslegung gelöst, welche
im wesentlichen die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Der der Erfindung zugrundeliegende
Lösungsgedanke besteht danach darin, die Stahlbetonplatten -die außerhalb und ggf.
zusätzlich auch innerhalb der Schiene angeordnet sein können - in einer Weise mit
dem jeweils benachbarten Schienenstrang zu verbinden, die eine Verschiebung bezüglich
des Schienenstrangs im wesentlichen ausschließt, gleichzeitig aber durch die Belastung
vorgerufene Bewegungen zuläßt. Damit die Stahlbetonplatten jeweils ihre Ausgangslage
erreichen, stützen sie sich zweckmäßigerweise auf einer auf den-Untergrund aufgebrachten
elastischen Lagerschicht ab, die den auftretenden Beanspruchungen, zumindest über
einen längeren Zeitraum, gewachsen ist.
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Die Lagerschicht - die beispielsweise mit Hilfe von Schalungskästen
und Schablonen auf die Schienenschwellen aufgebracht wird - sollte aus einer Art
Hartstoff bestehen, welcher in dem geforderten Umfang elastische Eigenschaften aufweist.
Zweckmäßigerweise besteht die Lagerschicht aus einer Vergußmasse, die hartgummiartig
abbindet (Anspruch 2).
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Die Lagerschicht kann insbesondere auch aus einer Fugenvergußmasse
für Betonfertigteile bestehen; ihre Eindrücktiefe sollte in der Größenordnung von
1 Vol.-% liegen.
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Die gelenkähnliche Verbindung kann in einfacher Weise dadurch verwirklicht
sein, daß die auskragenden Verbindungsstangen der Stahlbetonplatten in eine geeignet
ausgebildete Bohrung im benachbarten Schienenstrang eingreifen und so mit diesem
verschraubt sind, daß in gewissem Umfang Bewegungen bezüglich des Schienenstrangs
möglich sind; es ist also unter Umständen bereits ausreichend, die Verbindungsstangen
beweglich in einer Bohrung des Schienenstrangs festzuhalten, deren Durchmesser größer
ist als der Durchmesser der Verbindungsstangen.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
stützen sich die auskragenden Verbindungsstangen über Federelemente in den mit Bohrungen
versehenen Schienensträngen ab (Anspruch 3).
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Die Federelemente können dabei insbesondene als Puffer, Federringe
oder Lagerhülsen aus Kunststoff (Anspruch 4) ausgebildet oder aus mehreren dieser
Bestandteile zusammengesetzt sein. Die Verwendung von Kunststoff-Lagerhülsen ist
insofern vorteilhaft, als diese gleichzeitig der Isolierung dienen.
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Unabhängig von der konkreten Ausbildung der gelenkähnlichen Verbindungen
ist es von Bedeutung, daß die in Betracht kommenden Stahlbetonplatten bezüglich
des Schienenstrangs auch Kippbewegungen ausführen können, ohne daß in größerem Umfang
eine Querverschiebung bezüglich des Schienenstrangs auftritt.
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Die Stahlbetonplatten können insbesondere so ausgebildet sein, daß
sie weitere im Stahlbeton verlaufende Querstangen aufweisen, die an den Stahlstreifen
befestigt sind (Anspruch 5); zweckmäßigerweise ragen die Querstangen zumindest schienenseitig
nicht über die Stahlstreifen hinaus (Anspruch 6); als besonders vorteilhaft
hat
sich eine Ausführungsform erwiesen, bei welcher die Stahlstreifen über eine Stumpfschweißung,
d. h.
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ohne Ausbildung einer Bohrung, mit den Querstangen verbunden sind.
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Die erfindungsgemäße Gleisauslegung kann insbesondere auch dann zur
Anwendung kommen, falls der Gleisbereich wahlweise - insbesondere im Nahverkehrsbereich
-von Schienen- und Straßenfahrzeugen befahren werden soll. Falls zumindest eine
der beiden außerhalb der Schiene liegenden Stahlbetonplatten auf ihrer Außenseite
mit einer oberhalb der Stahlbetonplatte endenden Führungsplatte ausgestattet ist
(Anspruch 7). kann die Gleisauslegung zusätzlich von Straßenfahrzeugen benutzt werden,
die ggf. automatisch über eine an der bzw. an den Führungsplatten abgestützte Abtasteinheit
in der gewünschten Richtung geleitet werden. Beim Betrieb von automatisch gesteuerten
Straßenfahrzeugen kann unter Umständen auf die Verwendung der Stahlbetonplatten
verzichtet werden, die normalerweise in der gleichen Weise innerhalb der Schiene
angeordnet und einseitig an dieser befestigt sind wie die auf der Außenseite liegenden
Stahlbetonplatten.
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Die Führungsplatten sind zweckmäßigerweise im Bereich ihrer längsseitigen
Endabschnitte über Uberlappungsbleche miteinander verbunden und unter Zwischenschaltung
auswechselbarer Distanzbleche an den Stahlbetonplatten abgestützt (Anspruch 8).
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Die Überlappungsbleche verhindern eine Verschiebung der Führungsplatten
in Längsrichtung gegeneinander; die auswechselbaren Distanzbleche - die zweckmäßigerweise
von oben auf die Verbindungsstangen und/oder
Querstangen aufsetzbar
sind - ermöglichen es, die Lage der Führungsplatten bezüglich der Stahlbetonplatten
und bezüglich der Schienenstränge ohne deren Ausbau einzustellen und zu verändern.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele
im einzelnen erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1a im Schnitt quer zur Längserstreckung der neuen
Gleisauslegung eine einseitig an einem Schienenstrang befestigte, zwischen der Schiene
angeordnete mittlere Stahlbetonplatte und eine außerhalb der Schiene liegende Stahlbetonplatte,
Fig. 1b einen der Fig. 1a entsprechenden Abschnitt der neuen Gleisauslegung im Bereich
der Schienenbefestigung mit angedeuteter Belastung der Schiene und der mittleren
und äußeren Stahlbetonplatte durch ein Schienen-bzw. Straßenfahrzeug, Fig. 2 in
gegenüber Fig. 1a vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch die gelenkähnliche Verbindung
der mittleren Stahlbetonplatte mit einem Schienenstrang, Fig. 2a einen der Fig.
2 ähnlichen Schnitt durch eine gelenkähnliche Verbindung, die neben zwei Federringen
zusätzlich zwei Kunststoff-Lagerhülsen aufweist, Fig. 3 in Draufsicht einen Teilabschnitt
einer mit außen liegenden Führungsplatten ausgestatteten Gleisauslegung,
Fig.
4 in größerem Maßstab einen Vertikalschnitt nach Linie IV-IV in Eg. 3, Fig. 5 in
größerem Maßstab einen Vertikalschnitt nach Linie V-V in Fig. 3, Fig. 6a, b in größerem
Maßstab eine Ansicht der in Fig. 3 bis 5 angedeuteten Distanzbleche zur Einstellung
des Abstandes der Führungsplatten und Fig. 7 eine Ansicht des in Fig. 4 und 5 angedeuteten
Überlappungsbleches zur Verbindung der FUhrungsplatten im Bereich ihrer längsseitigen
Endabschnitte.
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Die neue Gleisauslegung (Fig. 1a, b) besteht jeweils aus einer mittleren
Stahlbetonplatte 1, die innerhalb der zwei Schienenstränge 2 aufweisenden Schiene
angeordnet ist, und aus zwei außerhalb der Schienenstränge gehaltenen außen liegenden
Stahlbetonplatten 3 (von denen in Fig. 1a, b jeweils nur ein Exemplar dargestellt
ist).
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Die Teile 1 und 3 sind schienenseitig jeweils mit Stahlstreifen 4
bzw. 5 abgedeckt; die außen liegenden Stahlbetonplatten 3 weisen außerdem auf ihrer
Außenseite einen Stahlstreifen 6 auf, dessen Höhe in etwa derjenigen der Stahlbetonplatte
entspricht.
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Die Stahlstreifen 4 der mittleren Stahlbetonplatte 1 und die Stahlstreifen
5 und 6 der außen liegen Stahlbetonplatte 3 sind jeweils über Verbindungsstangen
8 bzw. 9 (Fig. la) und über Querstangen 10 bzw. 11 (Fig, 1b) miteinander verbunden,
die im Stahlbeton verlaufen.
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Soweit die Verbindungsstangen 8 und 9 nicht zur Befestigung der Stahlbetonplatten
1 und 3 am benachbarten Schienenstrang 2 dienen, enden sie sowie auch die Querstangen
an den Stahlstreifen 4 bzw. 5 und 6: Die genannten Stahlstreifen weisen also keine
Bohrung auf, sondern sind stumpf mit den Verbindungsstangen und Querstangen verschweißt.
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Die jeweils einseitig mit dem benachbarten Schienen strang 2 verbundenen
Stahlbetonplatten 1 und 3 stützen sich auf einer elastischen Lagerschicht 13 ab,
die auf den Untergrund 14 zur Aufnahme auch der Schienenbefestigung 12 aufgebracht
ist; die Lagerschicht - die vorzugsweise aus einer hartgummiartig abbindenden Vergußmasse
besteht - läßt durch Belastung hervorgerufene Schwenk-und Kippbewegungen der Stahlbetonplatten
1 und 3 zu, ohne daß die mit diesen verbundenen Schienenstränge 2 und deren Befestigung
12 allzusehr beansprucht werden.
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Zur Befestigung der Teile 1 und 3 sind die Verbindungsstangen 8 und
9 auf der den Schienensträngen zugewandten Seite einseitig auskragend ausgebildet;
der auskragende Befestigungsabschnitt ist mit 8' bzw. 9' bezeichnet (Fig. la).
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Damit die bereits erwähnten Schwenk- und Kippbewegungen ausgeführt
werden können, besteht zwischen den Verbindungsstangen 8 und 9 und dem benachbarten
Schienenstrang 2 eine gelenkähnliche Verbindung 15, die anhand der Fig. 2 für die
mittlere Betonplatte 1 näher erläutert wird; die gelenkähnliche Verbindung der außen
liegenden Stahlbetonplatten3 ist gleichartig ausgebildet.
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Der auskragende Befestigungsabschnitt 8' weist einen
Gewindeabschnitt
8" auf, der zum Teil durch eine Bohrung 2' im Schienenstrang 2 hindurchgeführt ist.
Auf der linken Seite des Schienenstrangs 2 ist der Befestigungsabschnitt 8' mit
einer angeschweißten Mutter 16 ausgestattet; seine Befestigung am Schienenstrang
2 erfolgt über eine weitere Mutter 17, die sich unter Zwischenschaltung eines Federrings
18 an der gegenüberliegenden Seite des Schienenstrangs 2 abstützt. Die Lage der
Mutter 17 auf dem Gewindeabschnitt 8" ist vorteilhaft zusätzlich gesichert, beispielsweise
durch eine Sicherungsscheibe, einen Sicherungsbolzen oder durch eine Gegenmutter.
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Der Abstand der beiden Muttern 16 und t7 voneinander sowie die Größe
der Bohrung 2' sind so gewählt, daß die Verbindungsstange 8 bezüglich des Schienenstrangs
2 in dem erforderlichen Umfang Schwenk- und Kippbewegungen ausführen kann, ohne
ihren Abstand vom Schienenstrang in unerwünschtem Umfang zu verändern.
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Anstelle des Federrings 18 können auch andere Federelemente zum Einsatz
gelangen, insbesondere Tellerfedern, Puffer aus elastischem Kunststoff oder auch
Schraubenfedern; zusätzlich oder auch anstelle der erwähnten Federelemente kann
der Gewindeabschnitt 8" innerhalb der Bohrung 2' mit einer Lagerhülse aus elastischem
Kunststoff, Hartstoff oder Hartgummi ausgestattet sein, wobei sich die Lagerhülse
gleichzeitig am Schienenstrang 2 abstützt.
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Die mögliche Belastung der Stahlbetonplatten 1 und 3 ist in Fig. 1b
durch die Zwillingsreifen 19 eines ansonsten nicht dargestellten Straßenfahrzeugs
angedeutet; darüber hinaus ist der Radkranz 20 eines
Schienenfahrzeugs
schematisch angedeutet.
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Die im wesentlichen nicht dargestellte linke Hälfte der neuen Gleisauslegung
entspricht der aus Fig. 1a, b ersichtlichen rechten Hälfte; die Mittellinie der
Gleisauslegung ist mit 21 bezeichnet.
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In Fig. 3 ist die Aufeinanderfolge und Anordnung der Verbindungsstangen
9 und Querstangen 11 der außen liegenden Stahlbetonplatten 3 eines Gleisauslegungsabschnitts
schematisch dargestellt. Während die Verbindungsstangen 9 schienenseitig am benachbarten
Schienenstrang 2 befestigt sind,ragen die Querstangen 11 (im Gegensatz zu der bisher
beschriebenen Ausführungsform) schienenseitig allenfalls geringfügig über die Stahlstreifen
5 hinaus. Auf der vom benachbarten Schienenstrang 2 abgewandten Außenseite sind
sowohl die Verbindungsstangen 9 als auch die Querstangen 11 mit einem Gewindeabschnitt
9" bzw. 11' ausgestattet, der zur Befestigung einer Führungsplatte 22 dient; diese
stützt sich im Bereich des längsseitigen Endabschnitts der Stahlbetonplatte 3 über
ein Distanzblech 23 an den außen liegenden Stahlstreifen 6 der benachbarten Stahlbetonplatten
3 ab (Fig. 4 in Verbindung mit Fig. 3). Um das Auswechseln des Distanzbleches 23
zu erleichtern, ist dieses mit zwei einseitig offenen Langlöchern 23' ausgestattet
(Fig. 6b), in welche die unmittelbar benachbarten Verbindungsstangen 9 und 11 Querstangen
eingreifen. Die Befestigung der FUhrungsplatte 22 erfolgt über Muttern 24 und Federringe
25 (vgl. Fig. 4).
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Der längsseitige Endabschnitt der Führungsplatte 22 liegt - wie aus
Fig. 3 ersichtlich ist - zweckmäßig versetzt zum längsseitigen Endabschnitt der
Stahlbetonplatte 3. Die benachbarten Führungsplatten 22 sind einerseits über zwei
Querstangen ii und andererseits über ein Überlappungsblech 26 (Fig. 5, Fig. 7) miteinander
verbunden. Die Befestigung der Teile 22 und 26 miteinander erfolgt über den Gewindeabschnitt
11' der - Querstangen 11 sowie fieber zwei oberhalb dieser befindliche Senkschrauben
27 mittels der bereits erwähnten Befestigungsteile 24 und 25 (vgl.
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dazu auch Fig. 7).
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Die Führungsplatte 22 und das Überlappungsblech 26 stützen sich jeweils
unter Zwischenschaltung des bereits beschriebenen Distanzbleches 23 an dem außen
liegenden Stahlstreifen 6 der zugehörigen Stahlbetonplatte 3 ab (vgl. Fig. 5).
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Außerhalb der längsseitigen Endabschnitte der Stahlbetonplatten 3
und der Führungsplatten 22 sind de Querstangen 11 zur einstellbaren Ausrichtung
der FUhrungsplatte 22 mit dem in Fig. 6a dargestellten Distanzblech 28 ausgestattet,
welches zur AbstUtzung auf der zugehörigen Querstange 11 lediglich eine einseitig
offene Langlochbohrung 28' aufweist.
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Die mit Führungsplatten ausgestattete Ausführungsform gemäß Fig. 3
ist dazu bestimmt, wahlweise den Verkehr mit Schienenfahrzeugen oder mit Straßenfahrzeugen
tu ermöglichen, wobei letztere ggf. automatisch an den Führungsplatten 22 entlang
geführt werden können, Diese Ausführungsform kann je nach den Betriebsverhältnissen
mit oder ohne mittlere Stahlbetonplatte (entspre-
chend Fig. 1
und 2 Anwendung finden.
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Die in Fig. 3 schematisch dargestellten Verbindungsstangen weisen
schienenseitig die bereits vorher beschriebenen gelenkartigen Verbindungen mit dem
benachbarten Schienenstrang auf; dies gilt entsprechend für die Verbindungsstangen
der etwa vorhandenen mittleren Stahlbetonplatte.
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Wegen der Ausbildung der Lagerschicht für die Stahlbetonplattnwird
auf die Ausführungen zu Fig. 1 und 2 verwiesen.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2a stützt sich die angeschweißte
Mutter 16-ebenso wie die Mutter 17 (vgl.
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Fig. 2) - an einem Federring 18 ab.
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Die beiden Federringe ruhen ihrerseits auf zwei Kunststoff-Lagerhülsen
29, die in die Schienenbohrung 2' hineinragen und den Zwischenraum zwischen der
Schiene und dem Gewindeabschnitt 8" der Verbindungsstange 8 zumindest teilweise
ausfüllen.
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Die Kunststoff-Lagerhülsen dienen gegebenenfalls nicht nur als Federelemente,
sondern bei entsprechender Verwendung der Schiene auch als Isolierelemente.
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