DE3728304A1 - Eisenbahnschwelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Eisenbahnschwelle aus Beton mit langgestreckten Bewehrungselementen und mit Schienenbefesti­ gungsmitteln, die in den Beton hineinreichen.

Für Eisenbahngleise werden neben Schwellen aus Stahl und Holz in großem Umfange auch Eisenbahnschwellen aus Spannbeton ver­ wendet, die infolge ihres hohen Gewichtes eine ruhige Gleis­ lage gewährleisten. Die Bewehrungselemente dieser Beton­ schwellen bestehen aus vorgespannten Spannstäben, die an ihrem Außenumfang glatt oder auch gerippt sein können und im Spannbett mit sofortigem Verbund zu dem sie umgebenden Beton vorgespannt werden. Daneben ist es auch bekannt, in Eisenbahnschwellen Spannglieder aus Stahl mit nachträglichem Verbund in Hüllrohren aus Blech anzuordnen.

Im modernen Eisenbahnbetrieb mit seiner hochentwickelten Signaltechnik werden die Schienen des Gleises zur strecken­ weisen Stromleitung für Zugbeeinflussungseinrichtungen be­ nötigt, wobei gezielte elektrische Verbindungen von einer Schiene zur anderen über die Zugachsen hergestellt werden. Die beiden Schienen des Gleises müssen deshalb elektrisch gegeneinander isoliert sein, was durch Holzschwellen ohne weiteres erreicht werden kann. Auch bei Betonschwellen be­ steht zwischen den Schienen keine direkte elektrische Lei­ tung; der elektrische Widerstand bei Betonschwellen reicht jedoch nicht aus, um eine vollständige elektrische Isolierung der beiden Schienen gegeneinander zu erreichen. Es war des­ halb bisher erforderlich, die signaltechnischen Einrichtungen längs des Gleises in kürzerem Abstand voneinander aufzubauen, um Spannungsverlusten und Verlusten durch Kriechströme Rech­ nung zu tragen, welche die Schaltsicherheit der signaltechni­ schen Einrichtungen beeinträchtigen. Der hiermit verbundene höhere signaltechnische Aufwand verursacht erhebliche Kosten.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und Eisenbahnschwellen aus Beton so auszubilden, daß der elektrische Widerstand zwischen den beiden Schienen des Gleises soweit erhöht wird, daß die signaltechnischen Ein­ richtungen längs des Gleises in ihrem optimalen Abstand voneinander angeordnet werden können.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß die Bewehrungselemente und/oder die Schienenbefestigungsmittel elektrisch nicht-leitend oder elektrisch isoliert sind.

Da eine Ableitung elektrischer Ströme von einer Schiene des Gleises zur anderen in erster Linie über die Bewehrungs­ elemente erfolgt, die sich über nahezu die gesamte Länge der Betonschwelle erstrecken und von den Schienenbefesti­ gungsmitteln nur einen geringen Abstand haben, die in den Schwellenbeton hineinragen und die Bewehrungselemente mög­ licherweise sogar berühren, wird durch die elektrische Iso­ lierung oder die elektrische Ausbildung dieser Zug- und Verankerungsorgane der Schwelle eine bedeutende Verminderung des signaltechnischen Aufwandes erreicht, da ein unerwünsch­ ter Stromfluß von einer Schiene des Gleises zur anderen nahezu vollständig unterbunden wird.

Die Bewehrungselemente sind, wie an sich bekannt, zweckmäßig vorgespannte Spannglieder, die aus mindestens einem Spann­ stab bestehen. Hierbei sind die Bewehrungselemente vollstän­ dig elektrisch nicht-leitend, wenn sie aus elektrisch nicht­ leitenden Faserverbundwerkstoffen hergestellt sind. Solche Faserverbundwerkstoffe können in Kunststoff eingebettete Glas­ fasern oder Kohlenstoffasern sein. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Bewehrungselemente mit Kunststoff ummantelte Glasfadenbündel aufweisen. Derartige Spannglieder aus nicht­ metallischen Faserverbundwerkstoffen sind nicht nur voll­ kommen dielektrisch, sondern auch korrosionsbeständig und eignen sich deshalb vorzüglich für die Zwecke der vorliegen­ den Erfindung.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung können die Bewehrungselemente und/oder die Schienenbefestigungsmittel auch aus Stahl bestehen, sie müssen aber dann mit einer elektrisch isolierenden Ummantelung versehen sein. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn diese isolierende Ummantelung aus einem Kunststoff mit rauher Oberfläche besteht, zweckmäßig aus einem Epoxidharz oder aus PVC. Hierzu ist darauf hinzu­ weisen, daß kunststoffummantelte Bewehrungsstähle an sich bekannt sind; die Kunststoffummantelung diente jedoch bisher nur dazu, die ummantelten Stahlstäbe vor Korrosion zu schützen. Sie wurden deshalb bisher auch nur für Sonder­ aufgaben, beispielsweise im Seewasserbau, eingesetzt.

Nach der Erfindung kann die elektrische Leitfähigkeit der Spannbetonschwellen weiter herabgesetzt werden, wenn dem Beton porenschließende Zusatzstoffe zugesetzt werden. Der­ artige Kunststoffzusätze zu Zementbeton sind an sich be­ kannt. Sie setzen die Wasseraufnahmefähigkeit des Betons herab und vermindern hierdurch auch dessen elektrische Leit­ fähigkeit.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung an Beispielen näher erläutert sind. Es zeigt:

Fig. 1 eine Eisenbahnschwelle nach der Erfindung im Längsschnitt,

Fig. 2 die Eisenbahnschwelle nach Fig. 1 in einer Draufsicht, wobei die Schienen weggelassen sind,

Fig. 3 eines der Bewehrungselemente einer ersten Ausführungsform im Querschnitt in einer perspektivischen Teildarstellung und

Fig. 4 eine andere Ausführungsform eines Beweh­ rungselementes einer Eisenbahnschwelle nach der Erfindung in einer der Fig. 3 entsprechenden Darstellung.

In den Zeichnungen ist mit 10 eine Eisenbahnschwelle aus Zementbeton bezeichnet, auf der die beiden Schienen 11 und 12 des Gleises mit Schienenbefestigungsmitteln 13 befestigt sind. Die Schienenbefestigungsmittel 13, die in Fig. 1 und 2 nur schematisch angedeutet sind, sind im Beton 14 der Eisen­ bahnschwelle 10 eingebettet und verankert. Die Betonschwelle 10 ist mit zwei langgestreckten Bewehrungselementen 15 be­ wehrt, die im Beton 14 der Schwelle 10 in seitlichem Abstand voneinander eingebettet sind. Sie befinden sich seitlich neben den Schienenbefestigungsmitteln 13, die in der Langs­ achse 16 der Schwelle 10 angeordnet sind.

Beide Bewehrungselemente 15 sind vorgespannte Spannglieder, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus je einem Spannstab bestehen, die im Spannbett vorgespannt wurden und an ihren Enden mit zusätzlichen Verankerungsmitteln 17, bei­ spielsweise Ankerplatten od.dgl., versehen sind.

Als Bewehrungselemente können Stahlstäbe mit glatter oder ge­ rippter Umfangsfläche verwendet werden, die bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer isolierenden Um­ mantelung aus Kunststoff 18 mit einer rauhen Oberfläche 19 ver­ sehen sind. Als Kunststoff kann ein Epoxidharz oder PVC ver­ wendet werden, das den Bewehrungsstab 15 a mit seinen Rippen 15 b vollständig umgibt und auch auf den Stirnflächen des Be­ wehrungselementes angeordnet ist.

Ebenso wie die langgestreckten Bewehrungselemente 15 sind bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel auch die aus Stahl bestehenden Schienenbefestigungsmittel 13 vollständig mit Kunststoff ummantelt.

Durch diese elektrisch isolierende Ummantelung ist ein Strom­ fluß von einer Schiene 11 zur anderen Schiene 12 über die Schienenbefestigungsmittel 13 und die Bewehrungselemente 15 nicht möglich.

In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform der Bewehrungs­ elemente gezeigt, die ebenfalls zur Bewehrung der Eisenbahn­ schwellen nach der Erfindung verwendet werden können.

Diese Bewehrungselemente nach Fig. 4 bestehen aus mehreren, mit Kunststoff ummantelten Glasfadenbündeln 20, die ihrer­ seits in einer Kunststoffmatrix 21 eingebettet sind. An­ stelle von Glasfadenbündeln können auch andere Faserverbund­ werkstoffe, wie Kohlenfaserbündel, verwendet werden, die in einer geeigneten Kunststoffmatrix eingebettet sind. Diese Bewehrungselemente 15 nach Fig. 4 können ebenso wie Spann­ glieder aus Stahl unter Zugspannung gesetzt und damit zum Vorspannen der Eisenbahnschwellen 10 verwendet werden. Sie haben keinerlei elektrische Leitfähigkeit und eignen sich deshalb besonders gut für die Zwecke der vorliegenden Er­ findung.

Bei Verwendung gut isolierter Stahlstäbe oder bei Verwendung von elektrisch nicht-leitenden Bewehrungselementen aus Faser­ verbundwerkstoffen können die Schienenbefestigungsmittel auch aus nicht elektrisch isolierten Metallteilen bestehen.

Um auch die Leitfähigkeit des Zementbetons herabzusetzen, werden diesem bei der Herstellung der Schwelle geeignete Kunststoffe zugesetzt, welche die Wasseraufnahmefähigkeit des Betons herabsetzen, seine Poren also weitgehend schließen.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebe­ nen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern es sind mehrere Änderungen und Ergänzungen möglich, ohne den Rahmen der Er­ findung zu verlassen. Beispielsweise können zur Bewehrung der Schwellen auch schlaffe Stahleinlagen verwendet werden, die mit einer elektrisch isolierenden Ummantelung versehen sind. Es ist auch möglich, Stahldrahtbündel als Spannglieder zu verwenden, die in elektrisch isolierenden Kunststoff­ schläuchen oder -rohren angeordnet sind und bei denen der Verbund mit den Rohren oder Schläuchen durch nachträgliches Injizieren hergestellt wird.

Claims (7)

1. Eisenbahnschwelle aus Beton mit langgestreckten Beweh­ rungselementen und mit Schienenbefestigungsmitteln, die in den Beton hineinreichen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bewehrungselemente (15) und/oder die Schienenbefestigungsmittel (13) elektrisch nicht leitend oder elektrisch isoliert sind.

2. Schwelle nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bewehrungselemente (15) vor­ gespannte Spannglieder sind, die aus mindestens einem Spannstab (15 a) bestehen.

3. Schwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bewehrungselemente (15) aus elektrisch nicht leitenden Faserverbundwerk­ stoffen bestehen.

4. Schwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bewehrungselemente (15) mit Kunststoff ummantelte Glasfadenbündel (20) aufweisen.

5. Schwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bewehrungselemente (15) und/oder die Schienenbefestigungsmittel (13) aus Stahl bestehen und mit einer elektrisch isolierenden Ummantelung (18) versehen sind.

6. Schwelle nach Anspruch 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Ummantelung (18) aus einem Kunststoff mit rauher Oberfläche (19) besteht.

7. Schwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ge­ kennzeichnet durch porenschließende Zusatzstoffe zum Beton.