DE4007710A1 - Verfahren zum herstellen eines eisenbahnoberbaus im tunnel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Eisenbahnoberbaus im Tunnel, insbesondere für Schienenfahrzeuge mit sehr hohen Fahrgeschwindigkeiten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Als Alternative zum Schotteroberbau ist die sogenannte Feste Fahrbahn "Bauart Rheda" bekannt. Sie besteht im wesentlichen aus einer Ortbetonplatte, in die Spannbetonschwellen als spurhaltendes Element integriert sind (DE-Z "Der Eisenbahningenieur", 38, 1987, Heft 7, S. 347 bis 353). Das Konzept der Spannbetonschwellen als Bestandteil der Ortbetonplatte sorgt dafür, daß die in den Schwellen verankerten Schienenbefestigungen nicht von Rissen der Tragplatte betroffen werden, wie dies bei anderen bekannten Bauweisen vorkommen kann, bei denen die Schienen unmittelbar in einer Tragplatte aus Stahlbeton verankert sind; vielmehr erfolgt die freie Rißbildung der Ortbetonplatte durch fein verteilte und damit unschädliche Risse längs der Flanken der Schwellen.

Dank ihrer Herstellung, bei der ein vorgefertigter Gleisrost in vertikaler und horizontaler Richtung ausgerichtet und ausbetoniert wird, besitzt die Feste Fahrbahn "Bauart Rheda" die Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Radien und Überhöhungen in Gleisbögen ohne Sonderelemente. Ihr konstruktiver Aufbau unterscheidet sich je nach Anwendung auf Erdplanum oder im Tunnel. Im Gegensatz zu dem Tragsystem auf Erdplanum (DE-A 37 36 943) steht bei dem Tragsystem im Tunnel als tragfähige Unterlage die Tunnelsohle zur Verfügung, so daß die Höhe der Ortbetonplatte unterhalb der Schwellen auf das zum hohlraumfreien Unterfüllen der Schwellen erforderliche Maß reduziert werden kann.

Bei der Herstellung eines Tunnels wird üblicherweise nach dem Ausbruch des Tunnelquerschnitts die Tunnelauskleidung hergestellt, deren wesentliche Aufgabe die Sicherung der Standfestigkeit ist. Bei einer Tunnelausbildung aus Beton, wie z. B. bei der Neuen Österreichischen Tunnelbauweise ("NÖT"), besteht die Tunnelauskleidung im Sohlbereich aus einem Sohlgewölbe oder einer Sohlplatte. Bei Herstellung eines Tunnels für die Verlegung eines Schotteroberbaus erhält die Tunnelsohle mit Rücksicht auf die Entwässerung üblicherweise ein Profil mit V-förmigem Querschnitt; ihre Oberfläche trägt also weder der Querneigung, noch der exakten Höhenlage des Gleises Rechnung. Während bei einem Schotteroberbau die Querneigung in Gleisbögen und Höhendifferenzen auf der Geraden innerhalb des Schotterbettes ausgeglichen werden können, ist bei Anordnung einer Festen Fahrbahn "System Rheda" auf einer Tunnelsohle mit V-förmigem Profil, sei sie durch eine Sohlplatte oder die Auffüllung eines Sohlgewölbes gebildet, eine gesonderte Unterbetonschicht anzuordnen, deren Oberfläche dann in Höhe und Querneigung der Geometrie des Gleises folgt.

Bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art ist es bekannt geworden, die auf der Sohlplatte bzw. einer Auffüllung des Sohlgewölbes ruhende Unterbetonschicht nach Art eines flachen Troges auszubilden, dessen Bodenplatte und dessen seitliche Aufkantungen als Abstützflächen für Spindeln bei der Ausrichtung des Gleisrostes dienen ("ETR Eisenbahntechnische Rundschau", 38, 1989, H. 3, S. 133 bis 136). Nach dem Ausrichten des Gleisrostes in der Vertiefung des Troges wird in diese Ortbeton eingebracht, der die Vertiefung weitgehend ausfüllt und die Schwellen in ihren unteren Bereichen einhüllend fixiert. Die Oberflächen der seitlichen Aufkantungen dienen zugleich als Lauffläche für Geräte zur Montage des Gleisrostes sowie für das Betoniergerät zum Einbau des Füllbetons, dem sie zugleich als Schalung dienen. In die Bereiche seitlich der Aufkantungen außerhalb des Troges wird schallabsorbierendes Material, z. B. Haufwerksbeton, eingebracht.

Abgesehen davon, daß bei diesem bekannten Eisenbahnoberbau im Tunnel zusätzliche Aufwendungen an Arbeitszeit und Material für den Einbau des Unterbetons erforderlich sind, vergrößert dies die Bauhöhe der Fahrbahn, was sich letztlich in erhöhtem Ausbruch für die Herstellung des Tunnels niederschlägt.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit anzugeben, um diese zusätzlichen Aufwendungen zu vermeiden.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach der Erfindung wird die für den Einbau einer Festen Fahrbahn "Bauart Rheda" vorgesehene Tunnelsohle schon von vornherein der Querneigung und der Höhenlage des Gleises angepaßt, so daß auf jeglichen Unterbeton als Höhenausgleich verzichtet und die Ortbetonplatte zur Fixierung des Gleisrostes unmittelbar bzw. allenfalls unter Zwischenschaltung einer Trennschicht auf die Oberfläche der Sohlplatte aufgebracht werden kann. Für die Ausrichtung des Gleisrostes genügen die zu beiden Seiten des Gleises angeordneten balkenartigen Streifen, die mit Haftverbund zur Tunnelsohle hergestellt werden, also die bei der Montage auftretenden Horizontalkräfte aufnehmen können, und deren dem Gleisrost zugewandte Seitenflächen zugleich als Schalung beim Einbringen des Ortbetons dienen. Die Oberflächen dieser balkenartigen Streifen dienen wiederum als Laufflächen für die Geräte zur Montage des Gleisrostes und zum Einbringen des Betons.

Nach der Erfindung verkleinert sich so nicht nur der Ausbruchquerschnitt, sondern vermindern sich auch die einzubauenden Massen und damit die Herstellkosten. Zugleich vereinfacht sich die Herstellung, da zwei balkenartige Betonstreifen einfacher herstellbar sind als eine flächige Unterbetonschicht bzw. ein vollständiger Betontrog. Der Genauigkeitsanspruch an die Herstellung der Oberfläche der Tunnelsohle mit +/-3 cm ist mit üblichen Geräten und Hilfsmitteln durchaus erfüllbar.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Regelquerschnitt in der Geraden durch einen auf einer Tunnelsohlplatte angeordneten Eisenbahnoberbau nach der Erfindung,

Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Regelquerschnitt im Gleisbogen, die

Fig. 3 bis 5 unterschiedliche Phasen der Herstellung des Eisenbahnoberbaus im Querschnitt in größerem Maßstab und

Fig. 6 einen Längsschnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 5.

In den Fig. 1 und 2 sind schematisch Regelquerschnitte einer Festen Fahrbahn im Tunnel dargestellt, und zwar in Fig. 1 der Regelquerschnitt in der Geraden und in Fig. 2 der Regelquerschnitt im Gleisbogen. Von der eigentlichen Tunnelauskleidung sind nur die Sohlplatte 1 bzw. 1′ und die Widerlager 2 der seitlich anschließenden Gewölbeteile gezeigt; die Ausbildung der Auskleidung im Bereich der Ulmen und der Firste ist nicht Gegenstand der Erfindung.

Die Herstellung des Eisenbahnoberbaus kann im einzelnen anhand der Fig. 3 bis 5 erläutert werden. Dabei wird nach der Erfindung zunächst die Sohlplatte 1 (Fig. 1) in der statisch erforderlichen Dicke auf der Ausbruchsohle 3 betoniert. Die Oberfläche 4 der Sohlplatte 1 folgt der Gleisgeometrie mit einer Herstelltoleranz von etwa +/-3 cm im Höhenabstand h zur Schienenoberkante 5. Dieser Genauigkeitsanspruch ist mit üblichen Geräten und Hilfseinrichtungen ohne weiteres erfüllbar (Fig. 3).

Wie Fig. 3 weiterhin zeigt, werden sodann mit Hilfe von Gleitschalungseinrichtungen, vergleichbar denjenigen, die bei der Fertigung von Straßendecken verwendet werden, schmale Betonbalken 6 zu beiden Seiten der - später einzubauenden - Gleise hergestellt. Diese Geräte können auf dem Bereich der Tunnelsohle 4 zwischen den herzustellenden Betonbalken 6 fahren. Auf diese Weise entsteht eine von der Tunnelsohle 4 und den - mit schrägen Wänden 7 versehenen - Betonbalken 6 gebildete flache trogartige Vertiefung 8.

Im Bereich der trogartigen Vertiefung 8 werden sowohl die Oberfläche 4 der Sohlplatte 1, wie auch die Seitenwände 7 der Betonbalken 6 mit einem Trennmittel beschichtet oder mit einer Folie 14 belegt.

Daraufhin wird in die trogartige Vertiefung 8 der aus den Schwellen 9 mit den darauf befestigten Schienen 10 bestehende Gleisrost eingesetzt (Fig. 4) und darin z. B. mit Hilfe von Spindeln gegenüber der Oberfläche der Sohlplatte 4 in vertikaler Richtung und gegenüber den Betonbalken 6 in horizontaler Richtung ausgerichtet.

Die Betonbalken 6 bestehen im dargestellten Beispiel aus gegebenenfalls bewehrtem Konstruktionsbeton und sind mit Haftverbund auf die Oberfläche der Sohlplatte 4 betoniert. Wenn der Haftverbund zur Tunnelsohle zur Aufnahme der aus der Justierung in horizontaler Richtung resultierenden Horizontalkräfte nicht ausreichen sollte, können schon vor dem Einsetzen und Ausrichten des Gleisrostes die nach außen hin anschließenden Bereiche 11 bzw. 12 mit entsprechend tragfähigem, schallabsorbierendem Material, z. B. Haufwerksbeton, ausgefüllt werden. Es ist auch möglich, auf die Betonbalken 6 ganz zu verzichten und die Bereiche 11 bzw. 12 aus Haufwerksbeton unmittelbar bis an die trogartige Vertiefung 8 heranreichen zu lassen bzw. diese zu deren Bildung heranzuziehen.

Nach dem Ausrichten des Gleisrostes aus Schwellen 9 und Schienen 10 wird mit Hilfe von auf den Betonbalken 6 bzw. den anschließenden Bereichen 11, 12 aus Haufwerksbeton laufenden portalartigen Geräten die trogartige Vertiefung 8 mit Ortbeton 13 ausgefüllt, der die Schwellen 9 in ihrem unteren Bereich umgibt und fixiert. Da die einzuhaltende Bedingung die Schienenoberkante 5 ist, muß die Toleranz bei der Herstellung der Oberfläche 4 der Sohlplatte 1 so gewählt werden, daß auch bei ungünstiger Herstelltoleranz der Tunnelsohle ein hohlraumfreies Unterfüllen der Schwellen 9 gewährleistet ist (Fig. 5).

Fig. 2 zeigt den der Fig. 1 entsprechenden Regelquerschnitt des Eisenbahnoberbaus im Gleisbogen. Daraus ist erkennbar, wie die Oberfläche 4′ der Tunnelsohle etwa sägezahnartig geformt ist, um die seitlichen balkenartigen Bereiche 6 und den Ortbeton 13 zum Ausfüllen der trogartigen Vertiefungen 8 mit konstanter Dicke ausführen zu können.

Aus dem Längsschnitt der Fig. 6 ist erkennbar, wie die Ortbetonplatte 13 durch Querfugen 15 in einzelne Abschnitte unterteilt werden kann. Die durch das Trennmittel bzw. die Folie 14 gegebene Trennmöglichkeit bietet die Möglichkeit, bei Reparaturarbeiten, z. B. nach Entgleisungen, einzelne Abschnitte der Ortbetonplatte 13 herausnehmen und an Ort und Stelle durch neue Abschnitte ersetzen zu können. Zur Sicherung der horizontalen Unverschieblichkeit der Abschnitte können Dorne 16 vorgesehen sein, die sowohl in die Ortbetonplatte 13, wie auch in die Sohlplatte 1 hineinragen.

Die Ausbildung der Bereiche 11 und 12 seitlich der Gleise aus - durchlässigem - Haufwerksbeton bietet die Möglichkeit der Entwässerung des Gleises durch diese Bereiche hindurch. In den Fig. 1 und 2 ist angedeutet, wie in diesen Bereichen 11 und 12 angeordnete Bodeneinläufe 17 durch Rohrleitungen 18 mit der Sammelleitung 19 des Tunnels verbunden werden können.

Claims (10)

1. Verfahren zum Herstellen eines Eisenbahnoberbaus im Tunnel, insbesondere für Schienenfahrzeuge mit sehr hohen Fahrgeschwindigkeiten, bei dem ein Gleisrost aus Schienen und Beton-, insbesondere Spannbetonschwellen, als spurhaltendes Element in einer die Schwellen zumindest teilweise aufnehmenden trogartigen Vertiefung in vertikaler und horizontaler Richtung gegenüber der Tunnelsohle ausgerichtet und durch Einbringen von Ortbeton in die trogartige Vertiefung fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (4) der Tunnelsohle im Bereich des Gleises mit gleicher Querneigung wie das Gleis und mit konstantem Höhenabstand (h) zur Schienenoberkante (5) hergestellt wird, daß zu beiden Seiten des Gleises und in geringem Abstand von den Schwellenköpfen balkenartige Streifen aus Beton mit Haftverbund zur Tunnelsohle hergestellt werden und daß der die Schwellen (9) fixierende Beton (13) auf die Tunnelsohle aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Höhenabstand (h) der Oberfläche (4) der Tunnelsohle zur Schienenoberkante (5) so gewählt wird, daß unter Berücksichtigung der Herstellungstoleranzen der Tunnelsohle unterhalb der Schwellen (9) genügend Raum zum hohlraumfreien Unterfüllen der Schwellen (9) durch den Ortbeton (13) bleibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die balkenartigen Streifen ganz oder teilweise aus druckfestem schallabsorbierendem Material, z. B. Haufwerksbeton, hergestellt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst den Schwellen (9) benachbart und die trogartige Vertiefung (8) begrenzend schmale Streifen (6) aus Konstruktionsbeton hergestellt und die nach außen hin anschließenden Bereiche (11, 12) mit schallabsorbierendem Material, z. B. Haufwerksbeton, ausgefüllt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die balkenartigen Streifen in Gleitschalungstechnik hergestellt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die balkenartigen Streifen mit einer Bewehrung versehen werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abführung von Oberflächenwasser am Grunde der Bereiche (11, 12) aus schallabsorbierendem Material mit der Sammelleitung (19) des Tunnels verbindbare Bodeneinläufe (17) angeordnet werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandflächen (7) der trogartigen Vertiefung (8) und die Oberfläche (4) der Tunnelsohle in deren Bereich zur Bildung einer Trennfuge (14) ausgerüstet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schwellen (9) fixierende Ortbetonplatte (13) durch Querfugen (15) in einzelne Abschnitte unterteilt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abschnitt zur Sicherung der horizontalen Unverschieblichkeit mit einem in die Tunnelsohle eingreifenden Dorn (16) ausgerüstet wird.