DE4041237A1 - Eisenbahnoberbau mit gegengewichten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Eisenbahnoberbau mit auf einer Tragschicht aufgelegten, gegen Abhebekräfte gesicherten Schwellen und darauf befestigten Schienen.

Es ist bekannt, daß die statischen und dynamischen Belastungen einer Gleisanlage zur Durchbiegung der Schienen führen, die sich in einer Vor- und Nachlaufwelle der Radachsen von Zügen als Abhebekräfte an den Schwellen bemerkbar machen. Durch höhere Schwellengewichte (Betonschwellen) oder andere Schwellenformen (Y-Schwelle) wurde das Problem verringert, aber nicht beseitigt.

Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, Y-Stahlschwellen und Betonschwellen durch Anker im Gleisbett festzulegen. Dazu wird in eine feste Tragschicht aus Asphalt oder Beton ein Breitflachstahl eingebaut, auf den ein Schweißbolzen gesetzt wird, an dem die Schwelle verschraubt ist (Zeitschrift "Bitumen", Heft 2, 1988, S. 74-81) .

Weiterhin ist bekannt, Längs- und Querschwellensysteme aus Ortbeton auszubilden und daran die Schienen zu verschrauben.

Diese Systeme haben den Nachteil, daß bei zu fester Verspannung die Verschraubung oder der Untergrund über die zulässigen Kräfte hinweg beansprucht wird und Schaden nimmt.

Außerdem ist bekannt, die Schwellenfächer zwischen den Betonschwellen zu vergießen (DE-A1-38 09 466) oder mehrere Schwellen nebeneinander durch Stahltraversen zu verbinden und so zu versteifen. Diese Baumethode ist sehr aufwendig.

Daher liegt der Erfindung das Problem zugrunde, Schwellen gegen Abhebekräfte zu sichern, aber die Nachteile der bekannten Konstruktionen zu vermeiden.

Das Problem wird durch Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, auf die Schwellen Gegengewichte zur Kompensation der Abhebekräfte, resultierend aus der Betriebslast auf den Schienen, aufzulegen.

Als preiswertestes Mittel bieten sich Betonkörper an, die, je nach Höhe der zu erwartenden Schienenbiegung und der daraus resultierenden Abhebekräfte, Gewichte von etwa 50 bis 500 kg/m Gleislänge haben sollten. Dabei ist das Gewicht der Schwelle und Schienen zu berücksichtigen. Die bisher gemessenen Abhebekräfte liegen bei normalen Holzschwellen unterhalb von ca. 400 kg/m; bei Y-Stahlschwellen bei bis zu 150 kg/m. Unter Berücksichtigung eines Sicherheitszuschlages und der derzeit gebräuchlichen Achslasten von Zügen sind Gegengewichte von etwa 500 kg/m Gleislänge ausreichend, um die Schwellen gegen Abheben und Verlagern zu sichern.

Am einfachsten läßt sich mit Gewichten arbeiten, die jeweils auf zwei benachbarten Schwellen aufliegen, da dann keine Ausgleichsmaßnahmen für eventuelle Auflage-Höhendifferenzen in Gleislängsrichtung vorzunehmen sind. Dazu kann das Gewicht so ausgebildet sein, daß es auf einer Schwelle mit zwei Flächen und auf der benachbarten Schwelle mit einer Fläche, also an drei Punkten aufliegt. Dies gilt jedoch nur für sehr drucksteife Schwellen wie z. B. Stahlschwellen oder bei Betonschwellen für niedrigere Gegengewichte, da diese mittig nur gering belastbar sind. Ansonsten wird eine Vier-Punkt-Auflage zur besseren Lastverteilung gewählt.

Sehr einfach gestaltet sich die Aneinanderreihung der Gewichte, wenn die Stoßfugen jeweils in den Schwellenfächern, also nicht auf den Schwellen liegen. In Gleiskurven können die Spalte dann auseinanderklaffen; Anpassung an die Schwellenbreite ist überflüssig. Außerdem ist so eine einfache Abfuhr von Niederschlagswasser möglich.

Dabei können die Gegengewichte einen Teil der Zwischenräume zwischen den Schwellen ausfüllen, so daß der Schwerpunkt des Gegengewichtes sehr niedrig liegt. Diese Anordnung berücksichtigt auch, daß die Bahnbetreiber in der Regel ein Lichtraumprofil vorgeben, das nicht ausgefüllt werden darf.

Um ein Wandern der Gewichte aufgrund von Schwingungen, die der Gleisanlage durch den Zugverkehr aufgeprägt werden und eine Beschädigung der Schwellen oder Gegengewichte auszuschließen, werden zwischen den Schwellen und den Gegengewichten Mittel zur Schwingungsdämpfung, beispielsweise Kunststoffzwischenplatten, angeordnet.

Alternativ oder ergänzend zu Gegengewichten auf den Schwellen zwischen den Schienen, können auf den Schwellenenden oder Schwellenköpfen ruhende Betongewichte verwendet werden.

Derartige Betongewichte können gleichzeitig mit Schallschutzelementen gekoppelt sein, beispielsweise indem derartige Schallschutzwände mit rohrförmigen Füßen in Ausnehmungen der Betongewichte eingesetzt werden. Natürlich können die Schallschutzwände auch seitlich an die Betongewichte angeflanscht werden.

Bei Y-Stahlschwellen, die aus Doppel-T-Trägern zusammengesetzt sind, bietet sich auch die Möglichkeit an, in die von den Stahlträgern gebildeten Hohlräume Gegengewichte einzuschieben, sowohl in Gleismitte als auch an den Schwellenköpfen.

Die auf den Schwellenenden bzw. in Gleismitte gelagerten Gegengewichte können mit einer strukturierten Oberfläche versehen sein. Diese kann als schalldämpfende Struktur ausgebildet sein, z. B. durch Anordnung einer Vielzahl von Reflektionsflächen, die auf dem Gegengewicht angebracht oder in dieses eingelassen sind, und so Emissionen aus der Rad-Schiene-Reibung abfangen.

Andererseits kann die Oberfläche der Gegengewichte auch mit einer Riffelstruktur oder Punktstruktur versehen sein, die farblich markiert sein kann, um als Warneinrichtung zu dienen.

Das Gegengewicht als solches kann auch aus Einkorn-Material/Grobkorn bestehen, so daß sowohl das gesamte Gegengewicht als Schallschluck-Element fungiert, als auch sich eine reflexionsarme Oberfläche ergibt.

Regelmäßige Rillenstrukturen können auch für die Verlegung von Kabeln oder die Niederschlagswasserabfuhr genutzt werden.

Die Gegengewichte können fast flächendeckend den Schienenstrang abdecken, so daß nur noch die Schienen und die Freiräume für die Radkränze offen bleiben. Derartig ausgebildete Gegengewichte, gegebenenfalls mit verfüllten Stoßfugen, können dann als Notfahrweg z. B. für Baufahrzeuge oder Rettungsfahrzeuge auf dem Schienenstrang dienen.

Diese Erkenntnis lehnt sich an die von Fahrbahnüberwegen bekannten Stelcon-Platten an, die einen Eisenrahmen haben, der mit Beton ausgefüllt ist, wobei der Eisenrahmen auf den Schienenfüßen gelagert ist.

Die Erfindung soll anhand einiger schematischer Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Gleisabschnitt,

Fig. 2 einen Schnitt A-A gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt B-B gemäß Fig. 1,

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen weiteren Gleisabschnitt.

Mehrere Betonschwellen 1, 2 dienen der Lagerung für Schienen 3, 4, die mit Befestigungen 8 (Fig. 3) auf den Schwellen gehalten werden. Die Schwellen sind lose auf einem Asphaltbett 18 verlegt. In Gleismitte sind Gegengewichte 5 aus Beton angeordnet, die auf den Schwellen 1, 2 bzw. auf zwischengefügten Kunststoffplatten 11, 19 liegen, so daß jedes Gegengewicht 5 eine Vierpunktauflage hat. Einige Schwellenenden dienen als Auflager für weitere Gegengewichte 13 auf denen Schallschutzwände 14 angeordnet sind.

Fig. 2 zeigt, daß jedes Gegengewicht 5 eine Länge L hat, die etwa der doppelten Schwellenteilung des Gleises entspricht. Natürlich können auch längere Gegengewichtsstücke, die drei, vier oder mehr Schwellen überragen, verwendet werden, jedoch muß dann durch geeignete Zwischenlagen eine gesicherte Lagerung auf den Schwellen gewährleistet sein. Zur Erhöhung der Gewichtskraft ist zwischen den Schwellen 1, 2 an der Unterseite des Gegengewichtes 5 ein zusätzlicher Gewichtskörper 6 angegossen. Dadurch erhält das Gegengewicht 5 eine niedrige Schwerpunktslage.

Fig. 3 zeigt gemäß Schnitt B-B in Fig. 1, das Gewicht 5 im Schnitt quer zur Gleisanlage. In der linken Teildarstellung liegt das Gewicht 5 auf einer Kunststoffschicht 11 auf, die auf eine Betonschwelle 1 aufgeklebt ist. In der rechten Hälfte der Fig. 3 ist die benachbarte Schwelle 2 dargestellt, die ebenfalls mit einer Kunststoffschicht 19 belegt ist, auf der das Gegengewicht ruht. Die Oberfläche 7 hat eine Rillenstruktur 26.

Die Betonschwellen 1, 2 haben an ihren Enden rechtwinklige Absätze 15, auf die Gegengewichte 13 aufgelegt sind, die sich andererseits auf dem Asphaltbett 18 abstützen. An ihren Enden weisen die Gegengewichte 13 Köcher 16 auf, in die Zapfen 17 von Schallschutzwänden 14 eingelassen sind. Alle erfindungsgemäßen Bauteile sind außerhalb des Lichtraum-Profiles P angeordnet. Die Betonschwellen 1, 2 sowie die Gegengewichte 13 sind gegenüber dem Asphaltuntergrund 18 durch Kunststoffzwischenlagen, die als Haftschichten 20 ausgebildet sind, ebenso schwingungsgedämpft gelagert wie das Gegengewicht 13 durch eine Dämmschicht 21 gegenüber der Schwelle 2. Auch die äußeren Gegengewichte 13, die auf den Enden der Schwelle 1, 2 ruhen, werden idealerweise mit Dreipunktauflage, d. h. jeweils einer Auflage auf den beiden benachbarten Schwellen 1, 2 und einer Auflage auf dem Asphaltuntergrund 18 versehen. Sie können jedoch auch durchlaufend für mehrere Schwellen als Gegengewichte dienen, jedoch muß dann für eine genügend sichere Auflage auf allen Schwellen gesorgt sein.

Idealerweise werden alle Gegengewichte 5, 13 so ausgebildet, daß sie an der Oberfläche 7 eine leichte Neigung aufweisen, damit Niederschläge abfließen können.

Jedes Gegengewicht 5, 13 hat Transportösen (nicht dargestellt) .

Gegebenenfalls können die Gegengewichte mit durchlaufenden Ausnehmungen 12 versehen sein, um Elektrokabel oder ähnliches dort zu verlegen.

Fig. 4 zeigt schematisch eine Draufsicht auf ein alternatives Gegengewicht 22 in Gleismitte, das auf zwei benachbarten Schwellen 1, 2 eine Dreipunktauflage aus Kunststoffen 23, 24, 25 hat.

Die erfindungsgemäßen Gegengewichte können für alle Schwellenbauarten aus Holz, Kunststoff, Beton oder Stahl Anwendung finden.

Claims (9)

1. Eisenbahnoberbau mit auf einer Tragschicht aufgelegten, gegen Abhebekräfte gesicherten Schwellen und darauf befestigten Schienen, gekennzeichnet durch Gegengewichte (5, 13, 22) zur Kompensation der Abhebekräfte.

2. Eisenbahnoberbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtgewicht aus Gegengewichten (5, 13, 22) und dem Gewicht der Schwellen (1, 2) bis etwa 500 kg/m Gleislänge beträgt.

3. Eisenbahnoberbau nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch zwischen den Schienen (3, 4) auf je mindestens zwei Schwellen (1, 2) ruhenden Betongewichten (5, 22).

4. Eisenbahnoberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch auf den Enden der Schwellen (1, 2) ruhende Betongewichte (13).

5. Eisenbahnoberbau nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch mit den Betongewichten (13) koppelbare Schallschutzelemente (14).

6. Eisenbahnoberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegengewichte in Profillücken von aus Doppel-T-Trägern zusammengesetzten Y-Stahlschwellen eingelegt sind.

7. Eisenbahnoberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegengewichte (5, 22) mit einem Teil (6) die Zwischenräume zwischen den Schwellen (1, 2) ausfüllen.

8. Eisenbahnoberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schwellen (1, 2) und den Gegengewichten (5, 13, 22) Mittel zur Schwingungsdämpfung (11, 19, 21, 23, 24, 25) angeordnet sind.

9. Eisenbahnoberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegengewichte (5, 13, 22) auf ihrer Oberfläche (7) eine unebene Struktur (12, 26) aufweisen.