DE826305C

DE826305C - Concrete railway sleeper

Info

Publication number: DE826305C
Application number: DEP10558A
Authority: DE
Original assignee: Dyckerhoff and Widmann AG
Current assignee: Walter Bau AG
Priority date: 1948-09-22
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1951-12-27

Description

Eisenbahnschwelle aus Beton Die Erfindung bezieht sich auf eine aus armiertem Beton bestehende Eisenbahnschwelle.Railway sleeper made of concrete The invention relates to a from reinforced concrete railway sleeper.

Eisenbahnschwellen aus Beton gewinnen neuerdings vor allem deswegen an Bedeutung, weil die Beschaffung von Holz, das bisher überwiegend für die Anfertigung von Eisenbahnschwellen verwendet wurde, Schwierigkeiten macht und weil die ganz aus Stahl bestehenden Eisenbahnschwellen gewisse Nachteile haben.This is the main reason why concrete railway sleepers have recently been gaining ground in importance because the procurement of wood, which was previously mainly for the production was used by railway sleepers, causes difficulties and because the quite railroad ties made of steel have certain disadvantages.

Für die Ausbildung von Eisenbahnschwellen aus Beton wurden bereits Vorschläge verschiedener Art gemacht, insbesondere nach der Richtung, daB Bewehrungsstähle verwendet wurden, die man einer Vorspannung unterwarf. Zu diesem Zweck werden z. B. in die Eisenbahnschwelle dünne Drähte von besonders hoher Festigkeit einbetoniert, welche die ihnen erteilten Vorspannkräfte durch Haftung auf den Beton übertragen. Man hat als Bewehrung auch bereits Rundstahl von geringerer Festigkeit verwendet und die Vorspannkräfte durch besondere Verankerungsmittel, z. B. in Form von Ankerplatten, auf den Beton übertragen. Zur Erzeugung der Vorspannkräfte bedarf es einer besonders ausgebildeten, vor allem verstärkten Schalung, oder aber es muß ein besonderes Spannbett zur Verfügung stehen, wobei die auf dem Spannbett erzeugten Vorspannkräfte erst nach dem Erhärten des Betons in diesen übergeleitet werden.For the formation of concrete railway sleepers Proposals of various kinds were made, in particular according to the direction that reinforcing steels were used, which were subjected to a bias. For this purpose z. B. concreted thin wires of particularly high strength in the railway sleeper, which transfer the pre-tensioning forces applied to them to the concrete through adhesion. Round steel of lower strength has also been used as reinforcement and the prestressing forces by special anchoring means, e.g. B. in the form of anchor plates, transferred to the concrete. To generate the pre-tensioning forces, a special one is required trained, especially reinforced formwork, or it must be a special bed are available, whereby the pre-tensioning forces generated on the tensioning bed only transferred into the concrete after it has hardened.

Es ist weiterhin bekannt, die Bewehrungsstäble erst nach dem Erhärten des Betons unter Spannung zu setzen, indem man sich zu diesem Zweck besonderer Hilfsmittel, wie der Anwendung von hydraulischen Pressen u. dgl., bedient.It is also known that the rebars only after they have hardened to put the concrete under tension by using special aids for this purpose, such as the use of hydraulic presses and the like.

Die bisher bekannten Eisenbahnschwellen aus Beton mit vorgespannten Bewehrungsstählen haben noch gewisse Nachteile. Wenn die Bewehrungsstähle gegen die Schalung vorgespannt werden, so benötigt man im Hinblick auf die in der Regel sehr hohen Vorspannkräfte Spezialschalungen. Die. Anfertigung und Unterhaltung solcher Formen erfordert ebenso wie die Verwendung eines besonderen Spannbettes erhebliche Kosten, durch welche die Herstellung von Eisenbahnschwellen aus Beton verteuert wird. Auch dann, wenn die Bewehrungsstähle gegen den bereits erhärteten Beton angespannt werden. verteuert sich die Herstellung durch die Notwendigkeit der Anwendung besonderer Veratrkerungs- und Befestigungsmittel. Hinzu kommt hei dieser Art der Herstellung von Eisenbahnschwellen der Nachteil, daß zwischen dem Betort und der Armierung keine Verbundwirkung entsteht. Dies hat zur Folge, daß bei einer Überlastung der Eisenbahnschwelle im Beton ein vergleichsweise klaffender Riß entsteht, dessen Weite gleich ist der Überdehnung der Bewehrungsstähle auf ihrer gesamten Länge. Demgegenüber 'treten beim Vorhandensein einer Verbundwirkung bei Überlastungen mehrere, vergleichsweise kleine Risse auf, die die Brauchbarkeit der Schwelle nicht unmittelbar beeinträchtigen.The previously known railway sleepers from concrete with prestressed rebars still have certain disadvantages. When the rebars be biased against the formwork, so you need in terms of in the Usually very high pre-tensioning forces special formwork. The. Creation and maintenance such shapes requires as well as the use of a special bed significant costs incurred in the manufacture of concrete railway sleepers becomes more expensive. Even if the rebars against the already hardened Concrete are clamped. the necessity makes the production more expensive the use of special anchoring and fastening materials. Add to that hot this type of manufacture of railway sleepers the disadvantage that between the Betort and the reinforcement no composite effect occurs. This has the consequence that if the railway sleeper is overloaded in the concrete, a comparatively gaping one A crack occurs, the width of which is equal to the overstretching of the reinforcing steel on it entire length. On the other hand 'occur in the presence of a composite effect Overloads several, comparatively small cracks that affect the usefulness of the Do not directly affect the threshold.

Im übrigen können nicht alle Erfahrungen und Maßnahmen, die bei der Herstellung von Stahlbetonteilen mit vorgespannten Bewehrungen gewonnen bzw. getroffen wurden, ohne weiteres auf die Herstellung von Eisenbahnschwellen aus Beton übertragen werden. In der Regel liegen die sich auf die verschiedenen möglichen Beanspruchungen beziehenden Verhältnisse bei einer Eisenbahnschwelle ganz anders als hei Stahlbetonkörpern anderer Art. So können sich beispielsweise bei einer Eisenbahnschwelle aus Beton die Vorteile der Vorspannung nur in ganz bestimmten Bereichen der Schwelle auswirken. Aus diesen Überlegungen heraus war man daher bisher geneigt, bei der Herstellung von I?isenl)ahnschwellen aus Beton auf die Vorteile der Vorspannung ganz zu verzichten, um nicht die Umständlichkeit und Verteuerungen in Kauf nehmen zu müssen, die mit einer Vorspannung der Bewehrungsstähle verbunden sind, die sich nur über die gesamte Länge der Eisenbahnschwelle erstrecken könnte.Incidentally, not all experiences and measures that have been taken during the Manufacture of reinforced concrete parts with pre-stressed reinforcement obtained or taken were easily carried over to the manufacture of concrete railway sleepers will. As a rule, these relate to the various possible stresses Relative conditions in a railway sleeper are quite different from those in reinforced concrete bodies of a different kind. For example, a railway sleeper made of concrete the advantages of pre-tensioning only affect very specific areas of the sleeper. Based on these considerations, one was therefore inclined to date in the manufacture of I? isenl) concrete sleepers to completely forego the advantages of prestressing, so as not to have to accept the inconvenience and price increases that come with a prestressing of the reinforcing bars are connected, which extends only over the whole Length of the railway sleeper.

Die Erfindung zeigt einen neuen und mit besonderen Vorteilen verbundenen Weg, um hei einer Eisenbahnschwelle aus Beton auf einfache und billige Art und Weise Vorspannkräfte zu erzeugen, und zwar gegebenenfalls unter Beschränkung auf diejenigen Zonen, in denen die vorteilhaften Wirkungen des Vorhandenseins von Vorspannkräften auch voll zur Entfaltung kommen, d. h. also vor allem im Bereich unterhalb und beiderseits der Stelle, an welcher die Eisenbahnschiene auf der Schwelle auflagert. Das Neue besteht darin, daß in eine in der Längsrichtung der Schwelle verlaufende Ausnehmung des Betons ein Schrumpfkörper aus Stahl in heißem, vornehmlich in glühendem Zustand eingefügt wird, der so ausgebildet ist, daß er sich an mindestens zwei vorbestimmten Stellen, vornehmlich an seinen beiden Erden, in der Ausnehmung verankert, und daß die Sparmkräfte, die in dem zwischen den Verankerungsstellen liegenden Teil des Schrumpfkörpers unter dein Einfluß der Kontraktion des Stahles beire Erkalten des Schrumpfkörpers entstehen, als `'orspannkräfte auf den Beton übertragen werden.The invention shows a new and associated with particular advantages Way to get a concrete railroad tie the easy and cheap way Generate prestressing forces, possibly limited to those Zones where the beneficial effects of the presence of prestressing forces also come to full development, d. H. so especially in the area below and on both sides the point at which the railroad track rests on the sleeper. The new is that in a running in the longitudinal direction of the threshold recess of the concrete is a shrink body made of steel in a hot, primarily glowing, state is inserted, which is designed so that it is at least two predetermined Places, primarily on both of its earths, anchored in the recess, and that the saving forces in the part of the Shrink body under the influence of the contraction of the steel when the Shrink bodies are created when clamping forces are transferred to the concrete.

Auf diese Art und Weise gelingt es, mit verhältnismäßig einfachen und auch bei einer Massenfertigung ohne weiteres und vor allem ohne wesentliche Verteuerung der Herstellungskosten anwendbaren Mitteln durch die Erzeugung von Vorspannkrräften in vorbestimmter Richtung und berechenbarer Größe die Eigenschaften einer aus Beton bestehenden Eisenbahnschwelle wesentlich zu verbessern, und zwar unter erheblicher Einsparung von Stahl verglichen mit dem Materialaufwand, der in Bezug auf den Stahlverbrauch bei den bisher üblichen vorgespannten Bewehrungen getrieben werden muß.In this way it works with relatively simple and even with mass production without further ado and, above all, without substantial Increase in the cost of manufacturing applicable means through the generation of preload forces in a predetermined direction and predictable size the properties of a concrete to improve the existing railway sleeper significantly, and at a considerable rate Saving of steel compared to the cost of materials in relation to steel consumption must be driven in the previously usual prestressed reinforcement.

Wenn es auch möglich ist, in der beschriebenen Art und Weise Vorspannkräfte zu erzeugen, die sich über den ganzen Bereich der Eisenbahnschwelle erstrecken, so wird man bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in der Regel doch so vorgehen, daß der Schrumpfkörper und die ihn aufnehmende .Ausnehmutsg in (lern Betonkörper nur eine solche Länge erhalten, (laß die Vorspannkräfte nur jeweils auf einem begrenzten Bereich der Schwelle, also in der Regel unterhalb und beiderseits der jeweiligen Auflagerungsstelle der Eisenbahnschiene auf den Beton zur Einwirkung gebracht werden.If it is also possible, preload forces in the manner described to produce that extend over the entire area of the railway sleeper, as a rule one will in the preferred embodiment of the invention proceed in such a way that the shrink body and the .except Concrete bodies are only given such a length (leave the prestressing forces only on a limited area of the threshold, i.e. usually below and on both sides the respective support point of the railroad track on the concrete to act to be brought.

Dadurch, daß die Länge des die Vorspannkräfte erzeugenden Schrumpfkörpers beschränkt ist, kann ein bei einer etwaigen Überlastung der Eisenbahnschwelle im Beton auftretender Riß nur mit einer minimalen Spaltweite entstehen. Die mögliche Dehnung des die \@orspannkräfte erzeugenden Stahles ist nämlich beim Eintreten von Clrerlastungen wesentlich geringer. wenn er sich nur über einen beschränkten Bereich der Schwelle erstreckt, also nur eine geringe Länge hat.Because the length of the shrink body generating the prestressing forces is limited, a possible overload of the railway sleeper in the Cracks occurring in concrete only arise with a minimal gap width. The possible The elongation of the steel generating the clamping forces occurs when Clearing burdens much lower. if he is only over a limited area the threshold extends, so has only a short length.

Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der neuen Eiserrl)ahischw-elle wird an de; Unterseite der Schwelle eine rinnenförmige Ausnehmung z. 13. in Form eitles in sich geschlossenen Linienzuges aus zwei liall)kreisen und zwei diese verbindenden Geraden vorgesehen und in diese Ausnehmung ein Schrumpfkörper aus Stahl, vornehmlich in Form eines der rinnenförrnigen Ausnehmung angepaßten geschlossenen Stahlbandes heiß eingeschlagen.In a particularly useful embodiment of the new Eiserrl) ahischw-elle will at de; Underside of the threshold a channel-shaped recess z. 13. in shape vain self-contained line of two lines and two connecting them Straight provided and in this recess a shrink body made of steel, primarily in the form of a closed steel band adapted to the groove-shaped recess beaten hot.

Gegenstand der Erfindung ist schließlich noch ein mit zusätzlichen \-orteilert verbundenes Verfahren zur Herstellung von Eisenbahnschwellen aus Beton mit der erfindungsgemäßen vorgespannten Bewehrung.Finally, the subject of the invention is one with additional Divided process for the production of concrete railway sleepers with the prestressed reinforcement according to the invention.

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß man bei der Herstellung von Hochdruckrohren aus armiertem Beton bereits vorgeschlagen hat, dadurch eine Vorspannung zu erzeugen. claß das Rohr nach der Betonierung mit erhitztem Draht umwickelt wurde, wobei durch die heim Abkühlen eintretende Schrumpfung der Umschnürung Spannkräfte entstehen. Vorschläge dieser Art konnten keine Anregung geben für die Erzeugung von Vorspannkräften bei Eisenbahnschwellen aus Beton mit den Mitteln der vorliegenden Erfindung. Hier konnte es nämlich nicht darauf ankommen, durch eine Umschnürung des Betons Vorspannkräfte in der Querrichtung entstehen zu lassen, vielmehr kann hei Eisenbahnschwellen die Vorspannung nur dann vorteilhafte Wirkungen zeitigen, wenn Vorspannkräfte erzeugt werden, die in der Achsrichtung der Schwelle wirken.For the sake of completeness, it should be mentioned that one in the production of high pressure pipes made of reinforced concrete has already proposed, thereby a Generate bias. After concreting the pipe with heated wire wrapped around shrinkage due to cooling the constriction creates tension. Suggestions of this kind could not be a stimulus provide for the generation of prestressing forces in concrete railway sleepers the agents of the present invention. Because here it couldn't be By constricting the concrete, prestressing forces arise in the transverse direction on the contrary, the pretensioning can only be advantageous in the case of railway sleepers Effects produce when preload forces are generated in the axial direction the threshold work.

Weitere Merkmale der Erfindung und Einzelheiten der durch sie erzielten Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles der neuen Eisenbahnschwelle.Further features of the invention and details of those achieved by it Advantages result from the following description of the in the drawings illustrated embodiment of the new railway sleeper.

Fig. i zeigt einen Aufriß der Eisenbahnschwelle; Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Schwelle; Fig. 3 zeigt einen Teilquerschnitt in vergrößertem Maßstab; Fig. 4 ist eine Draufsicht auf die Unterseite der Schwelle.Figure i shows an elevation of the railroad tie; Fig. 2 is a cross section through the threshold; Fig. 3 shows a partial cross-section on an enlarged scale; Figure 4 is a top plan view of the underside of the sleeper.

1-lie Eisenbahnsch%velle ist in der Zeichnung als Ganzes mit t bezeichnet. Sie kann mit einer Bcwehrung z.13. in Form von normalen schlaffen Stahleinlagen versehen werden, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind. In Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorspannung eignet sich besonders gut eine Spezialbewehrung, die aus einem zusammenhängenden Gebilde aus schlaufenähnlichen oder kreisförmigen Windungen eines Armierungsdrahtes besteht, die sich gegenseitig überlappen, -,wobei <las genannte Bewehrungsgebilde durch einen Biegevorgang quer zu seiner Längsachse zu einem in seiner Umrißform etwa dem Panzer einer Schildkröte gleichenden Bewehrungskorl> umgestaltet ist, der dem Schwellenkörper so eingefügt wird, daß seine offene Seite der Ruflagerfläche der Schwelle zugekehrt ist. Zusätzlich zu einer derartigen Bewehrung wird beim Ausführungsbeispiel in der Eisenbahnschwelle eine Vorspannung an ausgewählten Stellen der Schwelle erzeugt.1-Lie Eisenbahnsch% velle is designated in the drawing as a whole with t. You can with a defense z.13. in the form of normal flaccid steel inserts are provided, which are not shown in the drawing. Combined with special reinforcement is particularly suitable for the prestressing according to the invention, those from a coherent structure of loop-like or circular Turns of a reinforcing wire, which overlap each other, -, where <read the reinforcement structure mentioned by a bending process transversely to its longitudinal axis to a reinforcement corrugation resembling the shell of a turtle in its outline is redesigned, which is inserted into the sleeper body so that its open side the call bearing area faces the threshold. In addition to such reinforcement a bias is selected in the embodiment in the railroad tie Set the threshold generated.

Zu diesem Zweck sind an der Schwellenunterseite im Bereich unterhalt> und beiderseits der Auflagerstelle der beiden Eisenbahnschienen Ausnehmungen vorgesehen, die hei der Betonierung der Schwelle durch Anordnung entsprechender Kerne hergestellt werden. jede der beiden Ausnehmungen besteht heim Ausführungsbeispiel aus einer im Querschnitt etwa rechteckigen Rinne 2 in Form eines in sich geschlossenen Linienzuges, der sich, wie Fig. 4 erkennen läßt, aus zwei Halbkreisen 3 und 4 und zwei Geraden 5 und 6 zusammensetzt. Die Seitenwände der Rinne 2 erweitern sich in d,-r Nähe der Schwellenunterseite bei 7, so daß die Rinne an dieser Stelle einen etwa trichterförmigen Querschnitt hat.For this purpose, on the underside of the threshold in the entertainment area> and recesses are provided on both sides of the support point of the two railroad tracks, which is made by concreting the sleeper by arranging appropriate cores will. each of the two recesses consists of one in the exemplary embodiment in cross-section approximately rectangular channel 2 in the form of a self-contained line, which, as can be seen in FIG. 4, consists of two semicircles 3 and 4 and two straight lines 5 and 6 composed. The side walls of the channel 2 widen in the vicinity of the Threshold underside at 7, so that the channel at this point has an approximately funnel-shaped Has cross-section.

In die Rinne 2 wird ein Schrumpfkörper aus Stahl in Form eines geschlossenen Stahlbandes 8 aus Flachstahl in glühendem Zustand eingeschlagen. Zum Einschlagen des Schrumpfkörpers kann man sich geeigneter Hilfsmittel, z. B. hydraulischer Pressen u. dgl., bedienen. Unter dem Einfluß der Kontraktion des Stahlbandes 8 beim Abkühlen entstehen Spannungen, die als Vorspannkräfte auf den Beton übertragen werden.A shrink body made of steel in the form of a closed one is inserted into the channel 2 Steel strip 8 made of flat steel in a glowing condition. To hit the shrink body can be suitable tools such. B. hydraulic presses and the like. Under the influence of the contraction of the steel strip 8 as it cools tensions arise that are transferred to the concrete as prestressing forces.

Die trichterförmige Erweiterung der Rinne z erleichtert das Einschlagen des glühenden Stahlbandes. Zum Schutze desselben gegen Korrosion wird der zwischen der Oberkante des Stahlbandes nach erfolgtem Einschlagen desselben und der Unterseite der Schwelle verbleibende Hohlraum mit einem Dichtungsmittel, a. B. mit Bitumen, ausgegossen.The funnel-shaped extension of the channel z makes it easier to hammer in of the glowing steel band. To protect it against corrosion, the between the upper edge of the steel band after it has been hammered in and the underside The cavity remaining in the threshold with a sealant, a. B. with bitumen, poured out.

Der Schrumpfkörper kann abweichend vom Ausführungsbeispiel auch so ausgebildet werden, daß er die Form eines doppel-T-förmigen Gesenkstückes hat, dessen beide Flansche in den ihnen angepaßten, quer gerichteten Ästen der Ausnehmung sich verankern, während die Hauptvorspannkräfte von dem zwischen den beiden Verankerungsstellen liegenden, geradlinigen Teil des Gesenkstückes durch die beim Abkühlen eintretende Schrumpfung erzeugt werden.In a departure from the exemplary embodiment, the shrink body can also do so be designed that it has the shape of a double-T-shaped die piece, the both flanges in the transversely directed branches of the recess adapted to them anchor while the main prestressing forces from between the two anchorage points lying, rectilinear part of the die piece through the occurring during cooling Shrinkage can be generated.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Railway sleeper made of concrete with prestressed reinforcement, characterized by at least one shrink body made of steel, which is inserted into a recess in the concrete running in the longitudinal direction of the sleeper in a hot, predominantly glowing state, and which is designed so that it settles in at least two predetermined locations after cooling , anchored primarily at both ends in the recess.

2. Railway sleeper according to claim i, characterized characterized in that the shrink body and the recess receiving it only extend over part of the threshold.

3. Railway sleeper according to claim i and 2, characterized in that the recess in the area below and on both sides the respective support point of the railroad track on the underside of the sleeper is appropriate.

4. Railway sleeper according to claim i to 3, characterized by a channel-shaped design of the recess z. B. in the form of a self-contained Line consisting of two semicircles and two straight lines connecting them, the Shrink body made of steel primarily in the form of a closed one that is adapted to the shape of the channel Steel band, is formed.

5. Railway sleeper according to claim 4, characterized in that that the recess has a rectangular cross-section and that its side walls in a funnel-shaped extension run out into the underside of the threshold.

6. Procedure for the production of railway sleepers according to claims i to 5, characterized in that that one intended for the later inclusion of the shrink body trough-shaped Recess when concreting the sleeper and that the shrink body after hardening of the concrete in the glowing condition pressed into the recess by hammering it in becomes that it sinks into the rectangular part of the recess ?, during the a funnel-shaped widening part of the recess subsequently with a sealant, z. B. with bitumen is filled.