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Eisenbahnschwelle aus Stahlbeton hie noch lange Zeit anhaltende Verknappung
an Holz und gewisse Nachteile, welche die ganz aus Stahl bestehenden Eisenbahnschwellen
besitzen, führen immer mehr dazu, daß Stahlbeton als Werkstoff für die Herstellung
von Eisenbahnschwellen bevorzugt wird.
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Für die Ausbildung von Eisenbahnschwellen aus Stahlbeton sind bereits
Vorschläge der verschiedensten :1rt gemacht worden. Neben Schwellen mit einer schlaffen
Bewehrung kennt man Schwellen mit Stahleinlagen, die parallel zur Schwellenachse
verlaufen und ausdünnen Drähten von besonders hoher Festigkeit bestehen, welche
die ihnen in einem Spacinbett erteilten Vorspannkräfte durch Haftung auf den Beton
übertragen. Wenn man dabei als Bewehrung glatte, dünne Drähte verwendet, so ist
die Maftung oft ungenügend. zahlreiche bekannte Vorschläge, die Haftfestigkeit durch
eine besondere Behandlung der Oberfläche der Drahtbewehrungen zu vergrößern, ergaben
zwar gewisse Verbesserungen, waren aber gleichzeitig mit einer Verteuerung der Herstellung
verbunden, die unter Umständen die Wirtschaftlichkeit einer Eisenbahnschwelle aus
Stahlbeton in Frage stellt.
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Gleiche Erwägungen gelten für die verschiedenen Maßnahmen, die ebenfalls
bereits vorgeschlagen wurden, um eine zuverlässigere Übertragung der Vorspannkräfte
durch eine besondere, an beiden Schwellenenden erfolgende Verankerung der Bewehrung
zu erzwingen. Abgesehen davon, daß Vorschläge dieser Art im Vergleich zum sogenannten
Stalilsaitenbeton einen größeren Stahlaufwand
Bedingungen, entstehen
durch die besonderen Verankerungen der Bewehrung an den beiden Enden der Schwelle
zusätzliche Kosten, die bei einer Massenfertigung ins Gewicht fallen. Abgesehen
hiervon bleibt der Nachteil bestehen, daß zur Erzeugung der Vorspannkräfte besonders
ausgebildete, vor allem verstärkte Schalungen benötigt werden oder daß ein besonderes
Spannbett zur Verfügung stehen muß, wobei die auf diesem Spannbett erzeugten Vorspannkräfte
erst nach dem Erhärten des Betons in diesen übergeleitet werden.
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Man kennt schließlich auch Eisenbahnschwellen aus Stahlbeton, die
sich einer sogenannten Schlaufenverankerung bedienen. Zu diesem Zweck wird vor dem
Betonieren in die Schalung ein Bündel aus Stahldrähten eingebettet. Jeder Draht
ist dabei schlaufenförmig zu einem endlosen Linienzug geformt. Um das Drahtbündel,
das sich infolge seiner Schlaufenform selbst verankert, unter Spannung zu bringen,
wurde der Betonkörper der Schwelle geteilt, und zwar durch Anbringung einer in der
Mitte der Schwelle gelegenen Streckfuge. Nach dem Erhärten des Betons werden die
beiden Schwellenhälften mit Hilfe von hydraulischen Pressen, die außen an den Schwellenhalbteilen
angreifen, auseinandergezogen, und die Lücke in der Schwellenmitte wird ausbetioniert,
um die den Drahtschlaufen erteilte Vorspannung auf der gewünschten Höhe zu halten.
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Die Anbringung einer Streckfuge stellt einen schwachen Punkt dar,
der die Sicherheit der Schwelle gefährden und ihre Lebensdauer vermindern kann.
Die Unmöglichkeit, das Betongefüge in einem Guß herzustellen in Verbindung mit der
Schwierigkeit, die Fuge nachträglich so wirksam auszufüllen, daß an dieser Stelle
auch Biegezugspannungen übertragen werden können, lassen es geraten erscheinen,
nach einer anderen Lösung zu suchen, die vor allem auch folgendem Umstand Rechnung
trägt: Bei Eisenbahnschwellen aus Beton ist es wichtig, daß die Auflagerstellen
für die Schienen genau den der vorgeschriebenen Spurweite entsprechenden Abstand
voneinander erhalten. Sowohl .bei Schwellen, deren Bewehrungen in einem Spannbett
vor der Betonierung vorgespannt werden, wie auch bei solchen, bei denen durch Anbringung
einer Streckfuge die Möglichkeit geschaffen wird, die Bewehrung nachträglich durch
Auseinanderziehen der Schwellenhälften in Spannung zu setzen, macht die Sicherstellung
der Maßhaltigkeit Schwierigkeiten.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu beseitigen,
und löst diese Aufgabe durch eine Eisenbahnschwelle aus Stahlbeton mit einer Bewehrung
aus nach dem Erhärten des Betons vorzuspannenden, die eingeleiteten Vorspannkräfte
auf den Beton übertragenden Stahleinlagen, die aus zwei im wesentlichen geradlinig
verlaufenden Schenkeln und einem gebogenen Verbindungsstück bestehen und die Form
einer Haarnadel besitzen, und z. B. aus Stahlband geformt sind. Diese Stahleinlagen
sind in Längsrichtung der Schwelle eingebettet, wobei eine Schwelle mit einer oder
mehreren solcher Einlagen versehen werden kann. Die Schenkelenden liegen an der
Stirnseite der Schwelle frei, z. B. ragen sie in zwei dort angebrachte Ausnehmungen
hinein und sind jeweils mit einem einen Kopf tragenden Ansatzstück verbunden, an
welchem die Spannvorrichtung, also z. B. eine hydraulische Presse angreift.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das Aufsatzstück eine
dem Profil des Schenkelendes entsprechende achsrechte Ausnehmung, so daß es über
das Schenkelende geschoben werden kann. Es wird mit ihm z. B. durch Verschweißen
verbunden.
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Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird das Aufsatzstück
und die achsrechte Ausnehmung in ihm derart ausgebildet, daß durch mehr oder weniger
weites Überschieben'über das Schenkelende eine gewisse Längenveränderung des Schenkelendes
ermöglicht ist.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besitzt das Aufsatzstück,
d. h. die gegenüberliegenden Wandungen, Querbohrungen, die mit entsprechenden Querböhrungen
des Schenkelendes übereinstimmen und zur Deckung gebracht werden können und die
zur Aufnahme eines Verankerungsbolzens dienen, der vorzugsweise keilförmig ausgebildet
ist.
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Die Verwendung von Ansatz- bzw. Aufsatzstücken nach der Erfindung
ermöglicht eine mit einfachen Mitteln durchführbare Verstärkung der Schenkelenden
von kurzer Baulänge, wodurch der Vorteil erreicht wird, daß die Vorspannung bereits
z. B. 15 cm vom Ende der Schwelle in diese eingetragen werden kann, wobei sich dieses
Maß gegebenenfalls sogar noch wesentlich verkürzen läßt. Da die Pressen nicht weit
in die Schwellenaussparung hineinzugreifen brauchen, wird das Ansetzen der Pressen
und deren Handhabung erleichtert.
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Das Aufsatzstück kann in großen Stückzahlen billig hergestellt, z.
B. im Gesenk geschmiedet werden. Dadurch entfallen nachträgliche formgebende Bearbeitungen
der Schenkelenden. Das Ansatzstück kann für sich hergestellt und nach einfachem
Aufschieben auf das Schenkelende mit diesem z. B. durch einen einfachen Schweißvorgang
verbunden werden. Ferner ist es von Vorteil, daß durch mehr oder weniger weites
Aufstecken des Aufsatzstückes auf das Schenkelende Toleranzen überbrückt werden
können, mit denen bei \lassenfertigungen, wie sie hier in Frage kommen, durch Materialverschiedenheit
und Längenänderungen gerechnet werden muß. Die Verwendung eines gesondert hergestellten,
mit dem Schenkelende nachträglich verbundenen Ansatz- oder Aufsatzstückes bringt
weiter den Vorteil mit sich, daß sich die Bohrungen in diesem leicht mit den Bohrungen
in den Schenkelenden auf ein genaues Maß abstimmen lassen und daß die Bohrungen
in dem Aufsatzstück schon bei der Herstellung im Gesenk angebracht werden können.
Schließlich erleichtert das erfindungsgemäße Ansatz- oder Aufsatzstück mit seinem
Kopf eine schnell herstellbare und ebenso schnell wieder zu lösende Verbindung mit
der die Vorspannkräfte erzeugenden Presse z. B. mit Hilfe von Klemmbacken,
die
durch einen Schiebering in ihrer -wirksamen Lage gehalten werden.
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Weitere Merkmale der Erfindung und Einzelheiten der durch sie erzielten
Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsform der Erfindung.
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Fig. i zeigt einen Aufriß der fertigen Schwelle; Fig. 2 ist eine Draufsicht;
Fig. 3 ist ein Querschnitt durch die Schwelle am Verankerungspunkt der Stahleinlage
(in vergrößertem Maßstab) ; Fig. 4 ist ein teilweiser Längsschnitt durch die Verankerungsstelle
; Fig. 5 ist ein Schnitt durch die Verankerungsstelle eines Schenkelendes in vergrößertem
Maßstab. Wie aus den Fig. i und 2 ersichtlich ist, besteht der Schwellenkörper i
aus Beton und hat die für Eisenbahnschwellen üblichen Umrißformen.
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Die Bewehrung besteht aus einer Einlage aus Stahlband von rechteckigem
Querschnitt, das zu dem aus Fig. 2 ersichtlichen schlaufenförmigen Gebilde verformt
ist, mit den beim Ausführungsbeispiel geradlinig verlaufenden Schenkeln 2 und 2',
die auf einer Seite durch ein halbkreisförmiges Mittelstück 3 miteinander verbunden
sind, das die Verankerung der Vorspannkräfte am einen Schwellenende bewirkt, während
die freien Enden der beiden geradlinigen Schenkel 2, 2' zur Einführung der Vorspannkräfte
in den Schwellenkörper dienen und nach der erfolgten Einführung dieser Kräfte gegen
den Beton an der Einführungsseite verankert werden. Die beiden Teile 2 und 2' der
Einlage können, statt wie beim Ausführungsbeispiel geradlinig, auch so gekrümmt
verlaufen, daß sie sich der Außenform des Betonkörpers i der Schwelle, die meist
nicht von geraden Linien begrenzt ist, anpassen, so @daß der Abstand der Einlage
von der Außenwand der Schwelle, also die sogenannte Betonüberdeckung an allen Stellen
gleich groß ist.
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Die Einlage aus Flachstahl wird vor der Betonierung des Schwellenkörpers
mit Bitumen bestrichen und in dieser Form in die Schalung eingebettet. Dabei können
bekannte Mittel angewendet werden, um Lageänderungen der Bewehrung in der Schalung
während der Betonierung zu verhindern.
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Am einen Stirnende der Schwelle werden durch Einfügen entsprechender
Kerne zwei Aussparungen 4 und 5 von kreisförmigem Querschnitt gebildet. Als Kerne
können Einsatztöpfe benutzt werden, wie ein solcher in Fig. 4 mit 6 bezeichnet ist.
Bei der Herstellung der Schwelle werden durch Einfügen entsprechender Kerne Querlochungen
7 (Fig. 5) gebildet, die zur Einführung von Verankerungsbolzen 8 bzw. 8' dienen.
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Auf das Ende der Schenkel 2 bzw. 2' ist ein Aufsatzstück 9 aufgeschoben,
und zwar im Fall der Fig. 5 so, daß die Stirnseite des Schenkelendes an die Innenwandung
des Kopfes io, der die Ausnehmung i i begrenzt, anstößt. Das Aufsatzstück 9 ist
mit dem Schenkelende i durch Schweißung derart verbunden, daß die in den Wandungen
des Aufsatzstückes angebrachten Bohrungen 12, 13 sich mit der im Schenkelende angebrachten
Bohrung 14 decken. Durch die genannten Bohrungen werden Querbolzen 8, 8' hirndurchgeschoben.
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Wenn der Beton erhärtet ist, erfolgt das Anspannen der Einlage mit
Hilfe einer oder zweier hydraulischen Pressen, die beim Ausführungsbeispiel mit
ihrem Spannkopf in die beiden Aussparungen 4 und 5 hineinragen. Dabei kann man so
vorgehen, daß jedem Schenkelende eine besondere Presse zugeordnet wird, wobei die
beiden Pressen in geeigneter Form miteinander gekuppelt werden, um sicherzustellen,
daß auf die beiden Stränge 2, 2' der Einlage gleiche Vorspannkräfte wirken. Unter
Umständen kann das Ausziehen der beiden Enden auch mit Hilfe einer einzigen Presse
bewirkt werden.
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Es ist auch ohne weiteres möglich, das Anspannen des Stahlbandes in
Stufen durchzuführen, d. h. erst vergleichsweise geringe Anspannkräfte auf das Stahlband
einwirken zu lassen, dann das Band vorläufig zu verankern und anschließend ein Nachspannen
des Bandes auf die endgültige Vorspannkraft vorzunehmen.
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Nach dem erfolgten Anspannen des Stahlbandes werden von denSeiten
her durchdieAussparungen7 des Betonkörpers Verankerungen in Form von Querbolzen
8 eingeführt, die durch die Bohrungen 12, 13 und 14 der Wandungen der Aufsatzkörper
bzw. des Stahlbandes hindurchgehen und sich an einer zuvor aufgebrachten Druckverteilungsplatte
15 abstützen.
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Die Ausbildung, Anordnung und die Art der Einführung der Verriegelungsbolzen
kann auch auf andere Weise geschehen. So können z. B. die durch den Schwellenkörper
durchsetzenden Aussparungen 7 fortfallen und die Querbolzen von innen eingeführt
werden, was bei entsprechender Ausbildung der Ausnehmungen 4 und 5 unschwer möglich
ist.