EP0643169B1 - Einrichtung zum Verbinden von auf einem Tragwerk festgelegten Schienen - Google Patents

Einrichtung zum Verbinden von auf einem Tragwerk festgelegten Schienen Download PDF

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EP0643169B1
EP0643169B1 EP94890139A EP94890139A EP0643169B1 EP 0643169 B1 EP0643169 B1 EP 0643169B1 EP 94890139 A EP94890139 A EP 94890139A EP 94890139 A EP94890139 A EP 94890139A EP 0643169 B1 EP0643169 B1 EP 0643169B1
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EP
European Patent Office
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supporting structure
sleepers
rails
foundation
arrangement
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EP94890139A
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Johannes Rainer Dipl.-Ing. Oswald
Johann Ing. Rieger
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Voestalpine Railway Systems GmbH
Original Assignee
Voestalpine VAE GmbH
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B11/00—Rail joints
    • E01B11/42—Joint constructions for relatively movable rails, e.g. rails on turntables, traversers, or swing bridges
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B2/00—General structure of permanent way
    • E01B2/003—Arrangement of tracks on bridges or in tunnels
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/06—Arrangement, construction or bridging of expansion joints
    • E01D19/065—Joints having sliding plates
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/12—Grating or flooring for bridges; Fastening railway sleepers or tracks to bridges

Definitions

  • the invention relates to a device for connecting rails fixed on a supporting structure, in particular a bridge structure, to rails continuing on the foundation or mainland using a dilatation device for absorbing movements in the longitudinal direction of the rails.
  • a support that is displaceable in the longitudinal direction of the rail is arranged between the support structure and the foundation or mainland, which is coupled to the support structure in the displacement direction, in which the dilatation device is connected to the side of the movable support facing away from the support structure.
  • This known device allows only a limited displacement per dilator, and a plurality of dilators are required for long lengths to be bridged.
  • Devices in which lane changes occur in the area of the dilation device can be found, for example, in US Pat. No. 4,171,774.
  • the invention now aims to develop a device of the type mentioned in such a way that a defined transverse support of the rails and thus a reduction in the risk of tipping is given even in the unavoidable remaining free areas or the gap.
  • the invention based on the device mentioned at the outset, essentially consists in the fact that in the region of the dilation gap remaining between the supporting structure and the foundation in the longitudinal direction of the rail, transverse members or sleepers which extend transversely to the longitudinal direction of the rail are displaceable in the longitudinal direction of a part of the structure or the Fundamentals are slidably supported, and that the rails are slidably supported on the cross members or sleepers.
  • the construction according to the invention reliably and precisely accommodates the largest permissible displacement path with a single device, with the rails in the areas in which they are located are slidably fixed in base plates or sleepers, can be held securely in their position even with low sliding resistance. Because the rails are slidably supported on the cross members or sleepers, a design can also be made in the area of these additionally provided cross members or sleepers, in which the respectively maintained support distance in the longitudinal direction of the rail can be kept substantially constant and advantageously also classic threshold support on the mainland can be designed accordingly.
  • the design is therefore advantageously made such that the cross members or sleepers are arranged equidistantly and with a medium length of the gap at a distance corresponding to the threshold distance on land, the desired equality of the distances between them being ensured in a particularly simple manner that the cross beams or sleepers are connected by means of a cable or chain hoist, spring rods or hydraulic cylinder piston units to maintain an equal distance between adjacent beams or sleepers when the length of the gap changes.
  • the training is designed in a particularly advantageous manner so that the foundation or the supporting structure in the area of the gap is connected to the supporting structure or the foundation projecting component is encompassed laterally, and in a further development of this embodiment the cross beams or sleepers in the side encompassing in a particularly advantageous manner Components are slidably mounted, for which purpose plain bearings are arranged in a simple manner between laterally encompassing components and the encompassed component.
  • the flexurally elastic connecting link mentioned at the outset can be designed in a particularly simple manner, as has already been described in EP-A1 554 238, as a torsion bar and, for secure support of high loads, advantageously cooperate as a flexurally elastic connecting link with elastic, in particular resilient, abutments.
  • Such a flexurally elastic connecting link ensures, in particular, that only axial forces are introduced into the rails following a carrier which can be displaced in the longitudinal direction of the rail, as a result of which precise guidance and reliable support are even easier.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of the device according to the invention with the maximum length of the dilatation gap
  • FIG. 2 shows a top view of the design according to FIG. 1
  • 3 shows an analogous view to FIG. 1 in a neutral position, in which the dilatation gap is significantly reduced
  • FIG. 4 shows a top view of the illustration according to FIG. 3
  • FIG. 5 shows a detail of a modified embodiment
  • FIG. 6 shows a top view to the representation according to FIG. 5.
  • 1 denotes a connection carrier which connects the bridge construction to the dilatation device.
  • the end carrier, which carries the dilation part 3, is designated by 2.
  • the dilatation part has a dilatation rail 4, which is derived laterally from the dilatation part with a relatively large radius of curvature, which results in a continuous driving surface or a continuous driving edge in each displacement position of the end support 2 relative to the foundation schematically indicated by 5 on the mainland.
  • sliding support beams 6 Following the actual dilation device are sliding support beams 6 provided, which carry handlebars and on which the rails are fixed longitudinally.
  • the sliding support beams or cross beams 6 are connected to one another with the interposition of connecting elements 7, which can be designed as spring rods in order to ensure an approximately equal distance between these support parts in each sliding position.
  • the wheel handlebars are alternately provided on the inside and outside and each connected to the sliding support parts.
  • cross beams 8 which also ensure reliable support of the rails in the area of the butt gap.
  • the crossbeams or sleepers 8 are rigidly supported on the concrete abutment, which encompass the component on which the movable support parts are slidably supported. Slide bearings are provided between this encompassing part 9 with the concrete abutment for the cross members or sleepers 8 and the part 10 of the end support 2 which slidably supports the movable cross members 6 and which ensure reliable guidance of the parts which are movable relative to one another.
  • the cross members or sleepers 8 bridge a relatively large free area a in order to ensure secure support there and a rigid fixing of the rails 11 that is secured against tipping.
  • this gap to be bridged is reduced and reduced to a dimension b.
  • the free end 10 of the end beam 2 is pushed under the sleepers or cross beams 8, the respective distance between the sleepers or cross beams 8 from one another also remaining unchanged here. In any case, the distance between the movable cross members 6 is shortened, the resilient connecting rods 7 being compressed.
  • the distance of the movable cross members or sleepers 6 in a neutral position from one another is chosen such that the connecting elements 7 assume a length which corresponds to the dilation length a or b divided by the number of connecting elements 7. 3 and 4, which show the bridge in a neutral position, this distance between adjacent movable cross members or sleepers 6 thus corresponds to approximately a quarter of the dilation length b.
  • the resilient connecting elements are stretched accordingly and take up a greater length, corresponding to a quarter of the dilation length a.
  • the design can also be made without a rigidly fixed cross member or sleepers 8.
  • the slidably mounted cross members or sleepers 6 are supported here on a part of the foundation 5 encompassing the free end 10 of the end member 2, the cross members 6 being coupled to the free end 10 of the end member 2 via the connecting rods 7.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verbinden von auf einem Tragwerk, insbesondere Brückentragwerk, festgelegten Schienen mit am Fundament bzw. Festland weiterführenden Schienen unter Verwendung einer Dilatationsvorrichtung zur Aufnahme von Bewegungen in Schienenlängsrichtung.
  • Bei einer bekannten Einrichtung der eingangs genannten Art ist zwischen Tragwerk und Fundament bzw. Festland ein in Schienenlängsrichtung verschiebbarer Träger angeordnet, welcher mit dem Tragwerk in Verschieberichtung gekuppelt ist, bei welchem die Dilatationsvorrichtung an der dem Tragwerk abgewandten Seite des verschiebbaren Trägers angeschlossen ist. Diese bekannte Einrichtung erlaubt nur eine begrenzte Verschiebung je Dilatationsvorrichtung, und es ist eine Mehrzahl von Dilatationsvorrichtungen für große zu überbrückenden Längen erforderlich. Einrichtungen, bei welchen im Bereich der Dilatationsvorrichtung Spurveränderungen eintreten, sind beispielsweise der US-PS 4 171 774 zu entnehmen.
  • In der AT-PS 337 747 ist bereits eine Vorrichtung zum Aufnehmen von Schienenlängsdehnungen vorgeschlagen worden, bei welcher ein Schienenstoß in eine Mehrzahl von miteinander verketteten Stoßflächen unterteilt ist, um auch größere Dilatationswege zu überbrücken, ohne daß es zu übergroßen Dilatationsstoßfugen kommt. Weiters ist eine Ausbildung bekannt geworden, bei welcher Radlenker im Bereich der Stoßlücke erforderlich sind. Die relativ zueinander beweglichen Schienenteile sind hiebei in Längsrichtung auf halben Querschnitt abgesetzt, so daß sie in den einander überlappenden Bereichen den vollen Schienenquerschnitt ergeben. Schließlich ist der US-PS 4 785 994 bereits eine tionsvorrichtung zu entnehmen, bei welcher eine Regelschiene mit relativ großem Radius abgelenkt wird und an der Außenseite einer Zungenschiene gleitend abgestützt ist. Bei einer derartigen Ausbildung kommt es im Bereich der Dilatationsvorrichtung zu keinen Spurveränderungen und es ist ein relativ großer Verschiebeweg mit einer einzigen Dilatationsvorrichtung realisierbar.
  • Aus der EP-A1 554 238 ist eine gattungsgemäße Einrichtung bekannt geworden, bei der zwischen Tragwerk und Fundament ein in Schienenlängsrichtung verschiebbarer Träger angeordnet ist, der an einem Teil des Fundaments gleitend abgestützt ist, wobei die Schienen am Träger starr festgelegt sind und in ihren Gleitlagerungen in Schienenlängsrichtung auf ihrerseits abgestützten Gleitplatten gleitend geführt werden. Im Bereich der Stoßfuge der Dilatationsvorrichtung ist hier der Schienenfuß jeweils nur halbseitig abgestützt, wodurch insgesamt bei extremen seitlichen Belastungen noch die theoretische Gefahr eines Kippens der Schiene um ihre Längsachse zu befürchten war.
  • Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Einrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß auch in den unvermeidbar verbleibenden freien Bereichen bzw. der Stoßlücke eine definierte Querabstützung der Schienen und damit eine Verringerung der Kippgefahr gegeben ist. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung, ausgehend von der eingangs genannten Einrichtung, im wesentlichen darin, daß im Bereich des zwischen Tragwerk und Fundament in Schienenlängsrichtung verbleibenden Dilatationsspaltes sich quer zur Schienenlängsrichtung erstrekkende Querträger bzw. Schwellen in Schienenlängsrichtung verschiebbar an einem Teil des Tragwerkes oder des Fundamentes gleitend abgestützt sind, und daß die Schienen an den Querträgern bzw. Schwellen gleitend abgestützt sind. Abweichend von der aus der EP-A1 554 238, insbesondere in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausbildung der Abstützung, wird durch die sich quer zur Schienenlängsrichtung erstreckenden Querträger die Möglichkeit geschaffen, eine Abstützung des Schienenfußes über die gesamte Breite des Schienenfußes, quer zur Schienenlängsrichtung gemessen, sicherzustellen, sodaß die theoretische Kippgefahr eliminert wird. Bei Verwendung einer identischen Dilatationsvorrichtung, wie sie im übrigen in der EP-A1 554 238 vorgeschlagen wurde, ist auch bei der neuen Konstruktion mit Vorteil die Ausbildung so getroffen, daß ein von der Dilatationsvorrichtung gesondertes, biegeelastisches Verbindungsglied zur Aufnahme von Torsionsbelastungen vorgesehen ist, wodurch die voneinander verschiedenen Beanspruchungen von verschiedenen Bauteilen sicher aufgenommen werden können. Insbesondere bei großen Brückenkonstruktionen kommt neben den klassischen Beanspruchungen ein nicht unbedeutender Beitrag von lateralen Beanspruchungen aus der Windlast hinzu.
  • Insgesamt wird durch die erfindungsgemäße Konstruktion vor allen Dingen bei Dilatationsvorrichtungen mit relativ großem zulässigem Verschiebeweg, beispielsweise in der Größenordnung von 2 bis 3 Metern, mit einer einzigen Vorrichtung der größte zulässige Verschiebeweg sicher und exakt aufgenommen, wobei die Schienen in denjenigen Bereichen, in welchen sie gleitend in Unterlagsplatten oder Schwellen festgelegt sind, auch bei geringem Gleitwiderstand sicher in ihrer Lage gehalten werden können. Dadurch, daß die Schienen gleitend an den Querträgern bzw. Schwellen abgestützt sind, kann auch im Bereich dieser zusätzlich vorgesehenen Querträger bzw. Schwellen eine Ausbildung getroffen werden, bei welcher der jeweils eingehaltene Abstützungsabstand in Schienenlängsrichtung im wesentlichen konstant gehalten werden kann und mit Vorteil auch der klassischen Schwellenabstützung am Festland im wesentlichen entsprechend ausgebildet sein kann.
  • Mit Vorteil ist daher die Ausbildung so getroffen, daß die Querträger bzw. Schwellen äquidistant und bei mittlerer Länge der Lücke in einem dem Schwellenabstand an Land entsprechenden Abstand angeordnet sind, wobei die gewünschte Gleichheit der jeweils untereinander bestehenden Abstände in besonders einfacher Weise dadurch sichergestellt werden kann, daß die Querträger bzw. Schwellen mittels Seil- oder Kettenzug, Federstangen oder hydraulischer Zylinderkolbenaggregate zur Aufrechterhaltung eines gleichen Abstandes zwischen benachbarten Trägern oder Schwellen bei Veränderung der Länce der Lücke verbunden sind.
  • Wie bereits in der Ausbildung nach der EP-A1 554 238 vorgeschlagen, ist die Ausbildung in besonders vorteilhafter Weise so ausgebildet, daß das Fundament oder das Tragwerk im Bereich der Lücke von einem jeweils mit dem Tragwerk oder dem Fundament verbundenen auskragenden Bauteil seitlich umgriffen ist, wobei nunmehr in Weiterbildung dieser Ausführung in besonders vorteilhafter Weise die Querträger bzw. Schwellen in den seitlich umgreifenden Bauteilen gleitend gelagert sind, wofür in einfacher Weise zwischen seitlich umgreifenden Bauteilen und dem umgriffenen Bauteil Gleitlager angeordnet sind.
  • Das eingangs erwähnte biegeelastische Verbindungsglied kann in besonders einfacher Weise, wie dies bereits in der EP-A1 554 238 beschrieben wurde, als Torsionsstab ausgebildet sein und zur sicheren Abstützung von hohen Lasten in vorteilhafter Weise als biegeelastisches Verbindungsglied mit elastischen, insbesondere federnden, Widerlagern zusammenwirken. Ein derartiges biegeelastisches Verbindungsglied stellt hiebei insbesondere sicher, daß im Anschluß an einen in Schienenlängsrichtung verschiebbaren Träger ausschließlich axiale Kräfte in die Schienen eingeleitet werden, wodurch die exakte Führung und sichere Abstützung noch leichter gelingt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung bei maximaler Länge des Dilatationsspaltes; Fig. 2 eine Draufsicht auf die Ausbildung nach Fig. 1; Fig. 3 eine analoge Ansicht zu Fig. 1 in neutraler Lage, bei welcher der Dilatationsspalt deutlich verringert ist, und Fig. 4 eine Draufsicht auf die Darstellung nach Fig. 3, Fig. 5 ein Detail einer abgewandelten Ausführung und Fig. 6 eine Draufsicht auf die Darstellung nach Fig. 5.
  • In den Fig. 1 bis 4 ist mit 1 ein Verbindungsträger bezeichnet, welcher die Brückenkonstruktion mit der Dilatationsvorrichtung verbindet. Mit 2 ist der Endträger bezeichnet, welcher den Dilatationsteil 3 trägt. Der Dilatationsteil weist eine Dilatationsschiene 4 auf, welche unter relativ großem Krümmungsradius seitlich am Dilatationsteil abgeleitet wird, wodurch sich in jeder Verschiebelage des Endträgers 2 relativ zum mit 5 schematisch angedeuteten Fundament am Festland eine durchgehende Fahrfläche, bzw. eine durchgehende Fahrkante ergibt. Anschließend an die eigentliche Dilatationsvorrichtung sind gleitende Stützträger 6 vorgesehen, welche Radlenker tragen und an welchen die Schienen längsbeweglich festgelegt sind. Die gleitenden Stützträger bzw. Querträger 6 sind unter Zwischenschaltung von Verbindungselementen 7 miteinander verbunden, welche als Federstangen ausgebildet sein können, um einen etwa gleichen Abstand dieser Unterstützungsteile voneinander in jeder Verschiebelage sicherzustellen. Die Radlenker sind abwechselnd innen und außen vorgesehen und jeweils mit den gleitenden Unterstützungsteilen verbunden.
  • Die eigentliche Dilatationslücke zwischen dem Fundament 5 und dem Endträger 2 wird nun bei der Konstruktion nach den Fig. 1 bis 4 von Querträgern 8 überbrückt, welche auch im Bereich der Stoßlücke eine sichere Abstützung der Schienen gewährleisten. Die Querträger bzw. Schwellen 8 sind hiebei am Betonwiderlager starr abgestützt, welche denjenigen Bauteil umgreifen, an welchem die beweglichen Unterstützungsteile gleitend abgestützt sind. Zwischen diesem umgreifenden Teil 9 mit dem Betonwiderlager für die Querträger bzw. Schwellen 8 und dem die beweglichen Querträger 6 gleitend tragenden Teil 10 des Endträgers 2 sind Gleitlager vorgesehen, welche eine sichere Führung der relativ zueinander beweglichen Teile aneinander gewährleisten.
  • In den Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, daß die Querträger bzw. Schwellen 8 einen relativ großen freien Bereich a überbrücken, um auch dort eine sichere Abstützung und eine gegen Kippen gesicherte starre Festlegung der Schienen 11 zu gewährleisten. Wie sich im Vergleich der Fig. 1 und 2 mit der Darstellung in den Fig. 3 und 4 unmittelbar zeigt, wird in der neutralen Lage dieser zu überbrückende Spalt kleiner und auf ein Maß b verringert. Hiebei wird das freie Ende 10 des Endträgers 2 unter die Schwellen bzw. Querträger 8 geschoben, wobei auch hier der jeweilige Abstand der Schwellen bzw. Querträger 8 untereinander unverändert bleibt. Verkürzt wird hiebei jedenfalls der Abstand der beweglichen Querträger 6 voneinander, wobei die federnden Verbindungsstangen 7 komprimiert werden. In besonders vorteilhafter Weise wird der Abstand der beweglichen Querträger bzw. Schwellen 6 in neutraler Position voneinander so gewählt, daß die Verbindungselemente 7 eine Länge einnehmen, welche der Dilatationslänge a bzw. b dividiert durch die Anzahl der Verbindungselemente 7 entspricht. Bei der Ausbildung nach den Fig. 3 und 4, welche die Brücke in neutraler Lage zeigen, entspricht somit dieser Abstand zwischen benachbarten beweglichen Querträger bzw. Schwellen 6 etwa einem Viertel der Dilatationslänge b. Bei maximal offener Position, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt sind, werden die federnden Verbindungselemente entsprechend gedehnt und nehmen eine größere Länge, entsprechend einem Viertel der Dilatationslänge a ein.
  • Prinzipiell kann die Ausbildung, wie in Fig. 5 und 6 ersichtlich, aber auch ohne starr festgelegte Querträger bzw. Schwellen 8 getroffen werden. Die gleitend gelagerten Querträger bzw. Schwellen 6 sind hier an einem das freie Ende 10 des Endträgers 2 umgreifenden Teil des Fundamentes 5 abgestützt, wobei die Querträger 6 über die Verbindungsstangen 7 mit dem freien Ende 10 des Endträgers 2 gekoppelt sind.

Claims (6)

  1. Einrichtung zum Verbinden von auf einem Tragwerk, insbesondere Brückentragwerk, festgelegten Schienen mit am Fundament bzw. Festland weiterführenden Schienen unter Verwendung einer Dilatationsvorrichtung (3) zur Aufnahme von Bewegungen in Schienenlängsrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des zwischen Tragwerk (2) und Fundament (5) in Schienenlängsrichtung verbleibenden Dilatationsspaltes sich quer zur Schienenlängsrichtung erstreckende Querträger (6) bzw. Schwellen in Schienenlängsrichtung verschiebbar an einem Teil (10) des Tragwerkes (2) oder des Fundamentes (5) gleitend abgestützt sind, und daß die Schienen gleitend an den Querträgern (6) bzw. Schwellen abgestützt sind.
  2. Einrichtung zum Verbinden von auf einem Tragwerk festgelegten Schienen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querträger (6) bzw. Schwellen äquidistant und bei mittlerer Länge der Lücke in einem dem Schwellenabstand an Land entsprechenden Abstand angeordnet sind.
  3. Einrichtung zum Verbinden von auf einem Tragwerk festgelegten Schienen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querträger (6) bzw. Schwellen mittels Seil- oder Kettenzug, Federstangen (7) oder hydraulischer Zylinderkolbenaggregate zur Aufrechterhaltung eines gleichen Abstandes zwischen benachbarten Trägern (6) oder Schwellen bei Veränderung der Länge (8) der Lücke verbunden sind.
  4. Einrichtung zum Verbinden von auf einem Tragwerk festgelegten Schienen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fundament (5) oder das Tragwerk (2) im Bereich der Lücke von einem jeweils mit dem Tragwerk (2) oder dem Fundament (5) verbundenen auskragenden Bauteil seitlich umgriffen ist, und daß die Querträger (6) bzw. Schwellen in den seitlich umgreifenden Bauteilen gleitend gelagert sind.
  5. Einrichtung zum Verbinden von auf einem Tragwerk festgelegten Schienen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen seitlich umgreifenden Bauteilen (9) und dem umgriffenen Bauteil (10) Gleitlager angeordnet sind.
  6. Einrichtung zum Verbinden von auf einem Tragwerk festgelegten Schienen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Dilatationsvorrichtung (3) gesondertes, biegeelastisches Verbindungsglied zur Aufnahme von Torsionsbelastungen vorgesehen ist.
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DE (1) DE59404661D1 (de)
DK (1) DK0643169T3 (de)
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