EP0698143B1 - Lagestabiler eisenbahnoberbau - Google Patents

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EP0698143B1
EP0698143B1 EP94916953A EP94916953A EP0698143B1 EP 0698143 B1 EP0698143 B1 EP 0698143B1 EP 94916953 A EP94916953 A EP 94916953A EP 94916953 A EP94916953 A EP 94916953A EP 0698143 B1 EP0698143 B1 EP 0698143B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
sleepers
support layer
profile
sleeper
railway superstructure
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP94916953A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0698143A1 (de
Inventor
Klaus Meurer
Günter Fasterding
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PROJEKTGEMEINSCHAFT FESTE FAHRBAHN SYSTEM SATO GLE
Original Assignee
PROJEKTGEMEINSCHAFT FESTE FAHRBAHN SYSTEM SATO GLEISROST MIT BETON- ODER STAHLSCHWELLEN ASPHALT- ODER BETONFAHRBAHN GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19934316664 external-priority patent/DE4316664C2/de
Application filed by PROJEKTGEMEINSCHAFT FESTE FAHRBAHN SYSTEM SATO GLEISROST MIT BETON- ODER STAHLSCHWELLEN ASPHALT- ODER BETONFAHRBAHN GmbH filed Critical PROJEKTGEMEINSCHAFT FESTE FAHRBAHN SYSTEM SATO GLEISROST MIT BETON- ODER STAHLSCHWELLEN ASPHALT- ODER BETONFAHRBAHN GmbH
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    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B3/00—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails
    • E01B3/16—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails made from steel
    • E01B3/18—Composite sleepers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B1/00—Ballastway; Other means for supporting the sleepers or the track; Drainage of the ballastway
    • E01B1/002—Ballastless track, e.g. concrete slab trackway, or with asphalt layers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
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    • E01B1/00—Ballastway; Other means for supporting the sleepers or the track; Drainage of the ballastway
    • E01B1/002—Ballastless track, e.g. concrete slab trackway, or with asphalt layers
    • E01B1/007—Ballastless track, e.g. concrete slab trackway, or with asphalt layers with interlocking means to withstand horizontal forces
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B1/00—Ballastway; Other means for supporting the sleepers or the track; Drainage of the ballastway
    • E01B1/001—Track with ballast
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B2204/00—Characteristics of the track and its foundations
    • E01B2204/04—Direct mechanical or chemical fixing of sleepers onto underground
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B2204/00—Characteristics of the track and its foundations
    • E01B2204/13—Dowels for slabs, sleepers or rail-fixings

Definitions

  • the invention relates to a stable railway superstructure with a solid carriageway and a method for producing such a superstructure.
  • ballast track In railway technology, a distinction is made between ballast track and slab track, which usually rests on a base made of concrete or asphalt mix.
  • a generic superstructure consisting of multilayer, high-strength asphalt layers and a track arranged thereon with steel sleepers for the rail mounting is shown in the German, magazine ETR (28) 5 - 1979, pp. 437-438.
  • a Y-tie is fastened in the substructure made of asphalt base layers by anchor bolts welded onto a sheet metal, and the height of the sleepers and the rail inclination can be adjusted on the tie using appropriate fastening means for the anchor bolts.
  • the sole of the threshold which consists of parallel H-profiles, is connected to one another by two profile elements arranged in the area under the rail.
  • the joint created by these profiles between the surface of the asphalt base layer and the sole of the sleeper or beyond the lower edge of the sleeper is filled with a special sealing compound.
  • An elastic rubber plate is arranged between the rail and the top of the sleeper, while under the rail itself, which is guided in a ribbed plate, there is again an intermediate layer made of plastic.
  • the welded-on anchor bolt also has the function of stabilizing the track in the desired position through high resistance to lateral forces, transverse displacement forces and forces resulting from rail deflection and lifting the sleeper.
  • the Y sleepers can also be glued to a bearing surface on the underside of the sleepers with a thermoplastic adhesive on an asphalt base layer.
  • DE-OS 19 22 055 it is known from DE-OS 19 22 055 to also support continuous sleepers over their entire surface against the concrete substructure on a thick elastic intermediate layer such that the forces acting on the tracks are transmitted either downwards or to the sides essentially or exclusively by means of an elastic intermediate layer will.
  • the threshold can also be used from the bottom excellent humps are formed, which rests in a recess of the concrete substructure with the interposition of the elastic intermediate layer.
  • This layer should consist of plastic foam or a mixture of bituminous binders, minerals and rubber scrap and / or rubber latex.
  • the sleepers can also consist of steel or wood or plastic and the substructure can also consist of concrete or steel or plastic.
  • the sleepers, the elastic intermediate layer and the substructure can, if necessary, be glued together.
  • the teaching for the person skilled in the art from the invention is the arrangement of an elastic intermediate layer, according to the given representation as uniformly thick as possible, between the threshold and the substructure for damping the vibrations and noises, the corresponding lateral forces and downward forces being transmitted only via this elastic layer .
  • the invention is based on the problem of compensating for the lifting shaft, i.e. forces resulting from the rail deflection, which want to lift the threshold, as well as an inexpensive, quick installation method for all types of sleepers, in particular for, in addition to the lateral displacement forces acting laterally on the sleepers propose light sleepers made of steel or wood or similar materials that can be used in such a superstructure.
  • the pumping effect which can easily be observed in ballast beds and results from a tilting movement of the sleepers, is known from track construction.
  • track construction With today's desired elastic movement of a train over the track, the cause, a deflection of the rails, is inevitable.
  • This is particularly noticeable when the track is made of concrete or asphalt mix on a solid substructure and there are light sleepers, e.g. made of wood, concrete or steel, for example in the form of trough sleepers, sleepers made of H-shaped steel profiles but also Y steel sleepers.
  • the problem is not so serious with concrete sleepers if they are so heavy that the weight forces are higher than the lifting forces.
  • the lifting forces can be, for example, approximately 5 kN when using a UIC 60 rail and a track grate with Y sleepers.
  • this lifting force and the pumping effect largely depend on the type of rail, better its moment of inertia relative to the vertical load, the threshold distance and the threshold weight, the size of the rail on the threshold, the rollover speed of the threshold and the elasticity of the base layer. This means that different types of superstructure would have to be provided for the varying circumstances.
  • the present invention now proposes another universally applicable fastening system for the sleepers on a solid base layer, in which profiles are arranged under the sole of the sleepers, which extend into the base layer and are glued to it.
  • the base layer is preferably coated with a tool e.g. a cutter is grooved at the points where the profiles will later lie.
  • the joint is cut larger than the cross-section of the profiles, for example by at least 20 mm wider, in order to obtain a sufficiently large recess for later grouting of the joint.
  • the grooves are preferably milled into asphalt base layers because the stones present in the base layer are cut and these cut surfaces are intended to serve as adhesive surfaces for the adhesive to be applied.
  • an adhesive surface formed from cement or hydraulically bound inorganic materials is usually sufficient for this, so that a concrete base layer could be produced from the outset with a shaped groove.
  • these adhesive surfaces should not be organic, e.g. Vegetable substances or asphalt or bitumen residues are wetted and also as free of water as possible in order to achieve good adhesion.
  • a flat steel profile to be welded under the sleepers is used as the profile.
  • profiles for example T-profiles, in the groove to provide a further positive and to obtain a positive connection after closing the joint with the adhesive.
  • these profiles can preferably be welded onto steel sleepers, but also without being screwed or riveted or glued without leaving the scope of the invention.
  • the only important thing is the firm connection of the threshold with the profile and its sufficient protrusion from the threshold.
  • the profiles can be cast in with appropriate holders during manufacture or using e.g. Push-through screws are firmly screwed to the threshold.
  • profiles can be used that also serve as spacers for the adjacent H-profiles or double-T profiles that form a Y-threshold and are welded under the sole of the threshold. These also replace spacers which are arranged between the profiles forming the threshold.
  • a pourable, hardening polymer adhesive is preferably used as the adhesive between the profile and the base layer.
  • Such an adhesive is known, for example, under the trade name ICOSIT KC from SIKA-Chemie GmbH, as a potting material, in particular for tram rails.
  • Such a two-component adhesive based on polyurethane or epoxy resin which is to be mixed on site and adjustable by means of appropriate curing agents, has good adhesion both with steel, for example with the profile made of flat steel, and with the rock of the base layer. When fresh, it can be foamed by water or other means. For this reason, the cut surfaces of the joints should be free of organic agents and should not be wetted with water.
  • Adhesives that have a high affinity for concrete or bitumen or other chemical binders, e.g. those that are added to concrete, can also be used as an adhesive if they also provide sufficient adhesion to steel.
  • the sleepers do not have a profile that covers the entire width of the sleepers, but two or more small pieces that are easier to cast around.
  • the profiles may protrude laterally beyond the threshold. If necessary, the steel and / or the joint side surface is provided with a primer for better adhesion.
  • test values presented up to the break were achieved after a very short curing time of a few hours. The result of this is that such a railway superstructure can be produced and used again within one working shift.
  • the superstructure according to the invention can be easily manufactured using essentially the usual techniques in the manufacture of a road, e.g. by applying a base of asphalt mix or concrete. Then high-performance milling machines, such as are used commercially in road construction, can cut grooves in the surface of the substructure, into which the prefabricated sleepers are then inserted in such a way that the profiles get their nominal position as centrally as possible in the previously cut grooves. The profiles are then cast with the adhesive prepared on site, for example the polymer adhesive described above, or commercially available prefabricated containers are used for casting the grooves. If necessary, the sleeper compartments can then be filled with crushed stone or other sound-absorbing agents; At least in the case of an asphalt superstructure, the sun's radiation must be countered by a suitable cover, which can also have a sound-absorbing effect.
  • the schematic figure shows half of the track on average.
  • the railway superstructure consists of a base layer 1 made of asphalt mix, into which grooves 8 have been cut by a milling device.
  • a steel sleeper 2 with welded flat steel profiles 7 is placed on the asphalt base layer 1 with the interposition of a thin compensation film 4 so that the profiles 7 of e.g. 10 mm thick in the middle of the approximately 60 mm wide joint. Due to the inserted leveling foil 4, the sole 9 can lie snugly on the asphalt base layer. Then the joint is cast with polymer adhesive 11, type Sika ICOSIT KC 330-U, so that the threshold is firmly attached to the asphalt base layer 1.
  • the rails 3 can be fastened to the sleepers 2 with commercially available fastening means 5 with the interposition of a base 6 securing the elastic train travel.
  • the sleeper compartments are filled with crushed stone 10, and in order to further increase the transverse displacement resistance, crushed stone can also be arranged in front of the sleeper 2 head.
  • this ballast 10 arranged in front of the head primarily serves for further sound absorption, the vibrations possibly transmitted from the rails 3 to the threshold 2 and the sun protection of the base layer.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen lagestabilen Eisenbahnoberbau mit fester Fahrbahn sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Oberbaus.
  • In der Eisenbahntechnik unterscheidet man zwischen Schotteroberbau und fester Fahrbahn, die meist auf einem Unterbau aus Beton oder Asphaltmischgut ruht.
  • Ein gattungsgemäßer Oberbau aus mehrlagigen, hochfesten Asphaltschichten und darauf angeordnetem Gleis mit Stahlschwellen für die Schienenlagerung ist in der deutschen, Zeitschrift ETR (28) 5 - 1979, S. 437-438 dargestellt. Eine Y-Schwelle ist in dem Unterbau aus Asphalttragschichten befestigt durch auf ein Blech aufgeschweißte Ankerbolzen, durch die Höhe der Schwellen und die Schienenneigung mit Hilfe entsprechender Befestigungsmittel für den Ankerbolzen an der Schwelle justiert werden. Die Sohle der Schwelle, welche aus parallelen H-Profilen besteht ist durch zwei und im Bereich unter der Schiene angeordnete Profilelemente miteinander verbunden. Die durch diese Profile entstehende Fuge zwischen der Oberfläche der Asphalttragschicht und der Sohle der Schwelle bzw. über die Schwellenunterkante hinaus ist mit einer Spezialvergußmasse ausgefüllt. Zwischen der Schiene und der Schwellenoberseite ist eine elastische Gummiplatte angeordnet, während unter der Schiene selbst, die in einer Rippenplatte geführt wird, nochmals eine Zwischenlage aus Kunststoff angeordnet ist. Der aufgeschweißte Ankerbolzen hat außer der Aufgabe des Nivellierens der Schwelle bzw. der Schiene noch die Funktion, durch hohen Widerstand gegen Seitenkräfte, Querverschiebekräfte sowie gegen aus der Schienenbiegung resultierende, die Schwelle abhebende Kräfte das Gleis in der Sollage zu stabilisieren.
  • Gemäß der DE-OS 35 17 295, die einen ähnlichen Oberbau offenbart, können die Y-Schwellen an ihrer Auflagefläche an der Schwellenunterseite auch zusätzlich mit einem thermoplastischen Kleber auf einer Asphalttragschicht verklebt sein.
  • Aus der DE-OS 37 22 627 ist bekannt, den Querverschiebewiderstand von Y-Stahlschwellen im Schotterbett dadurch zu vergrößern, daß unter die Schwellen Querriegel geschweißt werden.
  • Aus der DE-OS 28 06 128 ist bekannt, Stahlschwellen auf U-förmigen Stahlprofilen zu verschrauben, die ihrerseits in einem Unterbau eingegossen sind. Bei dieser Version ist eine punktgenaue Verlegung der Schwellen erforderlich, was zum Beispiel bei Kurvenradien in Praxis völlig unmöglich ist. Außerdem ist eine Aushärtung des Betons abzuwarten, bevor die Schwellen verschraubt werden, weil sonst die U-Profile wegen des größeren Widerstandsmomentes der Schwellen aus der Sollage im Beton gezogen werden.
  • Aus der DE-PS 12 75 081 ist bekannt, sogenannte Zwei-Block-Schwellen in wannenförmigen Ausnehmungen eines Betonunterbaus unter Zwischenfügung eines Elastomer-Materials von geschlossenzelliger Struktur in dem Unterbau zu lagern und die Schienen auf der Betonschwelle selbst durch Einfügen einer Unterlegplatte aus gerilltem Gummi elastisch an der Schwelle zu befestigen.
  • Schließlich ist aus der DE-OS 19 22 055 bekannt, durchgehende Schwellen ebenfalls vollflächig gegen den Betonunterbau auf einer dicken elastischen Zwischenschicht so zu lagern, daß die auf die Gleise einwirkenden Kräfte sowohl nach unten wie nach den Seiten im wesentlichen oder ausschließlich durch elastische Zwischenschicht übertragen werden. Dabei kann die Schwelle auch mit einem von der Unterseite hervorragende Höcker ausgebildet werden, die in einer Ausnehmung des Betonunterbaus unter Zwischenfügung der elastischen Zwischenschicht ruht. Diese Schicht soll aus Kunststoffschaum oder aus einem Gemisch von bituminösen Bindemitteln, Mineralstoffen und Gummischrott und/oder Kautschuklatex bestehen. Fakultativ ist angegeben, daß die Schwellen auch aus Stahl oder Holz oder Kunststoff bestehen können und ebenso der Unterbau aus Beton oder Stahl oder Kunststoff bestehen kann. Desweiteren ist fakultativ angegeben, daß die Schwellen, die elastische Zwischenschicht und der Unterbau, wenn notwendig, miteinander verklebt werden können. Die Lehre für den Fachmann aus der Erfindung ist die Anordnung einer elastischen Zwischenschicht, nach der gegebenen Darstellung möglichst gleichmäßig dick, zwischen Schwelle und Unterbau zur Dämpfung der Schwingungen und Geräusche, wobei die entsprechenden Seitenkräfte und nach unten gerichteten Kräfte nur über diese elastische Schicht übertragen werden.
  • Letztlich ist aus der DE-OS 41 13 566 bekannt, Duo-Block-Schwellen oder Monoblockschwellen aus Beton auf einer Asphalttragschicht mit einem breiten mittleren Querkraftsockel zu verlegen. Die Rinne für den Querkraftsockel kann dazu gefräst sein, nachdem eine genau nivellierte Tragschicht erzeugt wurde. Diese Bauweise bietet keine Lösung gegen die Abhebewelle, sonder nur gegen Querverschiebung des Gleisrostes.
  • Dem gegenüber liegt der Erfindung das Problem zugrunde, neben den auf die Schwellen seitlich wirkenden Querverschiebekräften auch die Abhebewelle, d.h. Kräfte, resultierend aus der Schienendurchbiegung, die Schwelle abheben wollen, zu kompensieren, sowie ein preiswertes, schnelles Verlegeverfahren für alle Schwellentypen, insbesondere auch für leichte Schwellen aus Stahl oder Holz oder ähnlichen Materialien, vorzuschlagen, die bei einem derartigen Oberbau Verwendung finden kann.
  • Die Probleme werden erfindungsgemäß gelöst durch die Ansprüche 1 und 8. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Aus dem Gleisbau ist der, in Schotterbetten leicht zu beobachtende, häufig auftretende Pumpeffekt, resultierend aus einer Kippbewegung der Schwellen bekannt. Bei einem heute angestrebten elastischen Lauf eines Zuges über das Gleis ist die Ursache, eine Durchbiegung der Schienen, unvermeidlich. Diese Schienendurchbiegung, resultierend aus den örtlichen Radlasten, hat eine Abhebewelle für die davor und dahinter liegenden Schwellen zur Folge. Diese macht sich insbesondere dann bemerkbar, wenn das Gleis auf einem festen Unterbau aus Beton oder Asphaltmischgut besteht und leichte Schwellen, z.B. aus Holz, Beton oder Stahl, beispielsweise in Form von Trogschwellen, Schwellen aus H-förmigen Stahlprofilen aber auch Y-Stahlschwellen verwendet werden. Das Problem ist nicht so gravierend bei Betonschwellen, wenn diese ein so hohes Gewicht haben, daß die Gewichtskräfte höher sind als die Abhebekräfte. Die Abhebekräfte können beispielsweise etwa 5 kN betragen bei Verwendung einer Schiene der Bauart UIC 60 und einem Gleisrost mit Y-Schwellen. Jedoch hängt diese Abhebekraft und der Pumpeffekt weitgehend von dem Schienentyp, besser dessen Trägheitsmoment relativ zur Vertikallast, dem Schwellenabstand und dem Schwellengewicht, der Auflagergröße der Schiene auf der Schwelle, der Überrollgeschwindigkeit der Schwelle und der Elastizität der Tragschicht ab. Dies bedeutet, es müßten für die variierenden Gegebenheiten unterschiedliche Bauformen des Oberbaues bereitgestellt werden.
  • In der Praxis ist auch schon vorgeschlagen worden, derartige leichte Schwellen durch Auflegen von Gewichten zu beschweren oder - wie beim Stand der Technik - durch spezielle Ankerbolzen niederzuhalten.
  • Die vorliegende Erfindung schlägt nun ein anderes universell einsetzbares Befestigungssystem für die Schwellen auf einer festen Tragschicht vor, bei dem unter der Sohle der Schwellen Profile angeordnet werden, die sich in die Tragschicht hinein erstrecken und mit dieser verklebt werden.
  • Dazu wird unter anderem vorgeschlagen, die zuvor fertiggestellte Tragschicht oder während der Herstellung derselben, mit einer oder mehreren Nuten, vorzugsweise im Bereich unterhalb der Schienen, wo die größten Abhebekräfte auf die Schwelle wirken, zu versehen und in diese Nuten Profile einzusetzen, die dann innerhalb der Nuten mit der Tragschicht beidseitig verklebt werden.
  • Vorzugsweise wird die Tragschicht mit einem Werkzeug z.B. einem Fräser an den Stellen eingenutet, an denen später die Profile liegen. Dabei wird die Fuge größer geschnitten als der Querschnitt der Profile ist, beispielsweise um mindestens 20 mm breiter, um eine genügend große Ausnehmung für einen späteren Verguß der Fuge zu erhalten. Die Nuten werden in Asphalttragschichten vorzugsweise eingefräst, weil dabei die in der Tragschicht vorhandenen Steine geschnitten werden und diese Schnittflächen als Klebflächen für das anzubringende Klebmittel dienen sollen. Bei Betontragschichten reicht dazu in der Regel auch eine aus Zement oder hydraulisch gebundenen anorganischen Materialien gebildete Klebefläche aus, so daß eine Betontragschicht von vornherein mit einer geformten Nut gefertigt werden könnte. Dazu sollen diese Klebflächen nicht mit organischen Mitteln, wie z.B. pflanzlichen Stoffen oder auch Asphalt- oder Bitumenresten benetzt und auch möglichst frei von Wasser sein, um eine gute Verklebung erzielen zu können.
  • Als Profil wird insbesondere ein unter die Schwellen zu schweißendes Flachstahlprofil verwendet. Es können jedoch auch anders geformte Profile z.B. T-Profile in die Nute eingesetzt werden, um eine weitere formschlüssige und kraftschlüssige Verbindung nach Schließen der Fuge mit durch den Kleber zu erhalten.
  • Diese Profile können, abgestellt auf die Schwellenart, vorzugsweise bei Stahlschwellen angeschweißt werden, jedoch auch ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, untergeschraubt oder genietet oder auch geklebt werden. Wichtig ist lediglich der feste Verbund der Schwelle mit dem Profil und dessen genügendes Herausragen aus der Schwelle. Bei Betonschwellen können die Profile mit entsprechenden Haltern bei der Herstellung eingegossen werden oder mit Hilfe von z.B. Durchsteckschrauben mit der Schwelle fest verschraubt werden.
  • Bei Y-Schwellen können Profile verwendet werden, die gleichzeitig als Abstandshalter der benachbarten, eine Y-Schwelle bildenden, H-Profile oder Doppel-T-Profile dienen, die unter der Sohle der Schwelle verschweißt sind. Diese ersetzen zugleich Abstandshalter, die zwischen den die Schwelle bildenden Profilen angeordnet sind.
  • Als Klebmittel zwischen Profil und Tragschicht wird bevorzugt ein vergießbarer, aushärtender Polymer-Kleber eingesetzt. Ein solcher Kleber ist z.B. unter dem Warennamen ICOSIT KC der SIKA-Chemie GmbH, als Vergußmaterial, insbesondere für Straßenbahnschienen, bekannt. Ein derartiger vor Ort anzumischender und durch entsprechende Aushärtungsmittel einstellbarer Zwei-Komponenten-Kleber auf Polyurethanbasis oder Epoxidharzbasis hat eine gute Haftung sowohl mit Stahl z.B. mit dem eingesetzten Profil aus Flachstahl, als auch mit dem Gestein der Tragschicht. In frischem Zustand läßt er sich durch Wasser oder andere Mittel aufschäumen. Aus diesem Grunde sollen die Schnittflächen der Fugen sowohl von organischen Mitteln frei sein, als auch nicht mit Wasser benetzt werden. Klebstoffe, die eine hohe Affinität zu Beton oder zu Bitumen oder sonstigen chemischen Bindemitteln, z.B. solchen die Beton zugesetzt werden, haben, können ebenfalls als Kleber eingesetzt werden, wenn sie gleichzeitig auf Stahl eine genügende Haftung bringen.
  • Versuche haben gezeigt, daß eine derartige Verbindung zwischen der Tragschicht und den vertikalen Klebeflächen des Profiles erheblich höheren Kräften standhält, als sie durch die Abhebewelle zu erwarten sind. Bis zum Bruch durchgeführte Versuche haben ergeben, daß bei Ausreißen der Profile aus der Nut regelmäßig das Gefüge der Beton- bzw. Asphalttragschicht gerissen ist und nicht die Verbindungsstelle zwischen Kleber und den Profilen und/oder der Nutenwand. Auch die Seitenkräfte, die von den Profilen auf die Asphalt- oder Betontragschicht übertragen werden, sind ausreichend wenn die Profile mindestens 30 mm in die Asphalt- oder Betontragschicht ragen. Je nach Anwendungsfall, insbesondere bei schweren Schwellen und/oder geringen resultierenden Abhebekräften bzw. Querkräften, kann es ausreichend sein, nicht jede Schwelle mit einem oder zwei Profilen, sondern nur jede zweite oder dritte Schwelle mittels eines Profiles mit der Tragschicht zu verkleben.
  • Aus Gründen des einfachen Vergießens wird bei den Schwellen kein die gesamte Schwellenbreite überdeckendes Profil angebracht, sondern zwei oder mehrere kleine Stücke, die sich einfacher umgießen lassen. Dabei dürfen die Profile seitlich über die Schwelle hinausragen. Gegebenenfalls wird der Stahl und/oder die Fugenseitenfläche mit einem Voranstrich zur besseren Haftvermittlung versehen.
  • Die dargelegten Versuchswerte bis zum Bruch wurden erreicht nach einer sehr kurzen Aushärtezeit von wenigen Stunden. Daraus resultiert, daß ein derartiger Eisenbahnoberbau binnen einer Arbeitsschicht herstellbar und wieder befahrbar ist.
  • Im Gegensatz zum Stand der Technik werden bei dem erfindungsgemäßen Eisenbahnoberbau unter der Schwelle keine dicken elastischen Unterlagen angebracht, sondern lediglich eine dünne Haftschicht bzw. eine dünne Schaumstoffschicht, die Unebenheiten der Beton- oder Asphalttragschicht nivellierend ausgleicht, weil die aufzulegenden Schwellen aus der Massenfertigung heraus eine glatte Unterfläche haben und durch die Zwischenfügung dieser dünnen Schicht eine satte Auflage erzielbar ist. Die eigentliche elastische Schienenlagerung geschieht im Bereich unter der Schiene oder auch, bei Verwendung von Rippenplatten, unterhalb dieser Rippenplatten, aber auf jeden Fall oberhalb der Schwelle. Dies hat den großen Vorteil, daß die federnden Massen geringer sind und nicht das gesamte Schwellensystem gegen Schwingungen zu dämpfen ist.
  • Der erfindungsgemäße Oberbau kann leicht hergestellt werden, indem im wesentlichen die üblichen Techniken bei der Herstellung einer Straße angewandt werden, z.B. durch Auftragen eines Untergrundes aus Asphaltmischgut oder Beton. Danach können leistungsfähige Fräsen, wie sie handelsüblich im Straßenbau eingesetzt werden, Nuten in die Oberfläche des Unterbaues einschneiden, in die dann die vorgefertigten Schwellen so eingelegt werden, daß die Profile möglichst mittig in den zuvor eingeschnittenen Nuten ihre Sollage erhalten. Anschließend werden die Profile mit dem vor Ort vorbereiteten Kleber, beispielsweise dem zuvor beschriebenen Polymerkleber vergossen oder es werden handelsübliche vorgefertigte Gebinde für das Vergießen der Nuten verwendet. Falls erforderlich können anschließend die Schwellenfächer mit Schotter oder anderen schalldämpfenden Mitteln verfüllt werden; zumindestens ist bei einem Asphaltoberbau der Sonnenstrahlung durch eine entsprechende Abdeckung, die zugleich schalldämpfend wirken kann, zu begegnen.
  • Anhand der schematischen Skizze soll die Erfindung näher erläutert werden.
  • Die schematische Figur zeigt die Hälfte des Gleises im Schnitt. Der Eisenbahnoberbau besteht aus einer Tragschicht 1 aus Asphaltmischgut, in den Nuten 8 durch eine Fräseinrichtung eingeschnitten wurden. Eine Stahl schwelle 2 mit untergeschweißten Flachstahlprofilen 7 wird unter Zwischenfügung einer dünnen Ausgleichsfolie 4 so auf der Asphalttragschicht 1 plaziert, daß die Profile 7 von z.B. 10 mm Dicke mittig in der etwa 60 mm breiten Fuge liegen. Durch die eingefügte nivellierende Ausgleichsfolie 4 kann die Sohle 9 satt auf der Asphalttragschicht aufliegen. Anschließend wird die Fuge mit dem Polymer-Kleber 11, Typ Sika ICOSIT KC 330-U, vergossen, so daß die Schwelle unverrückbar mit der Asphalttragschicht 1 verbunden ist. Die Schienen 3 können mit handelsüblichen Befestigungsmitteln 5 unter Zwischenfügung einer den elastischen Zuglauf sichernden Unterlage 6 auf den Schwellen 2 befestigt werden. Letztlich werden die Schwellenfächer mit Schotter 10 ausgefüllt, wobei zur weiteren Erhöhung des Querverschiebewiderstandes auch noch Schotter vor Kopf der Schwellen 2 angeordnet werden kann. Dieser vor Kopf angeordnete Schotter 10 dient aber in erster Linie der weiteren Schalldämpfung, der von den Schienen 3 möglicherweise auf die Schwelle 2 übertragenen Schwingungen sowie dem Sonnenschutz der Tragschicht.

Claims (8)

  1. Lagestabiler Eisenbahnoberbau mit Schienen (3) tragenden Schwellen auf einer festen Asphalt- oder Betontragschicht (1), wobei Schwellen (2) mit mindestens einem, sich parallel zu den Schienen (3) unterhalb der Sohle (9) der Schwellen und von dieser nach unten weg erstreckenden, Profil (7) einerseits fest verbunden sind und dieses Profil (7) andererseits in einer Nut (8) mit der Tragschicht (1) verklebt ist.
  2. Eisenbahnoberbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Profil (7) in einer Nut (8) in der Tragschicht (1) in Gleismitte oder zwei Profile (7) in zwei Nuten (8) im Bereich etwa unter den Schienen (3) angeordnet sind und das Profil (7) beidseitig mit der Tragschicht (1) verklebt ist.
  3. Eisenbahnoberbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels Schneidwerkzeug in die Tragschicht (1) eingebrachte Nut (8) an ihren Seiten als Klebeflächen dienende Abschnitte aufweist, die nicht mit organischen Mitteln und/oder Wasser benetzt sind.
  4. Eisenbahnoberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil (7) ein Stahlprofil, vorzugsweise ein Flachstahl, ist.
  5. Eisenbahnoberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schiene (3) und Schwelle (2) eine elastische, schwingungsdämpfende Unterlage (6) und zwischen der Schwelle (2) und der Tragschicht (1) eine nivellierende Ausgleichsschicht (4) angeordnet ist.
  6. Eisenbahnoberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil (7) als Abstandshalter zweier benachbarter, eine Y-Schwelle bildende, H-Profile unter die Sohle (9) der Schwelle (2) geschweißt ist.
  7. Eisenbahnoberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Klebmittel (11) ein vergießbarer, aushärtender Polymer-Kleber eingesetzt wird.
  8. Verfahren zur Herstellung eines lagestabilen Oberbaus, insbesondere nach einem Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
    - Herstellen einer tragfähigen Tragschicht (1) aus Beton oder Asphaltmischgut,
    - Einbringen zweier Nuten (8) in die Oberfläche der Tragschicht (1),
    - Vorfertigen von Schwellen (2) mit unter deren Sohle (9) hervorragenden, in Schienenlängsrichtung sich erstreckenden Profilen (7),
    - Verlegen der Schwellen (2) auf der Tragschicht (1) derart, daß die Profile (7) in die Nuten (8) ragen,
    - Vergießen von in den Nuten (8) verbliebenen Freiräumen mindestens in Länge der Profile (7) mit einem vorbereiteten Kleber (11),
    - gegebenenfalls Abdecken des Oberbaues (1) mit schalldämpfenden Mitteln (10).
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