EP0767275B1 - Schallabsorber für einen schotterlosen Eisenbahnoberbau - Google Patents

Schallabsorber für einen schotterlosen Eisenbahnoberbau Download PDF

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EP0767275B1
EP0767275B1 EP96116035A EP96116035A EP0767275B1 EP 0767275 B1 EP0767275 B1 EP 0767275B1 EP 96116035 A EP96116035 A EP 96116035A EP 96116035 A EP96116035 A EP 96116035A EP 0767275 B1 EP0767275 B1 EP 0767275B1
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Philipp Holzmann AG
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Deutsche Asphalt GmbH
Philipp Holzmann AG
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    • E01B2204/11—Embedded tracks, using prefab elements or injecting or pouring a curable material

Definitions

  • the present invention relates to a sound absorber for a ballastless railway superstructure consisting of between and arranged next to the rails on the support plate of the superstructure Moldings with sound absorbing properties.
  • DE 37 36 943 C1 proposes on a reinforced concrete support plate next to and between the rails a sound absorbing material such as B. pile concrete.
  • This material absorbs due to its large porosity the airborne sound and is also permeable to water, which is for the discharge of rain or surface water is an advantage. Indeed the pores of the aggregate concrete settle over time with dirt particles, so that effective track drainage is not given in the long run and the sound absorption is reduced becomes.
  • the object of the present invention is to provide a further improved sound absorbers for solid roads are available put.
  • this object is achieved by means of a sound absorber of the type mentioned in that the molded body from a waterproof concrete layer and a sound-absorbing layer of bonded material arranged above it Pile consist of a variety of openings is provided, the two layers or only the load-bearing concrete layer enforce essentially vertically, and the moldings are elastically supported on the support plate.
  • the water-impermeable load-bearing concrete layer the required strength and the sound absorbing layer the desired noise reduction, the load-bearing concrete layer to derive the through rain or water seeping through the sound absorbing layer Surface water interspersed with a variety of openings is.
  • the elastic support which is preferred Stripes or stains made of an elastic plastic or felt are provided for decoupling the molded body from the support plate in the low frequency range. This causes natural vibrations the molded body and the associated noise emission avoided.
  • the distance between the moldings and the support plate can be increased by elevations, as is necessary with superimposed systems, whereby the elastic intermediate layer arranged under the elevation surfaces is.
  • Another advantage of the through openings is in it too see that at least part of the surface water through this openings flow away directly, so not the way through the sound absorbing Layer takes through, and that the rinse when necessary Cleaning the molded body is facilitated.
  • FIG. 2 shows a cross section through a solid roadway, which has a reinforced concrete slab 2, which on a hydraulic bound base layer 3 continuously reinforced and concreted becomes.
  • the lower end of the ballastless superstructure forms a frost protection layer 4. All layers of the superstructure are laterally covered by a gravel fill 5.
  • the rails 6 are via individual support points 7 on the reinforced concrete slab 2 attached.
  • the reinforced concrete slab 2 is with shaped bodies according to the invention 1 covered, which via elastic plastic strips 8, e.g. Neoprene or rubber, with appropriate damping behavior these are stored.
  • elastic plastic strips 8 e.g. Neoprene or rubber, with appropriate damping behavior these are stored.
  • the plastic strips 8 are transverse to the rails arranged not to drain the water below the molded body 1 to hinder.
  • the molded body 1 consist of a water-impermeable load-bearing concrete layer 9, which can also be reinforced, and one sound-absorbing layer 10.
  • This layer 10 can, for example from aerated concrete, a mixture of aerated concrete and large-grain Rubber granules or other porous building materials exist.
  • the Shaped body 1 are manufactured as finished parts.
  • the sound absorbing Layer 10 executed somewhat stronger than the load-bearing concrete layer 9 is. It is important when dimensioning the layer thicknesses to ensure that the load-bearing concrete layer 9 to fulfill their Functions, namely for the necessary strength of the molded body 1 and when driving with motor vehicles for the load pickup worry, must have a certain minimum strength. With a molded body height The height of the load-bearing concrete layer should be approx. 23 cm 9, for example, be at least 10 cm.
  • the moldings 1 are all completely identical, which means warehousing and laying are simplified.
  • Each molded body 1 comprises several individual support points 7, their Length is adapted to the grid. Of course, shorter ones can Shaped body 1 can be used.
  • the molded bodies 1 each have two assembly openings 11 in, with hooks etc. when laying or picking up can be intervened, making these activities easier become.
  • the side surfaces of the molded bodies 1 are inclined outwards, so that the area next to the rails 6 to be kept free can be kept very small.
  • the molded body 1 is offset so that it is not too wide Gap to the rails 6 and at the same time enough space for the Base plate of the individual bases 7 to have. This training ensures that all screws and clamps of the individual bases 7 can be viewed and replaced if necessary.
  • the longitudinal gaps 12 and transverse gaps formed between them 13 which makes water drainage and also the possibility of cleaning is improved.
  • it can in the longitudinal and Cross gaps 12 and 13 due to this widening downwards Slit shape for no blockages due to larger objects, like leaves etc. come.
  • FIG. 1 In the embodiments shown in Figures 1, 2 and 3 have the molded body 1 a plurality of openings 14 with a circular Cross section on which the molded body 1 as through openings enforce completely. These are for the sake of simplicity Openings 14 in Fig. 1 only in one of the left molded body shown. From Fig. 3 it appears that these openings 14 as also the longitudinal and transverse gaps 12 and 13 diverge downwards, which also counteracts blockages of these openings 14 becomes. The taper of the openings 14 also facilitates the molding of the molded body 1 in the manufacture of what else also applies to the inclination of the side surfaces of the molded body 1.
  • FIG. 4 is a further embodiment of an inventive Shaped body 1 shown.
  • openings 14 with a conical cross section provided while the sound absorbing layer 10 is closed is.
  • Rain or surface water seeps through the layer 10 and then flows between the openings 14 and the gap between from the bottom of the molded body 1 and the reinforced concrete plate 2.
  • Fig. 5 shows an embodiment in which in the sound absorbing Layer 10 channels 15 are provided, which are in Install the molded body 1 transversely to the rails 6. These transverse channels 15 have a slope to the longitudinal gaps 12 or to the outside. Since the transverse channels 15 are quite short, flows when it rains, part of the water flows down the channels 14 as it does not has enough time to seep into the sound-absorbing layer 10.
  • the molded body 1 is on in this embodiment two side edge strips 8 stored in plastic.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schallabsorber für einen schotterlosen Eisenbahnoberbau, bestehend aus zwischen und neben den Schienen auf der Tragplatte des Oberbaues angeordneten Formkörpern mit schallabsorbierenden Eigenschaften.
Bei den künftig zu erwartenden hohen Zuggeschwindigkeiten und großen Zugdichten auf den Eisenbahnfahrwegen muß eine äußerst hohe Verfügbarkeit, eine höhere Lebensdauer und eine längere Beibehaltung der Lagegenauigkeit des Gleiskörpers als bisher erreicht werden. Um diesen Anforderungen zu genügen, wurden und werden sogenannte feste Fahrbahnen entwickelt, die ein schotterloses Oberbausystem darstellen.
Es hat sich gezeigt, daß feste Fahrbahnen bei Zugfahrten eine deutlich höhere Schallabstrahlung aufweisen als Schotterbauten. Die Ursachen dafür liegen systembedingt in der weicheren Ankopplung der Schienen an den Stützpunkten und in der verstärkten Schallreflexion an der glatten Oberfläche der festen Fahrbahn. Im Bereich von Bebauungen sind daher effektive Lärmschutzmaßnahmen erforderlich.
In der DE 37 36 943 C1 wird diesbezüglich vorgeschlagen, auf einer Tragplatte aus Stahlbeton neben und zwischen den Schienen ein schallabsorbierendes Material, wie z. B. Haufwerkbeton, anzuordnen. Dieses Material absorbiert aufgrund seiner Grobporigkeit den Luftschall und ist zudem wasserdurchlässig, was für die Ableitung von Regen- bzw. Oberflächenwasser von Vorteil ist. Allerdings setzen sich die Poren des Haufwerkbetons im Laufe der Zeit mit Schmutzpartikeln zu, so daß eine wirksame Gleisentwässerung auf Dauer nicht gegeben ist und die Schallabsorption gemindert wird.
Weiterhin ist es nach dem Stand der Technik (DE 94 17 008.8 U1) für feste Fahrbahnen bekannt, Formkörper aus Haufwerkbeton zwischen und neben den Schienen anzuordnen. Diese Formkörper lagern, ggf. auf angeformten Füßen, direkt auf der Tragplatte der festen Fahrbahn auf. Dadurch können die Formkörper in Schwingung geraten und selbst Luftschall entwickeln.
Ein weiterer Nachteil dieser Lösung ist darin zu sehen, daß die Festigkeit der Formkörper aufgrund ihrer Porigkeit zu wünschen übrigläßt. Diese mangelnde Festigkeit hat zur Folge, daß die Formkörper beim Befahren der Gleise durch Kraftfahrzeuge, sei es für Reparaturzwecke oder im Rettungsfall, mit der Zeit zerstört werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen weiteren, verbesserten Schallabsorber für feste Fahrbahnen zur Verfügung zu stellen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels eines Schallabsorbers der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Formkörper aus einer wasserundurchlässigen tragenden Betonschicht und einer darüber angeordneten schallabsorbierenden Schicht aus gebundenem Haufwerk bestehen, wobei eine Vielzahl von Öffnungen vorgesehen ist, die beide Schichten oder nur die tragende Betonschicht im wesentlichen vertikal durchsetzen, und die Formkörper elastisch auf der Tragplatte aufgelagert sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Verbund-Formkörper bringt die wasserundurchlässige tragende Betonschicht die erforderliche Festigkeit und die schallabsorbierende Schicht die gewünschte Lärmminderung, wobei die tragende Betonschicht zur Ableitung des durch die schallabsorbierende Schicht hindurchsickernden Regen- bzw. Oberflächenwassers mit einer Vielzahl von Öffnungen durchsetzt ist.
Aufgrund der vorgesehenen elastischen Auflagerung der Formkörper auf der Tragplatte sind diese von letzterer etwas beabstandet, so daß das Wasser unter den Formkörpern abfließen kann. Insbesondere sorgt aber die elastische Auflagerung, für die vorzugsweise Streifen oder Flecken aus einem elastischen Kunststoff oder Filz vorgesehen sind, für eine Entkoppelung der Formkörper von der Tragplatte im Niederfrequenzbereich. Dadurch werden Eigenschwingungen der Formkörper und eine damit verbundene Lärmabstrahlung vermieden.
Der Abstand zwischen den Formkörpern und der Tragplatte (Beton oder Asphalt) kann durch Aufständerungen erhöht werden, wie das bei aufgelagerten Systemen notwendig ist, wobei dann die elastische Zwischenschicht unter den Aufständerungsflächen angeordnet ist.
Es ist von Vorteil, wenn sich die in der tragenden Betonschicht vorgesehenen Öffnungen durch die schallabsorbierende Schicht hindurch fortsetzen. Die dadurch geschaffenen Durchgangsöffnungen sorgen nämlich dafür, daß die Sogwirkung von Hochgeschwindigkeitszügen auf die Formkörper wesentlich abgeschwächt wird, da Luft nachfließen kann.
Ein weiterer Vorteil der Durchgangsöffnungen ist darin zu sehen, daß zumindest ein Teil des Oberflächenwassers durch diese öffnungen direkt abfließt, also nicht den Weg durch die schallabsorbierende Schicht hindurch nimmt, und daß das Spülen bei erforderlicher Reinigung der Formkörper erleichtert wird.
Die die Formkörper völlig durchsetzenden Öffnungen mindern das Schallschluckverhalten der Formkörper nicht; im Gegenteil, dieses wird sogar durch die vergrößerte Oberfläche der schallabsorbierenden Schicht noch etwas verbessert.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1
eine Draufsicht auf eine Gleistrasse mit verlegten erfindungsgemäßen Formkörpern,
Fig. 2
einen Schnitt II-II durch die in Fig. 1 dargestellte Draufsicht,
Fig. 3
einen Querschnitt durch einen Formkörper gemäß der Darstellung in der rechten Bildhälfte von Fig. 2 mit sich nach unten konisch erweiternden Durchgangsöffnungen,
Fig. 4
eine Darstellung analog Fig. 3 mit sich konisch nach unten erweiternden Öffnungen nur in der tragenden Betonschicht, und
Fig. 5
einen Querschnitt durch einen gegenüber den Formkörpern gemäß Fig. 1 verkürzten Formkörper parallel zu den Schienen.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine feste Fahrbahn, welche eine Stahlbetonplatte 2 aufweist, die auf einer hydraulisch gebundenen Tragschicht 3 durchlaufend bewehrt und betoniert wird. Den unteren Abschluß des schotterlosen Oberbaues bildet eine Frostschutzschicht 4. Alle Schichten des Oberbaues sind seitlich durch eine Schotteraufschüttung 5 abgedeckt. Die Schienen 6 sind über Einzelstützpunkte 7 auf der Stahlbetonplatte 2 befestigt.
Die Stahlbetonplatte 2 ist mit erfindungsgemäßen Formkörpern 1 abgedeckt, die über elastische Kunststoffstreifen 8, z.B. Neopren oder Kautschuk, mit entsprechendem Dämpfungsverhalten auf dieser aufgelagert sind. Je Formkörper 1 sind drei Kunststoffstreifen 8 vorgesehen - je einer am Rand und ein Streifen 8 in der Mitte. Die Kunststoffstreifen 8 sind quer zu den Schienen angeordnet, um den Wasserabfluß unterhalb der Formkörper 1 nicht zu behindern.
Die Formkörper 1 bestehen aus einer wasserundurchlässigen tragenden Betonschicht 9, die auch armiert sein kann, und einer schallabsorbierenden Schicht 10. Diese Schicht 10 kann beispielsweise aus Porenbeton, einer Mischung aus Porenbeton und großkörnigem Gummigranulat oder anderen porigen Baustoffen bestehen. Die Formkörper 1 werden als Fertigteile hergestellt.
Aus den Figuren geht hervor, daß die schallabsorbierende Schicht 10 etwas stärker als die tragende Betonschicht 9 ausgeführt ist. Bei der Dimensionierung der Schichtstärken ist darauf zu achten, daß die tragende Betonschicht 9 zur Erfüllung ihrer Funktionen, nämlich für die nötige Festigkeit der Formkörper 1 und beim Befahren mit Kraftfahrzeugen für die Lastaufnahme zu sorgen, eine gewisse Mindeststärke aufweisen muß. Bei einer Formkörperhöhe von ca. 23 cm sollte die Höhe der tragenden Betonschicht 9 beispielsweise wenigstens 10 cm betragen.
Aus den Figuren 1 und 2 ist ersichtlich, daß jeweils ein Formkörper 1 außen neben den Schienen 6 und zwei Formkörper 1 zwischen den Schienen 6 angeordnet sind, so daß die gesamte Breite der festen Fahrbahn abgedeckt ist. Nur die Bereiche unmittelbar neben den Schienen 6, an den Einzelstützpunkten 7, Bereiche für Signal- und sicherungstechnische Elemente sowie Befestigungspunkte für Schienenerder werden freigelassen.
Die Formkörper 1 sind alle völlig identisch aufgebaut, wodurch sich die Lagerhaltung und auch das Verlegen vereinfacht. Jeder Formkörper 1 umfaßt mehrere Einzelstützpunkte 7, wobei ihre Länge an deren Raster angepaßt ist. Natürlich können auch kürzere Formkörper 1 verwendet werden.
Des weiteren weisen die Formkörper 1 jeweils zwei Montageöffnungen 11 auf, in die mit Haken etc. beim Verlegen oder Aufnehmen eingegriffen werden kann, wodurch diese Tätigkeiten erleichtert werden.
Die Seitenflächen der Formkörper 1 sind nach außen geneigt, so daß der unmittelbar neben den Schienen 6 freizuhaltende Bereich sehr klein gehalten werden kann. Im Bereich der Einzelstützpunkte 7 sind die den Schienen 6 zugewandten Seitenflächen der Formkörper 1 versetzt, um auch hier einen nicht allzu breiten Spalt zu den Schienen 6 und gleichzeitig genügend Platz für die Grundplatte der Einzelstützpunkte 7 zu haben. Diese Ausbildung gewährleistet, daß alle Schrauben und Spannklemmen der Einzelstützpunkte 7 eingesehen und ggf. ausgetauscht werden können.
Aufgrund der geneigten Seitenflächen der Formkörper 1 differgieren die zwischen ihnen gebildeten Längsspalte 12 und Querspalte 13, wodurch der Wasserabfluß und auch die Reinigungsmöglichkeit verbessert wird. Insbesondere kann es in den Längs- und Querspalten 12 bzw. 13 aufgrund dieser sich nach unten erweiternden Spaltform zu keinen Verstopfungen durch größere Gegenstände, wie Laub etc. kommen.
In den in den Figuren 1, 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen weisen die Formkörper 1 eine Vielzahl von Öffnungen 14 mit kreisrundem Querschnitt auf, die die Formkörper 1 als Durchgangsöffnungen vollständig durchsetzen. Der Einfachheit halber sind diese öffnungen 14 in Fig. 1 nur bei einem der linken Formkörper dargestellt. Aus Fig. 3 geht hervor, daß diese Öffnungen 14 wie auch die Längs- und Querspalte 12 bzw. 13, nach unten divergieren, wodurch ebenfalls Verstopfungen dieser Öffnungen 14 entgegengewirkt wird. Die Konizität der öffnungen 14 erleichtert zudem das Ausformen der Formkörper 1 bei der Herstellung, was im übrigen auch auf die Neigung der Seitenflächen der Formkörper 1 zutrifft.
In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Formkörpers 1 dargestellt. Hier sind nur in der tragenden Betonschicht 9 Öffnungen 14 mit ebenfalls konischem Querschnitt vorgesehen, während die schallabsorbierende Schicht 10 geschlossen ist. Regen- oder Oberflächenwasser durchsickert die Schicht 10 und fließt dann über die Öffnungen 14 und den Spalt zwischen der Unterseite der Formkörper 1 und der Stahlbetonplatte 2 ab.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der in der schallabsorbierenden Schicht 10 Rinnen 15 vorgesehen sind, die sich in Einbaulage der Formkörper 1 quer zu den Schienen 6 erstrecken. Diese Querrinnen 15 weisen ein Gefälle zu den Längsspalten 12 bzw. nach außen auf. Da die Querrinnen 15 recht kurz sind, fließt bei Regen ein Teil des Wassers über die Rinnen 14 ab, da es nicht genügend Zeit hat, in die schallabsorbierende Schicht 10 einzusickern. Der Formkörper 1 ist bei diesem Ausführungsbeispiel auf zwei seitlichen Randstreifen 8 aus Kunststoff gelagert.

Claims (5)

  1. Schallabsorber für einen schotterlosen Eisenbahnoberbau, bestehend aus zwischen und neben den Schienen auf der Tragplatte des Oberbaues angeordneten Formkörpern mit schallabsorbierenden Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (1) aus einer wasserundurchlässigen tragenden Betonschicht (9) und einer darüber angeordneten schallabsorbierenden Schicht (10) aus gebundenem, grobporigem Haufwerk bestehen, wobei eine Vielzahl von die Betonschicht (9) oder beide Schichten (9, 10) im wesentlichen vertikal durchsetzenden Öffnungen (14) vorgesehen und die Formkörper (1) elastisch auf der Tragplatte (2) aufgelagert sind.
  2. Schallabsorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Auflagerung aus zwischen den Formkörpern (1) und der Tragplatte (2) angeordneten Streifen (8) oder Flecken aus einem elastischen Kunststoff, insbesondere Neopren, oder aus Filz besteht.
  3. Schallabsorber nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen der Formkörper (1) nach außen geneigt sind, derart, daß die Unterseite der Formkörper (1) kleiner ist als deren Oberseite.
  4. Schallabsorber nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schallabsorbierende Schicht (10) an ihrer Oberfläche Querrinnen (15) aufweist, und nur die tragende Betonschicht (9) mit Öffnungen (14) versehen ist.
  5. Schallabsorber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Querrinnen (15) ein Gefälle aufweisen.
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