EP1887135A2 - Fahrbahn für Schienenfahrzeuge - Google Patents
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- EP1887135A2 EP1887135A2 EP07012328A EP07012328A EP1887135A2 EP 1887135 A2 EP1887135 A2 EP 1887135A2 EP 07012328 A EP07012328 A EP 07012328A EP 07012328 A EP07012328 A EP 07012328A EP 1887135 A2 EP1887135 A2 EP 1887135A2
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- European Patent Office
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- track
- roadway
- fixed
- rail vehicles
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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
- 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
- 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
Definitions
- the invention relates to a roadway for rail vehicles, in which a fixed roadway adjacent to a roadway with gravel superstructure.
- solid pavement generally refers to a superstructure in which the ballast by another material such. As concrete or asphalt is replaced.
- the thresholds are for example adjusted and embedded in a potting compound, whereby a carriageway plate is formed.
- the substructure of the roadway slab may comprise a hydraulically bound support layer, a gravel support layer, an antifreeze layer, a foil, a geotextile or a bound support layer.
- the invention is therefore based on the problem to provide a roadway for rail vehicles with an improved transition between a fixed lane and a lane with gravel superstructure, so that can be dispensed with additional measures on ballast track.
- the invention is based on the finding that the required rigidity adjustment can be achieved by a special design of the fixed track and the support points.
- the stiffness of the fixed carriageway is reduced in the direction of the roadway with gravel superstructure, that is, the normally low vertical elasticity of the support layers of the fixed carriageway is increased.
- a transition between the fixed carriageway and the roadway with ballast track can be created without there being too great a jump in rigidity at this point. Since the adjustment of the rigidity is carried out solely by a change in the fixed carriageway and the increase of the Stützticiansteiftechniken, can be dispensed with particularly complex measures such as the use of special sleepers or ballast bonding.
- the rigidity of the fixed carriageway can be reduced stepwise or continuously.
- the rigidity of the fixed road is gradually reduced, a longer portion of the support plate of the roadway of constant thickness can be built respectively.
- the thickness of the slab of the fixed carriageway can also be changed continuously.
- the attachment that is, the mounting of the rails
- the attachment is harder towards the end portion of the fixed roadway.
- different stiffnesses may be provided for the elastic support.
- bearings are chosen that store the rails so elastic that similar conditions as in the adjacent carriageway with gravel superstructure. Due to the elastic mounting of the fixed track, the bonding of the adjacent ballast track can be omitted.
- At least one layer of the fixed carriageway in particular a support plate and / or a supporting layer, can be supported more elastically towards the end section of the stationary carriageway.
- Such z. B. existing concrete support plate or base layer must have a greater thickness due to the heavier load in the transition region as a rule.
- the thickness adjustment can be gradual or continuous.
- the reduced rigidity and the associated increased elasticity can be realized by at least one embedded in the solid roadway layer of an elastic material. It is particularly useful when a rubber mat is embedded in the solid roadway. Through a rubber mat or other material with elastic properties, the desired elasticity adjustment can be achieved.
- a Beischienenoberbau is provided in the region of the adjacent end portions of the roadway with ballast track and the fixed carriageway.
- Such Beischiene or the paired attachment of Beischienen can be provided to provide an additional mechanical connection between the fixed carriageway and the track with gravel superstructure. This further reduces the effects of any stiffness difference. In most cases, however, it will already be sufficient to carry out the rigidity adjustment alone in the area of the fixed carriageway.
- FIGS. 1A-1C show the structure of the roadway in the area of the transition between the fixed carriageway and the track with gravel superstructure.
- Fig. 1A the roadway 1 is shown with ballast track.
- the rails 2, 3 are based on conventional monoblock sleepers 4 in bonded gravel superstructure.
- FIGS. 1 B and 1 C the fixed carriageway 5 is shown, in which the rails 2, 3 rest on sleepers 6.
- the sleepers 6 are embedded in a carriageway plate 7, so that the integrated into the two threshold blocks lattice girder 8 of the bi-block sleepers 6 is poured into the concrete.
- the individual sections of the fixed carriageway have different rigidity, wherein the rigidity in the bearing layers for the transition to the roadway with ballast track increases. Accordingly, the spring stiffness of the solid roadway supporting layers in FIGS. 1A-1C on the right side of each representation is higher than that on the left side, respectively.
- the overall rigidity of the system is about the same.
- the setting of the desired stiffness and elasticity takes place on the one hand via a stepped elastic mounting of the rails 2, 3 in the region of the threshold blocks.
- the type of storage can be influenced between certain limits be used to achieve elastic or rigid storage.
- the bearing of the rails is chosen so that it hardens on the solid roadway to the transition.
- the bearing of the roadway slabs towards the transition becomes more elastic, by embedding below the roadway slab 7 a layer of an elastic material, in the illustrated exemplary embodiment a rubber mat 9.
- This rubber mat 9 causes a reduction in the stiffness of the storage of the fixed track 5. So that the track plate 7 can withstand the increased loads in the transition area, it has an increased thickness, which may for example be 400 mm, whereas their normal thickness z. B. is only 240 mm.
- the transition between the normal structure and the reinforced track plate 7 in the transition region takes place continuously as shown in FIGS. 1A-1C. In other embodiments, however, a step-shaped course can also be provided.
- Another rubber mat 10 is arranged in the region of the end spine 10.
- the length of the end portion of a fixed carriageway, in which its elasticity is continuously or gradually equalized to the elasticity of the ballast track adjacent thereto, can be between 30 and 60 m, preferably a transitional area with a length of about 45 m. If a hydraulically bound support layer is used, it may be extended over the end of the fixed track in the transition region a certain length, for example 10 m.
- FIG. 2A and 2B show a second embodiment of the track for rail vehicles, wherein the same reference numerals are used for the same components.
- the construction of the roadway with ballast track and the fixed carriageway 5 shown in FIG. 2A essentially corresponds to that of the first exemplary embodiment.
- two runners 11, 12 are mounted in the transition region, which connect the sleepers of the fixed carriageway 5 with those of the ballast superstructure.
- special sleepers 13, 14 are used.
- the fixed track 5 has, in accordance with the first embodiment, a rubber mat 9 as an elastic support, as well as a separate, deep rubber mat 10, which is located directly at the transition.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Fahrbahn für Schienenfahrzeuge, bei der eine feste Fahrbahn an eine Fahrbahn mit Schotteroberbau angrenzt.
- Seit einiger Zeit werden in steigendem Maße Schienenstrecken für den Hochgeschwindigkeitsverkehr gebaut, bei denen feste Fahrbahnen eingesetzt werden. Der Begriff "feste Fahrbahn" bezeichnet allgemein einen Oberbau, bei dem der Schotter durch ein anderes Material wie z. B. Beton oder Asphalt ersetzt wird. Bei dem Bau der festen Fahrbahn werden die Schwellen beispielsweise justiert und in eine Vergussmasse eingebettet, wodurch eine Fahrbahnplatte entsteht. Der Unterbau der Fahrbahnplatte kann eine hydraulisch gebundene Tragschicht, eine Schottertragschicht, eine Frostschutzschicht, eine Folie, eine Geotextilie oder eine gebundene Tragschicht umfassen.
- Im Bereich der Übergänge zwischen einer herkömmlichen Schienenstrecke mit einem Schotteroberbau und einer festen Fahrbahn besteht allerdings das Problem, dass sich die Steifigkeiten der beiden unterschiedlichen Fahrbahnen sehr stark unterscheiden. Die feste Fahrbahn an sich besitzt eine sehr hohe Federsteifigkeit in den Tragschichten, demgegenüber ist die Steifigkeit einer herkömmlichen Fahrbahn mit Schotteroberbau wesentlich geringer. Der Übergang zwischen der festen Fahrbahn und der Fahrbahn mit Schotteroberbau erfordert daher besondere konstruktive Maßnahmen wie den Einsatz besonderer Schwellen, Stützpunkte oder eine Schotterverklebung.
- Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Fahrbahn für Schienenfahrzeuge mit einem verbesserten Übergang zwischen einer festen Fahrbahn und einer Fahrbahn mit Schotteroberbau zu schaffen, sodass auf zusätzliche Maßnahmen am Schotteroberbau verzichtet werden kann.
- Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Fahrbahn für Schienenfahrzeuge der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der an die Fahrbahn mit Schotteroberbau angrenzende Endabschnitt der festen Fahrbahn eine verringerte Federsteifigkeit in den Tragschichten bei höheren Stützpunktsteifigkeiten aufweist.
- Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die erforderliche Steifigkeitsanpassung durch eine spezielle Ausgestaltung der festen Fahrbahn und der Stützpunkte erzielt werden kann. Dazu wird die Steifigkeit der festen Fahrbahn in Richtung der Fahrbahn mit Schotteroberbau verringert, das heißt die normalerweise geringe vertikale Elastizität der Tragschichten der festen Fahrbahn wird erhöht. Dadurch kann ein Übergang zwischen der festen Fahrbahn und der Fahrbahn mit Schotteroberbau geschaffen werden, ohne dass an dieser Stelle ein zu großer Steifigkeitssprung vorliegt. Da die Anpassung der Steifigkeit allein durch eine Änderung der festen Fahrbahn und die Erhöhung der Stützpunktsteifigkeiten vorgenommen wird, kann auf besonders aufwändige Maßnahmen wie den Einsatz von Sonderschwellen oder eine Schotterverklebung verzichtet werden.
- Erfindungsgemäß kann die Steifigkeit der festen Fahrbahn stufenweise oder kontinuierlich verringert werden. Wenn die Steifigkeit der festen Fahrbahn stufenweise verringert wird, kann jeweils ein längerer Abschnitt der Tragplatte der Fahrbahn mit konstanter Dicke gebaut werden. Alternativ kann die Dicke der Tragplatte der festen Fahrbahn auch kontinuierlich verändert werden.
- Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass die Befestigung, das heißt die Lagerung der Schienen, zum Endabschnitt der festen Fahrbahn hin härter ausgebildet ist. Dazu können unterschiedliche Steifigkeiten für die elastische Lagerung vorgesehen sein. Für den Endbereich der festen Fahrbahn werden dabei solche Lagerungen gewählt, die die Schienen derart elastisch lagern, dass ähnliche Verhältnisse wie bei der benachbarten Fahrbahn mit Schotteroberbau vorliegen. Durch die elastische Lagerung der festen Fahrbahn kann die Verklebung des angrenzenden Schotteroberbaus entfallen.
- Bei der erfindungsgemäßen Fahrbahn für Schienenfahrzeuge kann wenigstens eine Schicht der festen Fahrbahn, insbesondere eine Tragplatte und/oder eine Tragschicht zum Endabschnitt der festen Fahrbahn hin elastischer gelagert sein.
- Eine solche z. B. aus Beton bestehende Tragplatte oder Tragschicht muss wegen der stärkeren Belastung im Übergangsbereich im Regelfall eine größere Dicke aufweisen. Die Dickenanpassung kann stufenweise oder kontinuierlich erfolgen.
- Alle diese Maßnahmen führen dazu, dass der Endabschnitt der festen Fahrbahn eine stark vergrößerte Elastizität in den Tragschichten aufweist. Einerseits wird dazu wie bereits erwähnt die Tragplatte oder eine Tragschicht elastischer ausgebildet, andererseits wird zur Kompensation die Befestigung der Schienen zum Übergang hin härter ausgebildet, damit die Gesamtsteifigkeit im Schotteroberbau vergleichbar mit der festen Fahrbahn bleibt.
- Bei der erfindungsgemäßen Fahrbahn für Schienenfahrzeuge kann die verringerte Steifigkeit und die damit einhergehende vergrößerte Elastizität durch wenigstens eine in die feste Fahrbahn eingebettete Schicht aus einem elastischen Material realisiert werden. Es ist besonders zweckmäßig, wenn eine Gummimatte in die feste Fahrbahn eingebettet wird. Durch eine Gummimatte oder ein anderes Material mit elastischen Eigenschaften kann die gewünschte Elastizitätsanpassung erreicht werden.
- Es sind auch Ausführungen der erfindungsgemäßen Fahrbahn möglich, bei denen im Bereich der aneinander angrenzenden Endabschnitte der Fahrbahn mit Schotteroberbau und der festen Fahrbahn ein Beischienenoberbau vorgesehen ist. Eine solche Beischiene bzw. die paarweise Anbringung von Beischienen kann vorgesehen sein, um eine zusätzliche mechanische Verbindung zwischen der festen Fahrbahn und der Fahrbahn mit Schotteroberbau zu schaffen. Dadurch werden die Auswirkungen eines eventuell vorhandenen Steifigkeitsunterschieds nochmals verringert. In den meisten Fällen wird es allerdings bereits ausreichend sein, die Steifigkeitsanpassung allein im Bereich der festen Fahrbahn vorzunehmen.
- Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Die Figuren sind schematische Darstellungen und zeigen:
- Fig. 1A - 1C
- ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Fahrbahn für Schienenfahrzeuge; und
- Fig. 2A und 2B
- ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Fahrbahn für Schienenfahrzeuge.
- In dem oberen Teil der Fig. 1A - 1C ist jeweils eine Draufsicht auf eine Fahrbahn für Schienenfahrzeuge dargestellt, in dem unteren Bereich ist jeweils die zugehörige Seitenansicht gezeigt. Die Fig. 1A - 1C zeigen den Aufbau der Fahrbahn im Bereich des Übergangs zwischen der festen Fahrbahn und der Fahrbahn mit Schotteroberbau.
- Im linken Teil von Fig. 1A ist die Fahrbahn 1 mit Schotteroberbau gezeigt. Die Schienen 2, 3 liegen auf herkömmlichen Monoblockschwellen 4 im verklebten Schotteroberbau auf.
- In den Fig. 1 B und 1C ist die feste Fahrbahn 5 dargestellt, bei der die Schienen 2, 3 auf Schwellen 6 aufliegen. Die Schwellen 6 sind in eine Fahrbahnplatte 7 eingebettet, sodass der in die beiden Schwellenblöcken eingebundene Gitterträger 8 der Zweiblockschwellen 6 in den Beton eingegossen ist.
- Um die Steifigkeit bzw. Elastizität der festen Fahrbahn im Bereich des Übergangs zu der Fahrbahn mit Schotteroberbau anzupassen, weisen die einzelnen Abschnitte der festen Fahrbahn unterschiedliche Steifigkeiten auf, wobei die Steifigkeit in den Tragschichten zum Übergang zur Fahrbahn mit Schotteroberbau steigt. Dementsprechend ist die Federsteifigkeit der Tragschichten der festen Fahrbahn in den Fig. 1A - 1C auf der rechten Seite der einzelnen Darstellungen jeweils höher als auf der linken Seite. Die Gesamtsteifigkeit des Systems ist in etwa gleich.
- Die Einstellung der gewünschten Steifigkeit und Elastizität erfolgt einerseits über eine abgestufte elastische Lagerung der Schienen 2, 3 im Bereich der Schwellenblöcke. Die Art der Lagerung kann dabei zwischen bestimmten Grenzen beeinflusst werden, um eine elastische oder eine steife Lagerung zu erzielen. Die Lagerung der Schienen ist so gewählt, dass sie auf der festen Fahrbahn zu dem Übergang hin härter wird.
- Gleichzeitig wird die Lagerung der Fahrbahnplatten zum Übergang hin elastischer, indem unterhalb der Fahrbahnplatte 7 eine Schicht aus einem elastischen Material, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Gummimatte 9, eingebettet ist. Diese Gummimatte 9 bewirkt eine Verringerung der Steifigkeit der Lagerung der festen Fahrbahn 5. Damit die Fahrbahnplatte 7 den erhöhten Belastungen im Übergangsbereich Stand halten kann, weist sie eine erhöhte Dicke auf, die beispielsweise bei 400 mm liegen kann, wohingegen ihre normale Dicke z. B. lediglich 240 mm beträgt. Der Übergang zwischen der Normalstruktur und der verstärkten Fahrbahnplatte 7 im Übergangsbereich erfolgt wie in den Fig. 1A - 1C dargestellt kontinuierlich. Bei anderen Ausführungen kann jedoch auch ein stufenförmiger Verlauf vorgesehen sein. Eine weitere Gummimatte 10 ist im Bereich des Endsporns 10 angeordnet.
- Die Länge des Endabschnitts einer festen Fahrbahn, in dem sich ihre Elastizität kontinuierlich oder stufenweise an die Elastizität der daran angrenzenden Fahrbahn mit Schotteroberbau angleicht, kann zwischen 30 und 60 m betragen, bevorzugt wird ein Übergangsbereich mit einer Länge von etwa 45 m. Sofern eine hydraulisch gebundene Tragschicht verwendet wird, kann diese im Übergangsbereich eine gewisse Länge, beispielsweise 10 m, über das Ende der festen Fahrbahn hinaus verlängert sein.
- Die Fig. 2A und 2B zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Fahrbahn für Schienenfahrzeuge, wobei für gleiche Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Der Aufbau der in Fig. 2A dargestellten Fahrbahn mit Schotteroberbau sowie der festen Fahrbahn 5 entspricht im Wesentlichen demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels. Zusätzlich sind in dem Übergangsbereich zwei Beischienen 11, 12 montiert, die die Schwellen der festen Fahrbahn 5 mit denjenigen des Schotteroberbaus verbinden. Um die Beischienen 11, 12 zu lagern, werden spezielle Schwellen 13, 14 verwendet.
- Die feste Fahrbahn 5 weist in Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel eine Gummimatte 9 als elastische Lagerung auf, ebenso eine separate, tiefe angeordnete Gummimatte 10, die sich unmittelbar an dem Übergang befindet.
Claims (8)
- Fahrbahn für Schienenfahrzeuge, bei der eine feste Fahrbahn an eine Fahrbahn mit Schotteroberbau angrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass der an die Fahrbahn mit Schotteroberbau angrenzende Endabschnitt der festen Fahrbahn (5) eine verringerte Federsteifigkeit in den Tragschichten bei höheren Stützpunktsteifigkeiten aufweist.
- Fahrbahn für Schienenfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Federsteifigkeit der Tragschichten der festen Fahrbahn (5) stufenweise oder kontinuierlich verringert.
- Fahrbahn für Schienenfahrzeuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastizität der Befestigung der Schienen (2, 3) zum Endabschnitt der festen Fahrbahn (5) hin steifer ausgebildet ist.
- Fahrbahn für Schienenfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass die Verklebung des angrenzenden Schotteroberbaus durch die elastische Lagerung der festen Fahrbahn entfällt.
- Fahrbahn für Schienenfahrzeuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schicht der festen Fahrbahn (5), insbesondere die Tragplatte (7) und/oder eine Tragschicht, zum Endabschnitt der festen Fahrbahn (5) hin elastischer gelagert ist.
- Fahrbahn für Schienenfahrzeuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt der festen Fahrbahn (5) eine im Vergleich zu dem benachbarten Bereich der festen Fahrbahn (5) stark vergrößerte Elastizität in der Lagerung der Tragschichten aufweist.
- Fahrbahn für Schienenfahrzeuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die feste Fahrbahn (5) wenigstens eine Schicht aus einem elastischen Material eingebettet ist.
- Fahrbahn für Schienenfahrzeuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der aneinander angrenzenden Endabschnitte der Fahrbahn (5) mit Schotteroberbau und der festen Fahrbahn (5) ein Beischienenoberbau (11, 12) vorgesehen ist.
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- 2007-06-23 EP EP07012328A patent/EP1887135A3/de not_active Withdrawn
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