EP2558641A1 - Schalldämmvorrichtung - Google Patents

Schalldämmvorrichtung

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EP2558641A1
EP2558641A1 EP09778173A EP09778173A EP2558641A1 EP 2558641 A1 EP2558641 A1 EP 2558641A1 EP 09778173 A EP09778173 A EP 09778173A EP 09778173 A EP09778173 A EP 09778173A EP 2558641 A1 EP2558641 A1 EP 2558641A1
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EP
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rail
damping device
acoustic damping
rail head
road surface
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EP09778173A
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Christian Renner
Jean-Pierre Frottier
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HET Elastomertechnik GmbH
Original Assignee
HET Elastomertechnik 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
    • E01B21/00—Track superstructure adapted for tramways in paved streets
    • E01B21/04—Special fastenings, joint constructions, or tie-rods
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B19/00—Protection of permanent way against development of dust or against the effect of wind, sun, frost, or corrosion; Means to reduce development of noise
    • E01B19/003—Means for reducing the development or propagation of noise

Definitions

  • the invention relates to a sound attenuation device on tram rails, which have a rail head, a rail web and a rail foot, between which extend rail chambers, and which are installed in a roadway.
  • Such a sound absorbing device is known from DE 40 04 208 Al.
  • Joint pouring compound is based on bitumen, but also of permanently elastic hardening materials, such as polyurethane or polysulfide resin, which have a high elasticity.
  • This Fugenvergussmassen have a strong adhesion to the rail head or on an adjacent road surface and thus allow the good sealing of the soundproofing against water penetration. This is especially important for elastic track constructions. Examples of the joint closure by means of an elastic potting compound (after curing) can be found in DE 101 05 477 Cl and
  • the price per kilogram of sealing, after curing elastic joint grout is high. To achieve a permanent seal, a relatively large amount of joint grout must be used.
  • the joint size is determined by the rail geometry and the chamber filling elements.
  • the invention has for its object to save the installation of soundproof tram rails in roadways, especially in elastic track constructions, Fugenvergussmasse without endangering the seal against the ingress of water into the roadway between the rail head and pavement.
  • the Fugenverguss emotions both sides of the rail head with sufficiently deep reaching, effective as adhesive surfaces interfaces are provided to ensure a permanent seal against water penetration.
  • a packing is arranged, which ensures that is saved to be installed joint grout.
  • the filler body may be a loose insert or be connected to the mold parts that form the Kammerhellmaschine, ie form top projections that protrude into the room, which was previously filled entirely by Fugenvergussmasse.
  • the fillers are arranged so that they the size of the lateral adhesive surfaces or interfaces of the Do not interfere with joint casting.
  • the filler bodies extend at a sufficient distance parallel to the adjacent surfaces of the rail head and the roadway so that sufficient elastic mass between the surfaces and the packing is present.
  • Joint grout should be at least 20 mm. A dimension of the adhesive surface or boundary surface in the vertical direction in the range between 20 and 40 mm is preferred. For this area, permanent adhesion of the grout to the rail head and sound insulation device can be ensured, while at the same time the joint grout is handled relatively sparingly.
  • the invention can be used with any type of tramway rail, in which the rail is incorporated into a roadway. Since the grooved rail is particularly suitable for installation in a roadway, the invention is preferably applied to grooved rails, although the application with Vignol rails is also possible.
  • the grooved rail is asymmetrical, and so different widths of the joints on both sides of the rail to the road surface result. For the groove-close FugenvergussAvem a width in the range of 10 to 30 mm is selected and for the groove-distant Fugenverguss endeavor a width in the range of 30 to 70 mm.
  • This shows a cross section through a roadway in the area of a tram track.
  • Trained as a grooved rail tram 1 rests on a sound-absorbing, elastically yielding bedding layer 2 and is surrounded by moldings 3, 4, which form a sound insulation device.
  • the roadway comprises a base layer 5, for example of reinforced concrete, on which the bedding layer 2 rests, a filling layer 6, for example of concrete, a binder layer 7, for example bituminous, and a wear layer 8, also bituminous, for example.
  • the joints between the rail head and the wear layer 8 are each filled by a Fugenverguss stresses 9 and 10 respectively.
  • the roadway may consist of concrete or
  • Paving of natural or concrete blocks include. Also Vignol rails can be used.
  • the grooved rail 1 has a rail head 11 with groove 12, a rail web 13 and a rail foot 14.
  • On both sides of the rail web 13 extend between the rail head and rail foot ever a rail chamber which, as shown, of the mold parts. 3 or 4 are filled, which accordingly represent Kammerhellemia, but with their width overhang the rail chambers.
  • the outside of the Kammer Stahlllelements 3 has a distance from the groove-distant portion of the rail head 11 of about 30 to 70 mm, while the outside of the
  • Chamber filling element 4 of the groove-near rail head part has a distance of 10 to 30 mm.
  • the general upper side 31 or 41 of the respective chamber filling elements 3 and 4 has a distance of at least 20 mm from the surface of the wear layer 8. The preferred range of the distance is between 20 and 40 mm.
  • a filler 30 or 40 which may be formed as an insert or as a projection on the Kammer hypollelement 3 and 4 and is above the general top 31 and 41 of the Kammer hypollense 3 and 4 respectively.
  • the filler bodies 30, 40 calculated at their base, extend at a distance of at least 2 mm (preferably in the range of 2 to 12 mm) to the rail head 11. In the case of projections, these have the shape of ribs with rounded cross-section at the immersing Top up.
  • the cross section may be half round or half oval, as shown.
  • the cross-sectional area of the filling body 30 or 40 occupies about 15 to 40% of the cross-sectional area between the rail head, the wear layer 8 and the general upper side 31 and 41 of the chamber filling elements 3 and 4, respectively.
  • Joint grout 9 and 10 saved, which can account for up to 40% of the joint grout.
  • Fugenvergussmasse a high-quality elastomeric plastic is preferred, namely on the basis of polyurethane or polysulfide. There are technical advantages for both grouting types.
  • the tram 1 When the tram 1 is driven by a rail vehicle, it lowers under the axle loads and springs back after discharge. In this interplay, the bedding layer is compressed by about 0.5 to 1.5 mm, while the joint grouting bodies are mainly loaded to stretch and somewhat to shear. Adhesive surfaces, such as 21 to 24, are critical in terms of tensile stresses, but not the

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Abstract

Schalldämmvorrichtung an einer Straßenbahnschienen (1), die in eine Fahrbahn eingebaut ist und Kammerfüllelemente (3, 4) umfasst. Oberhalb der Kammerfüllelemente (3, 4) zwischen Schienenkopf (11) und Fahrbahndecke (8) ist Fugenverguss (9, 10) angebracht. Die Klebeflächen (21, 22, 23, 24) des Fugenvergusses (9, 10) zu dem Schienenkopf (11) und der Fahrbahndecke (8) hin sind ausreichend groß, um dauerhaft zu sein. Füllkörper (30, 40) ragen in den Raum zwischen Schienenkopf (11), Fahrbahndecke (8) und Oberseite (31, 41) der Kammerfüllelemente (3, 4) hinein, ohne jedoch die Größe der Grenzflächen (21, 22, 23, 24) der Fugenvergusskörper (9, 10) zu beeinträchtigen oder Kerbwirkungen auszulösen.

Description

Schalldämmvorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalldämmvorrichtung an Straßenbahnschienen, die einen Schienenkopf, einen Schienensteg und einen Schienenfuß aufweisen, zwischen denen sich Schienenkammern erstrecken, und die in eine Fahrbahn eingebaut sind.
Eine solche Schalldämmvorrichtung ist aus DE 40 04 208 Al bekannt. Es gibt Formteile aus Schall dämmender Materialzusammensetzung, die eine den Kammern des Straßenbahnschienenprofils angepasste Form aufweisen. Diese Formteile, auch als Kammerfüllelemente bezeichnet, werden im fertig eingebauten Zustand der Straßenbahnschiene noch von Deckschichten aus Asphaltvergussmasse überdeckt, um die Fahrbahndecke zu schließen.
Zwischen der Schiene und der Fahrbahndecke erstreckt sich gewöhnlich eine Fuge, die mit Fugenvergussmasse ausgefüllt wird. Fugenvergussmasse gibt es auf der Basis von Bitumen, aber auch von dauerelastisch aushärtenden Materialien, wie Polyurethan oder Polysulfid-Kunstharz, die ein hohes Dehnvermögen aufweisen. Diese Fugenvergussmassen besitzen eine starke Haftung am Schienenkopf bzw. an einer angrenzenden Fahrbahndecke und ermöglichen so die gute Abdichtung der Schalldämmvorrichtung gegen eindringendes Wasser. Dies ist vor allem bei elastischen Gleiskonstruktionen wichtig. Beispiele für den Fugenverschluss mittels einer elastischen Vergussmasse (nach Aushärtung) finden sich in DE 101 05 477 Cl und
EP 1 229 169 Bl. Zur guten Haftung der Vergussmasse ist es wichtig, die Schienenflanken zu reinigen
(DE 102 51 529 B4) .
Der Preis pro Kilogramm abdichtender, nach Aushärtung elastischer Fugenvergussmasse ist hoch. Um eine dauerhafte Abdichtung zu erzielen, muss relativ viel Fugenvergussmasse verwendet werden. Die Fugengröße wird durch die Schienengeometrie und die Kammerfüllelemente bestimmt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Einbau von schallgedämmten Straßenbahnschienen in Fahrbahnen, insbesondere bei elastischen Gleiskonstruktionen, an Fugenvergussmasse einzusparen, ohne die Abdichtung gegen das Eindringen von Wasser in die Fahrbahn zwischen Schienenkopf und Fahrbahndecke zu gefährden.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Fugenvergusskörper beiderseits des Schienenkopfes mit ausreichend tief reichenden, als Klebeflächen wirksamen Grenzflächen ausgestattet sind, um eine dauerhafte Dichtigkeit gegen eindringendes Wasser zu gewährleisten. In dem Raum der Fuge, die sonst ganz von dem Fugenvergusskörper eingenommen wird, wird jedoch ein Füllkörper angeordnet, der dafür sorgt, dass an einzubauender Fugenvergussmasse gespart wird. Der Füllkörper kann eine lose Einlage sein oder mit den Formteilen, welche die Kammerfüllelemente bilden, verbunden sein, d. h. oberseitige Vorsprünge bilden, die in den Raum hinein ragen, der bisher ganz von Fugenvergussmasse ausgefüllt war. Die Füllkörper sind so angeordnet, dass sie die Größe der seitlichen Klebeflächen bzw. Grenzflächen der Fugenvergusskörper nicht beeinträchtigen. Zu diesem Zweck erstrecken sich die Füllkörper im ausreichenden Abstand parallel zu den angrenzenden Flächen des Schienenkopfes und der Fahrbahn, damit ausreichend elastische Masse zwischen den Flächen und den Füllkörpern vorhanden ist.
Bevorzugt wird eine abgerundete Oberseite der Füllkörper, und zwar mit halbrundem oder halbovalem Querschnitt. Durch die Vermeidung von spitzen Formen wird erreicht, dass der Tendenz von Spaltenbildungen in dem Fugenvergusskörper infolge von Kerbwirkung an der Oberseite der Füllkörper entgegen gewirkt wird, auch wenn die Fugenvergusskörper bei der Vorbeifahrt von Schienenfahrzeugen gedehnt werden und Walkarbeit infolge fahrender Autos aufzunehmen haben.
Durch geschickte Formung der Vorsprünge kann bis zu 40 % an Fugenvergussmasse eingespart werden, verglichen mit einer Fahrbahn ohne die erfindungsgemäßen Maßnahmen.
Die seitliche Klebefläche bzw. Grenzfläche des
Fugenvergusskörpers sollte mindestens 20 mm betragen. Bevorzugt wird eine Abmessung der Klebefläche bzw. Grenzfläche in vertikaler Richtung im Bereich zwischen 20 und 40 mm. Für diesen Bereich kann dauerhafte Haftung des Fugenvergusses an Schienenkopf und Schalldämmvorrichtung sichergestellt werden, während gleichzeitig relativ sparsam mit Fugenvergussmasse umgegangen wird.
Die Erfindung kann bei jeglicher Art von Straßenbahnschienen eingesetzt werden, bei der die Schiene in eine Fahrbahn einbezogen wird. Da sich die Rillenschiene besonders zum Einbau in eine Fahrbahn eignet, wird die Erfindung bevorzugt bei Rillenschienen angewandt, obgleich die Anwendung bei Vignol-Schienen auch möglich ist. Die Rillenschiene ist unsymmetrisch, und so ergeben sich unterschiedliche Breiten der Fugen zu beiden Seiten der Schiene zur Fahrbahndecke hin. Für den Rillen-nahen Fugenvergusskörper wird eine Breite im Bereich von 10 bis 30 mm gewählt und für den Rillen-fernen Fugenvergusskörper eine Breite im Bereich von 30 bis 70 mm.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Diese zeigt einen Querschnitt durch eine Fahrbahn im Bereich einer Straßenbahnschiene.
Eine als Rillenschiene ausgebildete Straßenbahnschiene 1 ruht auf einer Schall dämpfenden, elastisch nachgiebigen Bettungsschicht 2 und wird von Formteilen 3, 4 eingefasst, die eine Schalldämmvorrichtung bilden. Die Fahrbahn umfasst eine Tragschicht 5, beispielsweise aus bewehrtem Beton, auf der die Bettungsschicht 2 aufruht, eine Füllschicht 6, beispielsweise aus Beton, eine Binderschicht 7, beispielsweise bituminös, und eine Verschleissschicht 8, ebenfalls beispielsweise bituminös. Die Fugen zwischen dem Schienenkopf und der Verschleissschicht 8 werden von je einem Fugenvergusskörper 9 bzw. 10 ausgefüllt.
Alternativ kann die Fahrbahn aus Beton bestehen oder
Pflasterungen aus Natur- oder Betonsteinen umfassen. Auch sind Vignol-Schienen einsetzbar.
Wie üblich, weist die Rillenschiene 1 einen Schienenkopf 11 mit Rille 12, einen Schienensteg 13 und einen Schienenfuß 14 auf. Beidseitig des Schienensteges 13 erstrecken sich zwischen Schienenkopf und Schienenfuß je eine Schienenkammer, die, wie dargestellt, von den Formteilen 3 bzw. 4 ausgefüllt sind, die demgemäß Kammerfüllelemente darstellen, jedoch mit ihrer Breite die Schienenkammern überragen. Die Außenseite des Kammerfüllelements 3 hat einen Abstand vom Rillen-fernen Teil des Schienenkopfes 11 von etwa 30 bis 70 mm, während die Außenseite des
Kammerfüllelementes 4 von dem Rillen-nahen Schienenkopfteil einen Abstand von 10 bis 30 mm aufweist. Die generelle Oberseite 31 bzw. 41 der jeweiligen Kammerfüllelemente 3 bzw. 4 hat einen Abstand von wenigstens 20 mm von der Oberfläche der Verschleissschicht 8. Der bevorzugte Bereich des Abstandes liegt zwischen 20 und 40 mm.
In dem für die Fugenvergussmasse vorgesehenen Raum befindet sich ein Füllkörper 30 bzw. 40, der als Einlage oder als Vorsprung am Kammerfüllelement 3 bzw. 4 ausgebildet sein kann und sich oberhalb der generellen Oberseite 31 bzw. 41 der Kammerfüllelemente 3 bzw. 4 befindet. Die Füllkörper 30, 40, gerechnet an ihrer Basis, erstrecken sich im Abstand von wenigstens 2 mm (bevorzugt im Bereich von 2 bis 12 mm) zu dem Schienenkopf 11. Im Falle von Vorsprüngen weisen diese die Form von Rippen mit abgerundetem Querschnitt an der eintauchenden Oberseite auf. Der Querschnitt kann, wie dargestellt, halbrund oder auch halboval sein. Die Querschnittsfläche des Füllkörpers 30 bzw. 40 nimmt etwa 15 bis 40 % der Querschnittsfläche zwischen Schienenkopf, Verschleissschicht 8 und genereller Oberseite 31 bzw. 41 der Kammerfüllelemente 3 bzw. 4 ein.
Während die Haftung des Fugenvergusskörpers 9 und 10 an den Grenzflächen 21, 22, 23, 24 zum Schienenkopf 11 und zur Verschleissschicht 8 hin äußerst gut sein soll, wird die Haftung zu den Kammerfüllelementen 3, 4 nicht benötigt. Falls gewünscht, kann eine nicht klebende Zwischenschicht vorgesehen sein.
Durch den Einbezug der Füllkörper 30 und 40 wird an Fugenvergussmasse bei der Herstellung der
Fugenvergusskörper 9 und 10 gespart, was bis zu 40 % der Fugenvergussmasse ausmachen kann.
Als Fugenvergussmasse wird ein hochwertiger Elastomer- Kunststoff bevorzugt, und zwar auf der Basis von Polyurethan oder von Polysulfid. Für beide Fugenvergussarten ergeben sich technische Vorteile.
Wenn die Straßenbahnschiene 1 durch ein Schienenfahrzeug befahren wird, senkt sie sich unter den Achslasten ab und federt nach Entlastung zurück. Bei diesem Wechselspiel wird die Bettungsschicht um etwa 0,5 bis 1,5 mm zusammen gedrückt, während die Fugenvergusskörper hauptsächlich auf Dehnung und etwas auf Scherung belastet werden. Klebeflächen, wie 21 bis 24, sind hinsichtlich Zugspannungen kritisch, nicht jedoch die
Einschnürungsstelle des Fugenvergusskörpers 9, 10 zwischen der Oberseite der Füllkörper 30, 40 und der Oberfläche des Fugenvergusskörpers, so lange keine Kerbwirkung an der Einschnürungsstelle angetroffen wird. Auf dieser Tatsache beruht das Wagnis des Einbaus der Füllkörper 30, 40 in die stark belasteten Fugenvergusskörper 9, 10.

Claims

Patentansprüche
1. Schalldämmvorrichtung an einer Straßenbahnschiene (1), die einen Schienenkopf (11), einen Schienensteg (13) und einen Schienenfuß (14) aufweist, zwischen denen sich Schienenkammern erstrecken, und die in eine Fahrbahn eingebaut ist, umfassend: Formteile (3, 4) aus Schall dämmender
Materialzusammensetzung, die eine den Kammern des Straßenbahnschienenprofils angepasste Form aufweisen;
Fugenvergusskörper (9, 10) aus abdichtendem Material, die oberhalb der Formteile (3, 4) zwischen Schienenkopf (11) und Fahrbahndecke (8) angebracht sind, wobei die Fugenvergusskörper (9, 10) beidseits des Schienenkopfs (11) mit Grenzflächen (21, 22, 23, 24) zu dem Schienenkopf (11) und der Fahrbahndecke (8) hin versehen sind, die ausreichend tief in die Fahrbahn reichen, um das Eindringen von Wasser in die Fahrbahn zwischen Schienenkopf (11) und Fahrbahndecke (8) dauerhaft abzuwehren; und Füllkörper (30, 40) , die in den Raum zwischen Schienenkopf (11), Fahrbahndecke (8) und Oberseite (31, 41) der Formteile (3, 4) hinein ragen, ohne jedoch die Größe der Grenzflächen (21, 22, 23, 24) der Fugenvergusskörper (9, 10) zu beeinträchtigen.
2. Schalldämmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllkörper (30, 40) sich im Abstand parallel zu den Schienenköpfen (11) erstrecken und abgerundeten Querschnitt an ihrer Oberfläche aufweisen.
3. Schalldämmvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Füllkörper (30, 40) halbrund ist.
4. Schalldämmvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Füllkörper (30, 40) halboval ist.
5. Schalldämmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Querschnittsfläche der Füllkörper (30, 40) zur Querschnittsfläche des Fugenvergusskörpers (9, 10) im Bereich von 15 bis 40 % liegt.
6. Schalldämmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzflächen (21 bis 24) des Fugenvergusskörpers (9, 10) im Bereich zwischen 20 und 40 mm tief in die Fahrbahn reichen.
7. Schalldämmvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mindesttiefe 20 mm beträgt.
8. Schalldämmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Rillenschiene als Straßenbahnschiene (1) die Breiten der jeweiligen Fugenvergusskörper (9, 10) im Bereich von 10 bis 30 mm für den Rillen-nahen Fugenvergusskörper (10) und im Bereich von 30 bis 70 mm für den Rillen-fernen Fugenvergusskörper (9) betragen.
9. Schalldämmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fugenvergussmasse auf der Basis von Polysulfid beruht.
10. Schalldämmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fugenvergussmasse auf der Basis von Polyurethan beruht.
11. Schalldämmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet) dass der Füllkörper (30, 40) als Vorsprung an dem Formteil (3, 4) ausgebildet ist.
12. Schalldämmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllkörper (30, 40) als lose Einlage auf dem Formteil (3, 4) ausgebildet ist .
13. Schalldämmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des
Schienenfußes (14) eine Bettungsschicht (2) angeordnet ist, die eine Einfederung der Schiene (1) im Bereich von 0,5 bis 1,5 mm mit sich bringt, wenn durch ein Schienenfahrzeug belastet.
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