EP2609254B1 - Klappbare weiche - Google Patents

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EP2609254B1
EP2609254B1 EP11746444.6A EP11746444A EP2609254B1 EP 2609254 B1 EP2609254 B1 EP 2609254B1 EP 11746444 A EP11746444 A EP 11746444A EP 2609254 B1 EP2609254 B1 EP 2609254B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switch
concrete
connecting device
bolts
sleepers
Prior art date
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Active
Application number
EP11746444.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2609254A1 (de
Inventor
Hans-Dieter MÜLLER
Ronald Schlufter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DB Netz AG
Rail One GmbH
Original Assignee
DB Netz AG
Rail One 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
Application filed by DB Netz AG, Rail One GmbH filed Critical DB Netz AG
Priority to PL11746444T priority Critical patent/PL2609254T3/pl
Publication of EP2609254A1 publication Critical patent/EP2609254A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2609254B1 publication Critical patent/EP2609254B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • E01B29/00—Laying, rebuilding, or taking-up tracks; Tools or machines therefor
    • E01B29/02—Transporting, laying, removing, or renewing lengths of assembled track, assembled switches, or assembled crossings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B7/00—Switches; Crossings
    • E01B7/22—Special sleepers for switches or crossings; Fastening means therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49764—Method of mechanical manufacture with testing or indicating

Definitions

  • the invention relates to a switch, which is equipped with sleepers whose threshold sections are coupled or coupled rigidly by means of embedded in the sleepers connecting device, so that the switch can be folded for space-saving transport, and methods for transport and installation of such a switch.
  • turnouts are installed at the intended place of installation from separately delivered concrete sleepers, points lane (tongue device, frog, rails, linkage) and fastening components. Because turnouts are partially completely pre-assembled for control purposes due to the required high accuracy in the manufacturing plant, this procedure is particularly labor-intensive, since after pre-assembly the complete turnout must be dismantled and then transported to the installation site. In addition, the pre-assembly of points in the construction site area is problematic for various reasons. It has therefore already been proposed to transport points in the preassembled state to the site and install. However, such switches exceed the size of the available wagons, so that for transport cost-intensive special cars (soft transport car) are required. Alternatively, it has gone over to share pre-assembled switches to be able to transport them. At the installation site, the assembly and installation of the switch then takes place.
  • EP 1 026 321 A1 is a steel connection device for railway sleepers known, with the prefabricated prestressed concrete threshold parts subsequently bending, tension and shear resistant to threshold units are connected, so that the turnout can be fitted flush and on schedule during assembly.
  • steel connecting devices are embedded which protrude from the end face of the sleeper sections and open into webs which can be screwed by means of screw connections.
  • An alternative rigid connection device for concrete sleepers is from the EP 1 908 880 A1 known. There it is proposed to clamp on both sides of the butt joint steel head plates against the end faces of the concrete and to connect via steel clamps.
  • connecting devices have the disadvantage that they are relatively complicated and therefore expensive, so that it is questionable whether their use is economical.
  • the EP 0 552 788 A1 describes sleepers for rails of a superstructure for rail vehicles.
  • the threshold consists of two interconnected or merging sections, which are substantially mutually movable while maintaining the distance between them mounted on these rails.
  • the objective of the invention is to compensate for asymmetrical loading of the threshold sections in regular operation by means of a decoupling of the divided threshold sections, in that a relative displacement in the vertical direction can take place between the divided threshold sections without causing a track change. These joints are therefore usable only with different load in the different thresholds.
  • a track element with such thresholds can not be transported in a preassembled state if it exceeds the usual transport width, since the coordination of the joints is oriented on the asymmetrical loading of the tracks, but not on the needs of effective transport. Furthermore, the compounds do not ensure stable fixability of the threshold sections, neither during transport nor after installation, since the displaceability of the threshold sections relative to one another is the determining feature.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a switch that can be folded for space-saving transport. Farther To provide methods for transport and installation of the switch.
  • the invention provides that the switch is equipped with sleepers whose threshold sections are coupled or coupled rigidly by means of a embedded in the sleepers connecting device.
  • the connecting device can simultaneously exercise a joint function.
  • the divided sleepers are further aligned and mounted such that their joints are aligned along a straight line, which can thus serve as a rotation axis for folding up a switch side.
  • the hinges aligned at the axis of rotation act in a similar way to a hinge band, so that complete turnout segments, such as e.g. a turnout end part or the frog area along this line can be folded.
  • the contact surface of the switch required for transporting the switch on the means of transport decreases.
  • the device according to the invention enables an economic transport of the large parts of the turnout on standard goods wagons and, in addition, simplifies the assembly and loading, both in the turnout and on the construction site. As a result, the time required is significantly reduced.
  • the invention can also be applied mutatis mutandis to intersections or other large, equipped with threshold infrastructure elements.
  • the connecting device is designed as a screw connection with at least two screws.
  • web plates are mounted, which are aligned parallel to one another in the unfolded installation state of the switch and are offset from one another in such a way that they lie flat against one another.
  • the contact surface should be perpendicular to the axis of rotation along which the connecting devices are aligned according to the invention.
  • the web plates are fastened together by means of common bores with the help of screws, so that a rigid connection is formed when the screws are tightened. When all screws except one are removed and the remaining screw is loosened, the web plates can rotate around the remaining screw. The connection then acts as a joint.
  • the connecting device so that the web plates have a fixed end stop when rotated about the hinge axis. This means that lie in the unfolded position of the switch both web plates defined on the respective opposite headers. If, in the unfolded state, both web plates are drilled and wrenched together at this defined stop, it is ensured that the screws which are removed for folding in can also be fitted again accurately after folding back.
  • each of the threshold sections in the area adjoining the connecting device consists of a concrete which has a higher strength than the concrete in the remaining area.
  • the invention is based on the finding that the required better mechanical properties of the prestressed concrete sleeper can also be achieved by the choice of a concrete with improved properties, in contrast to, for example, the use of further reinforcing steel or the like.
  • the invention thus provides that a concrete with higher strength is used in this area, which compensates for the initial slowly developing in the introduction region of the biasing force bias.
  • the use of the concrete of higher strength is thereby limited to the area adjacent to the connecting device, after which a conventional concrete can be used.
  • the concrete having the higher strength is high-strength or ultrahigh-strength concrete (UHPC / UHFB).
  • UHPC / UHFB ultrahigh-strength concrete
  • Such concretes not only have high compressive strengths, but also high tensile strengths, so that ultrahigh-strength concrete in the present case is particularly well suited to compensate for the lack of bias.
  • the ultra-high-strength concrete used in the prestressed concrete sleeper according to the invention may have a tensile strength of at least 10 MPa, preferably at least 20 MPa.
  • a further increase in tensile strength can be achieved when the high strength or ultra high-strength concrete in the prestressed concrete sleeper according to the invention has fibers.
  • fibers in particular steel fibers plastic fibers, glass fibers or carbon fibers into consideration.
  • the various fibers mentioned may also be used in different compositions in combination.
  • the concrete having the higher strength of the prestressed concrete sleeper according to the invention is polymer concrete.
  • Polymer concrete which is also referred to as resin-bonded concrete, also has a high tensile strength compared to normal concrete, so that when using polymer concrete, the loads occurring in the range of a connection device of the prestressed concrete sleeper can be included.
  • a further reinforcement can be obtained in the prestressed concrete sleeper according to the invention by arranging in each case at least one bracket made of reinforcing steel in the sleeper heads. Through this bracket, the sustainable forces and moments can be further increased, so that even in the critical coupling region between two threshold sections, the required carrying capabilities are achieved.
  • the transport of pre-assembled points can be simplified by turning the points up or down.
  • the switches After folding, the switches can be transported to the intended installation location with a conventional freight car.
  • the invention thus also relates to methods for transport and installation of a switch with foldable sleepers of the kind described.
  • the following steps are provided: assembly of the main parts such as frog area and turnout on the split and rigid sleeper connected sleepers, complete with all components such as rails, Radlenker, heart and fasteners; Quality inspection and acceptance of parts of large parts; Loosening a part of the screws in the connecting devices, so that only the screws of the connecting devices are present, which serve as a hinge as a hinge joint along the axis of rotation; Folding and securing the movable part of the switch by means of a suitable transport safety device; Loading and transporting the main part of the part to the place of installation; Removing the transport lock and folding the movable part of the switch back to the starting position; Mount all screws removed for transport and tighten all screws. Subsequently, the switch is unloaded from the means of transport and installed in the rail transport.
  • the divider bulkhead is advantageously transported on a cart in which the side-board end flaps can be removed.
  • the switchover part is positioned in the folded state on the carriage so that the center of gravity is within the allowable range around the center of the car, on the unfolded side of the switch, the charge exceeds the allowable for the respective route load.
  • the divisional bulkhead can then be transported with Load Mass Overrun as Exceptional Transport.
  • the folded bulkhead can also be transported on another control car in compliance with the loading gauge limits by being positioned so that the normal loading gauge is not exceeded.
  • the folded bulkhead can also be transported on another control car in compliance with the loading gauge limits by being positioned so that the normal loading gauge is not exceeded.
  • Fig. 1 shows as an exemplary embodiment in a plan view of a prestressed concrete sleeper 1 with threshold sections 2, 3, which are rigidly coupled by means of a embedded in the threshold heads 4, 5 connecting device 6.
  • Each threshold section 2, 3 has a plurality of tension wires 7, by which the threshold sections 2, 3 are acted upon by a biasing force in the form of a compressive force.
  • the welded steel connecting device 6 comprises in the illustrated embodiment in each case four steel bars 9, which are arranged in the longitudinal direction of the prestressed concrete sleeper 1 and welded to a top plate 10.
  • the top plate 10 is flush with the outside of the threshold section 2, 3 from.
  • the web 14 On the outside of the head plate 10 is a welded web 11, through the through hole 12, a fastening screw 13 can be inserted. How best in Fig. 2 can be seen, the web 14 has two through holes 12. The embedded in the threshold section 2 head plate 16 is symmetrical, only the position of the web 14 is moved accordingly. After tightening the two screws 13 against a nut 15, the threshold sections 2, 3 of the prestressed concrete sleeper 1 are rigidly coupled together.
  • a hinge is formed with the longitudinal axis of the fastening screw 13 as a rotation axis about which the threshold sections 2, 3 are pivotable, so that the prestressed concrete sleeper 1 completely or partially folded or folded up to facilitate their transport.
  • Fig. 3 is a section along the line III - III in Fig. 2 and shows the position of the tension wires 7 and the steel bars 9.
  • this drawing is to be understood only by way of example, the number and the position of the tension wires and the steel wires is selected depending on the desired application purpose.
  • Fig. 4 schematically shows the coupling region of two threshold sections 2, 3 of a prestressed concrete sleeper 19. For reasons of clarity are in Fig. 4 no tension wires shown.
  • the threshold sections 2, 3 consist of a high-strength or ultra-high-strength concrete 17, which has a higher strength than the concrete 18 in the remaining area, which is a standard concrete.
  • the high-strength or ultra-high-strength concrete 17 is reinforced with steel fibers.
  • the prestressed concrete sleeper 17 Due to the high-strength or ultra-high-strength concrete 17, the prestressed concrete sleeper 17 has a sufficient strength in this area, so that the loads occurring can be safely withstood.
  • the in Fig. 4 shown ultra-high strength concrete 17 has a tensile strength of 20 MPa.
  • Fig. 5 shows a further embodiment of a prestressed concrete sleeper 23 in the region of the coupling of two threshold sections 20, 21.
  • the basic structure corresponds to that of the in Fig. 4
  • the embodiment shown in FIG Fig. 5 Prestressed concrete sleeper shown the connection device 6 on.
  • the threshold sections 20, 21 in the region adjacent to the connecting device 6 consist of polymer concrete 22.
  • the prestressed concrete sleeper 23 consists of normal concrete 18.
  • Fig. 6 shows an application example of an inventive Weichengroßteil in the unfolded state.
  • the long sleepers are divided into sections such that the connecting elements 6 are aligned between the associated long-sleeper sections along a straight line 26, which defines the later axis of rotation for flaps.
  • the long sill sections 2 and 3 in the installed state ie in the unfolded state, positioned to each other that the web plate 14 of the threshold section 2 on the stop 25 of the opposite head end of the threshold section 3 and the web plate 11 of the threshold section 3 at the stop 24 of the opposite head end the threshold portion 2 defined lie.
  • the mutually parallel web plates 11 and 14 are pierced together in the direction of the axis of rotation and the holes 12 are wrenched.
  • At least one further common bore 12, which is subsequently wiped, is required per connecting device in order to allow a rigid connection.
  • Fig. 7 shows by way of example how sections of the switch are folded in order to comply with the available transport space, eg freight cars.
  • the threshold sections 3 of this area coupled to the threshold sections 2 are raised after the removal of screw connections 27 not forming the axis of rotation and loosening of the screw connections 28 forming the axis of rotation.
  • the turnout When folded up, the turnout can be transported on normal freight cars.
  • the center of gravity falls within an area that is outside the tolerance of the used freight car. Therefore, the switch is positioned in folded state, for example, on a Klps wagon with remote sidebar end flaps so that the center of gravity is in the allowable range around the center of the car. Since now on the unfolded side of the switch the charge that For the respective route admissible loading gauge exceeds, the turnout is transported to the place of installation as a loading measure-excess shipment.
  • the folded-up sections of the points sleepers are folded back into the desired position, the removed screws reinstalled and tightened all the screws, so that the respective threshold sections are again rigidly interconnected.
  • the switch can now be installed in the rail.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Weiche, die mit Langschwellen ausgerüstet ist, deren Schwellenabschnitte mittels einer in den Schwellenköpfen eingebetteten Verbindungsvorrichtung biegesteif koppelbar oder gekoppelt sind, sodass die Weiche zum platzsparenden Transport geklappt werden kann, sowie Verfahren zum Transport und zur Montage einer solchen Weiche.
  • Weichen bestehen aus mehreren Segmenten, die entsprechend der anhand der Schweißstellen definierten Standardstöße aufgeteilt werden in
    • Zungenvorrichtung
    • Mittelteil
    • Herzstückbereich
    • Weichenendteil.
  • Insbesondere die Weichengroßteile Herzstückbereich, Weichenendteil und Weichenanschlüsse stellen große Bauteile dar, deren Transport und Montage aufwändig ist.
  • In der Regel werden Weichen am vorgesehenen Einbauort aus separat angelieferten Betonschwellen, Weichenfahrbahn (Zungenvorrichtung, Herzstück, Schienen, Radlenker) und Befestigungskomponenten montiert. Da Weichen wegen der geforderten hohen Genauigkeit im Herstellerwerk zur Kontrolle teilweise komplett vormontiert werden, ist diese Vorgehensweise besonders arbeitsaufwändig, da nach der Vormontage die komplette Weiche wieder rückgebaut und anschließend zum Einbauort transportiert werden muss. Zudem ist die Vormontage von Weichen im Baustellenbereich aus verschiedenen Gründen problematisch. Es wurde daher bereits vorgeschlagen, Weichen im vormontierten Zustand zur Baustelle zu transportieren und einzubauen. Allerdings überschreiten derartige Weichen die Größe der zur Verfügung stehenden Waggons, so dass für den Transport kostenintensive Spezialwagen (Weichentransportwagen) erforderlich sind. Alternativ ist man dazu übergegangen, vormontierte Weichen zu teilen, um sie transportieren zu können. Am Einbauort erfolgt anschließend der Zusammenbau und Einbau der Weiche.
  • Aus der EP 1 026 321 Al ist eine stählerne Verbindungsvorrichtung für Eisenbahnschwellen bekannt, mit der vorgefertigte Spannbeton-Schwellenteile nachträglich biege-, zug- und schubfest zu Schwelleneinheiten verbindbar sind, so dass die Weiche bei der Montage eben und planmäßig einbaubar ist. Im Bereich der Schwellenköpfe der einzelnen Schwellenabschnitte einer Spannbetonschwelle sind stählerne Verbindungsvorrichtungen eingebettet, die an der Stirnseite der Schwellenabschnitte herausstehen und in Stegen münden, die mittels Schraubverbindungen verschraubbar sind.
  • Eine alternative biegesteife Verbindungsvorrichtung für Betonschwellen ist aus der EP 1 908 880 A1 bekannt. Dort wird vorgeschlagen, beidseits der Stoßfuge stählerne Kopfplatten gegen die Stirnflächen des Betons zu verspannen und über Stahlklemmen zu verbinden. Derartige Verbindungsvorrichtungen weisen allerdings den Nachteil auf, dass sie verhältnismäßig kompliziert und dadurch kostenintensiv sind, so dass es fraglich ist, ob deren Einsatz wirtschaftlich ist.
  • Die EP 0 552 788 A1 beschreibt Schwellen für Schienen eines Oberbaus für Schienenfahrzeuge. Hierbei besteht die Schwelle aus zwei miteinander verbundenen oder ineinander übergehenden Abschnitten, die im Wesentlichen unter Beibehaltung des Abstands zwischen auf diesen befestigten Schienen zueinander bewegbar sind. In der EP 0 552 788 A1 wird das Ziel verfolgt, mithilfe einer Entkopplung der geteilten Schwellenabschnitte eine unsymmetrische Belastung der Schwellenabschnitte im regulären Betrieb auszugleichen, indem zwischen den geteilten Schwellenabschnitten eine Relativverschiebung in vertikaler Richtung erfolgen kann, ohne dabei eine Spurveränderung hervorzurufen. Diese Gelenkverbindungen sind daher nur bei unterschiedlicher Belastung in den unterschiedlichen Schwellenteilen verwendbar. Außerdem kann ein Streckenelement mit solchen Schwellen nicht in einem vormontierten Zustand transportiert werden, wenn es die übliche Transportbreite überschreitet, da die Koordinierung der Gelenke anhand der unsymmetrischen Belastung der Gleise ausgerichtet ist, aber nicht an den Bedürfnissen eines effektiven Transports. Weiterhin gewährleisten die Verbindungen keine stabile Fixierbarkeit der Schwellenabschnitte, weder beim Transport noch nach dem Einbau, da ja gerade die Verschiebbarkeit der Schwellenabschnitte zueinander das bestimmende Merkmal darstellt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Weiche zur Verfügung zu stellen, die zum platzsparenden Transport geklappt werden kann. Weiterhin sollen Verfahren zum Transport und zur Montage der Weiche bereitgestellt werden.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Weiche mit Langschwellen ausgerüstet ist, deren Schwellenabschnitte mittels einer in den Schwellenköpfen eingebetteten Verbindungsvorrichtung biegesteif koppelbar oder gekoppelt sind. Die Verbindungsvorrichtung kann dabei gleichzeitig eine Gelenkfunktion ausüben. Die geteilten Langschwellen sind weiterhin derart zueinander ausgerichtet und montiert, dass deren Gelenke entlang einer Geraden fluchten, die somit als Drehachse für das Hochklappen einer Weichenseite dienen kann. Die an der Drehachse fluchtenden Gelenke wirken ähnlich wie ein Scharnierband, sodass komplette Weichensegmente, wie z.B. ein Weichenendteil oder der Herzstückbereich entlang dieser Linie geklappt werden können. Hierdurch verkleinert sich die zum Transport der Weiche erforderliche Auflagefläche der Weiche auf dem Transportmittel.
  • Durch diese Anordnung können die Fahrschienen, Radlenker und andere Weichenkomponenten auch während des Transports am komplett montierten Weichensegment verbleiben.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht einen wirtschaftlichen Transport der Weichengroßteile auf Regelgüterwagen und vereinfacht zusätzlich die Montage und die Verladung, sowohl im Weichenwerk als auch an der Baustelle. Hierdurch wird der Zeitaufwand wesentlich reduziert.
  • Die Erfindung kann auch auf Kreuzungen oder sonstige großflächige, mit Schwellen ausgestattete Fahrwegelemente sinngemäß übertragen werden.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Verbindungsvorrichtung als Schraubverbindung mit mindestens zwei Schrauben ausgebildet. An den jeweiligen Kopfenden der miteinander zu verbindenden Schwellenabschnittsköpfe sind Stegplatten angebracht, die im aufgeklappten EinbauZustand der Weiche parallel zueinander ausgerichtet sind und so zueinander versetzt sind, dass sie flächig aneinander liegen. Die Anlagefläche sollte senkrecht zu der Drehachse stehen, entlang der die Verbindungsvorrichtungen erfindungsgemäß fluchten. Die Stegplatten werden durch gemeinsame Bohrungen mithilfe von Schrauben so miteinander fixiert, dass bei festgezogenen Schrauben eine biegesteife Verbindung entsteht. Wenn alle Schrauben bis auf eine entfernt werden und die verbleibende Schraube gelockert ist, können sich die Stegplatten um die verbliebene Schraube gegeneinander drehen. Die Verbindung wirkt dann als Gelenk.
  • Es können an den Kopfenden jeweils auch mehrere parallele Stegplatten angebracht sein, ohne die Erfindung zu verlassen.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, die Verbindungsvorrichtung so auszubilden, dass die Stegplatten bei Drehung um die Gelenkachse einen fixen Endanschlag haben. Dies bedeutet, dass in ausgeklappter Stellung der Weiche beide Stegplatten an den jeweils gegenüberliegenden Kopfstücken definiert anliegen. Wenn in ausgeklapptem Zustand bei diesem definierten Anschlag beide Stegplatten gemeinsam gebohrt und aufgerieben werden, ist gewährleistet, dass auch die Schrauben, die zum Einklappen entfernt werden, nach dem Zurückklappen wieder passgenau montiert werden können.
  • Zur Verbesserung der Genauigkeit der Ausrichtung der Weichenteile nach dem Klappen werden vorteilhaft Passschrauben zur Verbindung der Stegplatten verwendet.
  • Besonders vorteilhaft bestehen die Schwellenabschnitte jeweils in dem an die Verbindungsvorrichtung angrenzenden Bereich aus einem Beton, der eine höhere Festigkeit als der Beton in dem übrigen Bereich aufweist. Anders als bei herkömmlichen Spannbetonschwellen liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass die erforderlichen besseren mechanischen Eigenschaften der Spannbetonschwelle auch durch die Wahl eines Betons mit verbesserten Eigenschaften erzielt werden können, im Gegensatz beispielsweise zur Verwendung weiterer Betonstähle oder dergleichen. Die Erfindung sieht somit vor, dass in diesem Bereich ein Beton mit höherer Festigkeit verwendet wird, der die im Einleitungsbereich der Vorspannkraft sich erst langsam aufbauende Vorspannung kompensiert. Der Einsatz des Betons mit höherer Festigkeit wird dabei auf den an die Verbindungsvorrichtung angrenzenden Bereich begrenzt, im Anschluss daran kann ein herkömmlicher Beton verwendet werden.
  • Bei der erfindungsgemäßen Spannbetonschwelle wird es besonders bevorzugt, dass der die höhere Festigkeit aufweisende Beton hochfester oder ultrahochfester Beton (UHPC/UHFB) ist. Derartige Betone weisen nicht nur hohe Druckfestigkeiten, sondern auch hohe Zugfestigkeiten auf, so dass ultrahochfester Beton im vorliegenden Fall besonders gut geeignet ist, um die fehlende Vorspannung auszugleichen. Der bei der erfindungsgemäßen Spannbetonschwelle verwendete ultrahochfeste Beton kann eine Zugfestigkeit von wenigstens 10 MPa, vorzugsweise wenigstens 20 MPa, aufweisen.
  • Eine weitere Steigerung der Zugfestigkeit kann erzielt werden, wenn der hochfeste oder ultrahochfeste Beton bei der erfindungsgemäßen Spannbetonschwelle Fasern aufweist. Als Fasern kommen insbesondere Stahlfasern Kunststofffasern, Glasfasern oder Kohlenstofffasern in Betracht. Die verschiedenen erwähnten Fasern können auch in unterschiedlichen Zusammensetzungen in Kombination miteinander eingesetzt werden.
  • Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass der die höhere Festigkeit aufweisende Beton der erfindungsgemäßen Spannbetonschwelle Polymerbeton ist. Polymerbeton, der auch als kunstharzgebundener Beton bezeichnet wird, weist ebenfalls eine hohe Zugfestigkeit im Vergleich zu normalem Beton auf, sodass bei der Verwendung von Polymerbeton die auftretenden Lasten im Bereich einer Verbindungsvorrichtung der Spannbetonschwelle aufgenommen werden können.
  • Eine weitere Verstärkung kann bei der erfindungsgemäßen Spannbetonschwelle erhalten werden, indem in den Schwellenköpfen jeweils wenigstens ein Bügel aus Betonstahl angeordnet ist. Durch diesen Bügel können die ertragbaren Kräfte und Momente weiter erhöht werden, so dass auch in dem kritischen Kopplungsbereich zwischen zwei Schwellenabschnitten die benötigten Tragefähigkeiten erreicht werden.
  • Der Transport vormontierter Weichen kann vereinfacht werden, indem die Weichen hoch- oder umgeklappt werden.
  • Nach dem Umklappen können die Weichen mit einem herkömmlichen Güterwagen an den vorgesehenen Einbauort transportiert werden.
  • Die Erfindung betrifft somit auch Verfahren zum Transport und Einbau einer Weiche mit klappbaren Langschwellen der geschilderten Art.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind die folgenden Schritte vorgesehen: Montage der Weichengroßteile wie Herzstückbereich und Weichenendteil auf den geteilten und mit biegesteifen Schwellenverbindern verbundenen Langschwellen, komplett mit allen Komponenten wie Schienen, Radlenker, Herzstück und Befestigungsmaterial; Qualitätsprüfung und Abnahme der Weichengroßteile; Lösen eines Teils der Schrauben in den Verbindungsvorrichtungen, sodass nur noch die Schrauben der Verbindungsvorrichtungen vorhanden sind, die gelockert als Drehgelenke entlang der Drehachse dienen; Umklappen und Sichern des beweglichen Teils der Weiche mittels einer geeigneten Transportsicherung; Verladen und Transport des Weichengroßteils an den Einbauort; Entfernen der Transportsicherung und Umklappen des beweglichen Teils der Weiche zurück in die Ausgangslage; Montieren aller zum Transport entfernter Schrauben und Festziehen aller Schrauben. Anschließend wird die Weiche vom Transportmittel entladen und in den Schienenverkehrsweg eingebaut.
  • Beim Transportieren eines erfindungsgemäß geklappten Weichengroßteils kann es vorkommen, dass der Ladungsschwerpunkt in einen Bereich fällt, der außerhalb der Toleranz des verwendeten Transportmittels, z.B. eines Eisenbahn-Regelwagens liegt. Deshalb wird das Weichengroßteil vorteilhaft auf einem Wagen transportiert, bei dem die Seitenbord-Endklappen entfernt werden können. Dabei wird das Weichengroßteil in geklapptem Zustand auf dem Wagen so positioniert, dass der Ladungsschwerpunkt im zulässigen Bereich um die Wagenmitte liegt, wobei auf der nichtgeklappten Seite der Weiche die Ladung das für die jeweilige Strecke zulässige Lademaß überschreitet. Das Weichengroßteil kann dann mit Lademaßüberschreitung als Außergewöhnlicher Transport transportiert werden.
  • Alternativ kann das geklappte Weichengroßteil auch auf einem anderen Regelwagen unter Einhaltung der Lademaßgrenzen transportiert werden, indem es so positioniert wird, dass das normale Lademaß nicht überschritten wird. Zum Ausgleichen des unerlaubten Ladungsschwerpunktes werden so viele Kontergewichte auf der nichtgeklappten Seite des Weichengroßteils gelagert, bis der Ladungsschwerpunkt in den zulässigen Bereich um die Wagenmitte verschoben ist.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
    • Fig. 1 einen vergrößerten Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Spannbetonschwelle im Bereich der Kopplung zweier Schwellenabschnitte in einer Draufsicht;
    • Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Spannbetonschwelle entlang der Linie II - II geschnitten;
    • Fig. 3 einen Schnitt durch die in Fig. 2 gezeigte Spannbetonschwelle entlang der Linie III - III geschnitten;
    • Fig. 4 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Spannbetonschwelle in einer Seitenansicht;
    • Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spannbetonschwelle in einer Seitenansicht;
    • Fig. 6 eine Darstellung des Herzstückbereichs einer Einfachen Weiche im ausgeklappten Zustand, bei der die Gelenke der Verbindungsvorrichtungen zwischen den korrespondierenden Langschwellen-Abschnitten entlang einer Geraden fluchten, einmal in Draufsicht (Figur 6 a) und im Schnitt A-A (Figur 6 b);
    • Fig. 7 eine Darstellung des Herzstückbereichs einer Einfachen Weiche in geklapptem Zustand, einmal in Draufsicht (Figur 7 a) und im Schnitt A-A (Figur 7b);
    • Fig. 8 eine Darstellung des fixen Endanschlags für die Stegplatten am jeweils gegenüberliegenden Kopfstück des zugehörigen Langschwellenabschnitts. Sie dienen zur Lagefixierung der unteren Bohrungen beim Zurückklappen in den ausgeklappten Zustand; einmal im eingeklappten (Fig. 8 a) und einmal im ausgeklappten Zustand (Figur 8 b) der Schwellen.
  • Fig. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht eine Spannbetonschwelle 1 mit Schwellenabschnitten 2, 3, die mittels einer in den Schwellenköpfen 4, 5 eingebetteten Verbindungsvorrichtung 6 biegesteif gekoppelt sind.
  • Jeder Schwellenabschnitt 2, 3 weist eine Mehrzahl von Spanndrähten 7 auf, durch die die Schwellenabschnitte 2, 3 mit einer Vorspannkraft in Form einer Druckkraft beaufschlagt werden. Die Montage der Schienen erfolgt über Durchgangslöcher, von denen zur Vereinfachung lediglich ein Durchgangsloch 8 in dem Schwellenabschnitt 3 gezeigt ist.
  • Die geschweißte, stählerne Verbindungsvorrichtung 6 umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils vier Stahlstäbe 9, die in Längsrichtung der Spannbetonschwelle 1 angeordnet und an eine Kopfplatte 10 geschweißt sind. Die Kopfplatte 10 schließt bündig mit der Außenseite des Schwellenabschnitts 2, 3 ab. Als Verbindungsvorrichtung 6 sind alternativ auch Ausführungen als Schmiede- bzw. Gussteil denkbar.
  • An der Außenseite der Kopfplatte 10 befindet sich ein angeschweißter Steg 11, durch deren Durchgangsloch 12 eine Befestigungsschraube 13 gesteckt werden kann. Wie am besten in Fig. 2 zu sehen ist, weist der Steg 14 zwei Durchgangslöcher 12 auf. Die in den Schwellenabschnitt 2 eingebettete Kopfplatte 16 ist symmetrisch aufgebaut, lediglich die Position des Stegs 14 ist entsprechend verschoben. Nach dem Anziehen der beiden Befestigungsschrauben 13 gegen eine Mutter 15 sind die Schwellenabschnitte 2, 3 der Spannbetonschwelle 1 biegesteif miteinander gekoppelt. Wenn eine der beiden Schraubverbindungen vollständig entfernt wird und die durch die verbleibende Befestigungsschraube 13 und die Mutter 15 gebildete Schraubverbindung gelockert wird, entsteht ein Gelenk mit der Längsachse der Befestigungsschraube 13 als Drehachse, um die die Schwellenabschnitte 2, 3 schwenkbar sind, so dass die Spannbetonschwelle 1 ganz oder teilweise um- oder hochgeklappt werden kann, um ihren Transport zu vereinfachen.
  • In der in Fig. 2 gezeigten Seitenansicht sieht man, dass der vordere Steg 14, der an die linke Kopfplatte 16 angeschweißt ist, nahezu flächig an der in Fig. 2 rechten Kopfplatte 10 anliegt, wodurch die biegesteife Kopplung der Schwellenabschnitte 2, 3 erzielt wird.
  • Fig. 3 ist ein Schnitt entlang der Linie III - III in Fig. 2 und zeigt die Position der Spanndrähte 7 und der Stahlstäbe 9. Diese Zeichnung ist jedoch lediglich beispielhaft zu verstehen, die Anzahl und die Position der Spanndrähte und der Stahldrähte wird jeweils in Abhängigkeit des gewünschten Einsatzzwecks gewählt.
  • Fig. 4 zeigt schematisch den Kopplungsbereich zweier Schwellenabschnitte 2, 3 einer Spannbetonschwelle 19. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in Fig. 4 keine Spanndrähte gezeigt. Im Bereich der Verbindungsvorrichtung 6 und in einem festgelegten Bereich darüber hinaus bestehen die Schwellenabschnitte 2, 3 aus einem hochfesten oder ultrahochfesten Beton 17, der eine höhere Festigkeit aufweist, als der Beton 18 in dem übrigen Bereich, bei dem es sich um einen Standardbeton handelt. Der hochfeste oder ultrahochfeste Beton 17 ist mit Stahlfasern bewehrt. Durch den hochfesten oder ultrahochfesten Beton 17 wird die verringerte Zugfestigkeit ausgeglichen, die im Bereich der Schwellenköpfe herrscht, da dort die durch die Spanndrähte hervorgerufene Vorspannung noch nicht oder noch nicht in ausreichendem Maße vorhanden ist. Durch den hochfesten oder ultrahochfesten Beton 17 weist die Spannbetonschwelle 17 in diesem Bereich eine ausreichende Festigkeit auf, so dass die auftretenden Lasten sicher ertragen werden können. Der in Fig. 4 gezeigte ultrahochfeste Beton 17 weist eine Zugfestigkeit von 20 MPa auf.
  • Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Spannbetonschwelle 23 im Bereich der Kopplung zweier Schwellenabschnitte 20, 21. Der grundsätzliche Aufbau entspricht demjenigen des in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiels, insbesondere weist auch die in Fig. 5 gezeigte Spannbetonschwelle die Verbindungsvorrichtung 6 auf. Anders als in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen bestehen die Schwellenabschnitte 20, 21 in dem an die Verbindungsvorrichtung 6 angrenzenden Bereich aus Polymerbeton 22. Im Anschluss an den Polymerbeton 22 besteht die Spannbetonschwelle 23 aus normalem Beton 18.
  • Fig. 6 zeigt ein Anwendungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Weichengroßteil im ausgeklappten Zustand. Die Langschwellen sind dabei derart in Abschnitte aufgeteilt, dass die Verbindungselemente 6 zwischen den zugehörigen Langschwellenabschnitten entlang einer Geraden 26 ausgerichtet sind, die die spätere Drehachse zum Klappen definiert. Wie in Fig. 8 b) dargestellt, werden hierbei die Langschwellenabschnitte 2 und 3 im Einbauzustand, d.h. in ausgeklapptem Zustand, so zueinander positioniert, dass die Stegplatte 14 des Schwellenabschnitts 2 am Anschlag 25 des gegenüberliegenden Kopfendes des Schwellenabschnitts 3 und die Stegplatte 11 des Schwellenabschnitts 3 am Anschlag 24 des gegenüberliegenden Kopfendes des Schwellenabschnitts 2 definiert anliegen. Dann werden die parallel aneinander liegenden Stegplatten 11 und 14 gemeinsam in Richtung der Drehachse durchbohrt und die Bohrungen 12 aufgerieben. Pro Verbindungsvorrichtung ist mindestens eine weitere gemeinsame Bohrung 12, die anschließend aufgerieben wird, erforderlich, um eine biegesteife Verbindung zu ermöglichen. Nachdem bei allen geteilten Langschwellen die zusammen gehörenden Stegplatten durch Passschrauben in den Bohrungen miteinander biegesteif verbunden sind, werden die Schienen, Radlenker und sonstigen Weichenkomponenten montiert. Nun erfolgt die Qualitätsprüfung und die Abnahme des Weichengroßteils.
  • Fig. 7 zeigt beispielhaft, wie Abschnitte der Weiche umgeklappt werden, um den zur Verfügung stehenden Transportraum, z.B. bei Güterwagen, einzuhalten. Die an die Schwellenabschnitte 2 angekoppelten Schwellenabschnitte 3 dieses Bereichs werden nach dem Entfernen von nicht die Drehachse bildenden Verschraubungen 27 und Lockern der die Drehachse bildenden Verschraubungen 28 angehoben. Im hochgeklappten Zustand kann die Weiche auf normalen Güterwagen transportiert werden. Beim Transportieren der geklappten Weiche fällt der Ladungsschwerpunkt in einen Bereich, der außerhalb der Toleranz des verwendeten Güterwagens liegt. Deshalb wird die Weiche in geklapptem Zustand z.B. auf einem Klps-Wagen mit entfernten Seitenbord-Endklappen so positioniert, dass der Ladungsschwerpunkt im zulässigen Bereich um die Wagenmitte liegt. Da jetzt auf der nichtgeklappten Seite der Weiche die Ladung das für die jeweilige Strecke zulässige Lademaß überschreitet, wird die Weiche als Lademaß-Überschreitungssendung an den Einbauort transportiert.
  • Am Einbauort der Weiche werden die hochgeklappten Abschnitte der Weichenschwellen wieder in die Solllage zurück geklappt, die entfernten Schrauben wieder eingebaut und sämtliche Schrauben angezogen, so dass die jeweiligen Schwellenabschnitte wieder biegesteif miteinander verbunden sind. Die Weiche kann nun in den Schienenweg eingebaut werden.
  • Durch diese Vorgehensweise ist sichergestellt, dass die im Weichenwerk hergestellte Geometrie der Weiche auch nach dem Einbau in das Gleis passgenau vorliegt.

Claims (11)

  1. Weiche, deren Schwellen zumindest teilweise aus mehreren geteilten Langschwellen (1) bestehen, die jeweils aus mindestens zwei Schwellenabschnitten (2, 3) bestehen, die mit jeweils einer in den Schwellenköpfen (4, 5) eingebetteten Verbindungsvorrichtung (6) biegesteif koppelbar oder gekoppelt sind, wobei die Verbindungsvorrichtung (6) gleichzeitig eine Gelenkfunktion hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenke derart ausgerichtet und montiert sind, dass sie entlang einer Geraden (26) fluchten, die als Drehachse für das Hochklappen einer Weichenseite dienen kann.
  2. Weiche nach Anspruch 1, wobei die Verbindungsvorrichtung (6) als Schraubverbindung mit mindestens zwei Schrauben (27, 28) ausgebildet ist, wobei die Schrauben zueinander parallele Stegplatten (11, 14), die jeweils am Kopfende der miteinander zu verbindenden Schwellenabschnittsköpfe (4, 5) angebracht sind, derart miteinander verbinden, dass bei festgezogenen Schrauben (27, 28) die biegesteife Verbindung entsteht und bei einer gelockerten Schraube (28) und entfernten übrigen Schrauben (27) die Stegplatten (11, 14) sich um die verbliebene Schraube (28) gegeneinander drehen können, sodass die Verbindung (6) als Gelenk wirkt.
  3. Weiche nach Anspruch 2, wobei die Verbindungsvorrichtung (6) so ausgebildet ist, dass die Stegplatten (11, 14) bei Drehung um die Gelenkachse einen fixen Endanschlag haben.
  4. Weiche nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Verbindungsvorrichtung (6) so ausgebildet ist, dass Passschrauben die Stegplatten (11, 14)miteinander verbinden.
  5. Weiche nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Schwellen aus Spannbetonschwellen (19) bestehen, die jeweils in dem an die Verbindungsvorrichtung (6) angrenzenden Bereich (22) aus einem Beton bestehen, der eine höhere Festigkeit als der Beton in dem übrigen Bereich aufweist.
  6. Weiche nach Anspruch 5, wobei der die höhere Festigkeit aufweisende Beton (22) hochfester oder ultrahochfester Beton (UHPC/UHFB) ist.
  7. Weiche nach Anspruch 6, wobei der hochfeste oder ultrahochfeste Beton (22) Fasern aufweist, insbesondere Stahlfasern und/oder Kunststofffasern und/oder Glasfasern und/oder Kohlenstofffasern.
  8. Weiche nach Anspruch 5, wobei der die höhere Festigkeit aufweisende Beton (22) Polymerbeton ist.
  9. Verfahren zum Transportieren und Montieren einer Weiche nach einem der vorigen Ansprüche, wobei folgende Schritte durchgeführt werden:
    • die Weichengroßteile wie Herzstückbereich und Weichenendteil werden auf den geteilten und mit biegesteifen Schwellenverbindern (6) verbundenen Langschwellen (1) komplett mit allen Komponenten wie Schienen, Radlenker, Herzstück und Befestigungsmaterial vormontiert
    • Die vormontierten Weichengroßteile werden qualitätsgeprüft und abgenommen
    • Lösen eines Teils der Schrauben (27) der Verbindungsvorrichtung (6)
    • Umklappen des beweglichen Teils des Weichengroßteils
    • Sichern des beweglichen Teils mit einer Transportsicherung
    • Verladen und Transport des Weichengroßteils an den Einbauort
    • Umklappen des beweglichen Teils des Weichengroßteils zurück in die Ausgangslage
    • Montieren und Festziehen der Schrauben (27, 28)
  10. Verfahren zum Transportieren eines Weichengroßteils gemäß Anspruch 9, wobei das Weichengroßteil in geklapptem Zustand auf einem Regelwagen so positioniert wird, dass der Ladungsschwerpunkt im zulässigen Bereich um die Wagenmitte liegt, wobei auf der nichtgeklappten Seite der Weiche die Ladung das für die jeweilige Strecke zulässige Lademaß überschreitet.
  11. Verfahren zum Transportieren eines Weichengroßteils gemäß Anspruch 9, wobei das Weichengroßteil in geklapptem Zustand auf einem Regelwagen so positioniert wird, dass das normale Lademaß nicht überschritten wird, wobei mithilfe von Kontergewichten auf der nichtgeklappten Seite des Weichengroßteils der Ladungsschwerpunkt in den zulässigen Bereich um die Wagenmitte verschoben wird.
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