EP4308761A1 - Verfahren zum reinigen eines schotterbettes eines gleises - Google Patents

Verfahren zum reinigen eines schotterbettes eines gleises

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EP4308761A1
EP4308761A1 EP22712507.7A EP22712507A EP4308761A1 EP 4308761 A1 EP4308761 A1 EP 4308761A1 EP 22712507 A EP22712507 A EP 22712507A EP 4308761 A1 EP4308761 A1 EP 4308761A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ballast
tamping
track
machine
cleaning
Prior art date
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Pending
Application number
EP22712507.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerard Lintz
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.)
Plasser und Theurer Export Von Bahnbaumaschinen GmbH
Original Assignee
Plasser und Theurer Export Von Bahnbaumaschinen GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Plasser und Theurer Export Von Bahnbaumaschinen GmbH filed Critical Plasser und Theurer Export Von Bahnbaumaschinen GmbH
Publication of EP4308761A1 publication Critical patent/EP4308761A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B27/00—Placing, renewing, working, cleaning, or taking-up the ballast, with or without concurrent work on the track; Devices therefor; Packing sleepers
    • E01B27/06—Renewing or cleaning the ballast in situ, with or without concurrent work on the track
    • E01B27/10—Renewing or cleaning the ballast in situ, with or without concurrent work on the track without taking-up track
    • E01B27/105—Renewing or cleaning the ballast in situ, with or without concurrent work on the track without taking-up track the track having been lifted
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E01B27/12—Packing sleepers, with or without concurrent work on the track; Compacting track-carrying ballast
    • E01B27/13—Packing sleepers, with or without concurrent work on the track
    • E01B27/16—Sleeper-tamping machines
    • E01B27/17—Sleeper-tamping machines combined with means for lifting, levelling or slewing the track
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E01B27/12—Packing sleepers, with or without concurrent work on the track; Compacting track-carrying ballast
    • E01B27/20—Compacting the material of the track-carrying ballastway, e.g. by vibrating the track, by surface vibrators
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B2203/00—Devices for working the railway-superstructure
    • E01B2203/04—Cleaning or reconditioning ballast or ground beneath
    • E01B2203/045—Cleaning or reconditioning ballast or ground beneath the ballast having been taken up

Definitions

  • the invention relates to a method for cleaning a ballast bed of a track by means of track-bound machines, with a cleaning machine being used to remove ballast located under a track grid with a ballast removal device, with cleaned and/or new ballast being removed in several layers in relation to a working direction behind it a ballast installation device and a ballast train is introduced into the track and the introduced ballast is compacted by means of a tamping machine and a stabilization machine.
  • Ballast tracks have properties that ensure a safe and efficient
  • ballast must have sufficient stability and elasticity through a suitable grain distribution and good interlocking of the individual ballast grains. A low proportion of fine grain and high sharpness are decisive for this requirement.
  • ballast Over longer periods of time, dynamic operating loads and weather influences mean that the ballast increasingly loses its positive properties.
  • the ballast In order to restore an intact ballast bed, the ballast must be cleaned, supplemented or completely replaced.
  • a machine for cleaning ballast is known, for example, from AT 520989 A1.
  • a ballast removal device designed as an endless clearing chain, the ballast located below the raised track panel is continuously removed and fed to a cleaning system. Immediately behind this, cleaned and/or new ballast is applied to the existing subgrade using a ballast laying device.
  • ballast cleaning with all the preliminary work and main work.
  • MDZ mechanized maintenance train
  • DVS dynamic track stabilizer
  • ballast train consisting of ballast self-unloading wagons.
  • the track panel is lifted by the mechanical maintenance train and the new ballast is compacted under the sleepers. This process of new ballast feeding, track elevation and compaction is repeated to achieve a ballast bed of the desired height.
  • the top picture shows the first work phase of excavating the ballast and placing the ballast while lifting the track grid.
  • the ballast is removed with a cleaning chain from under the raised track panel.
  • the clearing height is usually 300mm.
  • the removed old ballast is screened and sharpened.
  • This cleaned ballast is brought back onto the track with a ballast conveyor and distributed with a plow to a maximum initial height of 150mm.
  • This maximum initial height is specified by the regulations of various rail infrastructure operators, for example by the French SNCF. According to the regulations, the ballast is compacted immediately afterwards using a stabilization unit, whereby the ballast bed height drops to approx. 130mm.
  • a stabilization unit whereby the ballast bed height drops to approx. 130mm.
  • new ballast is brought in using a ballast train and distributed using a plough.
  • the track grid is then lifted by 80mm ; while tamping the raised sleepers.
  • a subsequent stabilization process leads to a settlement of the track grid.
  • the third phase of work is a repetition of the second phase of work, with a further raising of 80mm and a settlement of about 280mm.
  • the ballast in the track is usually sufficient to carry out a final tamping process in a fourth work phase. However, it may also be necessary to unload new ballast in front of the tamping machine.
  • the tamping machine lifts the track panel by 20mm to 25mm into a specified geometry.
  • the subsequent stabilization causes a lowering to the original ballast bed height of approx. 300mm.
  • the ballast bed is profiled and the ballast grains lying on the sleepers are swept away.
  • the object of the invention is to improve the method of the type mentioned above compared to the prior art in such a way that all work can be carried out in a shorter track possession.
  • the quality of the compacted ballast bed should correspond to the specifications of the railway infrastructure operator.
  • the new process has the advantage that more cleaned ballast can be reused than with the known process.
  • This ballast is introduced into the track via the ballast insertion device immediately after cleaning and does not have to be temporarily stored or replaced with new ballast.
  • Another advantage is the reduction in tamping, which protects the ballast.
  • one pass is also eliminated for the ballast plow and the track stabilizer. Due to this reduction in work processes, fewer personnel are required on the track. This reduces labor costs and contributes to the safety of the track construction site.
  • the ballast bed is cleaned at least with a removal height of 300mm with the method according to the invention. This results in no losses compared to the conventional method, with the required compaction quality being achieved with the deep tamping process.
  • a further improvement provides that by means of the gravel placing device, gravel is placed for a bedding height of at least 200mm, in particular at least 250mm. This ensures that the original ballast bed height is reached with the remaining lifting operations without impairing the compaction quality.
  • the track panel is lifted by at least 50mm, in particular by at least 70mm. This means that only a small amount of lifting is required for the subsequent second tamping process in order to create the specified track geometry.
  • the track panel is advantageously lifted in the second lifting process with a lift in a range between 15 mm and 25 mm, in particular in a range between 20 mm and 25 mm. This leaves enough leeway for creating the specified track geometry without loosening the ballast bed unnecessarily.
  • the method is further developed by an advantageous deep tamping process in which, after the first lifting process using the deep tamping unit, a first tamping process is carried out in a lower deep layer of the ballast bed with vibrating and tilting tamping tools and a second tamping process in an upper deep layer of the ballast bed with the same tamping tools .
  • the track panel is held in position during the tamping process using a lifting unit.
  • the efficiency of the method according to the invention is further increased if the tamping process is carried out after the second lifting process by means of a multi-sleeper tamping unit. In this way, the second tamping process is completed at an increased working speed.
  • the speed of processing is further increased if the tamping work is carried out with a tamping machine integrated in a cleaning train.
  • the cleaning process and the respective compaction process are coordinated with one another by means of a higher-level controller.
  • all units are supplied via a common drive carriage of the cleaning train, with an optimized energy supply for the integrated machines.
  • Fig. 1 shows the method described above with a layered introduction of the cleaned and / or new ballast 1 in a track 2.
  • the ballast 1 located on a planum 3 forms a ballast bed 4 for a track grid 5 of sleepers 6 and rails attached thereto 7.
  • a track-bound cleaning machine 8 is used to clean the ballast bed 4 .
  • this is only indicated with dashed outlines and includes several machine frames supported on rail undercarriages. Devices and aggregates for processing the track 2 are arranged on the machine frame.
  • ballast removal device 10 removes the ballast 1 with a removal height h1 (eg 300 mm).
  • This defined removal height h1 extends from the subgrade 3 to be exposed to the lower edges of the sleepers 6 stored in the ballast bed 4.
  • the gravel 1 located between the sleepers 6 is also included.
  • the ballast removal device 10 comprises a revolving endless clearing chain, which continuously picks up the ballast 1 during forward travel and transfers it to a conveying device for forwarding to a screening plant.
  • ballast loading device 11 delivers the cleaned ballast 1 to a ballast loading device 11. Based on a working direction 12, this ballast loading device 11 applies a first layer of the cleaned ballast 1 to the exposed subgrade 3 immediately behind the removal device 10.
  • the applied ballast 1 is distributed with a desired first bedding height h2 (e.g. 150 mm) on the planum 3 with a plow 13 .
  • the track grid 5 placed on this newly created ballast bed 4 is vibrated by means of a stabilization unit 14 under load. With this stabilization process, settlements of the ballast bed 4 are anticipated. The result is a reduced second bedding height h3 (e.g. approx. 130mm).
  • ballast train 15 In the second phase of work, another layer of ballast is poured onto track 2 by means of a ballast train 15.
  • a ballast plow 16 preferably designed as a separate machine, distributes the ballast 1 with adjustable plow plates 17. This means that there is enough ballast 1 on and between the sleepers 6 for a first tamping operation.
  • a tamping machine 18 provided for this purpose comprises a lifting unit 19 and a tamping unit 20.
  • the lifting unit 19 lifts the track panel 5 with a first elevation h4 (e.g. 80mm) to a third bedding height h5 (e.g. 210mm).
  • a stabilization machine 21 also known as a dynamic track stabilizer (DGS)
  • This stabilizer is either designed as a separate machine or is coupled to the tamping machine 18 .
  • the effect of the stabilization unit 14 leads to a compression of the ballast bed 4 to a fourth bedding height h6 (e.g. 205 mm).
  • the work steps of the second work phase are repeated in a third work phase, with a third layer of ballast being introduced into the track 2 by means of a ballast train 15 .
  • the track grid 5 is first raised to a fifth bedding height (eg 285mm) with a second elevation h7 (eg 80mm).
  • a sixth bedding height h9 eg 280 mm.
  • the track panel 5 is brought into a specified track geometry with a third lift h10 (e.g. 20mm to 25mm).
  • the final position of the track is established after a final stabilization by means of the stabilization unit 14 .
  • the ballast bed 4 renewed in this way has approximately the same height as before the cleaning process.
  • the disadvantage of this known method is the large number of work steps that are necessary due to the layered introduction of ballast including ballast compaction.
  • the cleaning of a ballast bed 4 starts with a cleaning machine 8.
  • a lifting unit 9 of the cleaning machine 8 a section of the track panel 5 to be processed is lifted.
  • the lifting unit 9 includes roller tongs, which grip the respective rail head of the rails 7 and roll along the rails 7 during a forward movement of the cleaning machine 8 .
  • a ballast removal device 10 running with a crossbeam below the raised track panel section picks up the ballast 1 at a predetermined removal height h1 (e.g. 300 mm).
  • the ballast is picked up by means of an endless clearing chain that encloses the track panel 5 .
  • the clearing chain conveys the removed ballast 1 upwards to a first conveying device (not shown) via a lateral channel. In this way, the ballast 1 is fed to a screening plant arranged on the cleaning machine 8 .
  • ballast 1 is cleaned in the screening plant. If necessary, the edges are then sharpened in an impact mill.
  • the cleaned ballast 1 is conveyed to the ballast bringing-in device 11 by means of a further conveying device. Falls too little processed gravel 1, new ballast 1 is added. This is carried along in a memory of the cleaning machine 1, for example.
  • New gravel 1 can also be carried along with so-called material conveyor and silo units (MFS). These units are rail vehicles coupled to the cleaning machine 8 and are used to accommodate overburden that accumulates during the cleaning of the ballast.
  • MFS material conveyor and silo units
  • ballast 1 considerably more ballast 1 than before is introduced into the track 2 with the ballast loading device 11 of the cleaning machine 8 .
  • the ballast layer smoothed with the plow 13 of the cleaning machine 8 advantageously has a first bedding height h2' of 250 mm, measured from the exposed subgrade 3 to the lower edges of the sleepers 6.
  • h3' approximately 230mm
  • ballast train 15 new ballast 1 is thrown onto track 2 by means of a ballast train.
  • a ballast plow 16 distributes this ballast 1 for a subsequent tamping operation.
  • a lifting unit 19 of a tamping machine 18 lifts the track panel 5 with a first lift h4' by advantageously 70 mm.
  • a third bedding height h5' of approx. 300mm is thus achieved.
  • the track panel 5 is fixed in this raised position in two steps by means of a tamping unit 22.
  • a tamping unit 22 is disclosed in AT 522237 A1 by the same applicant.
  • the deep tamping unit 22 has a larger range of vertical movement of the tool carrier.
  • longer tamping picks 23 are used.
  • the tamping tines 23 of the deep tamping unit 22 dip into a lower depth layer of the ballast bed 4 and are placed there in a vibrating manner.
  • the upper edges of the pick plates located on the tamping pick ends are at least 100mm below the lower edges of the sleepers 6.
  • the vibration is generated by means of a rotating eccentric shaft to which hydraulic auxiliary cylinders are connected. Adjustment movement and vibration can also be superimposed in the respective hydraulic cylinder, with a corresponding control with integrated distance measurement being provided.
  • a second compaction step takes place, in which the tamping tines 23 are lowered into an upper deep layer of the ballast bed 4 .
  • an auxiliary process is carried out under the action of vibration.
  • This upper deep layer lies between the previously compacted lower deep layer and the lower edges of the sleepers 6.
  • the ballast bed 4 is compacted over the entire bedding height h5' by means of the deep tamping unit 22.
  • a stabilization process then takes place by means of a stabilization machine 21, as a result of which a slightly reduced bedding height h6' is set (approx. 295 mm).
  • the final geometry of track 2 will be established in a final work phase.
  • the track 2 is processed with the same or another tamping machine 18.
  • a lifting/straightening unit 19 lifts the track panel 5 with a slight elevation compared to the specified track geometry. This takes into account the subsequent track settlement during stabilization.
  • This second elevation h7' is in the range of 20mm to 25mm and is therefore significantly less than the first elevation h4'.
  • the track panel 5 is straightened laterally.
  • a tamping unit 20 for the simultaneous tamping of several sleepers 6 reduces the processing time in this work phase.
  • This tamping unit 20 is either in addition to the deep tamping unit 22 on the same tamping machine 18 or on a separate tamping machine 18 arranged.
  • the same lifting/straightening unit 19 is advantageously used for all lifting steps.
  • a stabilization process takes place by means of a stabilization unit 14. This is arranged either in a separate stabilization machine 21 or on a machine frame coupled to the tamping machine 18.
  • the new working method is not limited to the track cleaning process presented as an example.
  • the method according to the invention can be used for cleaning trains with integrated tamping machines 18 and stabilization machines 21 and optionally plow blades 17 .
  • the process can also be used for cleaning switches or replacing switches.
  • ballast is placed at once up to a bedding height h2' of 250mm and then compacted in one pass with deep tamping, normal tamping and stabilizing.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)

Abstract

Verfahren zum Reinigen eines Schotterbettes (4) eines Gleises (2) mittels gleisgebundener Maschinen (8, 18, 21), wobei mittels einer Reinigungsmaschine (8) ein unter einem Gleisrost (5) befindlicher Schotter (1) mit einer Schotterentnahmevorrichtung (10) entfernt wird, wobei bezogen auf eine Arbeitsrichtung (12) dahinter gereinigter und/oder neuer Schotter (1) in mehreren Schichten mittels einer Schottereinbringvorrichtung (11) und eines Schotterzuges (15) in das Gleis (2) eingebracht wird und wobei der eingebrachte Schotter (1) mittels einer Stopfmaschine (18) und einer Stabilisationsmaschine (21) verdichtet wird, wobei vor einem ersten Stopfvorgang mittels der Schottereinbringvorrichtung (11) und des Schotterzuges (15) alle Schichten des neuen und/oder gereinigten Schotters (1) eingebracht werden, wobei beim ersten Stopfvorgang das Schotterbett (4) mittels eines Tiefstopfaggregats (22) in unterschiedlichen Tiefenschichten verdichtet wird, wobei danach das Gleis (2) mittels der Stabilisationsmaschine (21) stabilisiert wird, wobei unmittelbar anschließend mittels derselben oder einer weiteren Stopfmaschine (18) der Gleisrost (5) in einem zweiten Stopfvorgang in lediglich einer Tiefenschicht unterstopft wird und wobei nach dem zweiten Stopfvorgang das Gleis (2) mit derselben oder einer weiteren Stabilisationsmaschine (21) stabilisiert wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Reinigen eines Schotterbettes eines Gleises
Technisches Gebiet
[01] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen eines Schotterbettes eines Gleises mittels gleisgebundener Maschinen, wobei mittels einer Reinigungsmaschine ein unter einem Gleisrost befindlicher Schotter mit einer Schotterentnahmevorrichtung entfernt wird, wobei bezogen auf eine Arbeitsrichtung dahinter gereinigter und/oder neuer Schotter in mehreren Schichten mittels einer Schottereinbringvorrichtung und eines Schotterzuges in das Gleis eingebracht wird und wobei der eingebrachte Schotter mittels einer Stopfmaschine und einer Stabilisationsmaschine verdichtet wird.
Stand der Technik
[02] Schottergleise weisen Eigenschaften auf, die einen sicheren und effizienten
Bahnbetrieb ermöglichen. Die Hauptanforderung an ein Schottergleis besteht in der Aufnahme statischer und dynamischer Belastungen. Dazu muss der Schotter durch eine geeignete Kornverteilung und eine gute Verzahnung der einzelnen Schotterkörner ausreichende Stabilität und Elastizität aufweisen. Maßgeblich für diese Anforderung sind ein geringer Feinkornanteil und eine hohe Scharfkantigkeit.
[03] Über längere Zeiträume hinweg führen dynamische Betriebsbelastungen und Witterungseinflüsse dazu, dass der Schotter seine positiven Eigenschaften zunehmend verliert. Zur Wiederherstellung einer intakten Schotterbettung muss der Schotter gereinigt, ergänzt oder völlig ausgetauscht werden. Eine Maschine zur Durchführung der Schotterreinigung ist beispielsweise aus der AT 520989 A1 bekannt. Mittels einer als Endlosräumkette ausgebildeten Schotterentnahmevorrichtung wird der unterhalb des angehobenen Gleisrostes befindliche Schotter kontinuierlich entnommen und einer Reinigungsanlage zuführt. Unmittelbar dahinter wird gereinigter und/oder neuer Schotter mittels einer Schottereinbringvorrichtung auf das bestehende Planum aufgebracht. [04] Die Veröffentlichung Schilling R.: Schotterbettreinigung auf eingleisigen
Eisenbahnstrecken. ZEVrail Glasers Annalen 129, Hannover, 10. Oktober 2005, S. 414-422, beschreibt den Vorgang der Schotterreinigung mit allen Vorarbeiten und Hauptarbeiten. Um nach der Reinigung den aufgebrachten Schotter zu verdichten kommen mehrere Maschinen eines sogenannten mechanisierten Durcharbeitungszugs (MDZ) zum Einsatz. Ein solcher umfasst eine Stopfmaschine, einen Schotterpflug und einen Dynamischen Gleisstabilisator (DGS).
[05] Nach dem Stand der Technik erfolgt unmittelbar nach der
Reinigungsmaschine ein erster Durchgang der Schotterverdichtung. Danach wird mittels eines Schotterzuges, bestehend aus Schotterselbstentladewagen, Neuschotter über dem Gleisrost entladen. Mittels des mechanischen Durcharbeitungszugs wird der Gleisrost angehoben und der Neuschotter unter den Schwellen verdichtet. Dieser Vorgang der Neuschotterzuführung, Gleisanhebung und Verdichtung wiederholt sich, um ein Schotterbett mit der gewünschten Höhe zu erzielen.
[06] Diese gängige Praxis wird im Detail mit Bezug auf Fig. 1 erläutert. Die
Darstellung verdeutlicht das bekannte Verfahren mit vier Arbeitsphasen, wobei der Übersichtlichkeit halber nur die einzelnen Arbeitsaggregate eingezeichnet sind. Diese Aggregate sind auf nicht dargestellten Maschinenrahmen der Reinigungsmaschine und des mechanischen Durcharbeitungszuges angeordnet.
[07] Das oberste Bild zeigt die erste Arbeitsphase des Schotteraushubs und der Einschotterung während einer Anhebung des Gleisrostes. Unter dem angehobenen Gleisrost wird der Schotter mit einer Reinigungskette entnommen. Die Räumhöhe beträgt in der Regel 300mm. Der entnommene Altschotter wird gesiebt und geschärft. Dieser gereinigte Schotteranteil wird mit einem Schotterförderband zurück ins Gleis eingebracht und mit einem Pflug auf eine maximale Anfangshöhe von 150mm verteilt. Diese maximale Anfangshöhe ist durch Vorschriften diverser Bahninfrastrukturbetreiber vorgegeben, beispielsweise durch die französische SNCF. Vorschriftsgemäß erfolgt unmittelbar danach eine Schotterverdichtung mittels eines Stabilisationsaggregats, wobei die Schotterbetthöhe auf ca. 130mm sinkt. [08] In einer zweiten Arbeitsphase wird mittels eines Schotterzuges Neuschotter eingebracht und mittels eines Pfluges verteilt. Anschließend erfolgt eine Hebung des Gleisrostes um 80mm; bei gleichzeitiger Unterstopfung der angehobenen Schwellen. Ein nachfolgender Stabilisierungsvorgang führt zu einer Setzung des Gleisrostes. Die verbleibende Höhe des Schotterbettes unter den Schwellen beträgt ca. 205mm.
[09] Die dritte Arbeitsphase ist eine Wiederholung der zweiten Arbeitsphase, wobei eine weitere Anhebung um 80mm und eine Setzung auf ca. 280mm erfolgen. Der im Gleis befindliche Schotter reicht in der Regel aus, um in einer vierten Arbeitsphase einen abschließenden Stopfvorgang durchzuführen. Es kann jedoch auch erforderlich sein, neuen Schotter vor der Stopfmaschine abzuladen.
[10] Im abschließenden Durchgang bring die Stopfmaschine den Gleisrost mit einer Hebung von 20mm bis 25mm in eine vorgegebene Geometrie. Die nachfolgende Stabilisierung bewirkt eine Absenkung auf die ursprüngliche Schotterbetthöhe von ca. 300mm. In einem letzten Arbeitsschritt erfolgt eine Profilierung des Schotterbetts und ein Kehrvorgang zur Entfernung von auf den Schwellen liegenden Schotterkörnern.
[11] Die beschriebene mehrschichtige Einbringung des Schotters bedingt lange Sperrpausen. Gegebenenfalls müssen die Arbeiten auf mehrere Sperrpausen aufgeteilt werden, wobei das Gleis zwischenzeitlich nur mit deutlich reduzierter Geschwindigkeit für den Bahnverkehr freigegeben werden kann.
Darstellung der Erfindung
[12] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art gegenüber dem Stand der Technik dahingehend zu verbessern, dass alle Arbeiten in einer verkürzten Sperrpause durchführbar sind. Dabei soll die Qualität des verdichteten Schotterbetts den Vorgaben der Bahninfrastrukturbetreiber entsprechen.
[13] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Abhängige Ansprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an. [14] Dabei werden vor einem ersten Stopfvorgang mittels der Schottereinbringvorrichtung und des Schotterzuges alle Schichten des neuen und/oder gereinigten Schotters eingebracht wobei beim ersten Stopfvorgang das Schotterbett mittels eines auf der Stopfmaschine angeordneten Tiefstopfaggregats in unterschiedlichen Tiefenschichten verdichtet wird, wobei danach das Gleis mittels der Stabilisationsmaschine stabilisiert wird, wobei unmittelbar anschließend mittels derselben oder einer weiteren Stopfmaschine der Gleisrost in einem zweiten Stopfvorgang in lediglich einer Tiefenschicht unterstopft wird und wobei nach dem zweiten Stopfvorgang das Gleis mit derselben oder einer weiteren Stabilisationsmaschine stabilisiert wird. Auf diese Weise entfallen gegenüber dem bekannten Verfahren eine separate Schottereinbringung mittels eines weiteren Schotterzuges sowie ein anschießender Stopfvorgang und ein Stabilisierungsvorgang.
[15] Neben der Verkürzung der notwendigen Sperrpause hat das neue Verfahren den Vorteil, dass gegenüber dem bekannten Verfahren mehr gereinigter Schotter wiederverwendet werden kann. Dieser Schotter wird über die Schottereinbringvorrichtung unmittelbar nach der Reinigung in das Gleis eingebracht und muss nicht zwischengelagert oder durch neuen Schotter ersetzt werden.
[16] Mit dem neuen Verfahren wird für die Reinigungsbaustelle nur ein Schotterzug benötigt. Gegebenenfalls können an die Reinigungsmaschine gekoppelte Materialförder- und Siloeinheiten (MFS) genutzt werden, um zusätzlichen Neuschotter auf die Baustelle zu bringen. Beim herkömmlichen Verfahren werden die Materialförder- und Siloeinheiten leer auf die Baustelle gezogen und mit Abraum beladen.
[17] Ein weiterer Vorteil besteht in der Verringerung der Stopfvorgänge, wodurch der Schotter geschont wird. Zudem entfällt auch für den Schotterpflug und den Gleisstabilisator ein Arbeitsdurchgang. Durch diese Reduktion der Arbeitsvorgänge wird weniger Personal am Gleis benötigt. Das reduziert die Arbeitskosten und trägt zur Sicherheit der Gleisbaustelle bei.
[18] Insgesamt reduziert sich die Länge der Baustelle durch den Wegfall der bisher benötigten Maschinen und Schotterselbstentladewagen. Infolgedessen reduziert sich auch der Aufwand zur Absicherung der Baustelle. Es wird weniger Sicherungspersonal und weniger Sicherungsgerät benötigt. Zudem verkürzt sich auf einem Nachbargleis die Strecke mit eingeschränkter Fahrgeschwindigkeit wodurch mehr Züge an der Baustelle vorbeigeführt werden können.
[19] Vorteilhafterweise wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren das Schotterbett zumindest mit einer Entnahmehöhe von 300mm gereinigt. Damit ergeben sich keine Einbußen gegenüber dem herkömmlichen Verfahren, wobei mit dem Tiefstopfvorgang die geforderte Verdichtungsqualität erzielt wird.
[20] Eine weitere Verbesserung sieht vor, dass mittels der Schottereinbringvorrichtung Schotter für eine Bettungshöhe von mindesten 200mm, insbesondere von mindestens 250mm eingebracht wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass mit den verbleibenden Hebevorgängen die ursprüngliche Schotterbetthöhe erreicht wird, ohne die Verdichtungsqualität zu beeinträchtigen.
[21] Für den ersten Hebevorgang nach der Einschotterung mittels des Schotterzuges ist es von Vorteil, wenn der Gleisrost um zumindest 50mm, insbesondere um zumindest 70mm gehoben wird. Damit ist für den abschließenden zweiten Stopfvorgang nur mehr eine geringe Hebung erforderlich, um die vorgegebene Gleisgeometrie herzustellen.
[22] Dabei wird der Gleisrost vorteilhafterweise im zweiten Hebevorgang mit einer Hebung in einem Bereich wischen 15mm und 25mm, insbesondere in einem Bereich zwischen 20mm und 25mm gehoben. Damit ist genügend Spielraum für die Herstellung der vorgegebenen Gleisgeometrie vorhanden, ohne das Schotterbett unnötig aufzulockern.
[23] Weitergebildet wird das Verfahren durch einen vorteilhaften Tiefstopfvorgang, bei dem nach dem ersten Hebevorgang mittels des Tiefstopfaggregats ein erster Stopfvorgang in einer unteren Tiefenschicht des Schotterbetts mit vibrierenden und beistellenden Stopfpickel und ein zweiter Stopfvorgang in einer oberen Tiefenschicht des Schotterbetts mit denselben Stopfpickeln durchgeführt wird. Dabei wird der Gleisrost während der Stopfvorgänge mittels eines Hebeaggregats in Position gehalten. [24] Die Effizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens wird weiter gesteigert, wenn der Stopfvorgang nach dem zweiten Hebevorgang mittels eines Mehrschwellenstopfaggregats durchgeführt wird. Auf diese Weise wird der zweite Stopfvorgang mit erhöhter Arbeitsgeschwindigkeit erledigt.
[25] Die Geschwindigkeit der Durcharbeitung wird weiter gesteigert, wenn die Stopfarbeiten mit einer in einem Reinigungszug integrierten Stopfmaschine durchgeführt werden. Dabei sind der Reinigungsvorgang und der jeweilige Verdichtungsvorgang mittels einer übergeordneten Steuerung aufeinander abgestimmt. Zudem erfolgt die Versorgung aller Aggregate über einen gemeinsamen Antriebswagen des Reinigungszugs, mit einer optimierten Energieversorgung der integrierten Maschinen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[26] Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
Fig. 1 Verfahren nach dem Stand der Technik Fig. 2 Erfindungsgemäßes Verfahren
Beschreibung der Ausführungsformen
[27] Fig. 1 zeigt das eingangs beschriebene Verfahren mit einer schichtweisen Einbringung des gereinigten und oder neuen Schotters 1 in ein Gleis 2. Der auf einem Planum 3 befindliche Schotter 1 bildet ein Schotterbett 4 für einen Gleisrost 5 aus Schwellen 6 und darauf befestigten Schienen 7. Zur Reinigung des Schotterbetts 4 kommt eine gleisgebundene Reinigungsmaschine 8 zum Einsatz. Diese ist der Übersichtlichkeit halber nur mit gestrichelten Umrisslinien angedeutet und umfasst mehrere auf Schienenfahrwerken abgestützte Maschinenrahmen. An den Maschinenrahmen sind Vorrichtungen und Aggregate zur Bearbeitung des Gleises 2 angeordnet.
[28] Mittels Hebevorrichtungen 9 wird der Gleisrost 5 angehoben und in Position gehalten, während eine Schotterentnahmevorrichtung 10 den Schotter 1 mit einer Entnahmehöhe h1 (z.B. 300mm) entnimmt. Diese definierte Entnahmehöhe h1 reicht vom freizulegenden Planum 3 bis zu den Unterkannten der im Schotterbett 4 gelagerten Schwellen 6. Selbstverständlich wird auch der zwischen den Schwellen 6 befindliche Schotter 1 mit aufgenommen. In der Regel umfasst die Schotterentnahmevorrichtung 10 eine umlaufende Endlosräumkette, die den Schotter l während einer Vorwärtsfahrt kontinuierlich aufnimmt und an eine Fördereinrichtung zur Weiterleitung an eine Siebanlage übergibt.
[29] Eine weitere Fördereinrichtung liefert den gereinigten Schotter 1 zu einer Schottereinbringvorrichtung 11. Bezogen auf eine Arbeitsrichtung 12 wird mittels dieser Schottereinbringvorrichtung 11 eine erste Schicht des gereinigten Schotters 1 unmittelbar hinter der Entnahmevorrichtung 10 auf das freigelegte Planum 3 aufgebracht. Mit einem Pflug 13 wird der aufgebrachte Schotter 1 mit einer gewünschten ersten Bettungshöhe h2 (z.B. 150mm) am Planum 3 verteilt.
[30] Der auf dieses neu geschaffene Schotterbett 4 abgelegte Gleisrost 5 wird mittels eines Stabilisationsaggregats 14 unter Auflast in Vibration versetzt. Mit diesem Stabilisationsvorgang werden Setzungen des Schotterbetts 4 vorweggenommen. Resultat ist eine reduzierte zweite Bettungshöhe h3 (z.B. ca. 130mm).
[31] In der zweiten Arbeitsphase wird mittels eines Schotterzuges 15 eine weitere Schotterschicht auf das Gleis 2 geschüttet. Ein vorzugsweise als eigene Maschine ausgebildeter Schotterpflug 16 verteilt den Schotter 1 mit einstellbaren Pflugschildern 17. Damit befindet sich auf und zwischen den Schwellen 6 genügend Schotter 1 für einen ersten Stopfvorgang.
[32] Eine dafür vorgesehene Stopfmaschine 18 umfasst ein Hebeaggregat 19 und ein Stopfaggregat 20. Das Hebeaggregat 19 hebt den Gleisrost 5 mit einer ersten Hebung h4 (z.B. 80mm) auf eine dritte Bettungshöhe h5 (z.B. 210mm). Danach kommt eine Stabilisationsmaschine 21, auch Dynamischer Gleisstabilisator (DGS) genannt, zum Einsatz. Dieser Stabilisator ist entweder als separate Maschine ausgebildet oder mit der Stopfmaschine 18 gekoppelt. Die Wirkung des Stabilisationsaggregats 14 führt zu einer Verdichtung des Schotterbetts 4 auf eine vierte Bettungshöhe h6 (z.B. 205mm).
[33] Die Arbeitsschritte der zweiten Arbeitsphase wiederholen sich in einer dritten Arbeitsphase, wobei eine dritte Schotterschicht mittels eines Schotterzuges 15 in das Gleis 2 eingebracht wird. Anschließend wird der Gleisrost 5 zunächst mit einer zweiten Hebung h7 (z.B. 80mm) auf eine fünfte Bettungshöhe (z.B. 285mm) gehoben. Nach einer Fixierung mittels des Stopfaggregats 20 erfolgt erneut eine geringfügige Absenkung mittels des Stabilisationsaggregats 14 auf eine sechste Bettungshöhe h9 (z.B. 280mm).
[34] Anschließend wird in einem dritten Stopfvorgang der Gleisrost 5 mit einer dritten Hebung h10 (z.B. 20mm bis 25mm) in eine vorgegebene Gleisgeometrie gebracht. Die endgültige Gleislage stellt sich nach einer abschließende Stabilisierung mittels des Stabilisationsaggregats 14 ein. Das auf diese Weise erneuerte Schotterbett 4 weist annähernd dieselbe Höhe wie vor dem Reinigungsvorgang auf. Nachteilig ist bei diesem gekannten Verfahren die Vielzahl der Arbeitsschritte, die durch die schichtweise Schottereinbringung samt Schotterverdichtung notwendig sind.
[35] Das erfindungsgemäße Verfahren reduziert die Arbeitsschritte, ohne die Qualität des gereinigten Schotterbetts 4 zu vermindern. Erläutert wird die neue Abfolge der Arbeitsschritte mit Bezug auf Fig. 2.
[36] Wie bisher startet die Reinigung eines Schotterbettes 4 mit einer Reinigungsmaschine 8. Mit einem Hebeaggregat 9 der Reinigungsmaschine 8 wird ein zu bearbeitender Abschnitt des Gleisrost 5 angehoben. Dazu umfasst das Hebeaggregat 9 Rollenzangen, die den jeweiligen Schienenkopf der Schienen 7 umklammern und während einer Vorwärtsfahrt der Reinigungsmaschine 8 entlang der Schienen 7 abrollen.
[37] Eine mit einem Querbalken unterhalb des angehobenen Gleisrostabschnitts verlaufende Schotterentnahmevorrichtung 10 nimmt den Schotter 1 mit einer vorgegebenen Entnahmehöhe h1 (z.B. 300mm) auf. Konkret erfolgt die Schotteraufnahme mittels einer endlosen Räumkette, die den Gleisrost 5 umschließt. Über einen seitlichen Kanal fördert die Räumkette den entnommenen Schotter 1 nach oben zu einer nicht dargestellten ersten Fördereinrichtung. Auf diese Weise wird der Schotter 1 einer auf der Reinigungsmaschine 8 angeordneten Siebanlage zugeführt.
[38] In der Siebanlage wird der Schotter 1 gereinigt. Anschließend erfolgt gegebenenfalls eine Schärfung der Kanten in einer Prallmühle. Der gereinigte Schotter 1 wird mittels einer weiteren Fördereinrichtung zur Schottereinbringvorrichtung 11 befördert. Fällt zu wenig aufbereiteter Schotter 1 an, erfolgt eine Ergänzung mit neuem Schotter 1. Dieser wird beispielsweise in einem Speicher der Reinigungsmaschine 1 mitgeführt. Neuer Schotter 1 kann auch mit sogenannten Materialförder- und Siloeinheiten (MFS) mitgeführt werden. Diese Einheiten sind an die Reinigungsmaschine 8 gekoppelte Schienenfahrzeuge und dienen zur Aufnahme von Abraum, der bei der Schotterreinigung anfällt.
[39] Erfindungsgemäß wird mit der Schottereinbringvorrichtung 11 der Reinigungsmaschine 8 erheblich mehr Schotter 1 als bisher in das Gleis 2 eingebracht. Die mit dem Pflug 13 der Reinigungsmaschine 8 geglättete Schotterschicht weist vorteilhafterweise eine erste Bettungshöhe h2' von 250mm auf, gemessen vom freigelegten Planum 3 bis zu den Unterkanten der Schwellen 6. Mit einem in der Reinigungsmaschine 8 integrierten Stabilisationsaggregat 14 verdichtet sich das Schotterbett 4 auf eine zweite Bettungshöhe h3' (ca. 230mm).
[40] In einer zweiten Arbeitsphase wird mittels eines Schotterzuges 15 neuer Schotter 1 auf das Gleis 2 abgeworfen. Ein Schotterpflug 16 verteilt diesen Schotter 1 für einen nachfolgenden Stopfvorgang. Dabei hebt ein Hebeaggregat 19 einer Stopfmaschine 18 den Gleisrost 5 mit einer ersten Hebung h4' um vorteilhafterweise 70mm. Damit wird eine dritte Bettungshöhe h5' von ca. 300mm erreicht.
[41] Entsprechend der vorliegenden Erfindung erfolgt die Fixierung des Gleisrostes 5 in dieser angehobenen Lage in zwei Schritten mittels eines Tiefstopfaggregats 22. Ein solches Aggregat 22 ist in der AT 522237 A1 derselben Anmelderin offenbart. Gegenüber einem herkömmlichen Stopfaggregat 20 weist das Tiefstopfaggregat 22 einen größeren vertikalen Bewegungsbereich des Werkzeugträgers auf. Zudem kommen längere Stopfpickel 23 zum Einsatz.
[42] In einem ersten Schritt tauchen die Stopfpickel 23 des Tiefstopfaggregats 22 in eine untere Tiefenschicht des Schotterbetts 4 ein und werden dort vibrierend beigestellt. Dabei befinden sich die Oberkanten der an den Stopfpickelenden befindlichen Pickelplatten zumindest 100mm unter den Unterkanten der Schwellen 6. Vorteilhafterweise erfolgt die Vibrationserzeugung mittels einer rotierenden Exzenterwelle, an die hydraulische Beistellzylinder angeschlossen sind. Beistellbewegung und Vibration können auch im jeweiligen Hydraulikzylinder überlagert werden, wobei eine entsprechende Ansteuerung mit integrierter Wegmessung vorzusehen ist.
[43] Zur Erzielung vorgegebener Beistellkräfte und Beistellzeiten ist beim Tiefstopfen auf eine angepasste Druckbeaufschlagung der Beistellzylinder zu achten. Die Druckeinstellung muss so angepasst werden, dass beim Tiefstopfen dieselben Kräfte und Zeiten erreicht werden wie beim nachfolgenden normalen Stopfen. Gegebenenfalls wird das Verdichtungsergebnis insgesamt positiv beeinflusst, wenn beim ersten Verdichtungsschritt die Stopfpickeln 23 lediglich in Vibration versetzt werden. Ein Beistellvorgang entfällt dabei.
[44] Unmittelbar anschließend erfolgt ein zweiter Verdichtungsschritt, bei dem die Absenkung der Stopfpickel 23 in eine obere Tiefenschicht des Schotterbetts 4 erfolgt. Dort wird ein Beistellvorgang unter Vibrationsbeaufschlagung durchgeführt. Diese obere Tiefenschicht liegt zwischen der zuvor verdichteten unteren Tiefenschicht und den Unterkanten der Schwellen 6. Auf diese Weise wird das Schotterbett 4 über die gesamte Bettungshöhe h5' mittels des Tiefstopfaggregats 22 verdichtet. Danach erfolgt ein Stabilisierungsvorgang mittels einer Stabilisierungsmaschine 21, wodurch sich eine geringfügig reduzierte Bettungshöhe h6' einstellt (ca. 295mm).
[45] Die endgültige Geometrie des Gleises 2 wird in einer abschließenden Arbeitsphase hergestellt. Dabei wird des Gleis 2 mit derselben oder einer weiteren Stopfmaschine 18 bearbeitet. Ein Hebe-/Richtaggregat 19 hebt den Gleisrost 5 mit einer geringfügigen Überhöhung gegenüber der vorgegebenen Gleisgeometrie. Damit wird die nachfolgende Gleissetzung beim Stabilisieren berücksichtigt. Diese zweite Hebung h7' liegt im Bereich von 20mm bis 25mm und ist somit deutlich geringer als die erste Hebung h4'. Zusätzlich erfolgt ein seitliches Richten des Gleisrostes 5.
[46] Ein Stopfaggregat 20 zum gleichzeitigen Unterstopfen mehrerer Schwellen 6 reduziert die Durcharbeitungszeit in dieser Arbeitsphase. Dieses Stopfaggregat 20 ist entweder zusätzlich zum Tiefstopfaggregat 22 auf derselben Stopfmaschine 18 oder auf einer separaten Stopfmaschine 18 angeordnet. Im ersten Fall wird dasselbe Hebe-/Richtaggregat 19 in vorteilhafter Weise für alle Hebeschritte genutzt. Abschließend erfolgt ein Stabilisationsvorgang mittels eines Stabilisationsaggregats 14. Dieses ist entweder in einer separaten Stabilisationsmaschine 21 oder an einem mit der Stopfmaschine 18 gekoppeltem Maschinenrahmen angeordnet.
[47] Die neue Arbeitsmethode ist nicht auf das beispielhaft dargestellte Streckenreinigungsverfahren beschränkt. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren für Reinigungszüge mit integrierten Stopfmaschinen 18 und Stabilisationsmaschinen 21 und gegebenenfalls Pflugschildern 17 anwendbar. Auch bei der Weichenreinigung oder beim Austausch von Weichen kann das Verfahren zum Einsatz kommen. Auch hier wird Schotter bis zu einer Bettungshöhe h2' von 250mm auf einmal eingebracht und anschließend in einem Durchgang mit Tiefstopfen, Normalstopfen und Stabilisieren verdichtet.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Reinigen eines Schotterbettes (4) eines Gleises (2) mittels gleisgebundener Maschinen (8, 18, 21), wobei mittels einer Reinigungsmaschine (8) ein unter einem Gleisrost (5) befindlicher Schotter (1) mit einer Schotterentnahmevorrichtung (10) entfernt wird, wobei bezogen auf eine Arbeitsrichtung (12) dahinter gereinigter und/oder neuer Schotter (1) in mehreren Schichten mittels einer Schottereinbringvorrichtung (11) und eines Schotterzuges (15) in das Gleis (2) eingebracht wird und wobei der eingebrachte Schotter (1) mittels einer Stopfmaschine (18) und einer Stabilisationsmaschine (21) verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor einem ersten Stopfvorgang mittels der Schottereinbringvorrichtung (11) und des Schotterzuges (15) alle Schichten des neuen und/oder gereinigten Schotters (1) eingebracht werden, dass beim ersten Stopfvorgang das Schotterbett (4) mittels eines Tiefstopfaggregats (22) in unterschiedlichen Tiefenschichten verdichtet wird, dass danach das Gleis (2) mittels der Stabilisationsmaschine (21) stabilisiert wird, dass unmittelbar anschließend mittels derselben oder einer weiteren Stopfmaschine (18) der Gleisrost (5) in einem zweiten Stopfvorgang in lediglich einer Tiefenschicht unterstopft wird und dass nach dem zweiten Stopfvorgang das Gleis (2) mit derselben oder einer weiteren Stabilisationsmaschine (21) stabilisiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schotterbett (4) zumindest mit einer Entnahmehöhe (h1) von 300mm gereinigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Schottereinbringvorrichtung (11) Schotter (1) für eine Bettungshöhe (h2') von mindestens 200mm, insbesondere von mindestens 250mm eingebracht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Hebevorgang der Gleisrost (5) um zumindest 50mm, insbesondere um zumindest 70mm gehoben wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Hebevorgang der Gleisrost (5) mit einer Hebung in einem Bereich zwischen 15mm und 25mm; insbesondere in einem Bereich zwischen 20mm und 25mm gehoben wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem ersten Hebevorgang mittels des Tiefstopfaggregats (22) ein erster Stopfvorgang in einer unteren Tiefenschicht des Schotterbetts (4) mit vibrierenden und beistellenden Stopfpickel (23) und ein zweiter Stopfvorgang in einer oberen Tiefenschicht des Schotterbetts (4) mit denselben Stopfpickeln (23) durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfvorgang nach dem zweiten Hebevorgang mittels eines Mehrschwellenstopfaggregats (20) durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stopfarbeiten mit einer in einem Reinigungszug integrierten Stopfmaschine (18) durchgeführt werden.
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