WO2011020467A1

WO2011020467A1 - Elastische besohlung für betonschwellen

Info

Publication number: WO2011020467A1
Application number: PCT/DE2010/000971
Authority: WO
Inventors: Peter Plica
Original assignee: Peter Plica
Priority date: 2009-08-21
Filing date: 2010-08-18
Publication date: 2011-02-24
Also published as: DE102009038414A1; DE102009038414A8

Abstract

Für eine elastische, auf der Unterseite einer Gleisschwelle für einen Eisenbahnschotteroberbau befestigte und die gesamte Grundfläche der Schwelle (6) überdeckende Besohlung wird vorgeschlagen, daß mehrere aneinandergereihte Besohlungsteile (1), (2), (3), (4) und (5) mit unterschiedlicher Elastizität und unterschiedlich großer Auflagerfläche in der Weise ausgebildet sind, daß unter zur Schwellenmitte symmetrischen Radlasten die elastischen Schwelleneinsenkungen in Schwellenmitte und an den Schwellenenden gleich groß sind. Die Besohlungsteile (1) bis (5) können die gleiche Dicke aufweisen und das in Schwellenmitte angeordnete Besohlungsteil (3) kann eine deutlich geringere Elastizität als die der übrigen Besohlungsteile (1), (2), (4) und (5) aufweisen.

Description

Elastische Besohlung für Betonschwellen Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine elastische, auf der Unterseite einer Gleisschwelle aus Beton für einen Eisenbahnschotteroberbau befestigte und die gesamte Grundfläche der Schwelle überdeckende Besohlung.

Schwellenbesohlungen haben unter anderem den Zweck, die elastischen

Einsenkungen eines Gleisrostes unter der rollenden Last auf ein gewünschtes Maß zu erhöhen und damit die für die Überfahrt der Züge notwendige Elastizität des

Gleisrostes zu verbessern.

Bekannt sind für Gleisschwellen im Schotteroberbau Besohlungen mit verschiedenen Dicken und unterschiedlicher Elastizität. In der Regel hat die Besohlung einer Schwelle eine festgelegte Elastizität und eine konstante Dicke über die gesamte Schwellenänge, um eine gleichmäßige Einsenkung der gesamten Schwelle zu erreichen.

Bekannt ist weiterhin eine Besohlung von Weichenschwellen im Schotteroberbau gemäß AT 503 772 A1. Um die im Übergangsbereich von Langschwellen auf

Kurzschwellen vorhandenen Spannungsspitzen im Schotter auszugleichen, erhalten die ersten Kurzschwellen eine Besohlung mit mindestens zwei unterschiedlichen Steifigkeiten über die Länge der Schwelle. Dieser für die speziellen

Übergangsschwellen einer Weiche zweckmäßige Vorschlag ist aber nicht auf normale Gleisschwellen der durchgehenden Strecke anwendbar.

Bekannt sind auch Besohlungen unterschiedlicher Steifigkeit für Gleisschwellen einer festen Betonfahrbahn. In AT 000 907 U1 wird eine derartige Besohlung

vorgeschlagen, die ausgehend von einer hohen Steifigkeit im Bereich jedes

Schienenfußes beidseitig immer weicher wird und damit zu einer Lastkonzentration im Schienenfußbereich und zu einer erwünschten Verringerung der Schwellenbiege- momente führt. Diese für eine feste Fahrbahn vorteilhafte Lösung läßt sich allerdings nicht auf einen Schotteroberbau übertragen, da der Schotter eine möglichst

gleichmäßige Lastverteilung unter der gesamten Schwelle und damit andere Überlegungen zur Ausbildung einer Besohlung erfordert.

Als nachteilig ist bei den bekannten Ausführungsarten von Gleisschwellen im

Schotteroberbau anzusehen, daß die zugehörigen, elastischen Biegeverformungen der Schwelle unberücksichtigt bleiben, die eine Verkrümmung der Schwelle erzeugen und damit zu unterschiedlichen Einsenkungen über die Schwellenlänge hinweg führen. Diese unterschiedlichen Einsenkungen werden durch die bekannten Besohlungausführungen nur in geringem Maße ausgeglichen.

Große Biegeverformungen ungünstig konstruierter Schwellen erzeugen demnach wegen unterschiedlicher Einsenkungen auch unterschiedlich große Schotterpressungen unter der Schwelle. Diese wiederum sind die Ursache für unterschiedliche Schottersetzungen, die zu unerwünschten Hohllagen der Schwellen im Schotterbett führen können und so die Gleisqualität verschlechtern

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, die ungünstige Wirkung der Schwellenbiegeverformungen im Schotteroberbau durch eine geeignete Ausbildung der Besohlung aufzuheben.

Die Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen beschriebene Besohlungs- gestaltung gelöst.

Die Erfindung geht von derzeitigen Stand der Technik aus, in dem durch Versuche nachgewiesen wurde, daß gleiche elastische Einsenkungen in Schwellenmitte und an den Schwellenenden die Entstehung von Hohllagen weitgehend verhindern können.

Bei vielen Schwellentypen ist jedoch im Entwurf diese Erkenntnis nicht berücksichtigt worden oder war aus technischen Gründen nicht ausführbar.

Der Erfindung liegt deshalb der Gedanke zugrunde, durch das zusätzliche Bauelement Besohlung mit abschnittsweise unterschiedlicher Elastizität die Biegeverformung der

Schwelle durch Berechnung und Versuch so zu steuern, daß sich gleiche elastische

Einsenkungen in Schwellenmitte und an den Schwellenenden einstellen.

Der Vorteil der Erfindung ist vor allem darin zu sehen, daß eine Besohlung der

Schwelle hauptsächlich aus wirtschaftlichen Gründen zur Schotterschonung eingesetzt wird - als Bauelement also bereits vorhanden ist - und jetzt ohne wesentliche

Mehrkosten die zusätzliche Aufgabe der Hohllagenverringerung übernimmt, und so zur längeren Erhaltung der Gleisqualität beiträgt.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß mit der Einhaltung gleicher Einsenkungen in Schwellenmitte und den Schwellenenden auch die Biegemomente der Schwelle verringert werden. Damit ist eine höhere Belastung der Schwelle möglich.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 : die Ansicht einer Schwelle mit der erfindungsgemäßen Besohlung.

Fig. 2: die Untersicht der Schwelle mit den Besohlungsteilen.

Fig. 3: die mit der erfindungsgemäßen Besohlung verbundenen elastischen Schwelleneinsenkungen unter zur Schwellenmitte symmetrischen Radlasten .

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsart der erfindungsgemäßen Besohlung zeigt die Besohlungsteile 1, 2, 3, 4 und 5, die mit der Betonschwelle 6 fest und dauerhaft verbunden sind und durch die symmetrisch zur Schwellenmitte wirkenden Radlasten 7 beansprucht werden.

Die Länge der einzelnen Besohlungsteile richtet sich weitgehend nach der geometrischen Form der Schwellengrundfläche und nach der Forderung, die Besohlungsteile mit möglichst einfachen Zuschnitten herzustellen.

Die Elastizität, d.h. der Bettungsmodul der einzelnen Besohlungsteile unter statischer Last, wird ebenfalls weitgehend durch die Geometrie der Schwelle bestimmt.

Bei kurzen Gleisschwellen für Vollbahngleise mit Schwellenlängen unter 2,5 m treten in der Regel die maximalen Einsenkungen an den Schwellenenden auf. Um die gewünschte, in Fig. 3 dargestellte gleichmäßige Einsenkung in Schwellenmitte 8 und an den Schwellenenden 9 zu erreichen, müssen die äußeren Besohlungsteile 1 und 5 härter sein, d.h. einen höheren Bettungsmodul erhalten, als die inneren Besohlungsteile 2 und 4.

Bei langen Gleischwellen über 2,5 m Länge treten umgekehrt die maximalen Einsenkungen in Schwellenmitte 8 auf. Entsprechend müssen auch die Bettungsmoduli der äußeren Besohlungsteile 1 und 5 geringer werden und die der inneren Besohlungsteile 2 und 4 anwachsen.

Die genaue Bestimmung der Bettungsmoduli für die einzelnen Besohlungsteile erfolgt mit entsprechenden baustatischen Berechnungsverfahren und wird durch Versuche überprüft.

Die Dicke der Besohlungsteile 1 bis 5 muß gleich sein, um beim Verlegen der 95 Schwellen auf das gewalzte, ebene Schotterbett unterschiedliche Vorverformungen der Besohlungsteile zu vermeiden.

Bei Gleisschwellen besteht ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Besohlung darin, daß das mittlere Besohlungsteil 3 sehr weich, d.h. mit einem sehr geringen Bettungsmodul, ausgeführt wird. Damit wird der Erfahrung Rechnung getragen, daß

100 das Mittelteil von Gleisschwellen möglichst lastfrei bleiben sollte. Außerdem wird dadurch das Biegemoment in Schwellenmitte verringert.

Der in diesem Falle naheliegende Gedanke, auf das Besohlungsteil 3 ganz zu verzichten, wird ausdrücklich nicht verfolgt, weil die unvermeidbaren, allmählich anwachsenden Schottersetzungen die Auflagerverhältnisse in Schwellenmitte unter

105 diesen Umständen ungünstig und unkontrollierbar verändern können.

Die Herstellung und der Zuschnitt der erfindungsgemäßen Besohlungsteile 1 bis 5 erfolgen bei unterschiedlichen Bettungsmoduli voneinander unabhängig. Ergeben sich rechnerisch gleiche Elastizitäten für benachbarte Besohlungsteile, also für die Teile 1 und 2 bzw. 4 und 5, so werden diese aus Kostengründen als einstückige Teile

110 gefertigt.

Um die Besohlungsteile im Schwellenwerk kostengünstig auf den Schwellen zu befestigen, kann ebenfalls eine Verbindung einzelner Besohlungsteile zweckmäßig sein.

Für Gleisübergänge von besohlten auf unbesohlte Schwellen ist eine weitere

115 Ausführungsart der erfindungsgemäßen Besohlung vorgesehen, bei der im Übergangsbereich die Elastizität der Besohlungsteile 1 bis 5 von Schwellte zu Schwelle schrittweise ansteigt. Damit wird ein allmählicher Übergang von den weich gelagerten, besohlten Schwellen auf die der unbesohlten Strecke erreicht. Ein abrupter, stufenförmiger Höhenverlauf des Gleises aufgrund unterschiedlicher

120 Schottersetzungen wird auf diese Weise vermieden.

Claims

Patentansprüche

1. Elastische, auf der Unterseite einer Gleisschwelle aus Beton für einen Eisenbahnschotteroberbau befestigte und die gesamte Grundfläche der Schwelle überdeckende Besohlung dadurch gekennzeichnet, daß

125 mehrere aneinandergereihte, Besohlungsteile (1), (2), (3), (4) und (5) mit unterschiedlicher Elastizität und unterschiedlich großer Auflagerfläche in der Weise ausgebildet sind, daß unter zur Schwellenmitte symmetrischen Radlasten die elastischen Schwelleneinsenkungen in Schwellenmitte (8) und an den Schwellenenden (9) gleich groß sind,

130 2. Elastische Besohlung gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß

alle Besohlungsteile (1) bis (5) die gleiche Dicke aufweisen.

3. Elastische Besohlung gemäß Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß das in Schwellenmitte angeordnete Besohlungsteil (3) eine deutlich geringere Elastizität hat als die übrigen Besohlungsteile (1 ), (2), (4) und (5).

135 4. Elastische Besohlung gemäß Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß

die aneinandergereihten Besohlungsteile (1) bis (5) teilweise miteinander verbunden sind.

5. Elastische Besohlung gemäß Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gleisübergang von besohlten zu unbesohlten Schwellen die Elastizität der 140 Besohlungsteile (1 ) bis (5) von Schwelle zu Schwelle schrittweise ansteigt.