Verfahren zur automatischen Lagekorrektur eines Gleises
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Korrektur von Einzelfehlern eines aus Schienen und Schwellen gebildeten Eisenbahngleises. Stand der Technik
Aus der EP1 028 193 B1 ist ein Verfahren zur Lagekorrektur von Einzelfehlern be kannt. Im„Handbuch Gleis“; Dr. Bernhard Lichtberger, DVV Media Group GmbH/ Eurailpress (ISBN 978-3-7771 -0400-3) in 3. Auflage 2010 erschienen wird auf Sei te 472 mit dem„UNIMAT Sprinter“ eine Einzelfehlerbehebungsmaschine be- schrieben.
Stopfaggregate von Gleisstopfmaschinen penetrieren mit Stopfwerkzeugen den Schotter eines Gleisbettes im Bereich zwischen zwei Schwellen (Zwischenfach) im Bereich des Auflagers der Schwelle im Schotter unter der Schiene und verdichten den Schotter durch eine dynamische Vibration der Stopfpickel zwischen den zuei- nander beistellbaren gegenüberliegenden Stopfpickeln. Je gleichmäßiger ein Gleis von Schwelle zu Schwelle verdichtet wird, um so haltbarer ist die erzielte geomet rische Gleislage nach der Instandhaltungsarbeit. Bei langer Gebrauchsdauer des Schotters (lange Liegezeiten typischerweise mehr als 10 Jahre) ist der Schotter in der Regel stark verunreinigt und abgenutzt. Zum einen brechen die Schotterkörner an den Kornspitzen ab und die abgebrochenen Teile liegen dann zwischen den Schotterkörnern. Dazwischen sammelt sich Gesteinsmehl (Abrieb der Schotter körner unter Verkehrslast). Dies führt dazu, dass von Schwelle zu Schwelle unter schiedliche Schotterverhältnisse und Steifigkeiten vorliegen. Unter den Radlasten kommt es je nach Steifigkeit des Schotters unter der Schwelle zu unterschiedli- chen Einsenkungen. Die Räder reagieren darauf mit Radkraftschwankungen die
einerseits das Laufverhalten der Züge negativ beeinflussen und andererseits das Gleis und die Fahrzeuge hoch beanspruchen. Dies erhöht den Verschleiß der Rä der und des Laufwerkes. Es führt auch zu einem schnellen Qualitätsverfall der Gleislage.
Ergebnisse aus der Praxis zeigen, dass mit ca. einem Einzelfehler pro km Gleis auf den betriebenen Eisenbahnstrecken zu rechnen ist. Diese zeigen keine Korre lation zur Gleisgeometrie. Sie treten in Geraden, in Bögen oder in Übergangsbö gen in etwa gleich häufig auf. Die nach dem in EP1 028 193 B1 beschriebenen und mit der Einzelfehlerbehebungsmaschine„UNMAT Sprinter“ durchgeführten Lagekorrekturen zeigen, dass zwischen 50-60% der so korrigierten Einzelfehler nicht haltbar beseitigt werden konnten und sich nach kurzer Betriebsbelastung wieder in vorheriger Größe einstellen. Da kein offensichtlicher Zusammenhang mit Gleisgeometrieelementen vorliegt ist die Ursache für die wiederkehrenden Ein zelfehler in den Schottereigenschaften bzw. dem Untergrund zu suchen. Mit den bisherigen Methoden nach dem bekannten Stand der Technik kann nach der Be hebung eines Einzelfehlers kein Hinweis im Sinne eines objektiven Qualitäts nachweises, sowie hinsichtlich der Haltbarkeit des behobenen Einzelfehlers bzw. des Schotterzustandes gegeben werden.
Häufig ist der Auslöser eines Einzelfehlers eine singuläre Gleisunstetigkeit wie z.B. ein unebener Schienenstoß oder eine hohl liegende Schwelle. Züge die über diese Unebenheit fahren üben hohe dynamische Kräfte aus. Dadurch wird der Schotter unter diesen Bereichen einer hohen Belastung ausgesetzt, bricht an den Kanten, rundet sich, die Feinanteile verfüllen die Hohlräume zwischen den Schot terkörnern. Der Fehler wird nicht nur größer, sondern dehnt sich wegen der Rad- Schienewechselwirkung auch in Längsrichtung aus. Durch die angeregten Wa genkästen (durch den Gleisfehler angeregtes aus- und wieder einfedern) kommt es zur Entstehung von Folgeeinzelfehlern mit typisch geringerer und abklingender Fehlerhöhe.
Das aus der EP1 028 193 B1 bekannte Verfahren zur Einzelfehlerbehebung weist die folgenden Mängel auf:
Es wird eine elektronische Glättung durchgeführt, wodurch der tatsächliche im Gleis liegende Fehler nur näherungsweise erfasst wird
Die linke und rechte Schiene wird nur auf der jeweiligen Fehlerlänge der einzelnen Schienenseite unterstopft. Wenn diese Fehler zueinander in Längsrichtung deut- lieh versetzt sind, wird ein Verwindungsfehler eingebaut. Das Verfahren beginnt mit der Lagekorrektur durch Unterstopfen des Gleises beim jeweils ermittelten Startpunkt (am Flochpunkt) ohne Flebung. Aus Untersuchungen ist bekannt, dass bereits bei einer Stopfung ohne Flebung sich unter den Zugsbelastungen eine Setzung von 5mm einstellt. Dies ergibt nach dem Verfahren nach EP1 028 193 B1 bis zu vier aufeinanderfolgende Verwindungsfehler (gerechnet mit der üblichen Verwindungsbasis von 3m) von jeweils bis zu 5 mm. Die Eingriffsschwelle die eine Gleisberichtigung erfordert liegt in der Nähe dieses Wertes. Die hinterlassene Gleisgeometrie wäre also hinsichtlich der Verwindung bereits grenzwertig.
Der Beginn und das Ende der Stopfung wird exakt auf den Flochpunkt gelegt. Der Flochpunkt des Gleises bildet sich durch besonders fest aufliegende Schwellen aus. Bleiben diese in ihrer extrem festen Auflage erhalten, dann bleibt nach dem Stopfen ein sprunghafter Übergang zwischen hart (vor dem Gleisfehler) und weich (auf der Länge des Gleisfehlers) zurück. Dies hält die hohe dynamische Rad- Schiene-Wechselwirkung aufrecht. Der berichtigte Fehler wird schnell wiederkeh- ren.
Nachteilig am Verfahren nach EP1 028 193 B1 ist auch, dass vor der eigentlichen Arbeit keine Überprüfung der ermittelten Sollgeometrie hinsichtlich der zu erwar tenden Verwindungsfehler erfolgt und eventuell eine Korrektur des Entwurfs durchgeführt wird. Nachteilig ist auch, dass der Einsatz des Mehrfachstopfens oder die Wahl der Stopfparameter dem Maschinenbediener überlassen wird und dieser nach Gut dünken verfahren kann. Der aktuelle Schotterzustand wird nicht erfasst und geht in die Planung des Entwurfes der Gleissollgeometrie nicht ein.
Als Überprüfung der Qualität der durchgeführten Arbeit wird nach EP1 028 193 B1 alleine die hinterlassene Gleisgeometrie aufgezeichnet. Diese gibt keine Auskunft über die Haltbarkeit der Gleiskorrektur und auch keine Angabe über die Schotter verhältnisse im Fehlerbereich.
Es ist bekannt Leitcomputer für Stopfmaschinen vorzusehen, mit denen Gleisge ometrien aufgezeichnet und abgespeichert werden können. Mit Inertialsystemen oder nordbasierten Navigationssystemen können neben den Höhelagefehlern auch die Richtungsfehler und die Gleisüberhöhung aufgezeichnet werden.
Bekannt sind auch Stopfaggregate mit vollhydraulischem Stopfantrieb die die Bet tungshärte über Messung der Verdichtkraft und des Verdichtweges erfassen. Die se liefern über die Erfassung der Bettungshärte und der erreichten Verdichtung (Verdichtkraft) des Schotters durch die Stopfung eine Aussage über die Verunrei nigung des Schotters und den Schotterzustand. Wird zum Beispiel beim Stopfen nur eine geringe Verdichtkraft gemessen (typisch 10-30 kN Verdichtkraft, Bet tungshärte < 150 Nm) dann ist dort der Schotter zerkleinert und abgerundet. Es kann keine ausreichende Verzahnung der Schotterkörner erreicht werden. Die Stopfung wird keine Haltbarkeit aufweisen. Der korrigierte Einzelfehler wird sich in Kürze (typisch innerhalb 1 -2 Mio Lto) wieder ausbilden. Je nach Höhe des Fehlers wird nach dem Stand der Technik Mehrfachstopfung eingesetzt. Für eine Gleishe bung von mehr als 40mm z.B. zweimal Stopfung oder ab 60mm dreimal Stopfung an derselben Schwelle.
Aus der WO2018082798 (A1 ) ist ein Verfahren zur Korrektur von vertikalen Lage fehlern eines Gleises mittels einer Gleisstopfmaschine und eines dynamischen Gleisstabilisators bekannt, wobei ausgehend von einer erfassten Ist-Gleislage für eine bearbeitete Gleisstelle ein Überhebewert vorgegeben wird, mit dem das Gleis in eine vorläufige Überhebe-Gleislage angehoben und unterstopft wird und nach folgend mittels dynamischer Stabilisierung in eine resultierende End-Gleislage ab gesenkt wird. Aus einem Verlauf der Ist-Gleislage wird ein geglätteter Ist- Lageverlauf gebildet und für die bearbeitete Gleisstelle wird ein Überhebewert in Abhängigkeit des Verlaufs der Ist-Gleislage bezüglich des geglätteten Ist-
Lageverlaufs vorgegeben. Ein weiteres Verfahren zur Lagekorrektur eines Glei ses, das aus nebeneinander angeordneten Gleisabschnitten und diese miteinan der verbindenden Abzweiggleisen besteht ist aus der EP 0 930 398 (A1 ) bekannt, wobei die Gleislagekorrektur unter synchroner Anhebung und/oder Seitenver- Schiebung auf der Basis von aus Soll- und Istlage ermittelten Gleiskorrekturwerten erfolgt.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Gleislagekor rektur von extremen Längshöheneinzelfehlern anzugeben welches die Haltbarkeit der Gleislage der behobenen Einzelfehler im Vergleich zu den bisher bekannten Verfahren wesentlich erhöht, sowie die Möglichkeit der Vorhersage der Haltbarkeit durch objektive Messung bietet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem durch folgende Schritte gekenn zeichneten Verfahren gelöst: Aufmessen des amplituden- und phasentreuen nichtverzerrten Höhenverlaufes der linken und rechten Schiene, des Richtungsfehlers und der Überhöhung mittels eines Inertialmesssystems oder eines nordbasierten Navigationsmesssystems.
Festlegen der zu berichtigenden Höhenfehlerlänge der linken und rechten Schiene
Festlegen der Referenzhöhenlinie für die linke und die rechte Schiene mit Berech- nung der durchzuführenden Hebungen der linken und rechten Schiene
Wahl des Startpunktes N Schwellen (typisch 6) vor dem Hochpunkt vor dem Ein zelfehler und Wahl des Endpunktes M Schwellen (typisch 6) nach dem Hochpunkt nach dem Einzelfehler.
Prüfen der Einhaltung zulässiger Verwindung der ermittelten und geplanten Soll- geometrie beider Höhenlagen
Positionierung des Stopfaggregates genau am ermittelten Startpunkt und Beendi gung der Stopfung genau am ermittelten Endpunkt
Durchführung der Gleislagekorrektur unter gleichzeitiger unabhängiger Regelung und Korrektur der Höhenlagen des linken und rechten Schienenstranges. Erfindungsgemäß kann das Verfahren durch Probestopfungen zur Ermittlung der Bettungshärte mit dem Stopfaggregat erweitert werden. Dazu wird z.B. nach der Gleisgeometrieaufmessung im nunmehr bekannten Fehlerbereich eine Probestop fung ohne Hebung zur Ermittlung der Schotterbetthärte und der Verdichtkraft und damit zum Schotterzustand durchgeführt. Abhängig vom Schotterzustand kann dann das Gleis Überhoben werden, um eine bessere Haltbarkeit zu erzielen.
Erfindungsgemäß kann nach dieser probeweisen Ermittlung des Schotterzustan des im Bereich des Einzelfehlers falls notwendig mit mitgeführten Maschinen der abgenutzte Schotter ausgebaut und durch neuen ersetzt werden um eine Wieder kehr des Gleisfehlers ausschließen zu können. Erfindungsgemäß wird während der Gleislagekorrektur an jeder Schwelle der Schotterzustand (Bettungshärte, Verdichtkraft) gemessen und aufgezeichnet.
Über diese Werte kann eine Vorhersage über die Haltbarkeit der Gleisgeometrie im Bereich des behobenen Einzelfehlers gemacht werden. Diese Messdaten kön nen dann zur Planung des Schottertausches unter Schwellen mit abgenutztem Schotter genutzt werden, damit bei der Behebung des in erwartbarer Kürze der neuerlichen Einzelfehlerbehebung diese dauerhaft erfolgen kann.
Erfindungsgemäß wird neben den dominanten Längshöhenfehlern gleichzeitig der Richtungsfehler und die Überhöhung berichtigt. Der Richtungsfehler wird analog aus dem IMU-Messungen abgeleitet und die sich daraus ergebenden Korrektur- werte werden dem Maschinensteuersystem vorgegeben. Die Überhöhung geht in die Berechnung der Referenzhöhen der beiden Schienen ein.
Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen in der präzi sen phasen- und amplitudengetreuen Erfassung der Einzelfehler, einer Ver-
gleichmäßigung der vertikalen Steifigkeit, einer Verlängerung der Haltbarkeit der Gleisgeometrie des behobenen Einzelfehlers und einem Qualitätsnachweis mittels der Bettungshärte und der Verdichtkraft bei den einzelnen bearbeitenden Schwel len und darauf fundierten Aussagen über die erwartbare Haltbarkeit der Gleisfeh- lerkorrektur. Eine geringe Bettungshärte (W ... weich, N ... normal, H ... hart) ist dabei ein Hinweis auf zerstörten Schotter und stark reduzierte Haltbarkeit der Stopfung.
Kurze Beschreibung der Erfindung
In den Zeichnungen ist das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben. Es zeigen Fig. 1 schematisch eine Einzelfehlerstopfmaschine
Fig. 2 schematisch einen gemessenen Einzelfehler eines Schienenstranges Fig. 3 schematisch dargestellte gemessene Einzelfehlerverläufe der linken und rechten Schiene
Fig. 4 ein Diagramm welches den Verlauf der Setzung abhängig von der Hebung zeigt, sowie den Verlauf der verbleibenden Hebung im Gleis
Fig. 5 schematisch einen Einzelfehler, den Verlauf einer Überhebung des Gleises und die sich einstellende Gleislage nach der Stabilisierung des Gleises (nach voll ständiger Setzung)
Fig. 6 schematisch einen Einzelfehler und den Verlauf der Bettungshärte über die Länge des Einzelfehlers
Weg zur Ausführung der Erfindung
Fig. 1 zeigt eine Einzelfehlerstopfmaschine 2. Die Arbeitsrichtung ist mit W ange geben. Über eine Hebe-Richteinrichtung 13 wird mittels Hebeantrieben 3 und Richtungsantrieben 4 das Gleis in die Sollposition gehoben und gerichtet. Mit dem Stopfaggregat 7 und den Stopfwerkzeugen 8, 15 die in den Schotter eintauchen und den Schotter unter den Schwellen 9 verdichten wird die Gleislage korrigiert. Die Maschine 2 wird während des Arbeitens und des Fahrens mit einem An triebsmotor 5 mit Energie versorgt. Die Maschine 2 ist so ausgeführt, dass sie
auch Einzelfehler in Weichen beheben kann. Dazu ist die Maschine mit schwenk baren Stopfpickeln 8, 15, Splithead-Stopfaggregaten 7 und einer Drehvorrichtung 6 für die Stopfaggregate 7 ausgestattet. Die Maschine 2 ist über Drehgestelle 12 auf dem Gleis 16 verfahrbar. Die Schienen 16 ruhen auf den Querschwellen 9 die im Schotterbett liegen. Das maschineneigene Steuer- und Regelsystem besteht aus den beiden Messwagen 10 und dem hinteren IMU-Messwagen 1 1 . Das Ma schinensteuer- und Messsystem wird in der Regel als Sehnenmesssystem ausge führt. Dabei verläuft eine Sehne mittig für die Richtlage und zwei weitere Sehnen werden für die Längshöhenlage über den Schienen 16 geführt. Die Sensoren zur Erfassung der Längshöhen und der Richtung befinden sich auf dem mittleren Messwagen 10. Der hintere Messwagen 1 1 ist so ausgeführt, dass eine darauf aufgebaute Inertialeinheit bzw. ein nordgestütztes Navigationssystem die Längs höhe beider Schienen, die Richtlage und die Querhöhe wegabhängig aufzeichnen kann. Über ein Odometer wird der Weg s während der Messfahrt aufgezeichnet. Die Messwerte werden äquidistant auf einem Bordrechner mit Display 18 aufge zeichnet, dargestellt und abgespeichert. Das Fahrzeug besitzt zwei Fahrkabinen 17.
Fig. 2 zeigt beispielhaft einen Einzelfehlerverlauf Fu der linken Schiene längs der Bogenlänge s des Gleises. Mit Fum ist eine Grenze angegeben die ein Fehler un terschreiten muss, damit er als zu behebender Einzelfehler behandelt wird. Eine einfache mathematische Möglichkeit die Größe der Einzelfehler und die Hoch punkte zu bestimmen ist die Suche der Maxima (MAX) und Minima (MIN). Die ty pische Länge eines ausgeprägten Einzelfehlers LTyp beträgt zwischen 12-15 m. Befinden sich in der Nachbarschaft des ersten detektierten Einzelfehlers weitere die den Grenzwert Fum unterschreiten (MINi , MIN2, MIN3), dann werden diese nur berücksichtigt, wenn sie sich innerhalb einer maximalen Länge Smax (z.B. typisch 35-40m) befinden. Dadurch soll vermieden werden, dass statt der Behebung der gefährlichen Einzelfehler eine Durcharbeitung ganzer Streckenabschnitte erfolgt. Ziel ist erfindungsgemäß die automatische computergestützte Festlegung des feh lerhaften Stopfbereiches und der Stopfparameter. Mechanisierte Einzelfehlerbe hebung erfolgt nur bei gefährlichen Einzelfehlern die bei Nichtbehebung zu einer Gleissperre oder einer Langsamfahrstelle führen würden. Da diese so schnell wie
möglich behoben werden sollen, wäre eine Durcharbeitung längerer Abschnitte ineffizient. Fum wird so gesetzt, dass Einzelfehler die fast die gleiche Größenord nung wie der eigentliche auslösende Einzelfehler aufweisen mitbehoben werden. Dies ist effizient, da diese Fehler sonst in naher Zukunft sich zu einem kritischen Fehler entwickeln würden. H(n) gibt den Flebewert an der Schwelle n an. Die strichlierte, die Maxima (MAXi, MAX2, MAX3) verbindende Linie, ist die Referenz höhenlinie der linken Schiene auf die die Schiene durch die Korrektur gebracht wird. Damit ein gleichmäßiger vertikaler Steifigkeitsverlauf in der Längsrichtung erzielt wird (aufweichen der harten Hochpunktbereiche) wird mit der Stopfung N Schwellen (typisch 6) vor dem Hochpunkt MAX1 begonnen und M Schwellen (ty pisch 6) nach dem letzten Hochpunkt MAX3 geendet. Da der Gleisfehler mit dem Minimum MIN4 über dem Fehlerlimit Fum liegt (also kleiner ist) wird er nicht für die Korrektur berücksichtigt und verbleibt unberichtigt im Gleis. S kennzeichnet den Startpunkt der Stopfung und E das Ende. Die genaue Positionierung beim Start punkt S kann der Maschinenbediener an Hand der grafischen Darstellung am Leit rechner 18 vornehmen.
Fig. 3 zeigt oben beispielhaft den Einzelfehlerverlauf Fu der linken Schiene und unten den Einzelfehlerverlauf FRe der rechten Schiene. Die rechte Schiene weist als allgemeinen Fall eine ansteigende Überhöhung u(x) auf. Der Einzelfehler liegt also in einem Übergangsbogen. Wie zuvor beschrieben werden die Einzelfehler hinsichtlich Start- und Endpunkt zuerst für beide Schienen getrennt behandelt. Für die linke Schiene ergibt sich als Referenzlinie REFu und für die rechte überhöhte Schiene die der Überhöhungsrampe u(s) zufolge ansteigende Referenzlinie REF- Re. Da es nach einer Stopfung auch ohne Hebung zu einer Setzung von 5mm kommt werden zwar die Einzelfehler links und rechts getrennt der Höhe nach ge hoben aber es werden immer beide Seiten zugleich unterstopft. Die Setzung er folgt dann auf beiden Schienenseiten gleichmäßig, damit ergibt sich kein Verwin dungsfehler. Als Startpunkt S wird der in Längsrichtung zuerst detektierte und zu berichtigende Längshöhenfehler genommen und als Endpunkt E der letzte detek tierte und zu berichtigende Längshöhenfehler. Um zu prüfen ob etwaige unzuläs sige Verwindungsfehler auftreten wird die Differenz der Überhöhungen über die typische Basislänge B der Verwindung von 3m berechnet.
Die Verwindung V errechnet sich zu: V=[u(n) + h( )] - [u(n + B) + h(n + B )] wobei n die betrachtete Schwelle bezeichnet. Die Verwindung wird für alle Positio nen beginnend am Startpunkt (bzw. B=3m vorher) bis zum Endpunkt (bzw. bis B=3m nachher) berechnet und die Einhaltung des Abnahmegrenzwertes für die Verwindung geprüft. Sollte dieser nicht eingehalten werden, dann sind die Refe renzhöhenlinien entsprechend zu modifizieren. Dies ist wie in den nächsten Abbil dungen gezeigt wird vor allem dann nötig, wenn aus Gründen höheren Haltbarkeit der Gleislage das Gleis überhoben wird, damit es sich nach der erwartbaren Set zung während der Stabilisierungsphase des Gleises der optimalen geraden Refe- renzlinie anpasst.
Fig. 4 zeigt schematisch die Setzung S (Linie mit Dreiecken gekennzeichnet) ab hängig von der zuvor durchgeführten Hebung H‘. Daraus kann der Verlauf der verbleibenden Hebung v im Gleis (dauerhafte Berichtigung) angegeben werden (Linie mit Punkten). Derartige Verläufe werden in verschiedenen Publikationen wiedergegeben. Eine davon ist im„Handbuch Gleis“ Autor: Dr. Bernhard Lichtber ger, DVV Media Group GmbH/ Eurailpress (ISBN 978-3-7771 -0400-3), 3. Auflage 2010 im Bild 287 auf Seite 463 zu finden.
Die Setzung S kann abhängig von der Hebung H vereinfachend wie folgt angege ben werden:
Für die verbleibende Hebung H‘ abhängig vom Gleisfehler F gilt:
F < 15 mm H' = (F + 5) 3
Wie den Formeln und dem Diagramm zu entnehmen ist setzt sich das Gleis bei Hebung null H=0 um S=5mm. Der Grund dafür ist, dass die Stopfwerkzeuge 8, 15 Raum einnehmen und einen Teil des Schotters schon nur durch das Eintauchen der Pickel in den Schotter verdrängen. Dies entspricht einem Auflockern des Schotters im Bereich der Schwellen die sich daraufhin unter der Verkehrslast zu setzen beginnen.
Fig. 5 zeigt als Beispiel den Verlauf eines Einzelfehlers g (Linie mit Punkten). Da mit die Gleislage haltbarer wird, beziehungsweise damit die erwartbare Setzung berücksichtigt wird, wird mit der obigen Formel ' = -
F + 15 die notwendige He bung H‘ errechnet (Linie mit Kreisen). Die Referenzlinie für die Höhe der Schiene ist nunmehr keine zwischen den Maxima verlaufende Gerade sondern eine ge krümmte Linie (Linie mit Rauten). Unter der Zuglast setzt sich das Gleis und nimmt nach vollständiger Stabilisierung die Referenzhöhenlinie (Linie mit Dreiecken) an. An den Anfangs- und Endbereichen R wird der Hebewert H‘ über eine Rampe (Länge typisch z.B. 3m) aufgebaut. Da die Hebewerte Anfangs Null beziehungs weise sehr klein sind setzt sich das Gleis unter die Null-Referenzlinie. Das ent spricht zu Beginn und Ende einem kleinen Längshöhenrestfehler der nicht zu ver meiden ist, aber in der Praxis vernachlässigt werden kann. Es ist die Überhebung ü, die Setzung s und die Gleislage I nach Stabilisierung dargestellt.
Fig. 6 zeigt als Beispiel den Verlauf des Einzelfehlers e aus dem vorhergehenden Diagramm (Linie mit Kreisen). Im Diagramm eingetragen ist die Bettungshärte b die mit dem vollhydraulischen Stopfaggregat während des Stopfens ermittelt wird. Die Bettungshärte im gekennzeichneten Bereich W ist gering. Die Ursache ist zer kleinerter abgerundeter Schotter der sich nicht mehr ausreichend verdichten (ver zahnen) lässt. Kommt es vor der Durcharbeitung zu keinem Schottertausch, dann sollte dieser Bereich unbedingt überhoben werden, damit sich eine längere Halt barkeit der Gleislage ergibt. Im Bereich N des Gleisfehlers hingegen liegen gute normale Bettungshärten vor. Hier ist mit einer haltbaren Stopfung zu rechnen. Mit Hilfe der während der Stopfung ermittelten Bettungshärten kann somit die erwart bare Haltbarkeit der Einzelfehlerbehebung angegeben werden. Im gezeigten Bei spiel sollte der Infrastrukturbetreiber im gekennzeichneten Bereich der Schwellen
W den Schotter gegen neuen gebrauchsfähigen tauschen. Nach der Messfahrt kann durch Probestopfungen (mindestens eine in den Bereichen der größten He bungen also im Beispiel bei Schwelle 17 und bei Schwelle 32) die Bettungshärte bzw. die erreichbare Verdichtkraft gemessen werden. Dazu wird ohne Hebung die Testschwelle gestopft und die Bettungshärte und die Verdichtkraft sowie der Bei stellweg (bewegte Distanz der Stopfpickel 8,15) ermittelt. Ausgehend von den da mit bekannten Verhältnissen kann das Gleis überhoben werden. Befindet sich eine Maschine mit welcher vorab Schottertausch durchgeführt werden kann vor Ort, dann wird dieser vor dem Stopfgang durchgeführt. Nach dem Schottertausch muss eine neuerliche Messfahrt zur Planung der Einzelfehlerbehebung durchge führt werden. Nach der Durcharbeit kann die Gleislage durch einen dynamischen Gleisstabilisator künstlich stabilisiert (Setzung) werden. Durch die Stabilisierung mit dem dynamischen Gleisstabilisator wird ein Teil der überhobenen Werte durch den Gleisstabilisator reduziert und geglättet. Diese Setzungen würden ohne Ein satz des Gleisstabilisators durch die belastenden Züge stattfinden (die Gleisstabi- lisatorwirkung entspricht ca. 150.000 Lto äquivalenten Zugsverkehrs).
Verwendete Bezeichnungen:
1 Stopfaggregat
2 Stopfmaschine
3 Hebezylinder
4 Richtzylinder
5 Dieselmotor
6 Drehvorrichtung Stopfaggregat
7 Stopfwerkzeug
8 Stopfpickel
9 Schwelle
10 Mittlerer Messwagen
1 1 IMU-Messwagen
12 Drehgestell
13 Hebe-Richt-Aggregat
14 Arbeitskabine
15 Stopfpickel
16 Schiene
17 Fahrkabine
18 Leitcomputer
w Weiche Bettung, Arbeitsrichtung der Maschine
N Normale Bettung
R Anfangs- Endrampe
B Basislänge Verwindung
S Startpunkt
E Endpunkt
MIN Minima in der Flöhenlage
MAX Maxima in der Flöhenlage
s Bogenlänge
M Nachstopflänge
N Vorstopflänge
H(n) Flebungen
u(n) Überhöhung
Flim Grenzwert kritischer Fehler
TAMP Stopfbereich
REF Referenzlinie für Flebung
Smax Grenzbereich maximal Einzelfehlerlänge