Sanierverfahren für den mehrschichtigen Unterbau bei Bahnstrecken

Abstract

 Ein Verfahren zum Sanieren des aus Schotter 10 sowie aus darunter befindlichen Bodenmaterialien 15 bestehenden mehrschichtigen Unterbaus von aus Schwellen 7 und Schienen 8 bestehenden Gleises 9 bei Bahnstrecken weist einen Arbeitszug mit einem Kopf-Arbeitswagen 1 auf. Dieser sorgt für den Ausbau sowie Einbau des Gleises 9, des Schotters 10 sowie der Bodenmaterialien 15.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sanieren des aus Schotter sowie aus darunter befindlichen Bodenmaterialien bestehenden mehrschichtigen Unterbaus von aus Schwellen und Schienen bestehenden Gleisen bei Bahnstrecken nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Bahnstrecken bestehen aus einem mehrschichtigen Unterbau, auf welchem sich die Gleise befinden. Diese Gleise bestehen dabei aus den Schwellen und aus den Schienen. Der mehrschichtige Unterbau besteht zunächst aus Bodenschichten. Hier handelt es sich insbesondere um eine Planumsschutzschicht, um eine Frostschutzschicht sowie um ggf. um weitere Schichten. Auf diesen Bodenschichten befindet sich dann eine Schotterschicht. Diese dient der Aufnahme des Gleises.

[0003] Der vorbeschriebene Unterbau muß von Zeit zu Zeit saniert werden. Das Gleis selbst wird dabei nicht notwendigerweise immer mit erneuert. Es kann aber auch gleichzeitig miterneuert oder teilerneuert werden. Es gibt dabei verschiedene Verfahren zum Sanieren und Erneuern von Unterbauschichten und Gleisanlagen.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Sanieren des aus Schotter sowie aus darunter befindlichen Bodenschichten bestehenden mehrschichtigen Unterbaus von aus Schwellen und Schienen bestehenden Gleisen bei Bahnstrecken zu schaffen.

[0005] Die technische Lösung ist gekennzeichnet durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1.

[0006] Dadurch ist ein verbessertes Verfahren zum Sanieren des aus Schotter sowie aus darunter befindlichen Bodenschichten bestehenden mehrschichtigen Unterbaus von aus Schwellen und Schienen bestehenden Gleisen bei Bahnstrecken geschaffen, welches sich durch eine einfache technische Realisierung unter Verwendung von flexibel einsetzbaren Arbeitswagen mit entsprechenden Maschinen auszeichnet. Damit ist eine Umbautechnik für den Gleisumbau mit Untergrundsanierung und Bettungsreinigung bzw. Bettungserneuerung mit logistischen Vorteilen geschaffen. Das Herzstück ist dabei der erfindungsgemäße Kopf-Arbeitswagen entweder an der Spitze oder am Ende des Arbeitszuges. Dieser Kopf-Arbeitswagen als logistische Einheit ist für das Handling des Gleises sowie für den Ausbau und für den Einbau des Schotters sowie der Bodenmaterialien verantwortlich. So ist der Kopf-Arbeitswagen zunächst dafür vorgesehen, daß das ausgebaute Gleis entlang dieses Kopf-Arbeitswagens nach hinten transportiert und dort entweder im Kopf-Arbeitswagen oder vorzugsweise in einem der dahinter befindlichen Arbeitswagen gelagert wird. Dabei wird das Gleis insbesondere jochweise durch den Kopf-Arbeitswagen hindurchgeschoben. Das Durchschieben des Gleises kann dabei auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Während des Durchschiebens wird der Ausbauprozeß und erforderlichenfalls der Einbauprozeß unterbrochen. Die Unterbrechung hat jedoch selbst für den Fall, daß der Einbauprozeß kurzfristig unterbrochen werden müßte, keine Diskontinuität des Arbeitsablaufes zur Folge, da keine Schichtunterbrechung erfolgt. Insbesondere wird kein neuer Ansatz der Schichten erforderlich, da die Einbaueinheiten für den Schotter sowie für die Bodenmaterialien lediglich an einer bestimmten Stelle verharren.

[0007] Der erfindungsgemäße Kopf-Arbeitswagen erlaubt einen Gleisumbau und gleichzeitige Untergrundsanierung, wobei sämtliche auszubauenden und einzubauenden Bodenschichten von einem Lagerplatz aus umgeschlagen werden können. Gleichzeitig werden die alten Gleise aus- und wieder eingebaut. Sie können aber auch durch neue Gleise ersetzt werden. Die Gleise können dabei aus entgegengesetzter Richtung zu den Bodenstoffen dem Kopf-Arbeitswagen zugeführt werden, da sie logistisch unabhängig von den Bodenschichten sind. Um die Maschinenkonstruktion einfach zu halten, werden die Ausbau- und Einbauarbeiten der Unterbauschichten bei ausgebautem Gleis durchgeführt. Die Besonderheit liegt dabei in der Art des Ausbaus der Unterbauschichten sowie in dem Einbau des alten bzw. eines neuen Gleises.

[0008] Dadurch ist ein Gesamtablauf in einem kontinuierlichen Umbauverfahren im Bereich der Bodenschichten geschaffen. Dabei sind sämtliche Schichten in einer Aufstellung hinter dem Kopf-Arbeitswagen angeordnet. Dies wird durch die Verwendung von Materialförderwagen mit reversibler Übergabetechnik ermöglicht. Dies hat den Vorteil, daß sämtliche Materialien der Unterbauschichten (altes Bodenmaterial / neues Bodenmaterial / alter Schotter / aufgearbeiteter Schotter / neuer Schotter) aus einer Arbeitsrichtung zu- und abgeführt werden können. Es ist somit für alle Boden- und Schottermaterialien nur ein logistischer Arbeitsplatz erforderlich.

[0009] Insgesamt können sämtliche Materialien ersetzt werden oder durch eine gezielte Aufarbeitung einzelner Materialien wiederverwendet werden. Die auszubauenden Materialien können dabei zu ihren Bestimmungsorten, nämlich den entsprechenden Arbeitswagen entsprechend transportiert werden. So kann der auszubauende und aufzuarbeitende Schotter mittels einer Aushubeinheit einer Aufgabestation aufgegeben werden. Der Schotter kann dann über ein Förderband zu einer Bettungsreinigungseinheit eines entsprechenden Arbeitswagens weitertransportiert werden. In dieser Bettungsreinigungseinheit wird der Schotter gemäß dem zu wählenden Aufarbeitungsverfahren recyclet und erforderlichenfalls zusätzlich gewaschen. Die Waschung kann hierbei optional erfolgen. Die nicht wieder verwendbaren Schmutz- und Feinanteile des Schotters können dann von der Reinigungseinheit an entsprechende Bunkerwagen weitertransportiert werden. Die wieder verwendbaren und recycleten bzw. gewaschenen Schottermassen werden dann über Förderbänder zurück zur Einbaueinheit des Kopf-Arbeitswagens transportiert. Hier werden sie auf die Unterbauschicht aufgebracht und planiert und erforderlichenfalls verdichtet.

[0010] Entsprechend werden die alten Bodenschichten (meist Frostschutzschicht und Planumsschutzschicht) mittels einer Aushubeinheit auf eine zugeordnete Aufgabestation aufgegeben. Von dort werden die alten Bodenschichten über Förderbänder längs der Arbeitswagen der verschiedenen Stationen der Gesamtzugeinheit hinweg transportiert. Der Transport endet für die ausgebauten Bodenschichten in deren Bunkerwagen. Gleichzeitig wird das neue Bodenmaterial von ihren Bunkerwagen über die Förderwagen zur entsprechenden Einbauheit des Kopf-Arbeitswagens transportiert. Zur Übergabe der Stoffe aus dem Bunkerwagen auf die Förderbänder ist es dabei sinnvoll und hilfreich, einen Übergabewagen zwischenzuschalten. Mit der entsprechenden Einbaueinheit des Kopf-Arbeitswagens wird das neue Bodenmaterial (meist Frostschutzschicht und Planumsschutzschicht) eingebaut, planiert und erforderlichenfalls verdichtet. Es können aber auch andere Abläufe gewählt werden als der zuvor beschriebene Ablauf. Ziel ist eine komplette Erneuerung der Unterbauschichten. Hierzu müssen lediglich die Förderbänder und die Arbeitswagen in der Zuführung entsprechend umgestellt werden.

[0011] Die zuvor beschriebene Aushubeinheit löst sowohl die Schotterschicht als auch die alte Bodenschicht. Die Schotterschicht wird hierbei der Aufgabestation mittels der Aushubeinheit übergeben. Die alte Bodenschicht wird über eine entsprechende Aufgabestation ebenfalls mittels der Aushubeinheit übergeben. Die Aushubeinheit kann dabei auf verschiedenen Techniken basieren. Die einfachste Technik ist eine Baggereinheit. Es können aber auch andere mögliche Techniken zur Anwendung kommen, beispielsweise Förderketten, Fräsen, Schaufelräder oder aber auch andere denkbare Lösungen, mittels denen der Aushub gelöst und verladen werden kann.

[0012] Mit der vorbeschriebenen Technik kann gleichzeitig auch das Gleis ausgebaut und wieder eingebaut werden. Es kann hierbei sowohl das alte Gleis ausgebaut und anschließend wieder eingebaut werden. Alternativ ist es auch möglich, daß das alte Gleis gegen ein neues Gleis ausgetauscht werden kann. Auch eine Teilerneuerung ist möglich. Falls eine gleichzeitige Gleisstoffauswechslung im Sinne einer Gleiserneuerung erfolgen soll, werden diese neuen Gleise vorzugsweise aus entgegengesetzter Richtung der Maschine zugeführt. Hierbei ist es möglich, einzelne oder alle Gleisbaustoffe zu erneuern. Die alten Gleisbaustoffe werden auf die Arbeitswagen aufgeladen, während die neuen Gleisbaustoffe abgeladen und eingebaut werden. Auf den Arbeitswagen kann erforderlichenfalls auch eine Ummontage von alten auf neue Gleisstoffe erfolgen. Das Längsverfahren auf den Arbeitswagen erfolgt mittels am Markt vorhandener Techniken wie Portalkräne oder dgl. Zum Auf- und Abladen der Gleisbaustoffe kann ebenfalls eine Standardtechnik, nämlich der sogenannte Schienenkran verwendet werden.

[0013] Vorzugsweise wird gemäß der Weiterbildung in Anspruch 2 das Gleis durch den Kopf-Arbeitswagen hindurch nach hinten transportiert. Dies bedeutet, daß das Gleis gewissermaßen in den Schlund des Kopf-Arbeitswagens eintaucht und von dort nach hinten transportiert wird. Dies kann auch unterflurig erfolgen.

[0014] Gemäß der Weiterbildung in Anspruch 3 kann das Gleis jochweise ausgebaut und eingebaut werden.

[0015] Gemäß der Weiterbildung in Anspruch 4 kann das Gleis entweder vom erfindungsgemäßen Kopf-Arbeitswagen aus ausgebaut und eingebaut werden. Es ist aber auch möglich, daß der Aus- oder Einbau des Gleises von einem Nachbargleis aus erfolgen kann. Für den Fall, daß ein neues Gleis eingebaut wird, kann dies auch von einer auf dem Gleis verfahrbaren, separaten Arbeitseinheit durchgeführt werden.

[0016] Um den Transport des Gleises durch den Kopf-Arbeitswagen hindurch problemlos durchführen zu können, werden gemäß der Weiterbildung in Anspruch 5 die Aufgabestationen für den Schotter sowie für die Bodenmaterialien vorzugsweise angehoben. Diese Anhebung ermöglicht das Durchfördern der Gleise durch die erfindungsgemäße Aushubeinheit unterhalb der angehobenen Baugruppen.

[0017] Der Transport des Schotters sowie der Bodenmaterialien erfolgt gemäß der Weiterbildung in Anspruch 6 mittels Förderbändern. Die Gleisbaustoffe, nämlich die Gleisjoche bzw. die Schienen und Schwellen können dabei aus entgegengesetzter Richtung zu diesen Bodenstoffen der Kopf-Arbeitsmaschine zugeführt werden, da sie logistisch unabhängig von den Bodenschichten sind. Die zuvor beschriebenen Förderbandanlagen können beliebig angeordnet werden, um die entsprechenden Materialien zu ihrer Aufarbeitungsstätte oder Bunkerstätte zu transportieren.

[0018] Gemäß der Weiterbildung in Anspruch 7 sind die Förderbänder derart verstellbar, daß eine reversible Transportrichtung realisierbar ist.

[0019] Die Weiterbildung gemäß Anspruch 8 schlägt diverse Typen von Arbeitswagen vor.

[0020] Schließlich schlägt die Weiterbildung gemäß Anspruch 9 vor, daß der Arbeitszug wenigstens einen Übergabewagen aufweist. Dieser Übergabewagen ist insbesondere zur Übergabe der Bodenstoffe aus den Bunkerwagen auf die Überförderbänder sinnvoll.

[0021] Ein Ausführungsbeispiel eines Arbeitszuges unter Verwendung des erfindungsgemäßen Kopf-Arbeitswagens zum Sanieren des aus Schotter sowie aus darunter befindlichen Bodenschichten bestehenden mehrschichten Unterbaus von aus Schwellen oder Schienen bestehenden Gleisen bei Bahnstrecken wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt:

Fig. 1

eine schematische Darstellung des gesamten Arbeitszuges in vier Zeichenabschnitten;

Fig. 2a

eine Einzeldarstellung des Kopf-Arbeitswagens des Arbeitszu-ges in Fig. 1;

Fig. 2b

einen Schnitt durch den Kopf-Arbeitswagen in Fig. 2a;

Fig. 3a bis 3c

verschiedene Darstellungen in einer chronologischen Reihen-folge, wie das ausgebaute Gleis nach hinten durch den Kopf-Arbeitswagen hindurchtransportiert wird;

Fig. 4a und 4b

eine Darstellung mit einem zusätzlichen kleinen Arbeitszug, mittels welchem neue Gleise eingebaut werden.

[0022] Der Arbeitszug, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, besteht aus einer Vielzahl von Arbeitswagen. Zur besseren Darstellung ist der in Fig. 1 gezeigte Arbeitszug insgesamt in vier Abschnitte unterteilt und übereinander gezeigt. Dabei ist die zweite Darstellung links an die oberste Darstellung anzufügen, die dritte Darstellung links an die zweite Darstellung anzufügen etc.

[0023] Das Herzstück des Arbeitszuges ist der Kopf-Arbeitswagen 1 entweder an der Spitze oder am Ende des Arbeitszuges. Dieser Kopf-Arbeitswagen 1 weist eine Aushubeinrichtung 2 in Form eines Baggers auf. Weiterhin sind zwei Aufgabestationen 3, 4 sowie zwei Einbaueinrichtungen 5, 6 vorgesehen.

[0024] Die Funktionsweise des Arbeitszuges ist wie folgt:

Zunächst werden die aus Schwellen 7 und Schienen 8 bestehenden Gleise 9 ausgebaut. Dies kann durch den Kopf-Arbeitswagen 1 erfolgen aber auch durch eine separate Arbeitswageneinheit auf dem gleichen Gleis 9 oder auf einem Nachbargleis. Auf jeden Fall wird das jochweise ausgebaute Gleis 9 vorzugsweise mittels der Aushubeinrichtung 2 durch den Kopf-Arbeitswagen 1 hindurch nach hinten transportiert, wie dies in den Fig. 3a bis 3c erkennbar ist. Die Aufgabestationen 3, 4 sowie Einbaueinrichtungen 5, 6 sind dabei nach oben gefahren.

[0025] Nach dem Ausbau des Gleises 9 und seines Transportes nach hinten sorgt zunächst die Aushubeinrichtung 2 zum Ausheben des Schotters 10. Die Aushubeinrichtung 2 gibt dabei den ausgebauten Schotter 10 der Aufgabestation 3 auf. Ausgehend von dieser Aufgabestation 3 wird der Schotter 10 mittels eines Förderbandes 11 einem Arbeitswagen 12 zur Schotteraufbereitung zugeführt. In dieser kann der Schotter 10 recyclet und ggf. zusätzlich gewaschen werden, wobei die Waschung optional erfolgen kann. Die nicht wieder verwendbaren Schmutz- und Feinanteile des Schotters 10 werden von dem Arbeitswagen 12 zu den Arbeitswagen 13 transportiert und dort gebunkert. Die wieder verwendbaren und recycleten sowie ggf. der gewaschene Schotter werden über Förderbänder 14 zurück zum Kopf-Arbeitswagen 1 transportiert und der Einbaueinrichtung 5 für den wieder aufbereiteten Schotter 10 aufgegeben.

[0026] Nach dem Ausbau des Schotters 10 wird das darunter befindliche Bodenmaterial 15 (Planumsschutzschicht sowie ggf. Frostschutzschicht) mittels der Aushubeinrichtung 2 ausgehoben und der Aufgabestation 4 des Kopf-Arbeitswagens 1 aufgegeben. Von dort aus erfolgt der Transport des alten Bodenmaterials 15 mittels Förderbändern 16 über sämtliche Arbeitswagen hinweg bis zu den Arbeitswagen 17, wo die alten Bodenmaterialien 15 gebunkert werden. Der Transport für die ausgebauten Bodenmaterialien 15 endet dort in diesen Bunkerwagen. Gleichzeitig werden neue Bodenmaterialien 15 von ihren Arbeitswagen 18 über entsprechende Förderbänder 19 zur Einbaueinrichtung 6 des Kopf-Arbeitswagens 1 transportiert. Zur Übergabe der neuen Bodenmaterialien aus ihren Bunkerwagen auf die Förderbänder 19 ist es sinnvoll und hilfreich, einen Übergabewagen 20 zwischenzuschalten. Mit der Einbaueinrichtung 6 wird das neue Bodenmaterial 15 eingebaut, planiert und erforderlichenfalls verdichtet. Anschließend wird mittels der Einbaueinrichtung 5 des Kopf-Arbeitswagens 1 der Schotter 10 eingebaut. Zusätzlich kann in den mehrschichtigen Unterbau noch ein Vlies eingebaut werden.

[0027] Schließlich wird das Gleis 9 wieder eingebaut. Es kann dabei das alte, jochweise ausgebaute Gleis 9 verwendet werden. Zu diesem Zweck wird das Gleis 9 durch den Kopf-Arbeitswagen 1 hindurch nach vorne hin zur Einbaustelle transportiert.

[0028] Gemäß der Variante in den Fig. 4a und 4b ist ein separater Gleiswagen 21 vorgesehen. Dieser baut ein neues Gleis 9 ein. Zu diesem Zweck befindet sich der Kopf-Arbeitswagen 1 am Ende des Arbeitszuges.

Bezugszeichenliste

[0029] 

1

Kopf-Arbeitswagen

2

Aushubeinrichtung

3

Aufgabestation

4

Aufgabestation

5

Einbaueinrichtung

6

Einbaueinrichtung

7

Schwelle

8

Schiene

9

Gleis

10

Schotter

11

Förderband

12

Arbeitswagen zur Schotteraufbereitung

13

Arbeitswagen zur Bunkerung der Schmutz- und Feinanteile des Schotters

14

Förderband

15

Bodenmaterial

16

Förderband

17

Arbeitswagen zur Bunkerung der alten Bodenmaterialien

18

Arbeitswagen für neue Bodenmaterialien

19

Förderband

20

Übergabewagen

21

Gleiszug

Ansprüche

1. Verfahren zum Sanieren des aus Schotter (10) sowie aus darunter befindlichen Bodenmaterialien (15) bestehenden mehrschichtigen Unterbaus von aus Schwellen (7) und Schienen (8) bestehenden Gleisen (9) bei Bahnstrecken,
wobei ein Arbeitszug mehrere Arbeitswagen (1, 12, 13, 17, 18) zum insbesondere kontinuierlichen Ausbau sowie Einbau des Gleises (9), des Schotters (10) sowie der Bodenmaterialien (15) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Spitze oder am Ende des Arbeitszuges ein Kopf-Arbeitswagen (1) vorgesehen ist,
welcher das ausgebaute Gleis (9) nach hinten transportiert und wobei das ausgebaute Gleis (9) dort gelagert wird,
welcher mittels einer Aushubeinrichtung (2) den Schotter (10) ausbaut und einer ersten Aufgabestation (3) des Kopf-Arbeitswagens (1) aufgibt, von wo aus der Schotter (10) einem der hinteren Arbeitswagen (12) zugeführt wird,
welcher mittels der Aushubeinrichtung (2) die Bodenmaterialien (15) ausbaut und einer zweiten Aufgabestation (4) aufgibt, von wo aus die Bodenmaterialien (15) einem der hinteren Arbeitswagen (17) zugeführt werden,
welchem die wieder aufbereiteten Bodenmaterialien (15) und/oder neue Bodenmaterialien (15) von einem der hinteren Arbeitswagen (18) zugeführt und vom Kopf-Arbeitswagen (1) eingebaut werden,
welchem der wieder aufbereitete Schotter (10) und/oder neuer Schotter (10) von einem der hinteren Arbeitswagen (12) zugeführt und von dem Kopf-Arbeitswagen (1) eingebaut wird und
wobei das alte Gleis (9) und/oder ein neues Gleis (9) wieder eingebaut wird.

2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gleis (9) durch den Kopf-Arbeitswagen (1) hindurch nach hinten transportiert wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gleis (9) jochweise ausgebaut und eingebaut wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gleis (9) entweder vom Kopf-Arbeitswagen (1) aus oder von einem vom Arbeitszug separaten Arbeitswagen auf dem selben Gleis oder auf einem Nachbargleis aus- und eingebaut wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Transportieren der Gleise (9) durch den Kopf-Arbeitswagen (1) hindurch die Aufgabestationen (3, 4) für den Schotter (10) sowie für die Bodenmaterialien (15) sowie Einbaueinrichtungen (5, 6) für den Schotter (10) sowie für die Bodenmaterialien (15) angehoben werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schotter (10) und die Bodenmaterialien (15) von Arbeitswagen zu Arbeitswagen mittels Förderbändern transportiert werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Förderbänder im Bereich der Übergabestelle zwischen benachbarten Arbeitswagen derart verstellbar sind, daß ein alternativer Transport in beide Richtungen möglich ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß Arbeitswagen
zum Lagern des ausgebauten Schotters (10) und/oder
zum Wiederaufbereiten des ausgebauten Schotters (10) und/oder zum Lagern des wieder aufbereiteten Schotters (10) und/oder zum Lagern der Abfallstoffe des wiederaufbereiteten Schotters (10) und/oder zum Lagern von neuem Schotter (10) und/oder
zum Lagern von ausgebauten Bodenmaterialien (15) und/oder zum Wiederaufbereiten der ausgebauten Bodenmaterialien (15) und/oder zum Lagern der wieder aufbereiteten Bodenmaterialien (15) und/oder zum Lagern der Abfallstoffe der wiederaufbereiteten Bodenmaterialien (15) und/oder zum Lagern von neuen Bodenmaterialien (15)
vorgesehen sind.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Arbeitszug wenigstens einen Übergabewagen (20) aufweist.

10. Kopf-Arbeitswagen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum Sanieren des aus Schotter (10) sowie aus darunter befindlichen Bodenmaterialien (15) bestehenden mehrschichtigen Unterbaus von aus Schwellen (7) und Schienen (8) bestehenden Gleisen (9) bei Bahnstrecken.

Zeichnung