Feste Fahrbahn für schienengebundenen Verkehr

Abstract

 Für eine Feste Fahrbahn, die aus einer Tragschicht (1), mit im wesentlichen ebener Oberfläche (2) und einem darauf verlegten Gleisrost aus Schiene (4) und Schwelle (3), die durch Dübel (24) in Schwellenachse horizontal unverschieblich auf der Tragschicht (1) verankert und in den Schwellen vertikal gleitend geführt sind, besteht, wird vorgeschlagen, durch Anordnung erfindungsgemäßer punktförmiger Lager (6) unter den Schwellen (3) auf der Tragschicht (1), die die betriebstechnisch erforderliche Einfederung des Gleises übernehmen, die Schienenbefestigungen (5), in denen bisher die Einfederung bewirkt wurde, leichter und wirtschaftlicher herzustellen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Feste Fahrbahn für schienengebundenen Verkehr, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist. Diese Fahrbahn weist einen Gleisrost auf, dessen Schwellen durch dübelartige Vorrichtungen vertikal beweglich, jedoch in Schwellenachse praktisch unverschiebbar aufder Tragplatte der Fahrbahn verankert sind.

[0002] Derartige Feste Fahrbahnen sind beispielsweise aus der EP 0 637 645 bekannt. Bei dieser Festen Fahrbahn wird ein Gleisrost aus Schienen und Schwellen auf einer Tragschicht verlegt, wobei zwischen Schwellen und Tragschicht eine nachgiebige Schicht verlegt ist, die punktuelle Ungleichmäßigkeiten zwischen der Oberfläche der Tragschicht und den Sohlflächen der Schwellen ausgleichen und aus derartigen Ungleichmäßigkeiten evtl. entstehende Spannungsspitzen abbauen soll. Diese Ausgleichsschicht hat keine definierten elastischen Eigenschaften und trägt nur in zu vernachlässigender Größenordnung zur vertikalen Einfederung des Gleisrostes bei. Horizontal wird der Gleisrost durch elastische Dübelelemente, wie sie aus der EP 0 637 645 bekannt sind, auf der Tragschicht fixiert.

[0003] Um die aus betriebs- und fahrtechnischen Gründen erforderliche elastisch gedämpfte Abfederung des Gleises, die bei herkömmlichen geschotterten Gleisen durch die Schotterung gegeben ist, auch bei Festen Fahrbahnen zu erreichen, werden die Schienen auf Festen Fahrbahnen durch ein Schienenbefestigungssystem gehalten, bei dem eine verhältnismäßig dicke elastisch nachgiebige Zwischenplatte unter dem Schienenfuß eingebaut ist. Diese Platte allein unter dem Schienenfuß verlegt würde sehr große Kippbewegungen der Schiene bei entsprechender Belastung zulassen, durch die die Betriebssicherheit beeinträchtigt werden könnte.

[0004] Um die Einfederungseigenschaften für die Schiene bei der weichen Schienenauflagerung des Gleises auf der Schwelle bei Festen Fahrbahnen in einer Größenordnung zu erreichen, wie sie bei Schotterbettung üblich ist, wurde eine Schienenbefestigung für Feste Fahrbahnen entwickelt, die den Schienenfuß über dem Auflager mit Hilfe einer Stahlplatte verbreitert (vgl. Ioarv 300 der Deutschen Bundesbahn). Dadurch werden beim Kippen der Schiene die Kantenpressungen auf der elastischen Zwischenplatte und die Einsenkung der Platte und damit die Schienenkippung entsprechend verringert. Diese Schienenbefestigung ist durch die erforderliche Stahlplatte, erheblich vergrößerte Winkelführungsplatten und eine vergrößerte Zwischenplatte sehr aufwendig und beeinträchtigt die Wirtschaftlichkeit der gesamten Konstruktion dieser Festen Fahrbahn.

[0005] Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Feste Fahrbahn der oben beschriebenen Gattung so weiter zu entwickeln, daß die wirtschaftlichen Nachteile der bisher erforderlichen besonderen Schienenbefestigung entfallen. Die begrenzte Möglichkeit der Einfederung der Schiene auf der Schwelle bei der Standard-Schienenbefestigung soll durch die wirtschaftlichere Machbarkeit größerer Federwege mit Hilfe von unter der Schwelle angeordneten Federelementen erweitert werden.

[0006] Die Aufgabe wird gelöst durch eine Feste Fahrbahn, wie sie im kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 1 beschrieben ist. Ausgestaltungen der Erfindung geben die Ansprüche 2 - 9 an.

[0007] Durch die erfindungsgemäße Lagerung des Gleisrostes wird eine sichere vertikale Einfederung des Gleises erreicht, die gegenüber der bisherigen Lösung mit Einfederung direkt unter dem Schienenfuß erhebliche Vorteile aufweist und wesentlich wirtschaftlicher ist. Die erfindungsgemäße Lösung ist jedoch nur möglich bei einer vertikal insgesamt elastischen oder frei beweglichen Lagerung der Schwelle auf der Tragschicht, wie sie beispielsweise bei der aus EP 0 637 645 bekannten Festen Fahrbahn bekannt ist, bei der auch die Verdübelung der Schwellen auf der Tragschicht vertikale Bewegungen der Schwelle relativ zur Tragschicht zuläßt.

[0008] Durch die Verlagerung der Feder vom Schienenfuß zur Schwellensohle wird die schwingende Masse um die Schwellenmasse vergrößert. Die Schwingung wird schneller gedämpft und die Lärmemission vermindert.

[0009] Durch punktförmige, unmittelbare Übertragung der vertikalen Gleislast aus der Schiene in die Tragschicht kann die Schwelle statisch mit geringeren Abmessungen und/oder geringerer Bewehrung bemessen werden.

[0010] Die vorgeschlagene Bauart einer Festen Fahrbahn ermöglicht eine einfache, höhengenaue Vormontage der Lager bereits im Schwellenwerk bei der Herstellung der Schwellen. Damit sinkt der Aufwand für den Höhenausgleich aufder Baustelle entsprechend.

[0011] Als Material für Lager aus Elastomereschaum würde sich z.B. Pollyurethan eignen, für Lager aus Vollmaterial Chloroprene-Kautschuk. Die Lager können auch als Verbundelemente, z.B. Stahlplatten mit aufvulkanisiertem Gummi, wie im Brückenbau bei Verformungslagern üblich, ausgeführt werden. Die Lager müssen so eingestellt sein, daß sie unter einer bestimmten anzunehmenden Achslast eine Einsenkung von 1-1,5 mm erfahren. In dem für die Lagestabilität des Gleises geforderten Gesamtgewicht des direkt aufgelagerten Gleisrostes sind Schwellen mit den bisherigen Standardabmessungen und einem Mindestgewicht von 350 kg/Schwelle erforderlich. Bei Verwendung geeigneter, auf den Schwellen aufgelagerter Schallschutzelemente, wie sie zum Lärmschutz bei Hochleistungsstrecken der Bahn ohnehin gefordert werden und beispielsweise in den unveröffentlichten DE 195 17 384.8 , DE 195 29 754.7, DE 195 35 880.5 und DE 195 37 621.8 beschrieben sind, kann bei abgemindertem Schwellengewicht als Folge einer günstigeren, direkten Lastabtragung bei der erfindungsgemäßen Festen Fahrbahn durch Heranziehung des Gewichts der Schallschutzelemente die Gewichtsminderung der Schwellen ausgeglichen werden.

[0012] Um die Kippneigung der Schwellen beim Angriff von Kräften in Schienenrichtung, z.B. beim Sonderlastfall

Schienenbruch", zu verringern, kann die Steifigkeit der Lager unter den Schwellen in Schienenrichtung zu den Schwellenrändern hin vergrößert werden. Die Rückstellmomente werden dadurch wegen der größeren inneren Hebelarme (größere Kernweiten der Lagerquerschnitte) erhöht. Werden im Extremfall der Steifigkeitverteilung geteilte Lagerstreifen verwendet, können diese durch Verbundplatten aus einem anderem Material , z.B. Stahl, zu einer Lagereinheit zusammengefaßt werden, was die Montage erleichtert und auch Überstände über die Schwelle erlaubt.

[0013] Höhehkorrekturen des Gleisrostes, die z.B. aus Setzungen des Baugrundes herühren können, werden im Regelfall durch Unterfüttern der Schiene auf der Schwelle ausgeführt. Reichen diese Möglichkeiten jedoch nicht aus, können auch die Lager unter den Schwellen durch Einschub von Lagerergänzungsplatten erhöht werden. Um die Einfederung der Lager nicht zu verändern, müssen diese Ausgleichsplatten aus harten Materialien, wie Stahl, Hartgummi usw. sein. In diesem Fall müssen bei den Schwellen, die mit der Betontragschicht verdübelt sind, entweder die Dübelsteine aufgestockt werden oder durch höhere Dübelsteine ersetzt werden.

[0014] Die wichtige Gleichwertigkeit der vorgeschlagenen Festen Fahrbahn mit dem klassischen Schottergleis hinsichtlich der Luftschallemission kann auch ohne auf die Schwellen aufgelegte Absorber erreicht werden, wenn die Schwellen mit einem dämpfenden Schüttgut (z.B. aus Recyclingmaterial aus Betonabbruch) eingeschottert werden. In diesem Fall muß verhindert werden, daß harte Fremdkörper in den Spalt zwischen Schwelle und Tragschicht einwandern, die das Einfedern der Schwelle verhindern. Dazu kann der Spalt um die Lager und Dübelelemente vollflächig mit einem weichen Schaum, der wegen der Frostgefahr kein Wasser aufnimmt (z.B. geschlossenporiger Elastomereschaum, Moosgummi) aufgefüttert werden. In gleicher Weise können Abklebungen oder Kittfugen nur am Schwellenrand verwendet werden. Dann muß für eine dauerhaft wirksame Entwässerung des Spaltes gesorgt werden.

[0015] Die Erfindung wird anhand der Figuren 1 bis 6 erläutert. Es zeigen:

Figur 1 u. 2

Schnitte durch eine erfindungsgemäße Feste Fahrbahn senkrecht zur Gleisachse unmittelbar vor einer Gleisschwelle.
Fig. 1 mit normaler Schwelle ohne Ballastierung
Fig. 2 mit verkürzter Schwelle nach Anspruch 9 und Ballastierung durch Schallschutzelemente.

Figur 3

Ein Lager 6 mit einer Tragplatte 11 nach Anspruch 8.

Figur 4

Schnitt durch ein Lager nach den Ansprüchen 10 und 14

Figur 5

Schnitt durch ein Lager nach Anspruch 11

Figur 6

Schnitt durch eine Feste Fahrbahn nach den Ansprüchen 15, 16 und 17

[0016] Auf einer erfindungegemäßen Fahrbahn ist eine Schwelle 3 mit einem Dübel 24 in Schwellenachse horizontal unverschieblich und vertikal beweglich auf der Tragschicht 1 gehalten. Auf der Oberfläche 2 der Tragschicht 1 sind etwa in der Achse der Schienen erfindungsgemäße Federelemente als punktförmige Lager 6 der Schwelle angeordnet. Auf den Lagern 6 ist der Gleisrost aus Schwellen 3 und darauf mit einer Schienenbefestigung 5 befestigten Schienen 4 aufgelegt. Das Lager 6 besteht aus einer Platte 7, die im gezeigten Beispiel warzenförmig mit ihr einstückig verbundene Verankerungselemente aufweist. Die Verankerungselemente 8 greifen in entsprechende Ausnehmungen 10 auf der Unterseite der Schwelle 3 ein. Die Fuge 9 zwischen der Platte 7 des Lagers 6 mit den Verankerungselementen 8 wird mit einem geeigneten Mörtel geschlossen und dadurch die Platte 7 mit der Schwelle 3 lage- und höhengenau verbunden. Dieser Arbeitsgang wird zweckmäßig bereits bei der Schwellenfertigung in der Schwellenfabrik durchgeführt. Mit den Verankerungselementen 8 wird eine formschlüssige Verbindung zwischen der Platte 7 und dem Beton der Schwelle 3 erreicht, die auch bei Versagen der Klebefuge zwischen Lager und Schwelle Schubkräfte überträgt.

[0017] Eine zweckmäßige Ausgestaltung des Lagers 6 mit einer Platte 11 nach Anspruch 8 mit gestaffelt wachsenden kraftübertragenden Querschnitten 11/1, 11/2, 11/3 zeigt Fig. 3.

[0018] Zur Gesamtverformung der Platte 11 leisten bei gegebener Kraft die Plattenbereiche entsprechend ihren tragenden Querschnittsflächen 11/1, 11/2, 11/3 unterschiedliche zu ihrer Größe umgekehrt proportionale Beiträge, sodaß die Gesamtverformung mit wachsender Belastung progressiv abnimmt.

[0019] Figur 2 zeigt eine Feste Fahrbahn bei der Schallschutzelemente 12 nach Anspruch 9 auf die Schwellen 3 aufgelagert sind. Durch Heranziehung des Gewichts der Schallschutzelemente 12, die auf den Schwellen 3 gelagert sind, zur Gewichtserhöhung des Gleisrostes, können andere Teile des Gleisrotes leichter ausgebildet werden. Diese Möglichkeit erlaubt eine leichtere Ausbildung der Schwellen 3, die durch günstigere statische Bedingungen bei Verwendung der erfindungsgemäßen Lager 6 auch tatsächlich ausführbar sind.

[0020] Die Verminderung der Abmessung der Schwelle 3 durch Heranziehung des Gewichts der Schallschutzelemente 12 nach Anspruch 9 wird durch die gegenüber der normalen Schwellenlänge 14 verminderte Lange 13 in Fig. 2 angedeutet.

[0021] Höhenkorrekturen des Gleises, z.B. bei Setzungen der Tragschicht 1 können in einfacher Weise durch Auffüttern des Lagers 6 oder 23 mit Lagerergänzungsplatten 15 erreicht werden. Die Platten 15 können Sicherungsleisten 16 aufweisen, durch die eine Verschiebung der Platten gegenüber dem Lager verhindert wird. In Fig. 4 ist das Beispiel eines Lagers mit Lagerstreifen 23 dargestellt.

[0022] Ein aus Lagerstreifen 23 aufgebautes Lager kann zweckmäßig und zur Vereinfachung der Montage mittels einer Verbundplatte 17 zu einer Lagereinheit 18 zusammengefaßt werden.

[0023] Die Schallemission des Gleises kann außer durch Schallschutzelemente 12 durch Auffüllung der Fächer 19 zwischen den Schwellen 3 mit losem Schüttgut 20 vermindert werden. In diesem Fall muß der Spalt 21 zwischen Tragschicht 1 und Schwelle 3 gegen das Eindringen von Fremdkörpern besonders aus dem Schüttgut gedichtet werden. Ein geeignetes Mittel 22 zur Abdichtung des Spaltes 21 kann alterungsbeständiger, geschlossenporiger Elastomere-Schaum sein.

Ansprüche

1. Feste Fahrbahn für schienengebundenen Verkehr, bestehend aus einer Tragschicht (1), wie sie aus dem Straßendeckenbau an sich bekannt ist, mit im wesentlichen ebener Oberfläche (2) und darauf verlegtem Gleisrost aus Schienen (4) und Schwellen (3), wobei das Gleis vertikal beweglich und horizontal im wesentlichen unverschieblich durch Dübel, die in der Tragschicht (1) verankert und in den Schwellen (3) gleitend geführt sind, gehalten und auf der Tragschicht gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß etwa in der Achse jeder Schiene Federelemente als punktförmige Lager (6,23) unter der Schwelle (3) angeordnet sind.

2. Feste Fahrbahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement ein bei der Schwellenfertigung unverlierbar und höhengenau vormontierbares Lager (6, 23) ist.

3. Feste Fahrbahn nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (6, 23) mit Hilfe einer mit geeignetem Kunststoffmörtel verfüllten Fuge (9) höhengenau montierbar ist.

4. Feste Fahrbahn nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (6, 23) eine aus einem geeigneten Elastomere hergestellte Platte (7,11) aufweist, die mit einem geeigneten Kunststoffmörtel und/oder durch angeformte in die Schwelle (3) einbindende Verankerungselemente (8) unverlierbar mit der Schwelle (3) verbindbar ist.

5. Feste Fahrbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (7,11) des Lagers (6, 23) aus einem geschlossenporigen Elastomerschaum hergestellt ist.

6. Feste Fahrbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (7,11) des Lagers (6, 23) aus einem elastischen Vollmaterial besteht, das mit Hohlräumen und/oder geeigneter Profilierung versehen und dadurch verformbar ist.

7. Feste Fahrbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft des Lagers (6, 23) mit zunehmender Belastung progressiv ansteigt.

8. Feste Fahrbahn nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (6,23) Platten (11) mit einer Formgebung mit in vertikaler Achse gestaffelt wachsendem kraftübertragenden Querschnitten (11/1, 11/2, 11/3) aufweist.

9. Feste Fahrbahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Ausbildung planmäßiger Punktlager der Schwellen (3) unmittelbar unter den Schienenauflagern das Konstruktionsgewicht der Schwelle verminderbar, und das betriebstechnisch wirksame Gesamtgewicht aus dem verminderten Gewicht der Schwellen (3), der Schienen (4) und Schienenbefestigungen (5) durch aufden Schwellen aufgelagerte Schallschutzelemente (12) auf den erforderlichen Sollwert vergrößerbar ist.

10. Feste Fahrbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (6,23) in Richtung der Schienen (4) veränderliche vertikale Federsteifigkeiten aufweist und diese Steifigkeit zu den Rändern der Schwelle (3) hin größer wird.

11. Feste Fahrbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (6,23) unter den Schwellen (3) durch ein Ergänzungsteil (15) in der Höhe aufstockbar ist, wobei die Gesamtsteifigkeit des aufgestockten Lagers gegenüber der ursprünglichen Lagerung unverändert bleibt.

12. Feste Fahrbahn nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ergänzungsteil (15) eine so große Federsteifigkeit aufweist, daß es zur Einfederung des Lagers (6,23) praktisch keinen Beitrag leistet.

13. Feste Fahrbahn nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ergänzungsteil (15) durch Sicherungsleisten (16) oder andere geeignete Mittel horizontal gegenüber der Schwelle (3) unverschiebbar ist.

14. Feste Fahrbahn nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager von zwei entlang den Schwellenrändern angeordneten Lagerstreifen (23) gebildet wird.

15. Feste Fahrbahn nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstreifen (23) mit Verbundplatten (17) aus gegenüber den Lagerstreifen härterem Werkstoffzu einer Lagereinheit (18) kombinierbar sind.

16. Feste Fahrbahn nach den Anspruchen 1-15, dadurch gekennzeichnet,

• daß der Spalt (21) zwischen Schwelle (3) und Tragschicht (1) gegen das Eindringen von Fremdkörpern (20) durch geeignete Mittel (22) z.B. Füllung mit geschlossenporigem Schaum oder Abkleben der umlaufenden Fugen, abdichtbar ist, und

• daß die Fächer (19) zwischen den Schwellen (3) mit losen Schüttgütern (20) auffüllbar sind.

Zeichnung