DE4442497A1 - Schotterloses Oberbausystem für zumindest ein Eisenbahngleis - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein schotterloses Oberbausystem für zumindest ein Eisenbahngleis aus zwei Eisenbahnschienen, insbesondere für Hochgeschwindigkeitsstrecken, - mit einer Tragschicht, einer kontinuierlich gefertigten Beton­ fahrbahnplatte und Aufnahmeeinrichtungen für die einzelnen Eisenbahnschienen, wobei die Eisenbahnschienen mit Hilfe von Schienenbefestigungsvorrichtungen in den Aufnahmeein­ richtungen befestigt sind.

Bei dem bekannten schotterlosen Oberbausystem, von dem die Erfindung ausgeht (DE 23 54 958 B2), sind auf der Tragschicht unter Zwischenschaltung einer Ausgleichsschicht bis zu 6 m lange vorgefertigte Betonfahrbahnplatten ange­ ordnet, die in Längsrichtung gereiht angeordnete Aufnah­ meeinrichtungen für die einzelnen Eisenbahnschienen und deren Schienenbefestigungsvorrichtungen aufweisen. Die Aufnahmeeinrichtungen bestehen aus an die vorgefertigten Betonfahrbahnplatten angeformten Aufkantungen und gegenüber der Oberfläche der Betonfahrbahnplatten erhöhten Auflage­ flächen für die Schienenbefestigungsvorrichtungen. Die bekannte Ausführungsform genügt nicht den Toleranzan­ forderungen, die insbesondere bei Hochgeschwindigkeits­ strecken gestellt werden müssen, was darauf beruht, daß große vorgefertigte Betonfahrbahnplatten nicht ausreichend tolzenzarm verlegt werden können. Die bekannten Maßnahmen sind außerdem in herstellungstechnischer und montagetech­ nischer Hinsicht aufwendig. Ohne weiteres sind die be­ schriebenen Bauteile unter Berücksichtigung der hohen Bean­ spruchungen nicht hinreichend schub- und druckfest mitein­ ander verbunden, was störende Toleranzveränderungen aus­ lösen kann. Ähnlich liegen die Verhältnisse bei einem schotterlosen Oberbausystem (DE 23 54 960 B2), bei dem die Betonfahrbahnplatte, die in Ortbeton hergestellt oder aus vorgefertigten Elementen zusammengesetzt sein kann, langlaufende Nuten aufweist, in die mit Abstand voneinander U-förmige Aufnahmeeinrichtungen aus Beton eingesetzt sind, welche die Schienenbefestigungsvorrichtungen und die Schienen aufnehmen.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein schotterloses Oberbausystem für zumindest ein Eisenbahn­ gleis anzugeben, welches unschwer toleranzarm hergestellt werden kann und insbesondere allen Anforderungen genügt, die bei Hochgeschwindigkeitsstrecken gestellt werden müssen.

Zur Lösung dieses technischen Problems ist Gegenstand der Erfindung ein schotterloses Oberbausystem für zumindest ein Eisenbahngleis aus zwei Eisenbahnschienen, insbesondere für Hochgeschwindigkeitsstrecken, - mit
einer Tragschicht,
einer kontinuierlich gefertigten Betonfahrbahnplatte und
Aufnahmeeinrichtungen für die einzelnen Eisenbahn­ schienen,
wobei die Eisenbahnschienen mit Hilfe von Schienenbefesti­ gungsvorrichtungen in den Aufnahmeeinrichtungen befestigt sind, mit den folgenden Merkmalen:

• 1.1) die Betonfahrbahnplatte besteht aus zwei aufein­ ander gefertigten Schichten, zwischen denen eine Bewehrung aus in Gleisrichtung laufenden und quer dazu laufenden Bewehrungsstäben angeordnet ist, wobei der Beton der Schichten der Betonfahrbahn­ platte in den Bewehrungsmaschen stoffschlüssig verbunden ist,
• 1.2) die Aufnahmeeinrichtungen sind als Schienenstütz­ punktelemente ausgeführt, die in die obere Schicht der Betonfahrbahnplatte einbetoniert und mit Bewehrungsbauteilen in Form von Bewehrungsschlaufen oder Bewehrungskörben in beiden Schichten der Betonfahrbahnplatte ver­ ankert sind,
• 1.3) die Schienenstützpunktelemente besitzen auf ihrer Oberseite Auskammerungen, in denen die Schienen­ befestigungsvorrichtungen und darin befestigte Schienenfüße der einzelnen Eisenbahnschienen angeordnet sind,
• 1.4) die Schienenbefestigungsvorrichtungen und damit die Schienenfüße sind mit Hilfe von Schienenbe­ festigungsschrauben nach Art von Schwellen­ schrauben, die in die Schienenstützpunktelemente eingeschraubt sind, in den Auskammerungen gehalten,

wobei die Tragschicht nach den Regeln der Baukunst zur Aufnahme der statischen und dynamischen Beanspruchungen eingerichtet ist. Ihr Aufbau richtet sich nach dem Untergrund. Die Tragschicht weist die erforderlichen Zuschlagstoffe auf und ist zumeist zementgebunden. Im allgemeinen ist bei dem erfindungsgemäßen schotterlosen Oberbausystem zumindest die obere der beiden Schichten der Betonfahrbahnplatte als faserbewehrte Betonschicht ausgeführt. Auf diese Weise kann unkontrollierte Rißbildung unter den aufzunehmenden statischen, dynamischen thermischen Beanspruchungen in der oberen Schicht der Betonfahrbahnplatte sicher verhindert werden, so daß die eingerichteten Toleranzen nicht durch unkontrollierte Rißbildungen verschlechtert werden.

Das erfindungsgemäße schotterlose Oberbausystem wird in Ortbeton errichtet. Dabei kann auf die bewährten Fertigungsmethoden und Fertigungseinrichtungen des modernen Straßenbaus zurückgegriffen werden, nämlich auf Straßenfertiger für Betonfahrbahnen im Straßenbau. Daher wird im Rahmen der Erfindung auch von Betonfahrbahnplatten gesprochen. Einfach ist auch das Einbetonieren der Schie­ nenstützpunktelemente, weil entsprechende Aggregate in einen üblichen Straßenfertiger leicht eingebaut werden können. Da die Schienenstützpunktelemente einbetoniert sind, nehmen sie Schubbeanspruchungen in Gleisrichtung und quer dazu ohne weiteres auf, ohne daß eine Toleranzbe­ einträchtigung und entsprechende Versetzungen oder Verschiebungen in Kauf genommen werden müssen.

Im Rahmen der Erfindung können die Schienenstützpunkt­ elemente vorgefertigt werden, und zwar aus den ver­ schiedensten Werkstoffen. Insbesondere und vorzugsweise werden die Schienenstützpunktelemente in Ortbeton herge­ stellt werden. Dazu lehrt die Erfindung, daß die Schie­ nenstützpunktelemente aus Ortbeton gefertigt und bei der Herstellung der oberen Schicht der Betonfahrbahnplatte in diese einbetoniert sind. Es versteht sich, daß insoweit mit einem Beton hoher Festigkeit gearbeitet wird. Aus mon­ tagetechnischen Gründen in bezug auf die Montage der Schienenbefestigungsvorrichtungen empfiehlt die Erfindung, die Auskammerungen mit schrägen Auskammerungswänden zu versehen und die Schienenbefestigungsvorrichtungen an diesen mit komplementären Schrägflächen abzustützen. Die Betonfahrbahnplatte und ggf. auch die Tragschicht können mit einer schallabsorbierenden Abdeckung versehen sein, aus der lediglich die Auskammerungswände und der Auskam­ merungsboden hervorragen. Die schallabsorbierende Abdeckung kann aus Gummi oder Kunststoff bestehen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 perspektivisch und bezüglich der einzelnen Her­ stellungsstufen auseinandergezogen einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen schotterlosen Oberbau­ system, ausschnittsweise und ohne Eisenbahngleis,

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ober­ bausystem mit eingebautem Eisenbahngleis,

Fig. 3 in gegenüber der Fig. 2 wesentlich vergrößertem Maßstab im Bereich A der Fig. 2 die Erläuterung von herstellungstechnischen Maßnahmen bei einem erfin­ dungsgemäßen Oberbausystem,

Fig. 4 entsprechend und im Maßstab der Fig. 3 die Erläuterung von anderen herstellungstechnischen Maßnahmen von einem erfindungsgemäßen Oberbausystem,

Fig. 5 in einem Querschnitt entsprechend der Fig. 2 Einzelheiten zur Schienenbefestigungsvorrichtung bei einem erfindungsgemäßen Oberbausystem und

Fig. 6 in der Seitenansicht schematisch einen Fahrbahn­ fertiger, der zur Herstellung eines erfin­ dungsgemäßen schotterlosen Oberbausystems geeignet ist.

Die Fig. 1 und 2 erläutern gemeinsam ein schotterloses Oberbausystem für zumindest ein Eisenbahngleis aus zwei Eisenbahnschienen 1, welches Oberbausystem insbesondere für Hochgeschwindigkeitsstrecken eingerichtet ist. Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 2 entnimmt man zunächst, daß eine Tragschicht 2, eine kontinuierlich gefertigte Betonfahrbahnplatte 3 und Aufnahmeeinrichtungen 4 für die einzelnen Eisenbahnschienen 1 vorgesehen sind. Die Eisenbahnschienen 1 sind mit Hilfe von Schienen­ befestigungsvorrichtungen 5 in den Aufnahmeeinrichtungen 4 befestigt. Die Betonfahrbahnplatte 3 besteht aus zwei aufeinander gefertigten Schichten 6, 7, zwischen denen eine Bewehrung 8 aus in Gleisrichtung längs laufenden und querlaufenden Bewehrungsstäben angeordnet ist. Der Beton der Betonfahrbahnplatte 3 ist in den Bewehrungsmaschen 9, die die beabstandeten Bewehrungsstäbe bilden, stoff­ schlüssig, d. h. monolithisch ohne Fuge, verbunden. Die Aufnahmeeinrichtungen sind als Schienenstützpunktelemente 4 ausgeführt, die in die obere Schicht 7 der Betonfahr­ bahnplatte 3 einbetoniert und mit Bewehrungsbauteilen in Form von Bewehrungsschlaufen 10 oder Bewehrungskörben 11 in beiden Schichten 6, 7 der Betonfahrbahnplatte 3 verankert sind. Die Schienenstützpunktelemente 4 besitzen auf ihrer Oberseite Auskammerungen 12, in denen die Schie­ nenbefestigungsvorrichtungen 5 und die darin befestigten Schienenfüße 13 der einzelnen Eisenbahnschienen 1 angeord­ net sind. Die Schienenbefestigungsvorrichtungen 5 und damit die Schienenfüße 13 sind mit Hilfe von Schienenbefesti­ gungsschrauben 14 nach Art von Schwellenschrauben, die in die Schienenstützpunktelemente 4 eingeschraubt sind, in den Auskammerungen 12 gehalten. Es versteht sich, daß zum Einschrauben der Schienenbefestigungsschrauben 14 regel­ mäßig Dübel 15 in die Schienenstützpunktelemente 4 eingesetzt sind.

Bei dem beschriebenen schotterlosen Oberbausystem ist die Tragschicht 2 nach den Regeln der Baukunst zur Aufnahme der statischen und dynamischen Beanspruchungen eingerichtet. Zumindest die obere 7 der beiden Schichten 6, 7 der Betonfahrbahnplatte 3 ist als faserbewehrte Betonschicht ausgeführt. Die Schienenstützpunktelemente 4 sind zusammen mit der kontinuierlichen Fertigung des gesamten schotterlosen Oberbausystems aus Ortbeton gefertigt und bei der Herstellung der oberen Schicht der Betonfahrbahnplatte 3 in diese einbetoniert.

Aus der Fig. 5 entnimmt man, daß die Auskammerungen 12 schräge Auskammerungswände 16 aufweisen und die Schienen­ befestigungsvorrichtungen 5 an diesen mit komplementären Schrägflächen 17 abgestützt sind, so daß eine toleranzarme Verspannung erfolgen kann. Die Fig. 1 deutet im rück­ wärtigen Teil an, daß die Betonfahrbahnplatte 3 und auch die Tragschicht 2 mit einer schallabsorbierenden Abdeckung 18 versehen sind, aus der lediglich die Auskammerungswände 16 und der Auskammerungsboden 19 hervorragen.

Betrachtet man die Fig. 3, so erkennt man eine Schalung 20 die eingerichtet und bestimmt ist, bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Oberbausystems die Schienenstütz­ punktelemente 4 aus Ortbeton zu fertigen. Es versteht sich, daß der Ortbeton in den Schalungsinnenraum eingeführt wird. Im Ausführungsbeispiel ist er bereits eingefüllt. Er wurde durch entsprechende Schraffierung kenntlich gemacht. Man erkennt, daß Bewehrungsbauteile in Form von Bewehrungs­ schlaufen 10, die in beiden Schichten 6, 7 der Beton­ fahrbahnplatte 3 verankert sind, in den Forminnenraum hineinragen. Die Schalung 20 trägt an Federklemmen 21 Dübel 15 für die Schwellenschrauben 14. Es versteht sich, daß nach dem Betonieren der Schienenstützpunktelemente 4 im Zuge der Herstellung der oberen Schicht 7 der Betonfahr­ bahnplatte 3 die Schalungselemente umgesetzt werden. Betrachtet man die Fig. 4, so erkennt man, wie verfahren wird, wenn nicht Bewehrungsschlaufen 10, sondern Beweh­ rungskörbe 11 eingesetzt werden. Hier ist in die Beton­ fahrbahnplatte 3 zunächst eine Bohrung 22 mit Hin­ terschneidung 23 eingebracht, in die an der Schalung 20 für die Schienenstützpunktelemente 4 befestigte Bewehrungskörbe 11 eingeführt werden. Hier ist die Betonierung noch nicht erfolgt. Man erkennt, daß sie unschwer durchgeführt werden kann. Zwischen den beiden Bewehrungskörben 11 ist ein Bereich 24 der Betonfahrbahnplatte 3 stehengeblieben, und zwar um eine sichere Verankerung des Betons für die Schienenstützpunktelemente 4 in diesem Bereich zu bewirken.

Die Fig. 6 verdeutlicht, daß ein erfindungsgemäßes schot­ terloses Oberbausystem auf einfache Weise kontinuierlich gefertigt werden kann. Die Figur zeigt das Schema einer entsprechenden Einrichtung. Die Arbeitsrichtung wurde durch Pfeile angedeutet. Man erkennt an der linken Seite der Fig. 6 am vorderen Ende des Fertigers 25 einen Aufnahmetrichter 26 für den Beton, der über geeignete Einrichtungen bei marschierendem Fertiger 25 als Unterschicht 6 bzw. Oberschicht 7 der Betonfahrbahnplatte 3 eingebracht wird, untere Schicht 6 und obere Schicht 7 mit räumlichem und zeitlichem Abstand. Man erkennt fernerhin die höhen­ verstellbaren Fahrwerke 27, die eingerichtet sind, um die Dicke der Betonfahrbahnplatte 3 einzustellen und auch die Dicke der einzelnen Schichten 6, 7. Der Fertiger 25 ist mit einem Fahrerstand 28 ausgerüstet, er besitzt einen Grundrahmen 29, der durch Traversen verbunden ist. Eingebaut in dieses System sind der Dübelbesetzer 30, eine Einrichtung 31 für das Einbringen der Längsbewehrung 32 mit Vorratsrolle 33 und eine Einrichtung 34 für das Einbringen der Querbewehrung 35 mit Vorratskammer 36. Der Einbau des Betons der oberen Schicht 7 erfolgt mit nachgeschaltetem Fahrbahnglätter 37. Man erkennt außerdem eine Einrichtung 38 zum Eindrücken der Schlaufenbewehrungen 10, mit denen die Schienenstützpunktelemente 4 mit den beiden Schichten 6, 7 der Betonfahrbahnplatte 3 verankert werden. Sollen nicht Schlaufenbewehrungen 10 sondern Bewehrungskörbe 11 eingesetzt werden, wie sie in Fig. 4 dargestellt wurden, so wird anstelle der Einrichtung 38 eine Einrichtung ange­ schlossen, die in die Betonfahrbahnplatte 3 zunächst die hinterschnittenen Bohrungen 22 einbringt und freispült oder freibläst, in die danach die Bewehrungskörbe 11 eingesetzt werden, wenn die schon beschriebenen Schalungen 20 für die Schienenstützpunktelemente 4 positioniert werden.

Claims (6)

1. Schotterloses Oberbausystem für zumindest ein Eisen­ bahngleis aus zwei Eisenbahnschienen, insbesondere für Hochgeschwindigkeitsstrecken, - mit
einer Tragschicht,
einer kontinuierlich gefertigten Betonfahrbahnplatte und
Aufnahmeeinrichtungen für die einzelnen Eisenbahn­ schienen,
wobei die Eisenbahnschienen mit Hilfe von Schienenbefesti­ gungsvorrichtungen in den Aufnahmeeinrichtungen befestigt sind, mit den folgenden Merkmalen:

• 1.1) die Betonfahrbahnplatte besteht aus zwei auf ein­ ander gefertigten Schichten, zwischen denen eine Bewehrung aus in Gleisrichtung laufenden und quer dazu laufenden Bewehrungsstäben angeordnet ist, wobei der Beton der beiden Schichten der Beton­ fahrbahnplatte in den Bewehrungsmaschen stoff­ schlüssig verbunden ist,
• 1.2) die Aufnahmeeinrichtungen sind als Schienenstütz­ punktelemente ausgeführt, die in die obere Schicht der Betonfahrbahnplatte einbetoniert und mit Bewehrungsbauteilen in Form von Beweh­ rungsschlaufen oder Bewehrungskörben in beiden Schichten der Betonfahrbahnplatte verankert sind,
• 1.3) die Schienenstützpunktelemente besitzen auf ihrer Oberseite Auskammerungen, in denen die Schienen­ befestigungsvorrichtungen und darin befestigte Schienenfüße der einzelnen Eisenbahnschienen angeordnet sind,
• 1.4) die Schienenbefestigungsvorrichtungen und damit die Schienenfüße sind mit Hilfe von Schienen­ befestigungsschrauben nach Art von Schwellen­ schrauben, die in die Schienenstützpunktelemente eingeschraubt sind, in den Auskammerungen gehalten,

wobei die Tragschicht nach den Regeln der Baukunst zur Aufnahme der statischen und dynamischen Beanspruchungen eingerichtet ist.

2. Oberbausystem nach Anspruch 1, wobei zumindest die obere der beiden Schichten der Betonfahrbahnplatte als faser­ bewehrte Betonschicht ausgeführt ist.

3. Oberbausystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Schienenstützpunktelemente aus Ortbeton gefertigt und bei der Herstellung der oberen Schicht der Beton­ fahrbahnplatte in diese einbetoniert sind.

4. Oberbausystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Auskammerungen schräge Auskammerungswände aufweisen und die Schienenbefestigungsvorrichtung an diesen mit kom­ plementären Schrägflächen abgestützt sind.

5. Oberbausystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Betonfahrbahnplatte und ggf. auch die Tragschicht mit einer schallabsorbierenden Abdeckung versehen sind, aus der lediglich die Auskammerungswände und der Auskammerungsboden hervorragen.