DE102010030334A1

DE102010030334A1 - Verfahren zur Sanierung einer Gleisanlage mit einem Schotterbett

Info

Publication number: DE102010030334A1
Application number: DE102010030334A
Authority: DE
Inventors: Gerald Schobesberger
Original assignee: Ed Zueblin AG
Current assignee: Ed Zueblin AG
Priority date: 2010-06-22
Filing date: 2010-06-22
Publication date: 2011-12-22
Also published as: WO2011160625A2; WO2011160625A3

Abstract

Verfahren zur Sanierung einer Gleisanlage (01) aus einem Unterbau (02) und einem darauf liegenden Oberbau (03) mit einem Schotterbett (04) und einem darauf angeordneten Gleis (06) aus in Gleisrichtung auf quer hierzu angeordneten Schwellen (07) befestigten Schienen (08) beschrieben, wobei Schottersteine (05) des Schotterbetts (04) zumindest zum Teil entfernt und neu eingebracht werden. Das Verfahren umfasst die Verfahrensschritte: – Ausbau des Schotters, – Einrammen von Stützen (09) neben den Schienen (08) mit Abstand in Gleisrichtung zueinander in den bestehenden Unterbau (02), – Anordnen von Schalungen (11) an den Stützen (09), – Wiedereinbau des Schotters zwischen den Schalungen (11) und Wiederherstellung der Solllage des Gleises (06) nach Gleislage und Gleisrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein kurz als Gleisanlage bezeichneter Fahrweg einer Eisenbahnstrecke besteht aus einem auch Untergrund genannten Unterbau, und einem darauf liegenden Oberbau oder Gleiskörper. Der Unterbau gleicht Unebenheiten des Geländes aus und ist lagestabil aufgebaut, so dass er eine feste Auflage für den Oberbau bildet. Der auch als Gleiskörper bezeichnete Oberbau besteht aus einer Gleisbettung bzw. einem Gleisbett und einem darauf angeordneten Gleisrost. Der kurz auch als Gleis bezeichnete Gleisrost besteht aus in Gleisrichtung auf quer hierzu angeordneten Schwellen befestigten Schienen. Die Gleisrichtung entspricht dabei der Erstreckung des Fahrwegs. Die aus Holz, Stahl oder Beton z. B. mit oder ohne Bewehrung hergestellten Schwellen halten die Schienen im vorgesehenen Abstand zueinander und leiten über das Gleisbett die auf den Gleisrost einwirkenden Kräfte in den Unterbau ab.
Eine allgemein bekannte Ausgestaltung des Gleisbetts sieht eine auch als Schotteroberbau bekannte lose Aufschüttung eines Schotterbetts aus Schottersteinen vor. Auf dem Schotteroberbau liegen quer zum Fahrweg die Schwellen, auf denen wiederum längs zum Fahrweg die Schienen befestigt sind.
Vorteile eines Schotterbetts sind dessen Flexibilität, welche dabei hilft, sowohl statische als auch dynamische Belastungen des Gleisrosts gleichmäßig auf den Unterbau zu übertragen, dessen relativ gute Geräuschdämmung sowie die Fähigkeit Schwingungen fahrender Züge aufzunehmen und z. B. thermische Längsausdehnungen der Schienen abzufangen.
Von der Funktionsfähigkeit des Ober- und Unterbaus hängen unter anderem die zulässige Höchstgeschwindigkeit sowie die zulässige Achslast einer Eisenbahnstrecke ab. Mängel im Oberbau wirken sich auf die Fahrzeiten nachteilig aus und führen somit zu Verspätungen.
Um die Funktionsfähigkeit des Oberbaus zu erhalten bedarf neben dem Gleisrost auch das Schotterbett der Pflege, beispielsweise um ein einwandfreies Abfließen von Regenwasser in den Unterbau zu gewährleisten. Beispielsweise kann die dem Schotterbett zugedachte Funktion nicht mehr erfüllt werden, wenn die Kanten der Schottersteine verschlissen sind. Demnach müssen im Zuge einer so genannten Durcharbeitung von Zeit zu Zeit die alten, stumpfen Schottersteine durch neuen, schafkantigen Schotter ersetzt werden. Dabei kann es ausreichend sein, alten Schotter mit neuem zu mischen, um den gewünschten Effekt zu erreichen. Auch eine Reinigung des Schotterbetts ist von Zeit zu Zeit erforderlich, beispielsweise um einem einsetzenden Bewuchs und einer Verstopfung des Wasserabflusses aus dem Schotterbett durch Verschmutzung entgegenzuwirken. Darüber hinaus wird das Schotterbett auf Grund des losen Verbunds der Schottersteine im Laufe der Zeit auseinandergetrieben. Hierdurch können Lücken im Gleisbett entstehen, wodurch dieses seinen Aufgaben nicht mehr nachkommen kann. Zur Sanierung muss daher fehlender Schotter nachgefüllt werden. Dieses Nachfüllen erfolgt üblicherweise durch Stopfen. Dabei wird kein Schotter ersetzt, sondern fehlender Schotter nachgefüllt. Somit muss der seitlich nach außen verschobene Schotter nicht zurück an die gewünschte Position gebracht werden. Bei kleineren Mängeln kann das Nachstopfen manuell erfolgen, bei größeren werden zur Reparatur Stopfmaschinen eingesetzt. Bei der Durcharbeitung kann gleichzeitig die Solllage des Gleises nach Gleislage und Gleisrichtung wiederhergestellt werden. Es ist ersichtlich, dass ein Schotterbett zwar mit technisch einfachen Mitteln, aber kostspielig instand zu halten ist.
Nachteilig an einem Schotterbett ist, dass bei Hochgeschwindigkeitsfahrten Schottersteine vom Luftzug des fahrenden Zuges aus dem Gleisbett hoch gerissen werden können. Dieses auch als Schotterflug bekannte Phänomen kann zum Teil erhebliche Schäden am rollenden Material verursachen und stellt eine Gefahr für Leib und Leben in der Nähe befindlicher Menschen und Tiere dar.
Um dieser Gefahr zu begegnen kann der Oberbau eine feste Fahrbahn aufweisen, bei der die Schienen direkt auf einer z. B. aus Beton oder Asphalt bestehenden, festen Oberfläche montiert werden oder auf Schwellen oder Schwellenblöcken, welche in die feste Oberfläche eingelassen sind. Die feste Oberfläche aus Beton wird vor allem bei modernen Schnellfahr- und Hochgeschwindigkeitsstrecken verwendet, während feste Oberflächen auf Asphaltbasis vor allem bei Straßenbahnen eingesetzt werden. Eine Feste Fahrbahn weist jedoch eine weit schlechtere Schalldämpfung auf als ein Schotterbett, weshalb Schnellfahr- und Hochgeschwindigkeitsstrecken zusätzlich eine Schallisolierung z. B. in Form von Isoliermatten benötigen.
Durch DE 10 2005 055 575 A1 ist eine Gleisanlage bestehend aus einem Unterbau und einem Oberbau mit einem Gleisrost aus parallel verlaufenden Schienen und quer zu den Schienen verlaufenden Schwellen bekannt. Die Bereiche zwischen und/oder neben den Schienen sind mit einem Hohlräume aufweisenden Material mit schalldämpfender Wirkung verfüllt. Um unter Beibehaltung der schalldämpfenden Eigenschaften für den Schienenverkehr die Gleisanlage etwa in Notfällen beispielsweise mit Straßenfahrzeugen nutzen zu können, ist neben den Schienen ein mittels einer Schalung erzeugter Freiraum vorgesehen, welcher mit luftbereiften Fahrzeugen befahren werden kann. Die Schalung begrenzt dabei den Bereich des Hohlräume aufweisenden Materials zu den Schienen hin. Zumindest die Oberfläche des Hohlräume aufweisenden Materials kann beispielsweise mittels eines Klebstoffs gebunden sein.
Durch DE 298 24 458 U1 ist eine Gleisanlage bekannt, deren Oberbau ein Schotterbett aufweist, das in einem U-förmigen Trog aus Beton aufgenommen ist.
Der Trog hat eine Bodenplatte und an gegenüberliegenden Seiten nach oben reichende, das Schotterbett seitlich abstützende Randkappen. Im Trog ist zur Entwässerung eine Abflussleitung mit einem Verschluss vorgesehen, der das Eindringen von Wasser durch die Abflussleitung in den Trog verhindert. In dem Trog können mehrere Gleise nebeneinander aufgenommen sein.
Durch DE 41 00 881 A1 ist eine Gleisanlage bekannt, deren Oberbau ein Schotterbett aufweist, das in einem U-förmigen Trog aus Beton aufgenommen ist. Der Trog hat eine Bodenplatte und an gegenüberliegenden Seiten nach oben reichende, das Schotterbett seitlich abstützende Seitenwände. Durch den Trog kann der Oberbau höhere Querkräfte aufnehmen. Auch der Raumbedarf des Oberbaus ist wegen des Entfalls seitlicher Abböschungen des Schotterbetts geringer, nachdem das Schotterbett durch die Seitenwände abgestützt wird. Noch höhere Längs- und Querkräfte können aufgenommen werden, wenn das Schotterbett zumindest teilweise mittels Kunststoff verfestigt ist. Beispielsweise kann die Schotteroberfläche mit einem Kunstharzverfestiger zu einer Scheibe zwischen den Seitenwänden verfestigt werden.
Durch DE 10 2008 016 953 A1 ist eine Gleisanlage mit einem Oberbau mit fester Fahrbahn bekannt. Der Oberbau umfasst in eine Fahrbahnplatte eingebettete Schwellenblöcke und einen die Fahrbahnplatte aufnehmenden Trog. Die Fahrbahnplatte ist in dem Trog mittels einer elastischen Schicht gelagert, die sich unterhalb und seitlich zwischen Fahrbahnplatte und der Bodenplatte und den Seitenwänden des Trogs erstreckt. Der Trog selbst liegt auf dem Unterbau auf.
Durch DE 102 61 641 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Gleisanlage mit einem Oberbau mit fester Fahrbahn bekannt. Das Verfahren sieht vor, Betonfertigteile mit darauf angeordneten Schienen auf einer Tragschicht aufzustellen und zum Fixieren der Lage der Betonfertigteile einen Zwischenraum zwischen den Betonfertigteilen und der Tragschicht mit einer sich verfestigenden Masse auszugießen. Die Betonfertigteile können wahlweise auch aus Ortbeton auf der Tragschicht hergestellt werden. Die Tragschicht wird aus einem bestehenden Schotterbett hergestellt, indem der Schotter zumindest teilweise verfestigt wird. Hierdurch kann ein bestehender Unterbau und der für den Oberbau der zuvor abzubauenden bestehenden Gleisanlage verwendete Schotter zum Aufbau einer Tragschicht für die neue Feste Fahrbahn verwendet werden.
Durch DE 41 38 068 C2 ist ein Verfahren zur Verfestigung von Schotter eines Schotterbetts einer Gleisanlage durch Abbindung unter Verwendung eines thermoplastischen Bindemittels auf Bitumenbasis bekannt. Das Verfahren sieht vor, die Schottersteine bereits vor dem Einbringen in das Schotterbett in einen für eine spätere Abbindung geeigneten Zustand zu brigen. Dies wird dadurch erreicht, indem die Schottersteine in einer geeigneten Anlage zunächst mit einem möglichst dicken Film aus Bindemittel umhüllt werden und anschließend unter Zusatz von Trennmittel in einen nicht haftenden Zustand überführt werden. In diesem Zustand werden die Schottersteine in das Schotterbett eingebracht und während oder nach dem Einbringen wärmemäßig behandelt, so dass eine innige Verklebung der Schottersteine untereinander erhalten wird.
Nachteilig an den genannten Gleisanlagen sowie den bekannten Verfahren zu ihrer Herstellung ist, dass sie nicht geeignet sind, etwa im Rahmen einer Durcharbeitung beispielsweise abschnittsweise z. B. peu á peu hergestellt bzw. angewandt zu werden und damit einer schrittweise Verbesserung bestehender Gleisanlagen beizutragen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Sanierung einer Gleisanlage mit einem Schotteroberbau zu entwickeln, welches eine schrittweise Verbesserung bestehender Gleisanlagen ermöglicht.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Demnach ist ein Verfahren zur Sanierung einer Gleisanlage aus einem Unterbau und einem darauf liegenden Oberbau vorgesehen. Der Oberbau der Gleisanlage besteht aus einem Schotterbett und einem darauf angeordneten Gleis. Das Gleis ist aus in Gleisrichtung auf quer hierzu angeordneten Schwellen befestigten Schienen hergestellt. Das Verfahren sieht vor Schottersteine des Schotterbetts zumindest zum Teil zu entfernen und neu wieder einzubringen. Das Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte:

– Ausbau des Schotters,
– Einrammen von Stützen außen neben den Schienen des Gleises mit Abstand in Gleisrichtung zueinander in den bestehenden Unterbau,
– Anordnen von Schalungen an den Stützen, beispielsweise durch Anstellen und/oder lösbares Befestigen z. B. an den dem Gleis zugewandten Innenseiten der Stützen,
– Wiedereinbau des Schotters zwischen den Schalungen und Wiederherstellung der Solllage des Gleises nach Gleislage und Gleisrichtung.

Das Einrammen der Stützen in den bestehenden, vorverdichteten und oftmals schon konsolidierten Unterbau kann mit einem Umbauzug oder manuell oder mit einer anderen geeigneten Maschinentechnik erfolgen. Die Stützen können ein einheitliches oder unterschiedliche geeignete Profile aufweisen. Das oder die Profile der Stützen ebenso wie deren Abstände in Gleisrichtung zueinander können bevorzugt nach statischen Erfordernissen ermittelt werden.
Das Einrammen von Stützen neben den Schienen des Gleises kann abhängig von den lokalen Gegebenheiten, wie etwa von der Topographie, ein- oder beidseitig des Gleises erfolgen.
Die Abstände, in denen die Stützen quer zur Gleisrichtung von den Schienen bzw. vom Gleisrost beabstandet in den Unterbau gerammt werden, richten sich bevorzugt nach dem Einsatz der verwendeten Maschinentechnik zum Schotter ausräumen und Einrammen sowie der Wahl des Vorkopfschotters vor der Schwelle, der aufgrund des dank der Schalungen höheren Seitenverschiebewiderstandes bei der sanierten Gleisanlage im Vergleich zu vorher verringert werden kann. Der Vorkopfschotter beträgt beispielsweise in der Regel 40 cm.
Die Schalungen bleiben als verlorene Schalungen stehen. Bei den Schalungen handelt es sich um permanent im Bauwerk verbleibende Elemente.
Vorteile gegenüber dem Stand der Technik ergeben sich unter anderem dadurch, dass unabhängig von der Art und Weise der Weiterbearbeitung der Gleisanlage nach Wiedereinbau des Schotters und Wiederherstellung der Solllage des Gleises nach Gleislage und Gleisrichtung eine verbesserte Stabilisierung der Gleislage und eine verbesserte Schalldämmung gegenüber dem Zustand der Gleisanlage vor der Sanierung erhalten wird. Das Verfahren ermöglicht darüber hinaus eine Sanierung einer Gleisanlage mit einem Schotterbett beispielsweise unter Herstellung einer Festen Fahrbahn.
Zusätzliche Vorteile der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik ergeben sich unter anderem dadurch, dass damit sämtliche Gleisanlagen mit Schotterbett nach und nach verbessert werden können, beispielsweise indem sie sich mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Gleisanlagen mit fester Fahrbahn umwandeln lassen. Der Grad, der zeitliche Verlauf sowie das Fortschreiten der Umwandlung kann dabei unterschiedlichen lokalen Bedingungen angepasst werden.
In Streckenabschnitten, in denen z. B. vor der Fertigstellung zusätzlicher Lärmschutzmaßnahmen, wie etwa Lärmschutzwände, keine Feste Fahrbahn erwünscht ist, kann als Ergebnis der Sanierung ein an seiner seitlichen Ausdehnung nunmehr durch die Schalung gehemmtes und dadurch auch schmaler ausführbahres und im Vergleich zu einer festen Fahrbahn leiseres Schotterbett wiederaufgebaut werden. Diese erste Variante hat den allen Varianten gemeinen zusätzlichen Vorteil gegenüber dem vor der Sanierung bestehenden, herkömmlichen Schotterbett, dass durch die Schalung eine Ausbreitung des unmittelbar an den Schienen beim Überfahren entstehenden Lärms in zumindest horizontaler Richtung unterbunden wird. Die erste Variante kann alternativ auch in Streckenabschnitten angewandt werden, in denen aus anderen Gründen, beispielsweise wegen einer zu erwartenden Setzung des Schotteroberbaus, zumindest zunächst noch keine Feste Fahrbahn hergestellt werden kann oder soll. Dabei kann nach dem Wiedereinbau des Schotters zwischen den Schalungen und Wiederherstellung der Solllage des Gleises nach Gleislage und Gleisrichtung eine Beobachtung der Gleisanlage unter Messung von Setzungen erfolgen. Das aus losen Schottersteinen bestehende wiederaufgebaute Schotterbett kann dabei bei auftretenden Setzungen – welche dank der Schalung, welche ein seitliches Abwandern des Schotters verhindert, wesentlich geringer ausfallen, als bei einem vor der Sanierung bestehenden, herkömmlichen Schotterbett – ein- oder mehrmals z. B. durch Stopfen nachgefüllt werden, bis keine Setzungen mehr auftreten.
In Streckenabschnitten, in denen beispielsweise zur Steigerung der zulässigen Höchstgeschwindigkeit und/oder zur Fixierung des Gleises eine feste Oberfläche ähnlich einer Festen Fahrbahn erwünscht ist, aber z. B. noch Setzungen zu erwarten sind, kann eine Fixierung der nur die obersten Schotterschichten im Schotterbett umfassenden Oberschicht erfolgen. Hierzu kann nach Wiedereinbau des Schotters zwischen den Schalungen und Wiederherstellung der Solllage des Gleises nach Gleislage und Gleisrichtung eine beispielsweise durch Abbindung verwirklichte Verfestigung der die Schotteroberfläche umfassenden Oberschicht des Schotterbetts zwischen den Schalungen erfolgen. Dadurch wird die Gleislage stabilisiert und gleichzeitig die Option eines nachträglichen Stopfens erhalten. Bei dieser zweiten Variante wird die Möglichkeit vorbehalten, eventuell auftretende Setzungen oder Verwerfungen durch Stopfen im unteren Teil des Schotterbetts nachträglich noch richten bzw. ausgleichen zu können, während in der Oberschicht des Schotterbetts der Gleisrost durch die z. B. durch Abbindung hergestellte Verfestigung der Oberschicht des Schotterbetts gleichzeitig zwischen den Schalungen in seiner Solllage fixiert wird. Die Verfestigung kann hierbei beispielsweise durch eine Abbindung mittels Verkleben oder Verschäumen erfolgen.
In Streckenabschnitten, in denen mit keiner Setzung des Schotterbetts zu rechnen ist, etwa in Tunnelstreckenabschnitten, oder Setzungen schon längst abgeschlossen sind, kann beim Wiedereinbau des Schotters direkt eine Umwandlung in Feste Fahrbahn vorgenommen werden. Hierzu kann nach Wiedereinbau des Schotters zwischen den Schalungen und Wiederherstellung der Solllage des Gleises nach Gleislage und Gleisrichtung eine Verfestigung etwa durch Abbindung des Schotterbetts zwischen den Schalungen erfolgen, wodurch eine dauerhafte Fixierung der Solllage des Gleises wie bei einer Festen Fahrbahn erreicht wird. Die Verfestigung z. B. durch Abbindung des Schotterbetts kann durch Vergießen, Verkleben oder Verschäumen erfolgen. Der Schotter kann hierzu mittels z. B. einer Betonemulsion vergossen, z. B. mittels eines Kunstharzes verklebt oder z. B. mittels eines Kunststoffschaums ausgeschäumt werden.
Weitere Vorteile der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik ergeben sich unter anderem durch:

– eine Weiterverwendung zumindest von Teilen vorhandener Gleisanlagen, wobei während der Sanierung ein Umbau der Gleisanlagen stattfindet.
– die Möglichkeit einer Anwendung verschiedener Feste Fahrbahn Lösungen.
– eine Flexibilität bei der Anwendung, wobei Abschnitte, die noch nicht setzungsfrei sind, im bisherigen Zustand bleiben können, wahlweise mit oder ohne eine zusätzlichen Stabilisierung der zumindest die obere Schotterdecke umfassenden Oberschicht und damit der Gleislage, wobei je nach Zustand wahlweise nachgestopft und gerichtet werden kann, oder direkt ein Endzustand mit fester Fahrbahn vorgesehen werden kann.
– die Möglichkeit, zur Sanierung bzw. zum Umbau die bekannten und allgemein verfügbaren Gleisbaumaschinen zu verwenden, wobei nur kleine Modifikationen an diesen Maschinen zum maschinelle Einbringen Stützen und der Schalungen notwendig sind.

Die Schalungen bestehen vorzugsweise aus Schalelementen, wobei die Schalelemente einer Schalung einander überlappend an die Innenseiten der jeweils auf der selben Seite des Gleises eingerammten Stützen angestellt sind und sich somit gegenseitig stabilisieren. Die Stabilisierung nimmt dabei mit zunehmender Schottenfüllung zwischen den Schalungen zu, sobald der Schotter wiedereingebaut wird. Die Profile und Längen der Schalelemente können nach statischen Erfordernissen gewählt werden und/oder können nach schallschutztechnischen Anforderungen bemessen werden.
Die Höhe der Schalungen bzw. der Schalelemente kann je nach Funktionsanforderung variieren. Beispielsweise können in Abschnitten, in denen hohe Schallschutzmaßnahmen gefordert sind, höhere Schalungen vorgesehen sein, als in Abschnitten, in denen die Schallschutzanforderungen geringer sind.
Zur weiteren Verbesserung der schalldämpfenden Wirkung der Schalungen können diese mindestens im größten Teil ihrer Fläche, die über den Schotter hinausragt und dem Gleis zugewandt ist, lärmabsorbierend ausgeführt sein.
Beispielsweise nach dem Wiedereinbau des Schotters zwischen den Schalungen und Wiederherstellung der Solllage des Gleises nach Gleislage und Gleisrichtung können zusätzlich zu den Schalungen Schallschutzelemente vorgesehen werden, welche die Schalungen vorzugsweise in der Höhe überragen. Um Beschädigungen der bevorzugt mit lärmabsorbierender Oberfläche ausgestatteten Schallschutzelemente während der Sanierung der Gleisanlage zu vermeiden, können diese vorzugsweise erst ganz zum Schluss z. B. auf die Schalungen aufgesetzt werden. Hierdurch wird ein nochmalige Verbesserung der Schalldämpfung der Gleisanlage erzielt. Die Schallschutzelemente können beispielsweise oberhalb der Schotteroberfläche auf der dem Gleis zugewandten Seite der Schalungen angeordnet werden. Auch ist denkbar, die Schallschutzelemente auf die Schalungen aufzusetzen. Grundsätzlich ist auch denkbar, die Schallschutzelemente bereits bei der Anordnung der Schalungen an den Stützen in das Bauwerk einzubringen.
Die Sanierung wird vorzugsweise während einer Durcharbeitung durchgeführt bzw. die Sanierung ist eine Durcharbeitung oder umfasst zumindest eine Durcharbeitung.
Der Schotter kann nach dem Ausbau gereinigt und zum gegebenenfalls darauffolgenden Wiedereinbau aufbereitet werden.
Spätestens vor dem Wiedereinbau des Schotters kann ein Entfernen des Gleises durch Demontage der Schienen und der Schwellen erfolgen. Das Gleis wird dann nach dem Wiedereinbau des Schotters unter Herstellung der Solllage nach Gleislage und Gleisrichtung wieder neu aufgebaut. Hierbei erfolgt das Entfernen des Gleises, das aus in Gleisrichtung auf quer hierzu angeordneten Schwellen befestigten Schienen besteht, vom Schotterbett durch Demontage der Verbindung zwischen den Schienen und den Schwellen und anschließende Wegnahme der Schienen gefolgt von einer Wegnahme der Schwellen. Alternativ ist denkbar, dass ein gegebenenfalls erforderliches Entfernen des Gleises vom Schotterbett durch z. B. abschnittsweises oder kontinuierliches Anheben des Gleisrosts erfolgt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Darin bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder gleich wirkende Elemente. Es zeigen in schematischer Darstellung:
1 eine gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren sanierte Gleisanlage in einem Querschnitt.
2 ein Blockdiagramm eines Ablaufs eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Eine in 1 dargestellte, durch Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens sanierte Gleisanlage 01 besteht aus einem Unterbau 02 und einem darauf liegenden Oberbau 03. Der Oberbau 03 der Gleisanlage 01 besteht aus einem Schotterbett 04 aus Schottersteinen 05 und einem darauf angeordneten Gleis 06. Das Gleis 06 wiederum ist aus Schwellen 07 und Schienen 08 hergestellt. Die Schienen 08 verlaufen in Gleisrichtung senkrecht zur Zeichenebene, die Schwellen 07 quer hierzu. In den Unterbau sind neben den Schienen 08 mit Abstand in Gleisrichtung zueinander Stützen 09 eingerammt. An die den Schienen 08 zugewandten Innenseiten 10 der Stützen 09 sind Schalungen 11 angestellt.
Das Schotterbett 04 kann zumindest teilweise verfestigt sein, beispielsweise durch Verkleben wenigstens eines Teils der Schottersteine 05 untereinander, durch Ausschäumen der Zwischenräume zumindest zwischen einem Teil der Schottersteine 05 oder durch Vergießen der Zwischenräume zumindest zwischen einem Teil der Schottersteine 05. Die wahlweise vorgesehene Verfestigung z. B. durch Abbindung umfasst bzw. betrifft zumindest eine die Schotteroberfläche 12 umfassende Oberschicht des Schotterbetts 05.
Die sanierte Gleisanlage 01 weist durch die Schalungen 11, zwischen denen das Schotterbett 04 in seiner Ausdehnung quer zur Gleisrichtung gehindert ist, einen höheren Seitenverschiebewiderstand auf, als vor der Sanierung. Darüber hinaus ist wegen der Schalungen 11 im Vergleich zu einem konventionellen Schotteroberbau keine seitliche Abböschung des Schotterbetts 04 mehr nötig. Dadurch kann bei der sanierten Gleisanlage 01 im Vergleich zu vorher der zwischen Schwellen 07 und Schalungen 11 angeordnete Vorkopfschotter verringert werden. Neben einer Einsparung von Schotter wird dadurch auch ein geringerer Raumbedarf die Gleisanlage 01 erreicht.
Die Schalungen 11 tragen zudem zu einer erheblichen Verringerung der Ausbreitung des zwischen Schienen 08 und Radsätzen fahrender Züge entstehenden Geräuschpegels in horizontaler Richtung bei. Die sanierte Gleisanlage 01 weist damit im Vergleich zu vorher eine erheblich verbesserte Schalldämpfung auf! Diese Schalldämpfung, welche aufgrund des Versperrens des Ausbreitungswegs des Schalls zumindest in horizontaler Richtung nahe der Schallquelle auch schalldämmende Eigenschaften umfasst, kann noch verbessert werden durch Verwendung von Schalungen, die mindestens im größten Teil ihrer Fläche, die über den Schotter hinausragt und dem Gleis zugewandt ist, lärmabsorbierend ausgeführt sind.
Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, wahlweise mit lärmabsorbierender Oberfläche ausgestattete, die Schalungen 11 vorzugsweise überragende Schallschutzelemente auf den Schalungen 11 anzuordnen, beispielsweise um die Schalldämpfung und die schalldämmenden Eigenschaften der Gleisanlage 01 nochmals zu verbessern. Die Schallschutzelemente können beispielsweise oberhalb der Schottenoberfläche 12 auf der dem Gleis 06 zugewandten Seite der Schalungen 11 angeordnet werden. Auch ist denkbar, die Schallschutzelemente auf die Schalungen 11 aufzusetzen, wodurch die die Schallausbreitung versperrende Höhe der Schalungen 11 um die Höhe der Schallschutzelemente ergänzt wird. Die gegebenenfalls lärmabsorbierend ausgeführte Oberfläche der Schallschutzelemente ist dabei bevorzugt dem Gleis 06 zugewandt.
2 zeigt mehrere mögliche Abläufe erfindungsgemäßer Verfahren zur Sanierung einer Gleisanlage 01.
In einer Grundform sieht ein Verfahren zur Sanierung einer Gleisanlage 01 unter zumindest teilweiser Entfernung und erneuter Einbringung von Schottersteinen 05 des Schotterbetts 04 fünf Verfahrensschritte I, II, III, IV, V vor. Die Gleisanlage 01 besteht dabei aus einem Unterbau 02 und einem darauf liegenden Oberbau 03, der aus einem Schotterbett 04 und einem darauf angeordneten Gleis 06 aufgebaut ist. Das Gleis 06 wiederum besteht aus Schienen 08, die auf quer zur Gleisrichtung angeordneten Schwellen 07 befestigt sind.
In einem ersten Verfahrensschritt I wird zunächst der Schotter eines Schotterbetts 04 einer bestehenden Gleisanlage 01 ausgebaut.
Anschließend werden in einem zweiten Verfahrensschritt II Stützen 09 neben den Schienen 08 mit Abstand in Gleisrichtung zueinander in den bestehenden Unterbau 02 eingerammt.
In einem dritten Verfahrensschritt III werden danach Schalungen 11 an den Stützen 09 angeordnet, beispielsweise indem die Schalungen an die den Schienen 08 zugewandten Innenseiten 10 der Stützen 09 angestellt werden.
Ein darauf folgender vierter Verfahrensschritt IV sieht einen Wiedereinbau des Schotters zwischen den Schalungen 11 vor.
In einem fünften Verfahrensschritt V wird die Solllage des Gleises 06 nach Gleislage und Gleisrichtung wiederhergestellt.
Die Verfahrensschritte IV und V können bei geeigneten Bedingungen auch gleichzeitig ausgeführt werden.
Nach Wiedereinbau des Schotters und nach Wiederherstellung der Solllage des Gleises nach Gleislage und Gleisrichtung kann die Gleisanlage 01 je nach weiterer Funktion und Bestimmung abschnittsweise wie folgt weiter bearbeitet werden:

– Die Gleisanlage 01 bleibt zur weiteren Beobachtung und Messungen von Setzungen in dem nach dem fünften Verfahrensschritt V hergestellten Zustand.
– Die Gleisanlage 01 wird in der die Schotteroberfläche 12 umfassenden Oberschicht des Schotterbettes 04 z. B. durch Verkleben oder Verschäumen verfestigt, um die Gleislage weiterhin zu stabilisieren und um gleichzeitig die Option eines nachträglichen Stopfens zu erhalten.
– Der Schotter wird beispielsweise mittels einer Betonemulsion vergossen, verklebt oder geschäumt um somit die Solllage einer Festen Fahrbahn herzustellen.

Die verschiedenen Weiterbearbeitungsmöglichkeiten können auch nach und nach z. B. während aufeinanderfolgender Durcharbeitungen mit zunehmender Umwandlung des Schotterbetts in Feste Fahrbahn kombiniert werden.
An den fünften Verfahrensschritt V können sich demnach ein oder in zeitlichem Abstand auch mehrere sechste Verfahrensschritte VI anschließen. Die optionalen in zeitlichem Abstand stattfindenden Verknüpfungen sind in 2 durch Pfeile A, B, C angedeutet.
So kann z. B. in Streckenabschnitten, in denen zumindest in naher Zukunft keine feste Fahrbahn erwünscht ist, beispielsweise weil mit Setzungen des Unterbaus 02 oder des Oberbaus 03 zu rechnen ist oder sei es wegen Schall- bzw. Lärmschutzmaßnahmen, ein durch die Schalung 11 an seiner seitlichen Ausdehnung gehemmtes und dadurch im Vergleich zu vor der Sanierung schmaler ausgeführtes Schotterbett 04 wiederaufgebaut werden. Dabei kann nach dem Wiedereinbau des Schotters zwischen den Schalungen 11 in Verfahrensschritt IV und Wiederherstellung der Solllage des Gleises nach Gleislage und Gleisrichtung in Verfahrensschritt V eine Beobachtung der Gleisanlage unter Messung von Setzungen in einem sechsten Verfahrensschritt VI a) erfolgen.
In Streckenabschnitten, in denen beispielsweise zur Steigerung der zulässigen Höchstgeschwindigkeit und/oder zur Fixierung des Gleises 06 eine feste Schotteroberfläche 12 ähnlich einer festen Fahrbahn erwünscht ist, aber z. B. noch Setzungen zu erwarten sind, kann in einem sechsten Verfahrensschritt VI b) eine Fixierung der die Schotteroberfläche 12 des Schotterbetts 04 umfassenden Oberschicht erfolgen. Wie durch den Pfeil A angedeutet, ist auch eine Ausführung des Verfahrensschritts VI b) zeitversetzt nach dem Verfahrensschritt VI a) denkbar.
In Streckenabschnitten, in denen mit keiner Setzung des Schotterbetts 04 zu rechnen ist oder eine Senkung schon längst abgeschlossen ist, kann in einem sich an den Wiedereinbau des Schotters im vierten Verfahrensschritt IV und an die Wiederherstellung der Solllage des Gleises nach Gleislage und Gleisrichtung im fünften Verfahrensschritt V anschließende Verfestigung des gesamten Schotterbetts 04 zwischen den Schalungen 11, z. B. durch Abbindung unter Verwendung eines Bindemittels, eine Umwandlung in feste Fahrbahn vorgenommen werden. Der Schotter kann hierzu mittels z. B. einer Betonemulsion vergossen, z. B. mittels eines Kunstharzes verklebt oder z. B. mittels eines Kunststoffschaums ausgeschäumt werden. Wie durch die Pfeile B und C angedeutet, ist auch eine Ausführung des Verfahrensschritts VI c) zeitversetzt nach dem Verfahrensschritt VI a) oder nach dem Verfahrensschritt VI b) denkbar.
Durch die Offenhaltung der Weiterbearbeitungsmöglichkeiten in den Verfahrensschritten VI a), VI b) und VI c) und die zusätzliche optionale zeitlich nacheinander folgende Ausführung der Verfahrensschritte VI a), VI b) und VI c) erlaubt das Verfahren sämtliche Gleisanlagen 01 mit Schotterbett 04 nach und nach zu verbessern und zwar zumindest hinsichtlich Schalldämmung, als auch einer Stabilisierung der Lage des Gleises 06. In den Ausgestaltungsstufen mit den Verfahrensschritten VI b) und VI c) wird darüber hinaus zumindest eine feste Schotteroberfläche 12 hergestellt, wodurch die Gefahr von Schotterflug beseitigt wird und sich die sanierte Gleisanlage 01 auch für Schnellfahr- und Hochgeschwindigkeitsstrecken eignet.
Eine optionale Ausgestaltung des Verfahrens sieht einen Verfahrensschritt VII vor, welcher spätestens vor dem Wiedereinbau des Schotters ein Entfernen des Gleises 06 durch Demontage der Schienen 08 und der Schwellen 07 vorsieht. Wurde der Verfahrensschritt VII ausgeführt, muss in einem Verfahrensschritt VIII das Gleis 06 nach dem Wiedereinbau des Schotters im Verfahrensschritt IV und vor der Herstellung der Solllage nach Gleislage und Gleisrichtung im Verfahrensschritt V dann wieder neu aufgebaut werden. Der Verfahrensschritt VII, welcher ein Entfernen des Gleises 06 durch Demontage der Schienen 08 und der Schwellen 07 vorsieht, kann wie durch die Pfeile D, E, F angedeutet vor dem ersten Verfahrensschritt I erfolgen (Pfeil D), zwischen dem ersten Verfahrensschritt I und dem zweiten Verfahrensschritt II Pfeil E), oder zwischen dem zweiten Verfahrensschritt II und dem dritten Verfahrensschritt III Pfeil F).
Der Schotter kann wie durch den optionalen Verfahrensschritt IX angedeutet nach dem Ausbau gereinigt und zum gegebenenfalls darauffolgenden Wiedereinbau aufbereitet werden.
Eine weitere optionale Ausgestaltung des Verfahrens sieht in einem Verfahrensschritt X vor, beispielsweise mit lärmabsorbierender Oberfläche ausgestattete, die Schalungen 11 vorzugsweise überragende Schallschutzelemente auf den Schalungen 11 anzuordnen. Dieser Verfahrensschritt X kann, wie durch die Pfeile G, H, J angedeutet, beispielsweise im Anschluss an einen der Verfahrensschritte VI A9, VI b) oder VI c) durchgeführt werden.
Wichtig ist hervorzuheben, dass das Verfahren sowohl zur Umrüstung eines bestehenden Schotterbetts einer Gleisanlage zur festen Fahrbahn, als auch für den Neubau einer festen Fahrbahn auf Basis eines Schotterbetts, sowie für die Instandsetzung einer Gleisanlage mit Schotterbett zur Stabilisierung der Gleislage geeignet ist.
Die Erfindung ist insbesondere im Bereich der Herstellung, dem Umbau, der Instandsetzung und der Durcharbeitung von Gleisanlagen gewerblich anwendbar.
Bezugszeichenliste

01: Gleisanlage
02: Unterbau
03: Oberbau
04: Schotterbett
05: Schottersteine
06: Gleis
07: Schwelle
08: Schiene
09: Stütze
10: Innenseite
11: Schalung
12: Schotteroberfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005055575 A1 [0009]
DE 29824458 U1 [0010]
DE 4100881 A1 [0012]
DE 102008016953 A1 [0013]
DE 10261641 A1 [0014]
DE 4138068 C2 [0015]

Claims

Verfahren zur Sanierung einer Gleisanlage (01) aus einem Unterbau (02) und einem darauf liegenden Oberbau (03) mit einem Schotterbett (04) und einem darauf angeordneten Gleis (06) aus in Gleisrichtung auf quer hierzu angeordneten Schwellen (07) befestigten Schienen (08), wobei Schottersteine (05) des Schotterbetts (04) zumindest zum Teil entfernt und neu eingebracht werden, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: – Ausbau des Schotters, – Einrammen von Stützen (09) neben dem Gleis (06) mit Abstand in Gleisrichtung zueinander in den bestehenden Unterbau (02), – Anordnen von Schalungen (11) an den Stützen (09), – Wiedereinbau des Schotters zwischen den Schalungen (11) und Wiederherstellung der Solllage des Gleises (06) nach Gleislage und Gleisrichtung.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach Wiedereinbau des Schotters zwischen den Schalungen (11) und Wiederherstellung der Solllage des Gleises (06) nach Gleislage und Gleisrichtung eine Beobachtung der Gleisanlage (01) unter Messung von Setzungen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach Wiedereinbau des Schotters zwischen den Schalungen (11) und Wiederherstellung der Solllage des Gleises (06) nach Gleislage und Gleisrichtung eine Verfestigung zumindest der Schotteroberfläche (12) zwischen den Schalungen (11) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfestigung der Schotteroberfläche (12) durch Verkleben oder Verschäumen erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Wiedereinbau des Schotters zwischen den Schalungen (11) und Wiederherstellung der Solllage des Gleises (06) nach Gleislage und Gleisrichtung eine Verfestigung des Schotterbetts (04) zwischen den Schalungen (11) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfestigung des Schotterbetts (04) durch Vergießen, Verkleben oder Verschäumen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfestigung eine Abbindung unter Verwendung eines Bindemittels umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalungen (11) aus Schalelementen bestehen, wobei die Schalelemente einer Schalung (11) einander überlappend angeordnet sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sanierung während einer Durcharbeitung durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schotter nach dem Ausbau gereinigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anordnen von Schalungen (11) an den Stützen (09), durch Anstellen und/oder lösbares oder unlösbares Befestigen der Schalungen (11) an den den Schienen (08) zugewandten Innenseiten (10) der Stützen (09) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Anordnung von die Schalungen (11) vorzugsweise überragenden Schallschutzelementen an den Schalungen (11) und/oder an den Stützen (09).
Gleisanlage (01) mit einem Unterbau (02) und einem darauf liegenden Oberbau (03), der aus einem Schotterbett (04) und einem darauf angeordneten Gleis (06) aufgebaut ist, welches aus auf quer zur Gleisrichtung angeordneten Schwellen (07) befestigten Schienen (08) besteht, gekennzeichnet durch gemäß einem der vorherigen Ansprüche neben den Schienen (08) angeordnete Schalungen (11).
Gleisanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalungen (11) mindestens im größten Bereich ihrer Fläche, die über das Schotterbett (04) hinausragt und dem Gleis (06) zugewandt ist, lärmabsorbnierend ausgeführt ist.
Gleisanlage nach Anspruch 13 oder 14, gekennzeichnet durch an den Schalungen (11) und/oder an den Stützen (09) angeordnete, diese vorzugsweise überragende Schallschutzelemente.