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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überbrückungskonstruktion zur Abstützung wenigstens einer Fahrschiene einer Eisenbahn-Fahrbahn im Bereich einer Bauwerksfuge
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Derartige Überbrückungskonstruktionen kommen dann bei Eisenbahnbauwerken zum Einsatz, wenn eine Fahrschiene eines Gleises über eine Fuge in einem Bauwerk (wie etwa einer Eisenbahnbrücke) geführt werden soll. So weisen Eisenbahnbrücken z.B. Bauwerksfugen im Brückendeck auf, die zwischen Widerlager und Überbau der Brücke Bewegungen ermöglichen sollen. Gerade bei mehrteiligen Eisenbahnbrücken treten an den Bauwerksfugen zwischen benachbarten Überbauten Bewegungen auf. Ursache der Bewegungen sind Bauwerksverformungen infolge ständiger und veränderlicher Lasten wie Verkehrs-, Wind- und Temperatureinwirkungen. Auch unterschiedliche Setzungen der Bauwerksgründung können zu Bewegungen führen, die in solchen Bauwerksfugen gezielt aufgenommen werden sollen. Die Bauwerksfugen stellen daher eine zumindest teilweise Unterbrechung der Fahrbahn der Eisenbahn dar.
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Unter einer Fahrbahn ist dabei die Gesamtheit von wenigstens einer Fahrschiene (bei einer Einschienenbahn), vorzugsweise zwei Fahrschienen (bei einer Zweischienenbahn), auf der die Eisenbahn fährt, Schwellen und Schotterbett gemeint. Bei der Oberbauform vom Typ „Fester Fahrbahn“ ist die Gesamtheit aus den Fahrschienen und den Bauteilen zu deren Befestigung auf dem Brückendeck gemeint. Dies können z.B. Schienenbefestigungen auf einem stählernen Brückendeck sein, oder Brückenbalken bei einer offenen Fahrbahn einer Stahlfachwerkbrücke, oder Betonplatten mit Schienenbefestigungen auf einem massiven Brückendeck.
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Zwischen den beiden Rändern der Bauwerksfuge treten üblicherweise Verschiebungen und Verdrehungen um alle Freiheitsgrade auf. Die Fahrschienen müssen daher derart über die Bauwerksfuge geführt werden, dass trotz der Bewegungen an der Bauwerksfuge ein sicherer Lauf der Eisenbahnfahrzeuge gegeben ist und möglichst geringe Inspektions- und Wartungsarbeiten im Bereich der Überbrückungskonstruktion erforderlich sind.
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Bei Brücken mit großer Überbaulänge treten an den Bauwerksfugen große Bewegungen in Gleislängsrichtung auf, die zu einem Öffnen und Schließen der Bauwerksfuge führen. Da beim Eisenbahngleis für die Abstände in denen die Fahrschiene mit Hilfe sogenannter Schienenstützpunkte (dies sind die Stellen an denen die Fahrschiene lastabtragend mit dem Untergrund z.B. unter Zuhilfenahme einer Schwelle, verbunden wird) abgestützt wird, Höchst- und Mindestwerte einzuhalten sind (beim Regeloberbau der DB Netz AG bzw. Deutschen Bahn mit Schienenprofil 60E2 sind dies für Vollbahnen 650 mm als Höchstwert und 250 mm als Mindestwert), muss die Fahrschiene im Bereich der Bauwerksfuge verstärkt oder durch eine Überbrückungskonstruktion zusätzlich gestützt werden. Die Überbrückungskonstruktion muss hierbei die Bewegungen an der Bauwerksfuge ausgleichen und eine Stützung der Fahrschiene unter Einhaltung der Höchst- und Mindestwerte gewährleisten.
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Bei einer Fahrbahn mit Schotterbett (Schotterfahrbahn) wird in Deutschland ab etwa 300 mm Längsbewegung eine Trennung des Schotterbetts gefordert. Damit ist die mögliche Längsbewegung ohne Einsatz einer Überbrückungskonstruktion durch die Konstruktion der Schotterbetttrennung auf etwa 300 mm begrenzt. Bei einer Fahrbahn vom Typ „Fester Fahrbahn“ mit Betonplatten ist die mögliche Längsbewegung auf etwa 140 mm begrenzt.
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Im Stand der Technik sind nun verschiedene Formen von Überbrückungskonstruktionen bekannt geworden. Die einfachste Form wird als Vollschienen-Bauweise bezeichnet. Hier wird im Bereich der Bauwerksfuge für die Fahrschiene anstelle des üblichen Schienenprofils eine sogenannte Vollschiene verwendet. Bei der deutschen DB Netz AG ist dies beispielsweise beim Schienenauszug vom Typ SA 60-340 das Schienenprofil Vo-60E2. Dieses hat einen stärkeren Querschnitt und eine höhere Biegetragfähigkeit als das übliche Schienenprofil.
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Diese Konstruktion hat den Vorteil, dass aufgrund der größeren Biegetragfähigkeit ein größerer Abstand bei den Schienenstützpunkten möglich ist (z.B. maximal 1000 mm bei Schienenprofil Vo-60E2 statt der üblichen 650 mm beim Standard-Schienenprofil 60E2) und somit eine größere Längsbewegung (etwa 480 mm) zulässig ist. Der Nachteil dieser Bauweise ist, dass das Schienenprofil neben den Bauwerksfugen gestoßen werden muss. Die Ausbildung des Stoßes muss ermüdungsgerecht durch eine allmähliche Überbrückung des Querschnitts vom Profil 60E2 zum Profil Vo-60E2 erfolgen. Bei Einbau auf Fester Fahrbahn treten infolge der höheren Biegesteifigkeit der Vollschiene ungünstig große abhebende und drückende Kräfte in den Schienenstützpunkten auf. Die Bewegungen an der Bauwerksfuge müssen daher stark begrenzt werden, weshalb ist die Verwendung von Vollschienen in der Praxis zumindest in Deutschland bei der DB Netz AG vermieden werden soll.
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Ein weiterer Nachteil dieser Bauweise liegt darin, dass bei Schotteroberbau ohne Schienenauszug wegen des im Vergleich zum Regelschienenprofil großen Schienenquerschnittes die kritische Temperaturerhöhung deutlich absinkt. Damit sinkt auch die Sicherheit gegen Auftreten einer Gleisverwerfung.
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Als alternative Bauform für große Längsbewegungen ist die Beischienen-Konstruktion bekannt geworden. Hier wird im Bereich der Bauwerksfuge die Fahrschiene durch zwei seitlich befestigte Beischienen verstärkt. Bei der DB Netz AG wird die Beischienen-Konstruktion beispielsweise beim Schienenauszug SA 60-830be eingesetzt. Die Beischienen reichen bis auf die Schwellen bzw. Schienenstützpunkte beidseits der Bauwerksfuge und beteiligen sich am Abtrag der Lasten aus den Eisenbahnfahrzeugen. Der Vorteil dieser Konstruktion liegt darin, dass aufgrund der größeren Biegetragfähigkeit eine größere Stützweite möglich wird. So ist in Deutschland ein Schwellenabstand von mindestens 600 mm bis maximal 1300 mm zugelassen, was 700 mm zulässiger Längsbewegung entspricht. Der Nachteil dieser Bauweise ist, dass bei Einbau auf Fester Fahrbahn infolge der höheren Biegesteifigkeit der Fahrschiene mit Beischienen sehr große abhebende und drückende Kräfte in den Schienenstützpunkten auftreten. Die Bewegungen an der Bauwerksfuge müssen daher stark begrenzt werden, was sehr steife Brückenüberbauten erfordert und daher in der Praxis nicht üblich ist. Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass die Auflagerung der Beischienen auf jeder Seite der Bauwerksfuge typischer Weise auf drei Schwellen erfolgt. Damit ist die Lagerung statisch unbestimmt. Bei Verdrehung der Überbauenden tritt eine unterschiedliche Belastung der Schwellen und damit bei Einsatz auf Schotteroberbau im Laufe der Zeit eine unterschiedliche Setzung des Schotterbettes ein. Dies verschlechtert die Gleislagequalität im Bereich der Bauwerksfuge schneller als im anschließenden Gleis. Das Schotterbett muss folglich im Bereich der Bauwerksfuge häufiger gestopft werden, was mit den üblichen Problemen der Einzelfehlerbeseitigung für die Gleislage verbunden ist. Es ist also teuer und im Übergang zum nicht gestopften Bereich kommt es leicht zur Bildung von neuen Gleislagefehlern.
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Eine andere bekannte Lösung ist der gelenkige Trägerrost mit Steuerung der Querschwellenposition. Hier überbrücken zwei, typischer Weise aus Stahl ausgeführte, Traversen die Bauwerksfuge. Sie werden auf den angrenzenden Schwellen einseitig längsverschieblich gelagert. Unter den Traversen hängen gelenkig angeschlossen ein bis zwei ebenfalls Stahlquerschwellen zur Stützung der Fahrschiene. Die Position der Querschwelle(n) wird durch eine Scherenhebelkonstruktion gesteuert. Bei der DB Netz AG wird diese Konstruktion beim Schienenauszug SA 60-1200 FF eingesetzt. Der Vorteil dieser Konstruktion liegt in einer größeren Stützweite, die aufgrund der hohen Biegetragfähigkeit der Traversen möglich wird. Bei Einbau von zwei Querschwellen sind etwa 400 mm Längsbewegung je Schwellenfach möglich. Der Achsabstand der Schwellen neben der Bauwerksfuge beträgt dann mindestens 750 mm und maximal 1950 mm. Es werden also 1200 mm Längsbewegung ermöglicht. Auch ist der Trägerrost durch den gelenkigen Anschluss der Querschwellen an die Traversen verwindungsweich. Nachteilig an dieser Konstruktion ist, dass die Traversen auf beiden Seiten der Bauwerksfuge auf jeweils mindestens zwei Schwellen lagern. Die Lagerung ist also statisch unbestimmt. Dies führt bei einer Fahrbahn vom Typ „Fester Fahrbahn“ zu Zwängungen. Bei einer Fahrbahn mit Schotteroberbau führt dies zu ungleichmäßigen Setzungen. Daher müssen die Endtangentendrehwinkel der Überbauten stark begrenzt werden, was konstruktiven Aufwand nach sich zieht. Auch sind in der Praxis an der Steuerung für den Schwellenabstand immer wieder Ermüdungsbrüche der Scherenhebel aufgetreten. Diese erfahren bei Vertikalbelastung der Überbrückungskonstruktion und Längsverschiebung der Fahrschiene gegen das Brückendeck Längskräfte, die eine deutlich höhere Beanspruchung als die Steuerkräfte der unbelasteten Überbrückungskonstruktion erzeugen können.
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Eine weitere bekannte Bauweise einer solchen Überbrückungskonstruktion ist als gelenkiger Trägerrost mit fester Querschwellenposition bekannt. Hier überbrücken wieder zwei Traversen die Bauwerksfuge. Sie werden auf den angrenzenden Schwellen beidseitig längsverschieblich mit Anschlägen gelagert. Unter den Traversen hängen bis zu drei Stahlquerschwellen zur Stützung der Fahrschienen. Die Querschwellen sind an den Traversen gelenkig und in Längsrichtung unverschieblich befestigt. Diese Konstruktion wird derzeit bei der DB Netz AG in einem Bahnhof zur Betriebserprobung eingesetzt. Durch die gelenkige Verbindung zwischen Traversen und Querschwellen entsteht ein gelenkiger Trägerrost, der den Vorteil hat, dass er Bewegungen der Bauwerksfuge für alle sechs Freiheitsgrade zwängungsfrei aufnehmen kann. Da die Querschwellen aber unverschieblich an den Traversen befestigt sind, wird die Längsbewegung der Bauwerksfuge nur auf zwei Schwellenfächer verteilt. Die in Gleislängsrichtung ausgleichbare Längsbewegung ist somit auf das Doppelte der Differenz aus Höchst- und Mindestabstand der Schienenstützpunkte begrenzt, was etwa 800 mm Längsbewegung bei Stützpunktbreite 200 mm entspricht. Aufgrund der schwimmenden Lagerung der Traversen und der gelenkigen Verbindung der Querschwellen mit den Traversen kann sich zudem eine trapezförmige Verformung (weg von der Leiter mit rechtwinklig angeordneten Sprossen hin zu gegen die Leiterstiele verdrehten Sprossen) einstellen. Diese kann bei den in der Praxis eingesetzten Gelenkanschlüssen in Form von Klammerpaaren mit ballig ausgebildeten Kontaktflächen zu Zwängungen und damit zu erhöhtem Verschleiß führen.
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Eine andere aus der Deutschen Offenlegungsschrift
DE 19 806 566 A1 bekannte Form der Überbrückungskonstruktion basiert auf der Verwendung von Ausgleichsplatten. Hier wird zur Überbrückung der Bauwerksfuge eine Stahlbetonplatte oder Stahlplatte (sogenannte STOG-Platte) auf dem Brückendeck aufgelagert. Die Platte wird auf beiden Seiten der Bauwerksfuge mit zwei Vertikalkraftlagern gelagert, sowie mit jeweils einem Lager in Querrichtung. In Längsrichtung wird die Platte schwimmend gelagert mit Anschlägen oder mit einer Steuerung, um den Höchst- und Mindestabstand der Schienenstützpunkte einzuhalten. Dies hat den Vorteil, dass die Längsbewegung der Bauwerksfuge auf die zwei Schwellenfächer an den Plattenenden verteilt wird. Die in Gleislängsrichtung ausgleichbare Längsbewegung beträgt somit das Doppelte der Differenz aus Höchst- und Mindestabstand der Schienenstützpunkte (etwa 800 mm Längsbewegung bei Stützpunktbreite 200 mm). Ein weiterer Vorteil ist, dass die schwimmende Lagerung in Längsrichtung keine Steuerungsmechanik benötigt. Die Konstruktion ist also wartungsarm. Zudem sind die Schienenstützpunkte auf der Platte in ihrer Lage zueinander fixiert. Eine trapezförmige Verzerrung des Gleises wie beim ungesteuerten, gelenkigen Trägerrost ist ausgeschlossen. Ein Nachteil dieser Lösung liegt darin, dass die Ausgleichsplatte mit insgesamt vier Vertikalkraftlagern statisch unbestimmt gelagert ist. Eine Verdrehung der Überbauten um die Bauwerkslängsachse führt zu einer Verwindung der Platte und damit bei zu großer Verdrehung zu einem Abheben eines Lagers, mit nachteiligen Folgen für die Dauerhaftigkeit des Lagers.
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Ein weiterer Nachteil ergibt sich daraus, dass die Ausgleichsplatte direkt auf dem Bauwerk aufgelagert wird. Dies ist bei einer Fahrbahn vom Typ „Fester Fahrbahn“ unproblematisch. Bei einer Fahrbahn mit Schotteroberbau führt die unvermeidbare Setzung des Schotters jedoch zu einem Höhenunterschied der Schienenoberkante auf der Überbrückungskonstruktion und dem anschließenden Schotteroberbau mit nachteiligen Folgen für Fahrdynamik, Fahrgastkomfort und Instandhaltung des Oberbaus. Ein weiter Nachteil ist, dass die in Gleislängsrichtung ausgleichbare Längsbewegung auf das Doppelte der Differenz aus Höchst- und Mindestabstand der Schienenstützpunkte begrenzt ist. Bei der sogenannten STOG-Platte ist diese Grenze bei 800 mm Längsbewegung. Bei größeren Längsbewegungen müssen zwei oder mehr Ausgleichsplatten in Reihe gebaut werden.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Überbrückungskonstruktion zu schaffen, die große Längsbewegungen und/oder Verwindungen an der Bauwerksfuge zwängungsfrei aufnehmen kann und weder bei Einsatz mit einer Fahrbahn vom Typ „Fester Fahrbahn“ zu hohen Vertikalkräften in den Schienenstützpunkten führt, noch bei Einsatz mit einer Fahrbahn mit Schotteroberbau zu verstärkten Setzungen des Schotterbettes führt. Die Überbrückungskonstruktion soll dabei mit möglichst wenigen und einfachen Lagern auskommen. Diese sollen möglichst einfach zu inspizieren sein. Auch soll die Überbrückungskonstruktion außerhalb des Lichtraumprofiles liegen, und möglichst oberhalb der Schwellenoberkante, damit die Überbrückungskonstruktion auf den üblichen Schwellen aufgelagert werden kann.
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Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einer Überbrückungskonstruktion nach Anspruch 1, bei der an der Überbrückungskonstruktion wenigstens ein länglicher Wiegeträger gelenkig angeordnet ist, der zwei Enden mit jeweils einem daran befestigten Wiegeträger-Lager aufweist, mit denen er an der Fahrbahn befestigt werden kann. Unter einem Wiegeträger soll hierbei ein einfacher gelenkig gelagerter Einfeld-Träger verstanden werden, der vorzugsweise mittig belastet wird. Es handelt sich mit anderen Worten um einen Biegeträger, der sich gezielt verbiegen können soll, ohne dass dies zur Einleitung von Biegemomenten in die Fahrbahn führt. Dadurch werden zwei etwa gleichgroße Vertikalkräfte über die Lager in die Fahrbahn eingeleitet. Dies führt zu einer gleichmäßigeren Belastung und vor allem im Fall einer Fahrbahn mit Schotteroberbau zu einer gleichmäßigeren Setzung der Überbrückungskonstruktion. So kann es zu einer Kraftabtragung aus der Überbrückungskonstruktion über den Wiegeträger in genau zwei und eben nicht nur eine oder drei Schwellen wie beim Stand der Technik kommen. So kann die Vertikalast aus der Überbrückungskonstruktion auf einfache Weise zwängungsfrei und doch über mehr als nur eine Schwelle - und damit ausreichend verteilt - abgetragen werden. Dies reduziert die Verformungen und Setzungen der betroffenen Schwellen, insbesondere wenn diese direkt neben der Bauwerksfuge angeordnet sind. Im Fall einer Fahrbahn mit Schotteroberbau sorgt dies für eine spürbare Erhöhung der Zeit, die das Gleisbett ohne Stopfen im Bereich nahe der Bauwerksfuge benutzt werden kann. Dieser stark reduzierte Wartungsaufwand der Fahrbahn bzw. des Schotteroberbaus ist ein erheblicher Vorteil gegenüber allen bekannten Lösungen. Insbesondere werden die wesentlichen Nachteile von Vollschiene, Beischiene und Gelenkträgerrost beseitigt.
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Weiterbildend sind an der Überbrückungskonstruktion wenigstens zwei, vorzugsweise vier, Wiegeträger gelenkig angeordnet. So können die Lasten aus der Überbrückungskonstruktion noch gleichmäßiger verteilt werden.
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Zweckmäßiger Weise weist wenigstens ein Wiegeträger an einem Ende ein Wiegeträger-Lager auf, das eine in Längsrichtung des Wiegeträgers verschiebliche Lagerung an einer zur Lagerung der Übergangskonstruktion herangezogenen Lager-Schwelle und an einem anderen Ende ein Wiegeträger-Lager aufweist, das eine in Längsrichtung feste Lagerung an einer zweiten zur Lagerung herangezogenen Lager-Schwelle ermöglicht. Dann ist die Befestigung des Wiegeträgers als statisch bestimmte Lagerung (also ein festes und ein zumindest in Längsrichtung des Wiegeträgers verschiebliches, jeweils gelenkiges Lager) ausgebildet. Das sorgt dafür, das selbst bei unterschiedlichen Setzungen der beiden Lager-Schwellen ein Auftreten von Zwängungen sicher vermieden werden kann. Dies erhöht die wartungsfreie Zeit des Schotteroberbaus noch weiter.
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Auch macht es Sinn, dass wenigstens ein Wiegeträger an beiden Enden Wiegeträger-Lager aufweist, die eine in Längsrichtung des Wiegeträgers verschiebliche oder feste Lagerung an den betreffenden Lager-Schwellen ermöglichen. Die beidseitig verschiebliche Lagerung kann dann sinnvoll sein, wenn man eine nochmals größere Sicherheit gegen Einleitung horizontaler Kräfte in die Schwellen erzielen will. In entgegengesetzter Weise kann es jedoch beabsichtigt und sinnvoll sein, die Lagerung des Wiegeträgers auf beiden Lager-Schwellen in Längsrichtung unverschieblich (also fest) auszubilden, so dass an der Überbrückungskonstruktion angreifende Längskräfte durch die Lager-Schwellen in die Schotterbettung abgetragen werden.
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Die Überbrückungskonstruktion kann grundsätzlich beliebig aufgebaut sein. Sie kann zum Beispiel eine Vollschiene, eine Beischiene, einen Trägerrost und/oder eine Ausgleichsplatte aufweisen.
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Bevorzugt weist die Überbrückungskonstruktion eine erste sich im Bereich der Bauwerksfuge im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Fahrschiene erstreckende und seitlich neben der Fahrschiene angeordnete, die Bauwerksfuge überbrückenden erste Traverse und eine zur ersten Traverse im Wesentlichen parallel und beabstandet auf der anderen Seite der Fahrschiene angeordnete zweite Traverse auf. Dabei sind die Traversen so ausgebildet, dass sie an zur Bauwerksfuge benachbarten und die Fahrschiene tragenden Teilen der Eisenbahn-Fahrbahn zumindest teilweise in Längsrichtung verschieblich befestigt werden können, wobei an der ersten Traverse ein erster Stützträger zur Abstützung wenigstens einer Fahrschiene angeordnet ist. Dieser ist so ausgebildet, dass er quer zur Längsachse der ersten Traverse ausgerichtet, mit dieser starr verbunden und an der zweiten Traverse gelenkig und parallel zur Gleisebene verschieblich gelagert ist, und der so gestaltet ist, dass er im Bereich der Bauwerksfuge angeordnet und zumindest bereichsweise unter der wenigstens einen abzustützenden Fahrschiene hindurch geführt werden kann.
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Die in der Draufsicht mit anderen Worten wie der Buchstabe „T“ gestaltete erste Traverse ist dazu - vorzugsweise Weise gelenkig und in einer Ebene parallel zur Gleisebene (bei zwei abzustützenden Fahrschienen definiert als Verbindungslinie über die Schienenoberkanten, bei nur einer abzustützenden Fahrschiene definiert als Tangente an den Schienenkopf in Schienenkopfmitte) - verschieblich an der zweiten Traverse gelagert. Diese kann im einfachsten Fall wie ein gerader Balken ausgeführt sein. So können sich auf einfache Weise Relativbewegungen zwischen den beiden Traversen in Längsrichtung der Traversen einstellen. Der starr an die erste Traverse angeschlossene Stützträger wirkt dabei wie eine Querschwelle. Die starre Befestigung des Stützträgers sorgt dabei dafür, dass es keine Verzerrungen ins Trapez wie beim Gelenkträgerrost ohne Steuerung geben kann, bei dem es wie schon obenstehend erläutert zu Schrägstellungen der Querschwellen kommen kann.
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Weiterbildend weist die Überbrückungskonstruktion einen zweiten Stützträger zur Abstützung wenigstens einer Fahrschiene auf, der so ausgebildet ist, dass er quer zur Längsachse der zweiten Traverse ausgerichtet, mit dieser starr verbunden und an der ersten Traverse gelenkig parallel zur Gleisebene verschieblich gelagert ist, und der so gestaltet ist, dass er im Bereich der Bauwerksfuge angeordnet und zumindest bereichsweise unter der wenigstens einen abzustützenden Fahrschiene hindurch geführt werden kann. Dann können sich die beiden Stützträger und damit die darauf befestigten Schienenstützpunkte relativ zu einander bewegen. Die Überbrückungskonstruktion kann daher größere Längsbewegungen der Bauwerksfuge ausgleichen bzw. größere Fugenspalten überbrücken.
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Dabei ist es zweckmäßig, wenn wenigstens ein Stützträger als - bei Betrachtung in Richtung der Gleisachse - bereichsweise U- oder L-förmiger Balken mit wenigstens einem Schienenstützpunkt auszubilden. Eine solche Form ist einfach herzustellen, sorgt aber zugleich für eine gute Steifigkeit bzw. Abstützung des Schienenstützpunktes.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist es, dass man die Überbrückungskonstruktion als möglichst verwindungsweiche Konstruktion auslegt. Daher ist es besonders sinnvoll, wenn die Lagerung des Stützträgers an der jeweils anderen Traverse als um die Längsachse der Überbrückungskonstruktion torsionsweiche Lagerung ausgeführt ist. Dabei kann die Lagerung eines Stützträgers an der jeweils anderen Traverse als gelenkige Lagerung ausgeführt sein. Dies begrenzt mögliche Zwängungen auf die Rückstellkräfte des gelenkigen Lagers und verschafft der Überbrückungskonstruktion einen wesentlichen Vorteil gegenüber der zum Kippeln neigenden Konstruktion mit einer Ausgleichsplatte. Deren wesentliche Nachteile werden somit auf sehr einfache Weise überwunden.
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Ferner ist es sinnvoll, wenn wenigstens ein Stützträger eine Aufhängung aufweist, die so ausgebildet ist, dass der Stützträger an einer Traverse so angehängt werden kann, dass er an dieser in deren Längsrichtung entlang gleiten kann. Dies ist eine sehr einfach herzustellende Lagerung, die zum einen für eine sichere Lagerung in vertikaler Richtung - bzw. im Gleisbogen mit Überhöhung lotrecht zur Gleisebene - und eine freie Bewegung in Längs- und Querrichtung sorgt, zum anderen aber eine torsionsweiche Gesamtkonstruktion sicherstellt.
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Weiterbildend ist wenigstens ein Stützträger zumindest bereichsweise plattenartig so breit ausgebildet, dass zwei oder mehr Schienenstützpunkte zur Abstützung der jeweiligen Fahrschiene auf ihm angebracht sind. So können auf einfache Weise auch Überbrückungskonstruktionen geschaffen werden, bei denen wenigstens zwei in der Bauwerksfuge angeordnete Schienenstützpunkte in Richtung der Gleisachse fixierte Abstände zu einander haben.
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Sinnvoller Weise weist wenigstens eine Traverse wenigstens einen Anschlag auf, der die Verschiebung des auf ihr gelagerten Stützträgers in Längsrichtung der jeweiligen Traverse begrenzt. So kann eine sehr simple schwimmende Lagerung der Traversen benutzt werden, ohne dass eine aufwendige Steuerung für die Abstände der Stützträger - als Äquivalent zu den bekannten mit Steuerungen in ihren Abständen gesteuerten Querschwellen - zum Einsatzkommen muss.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn wenigstens eine Traverse auf einer Seite der Bauwerksfuge so ausgebildet ist, dass eine in Längsrichtung der Traverse feste Lagerung an einem Teil der Fahrbahn möglich ist. Dieser Teil der Fahrbahn kann zum Beispiel eine Schwelle oder auch eine Betonplatte sein. Wichtig ist nur, dass sich die Traversen im Bereich der Lagerung auf leichte Weise gelenkig relativ zu dem betreffenden Teil der Fahrbahn bewegen können und zugleich ihre nach unten und quer zur Gleisachse wirkenden Lasten über diese Teile in den Untergrund abtragen können.
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Alternativ ist die Lagerung von beiden Traversen an jedem Ende der Traverse in Längsrichtung der Traversen so ausgebildet, dass sie - vorzugsweise in Richtung der Gleisachse - verschieblich an einem Teil der Fahrbahn gelagert werden können. Dann ist eine größtmögliche Beweglichkeit der gesamten Überbrückungskonstruktion in Richtung der Gleisachse sichergestellt. Zwängungen können praktisch nicht mehr auftreten. Der wenigstens eine unter wenigstens einer Fahrschiene angeordnete Stützträger stellt dabei sicher, dass sich die Gesamtkonstruktion nicht aus der Bauwerksfuge bewegen kann.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist wenigstens eine Traverse ein Traversen-Lager zur Befestigung der Überbrückungskonstruktion, insbesondere an einem Teil der Fahrbahn, auf. Diese kann zweckmäßiger Weise in der Art einer Vertikalkraftlagerung zum Beispiel als Punkt-Kipp-Lager oder als einachsig geführtes Punkt-Gleitlager ausgebildet sein. Dies ist vor allem dann sinnvoll, wenn die Traverse an einer Betonplatte einer als „Festen Fahrbahn“ ausgestalteten Fahrbahn gelagert werden soll.
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Auch kann an wenigstens einem Traversen-Lager ein Wiegeträger gelenkig angeordnet sein. Das sorgt - wie bereits oben dargestellt - dafür, dass es zu einer momentenfreien Kraftabtragung aus der Traverse über den Wiegeträger in genau zwei und eben nicht nur eine oder drei Schwellen wie beim Stand der Technik kommt. So kann die Vertikalast aus der Überbrückungskonstruktion auf einfache Weise zwängungsfrei und doch über mehr als nur eine Schwelle - und damit ausreichend verteilt - abgetragen werden. Dies reduziert die Verformungen und Setzungen der Lager-Schwellen, insbesondere der direkt neben der Bauwerksfuge angeordneten Schwellen. Sind dann auch noch beide Traversen jeweils an beiden Enden damit ausgestattet, sorgt dies für eine spürbare Erhöhung der Zeit, die das Gleisbett ohne Stopfen im Bereich nahe der Bauwerksfuge benutzt werden kann. Dieser stark reduzierte Wartungsaufwand der Fahrbahn bzw. des Schotteroberbaus ist ein erheblicher Vorteil gegenüber allen bekannten Lösungen. Insbesondere werden die wesentlichen Nachteile von Vollschiene, Beischiene und Gelenkträgerrost beseitigt.
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Konkret kann die verschiebliche Lagerung einer Traverse an einem Wiegeträger durch einen an dem Wiegeträger befestigten Lagerzapfen und eine in der jeweiligen Traverse angeordnete Längsnut ausgebildet werden, wobei der Lagerzapfen in der Längsnut der Traverse geführt wird. Diese Ausführung ist konstruktiv sehr einfach und kostengünstig auszubilden.
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Dabei kann es zweckmäßig sein, dass in wenigstens einer Längsnut wenigstens eine reibungsreduzierende Gleitplatte angeordnet ist. Dies reduziert die Reibung im Lager, damit die in Längsrichtung unerwünschten Kräfte und reduziert den Verschleiß.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn in wenigstens einer Längsnut wenigstens eine Feder- und/oder Dämpfungsmittel an einem stirnseitigen Ende der Ausnehmung angeordnet ist oder sind. Dies sorgt im Fall äußerster Belastung für einen gefederten bzw. gedämpften Anprall des Zapfens am Ende der Längsnut. Dies reduziert die Biegebeanspruchung des Stützträgers und der Traverse insgesamt. Es entsteht weniger Lärm und Verschleiß. Auch sorgt diese Maßnahme für eine insgesamt größere Verschleißfestigkeit der gesamten Überbrückungskonstruktion.
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Die feste Lagerung einer Traverse kann durch einen Lagerzapfen und eine Lagerausnehmung in der jeweiligen Traverse so ausgebildet sein, dass die jeweilige Traverse in der Lagerausnehmung auf dem Lagerzapfen aufliegt. Auch dies ist eine sehr einfach und kostengünstig herzustellende in Richtung der Gleisachse und quer dazu feste, aber zugleich gelenkige Lagerung.
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Ferner ist es sinnvoll, wenn wenigstens ein Schienenstützpunkt vorgesehen ist, der als längsbeweglicher Schienenstützpunkt ausgeführt ist. Dies sorgt für einen sehr niedrigen Durchschubwiderstand der Fahrschiene gegenüber dem Stützträger. Hierzu kann der Schienenstützpunkt weiterbildend eine elastische Platte zur Aufnahme von Verschiebungen der wenigstens einen Fahrschiene in deren Längsrichtung aufweisen. Damit kann eine große Elastizität der gesamten Überbrückungskonstruktion in Richtung der Gleisachse sichergestellt werden. Es entstehen bei Bauwerksbewegungen nur sehr geringe Längskräfte in der Überbrückungskonstruktion. Dies jedenfalls solange, wie diese nicht durch eine darüber rollendende Verkehrslast belastet wird. Dann werden nur sehr geringe bis keine Kräfte in die Überbrückungskonstruktion und etwaig vorhandene Randschwellen eingeleitet. Bei Belastung der Fahrschiene durch Verkehr entsteht in einer längsbeweglichen Schienenbefestigung ein Reibschluss zwischen der Schienenbefestigung und der Fahrschiene. Die Elastizität der Schienenbefestigung verringert die an der Traverse bzw. dem Stützträger angreifende Längskraft durch Umlagerung in die Schiene. Dies verringert wiederum das Biegemoment im Stützträger bzw. in der Traverse und in den angrenzenden Teilen der Fahrbahn an denen sich die Traversen im montierten Zustand abstützen.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn die Überbrückungskonstruktion zwischen dem ersten Stützträger und dem zweiten Stützträger wenigstens einen dritten Stützträger aufweist, der wenigstens einen Schienenstützpunkt aufweist, wobei der dritte Stützträger mit der ersten Traverse und mit der zweiten Traverse jeweils längsverschieblich und gelenkig verbunden ist. Damit kann die mögliche Längsbewegung der Überbrückungskonstruktion erheblich vergrößert werden.
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Schließlich kann die Überbrückungskonstruktion zusätzlich noch eine Steuervorrichtung zum Einstellen von gleichmäßigen, insbesondere möglichst kleinen, Abständen zwischen einzelnen Schienenstützpunkten verschiedener Stützträger der wenigstens einen Fahrschiene aufweisen. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn mehr als zwei Stützträger in der Überbrückungskonstruktion verwendet werden. Dann erfolgt die Positionierung des wenigstens einen zusätzlichen Stützträgers sinnvoller Weise über die Steuerung - beispielsweise eine Scherenhebel-Steuerung, Knickstange-Gewicht-Steuerung oder eine Seil-Umlenkrolle-Gewicht-Steuerung - die an beiden Stützträgern befestigt ist. Dabei kann die Lagerung der Überbrückungskonstruktion auf den angrenzenden Fahrbahnteilen immer noch wie in den oben beschriebenen Weiterbildungen der Erfindung einfach statisch bestimmt oder im besten Fall sogar schwimmend erfolgen. So kann selbst bei großen Bauwerken mit großen Bewegungen bzw. großen Bauwerksfugen eine große Relativverschiebung zwischen Fahrschiene und Brückendeck keine Zwangskräfte in der Steuerung der zusätzlichen Stützträger hervorrufen. Die Steuerungen unterliegen daher deutlich weniger Verschleiß als beim Stand der Technik.
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Von Vorteil ist es auch, wenn zwischen den wenigstens zwei benachbarten Stützträgern und/oder zwischen wenigstens einem Stützträgern und wenigstens einem benachbarten Rand der Bauwerksfuge wenigstens ein nachgiebiges und/oder bewegliches Dichtungselement angebracht ist. So kann die Übergangskonstruktion auch noch abgedichtet werden.
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Ferner gelingt die Lösung der Aufgabe mit einem Eisenbahnbauwerk nach Anspruch 25 mit einer Bauwerksfuge und einer Fahrbahn, die wenigstens eine Fahrschiene aufweist, die über die Bauwerksfuge geführt wird, die sich zwischen zwei die Fahrbahn tragenden Bauwerksteilen des Eisenbahnbauwerks erstreckt, bei dem wenigstens eine Fahrschiene im Bereich der Bauwerksfuge durch eine der vorstehend beschriebenen Überbrückungskonstruktion abgestützt wird. Hier stellen sich die vorstehend beschriebenen Vorteile nun im Eisenbahnbauwerk insgesamt ein. Es ist eines mit einem im Vergleich zu bekannten Lösungen deutlich geringerem Wartungsaufwand bei sehr niedrigen Gestehungskosten anzuschaffendes Bauwerk.
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Weiterbildend weist das Eisenbahnbauwerk eine Eisenbahnbrücke auf. Die Anwendung in einer Eisenbahnbrücke stellt den häufigste Anwendungsfall dar, bei dem die Überbrückungskonstruktion zum Einsatz kommen kann.
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Dabei ist es von Vorteil, wenn die Überbrückungskonstruktion schwimmend an der Fahrbahn befestigt ist. So kann ein Auftreten von Zwängungen vermieden werden.
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Auch ist die Fahrbahn in einer typischen Ausführungsform als Feste Fahrbahn mit einer Betonplatte ausgeführt und die Überbrückungskonstruktion an der Betonplatte befestigt ist.
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Alternativ ist die Fahrbahn als klassische Fahrbahn mit Schotterbett und Schwellen ausgeführt, bei der die Überbrückungskonstruktion an wenigstens zwei, vorzugsweise vier, Lager-Schwellen der Fahrbahn befestigt ist. Gerade bei dieser Variante ist es vorteilhaft, wenn die Lager-Schwellen an ihren äußeren Enden jeweils eine Ausklinkung zur Aufnahme eines Teils der Überbrückungskonstruktion, insbesondere eines Wiegeträger-Lagers, aufweisen. So kann der Wiegeträger in einer etwas tieferen Position angeordnet werden. Das spart Bauraum und schafft eine größere mögliche Bauhöhe für die Traversen unter dem Lichtraumprofil. Dabei kann die Unterseite der Traverse sogar unter die Oberseite des Schotterbetts gerückt werden. In diesem Fall ist es unter Umständen nötig, in der Begrenzungswand des Schotterbetts zur Bauwerksfuge hin eine Aussparung für die Traversen vorzusehen.
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Sollte die Lastabtragung in Richtung der Gleisachse über die zwei Lager-Schwellen nicht ausreichen, so können Lager-Schwellen mittels Schwellenabstandshaltern, insbesondere entsprechend dimensionierten Stangen, mit weiteren benachbarten Schwellen in Richtung der Gleisachse lastabtragend verbunden werden. Dann werden Längskräfte aus den Lager-Schwellen über die zwischen den Schwellen eingebauten Abstandshalter auch noch in weitere angrenzende Schwellen eingeleitet. Mit üblichen Abstandhaltern (oder entsprechend verstärkten Profilen) können so bis zu 20 Schwellen über eine Länge von bis zu 12,0 m verbunden werden. Auf diese Weise kann bei dem laut technischem Regelwerk für Eisenbahnbrücken EN 1991-2 anzunehmenden Längsverschiebewiderstand LVWu = 20 kN/m des unbelasteten Gleises im Schotter eine Längskraft von 240 kN verankert werden. Eine derartige Verbindung von Schwellen mit Abstandhaltern ist gemäß oberbautechnischen Regelwerk der DB Netz AG üblich, um im Anschluss an Brücken die Bewegung der Schwellen in Richtung der Gleisachse zu vergleichmäßigen und dadurch die Verschlechterung der Gleislage zu verlangsamen. Dies führt wirtschaftlich vorteilhaft zu einer Verlängerung der Stopfintervalle.
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden. Darin zeigen schematisch:
- 1 eine dreidimensionale Darstellung eines erstes Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Überbrückungskonstruktion in einem Eisenbahnbauwerk mit einer ein Schotterbett aufweisenden Fahrbahn und einseitig in Gleislängsrichtung unverschieblich auf den Wiegeträgern gelagerten Traversen in maximal geöffnetem Zustand;
- 2 das in 1 gezeigte erste Ausführungsbeispiel in minimal geöffnetem Zustand;
- 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Überbrückungskonstruktion in einem Eisenbahnbauwerk mit einer ein Schotterbett aufweisenden Fahrbahn und beidseitig in Gleislängsrichtung verschieblich auf den Wiegeträgern gelagerten Traversen in maximal geöffnetem Zustand;
- 4 das in 3 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel in minimal geöffnetem Zustand;
- 5 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Überbrückungskonstruktion in einem Eisenbahnbauwerk mit nur einem Stützträger mit einer ein Schotterbett aufweisenden Fahrbahn in maximal geöffnetem Zustand;
- 6 das in 5 gezeigte dritte Ausführungsbeispiel in minimal geöffnetem Zustand;
- 7 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Überbrückungskonstruktion in einem Eisenbahnbauwerk mit einer „Festen Fahrbahn“ in weit geöffnetem Zustand;
- 8 einen vergrößerten Längsschnitt-Schnitt durch das Ende einer Traverse mit einem daran befestigten Wiegeträger;
- 9 den Querschnitt entlang der in 8 gezeigten Schnittlinie A-A;
- 10 den Querschnitt entlang der in 8 gezeigten Schnittlinie B-B;
- 11 eine vergrößerte Darstellung eines Schienenstützpunktes; und
- 12 einen Schnitt durch ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Überbrückungskonstruktion im Bereich einer Schwelle, die am Rand eine Ausklinkung zur tieferen Lagerung eines Wiegeträgers samt daran befestigter Traverse aufweist.
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Das in 1 gezeigte erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Überbrückungskonstruktion 1 dient der Abstützung wenigstens einer Fahrschiene 2 einer Eisenbahn-Fahrbahn 3 im Bereich einer Bauwerksfuge 4 in einem Eisenbahnbauwerk 5. Vorliegend handelt es sich um ein Eisenbahnbauwerk 5 bei dem die Fahrbahn 3 zwei parallele Fahrschienen 2 aufweist, die ihrerseits auf einer Mehrzahl von quer zu den Fahrschienen 2 angeordneten Schwellen 37 befestigt sind und die ihrerseits in einem Schotterbett 7 liegen.
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Die Überbrückungskonstruktion 1 weist eine erste Traverse 8 und eine zweite Traverse 10 auf. Die erste Traverse 8 hat einen langen, geraden Hauptträger 9, der sich quer über die Bauwerksfuge und parallel zur Längsachse einer in der Figur links dargestellten Fahrschiene 2 erstreckt. Dabei ist der Hauptträger der ersten Traverse 8 seitlich auf der in der Figur linken Außenseite neben der ersten Fahrschiene 2 angeordnet.
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Auch die zweite Traverse 10 weist einen solchen geraden Hauptträger 11 auf. Dieser ist aber seitlich von der ersten Traverse 8 und parallel zu ihr beabstandet angeordnet. Er befindet sich mit anderen Worten auf der anderen Längsseite der Fahrschiene 2, also auf der in der Figur rechten Seite.
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Wichtig ist nun, dass beide Traversen 8 und 10 so ausgebildet sind, dass sie an zur Bauwerksfuge 4 benachbarten und die beiden Fahrschienen 2 tragenden Teilen der Eisenbahn-Fahrbahn 3 zumindest teilweise in Längsrichtung verschieblich befestigt werden können. Vorliegend sind die beiden Traversen 8 und 10 nämlich an zwei links der Bauwerksfuge 4 befindlichen Lager-Schwellen 6 und an zwei rechts der Bauwerksfuge 4 befindlichen Lager-Schwellen 6 zumindest teilweise in Längsrichtung verschieblich gelagert. Konkret ist die Traverse 8 an ihrer linken Seite und die Traverse 10 an ihrer rechten Seite gelenkig aber unverschieblich gelagert. Die andere Seite der Traverse 8 bzw. 10 ist gelenkig und längsverschieblich gelagert, wie dies durch die in der Figur eingezeichneten und in Längsrichtung der Traversen 8, 10 weisenden Pfeile an den seitlichen Enden der Traversen 8, 10 angedeutet ist.
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Außerdem - und das ist ein weiterer wesentlicher Punkt der Erfindung - stützen sich beide Traversen 8 und 10 verschieblich aufeinander ab. Sie können also relativ zueinander einander in Längsrichtung verschoben werden, wie man dies im Vergleich mit dem in 2 gezeigten Zustand erkennen kann. Es handelt sich also um eine statisch bestimmte drei-Punkt-Lagerung.
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Dazu ist an der ersten Traverse 8 quer zu deren Hauptträger 9 und in dessen Mitte ein Stützträger 12 zur Abstützung der beiden Fahrschienen 2 angeordnet. Dieser ist nun erfindungsgemäß so ausgebildet, dass er quer zur Längsachse der ersten Traverse 8 ausgerichtet und mit dieser starr verbunden ist und gelenkig sowie parallel zur Gleisebene verschieblich an der zweiten Traverse 10 gelagert ist Außerdem ist der Stützträger 12 so gestaltet, dass er im Bereich der Bauwerksfuge 4 angeordnet und zumindest bereichsweise unter den abzustützenden Fahrschienen 2 hindurchgeführt werden kann.
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Die zweite Traverse 10 weist ebenfalls einen mittig am Hauptträger 11 angebrachten Stützträger 13 zur Abstützung der beiden Fahrschienen 2 auf. Dieser ist ebenfalls so ausgebildet, dass er unter den abzustützen Fahrschienen 2 hindurchgeführt werden kann, quer zur Längsachse der zweiten Traverse 10 verläuft und starr mit dieser verbunden ist. Beide Traversen 8, 10 weisen also in der Draufsicht eine T-Form auf.
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Die beiden Stützträger 12, 13 weisen ihrerseits in Richtung der Gleisachse betrachtet eine U-Form auf. Im mittleren Teil des U sind zwei Schienenstützpunkte 14 zur Abstützung der beiden Fahrschienen 2 angeordnet. Die Lagerung 15 der beiden Stützträger 12, 13 an der jeweils anderen Traverse 8, 10 ist als bezogen auf die Gleislängsachse torsionsweiche Lagerung ausgebildet. Konkret heißt dies, dass sich die beiden Traversen 8, 10 mit ihren Stützträgern 12, 13 relativ zueinander um die Längsachse verdrehen können, ohne dass dies zu nennenswerten Spannungen in der Überbrückungskonstruktion 1 führt. Dies gelingt im einfachsten Fall mit einer einfachen Aufhängung der Stützträger 12, 13 an der jeweils anderen Traverse 8, 10, wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt. Dazu weist der in Richtung der Gleisachse betrachtet U-förmige Stützträger 12, 13 im Bereich der Aufhängung 15 ein horizontales Halteblech auf, das an den jeweils nach oben weisenden U-Schenkel des betreffenden Stützträgers 12,1 3 angebracht ist. So umgreift der Stützträger 12, 13 mit seiner Aufhängung die jeweils andere Traverse 8, 10 halbseitig. Damit hängt der Stützträger 12, 13 an der jeweils anderen Traverse 8, 10 und gleichzeitig ist ein in Längsrichtung geführtes Gleiten entlang der länglichen Hauptträger 9, 11 der jeweils anderen Traversen 8, 10 möglich.
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Der in 1 dargestellte Zustand zeigt die Überbrückungskonstruktion 1 maximal geöffnet, also bei maximal zu überbrückender Breite der Bauwerksfuge 4. Die Begrenzung der Öffnung in maximaler Richtung erfolgt mit Hilfe von an den Traversen 8, 10 angebrachten Anschlägen 16. Diese verhindern, dass die Stützträger 12, 13 zu weit auf den Traversen 8, 10 bzw. deren Hauptträgern 9, 11 rutschen und dann an den Rändern der Bauwerksfuge 4 anschlagen.
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Der in 2 dargestellte Zustand entspricht dagegen einer minimalen Öffnung der Überbrückungskonstruktion 1. Hier erfolgt die Begrenzung der zusammenschiebenden Bewegung durch einen Anprall der Stirnseiten der beiden Stützträger 12, 13 der Traversen 8, 10.
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Beide Traversen 8, 10 weisen an den Enden der Hauptträger 9, 11 jeweils ein Traversen-Lager 17 zur Befestigung der Traversen 8, 10 an einem Teil der Fahrbahn 3 auf. Diese Befestigung kann direkt erfolgen oder - wie hier gezeigt - mittelbar. Denn erfindungsgemäß ist an jedem Traversen-Lager 17 ein Wiegeträger 18 gelenkig befestigt, der seinerseits an jeweils zwei Lager-Schwellen 6 befestigt ist. Die Traversen-Lager 17 können dabei in grundsätzlich bekannter Weise als unverschiebliches Festlager oder als in Längsrichtung verschieblich wirkendes Lager ausgebildet sein, wie dies in den Figuren auch durch die in Längsrichtung weisenden Doppelpfeile angedeutet ist.
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Jeder Wiegeträger 18 ist hierbei bevorzugt symmetrisch gestaltet. Das Traversen-Lager 17 ist dann in der Mitte des ansonsten als gerader Balken ausgestalteten Wiegeträgers 18 befestigt. So verteilen sich die aus den Traversen 8, 10 über die Wiegeträger 18 in die jeweiligen Fahrbahnteile eingeleiteten vertikalen Kräfte hälftig. Sind die Fahrbahnteile an denen die Traversen 8, 10 über die Wiegeträger 18 befestigt sind, Lager-Schwellen 6, so verlängert dies die Zeit, bis das Schotterbett 7 in diesem Bereich gestopft werden muss, im Vergleich zu den bekannten Lösungen sehr spürbar.
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Das in 3 und 4 gezeigte 2. Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Überbrückungskonstruktion 1 unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel nur in der Art der Lagerung der Traversen 8, 10. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel sind nämlich alle vier Traversen-Lager 17 als in Längsrichtung der Traversen 8, 10 verschiebliche Lager ausgebildet. Dadurch kann die minimale Öffnung der Überbrückungskonstruktion 1 - wie sie in 4 dargestellt ist - im Vergleich zur minimalen Öffnung des ersten Ausführungsbeispiels - wie sie in 2 gezeigt ist - nochmals reduziert werden.
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Beim in 5 und 6 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel kommen zwei sehr unterschiedlich gestaltete Traversen 8, 10 zum Einsatz. So weist die erste Traverse 8 erneut einen langen Hauptträger 9 und einen Stützträger 12 auf. Der Stützträger 12 ist aber bereichsweise sehr viel breiter als bei den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen ausgeführt. So können auf diesem zwei in Richtung der Gleisachse hintereinander liegende Schienenstützpunkte 14 zur Abstützung der jeweiligen Fahrschiene 2 untergebracht werden. Insgesamt trägt der Stützträger 12 also vier Schienenstützpunkte 14 für zwei Fahrschienen 2.
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Die zweite Traverse 10 ist nun deutlich einfacher gestaltet als bei den vorherigen Beispielen. So weist sie einen geraden Hauptträger 11 auf, an dem die erste Traverse 8 mit deren Aufhängung 15 aufgehängt ist.
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Das Lagerungssystem dieser Überbrückungskonstruktion 1 ist so, dass die beiden Traversen-Lager 17 der ersten Traverse 8 in Längsrichtung verschieblich und gelenkig ausgeführt sind. Das in den Figuren links liegende Traversen-Lager 17 der zweiten Traverse 10 ist ebenfalls gelenkig und längsverschieblich ausgeführt. Das rechts liegende Lager 17 ist ein in Längsrichtung unverschieblich ausgeführtes, gelenkiges Lager. Die zweite Traverse 10 ist also in Längsrichtung statisch bestimmt gelagert. Im Zusammenspiel mit dem an der zweiten Traverse 10 vorgesehenen Anschlag 16 sorgt dieses Festlager dafür, dass weder die zweite Traverse 10 noch die die erste Traverse 8 abrutschen können. Die Gesamtkonstruktion ist also torsionsweich, statisch bestimmt gelagert und damit immer zwängungsfrei.
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Das in 7 gezeigte Ausführungsbeispiel der Überbrückungskonstruktion 1 entspricht im Prinzip und in seiner konstruktiven Gestaltung dem des in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels. Allerdings ist die Überbrückungskonstruktion hier in einem Eisenbahnbauwerk 5 eingebaut, das eine Fahrbahn 3 vom Typ „Fester Fahrbahn“ - hier eine Fahrbahn 3 mit einer Betonplatte 19 statt einem Schotterbett - hat. Bei dieser Bauart gibt es keine beweglichen Schwellen mehr. Vielmehr sind hier die Schienenstützpunkte 14 direkt auf der Betonplatte 19 befestigt, die in diesen Bereich etwas dicker und in der Art einer Querrippe 20 ausgeführt sein kann. Wenn solche Querrippen 20 in der Betonplatte 19 vorhanden sind, können die Querrippen 20 analog zu den in 1 gezeigten Lager-Schwellen 6 dazu benutzt werden, um die Traversen 8, 10 mittelbar über vier Wiegeträger 18 an der Fahrbahn 3 zu befestigen. Alternativ kann bei dieser Bauart die jeweilige Traverse 8, 10 aber auch direkt mit ihrem Traversen-Lager 17 an der Betonplatte 19 der Fahrbahn 3 befestigt werden.
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8 zeigt nun das Ende Hauptträgers 9 mit einem längsverschieblich wirkenden Traversen-Lager 17 in einer vergrößerten und längsgeschnittenen Darstellung. Das Traversen-Lager 17 besteht im Prinzip aus einer Ausnehmung, in der ein Zapfen 21 steckt, der an einem darunter liegenden Teil (vorliegend ist es ein Wiegeträger 18, es kann aber auch eine einfache Lagerplatte sein, die zum Beispiel an einem Teil der Fahrbahn 3 befestigt wird, z.B. einer Betonplatte einer Festen Fahrbahn) des Lagers 17 befestigt ist. Soll das Traversen-Lager 17 wie hier als verschiebliches Lager ausgeführt sein, ist die Ausnehmung als Längsnut 22 in der Traverse 8 ausgeführt. So kann der Zapfen 21 in der Längsnut 22 hin- und her gleiten. Damit der Zapfen 21 bei maximaler bzw. minimaler Verschiebung nicht an den Stirnseiten der Ausnehmung hart anschlägt, sind in dem hier gezeigten Beispiel zwei Feder- und/oder Dämpfungselemente 23 angebracht.
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Wie man den in 9 und 10 gezeigten Schnitten A-A und B-B entnehmen kann, sind an den Seiten der Längsnut 22 noch jeweils Gleitführungen 24 aus einem Gleitmaterial mit geringer Reibung angeordnet. Die Oberseite des Zapfens 21 ist - wie in 10 zu erkennen - ballig ausgeführt. So ist das Traversen-Lager 17 gelenkig und kann Verdrehungen aufnehmen, ohne dass Biegemomente oder Torsionsmomente in der Traverse entstehen.
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Der Wiegeträger 18 ist mit zwei Wiegeträger-Lagern 25 an zwei Lager-Schwellen 6 befestigt. Vorliegend sind die Wiegeträger-Lager 25 als längsverschiebliche Lager und ähnlich einem Schienenstützpunkt mit geringen Durchstoßwiderstand ausgestaltet. So weist das Wiegeträger-Lager 25 eine zwischen zwei elastischen Zwischenlagen 26 angeordnete Rippenplatte 27 auf. Der Wiegeträger 18 wird mit einer Klemmplatte 28 von oben nach unten klemmend fixiert. Ist sehr klein und damit der Durchschubwiderstand des Wiegeträgers 18 im Wiegeträger-Lager 25 gering, kann sich der Wiegeträger 18 gegenüber der in Richtung der Gleisachse gehaltenen Rippenplatte 27 verschieben. So wird die Lasteinleitung in die Lager-Schwellen 6 spürbar reduziert.
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Ist hingegen ein Abtrag von Längskräften aus den Traversen 8, 10 über die Wiegeträger 18 in die Lager-Schwellen 6 und von diesen in die Schotterbettung beabsichtigt, so kann durch eine große Vorspannkraft der Klemmplatten 28 ein Durchschubwiderstand des Wiegeträgers im Wiegeträger-Lager 25 erzeugt werden, der größer als der Verschiebewiderstand der Lagerschwellen im Schotter ist. Die Wiegeträger sind in diesem Fall in Richtung der Gleisachse unverschieblich mit den Lagerschwellen verbunden.
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Nach diesem Prinzip funktioniert auch ein für die Erfindung besonders gut geeigneter Schienenstützpunkt 14, wie er in 11 vergrößert und geschnitten dargestellt ist. Demnach kann die Fahrschiene 2 gegenüber der wegen einer Rippung quer zu Gleisachse haltend wirkenden Rippenplatte 29 des Schienenstützpunktes 14 in Richtung der Gleisachse gleiten. Damit dies möglichst leicht geht, ist ein Gleitblech 30 unter der Schiene 2 und auf einer elastischen Zwischenlage 31 angeordnet, die ihrerseits auf der Rippenplatte 29 liegt. Rippenplatte 29 und Fahrschiene 2 sind dabei mit Hilfe von Spannschrauben 32 und Spannklemmen 33 mit einander verspannt. Die Rippenplatte 29 ist wiederum unter Zwischenschaltung einer weiteren elastischen Zwischenplatte 34 mit Hilfe von Spannschrauben 32 und Spannklemmen 33 mit einer Grundplatte 35 verspannt. Die Grundplatte 35 ist letztlich an einer Lager-Schwelle 6 oder an einem Stützträger 12, 13, z.B. mit Schrauben, befestigt. Eine in Richtung der Gleisachse elastische Befestigung der Fahrschiene 2 wird durch eine entsprechende Elastizität von Spannklemmen 33, elastischer Zwischenlage 31 und elastischer Zwischenplatte 34 erreicht.
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In dem in 12 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der in 11 gezeigte Schienenstützpunkt 14 auf einer Lager-Schwelle 6 montiert. Auf der Außenseite der Fahrschiene 2 - das ist in dieser Figur links - ist der Hauptträger 9 mit der Längsnut 22 des Traversen-Lagers 17 und dem darunter befindlichen Wiegeträger 18 samt dem, in 9 im Detail gezeigten, Wiegeträger-Lager 25 zu sehen. Damit die Traverse 8 möglichst niedrig baut, ist das Wiegeträger-Lager 25 des Wiegeträgers 18 in einer Ausnehmung 36 am äußeren Ende der Lager-Schwelle 6 befestigt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Überbrückungskonstruktion
- 2
- Fahrschiene
- 3
- Fahrbahn
- 4
- Bauwerksfuge
- 5
- Eisenbahnbauwerk
- 6
- Lager-Schwelle
- 7
- Schotterbett
- 8
- Erste Traverse
- 9
- Hauptträger der ersten Traverse
- 10
- Zweite Traverse
- 11
- Hauptträger der zweiten Traverse
- 12
- Stützträger der ersten Traverse
- 13
- Stützträger der zweiten Traverse
- 14
- Schienenstützpunkt
- 15
- Aufhängung
- 16
- Anschlag
- 17
- Traversen-Lager
- 18
- Wiegeträger
- 19
- Betonplatte
- 20
- Querrippe in der Betonplatte
- 21
- Zapfen
- 22
- Längsnut
- 23
- Feder- und/oder Dämpfungselement
- 24
- Gleitführung
- 25
- Wiegeträger-Lager
- 26
- elastischen Zwischenlage des Wiegeträger-Lagers
- 27
- Rippenplatte des Wiegeträger-Lagers
- 28
- Klemmplatte des Wiegeträger-Lagers
- 29
- Rippenplatte des Schienenstützpunktes
- 30
- Gleitblech des Schienenstützpunktes
- 31
- elastische Zwischenlage des Schienenstützpunktes
- 32
- Spannschraube
- 33
- Spannklemme
- 34
- elastischen Zwischenplatte des Schienenstützpunktes
- 35
- Grundplatte des Schienenstützpunktes
- 36
- Ausnehmung in Lager-Schwelle
- 37
- Schwelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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