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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Herstellung einer festen Fahrbahn mit einem
betonmonolithisch hergestellten Fahrbahnkörper mit zwei, der Spurweite
entsprechenden und nach oben konvergierenden Gleisführungsrillen zur
Aufnahme von Schienen für
Stadtbahnen, S-Bahnen oder Hochgeschwindigkeitsstrecken, die zur Lärmreduzierung
unter dem Schienenfuß mit
einer elastomeren Unterlage mit einer entsprechenden Federrate versehen
sind, wobei der Schienenfuß mit
einer ebenfalls elastischen Vergußmasse in einer vorbestimmten
und festbleibenden Sparhaltung an einer in der Höhe unveränderlichen Stelle fixiert und
die Schiene mit der Vergussmasse oder einem Beton oder Mörtel in
der Gleisführungsrille
vergossen wird.
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In der
DE 200 05 607 U1 ist ein
schotterloser Gleisoberbau mit elastisch gelagerten Schienen dargestellt,
der eine feste Fahrbahn mit konvergierenden Gleisführungsrillen
aufweist. Zur Verringerung der Schallerzeugung und Herabsetzung
der Schienenbeanspruchung ist die Schiene in einer elastomeren Vergussmasse
elastisch gelagert. Der Schienenfuß ruht zur Erhöhung der
Elastizität
nicht unmittelbar auf dem Trogboden.
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Nicht beschrieben, aber allgemein
bekannt, beispielsweise aus der
DE 195 19 745 A1 sowie der im Artikel „Feste
Fahrbahnen – Bauart
INFUNDO", Eisenbahning. 03/98, S. 46 – 49 beschriebenen Festen Fahrbahn,
ist die zusätzliche
Verwendung einer Fußprofilplatte
aus elastischem – kompressiblem Material,
die sich kontinuierlich entlang der Schiene über die ganze Unterseite des
Schienenfußes
erstreckt. Ihre Steifigkeit und Dicke ist so gewählt, dass zur Begrenzung der
Schienenbeanspruchung die Einfederung limitiert ist.
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In der
DE 200 05 607 U1 ist auch
eine Justagevorrichtung für
die Schienen beschrieben, die zum Einmessen und Feinjustieren der
Schienen mit einem auf der betonmonolithischen Tragschicht aufstehenden
Rahmengestell und mit angelenkten Schraubspindeln versehen ist,
die zum vertikalen und horizontalen Justieren der Schienen verstellbar sind.
Auf diese Weise wird ein genaues Ausrichten der Schiene in Richtung
und Höhe
ohne Unterklotzung möglich.
Die hängende
Anordnung der Schiene ermöglicht
den Einbau einer beim Vergießen
unbelasteten elastomeren Unterlage. Nachteilig ist, dass das Einmessen
der Schiene nicht ohne weiteres und nur über eine Vielzahl von einzelnen
Referenzpunkten möglich
ist. Nicht möglich
ist der Einsatz einer Vermessungseinrichtung, die zweckentsprechend auf
den Eisenbahnschienen verfahrbar ist.
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Die Erfindung bezweckt ein Verfahren
zur Herstellung einer festen Fahrbahn mit elastisch gelagerten Schienen
für Stadtbahnen,
S-Bahnen oder Hochgeschwindigkeitsstrecken, die zur Lärmreduzierung
unter dem Schienenfuß mit
einer elastomeren Unterlage mit einer definierten Federrate versehen sind,
wobei der Schienenfuß frei
hängend
mit einer ebenfalls elastischen Vergußmasse fixiert und die Schiene
mit der Vergussmasse oder einem Beton oder Mörtel in der Gleisführungsrille
vergossen wird. Gleichzeitig soll der Einsatz einer auf dem Schienenkopf
verfahrbaren Vermessungseinrichtung ermöglicht werden.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein
Verfahren gelöst,
welches folgende Schritte aufweist:
- a. Ein
betonmonolithischer Fahrbahnkörper
wird mit zwei der Spurweite entsprechenden und nach oben konvergierenden
Gleisführungsrillen
hergestellt und seitlich jeder Gleisführungsrille jeweils für jede Gleisführungsrille
(2) separat mit einer Anzahl von transportierbaren Schienenjustiereinrichtungen
bestückt,
- b. wird die Schiene unter dem Schienenfuß mit einem der Federrate entsprechenden
Hartschaumband beklebt, danach wird
- c. die Schiene, mit den an dem Schienenkopf seitlich angreifenden
Schienenjustiereinrichtungen frei hängend in die Gleisführungsrille
eingesetzt und ausgerichtet, wobei
- d. die Ausrichtung der Schiene durch eine auf der Schiene verfahrbare
Vermessungseinrichtung vermessen und vermessungstechnisch dokumentiert
wird, nachfolgend wird,
- e. nach der Kontrolle und Freigabe, eine den Schienenfuß fixierende
erste Vergussmasse eingebracht und ausgehärtet, wobei
- f. nach dem Aushärten
der ersten Vergussmasse die Schienenjustiereinrichtung entfernt
und die Schiene vollständig
und endfertig mit der zweiten Vergussmasse in der Gleisführungsrille
vergossen wird.
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Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, dass mit einer am Schienenkopf seitlich angreifenden
Schienenjustiereinrichtung die Schienenjustage für alle Schienentypen und Dimensionen
auf eine einfache Art und Weise möglich ist. Weiterhin ermöglicht die
Erfindung eine sichere Gleisjustage und Fixierung der Schiene und
das stützpunktfreie Untergießen der
Schiene. Gleichzeitig wird beim Einbau der elastischen Unterlage
eine definierter Federrate gewährleistet,
die einen höheren
Federkomfort und eine sichere Ableitung der Schwingungen in der
Fahrbahn ermöglicht.
Darüber hinaus
wird das Einmessen der Schienen verbessert, weil der Schienenkopf
für die
Vermessung der Schiene in der Längsrichtung
der Fahrbahn ungehindert zugänglich
ist.
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Die Unebenheiten in der Kontaktfläche zwischen
dem Rad und der Schiene und das Verformungsverhalten des Gleiskörpers verursachen
Vibrationen, die sich über
den Baugrund fortpflanzen und angrenzende Gebäude zum Schwingen anregen.
Die Dämpfungswirkung
kann somit in Abhängigkeit
der besseren elastischen Lagerung erheblich erhöht werden. Durch die bessere
Dämpfung
zeichnet sich ein prädestiniertes
Anwendungsgebiet der Erfindung unter besonders schallempfindlichen
und schwingungssensitiven Rahmenbedingungen ab. Zusätzlich wird
die Beanspruchung der Schiene und der Fahrbahn herabgesetzt. Der
ruhige Fahrzeuglauf hat einen positiven Effekt auf die Laufruhe
und führt aufgrund
der ruhigeren Fahrt sowohl beim Fahrzeug als auch beim Fahrweg zu
geringeren Verschleißerscheinungen.
Damit können
die Instandhaltungskosten gesenkt werden.
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Um die Vorteile der festen Fahrbahn
zur Geltung zu bringen, bedarf es eines hohen technischen Aufwandes,
um die optimale Justage der Schienen sicherzustellen. Bei der festen
Fahrbahn muß das Gleis
von vornherein absolut exakt justiert werden Die Richtlinien aus
dem Anforderungskatalog der DBAG geben maximale Toleranzen von ±2mm bei Seitenhöhenlage,
Längshöhenlage
und beispielsweise Spurweite vor.
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Um diesen baubetriebliche Aufwand
bei der Herstellung der festen Fahrbahn gegenüber dem Schotteroberbau zu
senken, wird zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens
eine Schienenjustiervorrichtung vorgeschlagen, die mit konstruktiv einfachen
Mitteln eine Regulierung des Gleises in Lage und Höhe in einem
Arbeitsgang ermöglicht.
Erfindungsgemäß weist
die Schienenjustiereinrichtung eine mit der Fahrbahnoberfläche lösbar zu
verbindende Grundplatte mit einem Schiebestück auf, welches mittels einer
Horizontalspindel und einer Vertikalspindel gegenüber der
Grundplatte höhenverstellbar
und verschiebbar gelagert ist, wobei das Schiebestück an seinem
vorderen Endabschnitt mit einer der Schinenforme entsprechenden
Schwenkeinrichtung versehen is,t welche zum Justieren der Schinen in
einem Winkelbereich um eine Horizontalschwenkachse verstellbar ausgebildet
ist.
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Eine derartige Schienenjustiereinrichtung kann
relativ leicht in großen
Stückzahlen
hergestellt und vergleichsweise wie ein Schalungselement beim Einbau
der Gleise eingesetzt werden. Jede einzelne Schienenjustiervorrichtung
kann, nach dem Fixieren der Gleise mit Schienenvergussmasse, leicht
ausgebaut und an einer nachfolgenden Stelle wieder eingebaut werden.
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Die Schienenjustiereinrichtung ist
mit einer an die Schienenform adaptierbaren Schwenkeinrichtung versehen.
Die entsprechend der Schienenform an die Schiene adaptierbare Schwenkeinrichtung
ermöglicht
einen sicheren Halt, so dass die Schiene während der Feinregulierung des
Gleises und zur Durchführung
von Kontrollmessungen zum Nachweis der Genauigkeit vor und nach
dem Verguss oder der Betonage sicher gehalten werden kann. Gleichzeitig
kann die Schiene nach dem Fixieren problemlos entfernt und wiederverwendet
werden.
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Die Erfindung soll nachstehend anhand
eines Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Im Einzelnen zeigt:
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1 einen
Teil einer festen Fahrbahn mit einer Schienenjustiereinrichtung
für eine
Rillenschiene und
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2 einen
Teil einer festen Fahrbahn mit zwei Schienenjustiereinrichtungen
für eine
Vigniolschiene in schematischer Darstellung.
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1 zeigt
einen Teil einer festen Fahrbahn, die im wesentlichen aus einem
betonmonolithisch hergestellten Fahrbahnkörper 1 besteht, der
mit zwei, der Spurweite entsprechenden, nach oben konvergierenden
Gleisführungsrillen 2 ausgestattet
ist. Die komplette Bewehrung ist in diesem Gleiskörper eingearbeitet,
der auf die üblichen
Schwellen ausnahmslos verzichtet. Die Schiene, die in 1 durch eine Rillenschiene 3 und
in 2 durch eine Vigniolschiene 4 verkörpert ist,
wird unter dem Schienenfuß 5 mit
einem der Federrate entsprechenden Hartschaumband 6 beklebt.
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Die derart ausgestattete Schiene
wird in die Gleisführungsrille 2 eingesetzt
und mit der Schienenjustiereinrichtung ausgerichtet und vermessungstechnisch
dokumentiert. Nach Kontrolle und Freigabe, wird der erste bituminöse Verguss
mit einer den Schienenfuß 5 fixierenden
ersten Vergussmasse 7 durchgeführt. Unter dem Schienenfuß 5 mit
dem Hartschaumband 6, besteht ein freier Raum von ca. 20
mm. Dieser Raum ist ausreichend, damit die erste Vergußmasse 7 frei
und vollständig
unter den Schienenfuß 5 fließen kann.
Die Härte
beziehungsweise Elastizität
der Vergussmasse 7, 8 ist in jedem Fall höher, als
die definierte Elastizität
des Schaumstoffbandes 6 unter der Schiene. Damit wird die
definierte Federrate, je nach System von 0,8 mm bis 1,2 mm, sichergestellt.
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Der erste Verguss erfolgt bis zur
Höhe des Schienenfußes 5 mit
einer Zugabe von ca. + 5 mm, damit der Schienenfuß 5 restlos
und sicher eingebunden und die Schiene dauerhaft fixiert ist. Nach
ca. 3 Std. Zeit der Aushärtung
kann die Schienenjustiereinrichtung entfernt und weiter verwendet
werden. Der zweite Vergussabschnitt 8 wird anschließend mit der
gleichen Vergussmasse 7 durchgeführt. Nach restloser Aushärtung, von
ca. 1 Tag, ist das Gleis belastbar.
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Um den ungehinderten Zugang des Schienenkopfes 9 für die Vermessung
und das freie Untergießen
des Schienenfußes 5 zu
ermöglichen,
wird eine Schienenjustiereinrichtung vorgesehen, welche an dem Schienenkopf 9 der
Schiene seitlich angreift und gleichzeitig den Schienenfuß 5 freilassend
ausgebildet ist. Die Schiene wird damit frei hängend in die Gleisführungsrille 2 eingesetzt
und ausgerichtet.
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Nach 1 weist
die Schienenjustiereinrichtung eine mit der Fahrbahnoberfläche lösbar verbundene
Grundplatte 11 mit mindestens einer seitlichen Befestigungslasche 12 mit
einer Befestigungsbohrung 13 auf, mit deren Hilfe die Grundplatte 11 mit
einer Befestigungsschraube 14 verdübelt ist. Auf der Grundplatte 11 ist
ein verschiebbares Schiebestück 15 angeordnet,
das durch seitlich an der Grundplatte 11 angeordnete Führungswangen 16 geführt ist.
Das Schiebestück 15 ist
endseitig versehen mit einer drehfest angeordneten Spindelmutter 17 zur
Aufnahme einer Horizontalspindel 18, mit der das Schiebestück 15 in
Horizontalrichtung verschiebbar ist. Bei Drehung der Horizontalspindel 18 durch
ein an der Horizontalspindel 18 angreifendes Werkzeug wird diese
an einer senkrecht zur Grundplatte 11 angeordneten Endplatte 19 mit
einer dazwischen liegenden Spannplatte 21 für den Spindelfuß abgestützt. In
der Spannplatte 21 ist die Horizontalspindel 18 drehbar gelagert.
Der an der Endplatte 19 anliegende Rückenabschnitt der Spannplatte 21 sowie
die Endplatte 19 ist spindelseitig auf der Innenseite mit
einer Riffelung 22 versehen, mit der die Spannplatte 21 nach Lösen einer
auf der Rückseite
der Endplatte 19 angeordneten Verschraubung 23 in
verschiedenen Rastabschnitten höhenverstellbar
ist. Mit Hilfe der Verrastung kann die Höhenlage der Schiene grob eingestellt
werden.
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Zum Feinjustieren der Höhenlage
der Schiene dient eine Vertikalspindel 24, mit der das
Schiebestück 15 senkrecht
zur Horizontalrichtung verstellbar ist. Die Vertikalspindel 24 ist
in einem vorderen Abschnitt des Schiebestückes 15 ebenfalls
drehbar in einer Spindelmutter 25 gelagert. Damit kann
die Schiene vertikal und horizontal justiert werden. Die gleiche
Anordnung wird bei einer Schienenjustiervorrichtung nach 2 eingesetzt, die für eine Vigniolschiene 4 vorgesehen
ist, während
die Schienenjustiervorrichtung nach 1 für eine Rillenschiene 3 vorgesehen
ist.
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Beide ansonsten gleiche Schienenjustiervorrichtungen
unterscheiden sich durch eine an die Schienenform adaptierbare Schwenkeinrichtung, welche
zum Justieren des Gleises in einem Winkelbereich um eine Horizontalschwenkachse
verstellbar ausgebildet ist. Die Schwenkeinrichtung 26 nach 1 für eine Rillenschiene 3 weist
eine senkrecht zur Schiene stehende Adapterplatte 27 auf,
die entsprechend den äußeren Abmessungen
der Rillenschiene 3 mit einem den äußeren schmaleren Führungssteg 31 von
oben umgreifenden Hakenteil 28 und einem den unteren Rand
des Führungssteges 31 untergreifenden
Klauenabschnitt 29 versehen ist, der sich in Längsrichtung
der Schiene erstreckt. Die Adapterplatte 27 kann damit
von oben mit dem Führungssteg 31 der
Rillenschiene 3 nach Art eines Schnappsitzes in Eingriff
gebracht und zum Justieren mit der Schiene fixiert werden.
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Die Adapterplatte 27 ist
mit einem Gelenkbolzen 32 schwenkbar gelagert, der in der
vorderen Stirnseite des Schiebestückes 15 in einer Lagerbohrung
angeordnet ist. Von dem Gelenkbolzen 32 beabstandet ist
an der Adapterplatte 27 ein Lagerauge 33 angeordnet
und eine sich an dem Schiebestück 15 abstützende Stellschraube 34 angelenkt,
durch deren Betätigung
die Adapterplatte 27 mit dem Gleis in einem Vertikalwinkelbereich
verstellbar ist.
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Nach 2 ist
anstelle der Adapterplatte 27 die vordere Stirnseite des
Schiebestückes 15 mit
einem senkrecht nach unten und waagerecht abgewinkelten Haltegabel 35 versehen,
welche den Schienenkopf 9 bei einer Vigniolschiene 4 von
unten her untergreift. Außerdem
muß das
Unterfassen des Schienenkopfes 9 von beiden Seiten erfolgen,
so daß links
und rechts von der Schiene jeweils eine Schienenjustiereinrichtung
erforderlich ist. Zum Verstellen der Schiene in einem Winkelbereich
um eine Horizontalschwenkachse weist des weiteren die Schienenjustiereinrichtung
nach 2 eine Stellspinde136
mit einem auf dem Innenschuh stehenden Druckstück 37 auf, die den
Innenschuh, bei Betätigung
der Stellspindel 36 nach oben drückt oder nach unten abläßt. Zum
Schrägstellen
der Schiene ist die Stellspindel 36 mit einem Augenbolzen 38 mit Gewinde
in einem Hilfsrahmen 39 schwenkbar gelagert, wobei der
Hilfsrahmen 39 mit dem Schiebestück 15 gestellfest
verbunden ist. Das Ausrichten der Schiene, in der Horizontalrichtung
wie in der Vertikalen, geschieht wie bei der in 1 dargestellten Rillenschiene 3 mit
der Vertikalspindel 24 und der Horizontalspindel 18.
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Der wesentliche Unterschied der Justage
der Vigniolschiene 4 zur Rillenschiene 3, ist
die abweichende Ausführung
der Schrägstellung
der Schiene mit der Stellspindel 36. Da die Stellspindel 36 an
den beiden einander gegenüberliegenden
Schiebestücken 15 angebracht
ist, kann der Schienenfuß 5 mit den
zusammenwirkenden Stellspindeln 36 eindeutig so fixiert
werden, dass eine sichere Schrägstellung oder
auch bei besonderen Bauweisen die Lotrechtstellung definiert ist.
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Da die unteren Teile der Stellspindeln 36 beim
Fixieren nicht vergossen werden dürfen, werden diese in ausreichend
dimensionierte und materialverträgliche
Plastikröhrchen 41 gestellt,
welche die Stellspindeln 36 schützen.
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Mit der Schienenjustiereinrichtung
können die
Schienen eines neu zu verlegenden Gleises bis zu ihrer endgültigen Einbettung
in die Vergußmasse 7, 8 in
ihrer genauen Höhenlage
ausgerichtet und so fixiert werden, dass eine Einstellung der richtigen Querneigung
möglich
ist. Hierbei ist die Höhenverstellung
und Abstützung
in Vertikalrichtung sehr einfach und kostengünstig herstellbar. Die Schienenjustiereinrichtung
kann leicht ein- und ausgebaut und die Schiene kann in ihrer Höhenlage
von Hand verändert werden.