DE19519745A1 - Schotterloser Gleisoberbau - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen schotterlosen Gleisoberbau mit elastisch gelagerten Schienen, ein Einsatzteil dafür und ein Verfahren zum Bau eines solchen Gleisoberbaus.

Einen wesentlichen Bestandteil des Standardoberbaus von Eisenbahnstrecken bildet seit jeher die Schotterbettung. Sie hat sich bewährt als elastische Schienenlagerung und als Mittel für eine gleichmäßige Verteilung der von den Schwellen auf den Unterbau übertragenen Kräfte. Allerdings bietet sie nur einen begrenzten Widerstand gegen die am Gleis angreifenden Quer- und Längskräfte, so daß sich die Gleise verschieben können und daher laufend nachgerichtet werden müssen. Die Kosten für die Unterhaltung eines Gleis­ netzes sind aus diesem Grund beträchtlich. Verstärkt tritt dieser Nachteil bei modernen Hochgeschwindigkeitsstrecken auf, da es hier durch relativ hohe Schwinggeschwindigkeiten sowie hohe Schotterpressungen zu einem sog. Fluidisieren des Schotters kommt. Dazu kommt, daß man hier wegen der hohen Fahrgeschwindigkeiten besonders hohe Genauigkeitsan­ forderungen an die Gleisausrichtung stellt. Dies bedingt gegenüber normalen Eisenbahnstrecken eine weitere Steige­ rung des Unterhaltungsaufwands. Die Eisenbahnverkehrsunter­ nehmen suchen daher schon seit längerem nach technischen Lösungen für einen schotterlosen Oberbau.

Einige solche Lösungen sind zum Beispiel aus dem Artikel von W. Engst "Elastomere zum Schwingungs- und Erschütte­ rungsschutz im Schienenverkehr" in der Zeitschrift "Kau­ tschuk + Gummi, Kunststoffe", 45. Jahrgang, Nr. 10/92 be­ kannt. Die Schienen sind hier auf einer festen Fahrbahn aus Beton unter Einsatz von Elastomermaterial elastisch gela­ gert. Bei einer Ausführungsform erfolgt die Lagerung in diskreten Abständen durch konische Gummiringe, die einer­ seits über eine Rippenplatte mit den Schienen und anderer­ seits über eine Befestigungsplatte und eine Vergußbeton­ platte mit der Fahrbahn verbunden sind. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Schiene kontinuierlich elastisch gelagert, und zwar durch zwei in Längsrichtung verlaufende, am Schienensteg eingesetzte Gummiprofile. Diese sind in einem äußeren Rahmen gehalten, der auf der festen Fahrbahn aus Beton mit Hilfe von Klemmplatten und Ankerbolzen befe­ stigt ist.

Beide Lösungen sind funktionsfähig und grundsätzlich ge­ eignet, den herkömmlichen Gleisoberbau mit Schotterbettung zu ersetzen. Nachteilig ist jedoch, daß sie eine Vielzahl von zum Teil komplizierten Befestigungs- und Lagerteilen benötigen und damit insbesondere ihre Erstellung, aber auch ihre Unterhaltung recht aufwendig ist. Ein weiterer Nach­ teil liegt darin, daß bei ihnen die Schienen wie beim her­ kömmlichen Gleisoberbau erhaben auf der Fahrbahn stehen, was eine relativ hohe - insbesondere im Hochgeschwindig­ keitsverkehr störende - Schallabstrahlung bedingt.

Die Erfindung geht von dem technischen Problem aus, diese Nachteile zu überwinden.

Sie löst dieses Problem durch einen schotterlosen Gleis­ oberbau mit elastisch gelagerten Schienen, welcher eine feste Fahrbahn mit Aufnahmetrögen für die Schienen auf­ weist, wobei die Schienen mit Hilfe von Einsatzteilen in ihren Aufnahmetrögen verspannt sind (Anspruch 1). In Schie­ nenlängsrichtung gesehen folgt im allgemeinen ein solches Einsatzteil auf das andere.

Die Verspannung der Schiene im Trog mit Hilfe von Einsatz­ teilen ist einfacher und erfordert weniger Befestigungs­ teile als die erhabene Befestigung der Schiene auf einer ebenen Fahrbahn. Zudem mindert die Anordnung im Trog eine Schallabstrahlung zur Seite und in den umgebenden Unter­ grund.

Der erfindungsgemäße Gleisoberbau hat somit die Vorteile, insgesamt weniger aufwendig zu sein und eine geringere Schallemission aufzuweisen.

Grundsätzlich ist es möglich, die Schiene im Aufnahmetrog zu verspannen, indem man nur an einer Seite der Schiene Einsatzteile anordnet. Um die andere Seite der Schiene zu halten, kann beispielsweise die zugeordnete Seitenwand des Aufnahmetrogs ein vorspringendes Profil aufweisen, das vom Schienenfuß untergriffen wird. Die Herstellung derart pro­ filierter Aufnahmetröge ist jedoch relativ kompliziert. Auch kann man bei einer solchen nur einseitigen Einspannung die Schiene nur in beschränktem Umfang ausrichten. Vorzugs­ weise ist die Schiene daher beidseitig mit Einsatzteilen verspannt (Anspruch 2).

Die Einsatzteile sind vorzugsweise längs der Schiene an­ geordnete Führungsbalken, d. h. balkenartige Elemente mit Führungsfunktion für die Schiene (Anspruch 3). Diese Maß­ nahme ermöglicht bei nur geringer Zahl von Befestigungs­ teilen einen ausgeglichenen Schienenverlauf und eine gleichmäßige Verteilung der Klemmkräfte, insbesondere wenn die Führungsbalken ohne Abstand hintereinander angeordnet sind und so ein quasi-endloses Band bilden. Der Führungs­ balken kann einstückig sein oder aus mehreren parallel nebeneinander verlaufenden Balken zusammengesetzt sein. Er ist vorzugsweise komplementär zu wenigstens einem Teil des Schienenprofils ausgebildet, d. h. er hat beispielsweise im Querschnitt die Form einer Nase, die den Schienenfuß über­ greift und in den zurückspringenden Raum am Schienensteg vorspringt.

Eine besonders einfache Befestigung der Schiene erhält man durch Verkeilung im Aufnahmetrog mit Hilfe des Einsatz­ teils. Vorzugsweise ist hierzu der Gleisoberbau so ausge­ bildet, daß das Einsatzteil, wenn es zum Boden des Aufnah­ metrogs gedrückt wird, durch Keilwirkung gegen die Schiene drückt (Anspruch 4). Ein einfaches Spannen des Einsatzteils zum Boden des Aufnahmetrogs bewirkt also, daß dieses einer­ seits durch die Spannbewegung in Vertikalrichtung auf den Schienenfuß drückt und andererseits durch die Keilwirkung in Horizontalrichtung gegen den Schienenfuß, den Schienen­ steg und/oder den Schienenkopf drückt.

Grundsätzlich kann das Einsatzteil bei mehrstückiger Aus­ bildung alleine für die Verkeilung sorgen, beispielsweise indem seine Teilstücke komplementäre Keilflächen aufweisen, so daß sie bei einer Relativbewegung in Vertikalrichtung auch in Horizontalrichtung gegeneinander versetzt werden. Bevorzugt bezieht man jedoch den Aufnahmetrog in den Ver­ keilungsmechanismus ein, indem eine der oder - bei beidsei­ tig angeordneten Einsatzteilen - beide Seitenwände des Auf­ nahmetrogs nach außen geneigt sind und das Einsatzteil bei der Spannbewegung zum Boden an der als Keilfläche wirkenden geneigten Seitenwand entlang gleitet und dadurch zur Schie­ ne hin versetzt wird (Anspruch 5). Vorzugsweise ist das Einsatzteil einstückig ausgebildet, wird also als Ganzes versetzt.

Vorzugsweise umfaßt der Oberbau Spannmittel zum Beauf­ schlagen des Einsatzteils mit einer zum Boden des Aufnah­ metrogs gerichteten Kraft, und zwar insbesondere wenigstens eine Schraubverbindung zwischen dem Boden und dem Einsatz­ teil (Anspruch 6).

Hierbei sollten die Spannmittel eine Versetzung des Ein­ satzteils quer zur Spannrichtung und quer zur Schiene er­ lauben, und zwar im Fall einer Schraubverbindung vorteil­ haft durch im Einsatzteil ausgebildete Langlöcher für die Schrauben (Anspruch 7).

Zur Verringerung der Schallerzeugung und Herabsetzung der Schienenbeanspruchung ist die Schiene vorteilhaft gegenüber der Wandung des Aufnahmetrogs und/oder dem Einsatzteil kontinuierlich elastisch gelagert (Anspruch 8). Die kon­ tinuierliche elastische Lagerung und Führung der Schiene bedingt eine gleichmäßigere Verteilung der aufzubringenden Klemmkräfte, was ein Kippen oder Abheben der Schiene ver­ hindert. Außerdem erhöht sie den Widerstand gegen Verschie­ bung der Schiene in Längsrichtung (den sog. Durchschiebewi­ derstand). Sie gibt auch erhöhte Sicherheit im Fall eines Schienenbruchs, da es hier nur zu einem vertikalen, nicht aber horizontalen Versatz der Schiene an der Bruchstelle kommen kann.

Vorteilhaft ist das Einsatzteil gegenüber über der Wandung des Aufnahmetrogs elastisch, und zwar insbesondere kontinu­ ierlich elastisch gelagert (Anspruch 9). Die vertikale und horizontale Verstellung des Einsatzteils beim Verspannen der Schiene erfolgt dann unter Kompression und/oder Ver­ scherung des der elastischen Lagerung dienenden Materials.

Vorzugsweise ist zur elastischen Lagerung der Lagerung der Schiene und/oder des Einsatzteils zwischen Schiene und Aufnahmetrog und/oder zwischen Schiene und Führungsbalken und/oder zwischen Führungsbalken und Aufnahmetrog eine elastomere Vergußmasse eingebracht (Anspruch 10). Es kann sich hierbei um eine einheitliche Vergußmasse handeln; man kann aber auch in die verschiedenen Zwischenräume verschie­ denartige Vergußmassen, z. B. mit unterschiedlichen Elasti­ zitätsmoduln einbringen. Die Verwendung von Vergußmasse hat verschiedene Vorteile: Die innige Verbindung zwischen Ver­ gußmasse und jeweils angrenzender Oberfläche bedingt eine Abdichtung und damit hervorragende Haltbarkeit und nahezu vollständige Wartungsfreiheit des Oberbaus und verringert darüber hinaus die Schallabstrahlung. Außerdem erlaubt die Vergußmasse, kleinere Abweichungen der Aufnahmetröge von den Sollmaßen ohne weiteren Aufwand auszugleichen. Man erreicht dies, indem man beim Bau das zu vergießende Teil z. B. mit einer Aufhängung in der Lage hält, die es vor dem Verspannen einnehmen soll und den so gebildeten Zwischen­ raum zum Aufnahmetrog mit der Vergußmasse ausgießt. Das Teil kommt so in die gewünschte Vergießposition, selbst wenn der Boden des Aufnahmetrogs etwas über oder unter dem Sollmaß liegt. Bei der Vergußmasse handelt es sich vorteil­ haft um eine selbst fließfähige und kaltaushärtende bzw. kaltausvulkanisierende Vergußmasse (siehe z. B. EP 0 180 118 B1).

Alternativ kann zur elastischen Lagerung der Schiene und/ oder des Einsatzteils zwischen Schiene und Aufnahmetrogwan­ dung und/oder zwischen Schiene und Führungsbalken und/oder zwischen Führungsbalken und Aufnahmetrogwandung wenigstens ein vorgeformter Elastomerkörper angeordnet sein, der vor­ zugsweise in Schienenlängsrichtung durchläuft (Anspruch 11). Insbesondere für das hochbelastete Material in dem Zwischenraum zwischen Schiene und Aufnahmetrogwandung ist die Verwendung eines entsprechend hochbelastbaren vorge­ formten Elastomerkörpers vorteilhaft. Besonders bevorzugt sind daher Mischformen, bei denen zwischen Schiene und Aufnahmetrogwandung ein vorgeformter Elastomerkörper und zwischen Einsatzteil und Aufnahmetrogwandung elastomere Vergußmasse angeordnet ist. Zwischen Schiene und Führungs­ balken kann alternativ elastomere Vergußmasse oder wenig­ stens ein vorgeformter Elastomerkörper eingebracht sein.

Um auch mit Straßenfahrzeugen befahrbar zu sein, weist der Oberbau vorteilhaft eine im wesentlichen ebene Oberseite auf (Anspruch 12). Hierzu liegen die Fahrbahn außerhalb der Aufnahmetröge, die ebenen Oberseiten der darin eingesetzten Führungsbalken und die Schienenoberkanten vorzugsweise im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene. Diese Maßnahme erlaubt zum einen, Gleise ohne weiteren Aufwand in Stra­ ßenoberflächen zu verlegen. Zum anderen hat sie eine große sicherheitstechnische Bedeutung, da Straßenrettungsfahr­ zeuge einen verunglückten Zug direkt auf der Eisenbahn­ strecke anfahren können. Dies ist vor allem bei Hochge­ schwindigkeitsstrecken mit ihren zahlreichen Brücken- und Tunnelabschnitten von Bedeutung.

Damit die Einsatzteile als wirksame Tilgermasse fungieren können, ist es vorteilhaft, daß sie aus einem schweren Material, insbesondere mit einer Dichte <1900 kg/m³ beste­ hen (Anspruch 13). Diese Maßnahme bewirkt, daß der durch Fahrzeugrad, Schiene und Einsatzteil gebildete Schwinger eine relativ große Masse hat und daher bereits mit einer - einfach zu realisierenden - elastischen Schienenlagerung relativ großer Steifigkeit eine relativ niedrige Resonanz­ frequenz hat. Eine niedrige Resonanzfrequenz entkoppelt wirksam den (im wesentlichen bei höheren Frequenzen liegen­ den) Körperschall vom umgebenden Untergrund.

Besonders vorteilhaft sind Fahrbahn und/oder die Einsatz­ teile im wesentlichen aus Beton (was insbesondere stahlar­ miertem Beton umfaßt) gefertigt, und zwar die Fahrbahn insbesondere aus Ortbeton, während die Führungsbalken Fer­ tigbetonteile sind (Anspruch 14). Diese Bauweise ist rela­ tiv preisgünstig und bedingt eine hervorragende Körper­ schalldämmung. Auch die Haltbarkeit ist sehr gut, da keine Verbindung von Ortbeton und Frischbeton - an der Spätschä­ den wie z. B. Frostsprengung auftreten könnten - vorhanden ist.

Die Erfindung ist auch auf das Einsatzteil für einen schot­ terlosen Gleisoberbau mit elastisch gelagerten Schienen gemäß einer der oben genannten Ausbildungen selbst gerich­ tet, welches geeignet ist, die Schienen in ihren Aufnahme­ trögen zu verspannen (Anspruch 15).

Die Erfindung ist schließlich noch auf ein Verfahren zum Bau eines schotterlosen Gleisoberbaus gemäß einer der oben genannten Ausbildungen gerichtet, bei welchem man

• a) eine feste Fahrbahn mit Aufnahmetrögen für die Schienen herstellt oder von einer solchen, be­ reits hergestellten Fahrbahn ausgeht,
• b) die Schienen in die Aufnahmetröge einsetzt,
• c) Einsatzteile in die Aufnahmetröge neben die Schienen einsetzt, und
• d) die Schienen in den Aufnahmetrögen mit Hilfe der Einsatzteile verspannt (Anspruch 16).

Vorzugsweise bringt man in den Schritten b) bzw. c) zwi­ schen die Schiene und die Wandung des Aufnahmetrogs und/oder zwischen die Schiene und die Einsatzteile und/oder zwischen die Einsatzteile und die Wandung des Aufnahmetrogs elastisch-kompressibles Material ein (Anspruch 22).

Je nachdem, ob man als elastisch-kompressibles Material vorgeformte Elastomerkörper (Anspruch 23) oder eine ela­ stomere Vergußmasse (Anspruch 24) verwendet, ergeben sich Unterschiede im Verfahren: Im ersten Fall bringt man die vorgeformten Elastomerkörper vor oder beim Einsetzen der Schiene und/oder des Einsatzteils in Position. Im zweiten Fall hält man die Schiene und/oder das Einsatzteil zunächst noch ohne elastisches kompressibles Material in der späte­ ren (vor dem Spannen einzunehmenden) Stellung und gießt dann die so gebildeten Zwischenräume mit fließfähiger Ver­ gußmasse aus, welche nach dem Aushärten das elastisch-kom­ pressible Material bildet. Besonders vorteilhaft sind die oben bereits erwähnten Mischformen: Beispielsweise kann man zunächst einen vorgeformten Elastomerkörper für die Schiene in den Aufnahmetrog einbringen und anschließend die Schiene darauf aufsetzen, oder eine Schiene mit bereits daran befe­ stigtem Elastomerkörper in den Aufnahmetrog einsetzen, dann das Einsatzteil in den Aufnahmetrog einsetzen und in seiner späteren (vor dem Spannen einzunehmenden) Stellung halten und schließlich den Zwischenraum zum Aufnahmetrog mit Ver­ gußmasse ausfüllen. In den Zwischenraum zwischen Einsatz­ teil und Schiene kann man vor oder beim Einsetzen des Ein­ satzteils wenigstens einen vorgeformten Elastomerkörper oder alternativ - nach dem Einsetzen - Vergußmasse einbrin­ gen.

Weitere Ausbildungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 17 bis 21 und 25 bis 26 angegeben. Näheres hierzu findet sich auch in den obigen Ausführungen zum Gleisoberbau.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen und der angefügten schematischen Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1a bis d jeweils eine Querschnittansicht eines Aus­ schnitts eines Gleisoberbaus in vier aufein­ anderfolgenden Bauphasen;

Fig. 2a bis d den Fig. 1a bis d entsprechende Ansichten einer anderen Ausführungsform; und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Gleis­ oberbaus von Fig. 1.

In den Figuren tragen im wesentlichen funktionsgleiche Teile gleiche Bezugszeichen.

Der schotterlose Gleisoberbau 1 gemäß Fig. 1 bis 3 umfaßt eine feste Fahrbahn 2, hier eine Betontragplatte, die im wesentlichen die Form eines flachen langgestreckten Quaders hat. Auf deren Oberseite sind für jedes Gleis zwei in Längsrichtung und parallel zueinander verlaufende Aufnah­ metröge 3 ausgebildet. Ihr (von Trogmittellinie zu Trog­ mittellinie gerechneter) Abstand entspricht ungefähr der Spurweite + der Schienenkopfbreite, d. h. bei Regelspur (Spurweite 1435 mm) ungefähr 1500 mm. Sie sind symmetrisch zu einer (gedachten) vertikalen Mittelebene der Fahrbahn 2 ausgebildet.

Der von jedem Aufnahmetrog 3 gebildete Hohlraum 4 hat in einem Schnitt senkrecht zur Längsrichtung im wesentlichen die Form eines gleichschenkligen Trapezes, wobei die kürze­ re Parallelseite des Trapezes den Trogboden 5, die längere Parallelseite die offene Trogoberseite und die beiden nichtparallelen Seiten die nach oben außen geneigten Trog­ seitenwände 6 bilden. Deren Neigungswinkel beträgt 30° bis 70°, vorzugsweise 45° bis 60° zur Horizontalen. Die Höhe des Aufnahmetrogs 3 entspricht ungefähr der Schienenhöhe, seine größte Breite (d. h. die Breite an der offenen Trog­ oberseite) entspricht ungefähr dem 2- bis 8fachen, ins­ besondere dem 4- bis 5fachen der Schienenhöhe.

In jedem Aufnahmetrog 3 sitzt in Längsrichtung mittig eine Schiene 7, die aus Schienenfuß 8, Schienensteg 9 und Schie­ nenkopf 10 besteht. Der Schienenfuß 8 ruht nicht unmittel­ bar auf dem Trogboden 5 auf, vielmehr befindet sich dazwi­ schen eine Fußprofilplatte 11 aus elastisch-kompressiblem Material, die sich kontinuierlich entlang der Schiene über die ganze Unterseite des Schienenfußes 8 erstreckt und ihn darüber hinaus an seinen Längsrändern klauenartig umgreift. Es handelt sich um ein vorgefertigtes Elastomerteil. Seine Steifigkeit und Dicke ist so gewählt, daß zur Begrenzung der Schienenbeanspruchung die Einfederung limitiert ist, z. B. auf 3 mm.

Zu beiden Seiten der Schiene 7 sind im Aufnahmetrog 3 Ein­ satzteile 12 angeordnet. Es sind hier einstückige, läng­ liche, balkenformige Fertigbetonteile, welche die Schiene 7 im Aufnahmetrog 3 verspannen und führen, und daher als Führungsbalken 13, 14 bezeichnet werden. Ihre Länge beträgt größenordnungsmäßig 1 m (ca. 0,5 bis 2 m); bündig anein­ andergelegt füllen sie den Raum des Aufnahmetrogs 3 zu beiden Seiten der Schiene 7 nahezu vollständig und insbe­ sondere in Längsrichtung kontinuierlich aus. Sie bilden so Abschnitte eines quasi-endlosen Bandes. Ihre Quer­ schnittsform ist komplementär zur Querschnittsform der von der Schiene 7 abgeteilten Hälfte des Hohlraums 4. Das heißt, sie haben eine nach oben außen geneigte Seitenwand 15, eine untere Wand 16, die in ihren Abmessungen im we­ sentlichen dem vom Schienenfuß 8 freigelassenen Hälfte des Trogbodens 5 entspricht, eine dazu parallele obere Wand 17, deren Abmessung im wesentlichen der von der Schiene 7 frei­ gelassenen Hälfte der Oberseite des Aufnahmetrogs 3 ent­ spricht, und eine nasenförmige Seitenwand 18, die den Schienenfuß 8 übergreift und - bei der Ausführungsform der Fig. 1 und 3 - bis zum Schienensteg 9 hin vorspringt. Der an der Schieneninnenseite angeordnete Führungsbalken 13 (der sog. innere Führungsbalken) weist im Bereich des Schienenkopfs 10 eine Ausnehmung für die Spurkränze der Schienenfahrzeuge auf, während der äußere Führungsbalken 14 auch in diesem Bereich der Form der Schiene 7 folgt. Die geneigte Balkenseitenwand 15 und die geneigte Trogseiten­ wand 6 bilden komplementäre Keilflächen, die bei einer Spannbewegung des Führungsbalkens 13, 14 in Vertikalrich­ tung aneinander gleiten, wodurch der Führungsbalken 13, 14 auch in Horizontalrichtung versetzt wird.

Die Führungsbalken 13, 14 füllen jedoch den vorhandenen Raum nicht vollständig aus. Sie lassen vielmehr zu allen sie umgebenden Teilen, nämlich zur Schiene 7, dem Trogboden 5 und der Trogseitenwand 6 hin jeweils eine Fuge 19, deren Dicke ungefähr 2-20 mm beträgt. Die Fußprofilplatte 11 ragt mit ihrem den Schienenfuß 8 umgreifenden Profilteil in die Fuge 19 hinein und unterbricht sie, so daß die Fuge 19 zwei nicht kommunizierende Abschnitte, nämlich einen schienen­ seitigen Abschnitt 20 und einen trogwandseitigen Abschnitt 21 aufweist (bzw. - bei der Ausführungsform der Fig. 2 - so daß der trogwandseitige Fugenabschnitt 21 dicht abgeschlos­ sen ist). Bei anderen (nicht gezeigten) Ausführungsformen ist diese Unterbrechung nicht vorhanden; die beiden Fugen­ abschnitte kommunizieren hier miteinander.

Die Fuge 19 ist mit elastomerer Vergußmasse 22 ausgefüllt, die sich innig an Schiene 7, Führungsbalken 13, 14 und Trogwandung 5, 6 anschmiegt und so die Fuge 19 vollständig ausfüllt. Die Profilplatte 1 hat die Funktion einer Dich­ tung für die Vergußmasse. Bei der in Fig. 1 gezeigten Aus­ führungsform können so im schienenseitigen Fugenabschnitt 20 und im trogwandseitigen 21 Vergußmassen 22 mit verschie­ denen Eigenschaften eingebracht sein; z. B. kann die Ver­ gußmasse 22 im schienenseitigen Abschnitt 20 einen größeren Elastizitätsmodul als die im trogwandseitigen Abschnitt 21 haben.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist nur im trogwandseitigen Fugenabschnitt 21 Vergußmasse 22 einge­ bracht. Im hier dickeren schienenseitigen Fugenabschnitt 20 ist hingegen ein vorgeformter Elastomerkörper 123 angeord­ net, der sich schlauch- oder walzenförmig kontinuierlich längs der Schiene erstreckt. Hierzu weisen die Führungs­ balken 13, 14 im Bereich des Schienenfußes 8 jeweils eine Ausnehmung 124 zwischen zwei vorspringenden Nasen 125 auf, wobei jeweils die untere Nase 125 über den klauenartig umgreifenden Profilteil der Fußprofilplatte 11 auf den Schienenfuß 8 drückt.

Bei beiden gezeigten Ausführungsformen können die Füh­ rungsbalken 13, 14 mit Hilfe von Schrauben 26, die durch Schraubenlöcher 27 im Trogboden 5 unverschiebbar verankert sind, im Aufnahmetrog 3 verspannt werden. Die Schraubenlö­ cher 27 sind als Langlöcher ausgebildet, deren lange Quer­ schnittsachse quer zur Längsrichtung verläuft, so daß die Führungsbalken 13, 14 quer zur Schiene 7 verschiebbar sind. Durch Festziehen der Schrauben 26 werden die Führungsbalken 13, 14 unter Kompression und Verscherung des elastomeren Materials im trogwandseitigen Fugenabschnitt 21 nach unten und durch Gleiten längs der geneigten Trogseitenwand 6 auch zur Schiene 7 hin gedrückt, was zu einer Kompression/Ver­ scherung des elastomeren Materials im schienenseitigen Abschnitt 20 führt. Die Führungsbalken 13, 14 drücken also - unter Zwischenschaltung elastomeren Materials - in Ver­ tikalrichtung auf den Schienenfuß 8 und in Horizontalrich­ tung im wesentlichen gegen den Schienensteg 9. Zum Verspan­ nen der Schiene 7 sind pro Führungsbalken 13, 14 nur zwei in Längsrichtung versetzte Schrauben 26 erforderlich. Somit ist auf einfachste Weise eine in Vertikal- und Horizontal­ richtung kontinuierlich elastische Schienenlagerung und -führung realisiert.

Im verspannten Zustand liegen die im wesentlichen ebenen Oberseiten der Führungsbalken 13, 14 ungefähr in einer Ebene mit der Oberseite der Fahrbahn 2, so daß der Gleis­ oberbau 1 - abgesehen von einem leichten Überstand der Schienenköpfe 10 (und zwar vorzugsweise höchstens 3 cm, besonders vorzugsweise höchstens 1,5 cm) und den Spurkranz­ ausnehmungen eine im wesentlichen ebene Oberfläche auf­ weist. Damit können den Gleisoberbau 1 auch Straßenfahr­ zeuge ungehindert befahren.

Zum Bau des schotterlosen Gleisoberbaus 1 stellt man zu­ nächst die die feste Fahrbahn 2 bildende Betontragplatte mit den Aufnahmetrögen 3 her. Man betoniert sie vorzugs­ weise vor Ort (sog. Ortbeton) als Quasi-Endlosplatte, z. B. mit Hilfe der Gleitschalungstechnik. Nach Erhärten des Betons setzt man die mit den elastomeren Fußprofilplatten 11 ausgerüsteten Schienen 7 in die Aufnahmetröge 3 auf ihre Soll-Position. Man baut dann nacheinander die Führungsbal­ ken 13, 14 ein, was in den Fig. 1 und 2 am Beispiel des äußeren Führungsbalkens 14 näher veranschaulicht ist.

Zunächst setzt man den Führungsbalken 14 mit Hilfe einer Hebevorrichtung in den Troghohlraum 4 seitlich neben der Schiene 7 ein (Fig. 1a). Man setzt ihn jedoch nicht unmit­ telbar auf den Trogboden 5 auf, sondern hält ihn mit Hilfe der Hebevorrichtung und/oder von elastomeren Distanzstücken in einer Vergießposition, die der gewünschten Position im unverspannten Zustand entspricht (Fig. 1b). Hierdurch er­ hält man gegenüber der Soll-Lage im verspannten Zustand eine etwas dickere Fuge 19 im trogwandseitigen Abschnitt 21, so daß die später in die Fuge 19 einzubringende Ver­ gußmasse 22 dem Verspannen eine ausreichende Vorspannung entgegensetzen kann.

Man füllt dann in die nach außen weisenden Öffnungen des schienenseitigen Fugenabschnitts 20 und des trogwandseiti­ gen Fugenabschnitts 21 fließfähige Vergußmasse ein, welche durch Schwerkraftwirkung nach unten fließt und so die Fu­ genabschnitte 20, 21 vollständig ausfüllt. Da das klauen­ artig umgreifende Profilteil der Fußprofilplatte 11 in Ver­ gießposition für eine gegenseitige Abdichtung der beiden Fugenabschnitte 20, 21 sorgt, kann man sie mit unterschied­ lichen Vergußmassen 22 ausgießen. Man hält den Führungs­ balken 14 so lange in der Vergießposition, bis die kalt­ aushärtende (bzw. kaltausvulkanisierende) Vergußmasse voll­ ständig ausgehärtet ist (Fig. 1c).

Durch Anziehen der Schrauben 26 drückt man den Führungs­ balken 14 schließlich nach unten und durch die Keilwirkung auch zur Schiene 7 hin. Indem man die Schrauben 26 des Führungsbalkens 13 bzw. 14 auf einer Seite der Schiene 7 fester und auf der anderen Seite weniger fest anzieht, kann man die Schiene 7 fein ausrichten. Zieht man beispielsweise in Fig. 1d die zum inneren Führungsbalken 13 gehörende Schraube 26 fester als die zum äußeren 14 gehörende an, so drückt man die Schiene 7 etwas nach außen.

Der Bau der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform unter­ scheidet sich hiervon nur dadurch, daß man beim Einsetzen des Führungsbalkens 14 den langgestreckten, im entlasteten Zustand im Querschnitt kreiszylindrischen Elastomerkörper 123 in die Ausnehmung 124 legt. Er wird dann beim Absenken des Führungsbalkens 14 von der oberen der Nasen 125 am Schienenkopf 10 vorbei mitgenommen (Fig. 2a), und gelangt so in seine endgültige Position, in der er gegen den Schie­ nensteg 9 drückt. Durch diese Maßnahmen entfällt das Aus­ gießen der Fuge zwischen Führungsbalken und Schiene.

Der beschriebene schotterlose Gleisoberbau genügt mit sei­ nen niedrigen Herstellungskosten, dem äußerst geringen Unterhaltungsaufwand aufgrund jahrelanger Wartungsfreiheit, der gleichmäßigen elastischen Gleislagerung und -führung in Horizontal- und Vertikalrichtung, der geringen Körper­ schall- und Luftschallemission, der hohen Entgleisungssi­ cherheit bei Schienenbruch und der Befahrbarkeit mit Stra­ ßenfahrzeugen in hervorragender Weise den im modernen Hoch­ geschwindigkeitsschienenverkehr gegebenen Anforderungen.

Claims (26)

1. Schotterloser Gleisoberbau mit elastisch gelagerten Schienen (7), welcher eine feste Fahrbahn (2) mit Aufnahmetrögen (3) für die Schienen (7) aufweist, wobei die Schienen (7) mit Hilfe von Einsatzteilen (12) in ihren Aufnahmetrögen (3) verspannt sind.

2. Schotterloser Gleisoberbau nach Anspruch 1, bei wel­ chem die Schiene (7) beidseitig mit Einsatzteilen (12) verspannt ist.

3. Schotterloser Gleisoberbau nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem das Einsatzteil (12) ein längs der Schiene (7) angeordneter Führungsbalken (13, 14) ist, der insbe­ sondere komplementär zu wenigstens einem Teil des Schienenprofils ausgebildet ist.

4. Schotterloser Gleisoberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welcher so ausgebildet ist, daß das Einsatzteil (12) durch Spannen zum Boden (5) des Aufnahmetrogs (3) durch Keilwirkung an die Schiene (7) drückt und diese so in Vertikal- und Horizontalrichtung im Aufnahmetrog (3) verspannt.

5. Schotterloser Gleisoberbau nach Anspruch 4, bei wel­ chem eine der oder - bei beidseitig angeordneten Ein­ satzteilen (12) - beide Seitenwände (6) des Aufnahme­ trogs (3) nach außen geneigt ist (sind) und das Ein­ satzteil (12) bei der Spannbewegung zum Boden (5) an der geneigten Seitenwand (6) entlang gleitet und da­ durch zur Schiene (7) hin versetzt wird.

6. Schotterloser Gleisoberbau nach Anspruch 4 oder 5, welcher Spannmittel zum Beaufschlagen des Einsatzteils (12) mit einer zum Boden (5) gerichteten Kraft, und zwar insbesondere wenigstens eine Schraubverbindung zwischen dem Boden (5) und dem Einsatzteil (12), um­ faßt.

7. Schotterloser Gleisoberbau nach Anspruch 6, wobei die Spannmittel eine Versetzung des Einsatzteils (12) quer zu deren Spannrichtung zur Schiene (7) hin erlauben, und zwar im Fall einer Schraubverbindung insbesondere durch im Einsatzteil (12) ausgebildete Langlöcher für die Schrauben (26).

8. Schotterloser Gleisoberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem die Schiene (7) gegenüber der Wan­ dung des Aufnahmetrogs (3) und/oder dem Einsatzteil (12) kontinuierlich elastisch gelagert ist.

9. Schotterloser Gleisoberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem das Einsatzteil (12) gegenüber der Wandung des Aufnahmetrogs (3) elastisch, insbesondere kontinuierlich elastisch, gelagert ist.

10. Schotterloser Gleisoberbau nach Anspruch 8 oder 9, bei welchem zur elastischen Lagerung der Schiene (7) und/ oder des Einsatzteils (12) zwischen Schiene (7) und Wandung des Aufnahmetrogs (3) und/oder zwischen Schie­ ne (3) und Einsatzteil (12) und/oder zwischen Einsatz­ teil (12) und Wandung des Aufnahmetrogs (3) elastomere Vergußmasse (22) eingebracht ist.

11. Schotterloser Gleisoberbau nach einem der Ansprü­ che 8 bis 10, bei welchem zur elastischen Lage­ rung der Schiene (7) und/oder des Einsatzteils (12) zwischen Schiene (7) und Wandung des Aufnah­ metrogs (3) und/oder zwischen Schiene (7) und Einsatzteil (12) und/oder zwischen Einsatzteil (12) und Wandung des Aufnahmetrogs (3) wenigstens ein vorgeformter Elastomerkörper (11, 123) ange­ ordnet ist, der insbesondere in Schienenlängs­ richtung durchlaufend ist.

12. Schotterloser Gleisoberbau nach einem der Ansprüche 1 5 bis 11, welcher eine im wesentlichen ebene Oberseite aufweist, so daß er auch von Straßenfahrzeugen be­ fahrbar ist.

13. Schotterloser Gleisoberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei welchem die Einsatzteile (12) aus einem schweren Material bestehen.

14. Schotterloser Gleisoberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei welchem die Fahrbahn (2) und/oder die Einsatzteile (12) im wesentlichen aus Beton gefertigt sind, und zwar die Fahrbahn (2) insbesondere aus Ort­ beton, während die Einsatzteile (12) insbesondere Fertigbetonteile sind.

15. Einsatzteil für einen schotterlosen Gleisoberbau mit elastisch gelagerten Schienen (7) nach einem der An­ sprüche 1 bis 14, welches geeignet ist, die Schienen (7) in ihren Aufnahmetrögen (3) zu verspannen.

16. Verfahren zum Bau eines schotterlosen Gleisoberbaus nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei welchem man

• a) eine feste Fahrbahn (2) mit Aufnahmetrögen (3) für die Schienen (7) herstellt oder von einer solchen, bereits fertiggestellten Fahrbahn (2) ausgeht,
• b) die Schienen (7) in die Aufnahmetröge (3) ein­ setzt,
• c) Einsatzteile (12) in die Aufnahmetröge (3) neben die Schienen (7) einsetzt, und
• d) die Schienen (7) in den Aufnahmetrögen (3) mit Hilfe der Einsatzteile (12) verspannt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, bei welchem man im Schritt c) zu beiden Seiten der Schienen (7) Einsatzteile (12) einsetzt.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, bei welchem man als Einsatzteile (12) längs der Schienen (7) anzuord­ nende Führungsbalken (13, 14) verwendet, die insbeson­ dere komplementär zu wenigstens einem Teil des Schie­ nenprofils ausgebildet sind.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, bei welchem man im Schritt d) die Einsatzteile (12) zum Boden (5) des Aufnahmetrogs (3) drückt, damit durch Keilwirkung auch in Horizontalrichtung gegen die Schiene (7) drückt und so die Schiene (7) in Vertikal- und Horizontalrichtung im Aufnahmetrog (3) verspannt.

20. Verfahren nach Anspruch 19, bei welchem man im Schritt a) die Aufnahmetröge (3) mit einer oder beiden Sei­ tenwänden (6) nach außen geneigt herstellt oder von so hergestellten Aufnahmetrögen (3) ausgeht, und im Schritt d) das Einsatzteil (12) bei der Spannbewe­ gung zum Boden (5) an der geneigten Seitenwand (6) entlang gleitet und dadurch zur Schiene (7) hin ver­ setzt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, bei welchem man zum Verspannen im Schritt d) die Schiene (7) mit Hilfe von Spannmitteln, insbesondere Schraubverbin­ dungen, gegen den Boden (5) des Aufnahmetrogs (3) drückt.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, bei welchem man in den Schritten b) bzw. c) zwischen die Schiene (7) und die Wandung des Aufnahmetrogs (3) und/oder zwischen die Schiene (7) und die Einsatzteile (12) und/oder zwischen die Einsatzteile (12) und die Wandung des Aufnahmetrogs (3) elastisch-kompressibles Material einbringt.

23. Verfahren nach Anspruch 22, bei welchem man als ela­ stisch-kompressibles Material für einen Teil der oder alle Zwischenräume vorgeformte Elastomerkörper (11, 123) verwendet, die man vor oder beim Einsetzen der Schiene (7) und/oder des Einsatzteils (12) in Position bringt.

24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, bei welchem man als elastisch-kompressibles Material für einen Teil der oder alle Zwischenräume elastomere Vergußmasse verwendet, indem man in den Schritten b) bzw. c) die Schiene (7) und/oder das Einsatzteil (12) zunächst noch ohne elastisch-kompressibles Material im wesent­ lichen in deren bzw. dessen späteren Stellung hält, den oder die betreffenden Zwischenräume mit zunächst fließfähiger Vergußmasse (22) ausgießt und diese Aus­ härten läßt, wobei sie ihren elastomerem Charakter gewinnt.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 24, bei welchem die Fahrbahn (2) und/oder die Einsatzteile (12) im wesentlichen aus Beton sind.

26. Verfahren nach Anspruch 25, bei welchem man im Schritt a) die Fahrbahn (2) aus Ortbeton, insbesondere in Gleitschalungstechnik fertigt oder eine so gefertigte Fahrbahn (2) verwendet, und/oder man im Schritt c) Einsatzteile (12) aus Fertigbeton verwendet.