DE19527208C2 - Schienenendverankerung für eine Feste Fahrbahn und Verfahren zum Vorspannen einer Schienenverankerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schienenendverankerung für eine Feste Fahrbahn, wie sie im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 6 beschrieben ist, sowie Verfahren zum Vorspannen einer Schienenendverankerung.

Schienenauszüge kommen auf Gleisstrecken beispielsweise am beweglich gelagerten Ende von Brückenkonstruktionen zur Anwendung. Durchgehend verschweißte Schienen, wie sie bei Festen Fahrbahnen ausnahmslos eingebaut werden, sind in ihrer Längsverformung behindert. Temperaturänderungen erzeugen in den Schienen anstelle von spannungsfreien Verformungen erhebliche Längsspannungen, denen an Trennstellen des Gleises, wie sie bei Schienenauszügen oder Weichen vorkommen, durch entgegenwirkende Längskräfte das Gleichgewicht gehalten werden muß. Diese verankernden Längskräfte können die Größenordnung von 90 t je Schiene erreichen.

Bisher wird bei Schienenauszügen das Gleis vor dem offenen Gleisende auf eine längere Strecke im Schotterbett verlegt. Im Schotterbett können die Längskräfte in den Schienen verteilt auf ein längeres Gleisstück unter Inkaufnahme von z. T. erheblichen Längsbewegungen des Gleises in verträglichen Teilkräften über die Schienen- Schwellenverbindungen in den Unterbau der Fahrbahn eingeleitet werden. Die Längsbewegungen des Gleises, die bei Schotterbettung unvermeidlich sind, führen bei Schienenauszügen und Weichen zu erhöhtem Wartungsaufwand und geringer Lebensdauer.

Daneben hat man auch schon Schienenauszüge mit einbetonierten Schwellen zur Längskraftaufnahme auf Fester Fahrbahn ausgeführt.

Dabei werden die Längskräfte über die Schienenbefestigung und deren begrenzten Durchschubwiderstand auf eine größere Anzahl von Schwellen und von diesen über eine längere Strecke auf den Fahrbahnunterbau übertragen. Der Unterbau weist keine besonderen Maßnahmen zur Ausbildung eines Widerlagers auf.

Wird ein Schienenauszug ohne besondere Maßnahmen zur Aufnahme der Schienenlängskräfte auf einer Festen Fahrbahn z. B. nach DE 44 09 653 A1 ausgeführt, so werden die Schienenlängskrafte über Schwellen die mit Dübelsteinen, die in Taschen in bituminösem Unterbau eingegossen sind, übertragen. Bei dieser Festen Fahrbahn können durch die Längskraftbeanspruchung des Gleises Aufwölbungen im Bitumenunterbau auf der beanspruchten Seite der Dübeltasche entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schienenendverankerungen anzugeben, mit denen die Längskräfte eines Gleises mit verschweißten Schienen an einem Schienenende auf möglichst kleinen Raum möglichst nahe zum offenen Gleisende verformungsarm aufnehmbar sind, die die vertikale Einfederung des Gleises nicht behindern und die einen einfachen Schienenwechsel zulassen.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 6 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche 2 bis 5 und 7 bis 10.

Geeignete Widerlagerkonstruktionen für die Schienenendverankerungen sind z. B. Schwergewichtsblöcke, die über Reibung in der Bodenfuge gehalten werden, Fundamentplatten mit vertikalen Zugankern zur Erhöhung der Reibung, Sporne, wie Brunnen, Pfähle, Schlitz- und Spundwände, die den Widerstand der unter der Fundamentplatte liegenden Bodenschichten aktivieren. Bei neuen Brückenbauten können die Brückenwiderlager zweckmäßig zur Schienenendverankerung herangezogen und sinnvollerweise gleichzeitig für die Verankerungskräfte dimensioniert werden.

Die erfindungsgemäße Endverankerung nimmt die volle Längskraft an Schienenauszügen innerhalb eines kurzen Gleisbereichs auf und leitet sie unmittelbar in den Untergrund ein. Der Spannungs- und Verformungsverlauf in den Schienen vor der Schnittstelle bleibt weitgehend ungestört.

Die Einfederung des Gleises wird durch die erfindungsgemäße Endverankerung nicht behindert.

Die Endverankerungen lassen ohne aufwendige Maßnahmen einen Schienenwechsel zu.

Durch Verwendung von HV-Schrauben werden die Kräfte über Reibung und nicht durch Lochlaibung aus der Schiene in die Querträger eingeleitet und Kerbspannungen in der Schiene vermieden.

Für die erfindungsgemäße Endverankerung können Standardschienen verwendet werden. Die Ausbildung der Endverankerung nach den Ansprüchen 2 bis 5 ermöglicht durch ungleiche Vorspannung der Spannelementabschnitte zugeordneter Spannelementpaare die Endverankerung auf eine mittlere Einbautemperatur (in Mitteleuropa 15°C) einzustellen, so daß bei dieser Temperatur die Verankerungskräfte 0 werden und Druck- und Zugspannungen etwa gleichmäßig um diesen Montagezustand schwanken. Durch Veränderung des Vorspannungsverhältnisses können die Schnittkräfte reguliert und nachgestellt werden.

Die Elemente der Endverankerung sind leicht zugänglich und wartbar. Damit ist eine gute Korrosionssicherheit gegeben. Die Endverankerung ist ohne Großgerät und ohne besondere Zufahrt oder Gefährdung der Oberleitung allein mit üblichen Gleisbaugeräten herstellbar.

Die Erfindung wird anhand der Fig. 1-8 erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Schema eines Schienenauszugs mit einer erfindungsgemäßen Schienenendver­ ankerung an einem Brückenwiderlager als senkrechten Schnitt.

Fig. 2 Schema einer Schienenendverankerung nach Anspruch 2 in Aufsicht,
links Fig. 2/1 Ausführung mit einem durchgehenden, beide zugeordneten Spannelementabschnitte in einem Stab umfassenden Spannelement.
rechts Fig. 2/2 Ausführung mit zugeordneten Spannelementabschnitten, die aus je zwei Stäben aufgebaut sind.

Fig. 3, 4 Querträger einer Schienenendverankerung nach Anspruch 2;
Fig. 3 - Ansicht senkrecht zur Schienenlängsachse
Fig. 4 - Schnitt in Gleislängsachse

Fig. 5-7 Schienenendverankerung nach Anspruch 7;
Fig. 5 - Schnitt in Gleislängsachse
Fig. 6 - Detail zu Fig. 5

Fig. 1 zeigt das Schema eines Schienenauszuges mit einem Gleistrennschnitt an einem Brückenbauwerk. Der Schienenauszug trennt die Gleis- bzw. Schienenstränge 1.1, 1.2 am Übergang des Gleises 1 vom Brückenüberbau 8, der mit beweglichem Lager 9 auf das Brückenwiderlager 10 aufgelegt ist, zur Festen Fahrbahn, an der an dieser Stelle eine Schienenendverankerung nach einem der Ansprüche 2, 7, 12 ausgebildet ist.

Das geschnittene Gleisende der Festen Fahrbahn aus Unterbau 4, Schwelle 2 und Schiene 1 weist eine Schienenendverankerung auf, die im Beispiel der Fig. 1 eine Widerlagerkonstruktion 5 als Blockfundament mit die Reibung im Boden 7 erhöhenden Rippen 6 auf seiner Unterseite aufweist.

Eine Endverankerung nach Anspruch 1 zeigen die Fig. 2 bis- 5. Zwischen den Schienen 1 ist ein Querträger 11 mittels HV-Schrauben 12 und Reibungsplatten 13 am Steg der Schienen 1 verschraubt. Der Querträger 11 ist zweckmäßig mit seiner größten Steifigkeit in horizontaler Ebene angeordnet, in der die Spannelemente 14, 15 angreifen. Die in Gleisebene wirkenden Spannelemente behindern das Einfedern des Gleises senkrecht zur Gleisebene nicht. Fig. 2 zeigt paarweise angeordnete Spannelemente 14, 15 in unterschiedlichen Ausbildungsmöglichkeiten. Beim Spannelement 14 bilden die Abschnitte 14.1, 14.2' einen durchlaufenden Stab. Das Stabelement 15 ist aufgeteilt in Abschnitte 15.1, 15.2 mit je zwei getrennten Stäben. Die Spannelemente sind mit Gewindeverankerungen 16 einzeln in höckerförmigen Lagern 17 oder gemeinsam in durchgehenden bankförmigen Lagern 18 verankert. Die Lager 17, 18 binden kraftschlüssig in die Widerlagerkonstruktion 5 ein. Durch gezieltes Aufbringen unterschiedlich großer Vorspannungen in zugeordneten Spannelementabschnitten 14.1, 14.2 bzw. 15.1, 15.2 kann in den Spannelementabschnitten in Abhängigkeit von der Montagetemperatur ein Spannungszustand erzeugt werden, der bei einer vorgegebenen mittleren Temperatur die Schiene 1 im Anschlußpunkt des Querträgers 11 spannungsfrei werden läßt und in den Spannelementabschnitten gleiche Spannkräfte von der halben maximalen Schienenlängskraft von 90 t erzeugt.

Eine Schienenendverankerung nach Anspruch 6 stellen die Fig. 5-7 dar. Der Querträger 11 gibt bei dieser Ausbildungsart die Längskräfte aus den Schienen 1 über Verformungslager 19, 20 an Lager 21, 22 auf den Gründungskörper 5 ab. Es können je Spannelement Verformungslager 19 beidseitig des Querträgers 11 angeordnet sein, die sich gegen zwei zugeordnete Lager 21 auf der Widerlagerkonstruktion 5 abstützen und die Schiene 1 gegen Bewegungen in Längsachse des Gleises halten.

Durch entsprechende unterschiedliche Unterfüttung mit Futterplatten 24 der Verformungslager 19 auf beiden Seiten des Querträgers 11 kann diejenige Stellung des Querträgers zwischen den Lagern 21 spannungsfrei gehalten werden, die dem Verformungszustand des Gleises bei einer vorgegebenen mittleren Temperatur entspricht. Bei einer Vorspannung jedes der beiden Lager 19 mit der halben maximalen Längskraft aus dem Gleis bei mittlerer Temperatur werden beide Lager im Betrieb gleichhoch belastet.

Es genügt jedoch auch ein Verformungslager 20 je Spannelement, das zwischen einem Lager 22 auf einer Seite des Querträgers 11 und dem Querträger 11 mit einem Spannglied 23 unter Spannung eingebaut ist. Die Spannung im Spannglied 23 wird durch Pressen 26 erzeugt, in dem sie den Querträger 11 vom Lager 22 abdrücken. Durch entsprechende Bestimmung des Pressenhubs kann mit Berücksichtigung der Montagetemperatur auch hier die Vorspannung des Spannglieds 23 so eingestellt werden, daß nach Einbau und Unterfüttung des Verformungslagers 20 bei Entlastung der Pressen 26 Spannungsfreiheit im Querträger 11 und in der Schiene 1 bei der vorgegebenen mittleren Temperatur eintritt. Die Spannglieder 23 und die Verformungslager 20 sind dann mit je der halben maximalen Längskraft aus der Schiene auf Zug bzw. Druck belastet.

Claims (10)

1. Schienenendverankerung für eine Feste Fahrbahn zur Aufnahme von Längskräften, die an Trennschnitten (3) in Gleisen mit sonst durchgehend verschweißten Schienen (1), beispielsweise bei Schienenauszügen, entstehen, dadurch gekennzeichnet,
daß sie eine Gründungskonstruktion (5) in einer an sich bekannten Bauweise aufweist, die unmittelbar am offenen Ende der Festen Fahrbahn angeordnet ist, mit der die Längskräfte in den Boden (7) einleitbar und verankerbar sind, und
zwischen den Schienen (1) ein an diese angreifender Querträger (11) angeordnet ist, an dem vorspannbare Elemente (14, 15), die die vertikale Einfederung des Gleises nicht behindern, angreifen, über die die Längskräfte aus der Schiene unmittelbar in die Gründungskonstruktion (5) eingeleitet werden.

2. Schienenendverankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorspannbaren Elemente Spannstäbe (14) mit durchgehendem Gewinde und Gewindeendverankerung (16) sind.

3. Schienenendverankerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannstäbe mit Köpfen versehen sind, die in Platten mit Gewindeverankerung verankert sind.

4. Schienenendverankerung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie paarweise einander zugeordnete Spannelementabschnitte (14.1, 14.2 bzw. 15.1, 15.2) - zweckmäßig zwei Paare - aufweist, die jeder im Querträger (11) und im Gründungskörper (5) verankert sind, und daß die Summe der Spannkräfte zugeordneter, am Querträger (11) entgegengesetzt angreifender Spannelementabschnitte (14.1, 14.2 bzw. 15.1, 15.2) der Größe der zu verankernden Längskraft des Gleises geteilt durch die Anzahl der Spannelemente entspricht.

5. Verfahren zum Vorspannen einer Schienenendverankerung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung einander zuge­ ordneter Spannelementabschnitte (14.1, 14.2 bzw. 15.1, 15.2) in Abhängigkeit von der Temperatur zum Zeitpunkt der Vorspannung so gewählt wird, daß bei mittlerer Temperatur beide Abschnitte die gleiche Vorspannung aufweisen.

6. Schienenendverankerung für eine Feste Fahrbahn zur Aufnahme von Längskräften, die an Trennschnitten (3) in Gleisen mit sonst durchgehend verschweißten Schienen (1), beispielsweise bei Schienenauszügen, entstehen, dadurch gekennzeichnet,
daß sie eine Gründungskonstruktion (5) in einer an sich bekannten Bauweise aufweist, die unmittelbar am offenen Ende der Festen Fahrbahn angeordnet ist, mit der die Längskräfte in den Boden (7) einleitbar und verankerbar sind, und
daß zwischen den Schienen (1) an diesen angreifende Querträger (11) angeordnet sind, die die Längskräfte aus den Schienen (1) über vertikale Bewegungen zulassende mit der Gründungskonstruktion (5) kraftschlüssig verbundene Verformungslager (19, 20) in die Gründungskonstruktion einleiten.

7. Schienenendverankerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß beidseitig neben dem Querträger (11) mit Abstand Lager (21) ange­ ordnet sind, die in die Widerlagerkonstruktion (5) einbinden, und
daß mit Verformungslagern (19) und Futterplatten (24) zwischen Querträger (11) und Lager (21) kraftschlüssige spannbare Verbindungen hergestellt sind.

8. Schienenendverankerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß einseitig neben dem Querträger (11) Lager (22) angeordnet sind, die in die Widerlagerkonstruktion (5) einbinden,
daß zwischen Querträger (11) und Lager (22) mit durch Futterplatten (24) unterfütterbaren Verformungslagern (20) kraftschlüssige und durch Spann­ glieder (23), die am Querträger (11) und am Lager (22) verankert sind, vorspannbare Verbindungen hergestellt sind, und
daß die Spannglieder (23) durch in den Spalt zwischen Querträger (11) und Lager (22) temporär einsetzbare Pressen (26) vorgespannt sind.

9. Verfahren zum Vorspannen einer Schienenendverankerung nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß durch Unterfütterung und Spannung der Verformungslager (20) zwischen den Lagern (19) und (22) und dem Querschnitt (11) in Abhängigkeit von der Montagetemperatur die Verankerungskräfte so gesteuert werden, daß für die vorgegebene mittlere Temperatur zwischen Querträger (11) und Schiene (1) keine Kraft übertragen werden muß.

10. Schienenendverankerung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Querträger (11) an die Schienen (1) mit hochfesten (HV-)Schrauben (12) durch GV-Verbindungen angeschlossen sind.