DE19627672C2 - Verfahren zur Herstellung einer mit Schienenauflagerelementen aus Beton versehenen Betonfahrbahnplatte einer Schnellfahrbahnstrecke und Verbundankersetzmaschine zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mit Schienenauflagerelementen aus Beton versehenen Betonfahrbahn­ platte einer Schnellfahrbahnstrecke des Schienenverkehrs im Rahmen einer automatisierten Arbeitsweise, wobei zunächst die Betonfahrbahnplatte mit Hilfe eines Gleitfertigers auf einen vorbereitetem Unterbau betoniert wird, in diese frischbetonierte Betonfahrbahnplatte vor der Erhärtung im Zuge des automa­ tisierten Arbeitsfortschrittes Verbundanker aus Betonstahl für den Verbund der Schienenauflagerelemente mit der Betonfahr­ bahnplatte mit Hilfe einer Verbundankersetzmaschine nach Maßgabe des Abstandes der herzustellenden Schienenauflagerelemente eingedrückt werden, anschließend auf der Betonfahrbahnplatte die Schienenauflagerelemente unter Einbetonierung der über die Betonfahrbahnplatte vorstehenden Verbundanker betoniert werden und später die Schienen der Gleise auf die Schienenauflager­ elemente aufgebracht und an diesen befestigt werden, wobei in die Schienenauflagerelemente verdübelte Schienenbefestigungs­ schrauben eingebracht werden, die mit ihrem unteren Ende in Vertiefungen der Betonfahrbahnplatte einfassen. Die Erfindung betrifft fernerhin eine Maschine zur Durchführung des Ver­ fahrens.

Verfahren zur Herstellung solcher Betonfahrbahnplatten sind bekannt. In bezug auf die Betonfahrbahnplatte an sich und für sich werden die Verfahren mit Gleitfertigern für die Beton­ fahrbahnplatte durchgeführt, wie sie auch beim Bau von Autobahnen üblich sind. Das Betonieren der Schienenauflager­ elemente erfolgt in besonderen Verfahrensschritten. Im Betrieb der Schnellfahrbahnstrecke haben die Schienenauflagerelemente beachtliche dynamische Beanspruchungen, hauptsächlich auch quer zur Längsrichtung der Betonfahrbahnplatte, aufzunehmen. Diese verlangen einen entsprechenden sicheren Verbund bei hoher Dauer­ festigkeit.

Bei einem bekannten Verfahren der eingangs genannten Art (DE 44 42 497 A1), wird die Betonfahrbahnplatte nicht mit ebener Ober­ fläche hergestellt. Es wird vielmehr in die Betonfahrbahnplatte beim Betonieren eine längslaufende Auskammerung als Vertiefung eingeformt, in welche die Schienenauflagerelemente mit ihrem Fuß einfassen. Sie sind daher in der Betonfahrbahnplatte in bezug auf Beanspruchungen quer zur Längsrichtung der Betonfahrbahn­ platte formschlüssig gehalten. Zusätzlich besteht, mehr oder weniger ausgeprägt, ein Hydratationsverbund. Im übrigen sind Verbundanker in Form von sogenannten Bewehrungsschlaufen vorgesehen, wobei aber nicht erkennbar ist, wie die Verbundanker eingebracht werden. In der Praxis werden diese von Hilfspersonen manuell in die frischbetonierte Betonfahrbahnplatte eingedrückt oder eingeschlagen. Das beeinträchtigt nachteilig die Herstel­ lungsgeschwindigkeit und ist aufwendig.

Bekannt ist es zwar auch, Fahrbahnplatten mit Schienenauflager­ sockeln und Verbundankern ohne Auskammerungen herzustellen (DE 44 11 889 A1). Weiterhin ist eine Setzmaschine zum Setzen und Eindrücken von vorgefertigten Teilen der Festen Beton­ fahrbahn bekannt (DE 30 42 725 A1), welche einen Maschinenrahmen aufweist, der in Längsrichtung der Fahrbahn verlaufende Längsholme und quer dazu verlaufende Querholme aufweist, wobei an den Längsholmen Radsätze angeordnet sind, die auf Rollbahnen längs der Betonfahrbahnplatte geführt ist; desweiteren weist diese Setzmaschine eine Führungstraverse für hydraulisch befestigte Setzgeräte auf, die am Maschinenrahmen angebracht sind und an den Führungstraversen positionierbar sowie auf­ undniedergehend bewegbar sind. Alle diese bekannten Maßnahmen haben aber auf die Behebung der Nachteile des eingangs genannten bekannten Verfahrens bisher keinen positiven Einfluß ausgeübt.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, das ein­ gangs beschriebene Verfahren so zu führen, daß ohne Störung des Ablaufs der automatisierten Arbeiten der Verbund der Schienen­ auflagerelemente und der Betonfahrbahnplatte erfolgen kann, und zwar so, daß ohne weiteres auch extreme Beanspruchungen, die aus sehr schnell fahrenden Zügen in Schnellfahrbahnstrecken resul­ tieren, aufgenommen werden. Der Erfindung liegt fernerhin das technische Problem zugrunde, eine Maschine anzugeben, die zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignet ist.

Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung, daß eine von Auskammerungen für die formschlüssige Aufnahme der Schienenauflagerelemente freie Betonfahrbahnplatte betoniert wird, daß mit Hilfe der das Erreichen des vorgegebenen Abstandes ermittelnden, zusätzlich Vertiefungsformer aufweisenden Verbund­ ankersetzmaschine auch die Vertiefungen für die Enden der Schienenbefestigungsschrauben in die frischbetonierte Betonfahr­ bahnplatte eingedrückt werden und daß die Schienenauflager­ elemente erst nach Erhärtung der Betonfahrbahnplatte betoniert werden. - Es versteht sich, daß die Verbundankersetzmaschine eine Einrichtung aufweist, die gegenüber einem festen Punkt oder entsprechenden Einrichtungen, z. B. gegenüber einer Meßlatte den Abstand der herzustellenden Schienenauflagerelemente ermittelt.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die eingangs beschriebene, automatisierte Arbeitsweise es erlaubt, ein automatisches Setzen der Verbundanker zu integrieren, wenn das Verfahren wie beschrieben durchgeführt wird. Der Zeitplan der Fertigungsabläufe kann ohne Störung des Betriebes des Gleit­ fertigers und der im Arbeitsablauf folgenden Maschinen für das Betonieren der Schienenauflagerelemente und gegebenenfalls des Verlegens der Gleise eingerichtet werden.

Im Rahmen der Erfindung kann mit den verschiedensten Verbund­ ankern gearbeitet werden. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung werden im wesentlichen U-förmige Verbundanker mit U- Schenkeln und U-Steg mit den U-Schenkeln in die frischbe­ tonierte Betonfahrbahnplatte einbetoniert, wobei die oberen Enden der U-Schenkel und der U-Steg als Verbundöse über die Oberfläche der Betonfahrbahnplatte überstehen. Mit Rücksicht auf die aufzunehmenden Beanspruchungen empfiehlt es sich, die U-förmigen Verbundanker mit ihrer Verbundankerebene in Fahrt­ richtung der Betonfahrbahnplatte in diese einzudrücken. Die Verbundanker werden zweckmäßigerweise orthogonal zur Grundfläche der Betonfahrbahnplatte in diese eingedrückt. Im Rahmen der Erfindung liegt es, mit Verbundankern zu arbeiten, die eine verbundfreudige Oberfläche aufweisen und wie beschrieben in die Betonfahrbahnplatte eingedrückt werden. Im allgemeinen ist die Verwendung solcher Verbundanker, die das Eindrücken in die frischbetonierte Betonfahrbahnplatte ein wenig erschweren, nicht erforderlich. Das gilt insbesondere dann, wenn die Verbundanker in die Betonfahrbahnplatte eingerüttelt und die Einrüttelschwin­ gungen (Vibrationen, Ultraschallschwingungen) auf die Verbund­ anker ausgeübt werden.

In bezug auf die Integration der Verbundankersetzmaschine in das eingangs beschriebene Verfahren empfiehlt die Erfindung, die Verbundankersetzmaschine auf Rollbahnen längs der Betonplatte zu führen. Nach bevorzugter Ausführungsform, die ohne weiteres eine sehr genaue Positionierung der Verbundanker ermöglicht, werden längs der Rollbahnen Signalgeber für die Position der Schienen­ auflagerelemente angeordnet, die von Sensoren, welche einer Steuereinrichtung der Verbundankersetzmaschine angehören, abge­ fragt werden, und von der Verbundankersetzmaschine die Verbund­ anker nach Maßgabe der von den Sensoren aufgenommenen Steuer­ signale positionsgenau in die Betonfahrbahnplatte eingedrückt werden. Die Positionsgenauigkeit bezieht sich auf die Position, die für die Schienenauflagerelemente konstruktiv vorgegeben ist. Die Positionierung kann ohne weiteres die Bewehrung in der Betonfahrbahnplatte berücksichtigen, so daß beim Eindrücken der Verbundanker in die frischbetonierte Betonfahrbahnplatte Kolli­ sionen der Verbundanker mit den Bewehrungselementen nicht ein­ treten. Auch das Eindrücken der Vertiefungen kann von der Steuereinrichtung der Verbundankersetzmaschine gesteuert werden, es kann gleichzeitig mit dem Eindrücken der Verbundanker oder im Anschluß daran erfolgen.

Gegenstand der Erfindung ist auch die Verbundankersetzmaschine nach den Patentansprüchen 10 bis 13, die im folgenden in Verbin­ dung mit einer Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens, beschrieben wird. Es zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. 1 die Seitenansicht einer Verbundankersetzmaschine, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist,

Fig. 2 eine Ansicht des Gegenstandes der Fig. 1 aus Richtung des Pfeiles A,

Fig. 3 in gegenüber den Fig. 2 und 3 wesentlich vergrößertem Maßstab eine Einheit aus dem Gegenstand der Fig. 2 aus Richtung des Pfeiles B, nämlich eine Ansicht des Ankersetzgerätes der Ankersetzmaschine,

Fig. 4 einen Schnitt durch eine nach der Erfindung hergestellte Betonfahrbahnplatte mit Schienenauf­ lagerelementen und Verbundankern, und

Fig. 5 einen Längsschnitt durch den Gegenstand der Fig. 4.

In den Fig. 1 bis 3 erkennt man zunächst eine Verbundankersetz­ maschine 1 für die Ausführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens. Man erkennt einen Maschinenrahmen 2, der in Längs­ richtung der Betonfahrbahnplatte 3 verlaufende Längsholme 4 und quer dazu verlaufende Querholme 5 aufweist. An den Längsholmen 4 erkennt man Radsätze 6, mit denen die Verbundankersetzmaschine 1 längs der Betonfahrbahnplatte 3 auf Rollbahnen 7 geführt ist. Das beschriebene "Fahrgestell" besitzt eine Führungstraverse 8 für hydraulisch betätigte Verbundankersetzgeräte 9. Die Führungstraverse 8 ist in dem Maschinenrahmen 2 gehalten. Die Verbundankersetzgeräte 9 sind, wie in den Fig. 1 und 2 Doppel­ pfeile verdeutlichen, aufundniederbewegbar. Die Führungstraverse 8 kann erforderlichenfalls ihrerseits an dem Maschinenrahmen 2 in Längsrichtung der Betonfahrbahnplatte 3 und zurück bewegt werden. Man erkennt in den Fig. 1 und 2 ein Verbundankermagazin 10, Verbundankerführungseinrichtungen 11 und Eindrückeinrich­ tungen 12 für das Eindrücken der Verbundanker 13 in die Betonfahrbahnplatte 3. Insoweit wird auch auf die Fig. 3 verwiesen. Die Fig. 3 verdeutlicht fernerhin, daß beim Ein­ drücken der Verbundanker 13 Einrüttelschwingungen in Form von Vibrationen oder Ultraschallschwingern auf die Verbundanker 13 ausgeübt werden können. Es versteht sich, daß die entsprechenden Vibratoren oder Rüttler 14 über Schwingmetalle oder dergleichen gelagert sind. Die Verbundankersetzmaschine 1 besitzt an der Führungstraverse 8 für die Verbundankersetzgeräte 9 auch hydrau­ lisch betätigte Vertiefungsformer 15, die aufundnieder in Richtung der eingezeichneten Doppelpfeile bewegbar sind und zum Eindrücken der schon beschriebenen Vertiefungen 16, zu denen auch auf die Fig. 4 und 5 verwiesen wird, bestimmt sind.

Die Figuren lassen erkennen, daß eine von Auskammerungen für die formschlüssige Aufnahme der Schienenauflagerelemente 17 freie Betonfahrbahnplatte 3 betoniert wird und daß in diese frisch­ betonierte Betonfahrbahnplatte 3 vor der Erhärtung im Zuge des automatisierten Arbeitsfortschrittes die Verbundanker 13 eingedrückt werden, und zwar mit der in den Figuren dargestellten, längs der Betonfahrbahnplatte 3 verfahrbaren Verbundankersetzmaschine 1, die sich im Gefolge des nicht gezeichneten Gleitfertigers befindet. Das Eindrücken der Verbundanker 13 erfolgt nach Maßgabe des Abstandes der herzustellenden Schienenauflagerelemente 17. Der Abstand wird von der Verbundankersetzmaschine 1 ermittelt. Eine ausreichende Erhärtung der Betonfahrbahnplatte 3 im automatisierten Arbeits­ fortschritt wird eingerichtet, und zwar so, daß nach ausreichender Erhärtung der Betonfahrbahnplatte 3 die Schienenauflagerelemente 17 betoniert werden können, wobei die über die Betonfahrbahnplatte 3 vorstehenden Verbundanker 13 in die Schienenauflagerelemente 17 einbetoniert werden.

Im Ausführungsbeispiel sind U-förmige Verbundanker 13 darge­ stellt, die U-Schenkel 18 und einen U-Steg 19 aufweisen. Man entnimmt aus den Figuren, daß die Verbundanker 13 mit den U-Schenkeln 18 in die frischbetonierte Betonfahrbahnplatte 3 einbetoniert werden, wobei die oberen Enden der U-Schenkel 18 und der U-Steg 19 frei bleiben, die gleichsam eine Verbundöse bilden. Die U-förmigen Verbundanker 13 sind mit ihrer Verbundankerebene in Fahrtrichtung der Betonfahrbahnplatte 3 in diese eingedrückt worden. Sie stehen orthogonal zur Grundfläche der Betonfahrbahnplatte 3. Daß die Verbundanker 13 auch einge­ rüttelt werden können, wurde bereits erwähnt.

In der Fig. 2 erkennt man, daß die Verbundankersetzmaschine 1 auf Rollbahnen 7 längs der Betonfahrbahnplatte 3 geführt wird. In der Fig. 2 erkennt man, daß längs der Rollbahnen 7 eine Schiene 20 angeordnet ist, die Signalgeber 21 für die Position der Schienenauflagerelemente 17 aufweist. Diese Signalgeber 21 können von Sensoren 22, die einer Steuereinrichtung der Verbund­ ankersetzmaschine 1 angehören, abgefragt werden. Die Verbund­ ankersetzmaschine 1 drückt die Verbundanker 13 nach Maßgabe der von den Sensoren 22 aufgenommenen Steuerimpulse positionsgenau in die Betonfahrbahnplatte 3 ein. Es sind weitere Sensoren 23 vorgesehen, die abfragen, wie die Verbundankersetzgeräte 9 arbeiteten. Entsprechend können auch die schon erwähnten Vertiefungsformer 15 gesteuert werden. Sowohl die Ankersetz­ geräte 9 als auch die Vertiefungsformer 15 sind mit den Hilfsmitteln der Hydraulik angetrieben und gesteuert.

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung einer mit Schienenauflager­ elementen aus Beton versehenen Betonfahrbahnplatte einer Schnellfahrbahnstrecke des Schienenverkehrs im Rahmen einer automatisierten Arbeitsweise, wobei zunächst die Beton­ fahrbahnplatte mit Hilfe eines Gleitfertigers auf einem vorbereiteten Unterbau betoniert wird, in diese frischbetonierte Betonfahrbahnplatte vor der Erhärtung im Zuge des automatisierten Arbeitsfortschrittes Verbundanker aus Betonstahl für den Verbund der Schienenauflagerelemente mit der Betonfahr­ bahnplatte mit Hilfe einer Verbundankersetzmaschine nach Maßgabe des Abstandes der herzustellenden Schienenauflagerelemente eingedrückt werden, anschließend auf der Betonfahrbahnplatte die Schienenauflagerelemente unter Einbetonierung der über die Betonfahrbahnplatte vorstehenden Verbundanker betoniert werden und später die Schienen der Gleise auf die Schienenauflager­ elemente aufgebracht und an diesen befestigt werden, wobei in die Schienenauflagerelemente verdübelte Schienenbefestigungs­ schrauben eingebracht werden, die mit ihrem unteren Ende in Vertiefungen der Betonfahrbahnplatte einfassen, dadurch gekennzeichnet, daß eine von Auskammerungen für die formschlüssige Aufnahme der Schienenauflagerelemente freie Betonfahrbahnplatte betoniert wird, daß mit Hilfe der das Erreichen des vorgegebenen Abstandes ermittelnden, zusätzlich Vertiefungsformer aufweisenden Verbundankersetzmaschine auch die Vertiefungen für die Enden der Schienenbefestigungsschrauben in die frischbetonierte Betonfahrbahnplatte eingedrückt werden und daß die Schienenauflagerelemente erst nach Erhärtung der Beton­ fahrbahnplatte betoniert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen U-förmige Verbundanker mit U-Schenkeln und U-Steg mit den U-Schenkeln in die frischbetonierte Betonfahrbahnplatte eingedrückt werden, wobei die oberen Enden der U-Schenkel und der U-Steg als Verbundöse über die Oberfläche der Betonfahr­ bahnplatte überstehen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmigen Verbundanker mit ihrer Verbundankerebene in Fahrt­ richtung der Betonfahrbahnplatte in diese eingedrückt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundanker orthogonal zur Grundfläche der Betonfahrbahnplatte in diese eingedrückt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundanker, die eine verbundfreudige Ober­ fläche aufweisen, in die Betonfahrbahnplatte eingedrückt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundanker in die Betonfahrbahnplatte eingerüttelt und die Einrüttelschwingungen (Vibrationen, Ultraschallschwingungen) auf die Verbundanker ausgeübt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbundankersetzmaschine auf Rollbahnen längs der Betonplatte geführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß längs der Rollbahnen Signalgeber für die Position der Schienenauflagerelemente angeordnet werden, die von Sensoren, die einer Steuereinrichtung der Verbundankersetz­ maschine angehören, abgefragt werden, und von der Verbundanker­ setzmaschine die Verbundanker nach Maßgabe der von den Sensoren aufgenommenen Steuersignale positionsgenau in die Betonfahrbahn­ platte eingedrückt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auch das Eindrücken der Vertiefungen von der Steuereinrichtung der Verbundankersetzmaschine gesteuert und gleichzeitig mit dem Eindrücken der Verbundanker oder im Anschluß daran durchgeführt wird.

10. Verbundankersetzmaschine zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einem Maschinenrahmen, der in Längsrichtung der Schnellfahrbahnstrecke verlaufende Längs­ holme und quer dazu verlaufende Querholme aufweist, mit auf Rollbahnen längs der Betonfahrbahnplatte geführten Radsätzen an den Längsholmen und mit zumindest einer Führungstraverse an dem Maschinenrahmen für hydraulisch betätigte Verbundankersetzgeräte und hydraulisch betätigten Vertiefungsformer an dem Maschinen­ rahmen, wobei die Verbundankersetzgeräte an den Führungs­ traversen positionierbar sowie zum Eindrücken der Verbundanker aufundniedergehend bewegbar angeordnet sind.

11. Verbundankersetzmaschine nach Anspruch 10, wobei die Führungstraverse ihrerseits an dem Maschinenrahmen in Längs­ richtung der Betonfahrbahnplatte vor und zurück bewegbar ange­ ordnet ist.

12. Verbundankersetzmaschine nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Verbundankersetzgeräte ein Verbundankermagazin, Verbund­ ankerführungseinrichtungen und Andrückeinrichtungen für das Eindrücken der Verbundanker in die Betonfahrbahnplatte aufweist.

13. Verbundankersetzmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Verbundankersetzmaschine als Teilaggregat des Gleitfertigers für die Betonfahrbahnplatte oder an diesen anschließbares Aggregat ausgeführt ist.