DE19628529A1

DE19628529A1 - Erschütterungsarmes Gleis

Info

Publication number: DE19628529A1
Application number: DE1996128529
Authority: DE
Inventors: Norbert Dr Ing Jacoby
Original assignee: Etw Weichenbau Zossen I K GmbH
Current assignee: Etw Weichenbau Zossen I K GmbH
Priority date: 1996-07-02
Filing date: 1996-07-02
Publication date: 1998-01-08

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Lagerung von Schienen und ein Gleis für spurgebundene Fahrzeuge.

Die Anforderungen an den Lärm- und Erschütterungsschutz bei Gleisen des schienengebundenen Verkehrs nehmen sowohl von Seiten des Gesetzgebers als auch von den betroffenen Anwohnern ständig zu.

Im Bereich des öffentlichen Nahverkehrs sind unterschiedliche Lösungsansätze insbesondere hinsichtlich der Minderung der Erschütterungen, und des Körperschalls, bekannt.

Beim U-Bahn-Bau dämpfen Unterschottermatten, die zwischen Tunnelsohle und dem Schotter eingebracht werden, die höherfrequenten Schwingungen. Zur Dämpfung der niederfrequenten Schwingungen eignen sich aufwendige Masse-Feder-Systeme. Auch für die straßenbündig einzubauenden Gleise z. B. der Straßenbahnen sind Dämpfungseinrichtungen bekannt, die nach Auskunft der Bahnen jedoch mit vielen Nachteilen (wenig wirksam, sehr teuer, komplizierter Einbau) verknüpft sind.

Eine derartige Gleisausbildung ist aus der US-PS 1 739 158 bekannt, bei der in einem aus einer Betonunterschwellung mit Asphaltdeckschicht angeordneten Weg Ausnehmungen für Rillenschienen mit Schienenoberkante (SOK) auf Umgebungsniveau vorgesehen sind. Die Rillenschienen werden auf einem Stahlanker im Beton gelagert, wobei zwischen dem Schienenfuß und dem Anker eine elastische Zwischenschicht aus Asphalt und Asbest angeordnet ist. Die Ausnehmung wird seitlich durch Granitsteine begrenzt und zwischen der Schiene und den Granitsteinen sind, die restliche Ausnehmung ausfüllend, elastische Kammersteine angeordnet, die eine Dämpfung des Körperschalls von der Schiene zur Umgebung bewirken sollen. Die Spurhaltung der Schienen wird durch die Betonunterschwellung und eine entsprechende Bewehrung sichergestellt.

In ähnlicher Weise ist gemäß der DE-Gebrauchsmusterschrift 72 07 812 eine Ausnehmung in einer Betonfahrbahn angeordnet. Der Schienenfuß ist mittels üblicher Winkelführungsplatte und elastischer Schienenfußverspannung auf einem Gummi- und Kunststofflager befestigt.

In beiden Fällen muß die Ausnehmung exakt gefertigt werden; die Schiene kann nur durch Zerstörung der Ausnehmungsränder wieder demontiert werden, da die Öffnung der Ausnehmung am Schienenkopf schmaler ist als am Schienenfuß.

Mit der DE 42 23 270 A1 und der DE-Gebrauchsmusterschrift 87 16 195 ist bereits vorgeschlagen worden, anstelle einer Unterschwellung parallele Rillenschienen mittels Spurstange entsprechend Spurbreite zu halten. Der Schienenfuß wird dabei unter Zwischenfügung einer elastischen Zwischenlage auf einem in Schienenrichtung längs verlaufenden Fundament gelagert. Die Schienenfußbefestigung selbst ist nicht dargestellt. Die Ausnehmung wird durch Kammersteine beidseits des Steges der Schiene zur Lärmdämmung gefüllt und anschließend bis an den Schienenkopf die Ausnehmung durch eine Vergußmasse abgedichtet. Die Spurstangen müssen separat mit einer Schalldämmung umgeben werden, damit eine Körperschallübertragung vom Schienensteg via Spurstange nicht zur Zerstörung der die Schiene umgebenden Straße führt.

Mit der DE 38 34 329 A1 ist bereits eine wannenartige Unterlage für den Schienenfuß vorgeschlagen worden, welche in einer Betonunterschwellung eingegossen ist. Der Schienenfuß und der Steg sind durch elastische Dämmaterialien umhüllt und diese wird mittels Anpreßleiste, welche indirekt auch den Schienenfuß verspannt, gegen die Schiene gespannt. Nicht erwähnt ist, wie bei einer derartigen Ausbildung die lärmgedämmte Schiene innerhalb einer Straße gelagert werden könnte.

Weitere lärmgedämmte Gleiskörper mit Spurstangenführung für die verwendeten Rillenschienen sind aus den DE-Offenlegungsschriften 40 04 208 und 44 11 833 bekannt. Unter dem Schienenfuß ist eine elastische Zwischenlage angeordnet, die ihrerseits in einem wannenartigen Bauteil gelagert ist, welches sich in Längsrichtung unter dem Schienenfuß erstreckt und seinerseits auf einem Fundament gelagert ist. Die auch hierbei verwendeten Kammersteine werden im Bereich der Schienenoberkante mit einer Vergußmasse oberhalb der Kammersteine aufgefüllt.

Allen derartigen Bauformen ist gemeinsam, daß bei einer notwendigen Auswechselung der Schienen zunächst der Straßenbelag zerstört werden muß, bevor die Kammersteine entnommen und die Schiene demontiert werden kann, wobei insbesondere im Bereich der Spurhalterung in der Regel der Straßenbelag in Gleisbreite, meistens sogar in gesamter Gleislänge, entfernt werden muß. Die Vergußmasse ist zudem durch ständige Bewegung entsprechend der Einsenkung der Schiene rißgefährdet. In die Risse kann Niederschlagswasser eindringen und eine Eissprengung verursachen.

Aus der DD 2 52 018 A1 und der DD 2 58 035 A1 sind schließlich, insbesondere zur Lagerung von Straßenbahnschienen auf Brücken, Anordnungen bekannt, bei denen eine Wanne in eine entsprechende Ausnehmung des Straßenbelages eingelassen ist. Der Schienenfuß ruht auf einer elastischen Zwischenlage, welche wiederum auf dem Innenboden der Wanne aufliegt. Seitlich der Schienen und teils einen angeformten Schienenfuß umschließend sind Kunststofformprofile angeordnet, welche mittels einer durch Schrauben verspannten Anpreßleiste die Schiene und den Schienenfuß klemmen beziehungsweise niederhalten und so in der Wanne fixieren.

Probleme bereiten dabei die komplizierten und teuren Kunststoffprofile sowie deren mangelnde Altersbeständigkeit. Des weiteren bestehen Abstimmungsprobleme zwischen Federeigenschaften und Dämpfungsverhalten des Kunststoffes, da die Formprofile beide Aufgaben zugleich erfüllen müssen.

Von daher liegt der Erfindung das Problem zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte einfach auswechselbare Schienenanordnung und ein diesbezügliches Gleis vorzuschlagen, mit dem eine optimale Körperschalldämmung und zugleich gute Spurhalterung möglich ist.

Das Problem wird erfindungsgemäß durch die Ansprüche 1 und 12 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt.

Die Lösung besteht zunächst darin, daß zwei ineinander zu stapelnde Wannen U-förmiger und formstabiler Ausbildung verwendet werden, zwischen denen ein elastischer Kunststoff angeordnet ist. In der ersten, der inneren Wanne, wird der Schienenfuß mittels einer Verschraubung fixiert und je nach Art der verwendeten Schienen, mit - für sich bekannten - Kammersteinen oder sonstigem Dämmaterial aufgefüllt, gegebenenfalls bis zur Schienenoberkante. Die zweite, äußere Wanne kann problemlos in einer Straße, zum Beispiel einem Asphaltbelag eingebaut werden, wobei gegebenenfalls die Wannen für beide Schienen durch querliegende Spurstangen im Spurabstand der Schienenfahrzeuge fixiert werden.

Bei einer solchen Anordnung weist die Schiene ein elastisches Einsenkverhalten auf, ohne daß der angrenzende Asphaltbelag der Straße unter Zug- oder Druckspannungen gesetzt wird. Dies hat zur Folge, daß bei Anordnungen nach dem Stand der Technik häufig beobachtete Fugenrisse entlang des Schienenkopfes beziehungsweise seitlich der Kammersteine nicht vorkommen. Somit kann kein Oberflächenwasser in die Fugen eindringen und eine Eissprengung verursachen.

Die Anordnung eignet sich sowohl für Rillenschienen, Rillenblockschienen, als auch für Vignolschienen.

Der Einbau in einer Straße ist mit den entsprechend vorgefertigen Elementen, daß heißt entweder zunächst der äußeren Wanne oder einem aus äußerer Wanne und innerer Wanne mit eingefügtem elastischem Kunststoffteil als gemeinsames Formteil problemlos möglich.

Die Wannen können entsprechend dem Gleisradius werkseitig vorgefertigt sein, beispielsweise gerade oder auch mit den streckenabhängigen Biegungen versehen werden.

Da erfindungsgemäß die Wannen formstabil sein sollen, zum Beispiel sind sie aus Stahl, Stahlguß, Grauguß gefertigt, können hohe Druckkräfte aufgenommen und auf dem Untergrund zum Beispiel ein Schotterbett oder Betonfundament übertragen werden. Da die äußere Wanne in gleicher Weise wie die innere Wanne formstabil ausgebildet ist, spielen kleinere Unebenheiten des Untergrundes keine Rolle. In gleicher Weise sind formstabile Kunststoffwannen, zumindest als äußere Wannen, verwendbar insbesondere wenn diese aus Polyamid, modifiziertem Polyäthylen, gegebenenfalls mit Faserverstärkung, zum Beispiel verseifungsfesten Glasfasern, Metallfasern oder Kohlefasern.

In manchen Fällen kann die äußere Wanne auch aus Beton bestehen, wobei vorzugsweise vorgefertige Spannbetonbauteile Verwendung finden.

Je nach Art der Schienenstöße - gelascht oder verschweißt - muß die Wanne diese zumindest während der Bauphase des Gleises frei lassen. Später kann zwischen die Wannen im Bereich des Schienenstoßes ein angepaßtes Formprofil eingesetzt werden.

Ein Aufbrechen der Straße für das Auswechseln der Schiene ist nicht erforderlich, da gemäß der Erfindung, nur die Verschraubung zwischen dem Schienenfuß beziehungsweise der hilfsweise verwendeten Anpreßleisten zum Niederhalten des Schienenfußes gelöst werden müssen, und sodann die Schiene nach oben entnommen werden kann.

Bei einer derartigen Anordnung ist es ebenfalls möglich, unterschiedliche elastische Zwischenschichten zwischen die beiden Wannen einzufügen, um im Bedarfsfalle das Einsenkverhalten der Schiene, zum Beispiel mit Rücksicht auf unterschiedliche Verkehrslasten im Weichenbereich oder bei wechselnder Untergrundstabilität zu kompensieren. Dies natürlich nur, soweit nicht - wie erfindungsgemäß ebenfalls möglich - die inneren und äußeren Wannen gegebenenfalls einschließlich montierter Schiene komplett als vorgefertigtes Bauteil angeliefert und ausgewechselt werden.

Gegebenenfalls kann zum Ausgleich der Fertigungstoleranzen zwischen dem Schienenfuß und der inneren Wanne eine dünne Ausgleichsschicht angeordnet werden, welche zusätzlich zur Schalldämmung beiträgt.

Die elastische Zwischenschicht zwischen den beiden Wannen kann aus einem Monoblock, aus monolithischen Kunststoffmaterialien oder aus abschnittsweise einfügbaren, plattenförmigen Formteilen bestehen.

Die Wannen können für ein Gleis endlos aneinandergereiht werden, wobei vorzugsweise Stöße beider Wannen nicht parallel oder übereinander liegen. Im Schienenstoßbereich werden Wannen zunächst nicht angeordnet, um ein Schienenschweißen zu ermöglichen.

Eine derartige Anordnung, beziehungsweise aus derartigen Anordnungen zusammengesetzte Gleise, haben eine hohe Lärmdämmung bei gleichzeitig großer Reparaturfreundlichkeit und einfachen Verlegeverfahren.

Anhand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung in einer Zeichnung mit schematischen Darstellungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Anordnung mit Rillenschiene;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine zweite Anordnung mit Vignolschiene;

Fig. 3-5 Schnitte durch drei weitere Anordnungen mit Rillenblockschienen.

Im folgenden sind identische oder ähnliche Bauteile mit identischen Bezugsziffern versehen.

In Fig. 1 ist eine Rillenschiene 1a mittels Verschraubungen 7, welche den Schienenfuß 8 durchgreifen, in einer ersten Wanne 2 befestigt. Zwischen dem Schienensteg und der Wanne aus Stahlblech sind die Zwischenräume ausfüllende Kammersteine 5a, 5b, 6a, 6b so angeordnet, daß die Wanne 2 bis Schienenoberkante aufgefüllt sind. Die Schienenoberkante SOK liegt in Höhe des Straßenniveaus 19, welches an eine äußere Wanne 3 aus Stahlblech angrenzt beziehungsweise ist diese Wanne 3 in eine entsprechend geformte Ausnehmung der Straße 19 eingelassen. Zwischen den beiden Wannen 2, 3 sind elastische Zwischenschichten 4a, 4b unterschiedlicher Elastizität eingelassen, wobei der Abschnitt 4b unter dem Boden 2a der inneren Wanne naturgemäß steifer ausgestaltet ist als die ausschließlich der Lärmdämmung dienenden seitlichen Abschnitte 4a. Gegebenenfalls kann die elastische Zwischenschicht durch eine Abdichtung 4c oben verschlossen werden. Bei Belastung der Schiene 1a durch überrollende Last wird die Wanne 2 durch den Schienfuß 8 gepreßt und die elastische Zwischenschicht 4b senkt sich elastisch ein und stellt sich nach Entlastung wieder zurück.

Fig. 2 zeigt analog zu Fig. 1 eine Vignolschiene, befestigt mittels Verschraubung 7, welche den Schienenfuß 8a durchgreift und in eine komplementäre Anordnung des Wannenbodens 2a eingelassen ist. Wie gemäß Fig. 1 sind auch hier die Wannen 2 und 3 durch elastische Einlagen 4a-c schalldämmend und elektrisch isolierend voneinander getrennt. Die Gesamtanordnung einschließlich der Vignolschiene kann schon werkseitig vorbereitet sein und in eine entsprechende Ausnehmung der Straße eingefügt werden. Selbstverständlich reichen bei einer Vignolschiene die Kammersteine zumindest einseitig nicht bis zur Schienenoberkante, um Platz für den Radkranz zu lassen.

Fig. 3 zeigt in fast identischer Anordnung die Wannen 12 und 13 mit eingefügten Zwischenlagen 14a und 14b. Die Rillenblockschiene 1c ist mittels Verschraubung 17, umfassend den Bolzen 17a sowie eine Kontermutter 17b unterhalb des Bodens der Wanne 12 an der Wanne 12 fixiert, wobei der Bolzenkopf in die Oberfläche der Rillenblockschiene 1c eingelassen ist, damit er die Schienenoberkante SOK nicht überragt. In dieser Ausführungsform sind zwischen den schrägen Schienenflanken und den seitlichen Flanschen der U-för migen Wanne 12 noch Gummielemente 15 eingelassen, um die Schalldämmung zu verbessern.

Fig. 4 zeigt eine Rillenblockschiene 1d mit hervorspringendem Schienenfuß 8d, welcher von einer Wanne 22 umschlossen ist. Zwischen einer äußeren Wanne 23, welche in einer Ausnehmung der Straßenoberfläche 19 sitzt, und der inneren Wanne 22 ist eine als monolithischer Block ausgebildete Polyurethanschicht 24 eingesetzt. Der Schienenfuß 8d wird durch Anpreßleisten 9d, welche den Raum zwischen der Schiene 1d und der äußeren Wanne 23 einnehmen, niedergehalten. Als Niederhalter dienen Verschraubungen 27, umfassend einen Bolzen 27a mit in die Anpreßleiste eingelassenem Kopf und ein komplementär zu dem Schraubbolzen 27a ausgebildetes Gewindeloch 27b in der Wanne 22. Die Anpreßleiste kann an ihren Anlageflächen zur Schiene und zur Wanne mit einem korrosionshemmenden Anstrich versehen sein, der zugleich reibmindernd wirken kann, wenn die Anpreßleiste festgezogen wird. Als Korrosionsschutz kann zum Beispiel ein Epoxiharz oder ähnliches Anstrichmittel Verwendung finden.

Die Fig. 5a, 5b stellen in gemeinsamer Figur links beziehungsweise rechts unterschiedliche Befestigungsmöglichkeiten der Anpreßleiste 9e beziehungsweise 9f in einer entsprechend ausgebildeten inneren Wanne 32 dar. Wie bei den zuvor erläuterten Figuren ist in den beiden Teilfiguren die äußere Wanne 33 durch elastische Zwischenschichten 34a, 34b von der inneren Wanne 32 beziehungsweise deren Boden 32b isoliert.

Fig. 5a zeigt innerhalb der Wanne 32 eine angeschweißte Blechkammer 32c, in welche eine Verschraubung 37c, 37d beispielsweise ein Spreizdübel oder eine Hakenschraube in ein komplementäres Element 32c der Wanne eingreifen und dabei die Anpreßleiste 9e auf den Schienenfuß 8e der Schiene 1e ziehen kann. In diesem Fall sind zwischen dem Boden 32a der Wanne 32 und dem Schienenfuß 8e noch Kunststoffelemente 35 zum Ausgleich der Fertigungstoleranzen der Schiene 1e beziehungsweise der Wanne 32 eingelassen, welche zugleich lärmdämpfend wirken.

In gleicher Weise zeigt Fig. 5b einen Abschnitt 32b der Wanne, der Teil der inneren Wanne 32 und mit dieser verschweißt ist. Eine Hakenschraube 37a, 37b zieht hier einen entsprechend gestalteten Schienenfuß 8f einer Schiene 1f mittels Anpreßleiste 9f gegen die Wanne 2.

Die in Fig. 4 und 5 dargestellten Anpreßleisten sind mit nicht gekennzeichneten elastischen Deck- und/oder Seitenflächen und/oder der Abdichtung 34c versehen, welche der Abdichtung der Wanne sowie dem Ausgleich der Bewegung zwischen innerer und äußerer Wanne dienen.

Bezugszeichenliste

1, a, b, c, d, e, f Schiene (Rillen-, Vignol-, Rillenblock-)
2 Wanne, innen
2a Boden der Wanne, innen
3 Wanne, außen
4, a, b elastische Zwischenschicht
4c Abdichtung
5, a, b Kammersteine
6, a, b Kammersteine
7 Verschraubung
8, a, b, c, d, e, f Schienenfuß
9, d, e, f Anpreßleiste
12 Wanne, innen
12a Boden der Wanne, innen
13 Wanne, außen
14, a, b Zwischenlage
14c Abdichtung
15 Gummielemente
17 Verschraubung
17a Bolzen
17b Kontermutter
19 Straße
22 Wanne, innen
23 Wanne, außen
24 Polyurethanschicht
27 Verschraubung
27a Bolzen
27b Gewindeloch
32 Wannen, innen
32a Boden
32b Abschnitt
32c Element
33 Wanne, außen
34, a, b elastische Zwischenschicht
34c Abdichtung
35 Kunststoffelement
37, c, d Verschraubung
37, a, b Hakenschraube
SOK Schienenoberkante

Claims

1. Anordnung zur Lagerung von Schienen in kanalartigen, oben offenen Ausnehmungen zur Umgebung, wobei Schienenoberkante (SOK) und Umgebungsniveau etwa in einer Ebene liegen, die Schiene elektrisch und schalltechnisch zur Umgebung isoliert, elastisch einsenkbar auf einer Kunststoffschicht gelagert und mittels Verschraubung direkt von oben in der Ausnehmung fixierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene (1) in einer inneren, mindestens einen Teil (8) der Schiene (1) umgreifenden, formstabilen, U-förmigen Wanne befestigt ist, diese innere Wanne (2, 12, 22, 32) unter Zwischenfügung einer elastischen, schalldämmenden Schicht (4, 14, 24, 34) in einer äußeren, die Schiene bis etwa SOK umschließenden formstabilen Wanne (3, 13, 23, 33) angeordnet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Wannen als vorfertigbare, den Transport- oder Einbaulängen und dem Radius des Gleises entsprechende Formprofile ausgebildet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Wannen als gemeinsames Formprofil mit elastischer Zwischenschicht vorgefertigt ausgebildet sind.

4. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Zwischenschicht (4, 14, 24, 34) als kraftschlüssige Verbindung der beiden Wannen ausgebildet ist.

5. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne aus einem Material besteht, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Stahl, Stahlguß, Grauguß, Kunststoff, faserverstärkter Kunststoff.

6. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Wanne aus Beton, vorzugsweise aus vorgefertigtem, bewehrtem Spannbeton besteht.

7. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene in der inneren Wanne mittels einer den Schienenfuß durchgreifenden Verschraubung fixiert ist.

8. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene (1d-f) mittels einer den Schienenfuß (8d-f) fixierenden Anpreßleiste (9d-f) und einer Verschraubung (37) indirekt in der inneren Wanne (22, 32) befestigt ist.

9. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der inneren Wanne (2, 12, 32) und der Schiene (1) elastische Kammerteile (5, 6, 15, 35) angeordnet sind.

10. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßleisten (9d-f) elastische Seitenflächen oder Deckflächen aufweisen oder insgesamt aus einem elastischen Material ausgebildet sind.

11. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der äußeren Wanne und/oder der Anpreßleiste mindestens teilweise mit einer reibungsmindernden und/oder korrosionshemmenden Beschichtung versehen sind.

12. Gleis für spurgeführte Fahrzeuge mit einer Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Wannen endlos aneinander gereiht sind, einen Schienenstoß jedoch mindestens während einer Bauphase freilassen.

13. Gleis nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich an verschweißten Schienenstößen diese mit an die benachbarten Wannen angepaßten Formteilen umschlossen sind.

14. Gleis nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wannen komplett mit montierter Schiene als Gleisabschnitte ausgebildet und montierbar sind.

15. Gleis nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß Spurstangen als Spurhalter beider Schienen zwischen den äußeren Wannen befestigt sind.