DE19824395C1 - Verfahren zum Herstellen eines schotterlosen Oberbausystems für zumindest ein Eisenbahngleis aus zwei Eisenbahnschienen, insbesondere für Hochgeschwindigkeitsstrecken und dabei verwendbare Vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines schotterlosen Oberbausystems für zumindest ein Eisen­ bahngleis aus zwei Eisenbahnschienen, insbesondere für Hochgeschwindigkeitsstrecken, - auch als sogenannte Feste Fahrbahn bezeichnet -, wobei fortlaufend zunächst eine hydraulisch gebundene Tragschicht und auf der erhärteten Tragschicht eine Betontragschicht gefertigt wird, wobei anschließend in die Betontragschicht schienenparallele Reihen von Verankerungsbohrungen eingesenkt werden, in welche Ankerbolzen für Auflagerplatten jeweils einer daran zu befestigenden Schiene eingesetzt werden, und wobei danach einerseits die verbliebenen Hohlräume der Verankerungsbohrungen mit Vergußmaterial verfüllt und andererseits mit Hilfe eines Schalungskörpers Schienen­ auflagersockel betoniert werden, auf denen nach Erhärtung die Auflagerplatten aufgelagert und befestigt werden. Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zum Setzen der Ankerbolzen, zum Verfüllen der verbliebenen Hohlräume der Verankerungsbohrungen und zum Betonieren der Schienenauflagersockel bei einem derartigen Verfahren.

Bei bekannten Verfahren der genannten Art (DE 44 11 889 A1) werden die Verankerungsbohrungen nur über einen Teil der Höhe der Betontragschicht geführt. Die gewindeartige äußere Profilierung der aus Verankerungsdübeln bestehenden Ankerbolzen bewirkt bei einer Beaufschlagung mit einer Zugkraft eine Lastübertragung durch Verbund mit der Mörtelschale, die ihrerseits in Verbund mit der umgebenden Betontragschicht steht. Die wirksame Verankerungstiefe ist in konstruktiver Hinsicht begrenzt durch die Einbindetiefe des Verankerungsdübels in die Betontragschicht. Je nach der Art der Profilierung des Verankerungsdübels erfolgt die Lastabtragung über Verbund nicht gleichförmig über die Länge der Profilierung. Vielmehr wird ein Großteil der Last bereits im oberen Drittel bis zur oberen Hälfte des profilierten Bereiches der Dübelhülse in die Mörtelschale bzw. den Beton der Betontragschicht übertragen. In der unteren Hälfte dagegen wird nur ein kleinerer Anteil der Last abgeleitet. Insgesamt erzielt man vergleichsweise niedrige Betonausbruchslasten, weil - vereinfacht ausgedrückt - die Spitze des Betonausbruchskraters bei dieser Art der Verankerung nicht bis an das untere Ende der Dübelhülse reicht. Die Verankerungstiefe ist dadurch stets kleiner als die Dicke des Verankerungsgrundes, d. h. der Betontragschicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bauteildicke der Betontragschicht für die Verankerung möglichst voll zu nutzen und zwar mit großvolumigem Lastabtragungsbereich.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in verfahrensmäßiger Hinsicht darin, daß vor dem Fertigen der Betontragschicht auf der erhärteten hydraulisch gebundenen Tragschicht im Bereich der späteren Verankerungsbohrungen elektrisch leitend miteinander verbundene Stahlplatten fixiert werden, daß die Verankerungsbohrungen bis zu den Stahlplatten geführt werden und daß die in die Veran­ kerungsbohrungen eingesetzten Ankerbolzen durch eine Lichtbogenbolzenschweißung mit den Stahlplatten verbunden werden. - Unter "Lichtbogenbolzenschweißung" ist dabei insbesondere eine Verschweißung nach DIN 1910-2, Ausgabe August 1977, Abschnitt 1.7.1 zu verstehen.

Die Erfindung geht hierbei von der Überlegung aus, daß die an die Ankerbolzen angeschweißten, über die Veran­ kerungsbohrungen überstehenden Stahlplatten zwischen der hydraulisch gebundenen Tragschicht und der Betontragschicht eine wesentlich bessere Einleitung der Ankerzugkräfte in die Betontragschicht besorgen, weil hierzu die Betontrag­ schicht über ihre gesamte Höhe und zufolge der Stahlplatten großvolumig herangezogen wird.

Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. Der für das Anschweißen erforderliche Stromfluß wird im Rahmen des erfindungs­ gemäßen Verfahrens über die elektrisch leitende Verbindung der Stahlplatten besorgt. Diese kann vorzugsweise dadurch hergestellt werden, daß die Stahlplatten z. B. durch punkt­ verschweißten Stabstahl miteinander verbunden sind. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Stahlplatten in Form von Stahlplattenstreifen zu verlegen. Die für das Be­ tonieren der Betontragschicht erforderliche Fixierung der Stahlplatten wird vorzugsweise durch Aufkleben oder Anschießen mit Ankerbolzen an der hydraulisch gebundenen Tragschicht besorgt. Die in der Betontragschicht einzu­ bringenden Verankerungsbohrungen können mit Schnecken­ bohrern in den frischen, bereits angesteiften Beton der Tragschicht eingesenkt werden. Ohne weiteres besteht aber auch die Möglichkeit, diese Verankerungsbohrungen mit Hammerbohrern in den erhärteten Beton der Betontragschicht einzusenken. In allen Fällen wird dabei entferntes Betonmaterial abgesaugt. Um eine ordnungsgemäße Verschweißung sicherzustellen, empfiehlt es sich, die Stahlplatten an ihren am Boden der Verankerungsbohrungen befindlichen Bereichen durch Säubern in den zum Ver­ schweißen geeigneten Zustand zu bringen. Dies kann durch mechanische Behandlung der entsprechenden Bereiche erfol­ gen oder durch Einsatz von beschichteten Stahlplatten erreicht werden, deren Beschichtung lediglich entfernt wird.

Wie schon angegeben, ist Gegenstand der Erfindung auch eine Vorrichtung zum Setzen der Ankerbolzen, zum Verfüllen der verbliebenen Hohlräume der Verankerungsbohrungen und zum Betonieren der Schienenauflagersockel bei dem beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Schalungskörper für einen Schienenauf­ lagersockel an einem Setzrahmen heb- und senkbar gelagert ist und daß an dem Setzrahmen Lichtbogenbolzenschweißgeräte befestigt sind, die in der Arbeitsstellung den Schalungskörper im Bereich von verschließbaren und abdichtenden Öffnungen durchdringen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert, deren Fig. 1 bis 6 die Herstellung eines schotterlosen Oberbausystems für ein Eisenbahngleis aus zwei Eisenbahnschienen, insbesondere für Hochgeschwindig­ keitsstrecken, in aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten zeigen. In den Figuren ist dabei jeweils nur eine Gleis­ hälfte dargestellt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, wird mittels eines Gleitfertigers zunächst eine hydraulisch gebundene Trag­ schicht 1 hergestellt. Nach Erhärten der hydraulisch gebundenen Tragschicht 1 werden Einzelplatten 2 oder Stahlplattenstreifen, entweder durchgehend oder abschnitts­ weise, längs oder quer, so ausgelegt, daß sie unter Berücksichtigung der notwendigen Toleranzen als Ankerplatte für die später maßgenau zu setzenden Ankerbolzen 3 für die Schienenbefestigung dienen können. Die Fixierung der Stahlplatten 2 auf der hydraulisch gebundenen Tragplatte 1 erfolgt beispielsweise durch Verkleben mit einem minerali­ schen Baukleber oder durch Anschießen mit entsprechenden Bolzen. Die Fixierung muß die Lage der Stahlplatten 2 beim folgenden Betoniergang der Betontragschicht 4 sicher­ stellen.

Werden Einzelplatten 2 verlegt, sind diese miteinander durch einen elektrischen Leiter zu verbinden, der beim Schweißvorgang für den erforderlichen Stromfluß sorgt. Dieser elektrische Leiter besteht im Ausführungsbeispiel aus einem mit den Stahlplatten 2 punktverschweißten Stahlstab 5. Die elektrotechnischen Forderungen des Fahrwegbetreibers werden dabei berücksichtigt.

Anschließend wird die Bewehrung aus Betonstahl für die Betontragschicht 4 so verlegt, daß sie die unmittelbaren Verankerungsbereiche nicht kreuzt. Anschließend oder gleichzeitig mit der Bewehrungsverlegung wird die Beton­ tragschicht 4 betoniert (vgl. Fig. 2). In die Betontrag­ schicht 4 werden anschließend die Verankerungsbohrungen 6 eingesenkt. Dies kann mit Hilfe eines speziellen Schneckenbohrers oder dergleichen in den frischen, bereits angesteiften Beton geschehen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Verankerungsbohrungen 6 mittels Hammerbohrern in den erhärteten Beton zu bohren. In allen Fällen werden jeweils die Verankerungsbohrungen 6 bis auf die Stahlplatten 2 gebohrt. Die Bohrerspitze ist aber so ausgebildet, daß sie den Bohrgrund, nämlich die Stahlplatte 2, ausreichend sauber schabt und mit einer integrierten Absaugvorrichtung 7 das Bohrgut entfernt wird (vgl. Fig. 3). Falls im vorangegangenen Schritt kein zum Verschweißen geeigneter Zustand erreicht worden ist, wird die im Bohrlochgrund freiliegende Stahlplatte 2 durch das Ankerloch in einem separaten Arbeitsgang so präpariert, daß sie den Erfordernissen für eine zuverlässige Ausführung der Lichtbogenbolzenschweißung genügt. In jedem Fall sind Verunreinigungen und Wasser zu entfernen. Die genannte Säuberungsaktion kann z. B. durch rotierende Schleifkörper oder Stahlbürsten mit integrierter Absaugung geschehen. Alternativ kann mit einer dünnen Beschichtung der Stahlplatten mit Folie oder Überzuglack gearbeitet werden, die beim Bohren bzw. Reinigen zerstört wird und damit das blanke Blech freilegt (vgl. Fig. 4). Die Durchmesser der Verankerungsbohrungen 6 sind dabei so gewählt, daß genügend Freiraum für die anzuschweißenden Ankerbolzen 3 und das zugehörige Werkzeug und Einbauhilfsmittel gegeben ist, um diese lagegenau zu plazieren.

Ausweislich Fig. 5 werden nunmehr Setzrahmen 8 lage- und höhengenau positioniert, woraufhin an den Schalungskörpern 9 befestigte Bolzenschweißgeräte 10 zusammen mit den Ankerbolzen 3 in die vorbereiteten Verankerungsbohrungen 6 eingefahren werden. Die elektrischen Kontakte werden in bekannter Weise geschlossen und die Verschweißung mit den Stahlplatten 2 am Bohrlochgrund ausgeführt, wobei die Gegenelektrode z. B. an einen benachbarten bereits verschweißten Ankerbolzen 3 angeschlossen wird. Der Strom fließt über die leitfähigen Verbindungen von Stahlplatte 2 zu Stahlplatte 2. Anschließend werden die Schweißgeräte 10 zurückgezogen und die Öffnungen der Durchdringungen 15 in der Schalungshaut verschlossen. Die verbliebenen Hohlräume der Verankerungsbohrungen 6 werden mit Vergußmörtel vergossen und der Schienenauflagersockel 11 mit Beton oder Mörtel betoniert. Die Vergußmasse kann mit Stahlfasern bewehrt sein.

Nach dem Entfernen des Schalungskörpers 9 und ausreichendem Erhärten der Vergußmasse können die Bauteile der Schienenstützpunkte und die Schiene 12 montiert werden. Hierzu wird eine Auflagerplatte 13 auf den Schienenauflagersockel 11 gelegt und mit Hilfe von auf die Ankerbolzen 3 aufgesetzten Muttern 14 befestigt. Anschließend wird die Schiene 12 in üblicher Weise auf der Auflagerplatte 13 befestigt. Den fertigen Schienenstütz­ punkt zeigt die Fig. 6.

Fig. 5 entnimmt man auch eine nur vom Prinzip her dargestellte Vorrichtung zum Setzen der Ankerbolzen 3, zum Verfüllen der verbliebenen Hohlräume der Verankerungsbohrungen 6 und zum Betonieren der Schienauf­ lagersockel 11. Man erkennt einen Schalungskörper 9 für einen Schienenauflagersockel 11, der an einem Setzrahmen 8 heb- und senkbar gelagert ist. Dieser Schalungskörper 9 weist außerhalb angeordnete Bolzenschweißgeräte 10 sowie abdichtende Durchdringungen 15 für die beiden einer Auflagerplatte 13 zugeordneten Ankerbolzen auf. Die Durchführungen für das Vergußmaterial bzw. den Beton für die Schienenauflagersockel 11 ist im einzelnen nicht dar­ gestellt.

Claims (8)

1. Verfahren zum Herstellen eines schotterlosen Ober­ bausystems für zumindest ein Eisenbahngleis aus zwei Eisenbahnschienen, insbesondere für Hochgeschwindigkeits­ strecken, wobei fortlaufend zunächst eine hydraulisch gebundene Tragschicht und auf der erhärteten Tragschicht eine Betontragschicht gefertigt wird, wobei anschließend in die Betontragschicht schienenparallele Reihen von Veran­ kerungsbohrungen eingesenkt werden, in welche Ankerbolzen für Auflagerplatten jeweils einer daran zu befestigenden Schiene eingesetzt werden, und wobei danach einerseits die verbliebenen Hohlräume der Verankerungsbohrungen mit Vergußmaterial verfüllt und andererseits mit Hilfe eines Schalungskörpers Schienenauflagersockel betoniert werden, auf denen nach Erhärtung die Auflagerplatten aufgelagert und befestigt werden dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Fertigen der Betontragschicht auf der erhärteten hydraulisch gebundenen Tragschicht im Bereich der späteren Verankerungsbohrungen elektrisch leitend miteinander verbundene Stahlplatten fixiert werden, daß die Veran­ kerungsbohrungen bis zu den Stahlplatten geführt werden und daß die in die Verankerungsbohrungen eingesetzten Anker­ bolzen durch eine Lichtbogenbolzenschweißung mit den Stahlplatten verbunden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlplatten durch punktverschweißten Stabstahl miteinander verbunden sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlplatten zu Stahlplattenstreifen miteinander ver­ einigt sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlplatten durch Aufkleben oder Anschießen von Bolzen an der hydraulisch gebundenen Tragschicht fixiert sind.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungsbohrungen mit Schneckenbohrern in den frischen, bereits angesteiften Beton der Betontragschicht eingesenkt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungsbohrungen mit Hammer­ bohrern in den erhärteten Beton der Betontragschicht eingesenkt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlplatten in ihren am Boden der Verankerungsbohrungen befindlichen Bereichen durch Säubern in einen zum Verschweißen geeigneten Zustand gebracht werden.

8. Vorrichtung zum Setzen der Ankerbolzen, zum Verfüllen der verbliebenen Hohlräume der Verankerungsbohrungen und zum Betonieren der Schienenauflagersockel bei einem Ver­ fahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Schalungskörper (9) für einen Schienen­ auflagersockel (11) an einem Setzrahmen (8) heb- und senkbar gelagert ist und daß an dem Setzrahmen (8) Lichtbogenbolzenschweißgeräte (10) befestigt sind, die in der Arbeitsstellung den Schalungskörper (9) im Bereich von verschließbaren und abdichtenden Öffnungen (15) durchdringen.