DE19917179C1

DE19917179C1 - Schwellenrahmen für einen Schotteroberbau bei Eisenbahnen

Info

Publication number: DE19917179C1
Application number: DE19917179A
Authority: DE
Inventors: Peter Plica
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-09-16
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2000-11-16
Anticipated expiration: 2019-04-17
Also published as: AU1150200A; DE19981826D2; ES2195660T3; WO2000015908A1; JP2002525457A; EP1114221A1; DE59904476D1; EP1114221B1; US6581848B1; ATE233845T1

Abstract

Für den einstückigen Schwellenrahmen eines Schotteroberbaus von Eisenbahnen gemäß Patentanmeldung DE 19842312 wird als zusätzliche Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß in dem als Stahlbetonbauteil ausgeführten Schwellenrahmen der mittlere Bereich der beiden Querschwellen (1) durch eine Verbindungsstange in Form eines Metallprofils gebildet wird. DOLLAR A Weiterhin sind für einen in Spannbeton hergestellten Schwellenrahmen Spannelemente (10, 11) vorgesehen, die an den Stirnseiten (8, 9) einer Querschwelle (1) verankert sind, mit Bögen von dieser Querschwelle über einen Längsstrager (2) zur zweiten Querschwelle (1) geführt und an deren Stirnseiten (8, 9) wiederum verankert werden. DOLLAR A Weitere Ausgestaltungen betreffen U-förmige und Z-förmige Spannelemente sowie Verfahren zur Vorspannung des Schwellenrahmens.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwellenrahmen bestehend aus Querschwellen und unter der Schienenlängsachse liegenden Längsträgern für einen Schotteroberbau bei Eisenbahnen gemäß der DE 198 42 312 C1.

Gegenstand des Hauptpatentes ist ein einstückiger Schwellenrahmen für einen Eisenbahnschotteroberbau bestehend aus Querschwellen sowie unter der Schienenachse liegenden Längsträgern, und mit einer an der Unterseite der Querschwellen und Längsträger befestigten elastischen Matte, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenrahmen in Gleisquerrichtung zwei Querschwellen mit darauf mittig angeordneten Schienenbefestigungen als äußere Begrenzung aufweist, die miteinander durch Längsträger verbunden sind, wobei die Querschwellen der benachbarten Schwellenrahmen sich mit geringem Abstand, aber ohne Verbindung, an die Querschwellen anschließen und die äußeren Schienenauflager im Bereich der Schienenbefestigungen eine große Steifigkeit aufweisen, das mittlere Schienenauflager im Bereich der Längsträger dagegen eine geringe Steifigkeit besitzt, wobei die Oberfläche des mittleren Schienenauflagers vor der Schienenmontage deutlich höher liegt als die der äußeren Schienenauflager, so daß mit dem Anspannen der Schienenbefestigungen das mittlere Schienenauflager bis auf die Höhe der äußeren Schienenauflager zusammengedrückt wird und eine Druckvorspannung erhält.

Durch dieses Bauteil werden gegenüber dem Stand der Technik die Vorteile erreicht, daß

- die zur Vermeidung von Setzungsunterschieden notwendige Schubverbindung zwischen den Schwellenrahmen in Gleislängsrichtung entfällt,
- zusammen mit einer auf der Schwellensohle angeordneten elastischen Matte die Schiene über technisch und wirtschaftlich günstige "steife" Schienenauflager mit dem Schwellenrahmen verbunden werden kann, und
- durch das mittlere Schienenauflager sich die Schwingungsdämpfung des Systems verbessert.

Nach der vorliegenden Erfindung soll der im Hauptpatent beschriebene Schwellenrahmen einerseits durch eine weitere konstruktive Ausgestaltung und andererseits durch eine zweckmäßige Bewehrungsart weiter verbessert werden.

Das wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß gemäß dem Anspruch 1 der Schwellenrahmen als Stahlbetonbauteil nach den für Zweiblockschwellen bekannten Prinzipien hergestellt wird.

In Hinsicht auf die Bewehrungsart ist aus der AT-PS 377 806 eine in Quer- und Längsteilen des Schwellenrahmens geradlinig angeordnete Spannbewehrung bekannt, die sich in den Rahmenecken überkreuzt.

Diese Ausführungsart ist fertigungstechnisch insofern als nachteilig anzusehen, als zahl-reiche Verankerungen vorzusehen sind. Weiterhin erfolgt. In bekannten Schwellenfertigungs-anlagen die Vorspannung der Bewehrung nur an den Stirnseiten der Schwellen. Zur Herstellung dieser Schwelle ist demnach die aufwendige Einrichtung einer zusätzlichen Vorspannanlage unumgänglich.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, die Anzahl der Verankerungen zu vermindern und die Vorspannung nur in einer Richtung, vorzugsweise an den Stirnseiten der Schwellen aufzubringen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 2 gelöst.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Vorspannbewehrung bei Verwendung U-förmiger Spannelemente

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorspannbewehrung bei Verwendung Z-förmiger Spannelemente.

Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Spannbewehrung zeigt für eine bevorzugte Ausführungsform zwei U-förmig gebogene Spannelemente 10 und 11, die mit Endplatten 12 einmal an den benachbarten Stirnseiten 9 und zum anderen an den benachbarten Stirnseiten 8 verankert sind.

Wegen der Krümmungen in den Spannelementen 10 und 11 kann die Vorspannung erst nach dem Erhärten des Betons aufgebracht werden. Um die dabei entstehende Dehnung in den Spannelementen 10 und 11 nicht zu behindern, werden diese gleitend in Hüllrohren geführt oder durch einen Anstrich vom Beton getrennt.

Die Vorspannkräfte werden mit 4 gleichzeitig arbeitenden Pressen an den Stirnseiten 8 und 9 in die Spannelemente 10 und 11 eingetragen.

Durch die gekrümmte Führung der Spannelemente 10 und 11 erhalten sowohl die Querschwellen 1 als auch die Längsträger 2 die zur Aufnahme dynamischer Lasten notwendige Längsvorspannung.

Bedingt durch die Anzahl der mindestens 2 Spannelemente 10 und 11 ist die Vorspannkraft im Mittelbereich der Querschwellen 1 doppelt so groß wie in den Endbereichen und in den Längsträgern.

Die Anwendung der U-förmigen Spannelemente 10 und 11 eignet sich wegen der verhältnismäßig großen Biegeradien der Spannelemente und der geringen Anzahl der Plattenverankerungen 12 besonders für große und wenige Spannglieder.

Sollen hingegen aus technischen und wirtschaftlichen Gründen dünne Drähte verwendet werden, so ist die in Fig. 2 dargestellte Bewehrungsform zweckmäßig, für die mindestens vier Z-förmige Spannelemente 13, 14, 15 und 16 erforderlich sind.

Die Endverankerung dieser Spannelemente erfolgt durch Haftverbund der Drähte mit dem Beton. Außerhalb der Endverankerungen können die Drähte durch Hüllrohre oder infolge eines Anstrichs im Beton gleiten.

Die Vorspannung dieser Spannbewehrung wird durch Aufweiten der Spannfugen 17 in den Längsträgern 2 erzeugt. Durch 4 Spannpressen, die beidseitig dicht neben den Längsträgern 2 wirken, werden die beiden Querschwellen 1 auseinandergedrückt und damit vorgespannt. Die geöffneten Spannfugen 17 erhalten anschließend eine Verfüllung mit Mörtel, der durch intensive Rüttelung verdichtet wird. Sobald der Mörtel die notwendige Tragfähigkeit erreicht hat, werden die Spannpressen abgelassen. Damit erhalten auch die Längsträger die vorgesehene Vorspannung.

Die in den Längsträgern 2 versetzt angeordneten Spannfugen 17 haben den Zweck, eine gegenseitige Verdrehung der Rahmenteile während des Vorspannens zu verhindern.

Die Vorteile dieser Bewehrungsform liegen einmal darin, daß die üblichen, nach dem Vorspannen zu schließenden Verankerungsöffnungen an den Stirnseiten 8 und 9 des Schwellenrahmens entfallen. Weiterhin erhöht sich wegen der größeren Anzahl der Spannelemente die Vorspannkraft in den Längsträgern 2 so weit, daß die Spannfugen 17 ausreichend überdrückt werden.

Claims

1. Einstückiger Schwellenrahmen für einen Eisenbahnschotteroberbau, dessen zwei Querschwellen mit darauf mittig angeordneten Schienenbefestigungen die äußere Begrenzung des Rahmens in Gleisquerrichtung bilden und die miteinander durch Längsträger in Schienenlängsrichtung verbunden sind, wobei die Querschwellen der benachbarten Schwellenrahmen sich mit geringem Abstand, aber ohne Verbindung, an die Querschwellen anschließen und dessen zwischen Schwellenrahmen und Schiene angeordneten Schienenauflager im Bereich der Schienenbefestigungen eine große Steifigkeit aufweisen, das mittlere Schienenauflager im Bereich der Längsträger dagegen eine geringe Steifigkeit besitzt, wobei die Oberfläche des mittleren Schienenauflagers vor der Schienen-montage deutlich höher liegt als die der äußeren Schienenauflager, so daß mit dem Anspannen der Schienenbefestigungen das mittlere Schienenauflager bis auf die Höhe der äußeren Schienenauflager zusammengedrückt wird und eine Druckvorspannung erhält, nach DE 198 42 312 C1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem als Stahlbetonbauteil ausgeführten Schwellenrahmen der mittlere Bereich jeder Querschwelle (1) durch eine Verbindungsstange in Form eines Metallprofiles gebildet wird.

2. Einstückiger Schwellenrahmen für einen Eisenbahnschotteroberbau, dessen zwei Querschwellen mit darauf mittig angeordneten Schienenbefestigungen die äußere Begrenzung des Rahmens in Gleisquerrichtung bilden und die miteinander durch Längsträger in Schienenlängsrichtung verbunden sind, wobei die Querschwellen der benachbarten Schwellenrahmen sich mit geringem Abstand, aber ohne Verbindung, an die Querschwellen anschließen und dessen zwischen Schwellenrahmen und Schiene angeordneten Schienenauflager im Bereich der Schienenbefestigungen eine große Steifigkeit aufweisen, das mittlere Schienenauflager im Bereich der Längsträger dagegen eine geringe Steifigkeit besitzt, wobei die Oberfläche des mittleren Schienenauflagers vor der Schienen-montage deutlich höher liegt als die der äußeren Schienenauflager, so daß mit dem Anspannen der Schienenbefestigungen das mittlere Schienenauflager bis auf die Höhe der äußeren Schienenauflager zusammengedrückt wird und eine Druckvorspannung erhält, nach DE 198 42 312 C1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenrahmen in Spannbeton hergestellt ist und als Bewehrung Spannelemente dienen, die jeweils an der Stirnseite (8, 9) einer Querschwelle (1) verankert sind, mit mindestens einem Bogen von dieser Querschwelle über einen Längsträger zur zweiten Querschwelle (1) geführt und an deren Stirnseite (8, 9) wiederum verankert sind.

3. Einstückiger Schwellenrahmen nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß jedes der mindestens zwei Spannelemente (10, 11) zwei gleichsinnige Bögen aufweist und ein U-förmiges Bewehrungselement bildet

4. Einstückiger Schwellenrahmen nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß jedes der mindestens vier Spannelemente (13, 14, 15, 16) zwei gegensinnige Bögen aufweist und ein Z-förmiges Bewehrungselement bildet.

5. Verfahren zur Herstellung des einstückigen Schwellenrahmens nach einem der Ansprüche 2 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung an den Stirnseiten (8, 9) der Querschwellen (1) aufgebracht wird.

6. Verfahren zur Herstellung des einstückigen Schwellenrahmens nach einem der Ansprüche 2 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Längsträger (2) des Schwellenrahmen Spannfugen (17) besitzen, an denen zunächst durch Fugenaufweitung die Spannelemente (13, 14, 15, 16) vorgespannt werden und dann durch Fugenverschluß mit einem geeigneten Mörtel eine form- und kraftschlüssige Verbindung in den Spannfugen (17) erzeugt wird.