DE2126158B2

DE2126158B2 - Dämpfungsunterlage für von Motorfahrzeugen befahrene Verkehrswege

Info

Publication number: DE2126158B2
Application number: DE2126158A
Authority: DE
Inventors: Bo Ekeroe Egerborg; Goeran Robert Gadefeldt; Gunnar Ingemar Hagbjer; Kjell Vaellingby Spang
Original assignee: AKUSTIKBYRAAN STOCKHOLM AB
Current assignee: AKUSTIKBYRAAN STOCKHOLM AB
Priority date: 1970-05-28
Filing date: 1971-05-26
Publication date: 1978-09-28
Also published as: JPS548925B1; US3790078A; DE2126158C3; FR2093805A5; GB1337639A; SE341014B; DE2126158A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Unterbau für von Fahrzeugen, z. B. Schienenfahrzeugen befahrene Verkehrswege zur Dämpfung und Isolierung von durch die Fahrzeuge erzeugten Schwingungen auf einer Tragschicht mit einer auf der Tragschicht ruhenden dämpfenden Zwischenlage und einer auf der Zwischenlage liegenden oberen den Verkehrsweg tragenden Lage, welche durch die Zwischenlage vertikal und horizontal schwingungsdämpfend gelagert ist

Mit der Verstärkung des Verkehrs in der heutigen Zeit werden die Menschen mehr und mehr durch den sich entsprechend erhöhenden Verkehrslärm belästigt Ein Teil des Verkehrslärmes wird von vielen Fahrzeugen und Untergrundbahnen erzeugt, welche normalerweise durch Tunnel fahren. Über diesen Tunneln befinden sich häufig Gebäude, auf welche die von den Untergrundbahnen erzeugten Erschütterungen übertragen werden. Durch die Erschütterungen können die Bewohner dieser Gebäude Gesundheitsschäden erleiden. Besonders gefährdet sind die Bewohner von Gebäuden, welche sich in unmittelbarer Nähe von Betonkonstruktionen, Brücken usw. befinden, über welche Erschütterungen erzeugende Fahrzeuge fahren.

Um solche Belästigungen auszuschalten, wurden bereits verschiedene Unterbauisolierungen vorgenommen.

So besteht der eingangs erwähnte Unterbau aus einer Asphaltbetonplatte (DE-AS 15 34 121), in die die Schienen eingebettet sind, sowie aus einer verhältnismäßig dicken elastischen Zwischenschicht, z.B. aus Mineralfaserplatten, zwischen der Betonplatte und einem Tunnelboden. Die Unterlage wirkt hauptsächlich als Isolierung gegen die Übertragung der in ihr von Fahrzeugen verursachten Schwingungen auf dem Tunnelboden, d. h. auf die Umgebung, da die Zwischenschicht die Schwingungen der Betonplatte abfedert

Es Findet jedoch nur eine mäßige Schwingungsdämpfung in der Unterlage statt, da die Zwischenschicht nur die vertikale Partikelbewegung in der Betonplatte bis zu einem gewissen Grade bremst Durch die mäßige Dämpfung wird außerdem die schwingungsisolierende Wirkung der Zwischenschicht beeinträchtigt

Bei diesem bekannten Unterbau dienen die Maßnahmen vornehmlich der Vibrationsisolierung, was eine verhältnismäßig dicke Isolierschicht bedingt, da der Isolierungseffekt mit der Dicke der Isolierschicht zunimmt 'm Beton auftretende Resonanzschwingungen werden durch solche dicken Isolierschichten nur unvollständig aufgefangen. Solche Resonanzschwingungen können in vertikale und horizontale Biegeschwingungen d.h. Wellen mit vertikaler und horizontaler Partikelbewegung zerlegt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Unterbau der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem auftretende Biegeschwingungen durch Umsetzung in Scherkräfte gedämpft werden und die schwingungsisolierende Wirkung einer Zwischenschicht nicht beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die obere Lage aus zwei übereinander angeordneten Betonplatten, nämlich einer Bodenplatte und einer oberen den Verkehrsweg tragenden Platte besteht, zwischen denen eine Dämpfungsschicht angeordnet ist, die aus einem viskoelastischen Material besteht, sehr dünn im Vergleich zu den Platten ist sowie eine relative Verschiebung zwischen diesen bei Auftreten von Biegeschwingungen zuläßt, daß ferner an jeder Seite der oberen Platte ein Betonkörper angeordnet ist, der von einer elastischen Schicht auf der Bodenplatte getragen und seitlich abgestützt ist und daß zwischen der oberen Platte und jedem Körper eine Dämpfungsschicht angeordnet ist, die aus viskoelastischem Material besteht, sehr dünn im Vergleich zu der oberen Platte und zu dem Körper ist und eine relative Verschiebung zwischen diesen zuläßt

Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird erreicht, daß die beiden übereinander angeordneten und durch die dünne Dämpfungsschicht miteinander verbundenen Betonplatten die vertikalen Biegewellen und die obere Betonplatte mit den beiden mit ihr durch eine vertikale Dämpfungsschicht verbundenen Betonkörpern die horizontalen Biegewellen wirkungsvoll dämpfen, da in den dünnen Dämpfungsschichten die Biegewellen in Scherkräfte und diese in Wärme umgesetzt werden. Voraussetzung für die Entwicklung der Scherung ist die freie Beweglichkeit der Betonteile. Im Falle der vertikalen Wellen wird diese dadurch

erreicht, daß die Bodenplatte auf der elastischen Zwischenlage ruht, und im Fall der horizontalen Wellen dadurch, daß die Körper von elastischen Schichten unterstützt sind

Vorteilhafte Ausgestaltungen der E.-findung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine Trasse für ein schienenbüiriebenes Fahrzeug;

F i g. 2 ein Detail aus F i g. 1.

Auf dem Erdboden 1 ist eine Einebnungsschicht 2 aus Beton aufgetragen, auf welcher eine vorzugsweise stoßfreie Bodenplatte 3 aus Beton ruht, die sich in Längsrichtung des Schienenweges erstreckt Zwischen der Platte 3 und der Einebnungsschicht 2 befindet sich eine Isolationsanordnung 4 aus vorzugsweise viskoelastischem Material, wie beispielsweise Gummi. Auf jeder Seite der Betonplatte 3 sind in geeigneten Abständen entlang des Schienenweges Trägerkonstruktionen 5 vorgesehen, weiche in der Einebnungsschicht 2 verankert sind. Zwischen den Trägerkonstruktionen 5 und der Platte 3 befinden sich im Bereich der Kurven des Schienenweges elastische Pufferelemente 6, welche zur Aufnahme der seitlichen Kräfte dienen.

Das Profil der Bodenplatte 3 ist im wesentlichen U-förmig, wobei die U-Schenkel bzw. Schultern 7 relativ kurz sind. Zwischen den Schultern 7 ist eine obere Platte 8 aus Beton eingelegt, deren Mittellinie im wesentlichen mit der Mittellinie der Platte 3 fluchtet. Zu beiden Seiten der oberen Platte 8 ist zwischen dem jeweiligen U-Schenkel unter Beibehaltung eines Zwischenraumes ein Betonkörper 9 eingefügt. Die obere zentrale Platte 8 und die Betonkörper 9 haben in Längsrichtung des Schienenweges etwa die gleiche Länge wie die Bodenplatte 3.

Zwischen der Bodenplatte 3 und der oberen Platte 8 befindet sich eine dünne Dämpfungsschicht 10. Die Dämpfungsschicht kann beispielsweise aus zwei Platten und einer Zwischenschicht aus viskoelastischem Material bestehen. Die große Dämpfungsfähigkeit des Materials der Dämpfungsschicht kommt dann zum Tragen, wenn diese Schicht auf Scherung beansprucht wird. In dem Zwischenraum zwischen der oberen Platte 8 und dem Betonkörper 9 befindet sich eine Dämpfungsschicht U. In dem Zwischenraum zwischen dem Betonkörper 9 und der Bodenplatte 3 sowie in dem Zwischenraum zwischen den Betonkörpern 9 und den U-Schenkeln bzw. Schultern 7 der Bodenplatte 3 ist ein elastisches Material eingefügt, das eine elastische Schicht 12 bildet und beispielsweise ein geriffelter Gummibelag sein kann. Die obere Platte 8 und die Betonplatte 9 liegen demnach nicht unmittelbar auf der Betonplatte 3 und den U-Schenkeln bzw. Schultern 7 auf, sondern sind durch die Dämpfungsschichten 10,11 und dem mit Rippen versehener; Gummibelag von der Bodenplatte 3 und den Schultern 7 getrennt

Auf der oberen Platte 8 befinden sich die Schienen 13. Auf den Schienen 13 laufen die Räder 14, welche sich an einer Welle 15 des Schienenfahrzeuges befinden. An

ίο einer Längsseite der Bodenplatte befindet sich eine Stromschiene 16 mit einer Sicherheitsvorrichtung 1.7.

Wenn ein Fahrzeug über die Schienen 13 läuft so werden die Vibrationen auf die obere Platte 8 übertragen, auf welcher die Schienen ruhen. Die Schienen können auch durch eine normale Fahrbahn ersetzt werden, auf der dann luftbereifte Fahrzeuge und andere Fahrzeuge fahren können.

Die Gesamtanordnung wirkt in folgender Weise: Die von dem Fahrzeug erzeugten Biegewellen pflanzen sich in horizontaler und vertikaler Richtung der Platte 8 fort Sie werden jedoch stark durch die Scherschichten 10 und 11 gedämpft Die Scherschichten können nur bei Vorhandensein der Bodenplatte 3 und der unbelasteten passiven Betonkörper 9 ihre Funktion voll erfüllen. Die starke Dämpfung der Scherschichten bewirkt daß die Entwicklung von inneren natürlichen Vibrationen in den Betonteilen 3, 8, 9 in starkem Maße unterbunden wird. Das ist eine Voraussetzung dafür, daß die Isolatoren 4 eine gute Dämpfung bewirken und daß die direkte Schallausstrahlung durch die Luft auf einem niedrigen Pegel gebalten wird. Die Gummischichten 12 dienen dazu, die Körper 9 gegenüber Verschiebungen der Bodenplatte 3 und der oberen Platte 8 von diesen zu trennen.

Aus herstellungstechnischen und ökonomischen Gründen kann es vorteilhaft sein, die Platte 8 in Längsrichtung in kürzere Blöcke zu unterteilen, welche vorzugsweise durch geeignete Mittel miteinander verbunden sind, welche eine relative Verschiebung in

Längsrichtung verhindert

Die erfindungsgemäße Anordnung kann selbstverständlich auch für andere Verkehrswege als für Tunnel verwendet werden. Es ist beispielsweise möglich, die erfindungsgemäße Anordnung für Brücken zu verwenden, welche bekanntlich von Fahrzeugen erzeugte Schwingungen besonders intensiv übertragen und außerdem eine ziemlich starke Schallabstrahlung durch die Luft aufweisen. Zumindest bei Brücken mit geringeren Spannweiten kann die Bodenplatte 3

so vorteilhafterweise als Trägerelemente der Brücke verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Unterbau für von Fahrzeugen, z. B. Schienenfahrzeugen befahrene Verkehrswege zur Dämpfung und Isolierung von durch die Fahrzeuge erzeugten Schwingungen auf einer Tragschicht mit einer auf der Tragschicht ruhenden dämpfenden Zwischenlage und einer auf der Zwischenlage liegenden oberen den Verkehrsweg tragende Lage, welche durch die Zwischenlage vertikal und horizontal schwingungsdämpfend gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Lage aus zwei übereinander angeordneten Betonplatten, nämlich einer Bodenplatte (3) und einer oberen den Verkehrsweg tragenden Platte (8) besteht, zwischen denen eine Dämpfungsschicht (10) angeordnet ist, die aus einem viskoelastischen Material besteht, sehr dünn im Vergleich zu den Platten (3,8) ist, sowie eine relative Verschiebung zwischen diesen bei Auftreten von Biegeschwingungen zuläßt, daß ferner an jeder Seite der oberen Platte (8) ein Betonkörper (9) angeordnet ist, der von einer elastischen Schicht (12) auf der Bodenplatte (3) getragen und seitlich abgestützt ist und daß zwischen der oberen Platte (8) und jedem Körper (9) eine Dämpfungsschicht (11) angeordnet ist, die aus viskoelastischem Material besteht, sehr dünn im Vergleich zu der oberen Platte (8) und zu dem Körper (9) ist und eine relative Verschiebung zwischen diesen zuläßt

2. Unterbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Abstützung der Betonkörper (9) aus Schultern (7) gebildet ist, die sich zu beiden Seiten der Bodenplatte (3) von dieser aus nach oben erstrecken und mit ihr zusammen ein im wesentlichen U-förmiges Profil bilden, und daß an den Innenseiten der Schulter (7) sich nach oben erstreckende Fortsätze der elastischen Schichten (12) anliegen, so daß die Körper (9) über die elastischen Schichten (12) zwischen den Schultern (7) gehalten werden.

3. Unterbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsschichten (z. B. 10) aus zwei plattenförmigen Schichten bestehen, zwischen denen sich viskoelastisches Material befindet