DE2443770C2

DE2443770C2 - Eisenbahnbrücke mit durchgehend geschweißten Gleisen

Info

Publication number: DE2443770C2
Application number: DE19742443770
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. 7300 Esslingen Fastenau; Hans Dipl.-Ing. 7140 Ludwigsburg Gebhardt
Original assignee: Ed Zueblin AG
Current assignee: Ed Zueblin AG
Priority date: 1974-09-13
Filing date: 1974-09-13
Publication date: 1985-08-08
Also published as: DE2443770A1

Description

Die Erfindung betrifft eine als Balkenbrücke ausgebildete, Dilatationsfugen aufweisende Eisenbahnbrücke mit durchgehend geschweißten Gleisen, die auf einer auf der Brückenüberbaukonstruktion aufliegenden Unterlage angeordnet sind.

Im modernen Eisenbahnbrückenbau dürften die für hohe Fahrgeschwindigkeiten erforderlichen, durchgehend geschweißten Gleise keinen Längenänderungen unterworfen sein, während die tragende Briickenüberbaukonstruktionbei Temperaturschwankungen Längens änderungen erfährt, zu denen bei Spannbetonbrücken noch Längenänderungen infolge Kriechen und Schwinden des Tragwerkbetons hinzukommen. Es 1st bekannt, zwischen Brückenüberbaukonstruktion lind Gleis eine die Temperaturausdehnungen ausgleichende Konstrukto tion vorzusehen.

1n der Zeitschrift »ETR Eisenbahntechnische Rundschau«, 1974, S. 296 und 297, ist eine ab Balkenbrücke ausgebildete Eisenbahnbrücke mit durchgehend geschweißten Gleisen beschrieben, bei der die Gleise auf

t s einer auf der Brückenüberbaukonstruktion aufliegenden Unterlage, nämlich auf einer Reihe von Schotterwannen, aufliegen. Die Schotterwatmen haben eine derartige Länge, daß ihre Eigendehnungen vom Schotter aufgenommen werden können. Die Schotterwannen sind gegen die Widerlager der Bracke .verspannt und werden dadurch in ihrer Lage gehalten, -während die Brückenüberbaukonstruktion unter ihnen den Temperaturbewegangen folgen kann. Nachteilig bei dieser Anordnung ist die Abhängigkeit der Länge der Schotterwannen von der Fähigkeit des Schotters, Eigendehnungen der Schotterwanne m>r bei einer Eigenlänge tis zu «twa 40 m aufnehmen zu können. Daher wird über die Länge einer Brücke eine Vielzahl von verspannten Schotterwannen in Reihe vorgesehen, die durch Dilatationsfugen voneinander getrennt sind und durch die Verspannung in ihrer Lage ortsfest gehalten sind. Das Brückentrag werk in Form einer Balkenbrücke muß auf die Länge der Schotterwanne abgestimmt sein, so daß die Pfeilerabstände etwa bis zu

μ 40 m nicht überschreiten dürfen. Die Widerlager der Brücke müssen außer den über das Schotterbett übertragenen Brems- und Anfahrkräften auch noch die erheblichen Verspannungskräfte aufnehmen, die sich aus der Ausbildung dieses bekannten Bauwerkes ergeben. Problematisch ist die Verspannung insbesondere bei Temperatureinflüssen, da die auftretenden Eigendehnungen zu hohe bzw. zu niedrige Verspannkräfte bewirken. Auch in unbelastetem Zustand treten hohe -Kräfte in den Widerlagern der Brücke auf, die daher entsprechend ausgebildet sein müssen. Zudem sind diese Verspannungen wegen des vergleichsweise geringen Stahlquerschnittes ziemlich weich, so daß deren Längenänderungen infolge Brems- und Anfahrkräften zu den Dehnungen des Tragwerksbetons noch addiert werden müssen. Dies setzt der maximal möglichen Bauwerkslänge ebenfalls gewisse Grenzen, insbesondere dann, wenn diese Verspannungen auch zur Stabilität hoher Pfeiler mit herangezogen werden.

Wegen dieser Elastizität der Verspannungen in Verbindung mit der Verformbarkeit des Schotterbettes werden ferner in den Gleisen selbst erhebliche Zugspannungen erzeugt, die äußerst unerwünscht sind. Bei einer Bauwerksausbildung gemäß ETR Bild 19 besieht zudem der große Nachteil, daß durch die Zugfestigkeit der Gleise in Verbindung mit der Verformbarkeit des Schotterbettes, der Elastizität der Verspannung sowie auch der Biegeweichheit der Brückenpfeiler ein völlig undurchsichtiges Tragverhai· ten entsteht, bei welchem praktisch nicht festzustellen ist, welche Kräfte wohin abgeleitet werden.

Bekannt ist auch eine Eisenbahnbrücke in Stahlkonstruktion (DE-AS 2318 160), bei welcher auf dem Brückentragwerk ein aus im Querschnitt U-förmig

gebogenen Blechen bestehenderSchoUertrpg angeonS-net ist, der an seinen Enden mit den Widerlagern der Brücke fest verbunden und in semei: ganzen-Länge nachgiebig ausgebildet ist Der Schotter^rog ist durch Querscheiben ausgesteigt und badet»atähgsriäuiin^; ein harmonikaartiges Faltwerk, das «atwtider Siirefc! fingerartig ineinandergreifende Trogabschriitt^'" Ätt dazwischenliegenden DiIa tationsfugep joder &\χ<&0ρψίϊ läppende Trogabschnitte mit DäaMtioesfu^en-geyi^et.; ist Das durchgehend geschweißte Gie». ist. ^jit Schwellen in dem Schotterbett gelagert Ote einzefa^i: TragabschnUte sitzen fest aaf 2veei lintefI ihjrejj" befindlichen Längsträgern, die mit ihren inäen/ ebenfalls mit den Widerlagern Verbundes siai^ivi-. sehen den Längsträgern und dem Bröpkentfagwerk ist eine Gleitfuge vorgesehen. Diese Siä1iikonstruklibn;ist für hohe Geschwindigkeiten ober 200 km/h mäit gaeignet da die nachgiebige Ansandung .des"Truges-(Knautschzonen) instabil und zudemJuoijtändJ^fi unä; technisch aufwendig ist Weiterhin «wissen die Defirifo-gen mit einer Abdichtung versehen werdenv urn: «δ»: Durchdringen von Wasser, Sdiniutzoder Schottergrüs·: zu vermeiden. -'.. . ·;/ ':

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine als Balkenbrücke ansgebildete Eisenbahnbrücke der«ingangs erwähnten Art so ausztibHderi," daß sie unter Beibehaltung des durchgehend gescbweißten Gleises einen einfachen Aufbau bei senotteriosem Gleisunterbau ermöglicht - :

Diese Aufgabe wird bei einer Balkenbrücke der eingangs erwähnten Art nach einem ersten Lösungsweg erfindungsgemäß dadurch getost, daß als Untertage lediglich eine über die gesamte Brückeirfänge kontinu-ierlich durchlaufende, mit den Widerlagern unverschi.eblieh verbundene Stahlbetonplatte vorgesehen ist, die auf der Brückenüberbaukonstruktion längsverschiebBch" aufgelegt ist und den Bereich der'Dilatationsfugen freitragend überbrückt (Patentanspruch I). .

Eine andere Lösung der Aufgabe besteht bei einer Balkenbrücke der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß darin, daß als Unterlage lediglich eine über die gesamte Brückenlänge kontinuiertief» durchlaufende Stahlbetonplatte vorgesehen ist, die auf der Brückenüberbaukonstruktion längsverschieblich aufgelegt ist, bei schotterlosem Oberbau auf den freien Strecken vor und hinter der Brücke mit den dortigen Stahlbetonpiatten monolithisch und zugfest verbunden ist und den Bereich der Dilatationsfugen freitragend überbrückt (Patentanspruch 2).

Schließlich ist die Aufgabe bei einer Balkenbrücke der eingangs erwähnten Art auch gemäß den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 3 angegebenen Merkmalen gelöst

Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen E'senbahnbrücke die durchgehend geschweißten Gleise unmittelbar auf einer Betonplatte befestigt sind, die kontinuierlich über die gesamte Brückenlänge durchläuft und auf der Brückenüberbaukonstruktion längsverschieblich aufgelagert ist, werden die auftretenden Brems- und Anfahrkräfte somit unmittelbar an der Schiene durch die kontinuierlich durchlaufende Stahlbetonplatte aufgenommen. Alle unterhalb dieser Stahlbetonplatte befindlichen Bauteile nehmen, abgesehen von Windkräften, nur noch vertikale Auflasten auf. Bei Normaltemperaturen ist die Stahlbetonplatte im wesentlichen spannungsfrei, so daß die Widerlager erheblich geringer beansprucht werden als bei den beschriebenen bekannten Brücken mit durchlaufenden Gleisen. Die Stahlbe-

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:tojif>iatte erfährt bfei erhöbten" Temperaturen Druck- ^ännunjjeiybei niedrigen Temperaturen Zugbeanspruclujngea, so.:φ&:: sie' keinen temperaturbedingten Längenänderuflgen unterworfen ist. Insgesamt sind -die d^i^T^^#aiijrw1iWankuiigen bedingten Spannungsonpiatte.äjußerst gering, so daß ißelastuBgen, insbesondere der ^% gering sind. Die auftretenden gjj^ ;i&^ejsCTtiicheivnur von den QuerscfenJtKabmeSsungen derSiahibetonplalte ab und .nicht Von de^Bfl4äiigfc^:ba$etist der^^Abstand der Widerlager ^i%.g ..Weiterhin· iäßt sich der

einer- iJjSeke frei nach -wirtschaftlichen o^p^i ^Wahfennffid -ist unabhängig vom ArtieiisvsrnJÖgen «ines Schotterbettes und demgemäß aiAfmeiiri^ einen smaximalenPfeüeräbständ von .etwa 40 m gebondßri- £inejerfindüngsgemäße Baikenbrücke läßt Äh 4^er^>B>it "^^ieh-jeinfiichen Mitteln in :pr4köspbninbegtenztef^^ iJnge-ausiahrieri, wobei der I Vöitößemtis durchi^end'geschweißteri Gleises erhal- :whbieibt,' ^iX ■'--::v^-\\' ■;.··";;;;'"/ ' ,'-

Stahlbetonplatte irbit. den; Widerlagern ünverschieblich veiiunden ist, so kc%nqen'die Brems-und Anfahrkräfte ^ ^ in Brückenlängsrichtung von der

klbar -in die Widerlager ^l

^: Oa die.-ä^^hgehentie· Stahlbetonplatte bei Normaltenn^eratuicn inr ^esfehilJcnen spannungsfrei- ist,-untertregemfeet derÄusführeng'lemäÄiatentanspruch 2 die •mohoBthiJsch mtf. der' Stahlbetonplatte, verbundenen. Siahlb*ionplatte^ der α Strecke vor' und hinter der Brücke. Kur gerlagen BeanSptuchungen. Auch bei dieser AusföhrsiBg .werden eBeι 'auftretenden Brems- und Anfahrkräfte unmittelbar:^:dürdh -die kontinuierlich durchlaufende Stahlbetonplatte aufgenommen und an {fie monolithisch und·: zugfest mit. ihr verbundenen Stahlbetonjpjatten; der Strecke^:;_ vor und hinter der Brückfrweitergegeben. . ;·

Bei dertiösitiig nach Patentanspruch 3, bei weicher die kontinuierlich durchlaufende,:-StahlBetonplätte mit den Widerlagern unverschieblidtverbunden ist und bei schotterlosem Oberbau auf den freien Strecken vor und hinter der Brücke mit den dortigen Stahlbetonplatten monolithisch und ^; zugfest Verbunden ist können in günstiger Weise die Ärems- und Anfahrkräfte sowie die Windkräfte,-die in Brückehlängsrichtung wirksam sind, von der Stahlbetonplatte'in die Widerlager und in die monolithisch mit der Stahlbetonplatte verbundenen Stahlbetonpiatten der Strecke vor und hinter der Brücke eingeleitet werden. : ■·.."-.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung können einzelne oder alle Brückenpfeiler mit der Betonplatte derart unverschi.eblich verbunden sein, daß die Brückenpfeiler im wesentlichen nur vertikale Kräfte und senkrecht zur Brückenachse wirkende Horizontalkräfte aufnehmen und in Brückenlängsrichtung als Pendelpfeiler wirksam sind, so daß aufgrund der möglichen geringeren Bemessung des Pfeilerquerschnittes und der Pfeilerfundamente Materialeinsparungen erzielt werden können.

Ausfiihrungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher erläutert. Eis /.eigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Brückentragwerks nach der Erfindung,

F i g. 2 ein Detail einer Dilatationsfuge mit Pfeilerkoof und kontinuierlich durchlaufender Betonplatte.

F i g. 3a einen Querschnitt durch eine Eisenbahnbrükke mit Stahlüberbau,

F i g. 3b einen Querschnitt durch eine Eisenbahnbrükke mit Betonüberbau.

F i g. 1 zeigt ein Brückentragwerk für den schienengebundenen Verkehr. Die Stahlbetonplatte 1 ist mittels einer Gleitschicht 2 auf die Brückenüberbaukonstruktion 3 aufgelegt. Die Überbaukonstruktion seinerseits ist auf den Pfeilern 4 und den Widerlagern 5 aufgelagert. Die Stahlbetonplatte 1 wird vorzugsweise an den Widerlagern 5 unverschieblich befestigt. Weist die freie Strecke vor und hinter der Brücke einen schotterlosen Gleisunterbau auf, so kann die Stahlbetonplatte 1 auch mit dem Stahlbetonband bzw. den Stahlbetonplatten der freien Strecke monolithisch und zugfest verbunden werden.

Die Brückenüberbaukonstruktion ist je nach Beschaffenheit der Gleitschicht 2 durch Dilatationsfugen unterbrochen. Der Abstand der Dilatationsfugen richtet sich nach den Längenänderungen, welche die jeweilige Ausbildung der Gleitschicht zuläßt. Es können in jeder Pfeilerachse Fugen angeordnet werden; sind jedoch größere Dilatationen möglich, genügt es, in einzelnen Pfeilerachsen Fugen in der Brückenüberbaukonstruktion vorzusehen. Im Ausführungsbeispiel ist in jeder zweiten Pfeilerachse eine Dilatationsfuge angeordnet. Die Stahlbetonplatte 1 ist sowohl bei unverschieblicher Verbindung mit den Widerlagern 5 als auch bei Anschluß an einen schotterlosen Unterbau auf der freien Strecke ortsfest. Daher können einzelne oder alle Pfeiler 4 mit der Stahlbetonplatte fest verbunden sein. Sie nehmen nur Vertikalkräfte und Horizontalkräfte quer zur Brückenachse auf und wirken in Brückenlängsrichtung als Pendelpfeiler.

ίο In Fig. 2 ist ein Auflagerbereich der Brückenüberbaukonstruktion gezeigt. Die kontinuierlich durchlaufende Stahlbetonplatte 1, die mittels einer Gleitschicht 2 auf dem Brückenträger 3 aufliegt, überbrückt freitragend den Dilatationsfugenbereich. Zur Erhöhung der Biegeelastizität der Stahlbetonplatte I liegt diese im Fugcnbcrcich nicht auf dem Brückeriüberbau 3 auf.

In den Fig. 3a und 3b ist ein Querschnitt durch die Brückenüberbaukonstruktion gezeigt. Diese ist auf Pfeilern 4 aufgelagert und trägt die kontinuierlich

2(1 durchlaufende Stahlbetonplatte 1, wobei zwischen Brückenüberbaukonstruktion 3 und Stahlbetonplatte 1 die Gleitschicht 2 vorgesehen ist. Din Gleitschicht 2 kann zweckmäßigerweise seitlich an den Führungen der Stahlbetonplatte hochgezogen sein.

Hierzu 2 B!att Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Als Balkenbrücke ausgebildete, Dilatationsfugen aufweisende Eisenbahnbrücke mit durchgehend geschweißten Gleisen, die auf einer .auf der Brückenüberbaukonstruktion aufliegenden Unterlage angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Unterlage lediglich eine über die gesamte Brückeruange kontinuierlich durchlaufende, mit den Widerlagern (5) unverschieblich verbundene Stahlbetonplatte {!) vorgesehen ist, die auf der Brückenüberbaukonstruktion (3) längsverschicblich aufgelegt 1st und den Bereich der Dilatationsfugen freitragend überbrückt

2. Als Balkenbrücke ausgebildete, Oflatationsfugen aufweisende Eisenbahnbrücke mit durchgehend geschweißten Gteisea. die auf einer auf der Brückenüberbaukonstruktion aufliegenden Unterlage angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,daß ais Unterlage lediglich eine über die gesamte Brückenlänge kontinuierlich durchlaufende Stahlbetonplatte {1) vorgesehen ist, die auf der Brückenüberbaukonstruktion (3) iängsverschiebltch aufgelegt ist, bei schotterlosem Oberbau auf den freien Strecken vor und hinter der Brücke mit den dortigen Stahlbetonplatten monolithisch und zugfest verbunden ist und den Bereich-der Dilatationsfugen freitragend überbrückt.

3. Als Batkenbrücke ausgebildete, Dilatationsfugen aufweisende Eisenbahnbrücke mit durchgehend geschweißten Gleisen, die auf einer auf der Brückenüberbaukonstruktion aufliegenden Unterlage angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Unterlage lediglich eine über die gesamte Brückenlänge kontinuierlich durchlaufende, mit den Widerlagern (5) unverschieblich verbundene Stahlbetonplatte (1) vorgesehen ist, die auf der Brückenüberbaukonstruktion (3) längsverschieblich aufgelegt ist, bei schotterlosem Oberbau auf den freien Strecken vor und hinter der Brücke mit den dortigen Stahlbetonplatten monolithisch und zugfest verbunden ist und den Bereich der Dilatationsfugen freitragend überbrückt.

4. Balkenbrücke nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Brückenüberbaukonstruktion (3) und der kontinuierlich durchlaufenden Betonplatte (1) eine Gleitschicht (2) vorgesehen ist.

5. Balkenbrücke nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne oder alle Brückenpfeiler (4) mit der kontinuierlich durchlaufenden Stahlbetonplatte (1) derart unverschieblich verbunden sind, daß die Brückenpfeiler (4) im wesentlichen nur vertikale Kräfte und senkrecht zur Brückenachse wirkende Horizontalkräfte aufnehmen und in Brückenlängsrichtung: als Pendelpfeiler wirksam sind.