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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft einen Eisenbahngleisanlagenoberbau mit einem
Paar parallel laufender Schienen (deren Schienenköpfen die Radreifen abrollen und
die auf einer Fundamentplatte befestigt sind). Dabei kann die aus Stahlbeton gefertigte
Fundamentplatte an Ort und Stelle gegossen oder vorgefertigt sein. Es gibt bereits
verschiedene Systeme von Eisenbahngleisanlagen, bei welchen man von dem herkömmlichen
Aufbau von Schwellen und Schotter Abstand nimmt und ein stahlbewehrtes Fundament
verwendet. Bei diesen Systemen ist es unumgänglich, daß die Vibrationen, die hauptsächlich
von Unregelmäßigkeiten der Schiene und den Radoberflächen sowie der Exzentrizität
beim Bewegungsablauf herrühren, innerhalb des Gleisanlagenaufbaues absorbiert. Die
Verwendung einer nachgiebigen Unterlage ist ein Verfahren, mittels welchem man die
Vibrationen innerhalb des Gleisanlagenoberbaues absorbiert.
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Man hat bereits den Oberbau in der Weise hergestellt, daß man aus
stahlbewehrtem Beton bestehende vorgefertigte Platten mit hinreichend engen Toleranzbereichen
auf den Bahnkörper aufgebracht hat, wobei in den Platten Löcher vorgesehen waren,
zur Aufnahme von Kleineisen für die Halterung der Schienen, die von nachgiebigen
Unterlagen getragen werden. Um eine vorbestimmte Querneigung der Schienen einzustellen,
ist es ererforderlich den Auflage nbe reich für die Schienen innerhalb
des
Betonfundaments mit einer entsprechenden Neigung zu versehen. Die Neigung beträgt
gewöhnlich 1 : 20, wobei jedoch auch andere Querneigungen möglich sind, in Übereinstimmung
mit der auf der jeweiligen Gleisanlage geführten Betriebslast.
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Die Herstellung einer Betonplatte mit einer nicht flachen Oberfläche
erfordert den Einsatz einer entsprechenden Formplatte für die Betoniermaschine und
erschwert den Betonierbetrieb. Es kann ein spezielles Verstärkungsmaterial vorzusehen
sein statt der üblichen flachen Stahlgewebematten, wie sie für den Straßenbau üblich
sind. Es hat sich gezeigt, daß es erforderlich ist, die Platte zu schleifen, um
einen gleichmäßigen und richtigen Winkel für die Sitze der Schienen sicherzustellen.
Darüber hinaus bildeten sich von den Kleineisenbefestigungslöchern ausgehende Risse,
und die üblichen Steuerverfahren wurden wirkungslos wegen der Form der Platte und
deren Verstärkungen.
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In Kenntnis dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, die aufgezeigten Nachteile des Standes der Technik zu beheben und einen
Eisenbahngleisanlagen-aufbau zu schaffen, der sich in einer wesentlich wirtschaftlicheren
Weise herstellen läßt und einen gleichmäßigen Stellwinkel der Schiene auch bei unterschiedlicher
Belastung gewährleisten.
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Gelöst wkd diese Aufgabe nach der Erfindung durch eine fortlaufende,
im
Querschnitt rechteckförmige Betonplatte mit einer flachen Oberseite, ein Paar fortlaufender,
elastischer, im Querschnitt keilförmiger Schienenunterlagen, die auf der Betonplatte
aufliegen sowie ein Paar jeweils auf den Unterlagen ruhende Schienen, wobei die
Unterlagen die Schienen in der gewünschten Neigung abstützen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die
Unterlagen aus einem einheitlichen elastomeren Element mit einem eingebrachten Profil,
wodurch sich die Stützfläche der Unterlage unter Last parallel absenkt.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die Unterlagen
mehrteilig ausgebildet und bestehen aus einem im Querschnitt keilförmigen, verhältnismäßig
steifen Kernelement sowie einer elastomeren Umhüllung von im wesentlichen gleichmäßiger
Stärke.
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Eine grade, im Querschnitt rechteckige Platte kanffortlaufend mittels
einer Betoniermaschine aufgebracht werden, wie sie im allgemeinen im Straßenbau
eingesetzt wird. Es ist keine besondere Formplatte erforderlich, und der Betrieb
der Maschine verlangt keine spezielle Technik, die über den herkömmlichen Straßenbau
hinausgeht. Es ist nicht erforderlich die Sitzfläche der Platte für die Schiene
zu schleifen, da sich eine gerade Oberfläche mit größerer Präzision herstellen läßt
als entsprechende schräge Sitzflächen. Es können herkömmliche Rißverhinderungsmaßnahmen
ergriffen werden, um die Rißbildung
und dementsprechend die Schwächung
im Bereich der Kleineisenbefestigungslöcher auszuschließen.
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Für die normale Schräglage des Schienenaufbaues um Kurven herum kann
man eine flache Unterlage mit der entsprechenden Neigung einbringen und die Schienen
durch entsprechende abgeschrägte Unterlagen in die richtige Schräglage bringen.
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Die Gleisanlage gemäß der Erfindung eignet sich auch für Weichen,
Kreuzungen und ähnliche Anlagen, die auf einem flachen Platten fundament ruhen.
Zu diesem Zweck sind besondere elastische Unterlagen vorgesehen, die allmählich
die Schiene in eine Neigung von 1 : 20 (oder jede andere erforderliche Neigung)
bringen und die die Schiene über die gesamte Übergangslänge gleichmäßig abstützen.
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Der Gleisanlagenoberbau gemäß der Erfindung erlaubt auch einen leichten
Übergang von kontinuierlich abgestützten Schienen auf Sockelplatten, die auf der
Fundamentplatte befestigt sind, beispielsweise zur Wiederausrichtung von Schienen.
Die Sockelplattenbefestigungselemente werden in Löchern gehalten, die in die Grundplatte
gebohrt sind, wobei Zwischenlagen zur Niveaueinstellung angeordnet werden können,
wenn dies erforderlich wird.
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In einem Tunnel kann die Platte auf die Sohle gelegt werden, auf welcher
eine Schienenausrichtung gut möglich ist, wobei die Schienen auf abgeschrägte Unterlagen
gelegt werden, um die entsprechende Einstellung zu erzielen. Verschiedene Ausführungsbeispiele
der
Erfindung sollen nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert
werden, wobei weitere Vorteile, Merkmale und Eigenheiten der Erfindung zutagetreten.
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Dabei stellen die Figuren jeweils ein Querschnittsprofil dar, und
es zeigt im einzelnen: Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Eisenbahngleisanlagenoberbau
gemäß der Erfindung, Fig. 2 zum Vergleich einen herkömmlichen Gleisanlagenoberbau,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäß
verwendeten elastischen Unterlage, Fig. 4 einen Querschnitt eines harten Kernelementes,
das in Verbindung mit der Ausführungsform gemäß Fig. 3 Verwendung findet, Fig. 5
einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Unterlage im Bereich einer Quernut,
Fig. 6 einen Querschnitt durch die Unterlage gemäß Fig. 5 außerhalb des Bereiches
einer Quernut und Fig. 7 die Draufsicht auf einen Abschnitt einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Unterlage.
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Der in Fig. 1 dargestellte Gleisanlagenaufbau besitzt eine Betonplatte
1 mit einem rechteckigen Querschnitt, einer flachen Oberseite und zwei Baustahlverstärkungsmatten
2. Diese Platte wird mittels einer Straßenbetoniermaschine hergestellt, ohne eine
Abänderung des üblichen Verfahrens. Zwei Schienen 3 sind an der Betonplatte 1 mit
Hilfe von Spannbügeln oder Kleineisen 4 befestigt, welche in Löchern gehalten sind,
die vorzugsweise an den entsprechenden Stellen eingebracht sind, bevor der Beton
ausgehärtet ist. Eine kontinuierliche elastische Unterlage 6 mit sich verjüngendem
Querschnitt liegt zwischen der Betonplatte 1 und dem Fuß einer jeden Schiene 3,
um somit die gewünschte Neigung 1 : 20 zu ergeben.
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Im Vergleich zu Fig. 1 stellt der Oberbau gemäß Fig. 2 keine Ausführungsform
der Erfindung, sondern einen herkömmlichen Oberbau einer kontinuierlichen Gleisanlage
dar. Hier besitzt die Platte eine besonders geformte Oberfläche, um die Sitze 8
für die angestrebte Neigung 1 : 20 der Schienen zu ergeben.
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Die Platte ist mit einer Betoniermaschine hergestellt, die mit einer
besonderen Profilformplatte versehen ist, wodurch der Herstellungsvorgang erheblich
schwieriger wird und die Schienensitzflächen 8 geschliffen werden müssen. Außerdem
ist eine besonders geformte obere Verstärkungsmatte erforderlich.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 werden herkömmliche Maßnahmen
ergriffen, um die Rißbildung im Bereich der Kleineisenbefestigungslöcher zu verhindern.
So können beispielsweise
Streifen aus Kunststoffmaterial an bevorzugten
Stellen in den Beton eingebettet werden, bevor dieser ausgehärtet ist. Es hat sich
als unmöglich erwiesen, die Rißbildung in dem Bereich der Kleineisenbefestigungslöcher
gemäß dem Aufbau nach Fig. 2 zu verhindern.
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In den Fig. 3 und 4 ist ein extrudiertes, im Querschnitt keilförmiges
Kernelement 10 aus hartem Nylon dargestellt, das in eine Umhüllung 11 aus gummiähnlichem
Material eingebracht wird, welches ebenfalls durch Extrudieren hergestellt ist.
Hierfür kann beispielsweise ein Äthylenpropylenterpolimeres verwendet werden. Das
Kernelement 10 ist mit der entsprechenden Schienenneigung, d.h. normalerweise 1
: 20 abgeschrägt. Die Umhüllung 11 besitzt einen Längsschlitz 12, so daß das keilförmige
Element in die Umhüllung eingesetzt werden kann. Nachdem das keilförmige Kernelement
10 in die Umhüllung 11 eingesetzt ist, kann die Anordnung als eine Einheit behandelt
werden. Die Umhüllung besitzt durch parallele Kanten begrenzte obere und untere
Abschlußwände 13 und 14, die während der Extrusion mit Längsnuten 15 versehen sind,
die einen gleichen Querschnitt untereinander besitzen und einen gleichmäßigen Abstand
voneinander haben.
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Die Begrenzungsflächen 13 und 14 der Umhüllung 11 ermöglichen die
erforderliche elastische Deformation unter Belastung. Das abgeschrägte Kernelement
10 deformiert sich lediglich um eine vernachlässigbare Größte. Die Unterlage als
ganzes deformiert sich dementsprechend so, daß die Schiene stets parallel verschoben
wird.
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Andererseits kann die Umhüllung aus verschiedenen flexiblen Materialien
bestehen, wie beispielsweise aus elastischen polymeren Materialien wie synthetischem
Gummi, natürlichem Gummi, Polyurethan oder Polysulfid. Das im Querschnitt keilförmige
Kernelement kann aus einem Metall oder einem verhältnismäßig harten Material bestehen.
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Ein Vorteil der beschriebenen zusammengesetzten Unterlage liegt in
der Wirtschaftlichkeit bei der Verwendung teuren Materials und der relativ raschen
und einfachen Herstellungsmöglichkeit. Eine einstückig ausgebildete elastomere Unterlage
mit der gleichen äußeren Form würde natürlich mehr elastomeres Material erfordern,
wobei ein derartiges Material, das den harten Bedingungen eines Gleisanlagenoberbaues
genügt, notwendigerweise teuer ist. Im Gegensatz hierzu ist der harte Nylonkern
wesentlich billiger. Außerdem erfordert das Extrudieren und Aushärten eines alativ
großen Querschnittes aus elastischem Material eine geringe Geschwindigkeit, während
der relativ dünne Querschnitt der Umhüllung 11 wesentlich schneller extrudiert werden
kann.
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Die Umhüllung 11 aus Äthylenpropylenterpolymeren sollte verhältnismäßig
weich sein, da die gesamte Elastizität der Unterlage durch die zwei relativ dünnen
Lagen dieses Materials zur Verfügung gestellt werden. Eine Shorehärte von 50 auf
der Skala A hat sich als zufriedenstellend erwiesen.
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Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen eine einstückig ausgebildete, im Querschnitt
keilförmige elastomere Unterlage 20, die bei dem Oberbau gemäß Fig. 1 anstelle der
zusammengesetzten Unterlage nach den Fig. 3 und 4 eingesetzt werden kann.
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Die Unterlage 20 gemäß den Fig. 5, 6 und 7 besitzt eine untere Begrenzungsfläche
mit gleichförmigen Längsnuten 22 im Sägezahnmuster von beispielsweise einer Tiefe
von einem mm. Die obere Begrenzungsfläche der Unterlage besitzt vier Längsnuten
23, 24, 25 und 26 gleichmäßiger Tiefe von beispielsweise etwa zwei mm und einer
sich ständig vergrößerenden Breite von der breiten Kante 27 der Unterlage bis zu
deren schmalen Kante 28. In dem Beispiel betragen die Breiten für die Nut 23 vier
mm, für die Nut 24 sechs mm, für die Nut 25 neun mm und für die Nut 26 sechiehn
mm mit einer Gesamtdicke der Unterlage von 16 mm an der breiten und von 9,5 mm an
der schmalen Kante. Die Längsnuten 23, 24, 25, 26 werden überschnitten von Quernuten
29, die ebenfalls eine gleichmäßig Tiefe von beispielsweise 1,5 mm besitzen, bei
45 mm Zentren, wobei die Breite stetig von der breiten Kante 27 der Unterlage zur
schmalen Kante 28 zunimmt.
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Die Längsnuten 22 bis 26 werden beim Extrudieren der Unterlage hergestellt,
indem man der Extrudierdüse die entsprechende Form gibt. Die Quernuten 29 werden
mittels einer Profiliermaschine eingebracht, wie sie auch für die Profilherstellung
von Fahrzeugreifen eingesetzt wird. Nach der Ausbildung der Nuten wird die Unterlage
gehärtet.
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Die Unterlage 20 besteht vorzugsweise aus einem Äthylenpropylenterpolymer,
ebenso wie der äußere Teil der zuvor beschriebenen zusammengesetzten Unterlage.
In diesem Fall besitzt das Material eine größere Härte wie beispielsweise eine Shorehärte
von 65 auf der Skala A.
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Andere Materialien können, wie zuvor beschrieben worden ist, für die
Unterlage Verwendung finden.
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Die Nuten in der Unterlage sind so ausgelegt, daß unter Belastung
sich die obere Fläche der Unterlage parallel zu ihr selbst verschiebt und sich die
Neigung der abgestützten Schiene nicht ändert. Ohne die Nuten würde die Unterlage
sich an der dicken Kante stärker deformieren als an der dünnen Kante. Es sind zwar
andere Nutprofile- und Muster möglich, wobei es sich jedoch als vorteilhaft herausgestellt
hat, daß sich die Längsnuten wirtschaftlich während des Extrudierens formen lassen
und die Profilgebung einfach und relativ leicht ist.