DE2927852B1 - Anordnung zur schwingungs- und koerperschallgedaemmten Gleislagerung unterirdischer Bahnen - Google Patents

Description

• Der für den Federweg der Federkörper erforderliche freie Abstand zwischen Gleistragplatte und Tunnelsohle wird erst nach Abbinden des Betons der Gleistragplatte und erfolgtem Einbau der Federkörper mittels einer dicken Schraube bewirkt, die mittig in einen jeden Federkörper eingreift und diesen über eine Zentrierschraube und eine auf der Tunnelsohle ruhende Lastverteilungsplatte abstützt. Hierbei werden mit den Einzelteilen der Federkörper folgende Funktionen ausgeübt: 1. Mit der mittigen dicken Schraube wird die Gleistragplatte hochgeschraubt, um unter ihr Abstand für einen freien Federweg zu schaffen. Da auf einem Federkörper in der Regel etwa 10-20 Tonnen ruhen, ist hierzu große physische Kraftanstrengung nötig. Außerdem muß der dort vorgesehene metallische Innenkegel genau maßhaltig mit sorgfältig gearbeitetem Gewinde hergestellt werden, in das die mittige Schraube eingreift. Für die Aufvulkanisation der Gummischicht ist es aufwendig, mit derartig präzise bearbeiteten Teilen operieren zu müssen, da man - wie gesagt - nicht ohne besondere Schutzvorkehrungen sandstrahlen kann, was wiederum für die Bindung der Gummischicht am Stahl unbedingt erforderlich ist.
• Selbstverständlich kann man die große Stützschraube nicht einfach auf den Tunnelboden absetzen; die Reibung wäre so groß, daß sich die Schraube nicht mehr drehen ließe, und außerdem würde sie beim Drehen durch die Ungleichmäßigkeit der Reibung wandern. Deshalb ist am Tunnelboden eine Lastverteilungsplatte erforderlich, in die eine gehärtete Scheibe als Dreh-Gleitfläche eingelassen ist. Damit beim Hochschrauben der Gleistragplatte die Schraube nicht von dieser Platte herunterwandert, ist auch noch eine Justierschraube notwendig.
• 2. Die Lastabtragung von der Gleistragplatte auf den Außenkegel erfolgt über einen Bajonettverschluß, der das nachträgliche Einsetzen und ein späteres Austauschen der Federkörper in die in die Gleistragplatte einbetonierte Röhre ermöglicht.
• Auf diese Weise muß auch der Außenkegel mit engen Toleranzen mechanisch bearbeitet werden.
• 3. Die zwischen Außen- und Innenkegel einvulkanisierte verformbare Gummischicht, welche die Gestalt eines Kegelmantels besitzt, wirkt als Federelement.
• Demnach müssen alle mechanisch bearbeiteten und damit teueren Teile der Federkörper beim Auswechseln derselben wegen Ermüdung der Gummischicht ausgetauscht werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Anordnung der einleitend definierten Art eine mechanische Bearbeitung der Metallteile (Innen- und Außenkegel) der Federkörper zu vermeiden, um damit zu wesentlich billigeren Federkörpern zu gelangen, welche trotzdem die Funktionsfähigkeit der bekannten Anordnung gewährleisten. Diese Aufgabe ist bei einer solchen bekannten Anordnung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Stützring aus einem in der Gleistragplatte festsitzenden Gewindeteil und einer in diesen bis zur Anlage an die obere Stirnfläche des Außenkegels eingeschraubten Stützscheibe besteht und der Innenkegel sich unmittelbar auf der Tunnelsohle abstützt.
• Bei einer solchen Anordnung wird die Funktion der Schwingungs- und Körperschalldämmung durch die zwischen Außen- und Innenkegel der Federkörper befindliche gummielastische Schicht nach wie vor in gleicher Weise erfüllt wie bisher; alle anderen Funktionen aber, die mit dieser Schwingungs- und Körperschalldämmung nicht unmittelbar zu tun haben, werden demgegenüber von den Federkörpern ferngehalten. So erfolgt die Höhenjustierung des Federkörpers nicht mehr mit einer einen Teil des Innenkegels bildenden mittigen Schraube, sondern nunmehr mit der Stützscheibe, die nicht Teil des Federkörpers ist. Bei einem Versagen der gummielastischen Schicht des Federkörpers bleibt die mechanisch bearbeitete Stützscheibe weiterhin verwendbar. Ebenso wird die Lastabtragung des Federkörpers nicht mehr mit einer mittigen Schraube vorgenommen, die eine genaue Bearbeitung und die Verwendung einer Justierschraube erforderlich macht, sondern durch das unmittelbare Aufsitzen des Innenkegels auf der Tunnelsohle. Durch diese Abtrennung der beiden letztgenannten Funktionen von dem Federkörper selbst können dessen Metallteile, nämlich der Innen- und Außenkegel, unbearbeitet bleiben, also rohe Gußteile sein, die lediglich (nunmehr ohne Abdeckung bearbeitbare Flächen) sandgestrahlt zu werden brauchen in denjenigen Flächenbereichen, in denen die gummielastische Schicht aufgebracht wird. Aufgrund dessen wird der Federkörper erheblich billiger gegenüber den bisher bekannten Federkörpern, wie sie in »Straße, Brücke, Tunnel« beschrieben sind. Dies macht sich nicht nur bei der Erstbestückung, sondern vor allem dann bemerkbar, wenn wegen Ermüdung der gummielastischen Schicht Federkörper gegen neue ausgetauscht werden müssen.
• Der Federkörper wird in bisher bekannter Weise in eine rohrförmige Aussparung der Gleistragplatte eingesetzt, die - in ebenfalls bekannter Weise - zuvor auf der Tunnelsohle betoniert werden kann, wodurch eine Einschaltung für den Beton überflüssig ist. Hat der Beton der Gleistragplatte abgebunden, wird sie, z. B. mit an anderen Stellen angeordneten Pressen, hydraulisch angehoben, ohne daß es der bisher üblichen mittigen dicken Stützschraube bedarf, so daß nicht nur die Stützschraube, sondern auch die für sie bisher notwendige Bearbeitung des Innenkegels entfällt.
• Sodann wird die Stützscheibe in dem Gewindeteil des Stützringes mühelos von Hand so weit eingeschraubt, bis sie auf der oberen Stirnfläche des Außenkegels des in die betreffende rohrförmige Aussparung der Gleistragplatte eingesetzten Federkörpers aufliegt. Dann können die Pressen abgenommen werden, und die Gleistragplatte verbleibt dann in dem durch die hydraulische Anhebung zuvor eingestellten und für den erforderlichen Federweg des Federkörpers notwendigen Abstand zur Tunnelsohle. Während der Gewindeteil des Stützringes Teil der Gleistragplatte bzw. eines in deren betreffende Aussparung eingesetzten Blechrohres ist, ist die mit ihrem Außengewinde in den Gewindeteil des Stützringes eingeschraubte Stützscheibe das einzig mechanisch bearbeitete Teil der Gesamtkonstruktion und außerdem völlig unabhängig von dem eigentlichen Federkörper, braucht also bei den verschiedenen Arbeitsgängen des Einbindens der gummielastischen Schicht weder bearbeitet noch geschützt zu werden und kann dabei auch keinen Schaden nehmen.
• Die Verwendung hydraulischer Pressen zum Anheben der Gleistragplatte bietet gegenüber dem Hochspindeln mit der früher verwendeten Stützschraube viele Vorteile, z. B daß beliebige vorhandene Pressen verwendbar sind, die beliebig oft eingesetzt werden können und die eine äußerst genaue Justierung der Höhenlage der Gleistragplatte ohne physische Kraftanstrengung und ohne die Gefahr einer örtlichen Überbeanspruchung der Gleistragplatte während des Hebevorganges ermöglichen.
• Bei einer Erneuerung der Federkörper im Falle einer eventuellen Beschädigung oder Ermüdung der gummielastischen Schicht brauchen nur die relativ billigen und unbearbeiteten Teile, nämlich der eigentliche Federkörper mit seinem Innen- und Außenkegel, ausgewechselt zu werden, während bei der bisher bekannten Konstruktion mechanisch bearbeitete Teile mitsamt der notwendigen mittigen Schraube ausgetauscht werden müssen. Dadurch, daß letztere entfällt, wird auch der gesamte Federkörper erheblich leichter, so daß er ohne weiteres von Hand eingesetzt werden kann, was bei der bisher bekannten Konstruktion aus Gewichtsgründen nicht möglich ist Aus Gründen des Korrosionsschutzes müssen außerdem bei der bekannten Lösung alle Metallteile aus korrosionsbeständigen Werkstoffen hergestellt werden, während bei der hier vorgeschlagenen Lösung nur die relativ kleine Stützscheibe aus korrosionsgeschütztem Material zu bestehen braucht Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der hier vorgeschlagenen Anordnung kann die obere Stirnfläche des Außenkegels mit einer gummielastischen Schicht belegt sein. Diese gummielastische Schicht gleicht die Unebenheiten der oberen Stirnfläche des Außenkegels aus, so daß trotz unbearbeiteter Stirnfläche des Außenkegels eine gleichmäßige Lastabtragung zwischen Stützscheibe und Außenkegel erfolgt.
• Ferner ist es vorteilhaft, wenn die sich auf der Tunnelsohle abstützende Stirnfläche des Innenkegels mit einer gummielastischen Schicht belegt ist, die beispielsweise 5 mm dick sein kann. Auch diese gummielastische Schicht trägt trotz unbearbeiteter unterer Stirnfläche des Innenkegels zur gleichmäßigen Lastabtragung desselben zur Tunnelsohle bei. Zusätzlich gestattet diese gummielastische Schicht aufgrund ihrer Schubverformungen kleine Horizontalbewegungen der Gleistragplatte, die auf Temperaturverformungen, Schwinden des Betons oder Fliehkräfte des fahrenden Zuges zurückzuführen sind. Dadurch wird eine besonders gute Fahrdynamik für den Zugverkehr auch bei schotterlosem Gleis gewährleistet.
• Es ist ferner von Vorteil, wenn die an den Gewindeteil des Stützringes angrenzende Außenfläche des Außenkegels mit einer gummielastischen Schicht belegt ist.
• Dadurch wird eine metallische Berührung zwischen Außenkegel und Gewindeteil des Stützringes unterbunden, so daß zwischen beiden Metallteilen keine Beschädigungen und Klappergeräusche auftreten können, wie sie sonst bei Horizontalbeanspruchung, beispielsweise durch Fliehkraft im Gleis, durchaus in Betracht zu ziehen wären.
• Schließlich kann es zweckmäßig sein, wenn die die beiden Kegel teilweise belegenden gummielastischen Schichten zusammen mit der zwischen die beiden Kegel eingebundenen gummielastischen Schicht eine stoffliche Einheit bilden. Hierdurch ergibt sich nicht nur eine besonders einfache Fertigung, sondern wird auch ein guter Korrosionsschutz gewährleistet, der sich noch weiter vervollkommnet, wenn der gesamte Federkörper oder zumindest die oberen Stirnflächen der beiden Kegel mit dem gummielastischem Material überzogen sind.
• In der Zeichnung ist eine Anordnung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Art in einer beispielsweise gewählten Ausführungsform schematisch im Schnitt veranschaulicht.
• Von der Anordnung gemäß der Erfindung ist nur ein einziger Federkörper 1 in einer einzigen rohrförmigen Aussparung 2 der Gleistragplatte 3 dargestellt. Hierbei ist die Anordnung im Betriebszustand gezeigt, in dem die Gleistragplatte 3 gegenüber der Tunnelsohle 4 einen freien Abstand 5 wahrt, der dem Federkörper 1 den erforderlichen Federweg läßt. Die an die rohrförmige Aussparung 2 angrenzende umlaufende Wandung der Gleistragplatte 3 ist mit einem Blechrohr 6 belegt, in das der Gewindeteil 7 des Stützringes eingesetzt, zweckmäßig eingeschweißt, ist. In sein Gewinde greift mit ihrem Außengewinde eine Stützscheibe 8 ein, die auf der oberen Stirnfläche des Aueßnkegels 9 aufsitzt und so die Last der Gleistragplatte 3 auf den Federkörper 1 überträgt. Der eigentliche Federkörper besteht neben dem Außenkegel 9 aus dem Innenkegel 10 und der zwischen beide Kegel einvulkanisierten kegelmantelförmigen gummielastischen Schicht 11. Die obere Stirnfläche des Außenkegels 9 ist mit einer gummielastischen Schicht 12, die sich auf der Tunnelsohle 4 abstützende Stirnfläche des Innenkegels 10 mit einer gummielastischen Schicht 13 belegt. Die an den Gewindeteil 7 des Stützringes angrenzende Außenfläche des Außenkegels 9 ist mit einer gummielastischen Schicht 14 belegt. Die die beiden Kegel 9 und 10 teilweise belegenden gummielastischen Schichten 12, 13 und 14 bilden zusammen mit der zwischen die beiden Kegel 9, 10 einvulkanisierten gummielastischen Schicht 11 eine stoffliche Einheit. Der am oberen auslaufenden Ende des Blechrohres 6 befindliche Deckel 15 dient dem Abdecken der rohrförmigen Aussparung 2, um das Hereinfallen von Schotter und Schmutz zu verhindern.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Anordnung zur schwingungs- und körperschallgedämmten Gleislagerung unterirdischer Bahnen mit einer Vielzahl von in rohrförmigen Aussparungen der Gleistragplatte sitzenden, diese in Abstand zur Tunnelsohle über einen Ring gegen letztere abstützenden Federkörpern aus einem den Stützring haltenden metallischen Außenkegel und einem mit diesem über eine oder mehrere kegelmantelförmige gummielastische Schichten verbundenen, auf der Tunnelsohle lastenden metallischen Innenkegel, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring aus einem in der Gleistragplatte (3) festsitzenden Gewindeteil (7) und einer in diesen bis zur Anlage an die obere Stirnfläche des Außenkegels (9) eingeschraubten Stützscheibe (8) besteht und der Innenkegel (10) sich unmittelbar auf der Tunnelsohle (4) abstützt.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Stirnfläche des Außenkegels (9) mit einer gummielastischen Schicht (12) belegt ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sich auf der Tunnelsohle(4) abstützende Stirnfläche des Innenkegels (10) mit einer gummielastischen Schicht (13) belegt ist.
4. 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Gewindeteil (7) des Stützringes angrenzende Außenfläche des Außenkegels (9t mit einer gummielastischen Schicht (14) belegt ist.
5. 5. Anordnung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die beiden Kegel (9, 10) teilweise belegenden gummielastischen Schichten (12, 13, 14) zusammen mit der zwischen die beiden Kegel eingebundenen gummielastischen Schicht (11) eine stoffliche Einheit bilden.

   Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur schwingungs- und körperschallgedämmten Gleislagerung unterirdischer Bahnen mit einer Vielzahl von in rohrförmigen Aussparungen der Gleistragplatte sitzenden, diese in Abstand zur Tunnelsohle über einen Ring gegen letztere abstützenden Federkörpern aus einem den Stützring haltenden metallischen Außenkegel und einem mit diesem über eine oder mehrere kegelmantelförmige gummielastische Schichten verbundenen, auf der Tunnelsohle lastenden metallischen Innenkegel.

   Aus dem Rollen eines Bahnrades auf der Schiene entstehen bekanntlich Schwingungen, die sich in den Untergrund fortpflanzen und die sich als Erschütterungen bemerkbar machen. Besonders stark wirken sich derartige Erschütterungen in Gebäuden neben oder auf Tunnelröhren aus, in denen Bahnen verkehren.

   Die wirksamste Maßnahme, derartige Erschütterun- -gen (Körperschall) zu vermeiden, besteht in der Schwingungs-Entkoppelung des Gleises Hierzu wird das Gleis - je nach den örtlichen Gegebenheiten mit oder ohne Schotterbett - auf eine möglichst schwere Betonplatte, die Gleistragplatte, aufgelegt, die sich über Federkörper auf dem Tunnelboden (Tunnelsohle) abstiitzt. Die Gestaltung erfolgt in der Art, daß die Eigenfrequenz der Masse des Gleises und dessen auf den Federkörpern aufsitzenden Tragplatte erheblich kleiner ist als die Frequenzen, die aus dem Rollvorgang des Rades entstehen. Auf diese Weise können die Schwingungen aus dem Rollvorgang des Rades nicht weitergeleitet werden, der Untergrund und die auf ihm stehenden Häuser bleiben schwingungsfrei. Die Ausbildung und Abstimmung der Federkörper muß also jeweils in Zusammenhang mit den Abmessungen und Lasten der Züge, dem gewählten Gleisoberbau (mit oder ohne Schotter) und dem verfügbaren Platz für die Gleistragplatte festgelegt werden.

   Gut haben sich z. B. bei schotterlosem Oberbau und für sehr enge Platzverhältnisse als solche Faderkörper Elastomer-Lager bewährt, die an ihren beiden Deckflächen je eine einvulkanisierte Stahlplatte enthalten (»Unsere Bauwelt« der Fa. Bilfinger + Berger, 1976, S. 71ff.). An solche Federkörper müssen aber sehr hohe Anforderungen gestellt werden, da man sie praktisch nie ersetzen kann. Bei diesem System müssen außerdem entweder die die Gleise bzw. deren Schwellen tragenden Betonelemente vorfabriziert werden, oder es muß innerhalb des Tunnels mit einer verlorenen Schaltung für den frischen Beton auf den Federkörpern gearbeitet werden, um gegenüber der Tunnelsohle einen für den notwendigen Federweg des schwingenden Gleises erforderlichen freien Abstand erhalten zu können.

   In »Straße, Brücke, Tunnel« vom März 1971, Seiten 57 - 63 und vom November 1973, Seiten 281-288 ist ein Federungssystem in einer Anordnung der eingangs genannten Art zum Schutz gegen die Übertragung von Erschütterungen und Körperschall aus Bahnbetrieben beschrieben. Die hierbei als Gummi-Metall-Elemente ausgebildeten Federkörper können zwar im Bedarfsfalle, so bei Ermüdungserscheinungen der zwischen den beiden Metallkegeln befindlichen Gummischicht, ausgewechselt werden, da sie innerhalb der Gleistragplatte in rohrartigen Hülsen stecken. Man kann hier deshalb auch gummielastische Materialien verwenden, die schwingungstechnisch besonders günstig sind, die aber eine verhältnismäßig kurze Lebensdauer haben. Jedoch sind diese Federkörper außerordentlich teuer, weil man in ihnen zu viele Funktionen miteinander kombiniert hat und deshalb darauf angewiesen ist, gewisse Flächen der Metallteile der Federkörper mechanisch zu bearbeiten und diese bei dem für das Einvulkanisieren der Gummischicht notwendigen Sandstrahlen der übrigen Metallflächen schützend abzudecken. Zwar ist es bei diesem bekannten Federungssystem recht praktisch und angenehm, daß man die Gleistragplatte unmittelbar auf den runnelboden an Ort und Stelle betonieren kann.