DE29723848U1 - Feste Fahrbahn auf Eisenbahnbrücken - Google Patents

Description

Ed. Züblin AG P1288 GM /Dr.Brosig

Albstadtweg 3 Erf.: Fastenau

70567 Stuttgart 22.01.99

TITEL

Feste Fahrbahn auf Eisenbahn-Brücken
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BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Feste Fahrbahn auf Eisenbahn-Brücken, bei der die Schienen auf einer fugenlosen Stahlbeton-Tragplatte befestigt sind, die über die gesamte Brückenlänge durchläuft (ein Endlosband), und die auf der Brückenkonstruktion längsverschieblich aufgelagert ist. In zunehmendem Maße werden für die Eisenbahn-Schnellverkehrsstrecken sogenannte Feste Fahrbahnen verwendet, bei denen die Schienen nicht auf einem Schotterbett, sondern auf einer Stahlbetontragpiatte aufgelagert sind.

Der Grund für die Verwendung von Festen Fahrbahnen statt des althergebrachten Schotterbettes ist einmal die bessere Lagekonstanz, wie auch die infolge sehr großer Instandhaltungsintervalle größere Verfügbarkeit. Feste Fahrbahnen wurden zunächst ausschließlich in Tunneln verlegt, weil hier keine Setzungen zu befürchten waren, gegen die Feste Fahrbahnen empfindlich sind. Inzwischen werden Feste Fahrbahnen jedoch auch bereits auf Erdplanum gebaut, einmal, weil die Bodenbeanspruchungen bei dieser Bauart sehr gering sind, andermal, weil man bei schlechten Böden gelernt hat, Setzungen mit Methoden der Bodenverbesserung zu begegnen.

Das Auflegen einer Festen Fahrbahn auf Brücken ist jedoch bislang nicht befriedigend gelöst. Bei einer Festen Fahrbahn mit durchgehend verschweißten Schienen verbleibt jeder Querschnitt praktisch bei jeder Temperatur unverschieblich an der gleichen Stelle, Temperaturänderungen bewirken lediglich Spannungsänderungen in Tragplatte und Schienen. Bei einer Brückenkonstruktion jedoch kommt es infolge Temperaturänderungen zu Längenänderungen: Feste Fahrbahnen und Brückenkonstruktionen sind also bei Temperaturänderungen nicht kompatibel.

Deshalb bleibt man in Deutschland im Zuge von Strecken mit Fester Fahrbahn im Bereich längerer Brücken noch bei Schottergleisen, was allerdings

zum Ausgleich der Längenänderungen an den Übergängen sogenannte Schienenauszüge erforderlich macht. Dies aber ist bei Schnellfahrstrecken sehr unerwünscht. In Japan, wo große Abschnitte Fester Fahrbahnen auf Brücken oder aufgeständerten Konstruktionen verlegt sind, hat man die Tragplatte in kurze Abschnitte unterteilt, die eine große Längsbewegung des langen Brückenbauwerks in viele kleine, dann unschädliche Bewegungen der Tragplattenabschnitte aufteilen sollen.

Zur Lösung des Problems Feste Fahrbahn auf Brücken wurde durch die DE 24 43 770 vorgeschlagen, die Tragplatte auf der Brückenkonstruktion längsverschieblich aufzulagern, so daß die Brückenkonstruktion sich unter der Festen Fahrbahn bewegen kann. Die Ausführung dieser einleuchtenden Lösung scheiterte jedoch daran, daß die Aufnahme und Weiterleitung der potentiell sehr großen Kräfte beim Bremsen eines Zuges der Tragplatte zugewiesen werden, die sie vor und/oder hinter der Brücke an das Erdplanum oder an zur Aufnahme dieser Kräfte geeignete Widerlager abgeben muß. Die der Bemessung zugrunde zu legenden Bremskräfte sind so groß, daß sie zu unwirtschaftlichen Abmessungen der Tragplatte und deren Bewehrung führen.
In der DE-Z. „Eisenbahningenieur", 36 (1985) 4 werden Kriechkopplungen als Mittel zur Abführung von Längskräften in Einfeldträger-Brücken angeführt. Bremskräfte des Zuges übertragen sich auf den (Schotter-)Oberbau und dieser überträgt sie durch Reibungskräfte auf das Brückenteil, welches an einer Seite auf einem Gleitlager aufliegt. Dem Gleitlager ist eine Kriechkopplung parallelgeschaltet, die kurzfristig auftretenden Kräften gegenüber starr reagiert und diese Kräfte in das Widerlager der Brücke überleitet. Es sind weiterhin Schienenauszüge erforderlich, um temperaturbedingte Bewegungen der Gleise zwischen Festland und Brücke zu kompensieren. In der DE-OS- 26 37 182 wird weiterhin beschrieben, wie einzelne Feldplatten einer Brücke über viskoelastische Massen an einen Brücken überbau angekoppelt werden können. Auch hier sind weiterhin zwischen den einzelnen Platten Schienenauszüge nötig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu finden, die eine wirtschaftliche Anwendung der in der DE 24 43 770 beschriebenen Konstruktion zuläßt, nämlich ein vom Festland durchlaufendes Feste Fahrbahnband auf Brücken zu ermöglichen, ohne daß große Widerlager an den Befestigungspunkten der Brücke nötig werden, um Bremskräfte und Ausdehnungskräfte der Festen Fahrbahn elastisch als Spannungen aufzunehmen. Dazu

wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, zwischen Tragplatte und Brückenkonstruktion hydraulische Stoßdämpfer anzuordnen, die die Bremskräfte an einer oder mehreren Stellen an die zu ihrer Aufnahme bemessene Brückenkonstruktion übertragen.

Das an sich bekannte Prinzip des hydraulischen Stoßdämpfers besteht darin, daß sich in einem vollständig mit Flüssigkeit gefüllten Zylinder ein Kolben befindet, der durch eine kleine Bohrung oder ein Ventil den Durchfluß der Flüssigkeit gestattet. Bei plötzlich auftretenden Kräften ist der Durchfluß jedoch so gering, daß eine Bewegung des Kolbens praktisch nicht stattfindet. Erst bei längerer Krafteinwirkung ist bei dem geringen Durchfluß eine langsame Kolbenbewegung möglich.

Bremst ein Zug auf der Brücke, so werden sofort an allen gebremsten Rädern Bremskräfte über die Schienen und die Schienenbefestigungen in die Tragplatte übertragen. Durch die Stoßdämpfer werden die Kräfte abhängig vom Abstand der Stoßdämpfer auf kurzem Wege an die Brückenkonstrtuktion abgegeben, ohne daß s'ch die gesamten Bremskräfte des Zuges in der Tragplatte aufbauen können.

Erfindungsgemäß wird weiter vorgeschlagen, die Stoßdämpfer zwischen Tragplatte und Brückenkonstruktion als eine konstruktive Einheit mit den seitlichen Führungen der Tragplatte auszubilden. Der Vorzug einer solchen Konstruktion liegt darin, daß die Befestigungselemente der seitlichen Führungen gleichzeitig für die Kraftübertragung von der Tragplatte in die Brükkenkonstruktion genutzt werden können. Stoßdämpfer sind Maschinenelemente, die praktisch wartungsfrei sind. Dennoch begegnet der Brückenbauer der Verwendung von Maschinenelementen bei seinen Konstruktionen in Hinblick auf die geforderte lange Lebensdauer mit einer gewissen Skepsis. Da aber die erfindungsgemäßen Stoßdämpfer immer in größerer Anzahl vorhanden sind und sie sich sehr leicht auswechseln lassen, braucht ein Versagen der Gesamtkonstruktion Feste Fahrbahn/Brücke nicht befürchtet zu werden.

Alternativ zur Verwendung mechanischer Stoßdämpfer ist auch der Einsatz viskoelastischer Substanzen möglich. Diese Substanzen verhalten sich bei schnellen Verschiebungen relativ starr, wohingegen sie bei langam wirkender Kraft viskos verformt werden. Viskoelastische Substanzen finden z.B. bereits in Automatikgetrieben von Autos Verwendung, in denen sie bei niedriger Umdrehungszahl ein Halten unter Bremseinwirkung ermöglichen, bei hohen

Umdrehungszahlen jedoch eine relativ starre Kopplung vermitteln und damit ein Fahren ohne großen Verlust an Energie durch Reibungswärme erlauben. Die viskoelastischen Substanzen werden in einer bevorzugten Ausführungsform direkt als Bestandteil der Gleitlager eingesetzt, z.B. in dünner Schicht als „Schmierstoff zwischen Gleitlager und Tragplatte. Ein Vorteil des Einsatzes viskoelastischer Substanzen in einer solchen Ausführung sind die großen Flächen, über die Kräfte von der Tragplatte in die Brückenkonstruktion weitergeleitet werden. Es bedarf keiner punktueller mechanischer Befestigungen.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch die Brücke (1) mit darauf längsverschieblich auf einem Gleitlager (2) aufgelagerter Fester Fahrbahn (3) und durch eine mit einem Stoßdämpfer (4) verbundene seitliche Führung (7).

Die Feste Fahrbahn (3) ist auf der Brücke (1) mittels Gleitlager (2) längsverschieblich aufgelagert. Um die seitliche Lage der Festen Fahrbahn (3) zu stabilisieren, sind in Abständen auf beiden Seiten der Tragplatte (5) Führungen (7) angebracht, die z.B. aus einem Winkelprofil bestehen, das auf der Brückenkonstruktion (1) befestigt ist, sowie aus einer an der Tragplatte (5) angebrachten Gleitplatte (8). Winkelprofil (7) und Gleitplatte (8) gestatten an der Gleitfläche eine Längsbewegung zwischen Tragplatte (5) und Brückenkonstruktion (1). Der Stoßdämpfer (4) ist einerseits mit der Winkelplatte (7), andererseits mit der Tragplatte (5) verbunden, z.B. in der dargestellten Weise über Augenlaschen und Bolzen. Aufgrund seiner Funktionsweise sorgt der Stoßdämpfer (4) bei kurzzeitig auftretenden Kräften für eine praktisch starre Verbindung zwischen Brückenkonstruktion (1) und Fester Fahrbahn (3), während er für länger wirkende Kräfte, wie sie Temperaturänderungen hervorrufen, eine Längsbewegung zuläßt.

Legende

1	Brückenkonstruktion
2	Gleitlager
3	Feste Fahrbahn
4	Stoßdämpfer beliebiger Bauart
5	Tragplatte
6	Verbindungsmittel, z.B. Bolzen
7	seitliche Führung, z.B. Winkelprofil
8	Gleitplatte
9	Schiene

Claims (4)

Ed. Züblin AG P 1288 GM /Dr.Brosig Albstadtweg 3 Erf.: Fastenau 70567 Stuttgart 22.01.99 ANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Kopplung einer durchgehenden Festen Fahrbahn an eine bei Temperaturänderungen veränderliche Brücke, bei der die Schienen auf einer Stahlbeton-Tragplatte befestigt sind, die fugenlos über die gesamte Brückenlänge oder lange Abschnitte derselben verläuft und längsverschieblich auf der Brückenkonstruktion aufgelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens aus den folgenden Teilen besteht:

a.) durchgehende Feste Fahrbahn

b.) bei Temperaturänderungen ihre Abmessungen ändernde Brücke c.) Element, welches eine Längsverschiebung der Festen Fahrbahn relativ zur Brückenkonstruktion zuläßt, z.B. ein Gleitlager d.) Stoßdämpfer

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßdämpfer zwischen Tragplatte und Brückenkonstruktion eine konstruktive Einheit mit den auf der Brückenkonstruktion in Abständen befestigten seitlichen Führungen der Tragplatte bilden.

3. Vorrichtung zur Kopplung einer durchgehenden Festen Fahrbahn an eine bei Temperaturänderungen veränderliche Brücke, bei der die Schienen

auf einer Stahlbeton-Tragplatte befestigt sind, die fugenlos über die gesamte Brückenlänge oder lange Abschnitte derselben verläuft und längsverschieblich auf der Brückenkonstruktion aufgelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens aus den folgenden Teilen besteht:

a.) durchgehende Feste Fahrbahn

b.) bei Temperaturänderungen ihre Abmessungen ändernde Brücke c.) Gleitlager, welches aber ein viskoelastisches Medium enthält, welches sich bei kurzzeitig auf die Feste Fahrbahn wirkenden Kräften annähernd starr verhält und dadurch diese Kräfte an die Brückenkonstruktion weiterleitet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der viskoelastischen Substanz um ein Polymer handelt, welches in dünner Schicht auf der Gleitplatte aufgetragen ist und bei langsamen Verformungen viskos reagiert, wohingegen schnelle Verformungen ein mehr elastisches Verhalten bedingen.