DE4133905A1 - Spannbeton-verbundplatten nach der mehrschichtentheorie fuer den eisenbahnoberbau - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tragkonstruktion für Hochge­ schwindigkeitsbahnen mit Fahrgeschwindigkeiten bis 400 km/h, sie bezieht sich auf das Gebiet des Eisenbahnoberbaues und soll vornehmlich in Gleisanlagen zur Anwendung kommen, die großen Achsdrücken und hohen Geschwindigkeiten ausgesetzt sind.

Sie betrifft eine Eisenbahnoberbau-Bauweise nach dem Ober­ begriff des Anspruches 1.

Die Erfindung hat das Ziel, eine Tragkonstruktion für Gleis­ anlagen zu entwickeln, die bei geringem Gewicht eine hohe Elastitität aufweist und eine erhebliche Absenkung des Ge­ räuschpegels beim Fahrbetrieb bewirkt. Zum Stand der Technik ist zu sagen, daß es eine ganze Reihe Oberbaukonstruktionen auf festen Fahrbahnen mit schlaff bewehrten bzw. unbewehrten Betonplatten als tragende Konstruktionselemente in der Praxis teils als Versuchsbauten und teils im serienmäßigen Einbau in Eisenbahngleisen gibt. Weiter ist eine U-förmige Auflagerplatte aus Beton und ein auf den nach oben gericht­ eten Flanschen der Auftragplatte ruhendes Deckblech aus Stahl einen oberhalb des Steges der Auftragplatte liegenden allseitig geschlossenen und hermetisch abgedichteten Hohl­ raum, der mittels zugeführter Druckluft ein eingeschlossenes Luftkissen bzw. mittels zugeführten Druckwassers ein einge­ schlossenen Wasserkissen bildet. Die vorstehend beschriebene Konstruktion weist den Nachteil auf, daß die mit der Zu­ führung, Ableitung, Steuerung und Regelung der Druckluft bzw. des Druckwassers verbundenen technischen Anlagen sehr auf­ wendig sind und demzufolge hohe Kosten verursachen.

Weiter ist ein Flächentragwerk für stationäre und rückbare Gleisanlagen, das einen allseitig geschlossenen, aus Stahl­ blech zusammen gesetzten Hohlkörper mit einer oberen Platten einer Bodenplatte und seitlichen Deckblechen darstellt be­ kannt. Zwischen der oberen Platte und der Bodenplatte sind an den Stellen der größten Belastung schottförmige Stege an­ geordnet, die quer zur Längsachse des Tragwerkes verlaufen. Derartige als Aussteifung fungierende Schottwände können parallel zur Längsachse eines Tragelementes angeordnet sein. Tragkonstruktionen der zuletzt genannten Art eignen sich besonders für den Einsatz in Gleisanlagen von Tagebauen, die bekanntlich einerseits für hohe Achslasten und ander­ seits für niedrige Geschwindigkeiten ausgelegt sind.

Bei einer Anwendung dieser konstruktiven in Gleisen mit hohen Geschwindigkeiten besteht jedoch die Gefahr, daß die Deckbleche der Tragkörper aufgrund der im Hohlraum ledig­ lich örtlich vorgesehenen Aussteifungen deformieren, was zur Beeinträchtigung der Betriebssicherheit führen kann. Um den vorstehend aufgezeigten Mängeln abzuhelfen, hat die Patent­ anmeldung DD-WP E 01 B/33 70 347 ein plattenförmiges Fertigteilelement zum Gegenstand, das als Stützstoffplatte ausgebildet ist und einen Wabenkern mit sechseckigen oder runden Zellen aufweist. Die Zellen der Wabenkerne stehen untereinander sowie mit den Deckblechen durch Klebefolien in Verbindung. Die zwischen den Zellen befindlichen Frei­ räume sind zusätzlich mit einem kunststoffmodifizierten Klebemörtel ausgefüllt. Diese Konstruktion gewährleistet eine sichere Aufnahme der aus dem Fahrbetrieb mit hohen Geschwindigkeiten resultierenden statischen und dynamischen Belastungen. Sie erfordert jedoch eine hohe Maßgenauigkeit und Qualität bei der Fertigung beim Zusammenfügen der Wabenkerne mit den die äußere Hülle des plattenförmigen Elementes bildenden Deckblechen. Um die Eigenschaften des vorgenannten platten- bzw. kastenförmigen Fertigteilele­ mentes zu verbessern wurde die Erfindung nach WP E 01 B/ 33 98 567 als Patent angemeldet, nach der zwischen den Deck­ blechen ein Stützstoffkern ohne Maßgenauigkeit sowie ohne seperate Befestigungsmittel angeordnet ist und sich über den vollen Querschnitt des von den Deckblechen eingeschlos­ senen Hohlraumes erstreckt. Die Lösung der hier gestellten Aufgabe bestand darin, daß der zwischen den Deckblechen angeordnete Stützstoffkern aus einem dichten Gemisch aus feingemahlenen, mit Kunststoff modifizierten Klebemörtel gebundenen Hartplaste- und/oder Hartelasteteilchen be­ steht. Bei den Hartplaste- und/oder Hartelasteteilchen, die vorzugsweise die Shorehärte eines mittelharten Gummi haben, kann es sich um im Recyclingverfahren gewonnene Zu­ schlagstoffe handeln.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein plattenförmi­ ges Trageelement für den Eisenbahnoberbau zu entwickeln, daß keine seperaten Befestigungsmittel benötigt und das zwischen der U-förmigen Styroporbeton-Dämm- und Trage­ schicht und zwischen deren hochstehenden Flanschen hochwer­ tiger Beton in einfacher Form eingebracht und hernach vorge­ spannt wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen der U-förmigen Styroporbeton-Dämm- und Tragschicht und zwischen deren hochstehenden Flanschen hochwertiger Beton in zwei Lagen eingebracht und hernach mit Kapsel-(Flach) Pressen in Teilabschnitten von 400 m Längen fugenlos vorge­ spannt wird, in die somit entstehenen Betonierfugen werden Ausdehnungselemente in Form von Spezial-Fugenkonstruktionen eingebaut. Die Kapselpressen werden zwischen diesen Betonier­ fugen in Abständen von jeweils 100,00 m angesetzt. Als Fahr­ schiene kommt die unter dem Aktenzeichen P 40 11 013.3 ge­ führte und in der Offenlegungsschrift DE 40 11 013.1 dar­ gelegte "Temperierte Schienenkonstruktion für Gleise mit hohen Geschwindigkeiten" zum Einbau. Die Fahrschienen werden horizontal mit den auf die Stahllängsbleche aufgesetzten vertikalen Stahllängsbleche beiderseitig verschraubt. In denselben Längsabständen sind Spurhalter in Form von schmalen und relativ dünnen Stahlblechen angeordnet. Die Stahllängs­ bleche und die Spurhalter begrenzen die Oberfläche der Spann­ beton-Verbundplatten bzw. der Spannbeton-Deckschichten. Auf der vorgenannten Oberfläche werden zwischen den Fahr­ schienen und seitlich davon Schottersteine aufgestreut und mit der Oberfläche der Spannbeton-Deckschichten verklebt. Diese Maßnahme dient der Körper und Luftschalldampfung. Seitlich der vertikalen Flansche der U-förmigen Styropor­ beton-Dämm- und Tragschichten befinden sich vertikale Schlitze im Erdreich zur Aufnahme der Gleiskörper-Tiefen­ entwässerung bestehend aus einem Drainrohr und einer Ver­ füllung mit Grobkies.

Das Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Oberbaukon­ struktion.

Fig. 2 einen Längsschnitt der erfindungsgemäßen Oberbau­ konstruktion.

Fig. 3 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Oberbau­ konstruktion in der halben Querschnittsbreite.

Eine als Spannbeton-Verbundplatte 2, bestehend aus der Spann­ beton-Deckschicht 2a und der Spannbeton-Tragschicht 2b ausge­ bildetes plattenförmiges Konstruktionselement 2 ruht auf einer U-förmigen Trage- und Dämmschicht 3 aus Styroporbeton und ist von den nach oben gerichteten Flanschen 3a seitlich eingefaßt. Auf der Oberfläche der Spannbeton-Deckschicht 2a werden zwischen den Fahrschienen 1 und seitlich davon Schottersteine 4 aufgestreut, die mit der Oberfläche der Spannbeton-Deckschicht 2a mit einem bituminösen Kleber 5 verklebt werden. Als Fahrschiene 1 kommt die unter dem Aktenzeichen P 40 11 013.3 geführte und in der Offenlegungsschrift DE 40 11 013 A1 dargelegte "Temperierte Schienenkonstruktion für Gleise mit hohen Geschwindigkeiten" zum Einbau. Es handelt sich hierbei um eine temperierte Schienen­ konstruktion mit einer ohne Schienensteg und Schienenfuß ausge­ bildete Fahrschiene 1 sowie einer als unmittelbares Auflager für die Fahrschiene fungierende Fußplatte aus Stahl. Ein von der Fahrschiene 1 und der Fußplatte umrahmter innerhalb der Konturen der Fahrschiene 1 liegender Hohlraum mit rechteckigen Querschnitt ist vollständig mit einem Kunststoff modifizierten Klebemörtel ausgefüllt in dem Schutzrohre eingebettet sind. Diese Schutz­ rohre führen die Leitungen zur unmittelbaren Energieübertragung auf die Schiene innerhalb dieser, eine Konstruktion bei der der Energieverbrauch auch bedeutend weniger ist, als wenn die Schienen von außen mit erwärmter bzw. abgekühlter Luft angeblasen werden.

Die Fahrschienen 1 liegen auf horizontal angeordneten Stahl­ längsblechen 7 auf und werden mit den auf die Stahllängsbleche 7 aufgesetzten vertikalen Stahllängsbleche beiderseitig mittels Halteschrauben 6 verschraubt.

In den gleichen Längsabständen wie in denen der Verschraubungen 6 sind Spurhalter 8 in Form von schmalen und relativ dünnen Stahl­ blechen angeordnet. Die Stahllängsbleche 7 und die Spurhalter 8 begrenzen die Oberfläche der Spannbeton-Verbundplatten 2 bzw. der Spannbeton-Deckschichten 2a. Zwischen der U-förmigen Styro­ porbeton-Trag- und Dämmschicht 3 und zwischen deren hochstehenden Flanschen 3a wird in zwei Lagen hochwertiger Beton für die Spann­ beton-Verbundplatte 2 eingebracht und hernach mit Kapsel-(Flach) Pressen 12 in Teilabschnitten von 400 m Längen fugenlos vorge­ spannt wird. In die somit entstehenden Betonierfugen werden Aus­ dehnungselemente in Form von Spezial-Fugenkonstruktionen 13 ein­ gebaut. Die Kapselpressen 12 werden zwischen diesen Betonierfugen in Abständen von jeweils 100,00 m angesetzt. Der Frischbeton für die Spannbeton-Deckschichten 2a wird als Spritzbeton(Torkretbe­ ton) eingebracht. Seitlich der vertikalen Flansche 3a der U-för­ migen Styroporbeton-Trag- und Dämmschichten 3 befinden sich ver­ tikale Schlitze im Erdreich zur Aufnahme der Gleiskörper-Tiefen­ entwässerung 9, bestehend aus einem Drainrohr 11 und einer Ver­ füllung aus Grobkies 10.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

 1 - Schienenkonstruktion
 2 - Spannbeton-Verbundplatte
 2a - Spannbeton-Deckschicht
 2b - Spannbeton-Tragschicht
 3 - Styroporbeton-Trag- und Dämmschicht
 3a - Hochstehende Flanschen
 4 - Schotterlage
 5 - bituminöser Kleber
 6 - Halteschrauben
 7 - Stahllängsbleche, waagerecht
 8 - Spurhalter
 9 - Tiefenentwässerung
10 - Verfüllung mit Grobkies
11 - Drainrohr
12 - Kapselpresse
13 - Spezial-Fugenkonstruktion
14 - Draufsicht, Tiefenentwässerung
15 - Abdeckung der hochstehenden Flansche
16 - Spurhalter
17 - Unterlags-Stahl-Längsblech

Claims (4)

1. Spannbeton-Verbundplatten (2) nach der Mehrschichtentheorie für den Eisenbahnoberbau, die auf einer U-förmigen Styropor­ beton-Trag- und Dämmschicht (3) ruhen und die von den nach oben gerichteten Flanschen der U -förmigen Styropor-Trag- und Dämmschicht (3) eingefaßt sind, wobei die beiden Schienen­ konstruktionen (1) auf waagerechte Stahllängsbleche (7) an­ geordnet und mit den auf die Stahllängsbleche (7) aufge­ setzten vertikalen Stahllängsblechen beiderseitig mit Halte­ schrauben (6) verschraubt sind, hierbei sorgen die aus rela­ tiv dünnen und schmalen Stahlblechen hergestellten Spur­ halter (8) für eine einwandfreie Spurhaltung der Eisenbahn­ gleise, wobei die hier dargestellte erfindungsgemäße Eisen­ bahnoberbaukonstruktion die Spannbeton-Verbundplatten (2) aus zwei Platten, den Spannbeton-Deckschichten (2a) und den spannbeton-Tragschichten (2b) bestehen und mit Hilfe von Kapselpressen (12) auf einer Länge von 400 m in der ge­ samten Dicke fugenlos vorgespannt werden, und der Frisch­ beton der Spannbeton-Deckschichten (2a) zwecks Erzielung eines dauerhalten Verbundes mit den Spannbeton-Tragschichten (2b) als Spritzbeton/Torkretbeton eingebracht wird.

2. Spannbeton-Verbundplatten (2) nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ihre Oberfläche durch die waagerechten Stahllängsbleche (7) und durch die Stahlquerbleche (Spur­ halter) (8) begrenzt werden.

3. Spannbeton-Verbundplatten (2) nach Anspruch 1 dadurch ge­ kennzeichnet, daß ihr Elastizitätsmodul infolge der gleichen und qualitätsmäßig guten Betonqualität ihrer Teilplatten, der Spannbeton-Deckschichten (2a) sowie der Spannbeton- Tragschichten (2b) denselben Wert haben ein Umstand, der zur Festigkeit des Verbundes beiträgt.

4. Spannbeton-Verbundplatten (2) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß um eine einwandfreie und maßgerechte Oberfläche der Spannbeton-Deckschichten (2a) nach jeder Richtung hin zu gewährleisten, die Fahrschienen mit den Stahllängs- und Querblechen (Spurhalter (7+8)) vor dem Betoniervorgang nach erfolgter lagegenauen Ausrichtung durch Aufhängung montiert werden und die erst nach einem zeitlich bedingten Abbindeprozeß wieder demontiert wird, denn auf diese Art und Weise wird erst eine nach allen Seiten hin einwandfreie Oberflächenlage der Spannbeton- Deckschichten (2a) gewährleistet.