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Die
Erfindung betrifft ein Schwingungsdämpfungssystem für ein Eisenbahngleis,
auf dem sich ein Fahrzeug, insbesondere ein Zug, eine U-Bahn oder eine
Straßenbahn,
bewegen kann, umfassend eine Trägheitsplatte,
auf der Schienen montiert sind, wobei die Trägheitsplatte auf einem schwingungsdämpfenden
Bett ruht, das einen elastischen Teppich umfasst. Die Erfindung
betrifft insbesondere ein gegenüber
seiner Umgebung schwebendes Gleis.
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Gemäß dem Stand
der Technik ist die Trägheitsplatte
in den meisten Fällen
aus Beton, der auf einen kontinuierlichen Teppich aus synthetischem Schaumstoff
gegossen wird, um die Schwingungen zu dämpfen, die durch die Durchfahrt
der oben genannten Fahrzeuge auf den Schienen gegenüber der Umgebung
erzeugt werden.
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Die
bekannte Technik ergibt kein zufriedenstellendes Ergebnis an den
Stellen, an denen sich das Eisenbahngleis auf einem Unterboden befindet,
der eine diskontinuierliche Steifigkeit aufweist, zum Beispiel am Übergang
zu einer Brücke
oder an der Stelle, an der man von einem nicht schwingungsgedämpften Bereich
zu einem schwingungsgedämpften Bereich übergeht.
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Darüber hinaus
können
die asymmetrischen Belastungen eines Fahrzeugs mit hoher Betriebsgeschwindigkeit
in einer Kurve mit geringem Radius Probleme aufwerfen.
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Ziel
der Erfindung ist es, ein Schwingungsdämpfungssystem zu schaffen,
das es ermöglicht, die
Steifigkeit des schwingungsdämpfenden
Betts zu regulieren und so zu verhindern, dass das Eisenbahngleis
Bereiche mit einem plötzlichen Übergang zwischen
Stellen mit unterschiedlicher Steifigkeit aufweist. Darüber hinaus
ermöglicht
es das erfindungsgemäße System,
die Steifigkeit des schwingungsdämpfenden
Betts in den Kurven eines Eisenbahngleises in Abhängigkeit
von den Belastungen eines Fahrzeugs zu regulieren.
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Zu
diesem Zweck ist gemäß der Erfindung, wie
sie durch den beiliegenden Anspruch 1 definiert ist, wobei die Merkmale
des Oberbegriffs aus dem Dokument CH-A-513302 bekannt sind, der
elastische Teppich mit Aussparungen versehen, wobei mindestens in
einige von ihnen Klötze
aus einem elastischen Material eingefügt werden, derart, dass die
Steifigkeit des schwingungsdämpfenden
Betts reguliert werden kann.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Systems
sind die oben genannten Klötze
auf einer Platte montiert, die sich zwischen der Trägheitsplatte
und dem oben genannten elastischen Teppich erstreckt.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführungsform
des erfindungsgemäßen System
ist die Trägheitsplatte
seitlich von einer Wand umgeben, die dämpfende Platten umfasst, die
an das schwingungsdämpfende
Bett anstoßen.
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Gemäß einer
besonderen Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Systems
ist am oberen Ende der dämpfenden
Platten ein Passstück
vorgesehen, um die Höhe
der oben genannten Wand regulieren zu können.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Schwingungsdämpfung eines
Eisenbahngleises, um die Ausbreitung von Schwingungen zu verringern, wobei
eine Trägheitsplatte,
die Schienen des Eisenbahngleises trägt, auf einem schwingungsdämpfenden
Bett angebracht wird, das einen elastischen Teppich umfasst, wobei
Klötze
in durchgehende Aussparungen eingefügt werden, die in dem elastischen
Teppich vorgesehen sind, derart, dass die Steifigkeit des schwingungsdämpfenden
Betts reguliert wird.
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Andere
Einzelheiten und Besonderheiten der Erfindung gehen aus der folgenden
Beschreibung einiger Ausführungsformen
hervor, die als nicht erschöpfende
Beispiele angeführt
werden, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird.
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1 ist
eine schematische Ansicht eines Eisenbahngleises mit dem erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungssystem
im vertikalen Schnitt.
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2 ist
eine schematische Draufsicht einer Platte, auf der gemäß der Erfindung
Klötze
befestigt werden können.
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In
den verschiedenen Figuren beziehen sich die gleichen Bezugszeichen
auf die gleichen Elemente oder auf analoge Elemente.
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Auf
allgemeine Weise betrifft die Erfindung ein gegenüber seinem
Unterboden schwebendes Eisenbahngleis. Insbesondere wird, um zum
Beispiel in einer Straße
ein Eisenbahngleis zu bauen, entlang der geplanten Strecke dieses
Eisenbahngleises ein Erdaushub durchgeführt. In diesem Aushub wird
eine Schalung, vorzugsweise aus Stahlbeton, errichtet, auf deren
Boden ein elastischer Teppich aus synthetischem Schaumstoff, wie
zum Beispiel einem Polyethylen-Schaumstoff mit geschlossenen Zellen, angebracht
wird. Dieser elastische Teppich ist mit durchgehenden Aussparungen
versehen, die regelmäßig über seine
Oberfläche
verteilt sind und in die Auflageblöcke oder Klötze aus einem elastischen Material eingefügt werden.
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Gegen
die Seitenwände
der oben genannten Schalung sind dämpfende Platten angebracht,
die an den elastischen Teppich anstoßen. Auf den elastischen Teppich
und zwischen die dämpfenden
Platten wird bis zu einer vorbestimmten Höhe Beton gegossen. So wird
eine Trägheitsplatte
erzielt, die in Bezug auf ihren Unterboden und insbesondere in Bezug
auf die genannte Schalung schwebend ist.
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Die
verfestigte Trägheitsplatte
ruht auf einem schwingungsdämpfenden
Bett, das aus dem elastischen Teppich und den Klötzen gebildet wird. Die Steifigkeit
des schwingungsdämpfenden
Betts wird folglich durch die Steifigkeit des elastischen Teppichs und
diejenige der Klötze
bestimmt.
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Die
Steifigkeit der Klötze
wird zum Beispiel in Abhängigkeit
vom Unterboden gewählt,
auf dem das Eisenbahngleis ruht. Insbesondere wird in einem Bereich
des Übergangs
zu einer Brücke
die Steifigkeit der Klötze
stufenweise verändert,
um zur Brücke
hin eine stufenweise Veränderung
der Steifigkeit des schwingungsdämpfenden
Betts zu erzielen.
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Die
Klötze
sind je nach der gewünschten Steifigkeit
zum Beispiel aus Gummi oder einem Verbundwerkstoff gebildet.
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In
einer besonderen Ausführungsform
der Erfindung ist die Höhe
der Klötze
größer als
die Dicke des Teppichs, damit der obere Teil der Klötze vom Beton
der Trägheitsplatte
umhüllt
ist. Auf diese Weise sind die Klötze
gegenüber
dieser Trägheitsplatte
fixiert.
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1 ist
ein schematischer Querschnitt eines Eisenbahngleises mit einem Dämpfungssystem gemäß einer
besonderen Ausführungsform
der Erfindung. In dieser Figur ist eine Schalung 1 aus
Beton dargestellt, die in einer Straße 2 errichtet wurde.
Diese Schalung 1 erstreckt sich entlang der Strecke eines
Eisenbahngleises, das zwei parallele Schienen 3 und 4 umfasst.
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Ein
elastischer Teppich 6 mit regelmäßig voneinander beabstandeten
Aussparungen 7 ist am Hoden 5 der Schalung 1 angeordnet.
Eine Platte 8, die sich auf dem Teppich 6 erstreckt,
ist an ihrer zum Teppich 6 hin gerichteten Seite mit Klötzen 9 versehen,
derart, dass die Klötze 9 in
die Aussparungen 7 des Teppichs 6 eingefügt sind.
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Auf
diese Weise wird ein schwingungsdämpfendes Bett gebildet, auf
dem eine Trägheitsplatte 10 ruht.
Durch die Gegenwart der Platte 8 ist es nicht notwendig,
dass alle Aussparungen 7 einen Klotz 9 aufweisen.
Insbesondere kann die Steifigkeit des schwingungsdämpfenden
Betts reguliert werden, indem in bestimmten Aussparungen 7 Klötze 9 weggelassen
werden. Indem die Anzahl der Klötze 9 pro Oberflächeneinheit
in den Aussparungen 7 des Teppichs 6 in einer
bestimmten Richtung stufenweise erhöht wird, wird eine stufenweise
Erhöhung
der Steifigkeit des schwingungsdämpfenden
Betts erzielt.
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Vorzugsweise
ist die Steifigkeit der Klötze 9 größer als
diejenige des Teppichs 6. Ein annähernder Wert für die Steifigkeit
ktot pro m2 des
schwingungsdämpfenden
Betts in einem bestimmten Bereich kann nach der Formel ktot = kTeppich +
n·kKlotz berechnet werden, wobei kTeppich die
Steifigkeit des Teppichs 6 pro m2 ist,
kKlotz die Steifigkeit eines Klotzes 9 ist
und n die Anzahl der Klötze 9 pro
m2 ist.
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Die
Trägheitsplatte 10 ist
seitlich von Wänden
umgeben, die durch dämpfende
Platten 11 gebildet werden, die an das schwingungsdämpfende
Bett und insbesondere an den Teppich 6 anstoßen. Die dämpfenden
Platten 11 sind an der Platte 8, die die Klötze 9 trägt, mit
Hilfe eines Winkelstahls 12 befestigt, wobei gewährleistet
wird, dass diese Platten im rechten Winkel angeordnet sind.
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Die
dämpfenden
Platten 11 sind aus Sandwich-Platten gebildet, umfassend
eine Platte aus elastischem Material 13, deren entgegengesetzte Seiten
aus einer Schicht 14 aus einem härteren Material wie zum Beispiel
Holzzement, bestehen.
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Damit
das Eisenbahngleis gegenüber
seinem Unterboden schwebt, ist es wichtig, dass die Trägheitsplatte 10 nicht
durch Zwischenstellung eines sehr starren oder wenig elastischen
Elements in Kontakt mit der Schalung 1 kommt. Daher stößt das elastische
Material 13 an den elastischen Teppich 6 an, so
dass ein Becken aus elastischem Material gebildet wird, in dem das
Eisenbahngleis mit der Trägheitsplatte 10 angeordnet
ist.
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Im
oberen Teil der Trägheitsplatte
sind Traversen 15 vorgesehen, die zwei Blöcke aus
Beton 16 und 17 umfassen, die durch einen Stab
aus Stahl 18 miteinander verbunden sind. Die Schienen 3 und 4 sind
auf den Blöcken 16 bzw. 17 durch
an sich bekannte und in 1 nicht dargestellte Mittel
montiert. Ein Streifen aus Elastomermaterial 19 ist zwischen den
Schienen 3 und 4 und den Traversen 15 vorgesehen,
um die Schwingungen zwischen den Schienen 3 und 4 und
den Traversen 15 abzuschwächen.
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Auf
der Trägheitsplatte 10 und
zwischen den dämpfenden
Platten 11 kann eine in den Figuren nicht dargestellte
Oberflächenverkleidung
angebracht werden, wobei die obere Seite der Schienen 3 und 4 freigelassen
wird.
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Wenn
dämpfende
Platten 11 verwendet werden, die eine vordefinierte Höhe aufweisen,
die kleiner ist als die Höhe
der Schalung 1, wird am oberen Teil dieser Platten 11 ein
Passstück 20 vorgesehen. Dieses
Passstück 20 ermöglicht es,
die Höhe
der an die Trägheitsplatte 10 anstoßenden Seitenwand,
die die Platten 11 umfasst, auf das Niveau der Straße 2 einzustellen.
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Wie
in 1 dargestellt, umfasst das Passstück 20 zwei
Seitenplatten 21 und 22, die durch ein elastisches
Material 23 voneinander getrennt sind. Die Seitenplatten 21 und 22 überlappen
teilweise die Schichten 14 der dämpfenden Platten 11,
so dass sich das Passstück 20 in
einer im Wesentlichen vertikalen Richtung in Bezug auf die dämpfenden
Platten 11 bewegen kann.
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Die
Seitenplatten 21 und 22 sind vorzugsweise aus
Polyvinylchlorid hergestellt und weisen eine Dicke in der Größenordnung
von 2 mm auf.
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Um
die Höhe
der eine dämpfende
Platte 11 umfassenden Wand regulieren zu können, ruht
das Passstück 20 auf
der dämpfenden
Platte 11 unter Zwischenstellung eines Elements 24 aus
weichem Schaumstoff, insbesondere einem Elastomerschaumstoff. Dieses
Element 24 ist zwischen den Seitenplatten 21 und 22 des
Passstücks 20 anstoßend an
das elastische Material 23 angeordnet.
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Bei
der Installation des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungssystems
wird das Passstück 20 auf
den Platten 11 angebracht, wie im rechten Teil von 1 dargestellt,
und in der Richtung des Pfeils 25 bewegt, wobei es das
Element 24 aus weichem Schaumstoff zusammendrückt, bis
das obere Ende des Passstücks
dem Niveau der Oberflächenbeläge der Straße 2 entspricht,
wie dies im linken Teil von 1 dargestellt
ist.
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Anschließend wird
das Passstück 20 mittels Schrauben 26 an
den dämpfenden
Platten 11 befestigt.
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In 2 ist
ein Beispiel der Platte 8 dargestellt. Diese Platte 8 ist
quadratisch und weist quadratische Ausnehmungen 28 zur
Befestigung der Klötze 9 auf.
Durch die Verwendung derartiger Platten 8 kann die Befestigung
der Klötze 9 bereits
gemäß einem
Plan vorbereitet werden, der die verschiedenen Steifigkeitsübergangsbereiche
für ein
bestimmtes Eisenbahngleis berücksichtigt,
bevor die Platten 8 an der Baustelle eintreffen. An der
Baustelle werden die Platten 8 auf dem Teppich 6 in
der Schalung 1 angebracht, wobei darauf geachtet wird,
dass die Klötze 9 ordnungsgemäß in die
Aussparungen 7 des Teppichs 6 eingefügt werden.
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So
bildet die Platte 8 eine verlorene Schalung, wenn Beton
auf das schwingungsdämpfende Bett
gegossen wird, um die Trägheitsplatte 10 zu
bilden. Vorzugsweise besteht die Platte 8 aus Polyvinylchlorid
mit einer Dicke von zum Beispiel in der Größenordnung von 2 mm.
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Wie
in 1 dargestellt, sind an der Oberseite der Platte 8 Vorsprünge 27 vorgesehen,
die den Ausnehmungen 28 entsprechen, um ein gutes Verhaken
des Betons der Trägheitsplatte 10 mit
der Platte 8 zu gewährleisten.
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Für die in 2 dargestellte,
mit sechzehn Ausnehmungen 28 versehene Platte 8 ist
das Verhältnis
zwischen der Steifigkeit ktot des schwingungsdämpfenden
Betts und der Steifigkeit kTeppich des Teppichs
und kKlotz der Klötze 9 durch die Formel
ktot = kTeppich +
16·kKlotz gegeben, wenn in allen Ausnehmungen 28 ein
Klotz 9 befestigt wird und wenn die Klötze 9 alle die gleiche
Steifigkeit aufweisen.
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Selbstverständlich ist
die Erfindung nicht auf die verschiedenen oben beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt,
sondern es sind viele andere Varianten denkbar, ohne den Rahmen
der vorliegenden Erfindung zu verlassen, insbesondere was die Wahl
der elastischen Materialien betrifft. Darüber hinaus muss die Trägheitsplatte
nicht notwendigerweise aus Beton hergestellt sein, sondern sie kann zum
Beispiel durch eine Füllung
mit Kies und/oder Sand gebildet werden.
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Darüber hinaus
ist es möglich,
die Steifigkeit des schwingungsdämpfenden
Betts nicht nur in der Richtung der Schienen, sondern auch in einer
Richtung quer zu den Schienen zu regulieren, zum Beispiel in. Kurven.
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Die
Klötze 9 können von
sehr unterschiedlicher Form sein und zum Beispiel ein prismenförmiges oder
zylinderförmiges
Aussehen aufweisen.
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Obwohl 1 nur
ein einziges Eisenbahngleis darstellt, ist es möglich, die Abmessungen der Schalung 1 zu
vergrößern, um
an mehrere Eisenbahngleise angepasst werden zu können.