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Eisenbahnschwelle aus Stahlbeton Eisenbahnschwellen aus Stahlbeton
sind bereits in verschiedensten Ausbildungen bekannt. Neben Schwellen mit einer
schlaffen Bewehrung kennt man auch Schwellen mit Stahleinlagen, die parallel zur
Schwellenachse verlaufen und aus dünnen Drähten von besonders hoher Festigkeit bestehen,
welche die ihnen in einem Spannbett erteilten Vorspannkräfte durch Haftung auf den
Beton übertragen. Wenn man als Bewehrung glatte, dünne Drähte verwendet, so ist
die Haftung oft ungenügend. Zahlreiche bekannte Vorschläge, um die Haftfestigkeit
durch eine besondere Behandlung der Oberfläche der Drahtbewehrungen zu vergrößern,
ergaben zwar gewisse Verbesserungen, waren aber gleichzeitig mit einer Verteüerühg
der Ilerstellutig verbunden, die unter Umständen die Wirtschaftlichkeit einer Eisenbahnschwelle
aus Stahlbeton in Frage stellte.
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Gleiche Erwägungen gelten für d,ie verschiedenen Maßnahmen, die ebenfalls
bereits bekanntgeworden sind, um eine zuverlässige Übertragung der Vorspannkräfte
durch eine besondere, an den beiden Schwellenenden erfolgende Verankerung der Bewehrung
zu erzwingen. Abgesehen davon, daß Vorschläge dieser Art im Vergleich zum sogenannten
Stahlsaitenbeton einen größeren Stahlaufwand bedingen, entstehen durch besondere
Verankerungen der Bewehrung an den beiden Enden der Schwelle
zusätzliche
Kosten, die bei einer Massenanfertigung unter Umständen erheblich ins Gewicht fallen.
Abgesehen hiervon bleibt der Nachteil bestehen, daß zur Erzeugung der Vorspa-nnkräfte
besonders ausgebildete, vor allem verstärkte Schalungen benötigt werden, oder daß
ein besonderes Spannbett zur Verfügung stehen muß, wobei die auf diesem Spannbett
erzeugten Vorspannkräfte erst nach dem Erhärten des Betons in diesen übergeleitet
werden.
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Man kennt schließlich auch Eisenbahnschwellen aus Stahlbeton, bei
welchen die zunächst schlaff eingelegten Bewehrungen erst nach dem Erhärten d=es
Betons unter Spannung gesetzt werden. In diesem Zusammenhang hat vor allem ein Vorschlag
praktische Bedeutung gewonnen, bei. welchem der Schwelle ein Bündel von Drähten
aus Stahl hoher Streckgrenze eingefügt wird, wobei der einzelne Draht dieses Bündels
schlaufenförmig in Form eines endlosen Linienzuges ausgebildet ist. Die Drähte werden
vor der Betonierung mit Bitumen bestrichen und in dieser Form in den Schwellenkörper
eingebettet. Die Schwelle ist in der Mitte geteilt, wodurch eine Streckfuge gebildet
wird. Nach dem Erhärten des Betons werden die beiden Schwellenhälften mit Hilfe
von hydraulischen Pressen, die außen an, den Schwellenhälften angreifen, auseinandergezogen.
Dadurch kommen die eingebrachten Drahtbündel in Spannung, die durch nachträgliches
Ausbetonieren der Lücke in Schwellenmitte auf der gewünschten Höhe gehalten wird.
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Obwohl eine derartige Ausbildung einer Eisenbahnschw-elle aus Stahlbeton
den einleitend behandelten Schwellenkonstruktionen in gewissen Punkten überlegen
ist, haben die mit Schwellen dieser Art gewonnenen praktischen. Erfahrungen nicht
voll befriedigt.
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Bei einer Eisenbahnschwelle spielt neben der statischen Beanspruchung
die dynamische Beanspruchung eine wesentliche Rolle. Letztere entsteht beim raschen
Herunterdrücken der Schwelle unter der über sie rollenden Last. Unter dem Einfluß
der Massenträgheit treten irr der Schwelle bestimmte Biegebeanspruchungen mit Zugbeanspruchungen
auf der Unterseite der Schwelle unter den Schienen und Zugbeanspruchungen auf der
Oberseite der Schwelle in der Mitte zwischen den Schienen auf. Dazwischen liegen
Punkte ohne Biegebeanspruchung. Dadurch, daß bei dem bekannten Vorschlag der Schwellenkörper
in der Mitte unterteilt ist und die mit irgendeinem Material ausgefüllte Streckfuge
B4egezugspannungen keinesfalls sicher übertragen kann, entsteht ein schwacher Punkt,
der .die Sicherheit der Schwelle gefährdet und ihre Lebensdauer verkürzt.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß gerade diese Art von.
vorbekannten Eisenbahnschwellen aus Stahlbeton anderen Bauarten, die ebenfalls mit
Vorspannung arbeiten, aus verschiedenen Gründen überlegen, ist, wenn es, gelingt,
den obenerwähnten Nachteil zu beseitigen. Dies wird erfindungsgemäß in erster Linie
dadurch erreicht, daß die erwähnte Streckfuge aus der Mitte zwischen den beiden
Schienenauflagen an einen der beiden Punkte verlegt wird, in welchem die aus den
Biegebeanspruchungen resultierenden Momente- einen Nullwert oder einen Null tunlichst
nahekommenden Wert annehmen.
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Die Erfindung verbessert gleichzeitig eine Eisenbahnschwelle aus Stahlbeton
auch noch nach einer anderen Richtung.
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Bei dem bekannten Vorschlag, von dem die Erfindung ausgeht, ergeben
sich aus der Verwendung von schlaufenförmigen Drahtbündeln Schwierigkeiten in bezug
auf die «'irtschaftlichkeit der Hersbellung. Drähte, die hohe V orspanakräfte aufnehmen
müssen, sind bekanntlich wesentlich teurer als Rundeisen und Flachstähle, deren
Streckgrenze nur 6o bis 65 kg/mm2 1r,-trägt. @\'eiterhin bereiten die Formgebung
wrid das Durcheinanderflechten einer Vielzahl von vergleichsweise dünnen Drähten
bei einer Massenfertigung, mit der bei Eisenbahnschwellen von vornheriii zti rechnen
ist, erhebliche Schwierigkeiten.
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Bei dem bekannten Vorschlag, von dem die Erfindung ausgeht, ist es
nicht möglich, diesen Schwierigkeiten etwa dadurch zu begegnen, daß man statt der
Vielzahl von einzelnen schlaufenartig gewundenen Drähten nur wenige, dafür aber
entsprechend stärker dimensionierte l>ewelirtingen benutzt. In diesem Fall würden
nämlich die auf den Innenseiten der Schlaufen zwischen Beton und Draht entstehenden
LochleibungsdrückeWerte annehmen, die nicht vertretbar wären.
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Demgegenüber schlägt dies Erfindung vor, als Bewehrung ein zu einem
in sich geschlossenen Linienzug aus zwei ini wesentlichen geradlinig verlaufenden
Ästen und aus z,N-ci diese verbindenden Halbkreise verformtes Band aus Flachstahl
zu benutzen. Dadurch treten wesentliche Ersparnisse und Vereinfachungen bei der
Herstellung der Schwelle ein, insbesondere wenn inan sich vergegenwärtigt, daß bei
der Herstellung von Eisenbahnschwellen den Grundsätzen einer ausgesprochenen Massenfertigung
Rechnung getragen werden muß.
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Schließlich besteht ein weiterer Vorschlag der Erfindung darin, das
Auseinanderpressen, der beiden durch die erwähnte Streckfuge voneinander getrennten
Schwellenteile mit Hilfe einer Presse erfolgen zu lassen, die im Gegensatz zu den
bekannten Vorschlägen nicht außen an den Schwellenteilen angreift, sondern die in
Aussparungen eingesetzt wird, die im Bereich der Streckfuge im Betonkörper der Schwellenteile
vorgesehen sind.
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Weitere Merkmale der Erfindung und Einzelheiten der durch sie erzielten
Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles der neuen Eisenbahnschwelle aus Stahlbeton.
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Fig. i ist eine Seitenansicht der Schwelle, Fig. 2 eine Draufsicht;
Fig. 3 gibt einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. i und Fig.4 einen Schnitt
nach der Linie IV-IV der Fig. i, beide in vergrößertem Maßstab wieder. Der Betonkörper
der Schwelle ist durch eine mit i bezeichnete Streckfugie in die beiden Schwellenteile
2
und 3 unterteilt. Beim Ausführungsbeispiel ist die Streckfuge i nach links an denjenigen
Punkt verlegt, in welchem die aus den Biegebeanspruchungen der Schwelle resultierenden
Momente einen Nullwert oder einen Null ziemlich nahekommenden Wert annehmen. Die
Unterteilung erfolgt durch Einfügen einer dünnen Stahlblecheinlage in die Schalung.
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Als Bewehrung des Schwellenkörpers dient ein Band aus Flachstahl,
das zu einem in sich geschlossenen Linienzug verformt ist und aus den beiden im
Ausführungsbeispiel geradlinig verlaufenden Ästen .4, 5 und zwei diese verbindenden
Halbkreisen 6, 7 besteht. Die beiden Äste 4 und 5 der Einlage können statt wie beim
Ausführungsbeispiel geradlinig auch so gekrümmt verlaufen, daß sie sich den Außenformen
der Betonkörper der Schwellenteile 2, 3, die meist nicht von geraden Linien begrenzt
sind, anpassen, so daß der Abstand der Einlage von der Außen Nvand der Schwelle,
also d-ie sogenannte Iktonüherdeckung, an allen Stellen gleich groß ist.
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Im Bereich der Streckfuge i ist der Betonkörper der beiden Schwellenteile
2 und 3 mit einer Aussparung 8 versehen, die durch Einfügen eines entsprechend gestalteten
Blechkastens in die Schalungsform hergestellt wird. Diese Aussparung dient zur Aufnahme
der in Fig.3 mit 9 bezeichneten Presse, %%elche nach dem Erhärten des Betons eingefügt
wird, um die beiden Schwellenteile 2 und 3 auseinanderzupressen. Dadurch wird dem
Stahlband eine Vorspannung von meßbarer Größe erteilt die durch nachträgliches Ausbetonieren
der Streckfuge i auf der gewünschten Höhe gehalten wird. Die zur Aufnahme der Presse
dienende Aussparung 8 kann nachträglich durch einen Betonpfropfen ausgefüllt werden.