EP0709522B1

EP0709522B1 - Verfahren zum Herstellen eines schotterlosen Gleisoberbaus und ein nach dem Verfahren hergestellter Gleisoberbau

Info

Publication number: EP0709522B1
Application number: EP94115075A
Authority: EP
Inventors: Rudolf Gerlach; Ralf Dr. Walter; Bernhard Schad
Original assignee: Walter Bau AG
Current assignee: Walter Bau AG
Priority date: 1994-09-24
Filing date: 1994-09-24
Publication date: 1996-12-04
Anticipated expiration: 2014-09-24
Also published as: ATE145951T1; ES2097597T3; EP0709522A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines schotterlosen Gleisoberbaus nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein nach dem Verfahren hergestellter Gleisoberbau.
Schotterlose Gleisoberbauten werden bei Hochgeschwindigkeitsstrecken eingesetzt. Bei Hochgeschwindigkeitszügen tritt das Phänomen auf, daß vom Zug dynamische Beanspruchungen auf Gleis und Schwellen im Bereich vor dem fahrenden Zug wirken, die bestrebt sind, Gleis und Schwellen anzuheben. Dies wird als _"Pumpen" oder _"Reiten" des Gleisrostes bezeichnet.
Damit die auf den Gleisrost wirkenden Längs- und Querkräfte vom Unterbau aufgenommen werden, ist es bekannt, die Schwellen mit dem Unterbau starr zu verbinden. Dies kann durch Verdübeln, Verschrauben oder Verkleben der Schwellen mit dem Unterbau oder durch Einbetonieren der Schwellen in den Unterbau erfolgen. Beispiele des Verdübelns und Verschraubens sind in der DE-A-26 59 161 gezeigt. Diese starren Verbindungen zwischen Unterbau und Schwellen sind infolge der dynamischen Beanspruchungen problematisch. Eine relativ rasche Zerstörung des Verbunds Unterbau-Schwelle ist die Folge. Die durch die dynamischen Beanspruchungen hervorgerufenen Schwingungen werden ungedämpft auf den Unterbau und auf den fahrenden Zug übertragen.
Ein solches Verfahren der eingangs genannten Art ist der DE 41 13 566 A1 entnehmbar. Hierbei wird auf einem aus Beton bestehenden Unterbau eine Asphalttragschicht aufgebracht, die im Bereich der Schwellenmitte eine Rinne aufweist. In diese Rinne wird ein aus Asphaltmaterial bestehender Querkraftsockel eingebunden, der über die Oberfläche der Asphalttragschicht übersteht. Dieser überstehende Teil des Querkraftsockels greift in eine Ausnehmung im mittleren Bereich der Monoblockschwellen ein und nimmt damit die auf die Schwellen wirkenden Querkräfte auf.
Hierdurch wird erreicht, daß Querkräfte vom Querkraftsockel aufgenommen werden, andererseits ein Pumpen oder Reiten des Gleisrostes ermöglicht wird. Erforderlich ist jedoch, daß der Querkraftsockel spielfrei in die Ausnehmung an der Unterseite der Schwelle eingreift, so daß es erforderlich ist, den Querkraftsockel und diese Ausnehmung sehr paßgenau herzustellen. Bei diesem Verfahren ist es wohl möglich, daß Querkräfte vom Unterbau aufgenommen werden, problematisch ist jedoch das Verhalten bei auf den Gleisrost wirkenden Längskräften. Diese Längskräfte können lediglich über den Reibungsschluß zwischen Schwellen und Unterbau von diesem aufgenommen werden, der jedoch aufgehoben ist, wenn infolge des Pumpens des Gleisrostes die Schwellen vom Unterbau abheben.
Es besteht die Aufgabe, das eingangs genannte Verfahren so auszubilden, daß eine paßgenaue und verschleißfreie Verankerung der Schwellen sich ergibt.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und ein schotterloser Gleisoberbau sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Zwei Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen mittigen Vertikalschnitt durch einen schotterlosen Gleisoberbau,
Fig. 2 ein Detail im Bereich der Verdübelung,
Fig. 3 einen der Figur 1 entsprechenden Schnitt und
Fig. 4 ein Detail im Bereich der Verschraubung.

Auf eine Frostschutzschicht 1 wird mittels eines herkömmlichen Asphalt-Straßenfertigers eine unarmierte Walzbetonschicht 2 in einer Dicke bis zu 250 mm aufgebracht. Auf diese Walzbetonschicht 2 wird ebenfalls mittels eines Straßenfertigers eine mehrlagige Asphalttragschicht 3 aufgebracht, deren oberste Schicht 3A aus Asphaltbeton besteht. Die Dicke dieser mehrlagigen Asphalttragschicht beträgt ebenfalls bis zu 250 mm.
Auf dieser Asphalttragschicht 3 werden nunmehr die aus Beton bestehenden Monoblockschwellen 5 verlegt. Diese Betonschwellen weisen mittig an ihrer Unterseite eine über die gesamte Breite der Schwelle 5 sich erstreckende Ausnehmung 4 auf, so daß beidseits der Ausnehmung 4 Auflageflächen 6 entstehen. Zwischen diesen Auflageflächen 6 und der Asphaltbetonschicht 3A wird ein Geotextil 7 verlegt.
Im Bereich der Ausnehmung 4 ist mittig zur Längs- und Querabmessung der Schwelle eine Durchgangsbohrung 8 angebracht. Diese Bohrung 8 dient als Lehre für eine in die Asphaltschicht 3 und die Walzbetonschicht 2 mittels eines Bohrers einzubringende Sackbohrung 9. Die Sackbohrung 9 wird anschließend vom Bohrmehl gereinigt. In diese Sackbohrung 9 werden über die Bohrung 8 ein Kleber eingebracht, der zuvor aus den beiden Komponenten eines Zweikomponentenklebers gemischt wurde. Es ist auch möglich, in die Sackbohrung 9 einen die beiden Komponenten enthaltende Kartusche einzubringen, deren Komponenten sich vermischen, wenn die Kartusche durchstoßen wird. In die Schwellenbohrung 9 wird nunmehr eine einen Bund 12 aufweisende Distanz- und Gleitbuchse 11 eingeführt, welche kraftschlüssig und toleranzfrei an der Wand der Bohrung 8 anliegt und sich bis zur Oberkante der Ausnehmung 4 erstreckt. Durch diese Buchse 11 wird dann ein Dübel 13 in die Sackbohrung 9 eingedrückt, der, wenn er in der Sackbohrung 9 eingesetzt ist, geringfügig über die Oberkante der Bohrung 8 übersteht. Beim Eindrücken des Dübels 13 in die Sackbohrung 9 steigt der Kleber nach oben und füllt den Spalt zwischen Sackbohrung 9 und Dübel 13 aus. Die Menge des Klebers wird so gewählt, daß er aus der Sackbohrung oben austritt. Alternativ ist es auch möglich, in die Sackbohrung eine die zwei Komponenten des Klebers enthaltende Kartusche 10 einzusetzen. Beim Eindrücken des Dübels wird die Klebekartusche gesprengt, so daß sich die beiden Komponenten des Klebers miteinander mischen und dadurch der Kleber abbindet.
Die Ausfachung zwischen den einzelnen Spannbetonschwellen des Gleisrostes erfolgt mit zement- oder bitumengebundenem, schallabsorbierenden Material, z.B. mit einem Einkornbeton. Dieses Material 14 wird auch seitlich an die Schwellen 5 und die Schichten 2, 3 angeschüttet, wie dies die Figuren 1 und 3 zeigen.
Nachfolgend wird die Verfahrensvariante nach Figur 2 erläutert, wobei lediglich die Unterschiede in Bezug auf das Verfahren nach Figur 1 behandelt werden.
Anstelle der Walzbetonschicht 2 findet nunmehr eine HGT- hydraulisch gebundene Tragschicht 15 Verwendung. In die mit der Kartusche gefüllte Sackbohrung 9 wird anstelle eines Dübels 13 ein Gewindestab 16 eingebracht. Dieser Gewindestab 16 steht über das obere Ende der Bohrung 8 über. Auf dieses überstehende Ende wird eine flache Beilagescheibe 17 und eine Tellerfederscheibe 18 aufgesetzt und sodann eine Hutmutter 19 aufgeschraubt. Die Tellerfederscheibe 18 ermöglicht eine Vertikalbewegung der Schwelle.
Die Merkmale der beiden Verfahrensvarianten sind untereinander austauschbar, d.h. der Dübel kann auch bei einer Tragschicht 15 und der Gewindestab bei einer Walzbetonschicht 2 Verwendung finden. Bei Verwendung eines Gewindestabs ist es auch möglich, einen Kleber in die Sackbohrung einzufüllen.
Den Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß die Schwelle bei dynamischen Beanspruchungen gegenüber Dübel bzw. Gewindestab nach oben ausweichen kann, seitlich jedoch einwandfrei geführt ist. Damit ist ein Pumpen des Gleisrostes möglich, d.h. die Schwellen können nach oben ausweichen. Quer- und Längskräfte, die auf den Gleisrost wirken, werden dagegen von Dübel 13 bzw. Gewindestab 16 aufgenommen und in den Unterbau eingeleitet.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines schotterlosen Gleisoberbaus, bei dem auf einem aus Beton bestehenden Unterbau eine Asphalttragschicht (3) aufgebracht wird und darauf Monoblockschwellen (5) verlegt werden, die an ihrer Unterseite mittig mit einer Ausnehmung (4) versehen sind und beidseits dieser Ausnehmung (4) auf der Asphalttragschicht (3) aufliegen und die gegen Querkräfte gesichert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellen (5) mittig mit einer Bohrung (8) versehen werden, nach dem Verlegen der jeweiligen Schwelle (5) über diese Bohrung (8) eine weitere Bohrung bis zum Unterbau als Sackbohrung (9) hergestellt wird, in diese Sackbohrung (9) ein Kleber eingebracht und danach ein die Bohrungen (8, 9) durchdringendes Befestigungsteil in die Sackbohrung (9) eingetrieben wird, zu dem die Wand der einen Bohrung (8) in Richtung der Bohrungsachse verschiebbar ist, jedoch gegen diese Wand anliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kleber ein Zweikomponentenkleber in die Sackbohrung (9) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine die zwei Komponenten des Klebers enthaltende Kartusche (10) in die Sackbohrung (9) eingebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Eintreiben des Befestigungsteils in die Schwellenbohrung (8) eine Gleit- und Distanzbuchse (11) eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus Kunststoff bestehende Distanzbuchse (11) eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Auflageflächen (6) der Schwellen (5) und der Asphalttragschicht (3) ein Geotextil (7) auf die Asphalttragschicht (3) aufgelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellen (5) mit einem zement- oder bitumengebundenem, schallabsorbierenden Material umgeben werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen benachbarten Schwellen (5) mit diesem Material ausgefacht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Klebers ausreichend ist, um den gesamten Spalt zwischen Sackbohrung (9) und Befestigungsteil auszufüllen und am Ende des Eintreibens des Befestigungsteils der Kleber oben aus der Sackbohrung (9) austritt.
Schotterloser Gleisoberbau mit einem Unterbau, einer darauf aufgebrachten Asphalttragschicht (3) und darauf verlegten Monoblockschwellen (5), die an ihrer Unterseite mittig mit einer Ausnehmung (4) versehen sind und beidseits dieser Ausnehmung (4) auf der Asphalttragschicht (3) aufliegen und die gegen Querkräfte gesichert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellen (5) mittig eine vertikale Bohrung (8) aufweisen, fluchtend zu dieser Bohrung (8) eine in den Unterbau reichende Sackbohrung (9) vorgesehen ist, in die Bohrungen (8, 9) ein Befestigungsteil eingesetzt ist, das mit der Sackbohrung (9) verklebt ist und zu dem die Wand der einen Bohrung (8) in Richtung der Bohrungsachse verschiebbar ist, jedoch gegen diese Wand anliegt.
Schotterloser Gleisoberbau nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil ein Dübel (13) ist, der über der Schwelle (5) übersteht und an dem die Schwellenbohrung (8) gleitend geführt ist.
Schotterloser Gleisoberbau nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil ein Gewindestab (16) ist, der über die Schwelle (5) übersteht und an dem die Schwellenbohrung (8) gleitend geführt ist.
Schotterloser Gleisoberbau nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Gewindestab (16) eine Mutter aufgeschraubt ist und zwischen der Schwelle (5) und der Mutter eine Federscheibe (18) eingesetzt ist.
Schotterloser Gleisoberbau nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Federscheibe (18) eine Beilagescheibe (17) angeordnet ist.
Schotterloser Gleisoberbau nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in die Schwellenbohrung (8) eine Gleit- und Distanzbuchse (11) eingesetzt ist, die einen Bund (12) aufweist.
Schotterloser Gleisoberbau nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in die Schwellenbohrung (8) eine Gleit- und Distanzbuchse (11) eingesetzt ist, die an der Oberkante der Ausnehmung (4) endet.