EP0767275A1 - Schallabsorber für einen schotterlosen Eisenbahnoberbau - Google Patents

Schallabsorber für einen schotterlosen Eisenbahnoberbau Download PDF

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EP0767275A1
EP0767275A1 EP96116035A EP96116035A EP0767275A1 EP 0767275 A1 EP0767275 A1 EP 0767275A1 EP 96116035 A EP96116035 A EP 96116035A EP 96116035 A EP96116035 A EP 96116035A EP 0767275 A1 EP0767275 A1 EP 0767275A1
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sound
layer
sound absorber
shaped bodies
openings
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Philipp Holzmann AG
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Deutsche Asphalt GmbH
Philipp Holzmann AG
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    • E01B2204/11—Embedded tracks, using prefab elements or injecting or pouring a curable material

Definitions

  • the present invention relates to a sound absorber for a ballastless railway superstructure, consisting of moldings with sound-absorbing properties arranged between and next to the rails on the supporting plate of the superstructure.
  • DE 37 36 943 C1 proposes a sound-absorbing material, such as, for example, on a supporting plate made of reinforced concrete next to and between the rails.
  • the pores of the aggregate concrete become clogged with dirt particles over time, so that there is no long-term effective drainage of the track and the sound absorption is reduced.
  • the object of the present invention is to provide a further, improved sound absorber for solid carriageways.
  • this object is achieved by means of a sound absorber of the type mentioned at the outset in that the moldings consist of a water-impermeable, load-bearing concrete layer and a sound-absorbing layer of bonded aggregate arranged above it, a large number of openings being provided, both layers or only the load-bearing concrete layer in the enforce substantially vertically, and the moldings are elastically supported on the support plate.
  • the water-impermeable load-bearing concrete layer provides the required strength and the sound-absorbing layer the desired noise reduction, the load-bearing concrete layer being interspersed with a large number of openings in order to discharge the rain or surface water that seeps through the sound-absorbing layer.
  • the elastic support decouples the molded bodies from the support plate in the low-frequency range. This avoids natural vibrations of the moldings and the associated noise emission.
  • the distance between the shaped bodies and the supporting plate can be increased by elevations, as is necessary with superimposed systems, in which case the elastic intermediate layer is arranged under the elevation surfaces.
  • the openings provided in the load-bearing concrete layer continue through the sound-absorbing layer.
  • the through openings created thereby ensure that the suction effect of high-speed trains on the moldings is significantly weakened, since air can flow in.
  • Another advantage of the through openings is that at least part of the surface water flows directly through these openings, that is, not the way through the sound absorbing Layer takes through, and that the rinsing is easier when cleaning the moldings required.
  • the openings completely penetrating the molded bodies do not reduce the sound absorption behavior of the molded bodies; on the contrary, this is even somewhat improved by the enlarged surface of the sound absorbing layer.
  • Fig. 2 shows a cross section through a solid roadway, which has a reinforced concrete slab 2, which is continuously reinforced and concreted on a hydraulically bound base layer 3.
  • a frost protection layer 4 forms the lower end of the ballastless superstructure. All layers of the superstructure are covered laterally by a ballast fill 5.
  • the rails 6 are fastened to the reinforced concrete plate 2 via individual support points 7.
  • the reinforced concrete slab 2 is covered with moldings 1 according to the invention, which are stretched over elastic plastic strips 8, e.g. Neoprene or rubber, with appropriate damping behavior are supported on it.
  • elastic plastic strips 8 e.g. Neoprene or rubber, with appropriate damping behavior are supported on it.
  • Three plastic strips 8 are provided for each molded body 1 - one at the edge and one strip 8 in the middle. The plastic strips 8 are arranged transversely to the rails in order not to hinder the water drainage below the molded body 1.
  • the molded bodies 1 consist of a water-impermeable, load-bearing concrete layer 9, which can also be reinforced, and a sound-absorbing layer 10.
  • This layer 10 can consist, for example, of aerated concrete, a mixture of aerated concrete and large-grain rubber granulate or other porous building materials.
  • the moldings 1 are manufactured as finished parts.
  • the sound-absorbing layer 10 is somewhat thicker than the load-bearing concrete layer 9.
  • care must be taken to ensure that the load-bearing concrete layer 9 must have a certain minimum thickness in order to fulfill its functions, namely to ensure the necessary strength of the molded body 1 and to load the vehicle when driving on motor vehicles.
  • the height of the load-bearing concrete layer 9 should, for example, be at least 10 cm.
  • a Shaped body 1 are arranged on the outside next to the rails 6 and two shaped bodies 1 between the rails 6, so that the entire width of the solid carriageway is covered. Only the areas directly next to the rails 6, at the individual support points 7, areas for signaling and safety-related elements and fastening points for rail earth electrodes are left free.
  • the molded bodies 1 are all constructed identically, which simplifies storage and laying. Each molded body 1 comprises several individual support points 7, their length being adapted to their grid. Of course, shorter shaped bodies 1 can also be used.
  • the molded bodies 1 each have two mounting openings 11, into which hooks etc. can be used when laying or picking up, which makes these activities easier.
  • the side surfaces of the molded bodies 1 are inclined outwards, so that the area to be kept clear next to the rails 6 can be kept very small.
  • the side faces of the molded bodies 1 facing the rails 6 are offset in order to have a not too wide gap to the rails 6 and at the same time have enough space for the base plate of the individual support points 7. This training ensures that all screws and clamps of the individual support points 7 can be viewed and replaced if necessary.
  • the longitudinal gaps 12 and transverse gaps 13 formed between them differ, as a result of which the water drainage and also the possibility of cleaning are improved.
  • the longitudinal and transverse gaps 12 and 13 there can be no blockages due to larger objects such as leaves etc. due to this gap shape which widens downwards.
  • the molded bodies 1 have a multiplicity of openings 14 with a circular cross section, which completely penetrate the molded bodies 1 as through openings.
  • these openings 14 are only shown in FIG. 1 for one of the left molded bodies. From Fig. 3 it can be seen that these openings 14, as well as the longitudinal and transverse gaps 12 and 13, diverge downward, which also counteracts blockages of these openings 14.
  • the taper of the openings 14 also facilitates the shaping of the shaped bodies 1 during manufacture, which also applies to the inclination of the side surfaces of the shaped bodies 1.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a molded body 1 according to the invention.
  • openings 14 with a likewise conical cross section are provided only in the load-bearing concrete layer 9, while the sound-absorbing layer 10 is closed. Rain or surface water seeps through the layer 10 and then flows out through the openings 14 and the gap between the underside of the molded body 1 and the reinforced concrete plate 2.
  • FIG. 5 shows an embodiment in which channels 15 are provided in the sound-absorbing layer, which in the installed position of the shaped bodies 1 extend transversely to the rails 6. These transverse channels 15 have a slope to the longitudinal gaps 12 or to the outside. Since the transverse channels 15 are quite short, part of the water flows out via the channels 14 when it rains, since it does not have enough time to infiltrate the sound-absorbing layer 10.
  • the molded body 1 is supported on two lateral edge strips 8 made of plastic.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schallabsorber für einen schotterlosen Eisenbahnoberbau, bestehend aus zwischen und neben den Schienen auf der Tragplatte des Oberbaus angeordneten Formkörpern mit schallabsorbierenden Eigenschaften. Derartige Formkörper sind aus dem Stand der Technik bekannt. Diese haben den Nachteil, daß sie in Schwingung geraten und dadurch selbst Luftschall entwickeln können. Des weiteren läßt ihre Festigkeit zu wünschen übrig. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen weiteren, verbesserten Schallabsorber für feste Fahrbahnen zur Verfügung zu stellen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels eines Schallabsorbers der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Formkörper (1) aus einer wasserundurchlässigen tragenden Betonschicht (9) und einer darüber angeordneten schallabsorbierenden Schicht (10) aus gebundenem, grobporigem Haufwerk bestehen, wobei eine Vielzahl von die Schicht (9) oder beide Schichten (9, 10) im wesentlichen vertikal durchsetzenden öffnungen (14) vorgesehen und die Formkörper (1) elastisch auf der Tragplatte (2) aufgelagert sind. <IMAGE>

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schallabsorber für einen schotterlosen Eisenbahnoberbau, bestehend aus zwischen und neben den Schienen auf der Tragplatte des Oberbaues angeordneten Formkörpern mit schallabsorbierenden Eigenschaften.
  • Bei den künftig zu erwartenden hohen Zuggeschwindigkeiten und großen Zugdichten auf den Eisenbahnfahrwegen muß eine äußerst hohe Verfügbarkeit, eine höhere Lebensdauer und eine längere Beibehaltung der Lagegenauigkeit des Gleiskörpers als bisher erreicht werden. Um diesen Anforderungen zu genügen, wurden und werden sogenannte feste Fahrbahnen entwickelt, die ein schotterloses Oberbausystem darstellen.
  • Es hat sich gezeigt, daß feste Fahrbahnen bei Zugfahrten eine deutlich höhere Schallabstrahlung aufweisen als Schotterbauten. Die Ursachen dafür liegen systembedingt in der weicheren Ankopplung der Schienen an den Stützpunkten und in der verstärkten Schallreflexion an der glatten Oberfläche der festen Fahrbahn. Im Bereich von Bebauungen sind daher effektive Lärmschutzmaßnahmen erforderlich.
  • In der DE 37 36 943 C1 wird diesbezüglich vorgeschlagen, auf einer Tragplatte aus Stahlbeton neben und zwischen den Schienen ein schallabsorbierendes Material, wie z. B. Haufwerkbeton, anzuordnen. Dieses Material absorbiert aufgrund seiner Grobporigkeit den Luftschall und ist zudem wasserdurchlässig, was für die Ableitung von Regen- bzw. Oberflächenwasser von Vorteil ist. Allerdings setzen sich die Poren des Haufwerkbetons im Laufe der Zeit mit Schmutzpartikeln zu, so daß eine wirksame Gleisentwässerung auf Dauer nicht gegeben ist und die Schallabsorption gemindert wird.
  • Weiterhin ist es nach dem Stand der Technik (DE 94 17 008.8 U1) für feste Fahrbahnen bekannt, Formkörper aus Haufwerkbeton zwischen und neben den Schienen anzuordnen. Diese Formkörper lagern, ggf. auf angeformten Füßen, direkt auf der Tragplatte der festen Fahrbahn auf. Dadurch können die Formkörper in Schwingung geraten und selbst Luftschall entwickeln.
  • Ein weiterer Nachteil dieser Lösung ist darin zu sehen, daß die Festigkeit der Formkörper aufgrund ihrer Porigkeit zu wünschen übrigläßt. Diese mangelnde Festigkeit hat zur Folge, daß die Formkörper beim Befahren der Gleise durch Kraftfahrzeuge, sei es für Reparaturzwecke oder im Rettungsfall, mit der Zeit zerstört werden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen weiteren, verbesserten Schallabsorber für feste Fahrbahnen zur Verfügung zu stellen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels eines Schallabsorbers der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Formkörper aus einer wasserundurchlässigen tragenden Betonschicht und einer darüber angeordneten schallabsorbierenden Schicht aus gebundenem Haufwerk bestehen, wobei eine Vielzahl von Öffnungen vorgesehen ist, die beide Schichten oder nur die tragende Betonschicht im wesentlichen vertikal durchsetzen, und die Formkörper elastisch auf der Tragplatte aufgelagert sind.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verbund-Formkörper bringt die wasserundurchlässige tragende Betonschicht die erforderliche Festigkeit und die schallabsorbierende Schicht die gewünschte Lärmminderung, wobei die tragende Betonschicht zur Ableitung des durch die schallabsorbierende Schicht hindurchsickernden Regen- bzw. Oberflächenwassers mit einer Vielzahl von Öffnungen durchsetzt ist.
  • Aufgrund der vorgesehenen elastischen Auflagerung der Formkörper auf der Tragplatte sind diese von letzterer etwas beabstandet, so daß das Wasser unter den Formkörpern abfließen kann. Insbesondere sorgt aber die elastische Auflagerung, für die vorzugsweise Streifen oder Flecken aus einem elastischen Kunststoff oder Filz vorgesehen sind, für eine Entkoppelung der Formkörper von der Tragplatte im Niederfrequenzbereich. Dadurch werden Eigenschwingungen der Formkörper und eine damit verbundene Lärmabstrahlung vermieden.
  • Der Abstand zwischen den Formkörpern und der Tragplatte (Beton oder Asphalt) kann durch Aufständerungen erhöht werden, wie das bei aufgelagerten Systemen notwendig ist, wobei dann die elastische Zwischenschicht unter den Aufständerungsflächen angeordnet ist.
  • Es ist von Vorteil, wenn sich die in der tragenden Betonschicht vorgesehenen öffnungen durch die schallabsorbierende Schicht hindurch fortsetzen. Die dadurch geschaffenen Durchgangsöffnungen sorgen nämlich dafür, daß die Sogwirkung von Hochgeschwindigkeitszügen auf die Formkörper wesentlich abgeschwächt wird, da Luft nachfließen kann.
  • Ein weiterer Vorteil der Durchgangsöffnungen ist darin zu sehen, daß zumindest ein Teil des Oberflächenwassers durch diese öffnungen direkt abfließt, also nicht den Weg durch die schallabsorbierende Schicht hindurch nimmt, und daß das Spülen bei erforderlicher Reinigung der Formkörper erleichtert wird.
  • Die die Formkörper völlig durchsetzenden Öffnungen mindern das Schallschluckverhalten der Formkörper nicht; im Gegenteil, dieses wird sogar durch die vergrößerte Oberfläche der schallabsorbierenden Schicht noch etwas verbessert.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine Draufsicht auf eine Gleistrasse mit verlegten erfindungsgemäßen Formkörpern,
    Fig. 2
    einen Schnitt II-II durch die in Fig. 1 dargestellte Draufsicht,
    Fig. 3
    einen Querschnitt durch einen Formkörper gemäß der Darstellung in der rechten Bildhälfte von Fig. 2 mit sich nach unten konisch erweiternden Durchgangsöffnungen,
    Fig. 4
    eine Darstellung analog Fig. 3 mit sich konisch nach unten erweiternden Öffnungen nur in der tragenden Betonschicht, und
    Fig. 5
    einen Querschnitt durch einen gegenüber den Formkörpern gemäß Fig. 1 verkürzten Formkörper parallel zu den Schienen.
  • Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine feste Fahrbahn, welche eine Stahlbetonplatte 2 aufweist, die auf einer hydraulisch gebundenen Tragschicht 3 durchlaufend bewehrt und betoniert wird. Den unteren Abschluß des schotterlosen Oberbaues bildet eine Frostschutzschicht 4. Alle Schichten des Oberbaues sind seitlich durch eine Schotteraufschüttung 5 abgedeckt. Die Schienen 6 sind über Einzelstützpunkte 7 auf der Stahlbetonplatte 2 befestigt.
  • Die Stahlbetonplatte 2 ist mit erfindungsgemäßen Formkörpern 1 abgedeckt, die über elastische Kunststoffstreifen 8, z.B. Neopren oder Kautschuk, mit entsprechendem Dämpfungsverhalten auf dieser aufgelagert sind. Je Formkörper 1 sind drei Kunststoffstreifen 8 vorgesehen - je einer am Rand und ein Streifen 8 in der Mitte. Die Kunststoffstreifen 8 sind quer zu den Schienen angeordnet, um den Wasserabfluß unterhalb der Formkörper 1 nicht zu behindern.
  • Die Formkörper 1 bestehen aus einer wasserundurchlässigen tragenden Betonschicht 9, die auch armiert sein kann, und einer schallabsorbierenden Schicht 10. Diese Schicht 10 kann beispielsweise aus Porenbeton, einer Mischung aus Porenbeton und großkörnigem Gummigranulat oder anderen porigen Baustoffen bestehen. Die Formkörper 1 werden als Fertigteile hergestellt.
  • Aus den Figuren geht hervor, daß die schallabsorbierende Schicht 10 etwas stärker als die tragende Betonschicht 9 ausgeführt ist. Bei der Dimensionierung der Schichtstärken ist darauf zu achten, daß die tragende Betonschicht 9 zur Erfüllung ihrer Funktionen, nämlich für die nötige Festigkeit der Formkörper 1 und beim Befahren mit Kraftfahrzeugen für die Lastaufnahme zu sorgen, eine gewisse Mindeststärke aufweisen muß. Bei einer Formkörperhöhe von ca. 23 cm sollte die Höhe der tragenden Betonschicht 9 beispielsweise wenigstens 10 cm betragen.
  • Aus den Figuren 1 und 2 ist ersichtlich, daß jeweils ein Formkörper 1 außen neben den Schienen 6 und zwei Formkörper 1 zwischen den Schienen 6 angeordnet sind, so daß die gesamte Breite der festen Fahrbahn abgedeckt ist. Nur die Bereiche unmittelbar neben den Schienen 6, an den Einzelstützpunkten 7, Bereiche für Signal- und sicherungstechnische Elemente sowie Befestigungspunkte für Schienenerder werden freigelassen.
  • Die Formkörper 1 sind alle völlig identisch aufgebaut, wodurch sich die Lagerhaltung und auch das Verlegen vereinfacht. Jeder Formkörper 1 umfaßt mehrere Einzelstützpunkte 7, wobei ihre Länge an deren Raster angepaßt ist. Natürlich können auch kürzere Formkörper 1 verwendet werden.
  • Des weiteren weisen die Formkörper 1 jeweils zwei Montageöffnungen 11 auf, in die mit Haken etc. beim Verlegen oder Aufnehmen eingegriffen werden kann, wodurch diese Tätigkeiten erleichtert werden.
  • Die Seitenflächen der Formkörper 1 sind nach außen geneigt, so daß der unmittelbar neben den Schienen 6 freizuhaltende Bereich sehr klein gehalten werden kann. Im Bereich der Einzelstützpunkte 7 sind die den Schienen 6 zugewandten Seitenflächen der Formkörper 1 versetzt, um auch hier einen nicht allzu breiten Spalt zu den Schienen 6 und gleichzeitig genügend Platz für die Grundplatte der Einzelstützpunkte 7 zu haben. Diese Ausbildung gewährleistet, daß alle Schrauben und Spannklemmen der Einzelstützpunkte 7 eingesehen und ggf. ausgetauscht werden können.
  • Aufgrund der geneigten Seitenflächen der Formkörper 1 differgieren die zwischen ihnen gebildeten Längsspalte 12 und Querspalte 13, wodurch der Wasserabfluß und auch die Reinigungsmöglichkeit verbessert wird. Insbesondere kann es in den Längs- und Querspalten 12 bzw. 13 aufgrund dieser sich nach unten erweiternden Spaltform zu keinen Verstopfungen durch größere Gegenstände, wie Laub etc. kommen.
  • In den in den Figuren 1, 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen weisen die Formkörper 1 eine Vielzahl von öffnungen 14 mit kreisrundem Querschnitt auf, die die Formkörper 1 als Durchgangsöffnungen vollständig durchsetzen. Der Einfachheit halber sind diese Öffnungen 14 in Fig. 1 nur bei einem der linken Formkörper dargestellt. Aus Fig. 3 geht hervor, daß diese Öffnungen 14 wie auch die Längs- und Querspalte 12 bzw. 13, nach unten divergieren, wodurch ebenfalls Verstopfungen dieser Öffnungen 14 entgegengewirkt wird. Die Konizität der Öffnungen 14 erleichtert zudem das Ausformen der Formkörper 1 bei der Herstellung, was im übrigen auch auf die Neigung der Seitenflächen der Formkörper 1 zutrifft.
  • In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Formkörpers 1 dargestellt. Hier sind nur in der tragenden Betonschicht 9 Öffnungen 14 mit ebenfalls konischem Querschnitt vorgesehen, während die schallabsorbierende Schicht 10 geschlossen ist. Regen- oder Oberflächenwasser durchsickert die Schicht 10 und fließt dann über die Öffnungen 14 und den Spalt zwischen der Unterseite der Formkörper 1 und der Stahlbetonplatte 2 ab.
  • Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der in der schallabsorbierenden Schicht 10 Rinnen 15 vorgesehen sind, die sich in Einbaulage der Formkörper 1 quer zu den Schienen 6 erstrecken. Diese Querrinnen 15 weisen ein Gefälle zu den Längsspalten 12 bzw. nach außen auf. Da die Querrinnen 15 recht kurz sind, fließt bei Regen ein Teil des Wassers über die Rinnen 14 ab, da es nicht genügend Zeit hat, in die schallabsorbierende Schicht 10 einzusickern. Der Formkörper 1 ist bei diesem Ausführungsbeispiel auf zwei seitlichen Randstreifen 8 aus Kunststoff gelagert.

Claims (5)

  1. Schallabsorber für einen schotterlosen Eisenbahnoberbau, bestehend aus zwischen und neben den Schienen auf der Tragplatte des Oberbaues angeordneten Formkörpern mit schallabsorbierenden Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (1) aus einer wasserundurchlässigen tragenden Betonschicht (9) und einer darüber angeordneten schallabsorbierenden Schicht (10) aus gebundenem, grobporigem Haufwerk bestehen, wobei eine Vielzahl von die Schicht (9) oder beide Schichten (9, 10) im wesentlichen vertikal durchsetzenden Öffnungen (14) vorgesehen und die Formkörper (1) elastisch auf der Tragplatte (2) aufgelagert sind.
  2. Schallabsorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Auflagerung aus zwischen den Formkörpern (1) und der Tragplatte (2) angeordneten Streifen (8) oder Flecken aus einem elastischen Kunststoff, insbesondere Neopren, oder aus Filz besteht.
  3. Schallabsorber nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen der Formkörper (1) nach außen geneigt sind, derart, daß die Unterseite der Formkörper (1) kleiner ist als deren Oberseite.
  4. Schallabsorber nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schallabsorbierende Schicht (10) an ihrer Oberfläche Querrinnen (15) aufweist, und nur die tragende Betonschicht (9) mit Öffnungen (14) versehen ist.
  5. Schallabsorber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Querrinnen (15) ein Gefälle aufweisen.
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