EP3938578B1 - Verfahren zum verdichten eines schotterbettes eines gleises - Google Patents

Verfahren zum verdichten eines schotterbettes eines gleises Download PDF

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EP3938578B1
EP3938578B1 EP20705332.3A EP20705332A EP3938578B1 EP 3938578 B1 EP3938578 B1 EP 3938578B1 EP 20705332 A EP20705332 A EP 20705332A EP 3938578 B1 EP3938578 B1 EP 3938578B1
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EP
European Patent Office
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track
ballast
tamping
compaction step
layer
Prior art date
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EP20705332.3A
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EP3938578C0 (de
EP3938578A1 (de
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Gerard Lintz
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Plasser und Theurer Export Von Bahnbaumaschinen GmbH
Original Assignee
Plasser und Theurer Export Von Bahnbaumaschinen GmbH
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    • E01B27/12—Packing sleepers, with or without concurrent work on the track; Compacting track-carrying ballast
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    • E01B27/16—Sleeper-tamping machines
    • E01B27/17—Sleeper-tamping machines combined with means for lifting, levelling or slewing the track
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B2203/00—Devices for working the railway-superstructure
    • E01B2203/12—Tamping devices

Definitions

  • the invention relates to a method for layer-by-layer compacting of a ballast bed of a track by means of a track-laying machine moving on the track, wherein ballast located below sleepers of the track is compacted in at least two layers one above the other by compacting a lower layer of ballast in a first compaction step and then in In a second compaction step, an upper layer of ballast lying above the lower layer of ballast is compacted by a tamping process, the lower layer of ballast and the upper layer of ballast being introduced together into the track before compaction.
  • a generic method is known with which a ballast bed of a track is compacted in layers.
  • a compaction unit is used in which horizontally aligned compaction plates are lowered between sleepers on the track. There, the compaction plates press on an exposed lower layer of gravel and compact it. An upper layer of gravel is then applied and compacted using a tamping process. In this way, gravel is gradually placed, leveled and compacted under the raised track.
  • a generic method for compacting a ballast bed in layers has also become known.
  • the invention is based on the object of specifying a method for compacting a ballast bed in layers that is simplified compared to the prior art.
  • ballast grains are simply set into vibration by lowering vibrating tamping picks of a tamping unit arranged on the track-laying machine in such a way that tamping pick plates arranged at the free ends of the tamping picks penetrate into the lower ballast layer and remain there for a predetermined period of time are held in position vibratingly, and that only in the second compaction step is there a side movement and gravel grains are set in vibration and moved by the vibrating tamping picks with the tamping pick plates penetrating the upper layer of gravel and being positioned relative to one another. It is important that there is no additional movement during the first compaction step. The structure of the gravel grains is compacted but not displaced.
  • the structure of the gravel grains in the upper layer is compacted and displaced during the second compaction step. This results in consistently good compaction for the entire layer of gravel below the sleepers.
  • the present invention is particularly useful in the area of switches because the simultaneous introduction of the ballast layers reduces the technical effort.
  • ballast is added to the track between the first and second compaction steps. This additional gravel is initially deposited between and on the sleepers. During the second compaction step, the volume changes in the ballast layers resulting from ballast compaction are compensated for.
  • An advantageous development of the invention provides that during the second compaction step the track is held in a desired position by means of a lifting/straightening unit. In this way, the track position is corrected. This occurs during a lifting process below the Threshold cavities. The provision of vibrating tamping picks causes gravel to be moved into these cavities.
  • the lower layer of gravel and the upper layer of gravel are placed with a total layer height of at least 200 mm.
  • the lower and upper gravel layers each reach a height of approximately 100 mm. At these layer heights, the present method delivers particularly good compaction results.
  • the tamping pick plates penetrate completely into the lower gravel layer to at least 100 mm below the lower edge of the sleeper. This ensures that the entire compaction energy acts on the gravel grains of the lower gravel layer.
  • a further improvement to the first compaction step provides that the vibrating tamping picks are held in position in the lowered state for a period of between 1 second and 2 seconds. The duration of action of the vibrating tamping picks is then sufficient to optimally compact the gravel structure in the lower gravel layer.
  • the tamping picks vibrate at a frequency in the range of 35Hz to 45Hz during the first compaction step. This frequency range delivers the best compaction results.
  • the darning picks vibrate at a higher frequency during penetration than in the lowered position.
  • the gravel vibrated at a higher frequency has a lower penetration resistance.
  • the ballast bed is compacted after the second compaction step in a further compaction process using a stabilization unit.
  • the stabilization process shakes the track grid consisting of sleepers and rails into the ballast bed. This anticipates any settlement of the track grate that may occur after the tamping process. Immediately after such processing, driving on the track at a higher speed is permitted.
  • the method is particularly effective when the track-laying machine is operated in conjunction with a cleaning machine and when the lower layer of ballast and the upper layer of ballast are introduced using a discharge device arranged on the cleaning machine.
  • the result of processing using the cleaning machine is a soft gravel bed that is continuously compacted in the two compaction steps.
  • Track construction machine 1 shown can be moved on rails 3 of a track 4 by means of rail chassis 2.
  • the rails 3 are fastened to sleepers 6 stored in a ballast bed 5.
  • the track construction machine 1 includes a tamping unit 7.
  • a lifting/straightening unit 8 and a measuring system 9 are arranged for track position correction.
  • the present tamping unit 7 has longer tamping picks 10.
  • the tamping picks 10 are arranged opposite each other in order to penetrate into the ballast bed 5 on both sides of a threshold 6 during a compaction step.
  • the opposing tamping picks 10 with associated swivel arms 11 are mounted on a height-adjustable tool carrier 12.
  • a hydraulic cylinder for example, serves as the height actuator 13.
  • the swivel arms 11 arranged like pliers are coupled to a vibration generator 15 via a respective supporting cylinder 14.
  • This vibration generator 15 includes, for example, a rotatingly driven eccentric shaft.
  • the respective auxiliary cylinder 14 is connected on the one hand to the eccentric shaft and on the other hand to an upper end of the associated pivot arm 11.
  • the respective additional cylinder only serves as a rigid transmission element.
  • the eccentricity of the eccentric shaft results in a vibration amplitude at the free end of the associated tamping pick 10.
  • a tamping pick plate 16 is arranged there at the end of a narrow tamping pick shaft. The respective tamping pick plate 16 is aligned normal to the direction of a vibration movement 17. In this way, all gravel grains detected by the tamping pick plate 16 are set into vibration during the first compaction step.
  • the additional cylinders 14 are only activated in the second compression step. By acting on the respective side cylinder 14, a side movement 18 is superimposed on the vibration movement 17.
  • the vibrating tamping pick plates 16 are moved towards each other, causing the captured gravel grains to vibrate and also be displaced.
  • An exemplary process sequence begins with 4 ballast being placed in a track. This happens either when track 4 is re-laid or when the ballast is cleaned using a cleaning machine.
  • the gravel is introduced below the thresholds 6 with a total layer height 19 at which a normal tamping process does not produce sufficient compaction. Therefore, first a lower layer of gravel 20 and then an upper layer of gravel 21 are compacted.
  • the lower ballast layer 20 and the upper ballast layer 21 are simultaneously introduced into the track 4 before compaction.
  • the first compression step then takes place.
  • the simultaneous introduction of both layers of ballast 20, 21 is particularly advantageous for switches or crossings.
  • the track grate cannot be used at switches or crossings in the case of a track, before the upper layer of ballast 21 is introduced, it is placed on the lower layer of ballast 20 in order to compact this layer 20 in a conventional manner.
  • the tamping unit 7 is positioned above a threshold 6 (middle threshold in Fig. 2 ). Using the height actuator 13, the vibrating tamping picks 10 are lowered and immersed in the ballast bed 5. The tamping picks ideally vibrate at a frequency of approx. 45 Hz. With this frequency, the vibrating gravel grains resemble a flowing medium, which results in a significant reduction in penetration resistance.
  • a first lowering depth 22 is predetermined so that the tamping pick plates 16 reach completely into the lower gravel layer 20.
  • the tamping picks 7 are shown above the right threshold 6 with the tool carrier 12 raised.
  • the distance between an upper edge of the respective tamping pick plate 16 and a lower edge of the respective threshold 6 is, for example, 100 mm.
  • the known heights of the sleepers 6 and the rails 3 as well as the geometry of the track construction machine 1 result in a corresponding specification for a control device 23 for controlling the height actuator 13.
  • the first lowering depth 22 is limited by a subgrade protection layer 24, which may be located under the lower layer of ballast 20 is located. It is important to ensure that the subgrade protection layer 24 is not damaged by the tamping picks 10.
  • the vibrating tamping picks 10 are held in position for a predetermined period of time.
  • the vibration is transmitted to the surrounding gravel grains at a frequency of approx. 35 Hz.
  • the rotational speed of the eccentric shaft is adjusted accordingly.
  • the gravel grains arrange themselves into a denser structure under the load of the upper gravel layer 21.
  • the time period specified for this is approx. 1.5 seconds. Then a sufficient degree of compaction of the gravel structure is achieved and the Tamping picks 10 are pulled out of the ballast bed 5 by acting on the height actuator 13.
  • This first compaction step is repeated for all sleepers 6 of the track, switch or crossing to be processed. Track 4 will then be ballasted if necessary. This introduction of additional ballast is particularly useful if the track grate is to be raised in the subsequent second compaction step.
  • the second compaction step begins with positioning the tamping unit 7 above a threshold 6 with an already compacted lower gravel layer 20 (left threshold in Fig. 2 ). If the track position needs to be corrected, the lifting/straightening unit 8 is activated. The track grate is lifted into a specified position and, if necessary, moved laterally. This corrected position is fixed immediately afterwards using the tamping unit 7.
  • the tool carrier 12 is lowered until the tamping pick plates 16 reach a second lowering depth 25.
  • the distance between the upper edge of the respective tamping pick plate 16 and the lower edge of the respective threshold 6 is a few centimeters (e.g. 20cm).
  • This second lowering depth 25 can also be specified to the control device 23 based on the known threshold height, the rail height and the machine geometry.
  • the opposing tamping pick plates 16 are placed next to each other.
  • the additional movement 18 combined with the vibration movement 17 causes the gravel grains to be displaced into the area below the threshold 6.
  • the result of the vibrated and displaced gravel grains is a compacted gravel structure. In this way, the already compacted lower gravel layer 20 creates a stable support for the respective threshold 6.
  • the tamping picks 10 When laying a new track, it can happen that the upper ballast layer 21 is not yet optimally compacted after the first setting process. Then the tamping picks 10 are immersed again in the upper layer of gravel 21 and placed next to each other. Such a repetition is decided by an operator or by recording the condition of the ballast using sensors arranged on the track construction machine 1. For example, counterforces acting on the tamping picks 10 are used to determine parameters for ballast compaction.
  • DVS dynamic track stabilizer
  • a stabilization unit is arranged on the same track construction machine 1.
  • track 4 is operated using a separate stabilization machine.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Structural Engineering (AREA)
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Description

    Gebiet der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum schichtweisen Verdichten eines Schotterbettes eines Gleises mittels einer auf dem Gleis fahrenden Gleisbaumaschine, wobei unterhalb von Schwellen des Gleises befindlicher Schotter in zumindest zwei übereinander liegenden Schichten verdichtet wird, indem in einem ersten Verdichtungsschritt eine untere Schotterschicht verdichtet wird und danach in einem zweiten Verdichtungsschritt eine über der unteren Schotterschicht liegende obere Schotterschicht durch einen Stopfvorgang verdichtet wird, wobei vor dem Verdichten die untere Schotterschicht und die obere Schotterschicht gemeinsam in das Gleis eingebracht werden.
    • Stand der Technik
  • Aus der AT 518324 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt, mit dem ein Schotterbett eines Gleises schichtweise verdichtet wird. Dabei kommt in einem ersten Verdichtungsschritt ein Verdichtungsaggregat zum Einsatz, bei dem horizontal ausgerichtete Verdichtungsplatten zwischen Schwellen des Gleises abgesenkt werden. Dort drücken die Verdichtungsplatten auf eine frei liegende untere Schotterschicht und verdichten diese. Dann wird eine obere Schotterschicht aufgebracht und durch einen Stopfvorgang verdichtet. Auf diese Weise wird Schotter schrittweise unter dem angehobenen Gleis aufgebracht, planiert und verdichtet. Aus der DE 952644 C ist ebenfalls ein gattungsgemäßes Verfahren zum schichtweisen Verdichten eines Schotterbettes bekannt geworden.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik vereinfachtes Verfahren zum schichtweisen Verdichten eines Schotterbettes anzugeben.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmalskombination gemäß Anspruch 1. Abhängige Ansprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an.
  • Dabei ist vorgesehen, dass im ersten Verdichtungsschritt Schotterkörner lediglich in Vibration versetzt werden, indem vibrierende Stopfpickel eines an der Gleisbaumaschine angeordneten Stopfaggregats in der Weise abgesenkt werden, dass an den freien Enden der Stopfpickel angeordnete Stopfpickelplatten in die untere Schotterschicht eindringen und dort für eine vorgegebene Zeitspanne vibrierend in Position gehalten werden, und dass lediglich im zweiten Verdichtungsschritt eine Beistellbewegung erfolgt und Schotterkörner in Vibration versetzt und verschoben werden, indem die vibrierenden Stopfpickel mit den Stopfpickelplatten in die obere Schotterschicht eindringen und zueinander beigestellt werden. Wesentlich ist dabei, dass eine Beistellbewegung während des ersten Verdichtungsschrittes unterbleibt. Dabei wird das Gefüge der Schotterkörner verdichtet, aber nicht verschoben. Gleichzeitig verdichtet und verschoben wird das Gefüge der Schotterkörner in der oberen Schicht während des zweiten Verdichtungsschrittes. Auf diese Weise ergibt sich für die gesamte unterhalb der Schwellen befindliche Schotterschicht eine durchgehend gute Verdichtung. Insbesondere im Bereich von Weichen ist die vorliegende Erfindung sinnvoll, weil dort das gleichzeitige Einbringen der Schotterschichten den technischen Aufwand reduziert.
  • Dabei ist es von Vorteil, wenn zwischen erstem und zweitem Verdichtungsschritt weiterer Schotter in das Gleis eingebracht wird. Dieser weitere Schotter lagert sich zunächst zwischen und auf den Schwellen ab. Währen des zweiten Verdichtungsschrittes werden damit die aus der Schotterverdichtung resultierenden Volumenänderungen in den Schotterschichten ausgeglichen.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass während des zweiten Verdichtungsschrittes das Gleis mittels eines Hebe-/Richtaggregats in einer Sollposition gehalten wird. Auf diese Weise erfolgt eine Korrektur der Gleislage. Dabei entstehen während eines Hebevorgangs unterhalb der Schwellen Hohlräume. Die Beistellung der vibrierenden Stopfpickel bewirkt, dass Schotter in diese Hohlräume verschoben wird.
  • Bei Gleisneulagen oder generell bei einem weichen Schotterbett kann es sinnvoll sein, wenn während des zweiten Verdichtungsschrittes die Stopfpickel zweimal hintereinander abgesenkt werden. Dabei erfolgt jedes Mal ein Beistellen der vibrierenden Stopfpickel. Eine solche Stopfzykluswiederholung ist angebracht, wenn mit nur einem Stopfzyklus keine optimale Packungsdichte des Schotters erreicht wird.
  • Vorteilhafterweise werden die untere Schotterschicht und die obere Schotterschicht mit einer Gesamtschichthöhe von mindesten 200 mm eingebracht. Die untere und obere Schotterschicht erreichen dabei jeweils eine Höhe von ungefähr 100 mm. Bei diesen Schichthöhen liefert das vorliegende Verfahren besonders gute Verdichtungsergebnisse.
  • Beim ersten Verdichtungsschritt ist es günstig, wenn die Stopfpickelplatten zur Gänze bis mindestens 100 mm unterhalb einer Schwellenunterkante in die untere Schotterschicht eindringen. Damit ist sichergestellt, dass die gesamte Verdichtungsenergie auf die Schotterkörner der unteren Schotterschicht einwirkt.
  • Eine weitere Verbesserung des ersten Verdichtungsschrittes sieht vor, dass die vibrierenden Stopfpickel im abgesenkten Zustand für eine Zeitspanne zwischen 1 Sekunde und 2 Sekunden in Position gehalten werden. Die Einwirkungsdauer der vibrierenden Stopfpickel ist dann jedenfalls ausreichend, um das Schottergefüge in der unteren Schotterschicht optimal zu verdichten.
  • Zudem ist es von Vorteil, wenn beim ersten Verdichtungsschritt die Stopfpickel mit einer Frequenz in einem Bereich von 35Hz bis 45Hz vibrieren. Dieser Frequenzbereich liefert die besten Verdichtungsergebnisse. Günstigerweise vibrieren die Stopfpickel beim Eindringen mit einer höheren Frequenz als in abgesenkter Position. Dabei weist der mit der höheren Frequenz in Schwingung versetzte Schotter einen geringeren Eindringwiderstand auf.
  • Bei einer vorteilhaften Erweiterung des Verfahrens wird das Schotterbett nach dem zweiten Verdichtungsschritt in einem weiteren Verdichtungsvorgang mittels eines Stabilisationsaggregats verdichtet. Der Stabilisierungsvorgang rüttelt den aus Schwellen und Schienen bestehende Gleisrost in das Schotterbett. Damit werden nach dem Stopfvorgang auftretende Setzungen des Gleisrostes vorweggenommen. Unmittelbar nach einer derartigen Bearbeitung ist das Befahren der Gleisstrecke mit einer höheren Geschwindigkeit zulässig.
  • Besonders effektiv ist das Verfahren, wenn die Gleisbaumaschine in einem Verband mit einer Reinigungsmaschine betrieben wird und wenn die untere Schotterschicht und die obere Schotterschicht mit einer an der Reinigungsmaschine angeordneten Abwurfvorrichtung eingebracht werden. Resultat der Bearbeitung mittels der Reinigungsmaschine ist ein weiches Schotterbett, das mit den beiden Verdichtungsschritten durchgehend verdichtet wird.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
    • Fig. 1
    Gleisbaumaschine
    Fig. 2
    Stopfaggregat
    Beschreibung der Ausführungsformen
  • Die in Fig. 1 dargestellte Gleisbaumaschine 1 ist mittels Schienenfahrwerke 2 auf Schienen 3 eines Gleises 4 verfahrbar. Die Schienen 3 sind auf in einem Schotterbett 5 gelagerten Schwellen 6 befestigt. Zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens umfasst die Gleisbaumaschine 1 ein Stopfaggregat 7. Zudem sind für eine Gleislagekorrektur ein Hebe-/Richtaggregat 8 und ein Messsystem 9 angeordnet.
  • Gegenüber herkömmlichen Stopfaggregaten weist das vorliegende Stopfaggregat 7 längere Stopfpickel 10 auf. Die Stopfpickel 10 sind gegenüberliegend angeordnet, um bei einem Verdichtungsschritt beidseits einer Schwelle 6 in das Schotterbett 5 einzudringen. Dazu sind die gegenüberliegenden Stopfpickel 10 mit zugeordneten Schwenkarmen 11 an einem höhenverstellbaren Werkzeugträger 12 gelagert. Als Höhenstellantrieb 13 dient zum Beispiel ein Hydraulikzylinder.
  • Die zangenmäßig angeordneten Schwenkarme 11 sind über einen jeweiligen Beistellzylinder 14 mit einem Vibrationserzeuger 15 gekoppelt. Dieser Vibrationserzeuger 15 umfasst beispielsweise eine rotierend angetriebene Exzenterwelle. Zur Übertragung einer Vibration ist der jeweilige Beistellzylinder 14 einerseits an die Exzenterwelle und andererseits an ein oberes Ende des zugeordneten Schwenkarms 11 angeschlossen.
  • Im erfindungsgemäßen ersten Verdichtungsschritt dient der jeweilige Beistellzylinder lediglich als starres Übertragungselement. Im Verhältnis der Hebelarmlängen des jeweiligen Schwenkarms 11 resultiert aus der Exzentrizität der Exzenterwelle eine Vibrationsamplitude am freien Ende des zugeordneten Stopfpickels 10. Dort ist am Ende eines schmalen Stopfpickelschaftes eine Stopfpickelplatte 16 angeordnet. Die jeweilige Stopfpickelplatte 16 ist normal zur Richtung einer Vibrationsbewegung 17 ausgerichtet. Auf diese Weise werden während des ersten Verdichtungsschrittes alle von der Stopfpickelplatte 16 erfassten Schotterkörner in Vibration versetzt.
  • Erst im zweiten Verdichtungsschritt werden die Beistellzylinder 14 betätigt. Durch Beaufschlagung des jeweiligen Beistellzylinders 14 wird der Vibrationsbewegung 17 eine Beistellbewegung 18 überlagert. Dabei werden die vibrierenden Stopfpickelplatten 16 aufeinander zubewegt, wodurch die erfassten Schotterkörner in Vibration versetzt und zusätzlich verschoben werden.
  • Ein beispielhafter Verfahrensablauf beginnt damit, dass in ein Gleis 4 Schotter eingebracht wird. Das geschieht entweder bei einer Neuverlegung des Gleises 4 oder bei einer Schotterreinigung mittels einer Reinigungsmaschine. Die Schottereinbringung erfolgt unterhalb der Schwellen 6 mit einer Gesamtschichthöhe 19, bei der ein gewöhnlicher Stopfvorgang keine ausreichende Verdichtung bewirkt. Deshalb werden zuerst eine untere Schotterschicht 20 und anschließend eine obere Schotterschicht 21 verdichtet.
  • Erfindungsgemäß werden vor dem Verdichten die untere Schotterschicht 20 und die obere Schotterschicht 21 gleichzeitig in das Gleis 4 eingebracht. Anschließend erfolgt der erste Verdichtungsschritt. Insbesondere bei Weichen oder Kreuzungen ist die gleichzeitige Einbringung beider Schotterschichten 20, 21 vorteilhaft. Bei Weichen oder Kreuzungen kann der Gleisrost nicht wie bei einem Streckengleis vor Einbringung der oberen Schotterschicht 21 auf der unteren Schotterschicht 20 abgelegt werden, um diese Schicht 20 in herkömmlicher Weise zu verdichten.
  • Zu Beginn des ersten Verdichtungsschrittes wird das Stopfaggregat 7 über einer Schwelle 6 positioniert (mittlere Schwelle in Fig. 2). Mittels des Höhenstellantriebs 13 werden die vibrierenden Stopfpickel 10 abgesenkt und tauchen in das Schotterbett 5 ein. Dabei vibrieren die Stopfpickel idealerweise mit einer Frequenz von ca. 45 Hz. Mit dieser Frequenz gleichen die in Vibration versetzten Schotterkörner einem fließenden Medium, wodurch eine deutliche Reduktion des Eindringwiderstands bewirkt wird.
  • Eine erste Absenktiefe 22 ist dabei so vorgegeben, dass die Stopfpickelplatten 16 zur Gänze in die untere Schotterschicht 20 gelangen. In Fig. 2 sind als Referenz über der rechten Schwelle 6 die Stopfpickel 7 bei angehobenem Werkzeugträger 12 eingezeichnet. Beim Erreichen der ersten Absenktiefe 22 beträgt der Abstand zwischen einer Oberkante der jeweiligen Stopfpickelplatte 16 und einer Unterkante der jeweiligen Schwelle 6 beispielsweise 100 mm. Aus den bekannten Höhen der Schwellen 6 und der Schienen 3 sowie der Geometrie der Gleisbaumaschine 1 ergibt sich für eine Steuerungseinrichtung 23 eine entsprechende Vorgabe zur Ansteuerung des Höhenstellantriebs 13. Begrenzt wird die erste Absenktiefe 22 durch eine Planumsschutzschicht 24, die sich gegebenenfalls unter der unteren Schotterschicht 20 befindet. Es ist darauf zu achten, dass die Planumsschutzschicht 24 durch die Stopfpickel 10 nicht beschädigt wird.
  • Sobald die vorgegebene erste Absenktiefe 22 erreicht ist, werden die vibrierenden Stopfpickel 10 für eine vorgegebene Zeitspanne in Position gehalten. Dabei wird die Vibration mit einer Frequenz von ca. 35 Hz auf die umgebenden Schotterkörner übertragen. Beispielsweise wird dazu die Umdrehungsgeschwindigkeit der Exzenterwelle entsprechend angepasst. In diesem vibrierenden Zustand ordnen sich die Schotterkörner unter der Last der oberen Schotterschicht 21 zu einem dichteren Gefüge. Idealerweise beträgt die dafür vorgegebene Zeitspanne ca. 1,5 Sekunden. Dann ist ein ausreichender Verdichtungsgrad des Schottergefüges erreicht und die Stopfpickel 10 werden durch Beaufschlagung des Höhenstellantriebs 13 aus dem Schotterbett 5 gezogen.
  • Dieser erste Verdichtungsschritt wird für alle Schwellen 6 der zu bearbeitenden Gleisstrecke, Weiche oder Kreuzung wiederholt. Anschließend wird das Gleis 4 gegebenenfalls eingeschottert. Dieses Einbringen von zusätzlichem Schotter ist insbesondere dann sinnvoll, wenn im nachfolgenden zweiten Verdichtungsschritt eine Anhebung des Gleisrostes vorgesehen ist.
  • Der zweite Verdichtungsschritt beginnt mit einer Positionierung des Stopfaggregats 7 über einer Schwelle 6 mit bereits verdichteter unterer Schotterschicht 20 (linke Schwelle in Fig. 2). Falls eine Korrektur der Gleislage vorgesehen ist, wird das Hebe-/Richtaggregat 8 aktiviert. Der Gleisrost wird in eine vorgegebene Lage gehoben und gegebenenfalls seitlich verschoben. Die Fixierung dieser korrigierten Lage erfolgt unmittelbar darauf mittels des Stopfaggregats 7.
  • Der Werkzeugträger 12 wird abgesenkt, bis die Stopfpickelplatten 16 eine zweiten Absenktiefe 25 erreichen. Der Abstand zwischen der Oberkante der jeweiligen Stopfpickelplatte 16 und der Unterkante der jeweiligen Schwelle 6 beträgt dabei wenige Zentimeter (z.B. 20cm). Auch diese zweite Absenktiefe 25 ist der Steuerungseinrichtung 23 anhand der bekannten Schwellenhöhe, der Schienenhöhe und der Maschinengeometrie vorgebbar.
  • Nach Erreichen der zweiten Absenktiefe 25 werden die gegenüberliegenden Stopfpickelplatten 16 zueinander beigestellt. Die mit der Vibrationsbewegung 17 kombinierte Beistellbewegung 18 bewirkt eine Verschiebung der Schotterkörner in den Bereich unterhalb der Schwelle 6. Ergebnis der in Vibration versetzten und verschobenen Schotterkörner ist ein verdichtetes Schottergefüge. Auf diese Weise entsteht mit der bereits verdichteten unteren Schotterschicht 20 insgesamt eine stabile Auflage für die jeweilige Schwelle 6.
  • Bei einer Gleisneulage kann es vorkommen, dass nach einem ersten Beistellvorgang noch keine optimale Verdichtung der oberen Schotterschicht 21 vorliegt. Dann werden die Stopfpickel 10 erneut in die obere Schotterschicht 21 eingetaucht und zueinander beigestellt. Entschieden wird eine solche Wiederholung durch eine Bedienperson oder durch Erfassung des Schotterzustandes mittels an der Gleisbaumaschine 1 angeordneter Sensoren. Beispielsweise werden auf die Stopfpickel 10 wirkende Gegenkräfte zur Bestimmung einer Kenngrößen für die Schotterverdichtung herangezogen.
  • Der beschriebene Arbeitsablauf wird gegebenenfalls durch den Einsatz eines sogenannten Dynamischen Gleisstabilisators (DGS) abgeschlossen. Dazu ist beispielsweise auf derselben Gleisbaumaschine 1 ein Stabilisationsaggregat angeordnet. Alternativ dazu wird das Gleis 4 mittels einer separaten Stabilisationsmaschine befahren.

Claims (10)

  1. Verfahren zum schichtweisen Verdichten eines Schotterbettes (5) eines Gleises (4) mittels einer auf dem Gleis (4) fahrenden Gleisbaumaschine (1), wobei unterhalb von Schwellen (6) des Gleises (4) befindlicher Schotter in zumindest zwei übereinander liegenden Schichten (20, 21) verdichtet wird, indem in einem ersten Verdichtungsschritt eine untere Schotterschicht (20) verdichtet wird und danach in einem zweiten Verdichtungsschritt eine über der unteren Schotterschicht (20) liegende obere Schotterschicht (21) durch einen Stopfvorgang verdichtet wird, wobei vor dem Verdichten die untere Schotterschicht (20) und die obere Schotterschicht (21) gemeinsam in das Gleis (4) eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Verdichtungsschritt Schotterkörner lediglich in Vibration versetzt werden, indem vibrierende Stopfpickel (10) eines an der Gleisbaumaschine (1) angeordneten Stopfaggregats (7) in der Weise abgesenkt werden, dass an den freien Enden der Stopfpickel (10) angeordnete Stopfpickelplatten (16) in die untere Schotterschicht (20) eindringen und dort für eine vorgegebene Zeitspanne vibrierend in Position gehalten werden, und dass lediglich im zweiten Verdichtungsschritt eine Beistellbewegung erfolgt und Schotterkörner in Vibration versetzt und verschoben werden, indem die vibrierenden Stopfpickel (10) mit den Stopfpickelplatten (16) in die obere Schotterschicht (21) eindringen und zueinander beigestellt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen erstem und zweitem Verdichtungsschritt weiterer Schotter in das Gleis (4) eingebracht wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während des zweiten Verdichtungsschrittes das Gleis (4) mittels eines Hebe-/Richtaggregats (8) in einer Sollposition gehalten wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass während des zweiten Verdichtungsschrittes die Stopfpickel (10) zweimal hintereinander abgesenkt werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Schotterschicht (20) und die obere Schotterschicht (21) mit einer Gesamtschichthöhe (19) von mindesten 200 mm eingebracht werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim ersten Verdichtungsschritt die Stopfpickelplatten (16) zur Gänze bis mindestens 100 mm unterhalb einer Schwellenunterkante in die untere Schotterschicht (20) eindringen.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim ersten Verdichtungsschritt die vibrierenden Stopfpickel (10) im abgesenkten Zustand für eine Zeitspanne zwischen 1 Sekunde und 2 Sekunden in Position gehalten werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim ersten Verdichtungsschritt die Stopfpickel (10) mit einer Frequenz in einem Bereich von 35Hz bis 45Hz vibrieren.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schotterbett (5) nach dem zweiten Verdichtungsschritt in einem weiteren Verdichtungsvorgang mittels eines Stabilisationsaggregats verdichtet wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleisbaumaschine (1) in einem Verband mit einer Reinigungsmaschine betrieben wird und dass die untere Schotterschicht (20) und die obere Schotterschicht (21) mit einer an der Reinigungsmaschine angeordneten Abwurfvorrichtung eingebracht werden.
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