EP4189163A1 - Brücke für ein schienenfahrzeug und verfahren zur montage eines brückenbalkens auf einer solchen brücke - Google Patents

Brücke für ein schienenfahrzeug und verfahren zur montage eines brückenbalkens auf einer solchen brücke

Info

Publication number
EP4189163A1
EP4189163A1 EP21749227.1A EP21749227A EP4189163A1 EP 4189163 A1 EP4189163 A1 EP 4189163A1 EP 21749227 A EP21749227 A EP 21749227A EP 4189163 A1 EP4189163 A1 EP 4189163A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bridge
height
bridge beam
height adjustment
profile
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21749227.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Adrian Bednarczyk
Winfried BÖSTERLING
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vossloh Fastening Systems GmbH
Original Assignee
Vossloh Fastening Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vossloh Fastening Systems GmbH filed Critical Vossloh Fastening Systems GmbH
Publication of EP4189163A1 publication Critical patent/EP4189163A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/12Grating or flooring for bridges; Fastening railway sleepers or tracks to bridges
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B2/00General structure of permanent way
    • E01B2/003Arrangement of tracks on bridges or in tunnels
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B3/00Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails
    • E01B3/44Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails made from other materials only if the material is essential

Definitions

  • Bridge for a railway vehicle and method of mounting a bridge beam on such a bridge
  • the invention relates to a bridge for a rail vehicle, with a track formed from two parallel rails, intended for the rail vehicle to drive on, and with a bridge beam, which carries the rails of the track and is aligned transversely to a supporting profile of the bridge, the bridge beam crossing a height adjustment element arranged between the support profile and the bridge beam is supported and wherein at least one fastening device is provided, by means of which the position of the bridge beam is fixed in relation to the height adjustment element.
  • the invention relates to a method for installing a bridge beam on a support profile of a bridge for a rail vehicle, with the proviso that the upper side of the bridge beam is at a certain absolute target height in the fully assembled state.
  • the rails of tracks for rail vehicles are fastened to sleepers, which are aligned transversely to the longitudinal direction of the rails and are supported in the ballast bed or on a solid base.
  • sleepers are usually made of wood, plastic, concrete or steel.
  • bridge beams Since the components carrying the respective track, which correspond in their function to the usual sleepers in the track superstructure, on bridges that are made of steel profiles, are called "bridge beams". Because, unlike the sleepers that are usually supported over their entire length, they freely bridge the distance between two support profiles that absorb the weight of the track and the rail vehicle driving over them.
  • bridge beams are also subject to a certain amount of wear. Because of this, the bridge beams have to be renewed at certain intervals, which can be up to 20 years. However, since not only the bridge beams themselves wear out, but also the bridge as a whole, its supporting profiles or the components supporting the supporting profiles can deform over such a long service life, each individual bridge beam on the bridge that is to be replaced must be measured for the replacement, to capture its current status.
  • a blank beam that is available and usually made of pretreated wood is then machined in such a way that its dimensions are exactly adapted to the nominal dimensions of the beam to be replaced, so that the replacement beam is placed in the place of the beam to be replaced and ensures optimal horizontal alignment of the rails supported by the beam.
  • the horizontality of the bridge can only be reliably compensated for by examining and adjusting each individual bridge beam individually.
  • the processing of the beam blank usually takes place on the construction site, because experience has shown that this is the only way that measurement errors or fitting inaccuracies determined on site at the time of assembly can be taken into account during processing and, accordingly, double work can be avoided, which would otherwise be necessary for pre-processing in the Manufacturing plant and would be required for the regularly unavoidable post-processing on the construction site.
  • bridge beams designed as a double-T steel profile has been proposed as an alternative to the use of bridge beams made of wood.
  • Such a bridge beam is fastened to the respective girder of the bridge, which is also designed as a double-T profile, by means of a stop bar which is arranged on the upper flange of the girder and runs parallel to the bridge girder, via which the horizontal position of the bridge girder is fixed by means of suitable fasteners.
  • further fastening means are provided, which are used to fix the bridge beam in the vertical direction on the carrier.
  • the distance between the bridge beam and the carrier profile can be adjusted by one or more plates which, if necessary, are arranged as a stack between the bridge beam and the support profile and protrude laterally at least beyond the lower chord of the bridge beam or the upper chord of the support profile.
  • the bridging beam is then fixed to the supporting profile with the help of turnbuckles, which suitably brace the lower chord of the bridging beam against the upper chord of the supporting profile and thus fix the bridging beam to the supporting profile in the horizontal longitudinal direction of the supporting profile and in the vertical height direction of the supporting profile.
  • a method should also be specified that enables the simplified, correct installation of bridge beams on a bridge for rail vehicles.
  • the invention has achieved this object with a bridge that has at least the features specified in claim 1 and a method that includes at least the work steps specified in claim 18 .
  • a bridge according to the invention for a rail vehicle thus comprises, in accordance with the prior art explained at the beginning, a track formed from two parallel rails, intended for the rail vehicle to drive on, and at least one bridge beam which carries the rails of the track and transverse to a supporting profile of the bridge is aligned, wherein the bridge beam is supported by a height-regulating element arranged between the support profile and the bridge beam, and at least one fastening device is provided, by means of which the position of the bridge beam is fixed in relation to the height-regulating element.
  • the height-regulating element is designed as a one-piece block in such a bridge, the height of which is adapted to the distance between the support profile and the bridge beam by means of material-removing machining.
  • the invention is therefore based on the idea of supporting a completely formed bridge beam, which is no longer machined on the construction site, on the carrier profile by means of a height-regulating element formed in one piece in the manner of a block.
  • the block used according to the invention for height regulation is adjusted in terms of its height by material-removing processing so that the top of the bridge beam, on which the rail to be supported stands, is in the vertical target position (target height) provided for it.
  • This target position corresponds to the "absolute target height" that must be maintained so that the running surface of the rail attached to the respective bridge beam is at the optimal height for a problem-free, safe crossing by a rail vehicle.
  • a height adjustment element provided according to the invention is a compact solid block which, unlike the large-volume beam blanks provided in the prior art, is easy to handle and easy to use with the material processing techniques that have been tried and tested in practice when processing bridge beams on the construction site can be brought to the required height.
  • the invention provides for the assembly of a bridge beam on a support profile of a bridge for a rail vehicle, with the proviso that the upper side of the bridge beam is in the fully assembled state at a certain absolute target height, at least the following work steps: a) providing a bridge beam; b) providing a height adjustment element which is manufactured as a one-piece block and has a height that is greater than a theoretically determined maximum possible distance that exists between the underside of the bridge beam and the top of the supporting profile when the top of the bridge beam is in the target height is located; c) determining the actual distance between the underside of the bridge beam and the top of the support profile when the top of the bridge beam is at the target height; d) shortening the effective height of the height adjustment element between the underside of the bridge beam and the top side of the support profile in the installed position by the difference determined in step c) by material-removing processing of the height adjustment element; e) attachments of the height-adjusting element, which is adjusted in terms of its height, to the upper side
  • the carrier profile of a bridge according to the invention is typically designed as a T-beam with an upper chord and a web carrying the upper chord or as a double-T girder in which, in addition to the upper chord, a lower chord is also formed on the web on the side facing away from the upper chord .
  • other profile shapes are also conceivable, such as a box shape with a rectangular cross section. It is only essential for the invention that the support profile provides a surface on its upper side on which the height adjustment element provided according to the invention can sit.
  • the material-removing machining of the height-regulating element carried out according to the invention for the purpose of adjusting the height can be carried out in any suitable manner familiar to the person skilled in the art and adapted to the material of the height-regulating element as is customary for the person skilled in the art.
  • the well-known chip-removing methods, such as milling, planing, grinding , filing, are suitable for this purpose, which can also be easily accomplished in mobile use on the construction site with the equipment available for this purpose in practice.
  • the bridge beam provided according to the invention is formed in a conventional manner from wood or steel, since the bridge beam no longer has to be processed at the installation site.
  • the height-regulating element can consist of any material that can be used to remove material with the usual technical measures such as milling, planing, grinding, and filing in order to adjust the height permitted.
  • the height adjustment element can also be made of wood, for example, if it has sufficient load-bearing capacity.
  • the bridge beam and the height-adjusting element are each made of a plastic-based material.
  • the use of a plastic-based material not only has advantages with regard to the durability and resilience of bridge beams and height adjustment elements, but also allows an optimized shape and adaptation of the bridge beam and height element to the spatial conditions and functional requirements existing on site in a simple manner.
  • plastic-sand mixtures have proven themselves for the production of the bridge beam and/or the height-regulating element, as they are successfully used in the prior art for the production of sleepers for the track superstructure.
  • a plastic material is particularly suitable for the production of the bridge beam, which consists of 10-65% by mass, in particular 10-60% by mass, of thermally deformable plastic and the rest of sand mixed with the plastic .
  • Variants of this plastic-based material which has been tried and tested for the manufacture of sleepers for the track superstructure, and the process steps and parameters to be taken into account when processing it into sleepers and bridge beams are described in detail in European Patent 3445734 (application number 1671 7667.6), the content of which is incorporated herein by reference registration is recorded.
  • the height-adjusting element used according to the invention can also be made from a plastic-sand mixture, with proportions of up to 65% by mass, in particular up to 60% by mass, of sand and 35-100% by mass, in particular 40-100% by mass -%, plastic have proven.
  • sand is only optional for the material used for the height adjustment element in order to save weight or plastic material.
  • the sand content of the material of the height adjustment element is lower than the sand content of the material from which the bridge beam is made.
  • limiting the sand content to a maximum of 35% by mass or a maximum of 20% by mass has proven useful here.
  • the processing of the composite plastic-sand mixture and the selection of the appropriate plastic and sand can also be on the state. Set up technology that is described in the aforementioned publications EP 3445734 B1 and WO 2018/192930 A1, which are incorporated herein by reference.
  • a block-like height adjustment element according to the invention is that it can be slidably mounted on the support profile in the longitudinal direction of the support profile due to its high dimensional stability. Due to the displaceability in the longitudinal direction of the support profile and thus in the longitudinal direction of the track, the bridge beam can follow the linear expansion of the rail it supports, which can occur, for example, as a result of temperature changes. Stresses on the height element due to stresses that can occur when the height element is fixed to the support profile can thus be safely avoided.
  • the height adjustment element can be used not only as a loose support on the carrier profile, but also for targeted guidance of the bridge beam connected to the height adjustment element along the carrier profile in its longitudinal direction. This is because of that particular wear resistance and stability is possible in particular if at least the height adjustment element is formed from plastic-based material.
  • a groove-like depression extending in the longitudinal direction of the carrier profile can be formed in the underside of the height-adjusting element assigned to the carrier profile, the width of which, measured transversely to the longitudinal extension of the carrier profile, and the depth, measured perpendicularly to the upper side of the carrier profile, are dimensioned such that the height-adjusting element is free to open can be moved along the carrier profile.
  • the wall sections delimiting the depression on their longitudinal sides guide the height-regulating element on the associated longitudinal sides of the carrier profile, so that unintentional displacement transversely to the longitudinal direction of the carrier profile is reliably prevented despite the longitudinal displaceability.
  • the guide can also be formed by separately prefabricated guide elements attached to the longitudinal sides of the height-adjusting element, which protrude beyond the underside of the height-adjusting element and act against the respective associated longitudinal side of the carrier profile.
  • the height adjustment element provided according to the invention can basically be fixed to the bridge beam in any manner known to a person skilled in the art.
  • the fastening device used for this purpose can comprise a first counter-bearing provided on the height-regulating element, a second counter-bearing provided on the bridge beam, and a clamping device that clamps the counter-bearings against one another.
  • a particularly space-saving and, at the same time, easy-to-assemble configuration results when the counter bearing provided on the height-adjusting element is replaced by an outer surface of the Height control element is formed, at which a running through the height control element opens recess, through which the clamping means is guided to the counter bearing of the bridge beam.
  • the recess can be designed as a through-opening through which a screw is inserted as a clamping means, the head of which is supported on the edge of the outer surface of the height-regulating element surrounding the mouth of the through-opening and serving as a counter bearing.
  • the abutment provided on the height adjustment element by an outer surface of an intermediate piece held on the height adjustment element, at which a recess running through the height adjustment element opens, through which the clamping means is guided to the abutment of the bridge beam.
  • the intermediate piece can be made as an angle element from a high-strength material. The use of such an intermediate piece then enables not only a particularly heavy-duty attachment, but also the compensation of positional inaccuracies and the like.
  • the recess provided on the intermediate piece can be designed as a slot or the like, via which it is possible to position the clamping means so that it acts securely on both counter bearings for clamping, even if the alignment of the counter bearings of the height adjustment element and bridge beam is not perfectly aligned can.
  • the bridge beam is mounted on the height-regulating element so that it can be displaced in the vertical direction, ie, the direction of gravity.
  • This can be implemented in a particularly simple manner by using an intermediate piece for connecting the height-adjusting element to the bridge beam. Due to a vertically displaceable bearing, the bridge beam can follow the wave-like depressions and elevations of the track running along the track, which occur when a rail vehicle drives over the track.
  • Such a vertically movable guide also contributes to reducing the stresses that would otherwise occur in the area of the attachment of the Height adjustment element would occur on the bridge beam or the beam profile.
  • a guide in the form of a groove-shaped depression extending in the direction of movement can be provided, for example, on the height-regulating element.
  • a connecting link extending in the direction of gravity can also be provided on the intermediate piece, into which a guide projection provided on the height-regulating element engages, or vice versa.
  • the abutment of the bridge beam used for connecting to the height-regulating element can be formed by a recess formed on the bridge beam, into which the clamping means engages.
  • the recess can be formed by a retaining element cast into the bridge beam, which consists of a material at least in the area against which the clamping means acts that can be subjected to higher loads than the material from which the bridge beam is made consists.
  • This holding element can be a hollow profile which has an opening which is directed towards an outside of the bridge beam and into which the clamping means engages.
  • the clamping means can be supported over a large area on the counter bearing, which in this case is formed by the edge region of the holding element which delimits the opening and is gripped behind by the clamping means.
  • the opening of the holding element can be designed in such a way that positional inaccuracies when attaching the height-regulating element to the bridge beam can be compensated for without any problems.
  • Holding elements are particularly suitable for this purpose, which have an opening designed as a slot opening extending in the longitudinal direction of the bridge beam, within which the clamping element can be displaced with its bearing section reaching into the opening.
  • the opening of the holding element is provided, for example, on the side faces of the bridge beam.
  • a clamping device can then for example designed in the manner of a clamp or clasp, the end of which engages in the relevant opening.
  • a particularly simple and at the same time space-saving installation results when the opening of the holding element is arranged on the underside of the bridge beam assigned to the carrier profile.
  • FIG. 1 shows the fastening of a bridge beam on a carrier profile of a bridge for a rail vehicle in a section transverse to the longitudinal extension of the carrier profile;
  • FIG. 2 shows the fastening according to FIG. 1 in a lateral view, partially cut along the section line A- ⁇ shown in FIG. 1;
  • Fig. 3 shows an alternative attachment of a bridge beam on a
  • Support profile of a bridge for a rail vehicle in a section transverse to the longitudinal extent of the support profile
  • FIG. 4 shows the fastening according to FIG. 3 in a lateral view, partially cut along the section line AA drawn in FIG.
  • the support profiles T1, T2 shown in the figures, formed in a conventional manner as a double-T profile from a steel proven for this purpose, are part of an equally conventional bridge, not shown here, over which a rail vehicle can cross a valley, a river or the like .
  • a bridge beam B1, B2 is supported on the support profile T1, T2, which is aligned transversely to the longitudinal extent LT of the support profiles T1, T2.
  • On the A rail S1, S2 is fastened to the upper side of the bridge beams B1, B2 by means of a fastening system that has been tried and tested in practice for this purpose.
  • the rails S1, S2 are each part of a track, not shown here, which in a known manner comprises two rails that are guided in parallel and are fastened to the bridge beams B1, B2 in the same way as the rails S1, S2.
  • the bridge beams B1, B2 each consist of a plastic-sand mixture, which has been processed into the respective bridge beam B1, B2 in the manner described above in European Patent 3445734 (application number 1671 7667.6).
  • the bridge beams B1, B2 are reinforced with steel reinforcements W in the manner described in WO 2018/192930 A1.
  • a holding element H1, H2 formed from sheet steel was additionally cast into each of the bridge beams B1, B2.
  • the holding elements H1.H2 each consist of a base plate 1 covering the bridge beams B1, B2 on its underside U1, U2 and a cross-section ( Figures 2, 4) U-shaped profile 2, which with its legs 3.4 on the inside seated on the side of the base plate 1 assigned to the respective bridge beam B1, B2 and is welded to the base plate 1 there.
  • the profile 2, which is closed on its narrow sides 5, is arranged centrally on the base plate 1 in relation to the width BB of the bridge beams B1, B2 and extends in the longitudinal direction LB of the respective bridge beam B1, B2.
  • the length of the profile 2 is shorter than the length of the respective bridge beam B1, B2, so that the profile 2 is completely surrounded by the material of the respective bridge beam B1, B2, except for its open side assigned to the base plate 1.
  • This is made of the profile by means of anchors 6 which, starting from the roof 7 of the profile 2 extending between the legs 3,4, engage in the material of the respective bridge beam B1, B2 2 and the base plate 1 formed respective holding element H1, H2 highly resilient anchored in the respective bridge beam B1, B2.
  • the space 8 bounded by the profile 2 with the base plate 1 is open to the underside U1, U2 of the respective bridge beam B1.B2 through a slot opening 9 » which is aligned centrally in relation to the width BB of the respective bridge beam B1, B2 and extends in the longitudinal direction LB of the respective bridge beam B1, B2 extends.
  • the bridging beams B1, B2 are each supported via a height-regulating element R1, R2 on the planar upper side 10 of the upper chord of the associated carrier profile T1, T2.
  • the height-adjusting elements R1, R2 have each been molded from a plastic-sand mixture in the manner already mentioned above and described in European Patent 3445734 (application number 1671 76 67.6). However, they each have a lower sand content than the bridge beams Bt » B2. In this way, the height adjustment elements R1, R2 are less brittle than the bridge beams B1, B2, so that they can, for example, be processed more easily by removing material.
  • the height HR of the height adjustment elements R1, R2 and the associated distance between the underside U1, U2 of the respective bridge beam B1, B2 and the top 10 of the carrier profile T1 > T2 are each assigned to the respective bridge beam B1, B2, for example by milling
  • the width of the depression 15 is dimensioned such that the carrier profile T1 sits with its upper belt in the depression 15 and there is sufficient play between the wall sections 16,17 and the wall sections 16,17 and the associated longitudinal sides of the upper chord of the carrier profile T1 is given.
  • the wall sections 16, 17 block the height adjustment element R1 against excessive displacement in the transverse direction QT, which is oriented transversely to the longitudinal direction LT of the beam profile Tt.
  • two tensioning elements N1, N2 designed as tensioning screws are provided in the embodiment shown in Figures 1 and 2, each of which is guided with its bar-like head 18 through the slot opening 9 of the holding element H1 and then around the longitudinal axis of the Clamping elements N1,N2 have been pivoted such that the head 18 is supported on the inner surface of the base plate 1 of the holding element H1, which is associated with the roof 7 of the holding element H1 and forms a first abutment 19 for the clamping elements N1,N2.
  • the clamping elements N1, N2 With their shank 20, the clamping elements N1, N2 are guided through recesses 21 designed as through-openings, which open out on the underside 14 of the height-regulating element H1.
  • the nuts 22, 23 screwed there onto the thread of the clamping elements N1, N2 act against the outer surface forming a second counter bearing 24 for the clamping elements N1, N2 on the underside 14 of the
  • the clamping elements N1, N2 each form a fastening device with which the height-regulating element R1 is held on the bridge beam B1.
  • the bridge beam B2 is connected to the height-adjusting element N2 via intermediate pieces Z1, Z2 designed as L-shaped steel angles.
  • the intermediate pieces Z1, Z2 rest with their one leg 25 on the underside U2 of the bridge beam B2.
  • a recess 26 designed as a through opening, through which a clamping means N1, N2, also designed as a clamping screw, is guided with its shaft.
  • the middle of the span! N1, N2 each have, like the clamping means N1, N2 in the embodiment of Figures 1 and 2, a bar-like head 27 which, in the same way as the head 18 of the clamping elements N1, N2, acts on the inner surface of the base plate 1 of the holding element, acting as a counter bearing 19 H1 is supported.
  • the free lower outer surface of the leg 25 also serves as a second abutment for the nut 28, 29, which is screwed onto the threaded shank of the clamping elements N1, N2.
  • the clamping elements N1, N2 also form a fastening device with their heads 27 and the nuts 28, 29, with which the height-regulating element R2 is held on the bridge beam B2.
  • the second leg 30 of the intermediate pieces Z1, Z2, each of which is aligned at right angles to the first leg 25, is guided in a recess 31, 32, which extends into the associated longitudinal side surface 33 of the Height adjustment element R2 is molded.
  • the lateral boundaries of the recesses 31,32 embrace the legs 30 on their free side facing away from the height-regulating element R2, so that the legs 30 can each be displaced exclusively in the vertical direction V in the associated recess 31,32.
  • the legs 30 protrude beyond the underside of the height adjustment element R2, which is seated on the upper chord of the carrier profile T2 so that it can be slid in the longitudinal direction LT, and thus form a lateral guide, by the excessive movement of the height adjustment element R2 in
  • V vertical direction (direction of gravity)

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Bridges Or Land Bridges (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brücke für ein Schienenfahrzeug, mit einem aus zwei parallel verlaufenden Schienen (S1, S2) gebildeten, zum Befahren durch das Schienenfahrzeug vorgesehenen Gleis und mit einem Brückenbalken (B1, B2), der die Schienen (S1, S2) des Gleises trägt und quer zu einem Tragprofil (T1, T2) der Brücke ausgerichtet ist, wobei der Brückenbalken (B1, B2) überein zwischen dem Tragprofil (T1, T2) und dem Brückenbalken (B1, B2) angeordnetes Höhenregulierungselement (R1, R2) abgestützt ist und wobei mindestens eine Befestigungseinrichtung vorgesehen ist, mittels der die Lage des Brückenbalkens (B1, B2) in Bezug auf das Höhenregulierungselement (R1, R2) festgelegt ist. Um dabei bei mit vermindertem Aufwand und zu geringen Kosten eine exakte Positionierung der Brückenbalken in ihrer Sollhöhe bewerkstelligen zu können, schlägt die Erfindung vor, das Höhenregulierungselement (R1, R2) als einstückigen Block auszubilden, dessen Höhe (HR) durch eine materialabtragende Bearbeitung an den Abstand zwischen dem Tragprofil (T1, T2) und dem Brückenbalken (B1, B2) angepasst ist. Vorzugsweise bestehen dabei der Brückenbalken und das Höhenregulierungselement aus einem Werkstoff auf Kunststoffbasis, insbesondere aus einem Kunststoff-Sand-Gemisch.

Description

Brücke für ein Schienenfahrzeug und Verfahren zur Montage eines Brückenbalkens auf einer solchen Brücke
Die Erfindung betrifft eine Brücke für ein Schienenfahrzeug, mit einem aus zwei parallel verlaufenden Schienen gebildeten, zum Befahren durch das Schienenfahrzeug vorgesehenen Gleis und mit einem Brückenbalken, der die Schienen des Gleises trägt und quer zu einem Tragprofil der Brücke ausgerichtet ist, wobei der Brückenbalken über ein zwischen dem Tragprofil und dem Brückenbalken angeordnetes Höhenregulierungselement abgestützt ist und wobei mindestens eine Befestigungseinrichtung vorgesehen ist, mittels der die Lage des Brückenbalkens in Bezug auf das Höhenregulierungseiement festgelegt ist.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines Brückenbalkens auf einem Tragprofil einer Brücke für ein Schienenfahrzeug, mit der Maßgabe, dass sich die Oberseite des Brückenbalkens im fertig montierten Zustand in einer bestimmten absoluten Sollhöhe befindet.
Üblicherweise werden die Schienen von Gleisen für Schienenfahrzeuge auf Schwelten befestigt, die quer zur Längsrichtung der Schienen ausgerichtet sind und im Schotterbett oder auf einem festen Untergrund abgestützt sind. Solche Schwellen bestehen üblicherweise aus Holz, Kunststoff, Beton oder Stahl.
Da die das jeweilige Gleis tragenden, in ihrer Funktion glatt den im Gleisoberbau üblichen Schwellen entsprechenden Bauteile bei Brücken, die aus Stahlprofilen zusammengesetzt sind, werden als „Brückenbalken“ bezeichnet, da sie, anders als die üblicherweise über ihre gesamte Länge abgestützten Schwellen, den Abstand zwischen zwei Tragprofilen, die das Gewicht des Gleises und des darüber fahrenden Schienenfahrzeugs aufnehmen, frei überbrücken.
Wichtig für eine ordnungsgemäße Verfahrbarkeit von Gleisen ist selbstverständlich auch im Bereich von Brücken eine gleichmäßige Höhenausrichtung der Lauffläche der Schienen der Gleise, auf denen die Räder des Schienenfahrzeugs abrollen. Dementsprechend bestehen speziell im Bereich von aus Stahlprofilen zusammengesetzten Brücken strenge Anforderungen an die exakte Höhenposition der an der Oberseite der Brückenbalken vorgesehenen Aufstandflächen, auf der die Schiene im Gebrauch abgestützt ist.
Wie die Schwellen unterliegen auch Brückenbalken jedoch einem gewissen Verschleiß. Aufgrund dessen müssen die Brückenbalken in bestimmten Zeitabständen, die bis zu 20 Jahren betragen können, erneuert werden. Da jedoch nicht nur die Brückenbalken selbst verschleißen, sondern sich auch die Brücke im Ganzen, ihre Tragprofile oder die die Tragprofile stützenden Bauteile über eine derart lange Gebrauchsdauer verformen können, müssen für den Austausch jeder einzelne der auf der Brücke vorhandenen, auszutauschenden Brückenbalken vermessen werden, um seinen jeweiligen Ist-Zustand zu erfassen.
Auf Grundlage des auf der Baustelle erfassten Ist-Zustands wird anschließend ein bereitstehender, üblicherweise aus vorbehandeltem Holz bestehender Balkenrohling derart materialabhebend bearbeitet, dass seine Abmessungen exakt so an die Sollabmessungen des auszutauschenden Balkens angepasst sind, dass der Austauschbalken an die Stelle des zu ersetzenden Balkens gesetzt werden kann und eine optimale horizontale Ausrichtung der von dem Balken getragenen Schienen sicherstellt. Die Erfahrung zeigt hier, dass nur durch eine solche einzelne Untersuchung und Anpassung jedes einzelnen Brückenbalkens Setzungsvorgänge, Unebenheiten und spezielle lokale Gegebenheiten, wie z, B. Nieten, die Horizontalität der Brücke zuverlässig ausgeglichen werden können. Dabei erfolgt die Bearbeitung des Balkenrohlings üblicherweise auf der Baustelle, weil auch hierbei die Erfahrung gezeigt hat, dass nur so vor Ort zum Zeitpunkt der Montage festgestellte Messfehler oder Passungenauigkeiten zielgerichtet bei der Bearbeitung berücksichtigt und dementsprechend Doppelaufwand vermieden werden kann, der andernfalls für eine Vorbearbeitung im Fertigungswerk und für die regelmäßig unvermeidbare Nachbearbeitung auf der Baustelle erforderlich wäre.
In der DE 198 13258 C1 ist als Alternative zur Verwendung von Brückenbalken, die aus Holz bestehen, die Verwendung von als Doppei-T- Stahlprofil ausgebildeten Brückenbalken vorgeschlagen worden. Die Befestigung eines solchen Brückenbalkens auf dem jeweiligen, ebenfalls als Doppel-T-Profil ausgebildeten Trägers der Brücke erfolgt dabei über eine auf dem Obergurt des Trägers angeordnete, parallel zum Brückenbalken verlaufende Anschlagleiste, über die mittels geeigneter Befestigungsmitel die horizontale Lage des Brückenbalkens fixiert wird. Gleichzeitig sind weitere Befestigungsmittel vorgesehen, die zum Fixieren des Brückenbalkens in vertikaler Richtung auf dem Träger dienen. Der Abstand zwischen dem Brückenbalken und dem Trägerprofil lässt sich dabei durch eine oder mehrere Platten einstellen, die erforderlichenfalls als Stapel zwischen dem Brückenbalken und dem Tragprofil angeordnet werden und dabei wenigstens über den unteren Gurt des Brückenbalkens oder den Obergurt des Tragprofils seitlich hinaus ragen. Fixiert wird der Brückenbalken auf dem Tragprofil dann mit Hilfe von Spannschrauben, die in geeigneter Weise den Untergurt des Brückenbalkens gegen den Obergurt des Tragprofils verspannen und so den Brückenbalken in horizontaler Längsrichtung des Tragprofils sowie in vertikaler Höhenrichtung des Tragprofils an dem Tragprofil festlegen. Auch wenn durch die im voranstehend erläuterten Stand der Technik vorgeschlagene Verwendung von zu einem Stapel zusammengesetzten Platten eine vergleichbar einfache Anpassung der Höhenausrichtung der Brückenbalken möglich ist, erweist sich die in der Praxis häufig erforderliche feine Abstufung der Höhenanpassung unter den in der Praxis gegebenen rauen Arbeitsbedingungen als schwierig.
Ausgehend von dem voranstehend erläuterten Stand der Technik hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Brücke für ein Schienenfahrzeug anzugeben, bei der mit vermindertem Aufwand und zu geringen Kosten eine exakte Positionierung der Brückenbalken in ihrer Sollhöhe bewerkstelligt werden kann.
Ebenso sollte ein Verfahren angegeben werden, das die vereinfachte, solllagegerechte Montage von Brückenbalken auf einer Brücke für Schienenfahrzeuge ermöglicht.
Die Erfindung hat diese Aufgabe durch eine Brücke, die mindestens die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, und ein Verfahren gelöst, das mindestens die in Anspruch 18 angegebenen Arbeitsschritte umfasst.
Es versteht sich dabei von selbst, dass ein Fachmann bei der praktischen Umsetzung der Erfindung und ihrer hier erläuterten Varianten und Ausbaumöglichkeiten diejenigen vorliegend nicht explizit erwähnten Merkmale oder Arbeitsschritte ergänzt, von denen er aufgrund seiner praktischen Erfahrung weiß, dass sie bei der Herstellung oder Wartung von Brücken der hier in Rede stehenden Art oder bei der Durchführung von Verfahren der hier in Rede stehenden Art regelmäßig angewendet werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden wie der allgemeine Erfindungsgedanke nachfolgend im Einzelnen erläutert. Eine erfindungsgemäße Brücke für ein Schienenfahrzeug umfasst somit in Übereinstimmung mit dem eingangs erläuterten Stand der Technik ein aus zwei parallel verlaufenden Schienen gebildetes, zum Befahren durch das Schienenfahrzeug vorgesehenes Gleis und mindestens einen Brückenbalken, der die Schienen des Gleises trägt und quer zu einem Tragprofil der Brücke ausgerichtet ist, wobei der Brückenbalken über ein zwischen dem Tragprofil und dem Brückenbalken angeordnetes Höhenregulierungselement abgestützt ist und wobei mindestens eine Befestigungseinrichtung vorgesehen ist, mittels der die Lage des Brückenbaikens in Bezug auf das Höhenregulierungselement festgelegt ist.
Erfindungsgemäß ist nun bei einer solchen Brücke das Höhenregulierungselement als einstückiger Block ausgebildet, dessen Höhe durch eine materialabtragende Bearbeitung an den Abstand zwischen dem Tragprofil und dem Brückenbalken angepasst ist.
Der Erfindung liegt somit der Gedanke: zu Grunde, einen fertig geformten, auf der Baustelle nicht mehr bearbeiteten Brückenbalken über ein blockartig in einem Stück geformtes Höhenregulierungselement auf dem Trägerprofil abzustützen. Der zur Höhenregulierung erfindungsgemäß eingesetzte Block, ist dabei durch eine materialabhebende Bearbeitung hinsichtlich seiner Höhe so angepasst, dass der Brückenbalken mit seiner Oberseite, auf der die zu stützende Schiene steht, sich in der für sie vorgesehenen vertikalen Soll-Lage (Sollhöhe) befindet. Diese Soll-Lage entspricht der „absoluten Sollhöhe“, die eingehalten werden muss, damit sich die Lauffläche der auf dem jeweiligen Brückenbalken befestigten Schiene in der für ein problemloses, sicheres Überfahren durch ein Schienenfahrzeug optimalen Höhe befindet.
Anders als beim voranstehend erläuterten, auf einem aus Stahl bestehenden Brückenbalken basierenden Stand der Technik werden bei einer erfindungsgemäßen Montage des Brückenbalkens keine einzelnen Platten mehr benötigt, die umständlich zusammengesetzt und befestigt werden müssen, um die Höhenregulierung vorzunehmen. Vielmehr handelt es sich bei einem e.rfindungsgemäß vorgesehenen Höhenregulierungselement um einen kompakten festen Block, der, anders als die großvolumigen, im Stand der Technik bereitgestellten Balkenrohlinge problemlos handhabbar ist und mit den in der Praxis bei der Bearbeitung von Brückenbalken auf der Baustelle bewährten Materialbearbeitungstechniken leicht auf das erforderliche Höhenmaß gebracht werden kann.
Dementsprechend sieht die Erfindung für die Montage eines Brückenbalkens auf einem Tragprofil einer Brücke für ein Schienenfahrzeug, mit der Maßgabe, dass sich die Oberseite des Brückenbalkens im fertig montierten Zustand in einer bestimmten absoluten Sollhöhe befindet, mindestens folgende Arbeitsschritte vor: a) Bereitstellen eines Brückenbalkens; b) Bereitstellen eines Höhenregulierungselements, das als einstückiger Block hergestellt ist und eine Höhe aufweist, die größer als ein theoretisch ermittelter, maximal möglicher Abstand ist, der zwischen der Unterseite des Brückenbalkens und der Oberseite des Tragprofils besteht, wenn sich die Oberseite des Brückenbalkens in der Sollhöhe befindet; c) Ermitteln des tatsächlich vorhandenen Abstands zwischen der Unterseite des Brückenbalkens und der Oberseite des Tragprofils, wenn sich die Oberseite des Brückenbalkens in der Sollhöhe befindet; d) Kürzen der in Montagestellung zwischen der Unterseite des Brückenbalkens und der Oberseite des Tragprofils wirksamen Höhe des Höhenregulierungselements um die im Arbeitsschritt c) festgestellte Differenz durch materialabtragende Bearbeitung des Höhenregulierungselements; e) Aufsätzen des hinsichtlich seiner Höhe angepassten Höhenregulierungselements auf die Oberseite des Tragprofils; f) Aufsetzen des Brückenbalkens auf das Höhenregulierungselement; g) Festlegen des Brückenbalkens an dem Höhenregulierungselement.
Das Trägerprofil einer erfindungsgemäßen Brücke ist typischerweise als T-Träger mit einem Obergurt und einem den Obergurt tragenden Steg oder als Doppel-T- Träger ausgebildet, bei dem zusätzlich zu dem Obergurt an den Steg auch noch an dessen vom Obergurt abgewandten Seite ein Untergurt angeformt ist. Denkbar sind jedoch auch andere Profilformen, wie beispielsweise eine Kastenform mit rechteckigem Querschnitt. Wesentlich für die Erfindung ist hier lediglich, dass das Tragprofil an seiner Oberseite eine Fläche zur Verfügung stellt, auf der das erfindungsgemäß vorgesehene Höhenregulierungselement sitzen kann.
Die erfindungsgemäß zwecks Anpassung der Höhe durchgeführte materialabtragende Bearbeitung des Höhenregulierungselements kann in jeder geeigneten, dem Fachmann geläufigen und an das Material desHöhenregulierungselements wie für den Fachmann üblich angepassten Art und Weise durchgeführt werden. So eignen sich hierzu die bekannten spanabhebenden Verfahren, wie Fräsen, Hobeln, Schleifen, Feilen, die sich auch im mobilen Einsatz auf der Baustelle mit der in der Praxis hierzu zur Verfügung stehenden Einrichtung leicht bewerkstelligen lassen.
Grundsätzlich ist es denkbar, dass der erfindungsgemäß vorgesehene Brückenbalken in konventioneller Weise aus Holz oder Stahl geformt ist, da keine Bearbeitung des Brückenbalkens am Montageort mehr erfolgen muss. Ebenso kann das Höhenregulierungselement aus jedem Werkstoff bestehen, der mit den üblichen technischen Maßnahmen, wie Fräsen, Hobeln, Schleifen, Feilen eine materialabtragende Bearbeitung zwecks Anpassung der Höhe erlaubt. So kann auch das Höhenregulierungselement beispielsweise aus Holz bestehen, wenn dieses eine ausreichende Tragfähigkeit besitzt.
Für die Erfindung als besonders vorteilhaft herausgestellt hat sich, wenn der Brückenbalken und das Höhenregulierungselement jeweils aus einem Werkstoff auf Kunststoffbasis hergestellt sind. Die Verwendung von auf einem Kunststoff basierenden Werkstoff hat nicht nur hinsichtlich der Haltbarkeit und Belastbarkeit von Brückenbalken und Höhenregulierungselementen Vorteile, sondern erlaubt auch auf einfache Weise eine optimierte Formgebung und Anpassung des Brückenbalkens und des Höhenelements an die jeweils vor Ort bestehenden räumlichen Bedingungen und funktionalen Anforderungen.
Insbesondere haben sich Kunststoff-Sand-Gemische für die Herstellung des Brückenbalkens und / oder des Höhenregulierungselement bewährt, wie sie im Stand der Technik erfolgreich für die Erzeugung von Schwellen für den Gleisoberbau verwendet werden.
Praktische Erfahrungen zeigen hier, dass für die Herstellung des Brückenbalkens ein Kunststoff-Werkstoff besonders geeignet ist, der zu 10 - 65 Masse-%, insbesondere 10 - 60 Masse-%, aus thermisch verformbarem Kunststoff und als Rest aus mit dem Kunststoff vermischtem Sand besteht. Varianten dieses für die Herstellung von Schwellen für den Gleisoberbau bewährten ku oststoffbasierten Werkstoffs und die bei seiner Verarbeitung zu Schwellen und Brückenbalken zu berücksichtigenden Verfahrensschritte und -parameter sind im Detail im Europäischen Patent 3445734 (Anmeldenummer 1671 7667.6) beschrieben, dessen Inhalt durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird. Weitere Ausgestaltungen der in dem genannten Europäischen Patent 3445 734 beschriebenen Art und Weise der Gestaltung und der Herstellung einer Schwelle, die in gleicher Weise auf die Herstellung eines in einer erfindungsgemäßen Brücke vorgesehenen Brückenbalkens anwendbar sind, sind in der WO 2018/192930 A1 beschrieben, deren Inhalt ebenfalls durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird. Auch das erfindungsgemäß eingesetzte Höhenregulierungselement kann aus einem Kunststoff-Sand-Gemisch hergestellt sein, wobei sich hier Anteile von bis zu 65 Masse-%, insbesondere bis zu 60 Masse-%, Sand und 35 - 100 Masse- %, insbesondere 40 - 100 Masse-%, Kunststoff bewährt haben. Die
Sandzugabe erfolgt beim für das Höhenregulierungselement verwendeten Werkstoff lediglich optional, um Gewicht oder Kunststoffmaterial einzusparen.
Hier hat es sich im Hinblick auf eine problemlose Bearbeitung auf der Baustelle als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn der Sandgehalt des Werkstoffs des Höhenregulierungselements geringer ist als der Sandgehalt des Werkstoffs, aus dem der Brückenbalken besteht. Beispielsweise hat sich hier eine Begrenzung des Sandgehalts auf höchstens 35 Masse-% oder höchstens 20 Masse-% bewährt. Die Verarbeitung des so zusammengesetzten Kunststoff- Sand-Gemischs und die Auswahl des geeigneten Kunststoffs und Sands können dabei ebenfalls auf dem Stand der. Technik aufsetzen, der in den voranstehend genannten, hier durch Bezugnahme inhaltlich einbezogenen Veröffentlichungen EP 3445734 B1 und WO 2018/192930 A1 beschrieben ist.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Verwendung eines blockartigen Höhenregulierungselements besteht darin, dass dieses aufgrund seiner hohen Formstabilität in Längsrichtung des Tragprofils verschiebbar auf dem Tragprofil gelagert sein kann. Durch die Verschiebbarkeit in Längsrichtung des Trag profils und damit einhergehend in Längsrichtung des Gleises kann der Brückenbalken der Längenausdehnung der von ihm getragenen Schiene folgen, die beispielsweise in Folge von Temperaturveränderungen eintreten können. Belastungen des Höhenelements durch Spannungen, die bei einer fixen Befestigung des Höhenelements auf dem Trägerprofil auftreten können, lassen sich so sicher vermeiden.
Dabei kann das Höhenregulierungselement nicht nur als loses Auflager auf dem Trägerprofil, sondern auch für eine gezielte Führung des mit dem Höhenregulierungselement verbundenen Brückenbalkens entlang des Trägerprofils in dessen Längsrichtung genutzt werden. Dies ist wegen dessen besonderer Verschleißbeständigkeit und Stabilität insbesondere dann möglich, wenn mindestens das Höhenregulierungselement aus kunststoffbasiertem Werkstoff geformt ist.
Für die Längsführung kann beispielsweise in die dem Trägerprofil zugeordnete Unterseite des Höhenregulierungselements eine sich in Längsrichtung des Trägerprofils erstreckende nutartige Einsenkung eingeformt sein, deren quer zur Längserstreckung des Trägerprofils gemessene Breite und senkrecht zur Oberseite des Trägerprofils gemessene Tiefe so bemessen ist, dass das Höhenregulierungselement frei auf dem Trägerprofil verschoben werden kann. Gleichzeitig führen die die Einsenkung an ihren Längsseiten begrenzenden Wandabschnitte das Höhenregulierungselement an den zugeordneten Längsseiten des Trägerprofils, so dass eine unbeabsichtigte Verschiebung quer zur Längsrichtung des Trägerprofils trotz der Längsverschiebbarkeit sicher verhindert ist.
Genauso kann die Führung auch durch separat vorgefertigte, an den Längsseiten des Höhenregulierungselements befestigte Führungselemente gebildet sein, die über die Unterseite des Höhenregulierungselements hinausstehen und gegen die jeweils zugeordnete Längsseite des Trägerprofils wirken.
Aufgrund seiner Robustheit und kompakten Form lässt sich das erfindungsgemäß vorgesehene Höhenregulierungselement grundsätzlich in jeder dem Fachmann bekannten Weise an dem Brückenbalken fixieren. So kann die hierzu dienende Befestigungseinrichtung beispielsweise ein an dem Höhenregulierungselement vorgesehenes erstes Gegenlager, ein an dem Brückenbalken vorgesehenes zweites Gegenlager und ein Spannmittel umfassen, das die Gegenlager gegeneinander verspannt.
Eine besonders platzsparende und gleichzeitig einfach zu montierende Ausgestaltung ergibt sich hierbei dann, wenn das an dem Höhenregulierungselement vorgesehene Gegenlager durch eine Außenfläche des Höhenregulierungselements gebildet ist, an der eine durch das Höhenregulierungselement verlaufende Ausnehmung mündet, durch die das Spannmittel zum Gegenlager des Brückenbalkens geführt ist. Die Ausnehmung kann dabei als Durchgangsöffnung ausgebildet sein, durch die als Spannmittel eine Schraube gesteckt ist, die mit ihrem Kopf am die Mündung der Durchgangsöffnung umgrenzenden, als das eine Gegenlager dienenden Rand der Außenfläche des Höhenregulierungselements abgestützt ist. Alternativ ist es auch möglich, das an dem Höhenregulierungselement vorgesehene Gegenlager durch eine Außenfläche eines an dem Höhenregulierungselement gehaltenen Zwischenstücks zu bilden, an der eine durch das Höhenregulierungselement verlaufende Ausnehmung mündet, durch die das Spannmittel zum Gegenlager des Brückenbalkens geführt ist. Das Zwischenstück kann dabei als Winkelelement aus einem höherfesten Material gefertigt sein. Die Verwendung eines solchen Zwischenstücks ermöglicht dann nicht nur eine besonders hoch belastbare Befestigung, sondern auch den Ausgleich von Lageungenauigkeiten und desgleichen. Dazu kann beispielsweise die an dem Zwischenstück vorgesehene Ausnehmung als Langloch oder desgleichen ausgebildet sein, über das es auch bei einer nicht perfekt übereinstimmenden Ausrichtung der Gegenlager von Höhenregulierungselement und Brückenbalken möglich ist, das Spannmittel so zu positionieren, dass es zum Verspannen auf beide Gegenlager sicher wirken kann.
Gemäß einer für die Praxis besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der Brückenbalken in vertikaler, d.h. Schwerkraftrichtung, verschiebbar an dem Höhenregulierungselement gelagert. Dies kann besonders einfach durch die Verwendung eines Zwischenstücks für die Anbindung des Höhenregulierungselements an den Brückenbalken verwirklicht werden. Durch eine vertikal verschiebbare Lagerung kann der Brückenbalken den wellenartig sich längs des Gleises laufenden Einsenkungen und Anhebungen des Gleises folgen, die beim Überfahren des Gleises durch ein Schienenfahrzeug auftreten. Auch eine solche vertikal bewegliche Führung trägt somit zur Verminderung der Spannungen bei, die bei einer fixen Anbindung andernfalls im Bereich der Befestigung des Höhenregulierungselements an dem Brückenbalken oder dem Trägerprofil auftreten würden.
Für die vertikale Verschiebbarkeit des Zwischenstücks kann beispielsweise an dem Höhenregulierungselement eine Führung in Form einer nutförmigen, sich in der Bewegungsrichtung erstreckenden Einsenkung vorgesehen sein. Genauso kann auch an dem Zwischenstück eine sich in Schwerkraftrichtung erstreckende Kulisse vorgesehen sein, in die ein an dem Höhenregulierungselement vorgesehener Führungsvorsprung greift, oder umgekehrt.
Das zum Anbinden an das Höhenregulierungselement dienende Gegenlager des Brückenbalkens kann durch eine an dem Brückenbalken ausgebildete Ausnehmung gebildet sein, in die das Spannmittel greift. Um dabei eine maximale Belastbarkeit zu gewährleisten, kann die Ausnehmung durch ein in den Brückenbalken eingegossenes Halteelement gebildet sein, das mindestens in dem Bereich, gegen den das Spannmittel wirkt, aus einem Werkstoff besteht, der höher belastbar ist als der Werkstoff, aus dem der Brückenbalken besteht.
Dieses Halteelement kann ein Hohlprofil sein, das eine zu einer Außenseite des Brückenbalkens gerichtete Öffnung aufweist, in die das Spannmittel greift. Auf diese Weise kann eine großflächige Abstützung des Spannmittels an dem Gegenlager bewerkstelligt werden, das in diesem Fall durch den die Öffnung umgrenzenden, vom Spannmittel hintergriffenen Randbereich des Halteelements gebildet wird. Gleichzeitig kann die Öffnung des Halteelements so ausgelegt werden, dass Lageungenauigkeiten bei der Befestigung des Höhenregulierungselements an dem Brückenbalken problemlos ausgeglichen werden können. Hierzu eignen sich insbesondere Halteelemente, die eine als in Längsrichtung des Brückenbalkens sich erstreckende Schlitzöffnung ausgebildete Öffnung aufweisen, innerhalb der das Spannelement mit seinem in die Öffnung greifenden Lagerabschnitt verschiebbar ist. Grundsätzlich ist dabei denkbar, dass die Öffnung des Halteelements beispielsweise an den Seitenflächen des Brückenbalkens vorgesehen ist. Als Spannmittel kann dann beispielsweise ein nach Art einer Klammer oder Spange ausgebildetes Bauteil verwendet werden, das mit seinem Ende in die betreffende Öffnung greift. Eine besonders einfache und gleichzeitig platzsparende Montage ergibt sich allerdings dann, wenn die Öffnung des Haltelements an der dem Trägerprofil zugeordneten Unterseite des Brückenbalkens angeordnet ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
Fig. 1 die Befestigung eines Brückenbalkens auf einem Trägerprofil einer Brücke für ein Schienenfahrzeug in einem Schnitt quer zur Längserstreckung des Trägerprofils;
Fig. 2 die Befestigung gemäß Fig. 1 in einer seitlichen, teilweise längs der in Fig. 1 eingezeichneten Schnittlinie A-Ä geschnittenen Ansicht;
Fig. 3 eine alternative Befestigung eines Brückenbalkens auf einem
Trägerprofil einer Brücke für ein Schienenfahrzeug in einem Schnitt quer zur Längserstreckung des Trägerprofils;
Fig. 4 die Befestigung gemäß Fig. 3 in einer seitlichen, teilweise längs der in Fig. 3 eingezeichneten Schnittlinie A - A geschnittenen Ansicht.
Die in den Figuren dargestellten, in konventioneller Weise als Doppel-T-Profiie aus einem hierzu bewährten Stahl geformten Tragprofile T1,T2 sind Teil einer ebenso konventionellen, hier nicht weiter gezeigten Brücke, über die ein Schienenfahrzeug ein Tal, einen Fluss oder desgleichen überqueren kann.
Auf dem Tragprofil T1,T2 ist jeweils ein Brückenbalken B1,B2 abgestützt, der quer zur Längserstreckung LT der T ragprofile T 1 ,T2 ausgerichtet ist. Auf der Oberseite der Brückenbalken B1,B2 ist jeweils mittels eines für diesen Zweck in der Praxis bewährten Befestigungssystems eine Schiene S1,S2 befestigt. Die Schiene S1,S2 ist jeweils Teil eines hier nicht weiter dargestellten Gleises, das in bekannter Weise jeweils zwei parallel geführte und in gleicher Weise wie die Schienen S1,S2 auf den Brückenbalken B1,B2 befestigte Schienen umfasst.
Die Brückenbalken B1,B2 bestehen jeweils aus einem Kunststoff-Sand- Gemisch, das in der oben erläuterten, im Europäischen Patent 3445734 (Anmeldenummer 1671 7667.6) beschriebenen Art und Weise zum jeweiligen Brückenbalken B1,B2 verarbeitet worden ist. Dabei sind die Brückenbalken B1,B2 in der in der WO 2018/192930 A1 beschriebenen Art und Weise mit Stahl-Bewehrungen W ausgesteift.
Bei ihrer Herstellung ist in die Brückenbalken B1,B2 jeweils zusätzlich ein aus Stahlblech geformtes Halteelement H1,H2 eingossen worden.
Die Halteelemente H1.H2 bestehen jeweils aus einer die Brückenbalken B1,B2 an ihrer Unterseite U1,U2 abdeckenden Grundplatte 1 und einem im Querschnitt (Figuren 2, 4) U-förmigen Profil 2, das mit seinen Schenkeln 3,4 auf der dem Inneren des jeweiligen Brückenbalkens B1,B2 zugeordneten Seite der Grundplatte 1 sitzt und dort mit der Grundplatte 1 verschweißt ist.
Das an seinen Schmalseiten 5 geschlossene Profil 2 ist bezogen auf die Breite BB der Brückenbalken B1,B2 mittig auf der Grundplatte 1 angeordnet und erstreckt sich in Längsrichtung LB des jeweiligen Brückenbalkens B1,B2. Die Länge des Profils 2 ist dabei kürzer als die Länge des jeweiligen Brückenbalkens B1,B2, so dass das Profil 2 bis auf seine der Grundplatte 1 zugeordnete offene Seite vollständig vom Werkstoff des jeweiligen Brückenbalkens B1,B2 umgeben ist. Durch Anker 6, die ausgehend von dem sich zwischen den Schenkeln 3,4 erstreckenden Dach 7 des Profils 2 in den Werkstoff des jeweiligen Brückenbalkens B1,B2 greifen, ist das aus dem Profil 2 und der Grundplatte 1 gebildete jeweilige Halteelement H1,H2 hoch belastbar in dem jeweiligen Brückenbalken B1,B2 verankert.
Der von dem Profil 2 mit der Grundplatte 1 umgrenzte Raum 8 ist zur Unterseite U1,U2 des jeweiligen Brückenbalkens B1.B2 durch eine Schlitzöffnung 9 geöffnet» die bezogen auf die Breite BB des jeweiligen Brückenbalkens B1,B2 mittig ausgerichtet ist und sich in Längsrichtung LB des jeweiligen Brückenbalkens B1,B2 erstreckt.
Die Brückenbalken B1,B2 sind jeweils über ein Höhenregulierungselement R1,R2 auf der planen Oberseite 10 des Obergurts des zugeordneten T rägerprofils T 1 ,T2 abgestützt.
Die Höhenregulierungselemente R1,R2 sind jeweils in der oben bereits erwähnten, im Europäischen Patent 3445734 {Anmeldenummer 1671 76 67.6) beschriebenen Art und Weise aus einem Kunststoff-Sand-Gemisch geformt worden. Jedoch weisen sie jeweils einen geringeren Sandgehalt auf als die Brückenbalken Bt»B2. Auf diese Weise sind die Höhenregulierungselemente R1 ,R2 weniger spröde als die Brückenbalken B1,B2, so dass sie sich beispielsweise leichter materialabhebend bearbeiten lassen.
Die Höhe HR der Höhenregulierungselemente R1,R2 und damit einhergehend der Abstand zwischen der Unterseite U1,U2 des jeweiligen Brückenbalkens B1,B2 und der Oberseite 10 des Trägerprofils T1»T2 sind jeweils beispielsweise durch Abfräsen ihrer dem jeweiligen Brückenbalken B1 ,B2 zugeordneten
Oberseite 11 so eingestellt, dass sich die an der Oberseite der Brückenbalken B1 »B2 jeweils für die Befestigung der Schienen S1 ,S2 vorgesehenen Aufstandflächen 12 in einer vom Betreiberder Brücke vorgegebenen absoluten Soll-Höhe HS befinden» durch die die für ein Überfahren optimale Position der Lauffläche 13 der Schiene S1 ,S2 gewährleistet ist. Beim in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in die Unterseite 14 des Höhenregulierungselements R1 eine sich in Längsrichtung LT des Trägerprofils Tt erstreckende Einsenkung 15 eingeformt, die seitlich durch Wandabschnitte 16,17 begrenzt ist. Die Breite der Einsenkung 15 ist dabei so bemessen, dass das Trägerprofil T1 mit seinem Oberg urt in der Einsenkung 15 sitzt und dabei ein für ein freies Verschieben des Höhenregulierungselements R1 auf der Oberseite 10 des Trägerprofils Ϊ1 ausreichendes Spiel zwischen den Wandabschnitten 16,17 und den zugeordneten Längsseiten des Obergurts des Trägerprofils T1 gegeben ist. Gleichzeitig sperren die Wandabschnitte 16,17 das Höhenregulierungselement R1 gegen eine übermäßige Verschiebung in der Querrichtung QT, die quer zur Längsrichtung LT des Trägerprofils Tt ausgerichtet ist.
Zum Verspannen des Höhenregulierungselements R1 an dem Brückenbalken Bt sind beim in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel zwei als Spannschrauben ausgebiidete Spanneiemente N1,N2 vorgesehen, die jeweils mit ihrem riegelartigen Kopf 18 durch die Schlitzöffnung 9 des Halteelements H1 geführt und anschließend um die Längsachse der Spanneiemente N1,N2 so verschwenkt worden sind, dass der Kopf 18 auf der dem Dach 7 des Halteelements H1 zugeordneten, ein erstes Gegenlager 19 für die Spanneiemente N1,N2 bildenden inneren Oberfläche der Grundplatte 1 des Halteelements H1 abgestützt ist. Mit ihrem Schaft 20 sind die Spanneiemente N1 ,N2 durch als Durchgangsöffnungen ausgebildete Ausnehmungen 21 geführt, die an der Unterseite 14 des Höhenregulierungselements H1 münden. Die dort auf das Gewinde der Spanneiemente N1 ,N2 aufgeschraubten Muttern 22,23 wirken gegen die ein zweites Gegenlager 24 für die Spanneiemente N1,N2 bildende Außenfläche an der Unterseite 14 des
Höhenregulierungselements R1. Die Spanneiemente N1,N2 bilden so mit ihren Köpfen 18 und den Muttern 22,23 jeweils eine Befestigungseinrichtung, mit der das Höhenregulierungselement R1 an dem Brückenbalken B1 gehalten ist. Beim in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Brückenbalken B2 über als L-förmige Stahlwinkel ausgebiidete Zwischenstücke Z1,Z2 mit dem Höhenregulierungselement N2 verbunden.
Die Zwischenstücke Z1,Z2 liegen mit ihrem einen Schenkel 25 an der Unterseite U2 des Brückenbalkens B2 an. In diesen Schenkel 25 ist eine als Durchgangsöffnung ausgebildete Ausnehmung 26 eingeformt, durch die ein ebenfalls als Spannschraube ausgebildetes Spannmittel N1,N2 mit seinem Schaft geführtist. Die Spannmitte! N1 ,N2 weisen jeweils wie die Spannmittel N1,N2 beim Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 einen riegelartigen Kopf 27 auf, der in derselben Weise wie der Kopf 18 der Spannelemente N1 ,N2 an der als Gegenlager 19 wirkenden inneren Oberfläche der Grundplatte 1 des Halteelements H1 abgestützt ist. Entsprechend dient auch die freie untere Außenfläche des Schenkels 25 als zweites Gegenlager für die Mutter 28,29, die auf den Gewindeschaft der Spannelemente N1,N2 aufgeschraubt ist. Auch dieSpannelemente N1,N2 bilden so mit ihren Köpfen 27 und den Muttern 28,29 jeweils eine Befestigungseinrichtung, mit der das Höhenregulierungselement R2 an dem Brückenbalken B2 gehalten ist.
Um eine Beweglichkeit des Brückenbalkens B2 auch in vertikaler Richtung V (Schwerkraftrichtung) zu ermöglichen, ist der jeweils rechtwinklig zum ersten Schenkel 25 ausgerichtete zweite Schenkel 30 der Zwischenstücke Z1,Z2 jeweils in einer Ausnehmung 31,32 geführt, die in die zugeordnete Längsseitenfläche 33 des Höhenregulierungselements R2 eingeformt ist. Die seitlichen Begrenzungen der Ausnehmungen 31,32 umgreifen dabei die Schenkel 30 an ihrer freien, vom Höhenregulierungselement R2 abgewandten Seite, so dass die Schenkel 30 jeweils ausschließlich in vertikaler Richtung V in der zugeordneten Ausnehmung 31,32 verschiebbar sind. Gleichzeitig stehen die Schenkel 30 über die auf dem Obergurt des Trägerprofils T2 in Längsrichtung LT schiebebeweglich sitzende Unterseite des Höhenregulierungselements R2 hinaus und bilden so eine seitliche Führung, durch die eine übermäßige Bewegung des Höhenregulierungselements R2 in
Querrichtung QT verhindert wird.
BEZUGSZEICHEN
1 Grundplatte der Halteelemente H1,H2
2 Profil der Halteelemente H 1 , H2
3,4 Schenkel des Profils 2
5 Schmalseite des Profils 2
6 Anker
7 Dach des Profils 2
8 vom Profil 2 umgrenzter Raum
9 Schlitzöffnung
10 plane Oberseite des Obergurts der Trägerprofile T 1 ,T2 11 Oberseite der Höhenregulierungselemente R1,R2
12 Aufstandflächen (Oberseite) der Brückenbalken B1,B2
13 Lauffläche der Schiene S1 ,S2
14 Unterseite des Höhenregulierungselements R1
15 Einsenkung
16,17 Wandabschnitte
18 Kopf der Spannelemente N1 ,N2
19 erstes Gegenlager für die Spannelemente N1,N2
20 Schaft der Spannelemente N1 ,N2 21 Ausnehmungen des Höhenregulierungselements H1
22,23 Muttern
24 zweites Gegenlager für die Spannelemente N1 ,N2
25,30 Schenkel der Zwischenstücke Z1 ,Z2
26 Ausnehmung
27 Kopf der Spanneiemente N1,N2
28,29 Muttern
31,32 Ausnehmungen
33 Längsseitenfläche des Höhenregulierungselements H2
B 1 , B2 Brückenbalken
BB Breite der Brückenbalken B1 ,B2
H1,H2 Halteelemente
HR Höhe der Höhenregulierungselemente R1 ,R2
HS absolute Soll-Höhe
LB Längsrichtung der jeweiligen Brückenbalken B1,B2
LT Längserstreckung (Längsrichtung) der T rag profile T 1 ,T2
N 1 , N2 Spannelemente
QT Querrichtung der T rägerprofile T 1 ,T2
R1,R2 Höhenregulierungselemente
S1,S2 Schienen
T1,T2 Tragprofile
U1,U2 Unterseite der Brückenbalken B1,B2
V vertikale Richtung (Schwerkraftrichtung)
W Stahl-Bewehrungen
Z1 ,Z2 Zwischenstücke

Claims

PA TENTA NS PR ÜC H E
1. Brücke für ein Schienenfahrzeug, mit einem aus zwei parallel verlaufenden Schienen (S1,S2) gebildeten, zum Befahren durch das Schienenfahrzeug vorgesehenen Gleis und mit einem Brückenbalken (B1,B2), der die Schienen (S1,S2) des Gleises trägt und quer zu einem Tragprofil (T1,T2) der Brücke ausgerichtet ist, wobei der Brückenbalken (B1 ,B2) über ein zwischen dem Tragprofil (T1,T2) und dem Brückenbalken (B1,B2) angeordnetes Höhenregulierungselement (R1,R2) abgestützt ist und wobei mindestens eine Befestigungseinrichtung vorgesehen ist, mittels der die Lage des Brückenbalkens (B1 ,B2) in Bezug auf das Höhenregulierungselement (R1 ,R2) festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Höhenregulierungselement (R1 ,R2) als einstückiger Block ausgebildet ist, dessen Höhe (HR) durch eine materialabtragende Bearbeitung an den Abstand zwischen dem Tragprofil (T1,T2) und dem Brückenbalken (B1,B2) angepasst ist.
2. Brücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Brückenbalken (B1,B2) und das Höhenregulierungselement (R1,R2) jeweils aus einem Werkstoff auf Kunststoffbasis hergestellt sind.
3. Brücke nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff, aus dem der Brückenbalken (B1 ,B2) und/oder das Höhenregulierungselement (R1,R2) bestehen, ein Kunststoff-Sand- Gemisch ist.
4. Brücke nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff, aus dem der Brückenbalken (B1 ,B2) gefertigt ist, zu 10 - 65 Masse-% aus thermisch verformbarem Kunststoff und als Rest aus mit dem Kunststoff vermischtem Sand besteht.
5. Brücke nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des
Höhenregulierungselements (R1,R2) aus bis zu 65 Masse-% Sand und 35 - 100 Masse-% Kunststoff besteht, mit dem, soweit vorhanden, der Sand vermischt ist.
6. Brücke nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sandgehalt des Werkstoffs, aus dem das Höhenregulierungselement (R1,R2) besteht, geringer ist als der Sandgehalt des Werkstoffs, aus dem der Brückenbalken (B1,B2) besteht.
7. Brücke nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Höhenregulierungselement (R1 ,R2) in Längsrichtung (LT) des Tragprofils (T 1 ,T2) verschiebbar auf dem Tragprofil (T1,T2) gelagert ist.
8. Brückenach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Höhenregulierungselement (R1,R2) in Längsrichtung (LT) des Tragprofils (T 1 ,T2) verschiebbar an dem Tragprofil (T 1 ,T2) geführt ist.
9. Brücke nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung ein an dem Höhenregulierungselement (R1,R2) vorgesehenes erstes Gegenlager (19), ein an dem Brückenbalken (B1,B2) vorgesehenes zweites Gegenlager (24) und ein Spannmittel (N1,N2) umfasst, das die Gegenlager (24,19) gegeneinander verspannt.
10. Brücke nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das an dem Höhenregulierungselement (R1,R2) vorgesehene Gegenlager (19) durch eine Außenfläche des Höhenregulierungselements (R1,R2) gebildet ist, an der eine durch das Höhenregulierungselement (R1 ,R2) verlaufende Ausnehmung (26) mündet, durch die das Spannmittel (N1,N2) zum Gegenlager (19) des Brückenbalkens (B1 ,B2) geführt ist.
11. Brücke nach Anspruch 9, d a d u r c h gekennzeichnet, dass das an dem Höhenregulierungselement (R1,R2) vorgesehene Gegenlager durch eine Außenfläche eines an dem Höhenregulierungselement (R1,R2) gehaltenen Zwischenstücks (Z1,Z2) gebildet ist, an der eine durch das Höhenregulierungselement (R1.R2) verlaufende Ausnehmung (26) mündet, durch die das Spannmittel (N1,N2) zum Gegenlager (19) des Brückenbalkens (B1 ,B2) geführt ist.
12. Brücke nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (Z1 ,Z2) in Schwerkraftrichtung (V) verschiebbar an dem Höhenregulierungselement (R1,R2) geführt ist.
13. Brücke nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenlager des Brückenbalkens (B1,B2) durch eine an dem Brückenbalken (B1,B2) ausgebildete Ausnehmung gebildet ist, in die das Spannmittel greift.
14. Brücke nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung durch ein in den Brückenbalken (B1,B2) eingegossenes Halteelement (H1,H2) gebildet ist, das mindestens in dem Bereich, gegen den das Spannmittel (N1,N2) wirkt, aus einem Werkstoff besteht, der höher belastbar ist als der Werkstoff, aus dem der Brückenbalken (B1,B2) besteht.
15. Brücke nach Anspruch 14, d a d u r c h gekennzeichnet, dass das Halteelement (H1,H2) ein Hohlprofil ist, das eine zu einer Außenseite des Brückenbalkens (B1,B2) gerichtete Öffnung (9) aufweist, in die das Spannmittel (N1,N2) greift.
16. Brücke nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (9) des Halteelements an der dem T ragprofil (T1,T2) zugeordneten Unterseite (U1,U2) des Brückenbalkens (B1,B2) angeordnet ist.
17. Brücke nach Anspruch 16, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Öffnung als in Längsrichtung des Brückenbalkens (B1',B2) sich erstreckende Schlitzöffnung (9) ausgebildet ist.
18. Verfahren zur Montage eines Brückenbalkens (B1,B2) auf einem T ragprofil (T 1 ,T2) einer Brücke für ein Schienenfahrzeug, mit der Maßgabe, dass sich die Oberseite des Brückenbalkens (B1,B2) im fertig montierten Zustand in einer bestimmten absoluten Sollhöhe (HS) befindet, umfassend folgende Arbeitsschritte: a) Bereitstellen eines Brückenbalkens (B1,B2); b) Bereitstellen eines Höhenregulierungselements (R1 ,R2), das als einstückiger Block hergestellt ist und eine Höhe aufweist, die größer als ein theoretisch ermittelter, maximal möglicher Abstand ist, der zwischen der Unterseite (U1,U2) des Brückenbalkens (B1,B2) und der Oberseite (10) des Tragprofils (T 1 ,T2) besteht, wenn sich die Oberseite (12) des Brückenbalkens (B1,B2) in der Sollhöhe (HS) befindet; c) Ermitteln des tatsächlich vorhandenen Abstands zwischen der Unterseite (U1 ,U2) des Brückenbalkens (B1 ,B2) und der Oberseite (10) des Tragprofils (T1,T2), wenn sich die Oberseite (12) des Brückenbalkens (B1 ,B2) in der Sollhöhe (HS) befindet; d) Kürzen der in Montagestellung zwischen der Unterseite (U1,U2) des Brückenbalkens (B1,B2) und der Oberseite des Tragprofils (T 1 ,T2) wirksamen Höhe (HR) des Höhenregulierungselements (R1,R2) um die im Arbeitsschritt c) festgestellte Differenz durch materialabtragende Bearbeitung des Höhenregulierungselements (R1.R2); e) Aufsetzen des hinsichtlich seiner Höhe (HR) angepassten Höhenregulierungselements (R1,R2) auf die Oberseite (10) des Tragprofils (T1,T2); f) Aufsetzen des Brückenbalkens (B1 ,B2) auf das Höhenregulierungselement (R1 ,R2); g) Festlegen des Brückenbalkens (B1 ,B2) an dem Höhenregulierungselement (R1,R2).
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