WO2020049156A2 - Weichenanordnung mit elastisch gelagerten weichentragplatten - Google Patents

Weichenanordnung mit elastisch gelagerten weichentragplatten Download PDF

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WO2020049156A2
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support plate
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Johannes FÜRST
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Porr Bau Gmbh
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    • E01B2204/01—Elastic layers other than rail-pads, e.g. sleeper-shoes, bituconcrete
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    • E01B2204/00—Characteristics of the track and its foundations
    • E01B2204/09—Ballastless systems

Definitions

  • the invention relates to a switch arrangement of a fixed carriageway with a ballastless superstructure to form a main track and a branch track branching off from the main track for rail-bound traffic and a
  • Track arrangement which comprises a switch arrangement as well as several tracks adjoining the connection points of the switch arrangement.
  • the invention relates in particular to a switch arrangement and a track arrangement according to the preambles of the independent claims.
  • prefabricated supporting plates made of reinforced concrete can be aligned in a first step spaced apart from, for example, a cement-bound or bituminous supporting layer, such as, in particular, a base designed as a concrete foundation or asphalt foundation become.
  • a cement-bound or bituminous supporting layer such as, in particular, a base designed as a concrete foundation or asphalt foundation become.
  • the substrate can be cast with a hardening casting compound.
  • Switch components must be kept free.
  • Other switch components are, for example, the tongues of the switch including the adjustment mechanism and, depending on the definition, possibly also the centerpiece, the wheel control arm, the drive mechanism and / or the wing rails.
  • the object of the invention is now to provide a switch arrangement of a solid carriageway which, despite the relatively unfavorable excessive curve guidance, enables increased driving comfort and which can also be produced efficiently.
  • Switch support plates contrary to the previous assumptions, are sufficient to be able to provide sufficiently dimensioned positive locking elements.
  • the invention particularly relates to a switch arrangement of a solid carriageway with a ballastless superstructure to form a main track and one of the
  • Main track branching branch track for rail-bound traffic comprising several prefabricated turnout support plates made of reinforced concrete, in particular made of slack-reinforced concrete, one between those aligned in their position
  • the switch support plates of the switch arrangement are elastically mounted or supported. If necessary, it is provided that the switch support plates of the switch arrangement are individually elastically mounted, and in particular are mounted without constraint.
  • the switch support plates are elastically supported relative to one another in the horizontal direction and in particular in the transverse direction of the track.
  • the switch support plates are elastically supported in the vertical direction.
  • an elastic layer optionally in several parts, for elastic storage and in particular for elastic decoupling of the
  • Switch base plates is arranged.
  • Switch support plate is provided opposite the sealing compound.
  • the form-fitting arrangement comprises two form-fitting elements that are in positive contact with one another in a form-fitting manner. If appropriate, it is provided that between the two form-fitting elements of the form-fitting arrangement in each case one or the elastic layer for the horizontal elastic mounting and in particular for the elastic decoupling of the
  • Switch base plate is arranged.
  • Form-locking arrangement for positive vertical mounting of the switch support plate with respect to the sealing compound is provided.
  • the form-fitting arrangement comprises two form-fitting elements that are in positive contact with one another in a form-fitting manner.
  • Switch base plate is arranged.
  • Form-locking arrangement is an opening kept in the switch support plate and in particular a potting opening, and that the other form-locking element is an extension of the hardened potting compound that projects into this opening.
  • Form-locking element has an undercut, and in particular with an area lying above it projects beyond a region lying below in the horizontal direction or is designed to widen upwards.
  • the undercut of the extension protrudes so that a vertical positive connection is formed.
  • one or the elastic layer is provided between the extension and the switch support plate. If necessary, it is provided that two openings are provided for each switch support plate, into each of which an extension of the hardened casting compound protrudes.
  • the smallest total cross-section of the extensions projecting into a switch support plate is larger than that cross-section which, taking into account the strength of the casting compound, is sufficient to absorb the horizontal forces, in particular the transverse forces and / or longitudinal forces introduced by a rail vehicle, without damage. Of course, this affects the strength of the hardened casting compound.
  • Switch support plate or switch support plates are dimensioned such that the maximum pressure of the elastic layer on the flanks of the openings in the
  • Limit state of the load-bearing capacity due to lateral forces is 150-250 kN / m 2 , whereby, for example, the maximum pressure of the elastic layer on the flanks of the openings in the limit state of the load-bearing capacity due to lateral forces with Metro switches (e.g. 16 t axle load) is 150 kN / m 2 is, and for example the maximum
  • the openings can preferably also serve as potting openings.
  • Switch support plates of the switch arrangement are essentially rectangular and have a larger dimension in the transverse direction of the track than in the longitudinal direction of the track.
  • the smaller dimension of the switch support plates is less than or equal to 2.6 m, in particular less than or equal to 2.1 m.
  • the switch support plates in particular all switch support plates of the switch arrangement, in each case continuously over the entire Extend the turnout width and include or form attachment areas for the main track and for the branch track at least after the centerpiece of the turnout.
  • the elastic layer of a switch support plate has different elasticity values, in particular a different stiffness and / or a different shear modulus than the elastic layer of another
  • the elastic layer has a static stiffness (at room temperature) in the range of 0.15-0.6 N / mm 3 , with a static stiffness in the range of 0.15-0.3 for example for metro switches N / mm 3 is used and, for example, a static stiffness in the range of 0.2-0.6 N / mm 3 is used for solid track switches.
  • the invention particularly relates to a track arrangement comprising a
  • Switch arrangement and a plurality of tracks adjoining the connection points of the switch arrangement, the tracks being designed as a solid carriageway with a ballastless superstructure and comprising the following components: a plurality of prefabricated track support plates made of reinforced concrete, in particular of slack reinforced concrete, one between the track supports aligned in their position and cured and hardened potting compound, several on the
  • Track support plates provided attachment areas, in particular
  • Rail bases for the rail fastenings of the tracks.
  • Support plates i.e. the track support plates and the switch support plates, are mounted elastically.
  • Potting compound an optionally multi-part elastic layer for elastic storage and in particular for the elastic decoupling of the
  • Track support plates is arranged. If appropriate, it is provided that the elastic layer of a switch support plate has different elasticity values, in particular a different stiffness and / or a different shear modulus than the elastic layer of one or the other
  • Track arrangement in a first step, prefabricated support plates, in particular turnout support plates and track support plates, are aligned with the subsurface.
  • the subsoil is usually a foundation that follows the course of the track, for example a concrete foundation or an asphalt foundation.
  • the alignment is generally carried out by holding the support plates at a distance from the base via adjusting elements, such as threaded bolts, whereby an adjustment of the adjusting elements, in particular the threaded bolts, can be used to adjust the inclination and align the support plates with respect to the base.
  • Arrangements preferably take place an elastic mounting of the support plates with respect to the sealing compound.
  • This elastic mounting is achieved in particular in that an elastic layer is arranged between the support plates and the casting compound.
  • This elastic layer is preferably formed in several parts.
  • it can be formed from rubber granulate mats with selectable parameters such as strength, particle size, hardness, in particular Shore hardness, shear modulus and / or void content.
  • it can be made from a foam body, in particular from
  • the elastic layers are already attached to the undersides of the support plates at the factory and in particular glued.
  • the support plates are usually transported to the installation site as prefabricated finished parts.
  • the support plates can be custom-made, in particular in the configuration as switch support plates are specially adapted to the installation sites.
  • the sealing compound is only introduced at the installation site itself.
  • the elastic layer is preferably formed in the region of one or each support plate in such a way that the support plate does not come into contact with the casting compound at any point
  • the support plate is elastically supported with respect to the casting compound and is decoupled in the sense of the invention.
  • the elastic layer preferably lies flat against the support plate and the sealing compound.
  • a form-fit arrangement is preferably provided for each support plate.
  • the support plates In order nevertheless to be able to form a positive connection between the support plates and the casting compound, a form-fit arrangement is preferably provided for each support plate. According to a preferred embodiment, the
  • the support plate includes first
  • Positive locking element an opening which is filled by the potting compound, with which the potting compound forms an extension in the area of the opening as a second positive locking element.
  • the opening of the support plate preferably extends essentially vertically and optionally extends as a through opening through the entire support plate.
  • the opening can also serve as a casting opening for introducing the curable casting compound in a synergetic manner.
  • the support plate is preferably also provided with the elastic layer in this area.
  • an elastic layer is preferably also provided between the opening of the support plate and the extension of the potting compound.
  • This configuration produces a positive connection, in particular a horizontally acting positive connection, which, however, has a certain elasticity or a certain stiffness, since the elastic layer is provided between the support plate and the casting compound.
  • horizontally acting forces in particular transverse forces due to cornering or longitudinal forces, for example due to acceleration, are now transmitted from the rails via the support plates to the casting compound, then shear forces act in the extensions.
  • the extensions and the openings must therefore be designed in such a way that the total area of the cross sections of the extensions is dimensioned such that the shear forces introduced are below the maximum permissible shear forces.
  • the horizontal forces introduced must be below the maximum permissible load limit of the support plate and the extensions.
  • openings are preferably provided on a switch support plate, so that the remaining space can be optimally used.
  • the size of the openings is also limited by the fact that the remaining switch support plate must have sufficient strength with respect to the deflection caused by vertical forces.
  • the switch support plates are essentially rectangular and have a larger dimension in the transverse direction of the track than in the longitudinal direction of the track.
  • Switch support plates are therefore preferably in the area of the switch arrangement transverse to the course of the track.
  • the substantially rectangular switch support plates can also be of moderate trapezoidal or square design. However, the majority of the switch support plates have a greater extent transversely to the course of the track than along the course of the track.
  • the track supporting plates of the tracks adjoining the switch lie along the course of the track and have a smaller extension transverse to the course of the track than along the course of the track.
  • the switch arrangement preferably comprises a plurality of switch support plates which are arranged in a row along the longitudinal direction of the track.
  • the switch support plates are preferably arranged at a distance from one another, so that the switch support plates are arranged decoupled from one another.
  • the smaller dimension of the switch support plates is preferably less than 2.6 m or approximately 2.6 m. Due to this size limitation, the
  • the turnout support plates can also have a smaller dimension of up to 2.9 m. In a preferred manner, the track support plates also have a smaller dimension of less than or equal to 2.6 m.
  • the turnout support plates of the turnout arrangement extend continuously over the entire turnout width, with the result that the fastening areas for the main track and for the branch track lie on a turnout support plate, in particular after the heart of the turnout.
  • the switch arrangement and the track arrangement can be adapted such that they have different stiffnesses in different areas or have an essentially constant stiffness in the course thereof.
  • the shear stiffness is largely dependent on the shear modulus or the hardness of the elastic layer and the cross-sectional area that introduces the force.
  • the elastic layer of the first switch support plate can be selected such that the rigidity in the area of this first switch support plate matches the rigidity of the last
  • Track support plate corresponds.
  • the switch support plates have to be configured differently in order to be able to support the main track and the branch track that is moving away from the main track.
  • the desired rigidity in the area of a switch support plate or track support plate can be achieved by the choice of the shear modulus or the hardness of the elastic layer used in this area, in particular by a choice of material, a choice of the thickness and / or a choice of the porosity of the elastic layer.
  • the rigidity can also be changed or adjusted in some areas by varying or selecting the thrust modulus and / or the hardness of those elastic inserts which are arranged in the region of the support points between the rail foot and the switch support plate or the track support plate.
  • the stiffness in the arrangements according to the invention can thus be varied flexibly and adapted in some areas.
  • the switch arrangement can be used both for high-speed switches with continuously inclined rails and for conventional rail switches with vertically standing rails and corresponding transitions to the inclined track area.
  • the switch arrangement and the track arrangement can be used both for local traffic and for the
  • Full web area can be used.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a top view of a section of a track arrangement, the track course being divided into three lines for the sake of drawing.
  • Fig. 2 shows a schematic plan view of a portion of a
  • FIG. 3 shows a sectional illustration of the partial section of FIG. 2.
  • main track 1 main track 1, branch track 2, switch support plate 3, underground 4,
  • Casting compound 5 fastening area 6, rail support 7, elastic layer 8, form-fitting arrangement 9, first form-fitting element 10, second form-fitting element 11, opening 12, extension 13, undercut 14, centerpiece 15, connection point 16, track 17, track supporting plate 18.
  • 1 shows a switch arrangement of a fixed carriageway with a ballastless superstructure to form a main track 1 and one of the main track 1
  • branching branch track 2 for rail-bound traffic.
  • Switch arrangement comprises a plurality of switch support plates 3, which are strung together, starting from the connection point 16 of the merging track 17, to the connection points 16 of the outgoing track 17.
  • the switch support plates 3 are essentially lined up along the course of the track.
  • a gap is kept free between the individual switch support plates 3 or filled with an elastic material, so that the individual switch support plates 3 are essentially decoupled from one another. In particular, relative movement of the switch support plates 3 to one another is permitted.
  • the switch support plates 3 each comprise at least one, in particular two or more, openings 12.
  • the openings 12 are designed as through openings which extend essentially in the vertical direction through the entire switch support plate 3.
  • the openings 12 are at least partially, preferably over their entire fleas, filled with the sealing compound 5.
  • a track 17 with a track support plate 18 connects to the switch arrangement.
  • two tracks 17 are connected, each with a track support plate 18.
  • the switch support plates 3 are preferably of essentially rectangular design and, measured along the course of the track, have a smaller dimension than measured transversely to the course of the track. If necessary, individual switch support plates 3 are square or trapezoidal. In particular, as a preferred embodiment, the dimension along the course of the track is less than or equal to 2.6 m, so that the switch support plates 3 can be transported easily and efficiently.
  • the switch support plates 3 of the switch arrangement extend over the entire width of the switch arrangement. Especially in the area after the centerpiece 15, however, preferably also in front of the centerpiece 15, each switch support plate 3 carries the main track 1 and the branch track 2. An exception may be those plates at the start of the switch arrangement on which the branch track 2 and the main track 1 have no deviating courses yet.
  • the switch support plates 3 have an elongated rectangular shape and extend over the entire switch width, so that the main track 1 and the branch track 2 rest on this switch support plates 3.
  • the switch support plates 3 each comprise at least one form-fitting arrangement 9 with a first form-fitting element 10 and a second form-fitting element 11.
  • the first positive locking element 10 is an opening
  • the second form-locking element 11 is designed as an extension 13 of the sealing compound 5.
  • Image plane a form-fitting mounting of the switch support plate 3 with respect to the sealing compound 5 is produced. At least one, preferably several, in particular two or four, extensions 13 are inserted into openings 12 per switch support plate 3.
  • Turnout support plate 3 must be dimensioned such that the strength of the extensions 13 is sufficient to absorb the forces introduced by the rail vehicle. In particular, the maximum permissible shear forces of this cross section must not be exceeded. While in the beginning area and in
  • two openings 12 or two extensions 13 are provided in the end region of the switch arrangement, four openings 12 or four extensions 13 are provided per switch support plate 3 in the central region of the switch.
  • Turnout support plate 3 are preferably added up for the strength calculation.
  • 2 shows a more detailed view of a switch support plate 3, in particular a switch support plate 3, which is arranged after the heart 15 of the switch arrangement.
  • the switch support plate 3 comprises several fastening areas 6 for the
  • the fastening areas 6 in particular form the rail support points 7 for receiving the rail fastenings.
  • the switch arrangement in the area of the switch support plate 3 comprises a form-fit arrangement 9 for the form-fitting holding of the switch support plate 3 with respect to the sealing compound 5.
  • the form-fit arrangement 9 comprises a first form-locking element 10 and a second form-locking element 11, which are in positive contact with one another.
  • part of the elastic layer 8 is provided between the first positive locking element 10 and the second positive locking element 11.
  • the first positive locking element 10 is designed as an opening 12 in the switch support plate 3.
  • the second form-locking element 11 is designed as an extension 13 of the potting compound 5, the extension 13 extending from below into the opening 12 of the switch support plate 3.
  • the opening 12 is designed as a through-opening, as a result of which, in the present embodiment, the potting compound 5 can be introduced through these openings 12 during casting.
  • Form-fit arrangement 9 to form.
  • the openings 12 cannot extend over the entire free area between the fastening regions 6, since otherwise the strength and / or the functionality of the switch support plate 3 would be impaired.
  • FIG. 3 shows a sectional illustration of the switch arrangement from FIG. 2, the sectional plane being essentially a normal plane of the direction of the track course.
  • the switch arrangement comprises a switch support plate 3 which is arranged at a distance from the base 4 and is particularly aligned. The space between the switch support plate 3 and the base 4 is at least partially filled with a sealing compound 5. When the switch arrangement is produced, the casting compound 5 has hardened.
  • the switch arrangement comprises a main track 1 and a branch track 2 branching off from the main track 1.
  • the branch track 2 generally branches off from the main track 1 in the form of an arc.
  • the branch track 2 is arched, but in contrast to a conventional one
  • An elastic layer 8 is provided between the switch support plate 3 and the sealing compound 5.
  • This elastic layer 8 is preferably of multiple parts and extends between the switch support plate 3 and the potting compound 5 such that these two components are elastically supported with respect to one another and in particular are elastically decoupled from one another. Nevertheless, the switch support plate 3 and the sealing compound 5 are positively connected to one another. So is one
  • Positive locking arrangement 9 which comprises at least a first positive locking element 10 and at least a second positive locking element 11.
  • first positive locking elements 10 and two second positive locking elements 11 are provided.
  • the first positive-locking elements 10 are designed as openings 12 which extend through the switch support plate 3.
  • the second positive locking elements 1 1 are as extensions 13 of the
  • Potting compound 5 formed, which extend into the openings 12 of the switch support plate 3.
  • the elastic layer 8 is arranged between each extension 13 and the associated opening 12.
  • the elastic layer 8 is also provided between the, preferably essentially horizontally, underside of the switch support plate 3 and the sealing compound 5.
  • This configuration of the interlocking arrangement 9 forms an interlocking, elastic coupling of the switch carrier plate 3 with the sealing compound 5, which coupling acts in the horizontal plane.
  • a vertically acting positive connection is also formed in the present embodiment.
  • the extension 13 thus has an undercut 14 into which a part of the switch support plate 3, in particular a part of the opening 12 of the switch support plate 3, projects.
  • the opening 12 is preferably designed to be widened toward the top, so that when this opening 12 is poured out through the potting compound 5, an undercut area is formed. By arranging the elastic layer 8 in this area, the vertically positive connection is made elastic.
  • Rail fasteners an elastic layer 8 is provided.
  • an elastic insert is provided between the rail base 7 and the rail foot.
  • Thrust module of this elastic insert (s) the elasticity and in particular the
  • Rigidity of the track 17 can be influenced in two different areas.
  • the first area can be varied, for example, by the choice of the elastic layer 8.
  • different materials or dimensions for example, different materials or dimensions
  • Stiffness can be made. This flexibility allows the comfort of the existing switch arrangement and the track arrangement to be flexibly adapted and improved.

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Abstract

Weichenanordnung und Gleisanordnung einer festen Fahrbahn mit einem schotterlosen Oberbau zur Bildung eines Stammgleises (1) und eines vom Stammgleis (1) abzweigenden Zweiggleises (2) für schienengebundenen Verkehr, umfassend mehrere vorgefertigte Weichentragplatten (3) aus bewehrtem Beton, insbesondere aus schlaff bewehrtem Beton, eine zwischen den in ihrer Lage ausgerichteten Weichentragplatten (3) und einem Untergrund (4) vergossene und ausgehärtete Vergussmasse (5), mehrere auf den Weichentragplatten (3) vorgesehene Befestigungsbereiche (6), insbesondere Schienenstützpunkte (7), für die Schienenbefestigungen des Stammgleises (1) und des Zweiggleises (2) sowie für die Befestigung weiterer Weichenkomponenten, wobei die Weichentragplatten (3) der Weichenanordnung elastisch gelagert sind.

Description

Weichenanordnung mit elastisch gelagerten Weichentragplatten
Die Erfindung betrifft eine Weichenanordnung einer festen Fahrbahn mit einem schotterlosen Oberbau zur Bildung eines Stammgleises und eines vom Stammgleis abzweigenden Zweiggleises für schienengebundenen Verkehr und eine
Gleisanordnung, die eine Weichenanordnung sowie mehrere an die Anschlussstellen der Weichenanordnung anschließende Gleise umfasst.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Weichenanordnung und eine Gleisanordnung gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
Sogenannte feste Fahrbahnen, die einen schotterlosen Oberbau umfassen, sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt und publiziert.
Bei festen Fahrbahnen können, je nach Ausführung, in einem ersten Schritt vorgefertigte Tragplatten aus bewehrtem Beton beabstandet von einer beispielsweise zement- oder bituminös gebundenen Tragschicht wie insbesondere einem als Betonfundament oder Asphaltfundament ausgebildeten Untergrund ausgerichtet werden. Die verbleibenden Zwischenräume zwischen den Tragplatten und dem
Untergrund können beispielsweise mit einer aushärtenden Vergussmasse vergossen werden.
Während einige bekannte Systeme starr vergossene Tragplatten umfassen, bei denen eine elastische Lagerung der Schienen ausschließlich an den Schienenstützpunkten gegeben ist, ist auch ein System bekannt, bei dem die Tragplatten elastisch gelagert sind.
Bei dem bekannten System mit elastisch gelagerten Tragplatten wurden die
Weichenbereiche jedoch bisher starr ausgebildet.
Grund hierfür ist, dass bei einer Weiche das Zweiggleis von einem Stammgleis in einem Bogen abzweigt. Dieser Bogen der Weiche ist jedoch im Gegensatz zu herkömmlichen Bögen eines Gleises nicht überhöht ausgebildet. Dadurch entstehen beim Befahren des Bogens einer Weiche erheblich höhere Seitenkräfte als bei herkömmlichen überhöhten Bögen. Ferner sind Gleistragplatten für Weichen in der Fertigung meist aufwendiger als herkömmliche Weichenkonstruktionen.
Insbesondere bei Gleisbögen ohne Überhöhung kann es, beispielsweise durch ein Anfahren der Radkränze, zu Stößen und ruckartigen Krafteinleitungen kommen. Um diese Kraftspitzen abzufangen, sind ausreichend dimensionierte Formschlusselemente zur formschlüssigen Verbindung der Tragplatten mit der Vergussmasse notwendig. Im Bereich der Weiche ist der Platz für Formschlusselemente jedoch stark eingeschränkt, da neben den Befestigungsbereichen für das Stammgleis auch die
Befestigungsbereiche für das Zweiggleis und insbesondere auch für weitere
Weichenkomponenten freigehalten werden muss. Weitere Weichenkomponenten sind beispielsweise die Zungen der Weiche samt Verstellungsmechanismus und, je nach Definition, gegebenenfalls auch das Herzstück, die Radlenker, die Antriebsmechanik und/oder die Flügelschienen.
In der Praxis hat sich auch gezeigt, dass es beim Übergang eines Schienenfahrzeugs von den elastisch gelagerten Gleistragplatten auf eine starr gelagerte Weiche zu einer Unstetigkeit in der Steifigkeit der Gleisanordnung kommt. Diese Unstetigkeit kann als Ruck wahrgenommen werden. Zusätzlich wird der Fahrkomfort auch dadurch beeinträchtigt, dass die Geräuschemissionen im Bereich der starren Weiche erhöht sind.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Weichenanordnung einer festen Fahrbahn zu schaffen, die trotz der verhältnismäßig ungünstigen überhöhungslosen Bogenführung einen erhöhten Fahrkomfort ermöglich, und die darüber hinaus effizient herstellbar ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale der
unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Überraschenderweise wurde festgestellt, dass insbesondere durch eine elastische Lagerung der Tragplatten im Weichenbereich Kraftspitzen und insbesondere Stöße elastisch abgefangen werden können, womit der verbleibende Platz auf den
Weichentragplatten entgegen den bisherigen Annahmen genügt, um ausreichend dimensionierte Formschlusselemente vorsehen zu können.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Weichenanordnung einer festen Fahrbahn mit einem schotterlosen Oberbau zur Bildung eines Stammgleises und eines vom
Stammgleis abzweigenden Zweiggleises für schienengebundenen Verkehr, umfassend mehrere vorgefertigte Weichentragplatten aus bewehrtem Beton, insbesondere aus schlaff bewehrtem Beton, eine zwischen den in ihrer Lage ausgerichteten
Weichentragplatten und einem Untergrund vergossene und ausgehärtete
Vergussmasse, mehrere auf den Weichentragplatten vorgesehene
Befestigungsbereiche, insbesondere Schienenstützpunkte, für die
Schienenbefestigungen des Stammgleises und des Zweiggleises sowie für die
Befestigung weiterer Weichenkomponenten.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Weichentragplatten der Weichenanordnung elastisch gelagert bzw. aufgelagert sind. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Weichentragplatten der Weichenanordnung einzeln elastisch gelagert sind, und insbesondere zwängungsfrei gelagert sind.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Weichentragplatten gegenüber dem
Untergrund elastisch gelagert sind.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Weichentragplatten gegenüber dem
Untergrund in horizontaler Richtung und insbesondere in Querrichtung des
Gleisverlaufs elastisch gelagert sind.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Weichentragplatten gegenüber einander in horizontaler Richtung und insbesondere in Querrichtung des Gleisverlaufs elastisch gelagert sind.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass zwischen den Weichentragplatten jeweils ein Spalt freigehalten ist, und gegebenenfalls dass eine elastische Lagerung gegenüber einander durch die elastische Lagerung gegenüber dem Untergrund hergestellt ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Weichentragplatten in vertikaler Richtung elastisch gelagert sind.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass zwischen den Weichentragplatten und der Vergussmasse eine, gegebenenfalls mehrteilig ausgebildete, elastische Schicht zur elastischen Lagerung und insbesondere zur elastischen Entkopplung der
Weichentragplatten angeordnet ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass pro Weichentragplatte mindestens eine Formschlussanordnung zur formschlüssigen horizontalen Halterung der
Weichentragplatte gegenüber der Vergussmasse vorgesehen ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Formschlussanordnung zwei miteinander formschlüssig in Wirkkontakt stehende Formschlusselemente umfasst. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass zwischen den beiden Formschlusselementen der Formschlussanordnung jeweils eine oder die elastische Schicht zur horizontalen elastische Lagerung und insbesondere zur elastischen Entkopplung der
Weichentragplatte angeordnet ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass pro Weichentragplatte mindestens eine
Formschlussanordnung zur formschlüssigen vertikalen Halterung der Weichentragplatte gegenüber der Vergussmasse vorgesehen ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Formschlussanordnung zwei miteinander formschlüssig in Wirkkontakt stehende Formschlusselemente umfasst.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass zwischen den beiden Formschlusselementen der Formschlussanordnung jeweils eine oder die elastische Schicht zur vertikalen elastische Lagerung und insbesondere zur elastischen Entkopplung der
Weichentragplatte angeordnet ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass ein Formschlusselement der
Formschlussanordnung eine in der Weichentragplatte freigehaltene Öffnung und insbesondere eine Vergussöffnung ist, und dass das andere Formschlusselement ein in diese Öffnung ragender Fortsatz der ausgehärteten Vergussmasse ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das als Fortsatz ausgebildete
Formschlusselement eine Hinterschneidung aufweist, und insbesondere mit einem oben liegenden Bereich einen weiter unten liegenden Bereich in horizontaler Richtung überragt oder nach oben hin aufweitend ausgebildet ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass ein Teil der Weichentragplatte in die
Hinterschneidung des Fortsatzes ragt, sodass eine vertikale formschlüssige Verbindung gebildet ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass zwischen dem Fortsatz und der Weichentragplatte eine oder die elastische Schicht vorgesehen ist. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass pro Weichentragplatte zwei Öffnungen vorgesehen sind, in die jeweils ein Fortsatz der ausgehärteten Vergussmasse ragt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der kleinste Gesamtquerschnitt der in eine Weichentragplatte ragenden Fortsätze größer ist als jener Querschnitt, der unter Berücksichtigung der Festigkeit der Vergussmasse ausreicht, um die horizontalen Kräfte, insbesondere die durch ein Schienenfahrzeug eingeleiteten Querkräfte und/oder Längskräfte, beschädigungsfrei aufzunehmen. Dies betrifft selbstverständlich die Festigkeit der ausgehärteten Vergussmasse.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Fortsätze und die Öffnungen einer
Weichentragplatte oder der Weichentragplatten derart dimensioniert sind, dass die maximale Pressung der elastischen Schicht an den Flanken der Öffnungen im
Grenzzustand der Tragfähigkeit durch laterale Kräfte 150-250 kN/m2 beträgt, wobei beispielsweise die maximale Pressung der elastischen Schicht an den Flanken der Öffnungen im Grenzzustand der Tragfähigkeit durch laterale Kräfte bei Metro-Weichen (z.B. 16 t Achslast) 150 kN/m2 beträgt, und wobei beispielsweise die maximale
Pressung der elastischen Schicht an den Flanken der Öffnungen im Grenzzustand der Tragfähigkeit durch laterale Kräfte bei Vollbahn-Weichen mit z.B. 22,5-25 t Achslast 250 kN/m2 beträgt. Die Öffnungen können in allen Ausführungsformen bevorzugt auch als Vergussöffnungen dienen.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Weichentragplatten, insbesondere alle
Weichentragplatten der Weichenanordnung, im Wesentlichen rechteckig ausgebildet sind und in Querrichtung des Gleisverlaufs eine größere Abmessung haben, als in Längsrichtung des Gleisverlaufs.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die kleinere Abmessung der Weichentragplatten kleiner oder gleich 2,6 m, insbesondere kleiner oder gleich 2,1 m ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass sich die Weichentragplatten, insbesondere alle Weichentragplatten der Weichenanordnung, jeweils durchgehend über die gesamte Weichenbreite erstrecken und zumindest nach dem Herzstück der Weiche Befestigungsbereiche für das Stammgleis und für das Zweiggleis umfassen oder bilden.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die elastische Schicht einer Weichentragplatte andere Elastizitätskennwerte aufweist, insbesondere eine andere Steifigkeit und/oder ein anderes Schubmodul aufweist, als die elastische Schicht einer weiteren
Weichentragplatte, insbesondere als die elastische Schicht einer benachbarten
Weichentragplatte.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die elastische Schicht eine statische Steifigkeit (bei Raumtemperatur) im Bereich von 0,15-0,6 N/mm3 aufweist, wobei beispielsweise für Metro-Weichen eine statische Steifigkeit im Bereich von 0,15-0,3 N/mm3 eingesetzt wird und beispielsweise für Vollbahn-Weichen eine statische Steifigkeit im Bereich von 0,2-0, 6 N/mm3 eingesetzt wird.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Gleisanordnung umfassend eine
erfindungsgemäße Weichenanordnung und mehrere an die Anschlussstellen der Weichenanordnung anschließende Gleise, wobei die Gleise als feste Fahrbahn mit einem schotterlosen Oberbau ausgebildet sind und folgende Komponenten umfassen: mehrere vorgefertigte Gleistragplatten aus bewehrtem Beton, insbesondere aus schlaff bewehrtem Beton, eine zwischen den in ihrer Lage ausgerichteten Gleistragplatten und dem Untergrund vergossene und ausgehärtete Vergussmasse, mehrere auf den
Gleistragplatten vorgesehene Befestigungsbereiche, insbesondere
Schienenstützpunkte, für die Schienenbefestigungen der Gleise.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Gleistragplatten, insbesondere alle
Tragplatten, also die Gleistragplatten und die Weichentragplatten, elastisch gelagert sind.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass zwischen den Gleistragplatten und der
Vergussmasse eine, gegebenenfalls mehrteilig ausgebildete, elastische Schicht zur elastischen Lagerung und insbesondere zur elastischen Entkopplung der
Gleistragplatten angeordnet ist. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die elastische Schicht einer Weichentragplatte andere Elastizitätskennwerte aufweist, insbesondere eine andere Steifigkeit und/oder ein anderes Schubmodul aufweist, als die elastische Schicht einer oder einer
angrenzenden Gleistragplatte.
Zur Bildung einer erfindungsgemäßen Weichenanordnung und/oder einer
erfindungsgemäßen Gleisanordnung werden in einem ersten Schritt vorgefertigte Tragplatten, insbesondere Weichentragplatten und Gleistragplatten, gegenüber dem Untergrund ausgerichtet. Der Untergrund ist meist ein dem Gleisverlauf folgendes Fundament, beispielsweise ein Betonfundament oder ein Asphaltfundament. Die Ausrichtung erfolgt in der Regel dadurch, dass die Tragplatten beabstandet von dem Untergrund über Stellelemente, wie beispielsweise Gewindebolzen, gehalten werden, wobei über eine Verstellung der Stellelemente, insbesondere der Gewindebolzen eine Neigungsverstellung und eine Ausrichtung der Tragplatten gegenüber dem Untergrund erfolgen kann.
In weiterer Folge wird dann der Zwischenraum zwischen dem Untergrund und den Tragplatten mit einer Vergussmasse ausgegossen. Bei den erfindungsgemäßen
Anordnungen findet bevorzugt eine elastische Lagerung der Tragplatten gegenüber der Vergussmasse statt. Diese elastische Lagerung wird insbesondere dadurch erzielt, dass zwischen den Tragplatten und der Vergussmasse eine elastische Schicht angeordnet ist. Diese elastische Schicht ist bevorzugt mehrteilig ausgebildet. Sie kann beispielsweise aus Gummigranulatmatten mit wählbaren Parametern wie Stärke, Teilchengröße, Härte, insbesondere Shorehärte, Schubmodul und/oder Hohlraumgehalt gebildet sein. Alternativ kann sie aus einem Schaumkörper, insbesondere aus
Polyurethanschaum oder aus einer vorgefertigten elastischen Matte gebildet sein.
In der Regel werden die elastischen Schichten bereits werksseitig an den Unterseiten der Tragplatten befestigt und insbesondere geklebt. Die Tragplatten werden in der Regel als vorgefertigte Fertigteile zum Einbauort befördert. Die Tragplatten können aber insbesondere in der Ausgestaltung als Weichentragplatten Einzelanfertigungen sein, die speziell an die Einbaustellen angepasst sind. Die Vergussmasse wird erst am Einbauort selbst eingebracht.
Bevorzugt ist die elastische Schicht im Bereich einer oder jeder Tragplatte derart ausgebildet, dass die Tragplatte an keiner Stelle mit der Vergussmasse direkt in
Kontakt kommt oder steht. Dadurch ist die Tragplatte gegenüber der Vergussmasse elastisch gelagert und im Sinne der Erfindung entkoppelt. Die elastische Schicht liegt bevorzugt flächig an der Tragplatte und an der Vergussmasse an.
Um dennoch eine formschlüssige Verbindung der Tragplatten mit der Vergussmasse bilden zu können, ist bevorzugt für jede Tragplatte eine Formschlussanordnung vorgesehen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die
Formschlussanordnung im Bereich einer Tragplatte zwei Formschlusselemente, die formschlüssig in Wirkkontakt stehen. So umfasst die Tragplatte als erstes
Formschlusselement eine Öffnung, die von der Vergussmasse ausgefüllt wird, womit die Vergussmasse in dem Bereich der Öffnung als zweites Formschlusselement einen Fortsatz bildet. Die Öffnung der Tragplatte verläuft bevorzugt im Wesentlichen vertikal und erstreckt sich gegebenenfalls als Durchgangsöffnung durch die gesamte Tragplatte hindurch. Insbesondere in dieser Ausgestaltung kann die Öffnung in synergetischer Weise auch als Vergussöffnung zur Einbringung der aushärtbaren Vergussmasse dienen.
Um die beschriebene Entkopplung auch im Bereich der Formschlussanordnung herzustellen, ist die Tragplatte bevorzugt auch in diesem Bereich mit der elastischen Schicht versehen. So ist bevorzugt auch zwischen der Öffnung der Tragplatte und dem Fortsatz der Vergussmasse eine elastische Schicht vorgesehen.
Durch diese Konfiguration ist eine formschlüssige Verbindung, insbesondere eine horizontal wirkende formschlüssige Verbindung, hergestellt, die jedoch eine gewisse Elastizität bzw. eine gewisse Steifigkeit aufweist, da zwischen der Tragplatte und der Vergussmasse die elastische Schicht vorgesehen ist. Werden nun horizontal wirkende Kräfte, insbesondere Querkräfte durch eine Kurvenfahrt, bzw. Längskräfte, beispielsweise durch eine Beschleunigung, von den Schienen über die Tragplatten auf die Vergussmasse übertragen, so wirken in den Fortsätzen Scherkräfte. Die Fortsätze und die Öffnungen müssen daher derart ausgestaltet werden, dass die Gesamtfläche der Querschnitte der Fortsätze derart dimensioniert ist, dass die eingeleiteten Scherkräfte unterhalb der maximal zulässigen Scherkräfte liegen. Insbesondere müssen die eingeleiteten Horizontalkräfte unterhalb der maximal zulässigen Belastungsgrenze der Tragplatte und der Fortsätze liegen.
Bevorzugt sind mehrere Öffnungen an einer Weichentragplatte vorgesehen, wodurch der verbleibende Platz optimal genutzt werden kann. Insbesondere ist die Größe der Öffnungen auch dadurch begrenzt, dass die verbleibende Weichentragplatte eine ausreichende Festigkeit bezüglich der Durchbiegung durch Vertikal kräfte aufweisen muss.
In bevorzugter Weise sind die Weichentragplatten im Wesentlichen rechteckig ausgebildet und haben in Querrichtung des Gleisverlaufs eine größere Abmessung als in Längsrichtung des Gleisverlaufs. Die Weichentragplatten, insbesondere alle
Weichentragplatten, liegen somit bevorzugt im Bereich der Weichenanordnung quer zum Gleisverlauf.
Die im Wesentlichen rechteckig ausgebildeten Weichentragplatten können im Sinne der Erfindung auch moderat trapezförmig oder quadratisch ausgebildet sein. Die Mehrzahl der Weichentragplatten weist jedoch quer zu Gleisverlauf eine größere Erstreckung auf als entlang des Gleisverlaufs.
In der Regel liegen die Gleistragplatten der an die Weiche anschließenden Gleise längs des Gleisverlaufs, und weisen quer zu Gleisverlauf eine kleinere Erstreckung auf als entlang des Gleisverlaufs.
Die Weichenanordnung umfasst bevorzugt eine Vielzahl an Weichentragplatten, die aneinandergereiht entlang der Längsrichtung des Gleisverlaufs angeordnet sind. Jedoch sind die Weichentragplatten bevorzugt beabstandet voneinander angeordnet, sodass die Weichentragplatten voneinander entkoppelt angeordnet sind.
Bevorzugt beträgt die kleinere Abmessung der Weichentragplatten weniger als 2,6 m oder in etwa 2,6 m. Durch diese Beschränkung der Größe können die
Weichentragplatten beispielsweise mit einem herkömmlichen Lastkraftwagen
transportiert werden. Wird die Weichentragplatten schräg transportiert, so kann diese auch eine kleinere Abmessung von bis zu 2,9 m aufweisen. In bevorzugter Weise weisen auch die Gleistragplatten eine kleinere Abmessung von kleiner oder gleich 2,6 m auf.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass sich die Weichentragplatten der Weichenanordnung durchgehend über die gesamte Weichenbreite erstrecken, womit, insbesondere nach dem Herzstück der Weiche, die Befestigungsbereiche für das Stammgleis und für das Zweiggleis auf einer Weichentragplatte liegen.
Die Weichenanordnung und die Gleisanordnung können derart angepasst sein, dass sie an unterschiedlichen Bereichen unterschiedliche Steifigkeiten oder in deren Verlauf eine im Wesentlichen konstanten Steifigkeit aufweisen. Die Schubsteifigkeit ist maßgeblich vom Schubmodul bzw. der Härte der elastischen Schicht und von der die Kraft einleitenden Querschnittsfläche abhängig. Um nun, beispielsweise beim Übergang vom Gleis auf die Weiche, einen glatten Übergang ohne Unstetigkeit zu erhalten, kann die elastische Schicht der ersten Weichentragplatte derart gewählt werden, dass die Steifigkeit im Bereich dieser ersten Weichentragplatte der Steifigkeit der letzten
Gleistragplatte entspricht.
So ist beispielsweise zu berücksichtigen, dass die Weichentragplatten unterschiedlich groß Ausgestaltet werden müssen, um das Stammgleis und das sich vom Stammgleis entfernende Zweiggleis tragen zu können. Die gewünschte Steifigkeit im Bereich einer Weichentragplatte oder Gleistragplatte kann durch die Wahl des Schubmoduls oder der Härte der in diesem Bereich verwendeten elastischen Schicht, insbesondere durch eine Materialwahl, eine Wahl der Dicke und/oder eine Wahl der Porosität der elastischen Schicht erfolgen. Zusätzlich kann die Steifigkeit bereichsweise auch dadurch verändert oder angepasst werden, dass das Schubmodul und/oder die Härte jener elastischen Einlagen variiert oder gewählt wird, die im Bereich der Stützpunkte zwischen dem Schienenfuß und der Weichentragplatte bzw. der Gleistragplatte angeordnet sind. Somit kann die Steifigkeit bei den erfindungsgemäßen Anordnungen flexibel variiert und bereichsweise angepasst werden.
Bevorzugt ist bei der Weichenanordnung und gegebenenfalls auch bei der
Gleisanordnung die Art der Schienenbefestigung wählbar. Die Weichenanordnung kann sowohl für Schnellfahrweichen mit durchgehend geneigten Schienen als auch für konventionelle Eisenbahnweichen mit vertikal stehenden Schienen und entsprechenden Übergängen zum geneigten Gleisbereich eingesetzt werden. Die Weichenanordnung und die Gleisanordnung können sowohl für Nahverkehr als auch für den
Vollbahnbereich eingesetzt werden.
In weiterer Folge wird die Erfindung anhand der Figuren weiter beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Aufsicht auf einen Abschnitt einer Gleisanordnung, wobei der Gleisverlauf aus zeichnerischen Gründen auf drei Zeilen aufgeteilt ist.
Fig. 2 zeigt eine schematische Aufsicht auf einen Teilabschnitt einer
Weichenanordnung.
Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung des Teilabschnitts der Fig. 2.
Wenn nicht anders angegeben, so entsprechen die Bezugszeichen folgenden
Komponenten: Stammgleis 1 , Zweiggleis 2, Weichentragplatte 3, Untergrund 4,
Vergussmasse 5, Befestigungsbereich 6, Schienenstützpunkt 7, elastische Schicht 8, Formschlussanordnung 9, erstes Formschlusselement 10, zweites Formschlusselement 11 , Öffnung 12, Fortsatz 13, Hinterschneidung 14, Herzstück 15, Anschlussstelle 16, Gleis 17, Gleistragplatte 18. Fig. 1 zeigt eine Weichenanordnung einer festen Fahrbahn mit einem schotterlosen Oberbau zur Bildung eines Stammgleises 1 und eines vom Stammgleis 1
abzweigenden Zweiggleises 2 für schienengebundenen Verkehr. Die
Weichenanordnung umfasst mehrere Weichentragplatten 3, die sich aneinandergereiht, ausgehend von der Anschlussstelle 16 des einmündenden Gleises 17, bis zu den Anschlussstellen 16 der ausgehenden Gleise 17 erstrecken. Die Weichentragplatten 3 liegen im Wesentlichen aneinandergereiht entlang des Gleisverlaufs.
Insbesondere ist zwischen den einzelnen Weichentragplatten 3 ein Spalt freigehalten oder mit einem elastischen Material gefüllt, sodass die einzelnen Weichentragplatten 3 im Wesentlichen voneinander entkoppelt sind. Insbesondere wird eine Relativbewegung der Weichentragplatten 3 zueinander zugelassen.
Die Weichentragplatten 3 umfassen jeweils zumindest eine, insbesondere zwei oder mehr, Öffnungen 12. Die Öffnungen 12 sind in der vorliegenden Ausführungsform als Durchgangsöffnungen ausgebildet, die sich im Wesentlichen in vertikaler Richtung durch die gesamte Weichentragplatte 3 hindurch erstrecken. Die Öffnungen 12 sind zumindest teilweise, bevorzugt über ihre gesamte Flöhe, mit der Vergussmasse 5 gefüllt.
Eingangsseitig schließt an die Weichenanordnung ein Gleis 17 mit einer Gleistragplatte 18 an. Ausgangsseitig schließen zwei Gleise 17 mit jeweils einer Gleistragplatte 18 an.
Bevorzugt sind in allen Ausführungsformen die Weichentragplatten 3 im Wesentlichen rechteckig ausgeführt und weisen, entlang des Gleisverlaufs gemessen, eine kleinere Abmessung auf als quer zum Gleisverlauf gemessen. Gegebenenfalls sind einzelne Weichentragplatten 3 quadratisch oder trapezförmig ausgebildet. Insbesondere ist als bevorzugte Ausführungsform die Abmessung entlang des Gleisverlaufs kleiner oder gleich 2,6 m, sodass die Weichentragplatten 3 einfach und effizient transportiert werden können.
Die Weichentragplatten 3 der Weichenanordnung erstrecken sich über die gesamte Breite der Weichenanordnung. Insbesondere im Bereich nach dem Herzstück 15, bevorzugt jedoch auch vor dem Herzstück 15, tragt jede Weichentragplatte 3 das Stammgleis 1 und das Zweiggleis 2. Eine Ausnahme bilden gegebenenfalls jene Platten am Anfang der Weichenanordnung, an denen das Zweiggleis 2 und das Stammgleis 1 noch keine voneinander abweichende Verläufe haben.
Insbesondere im Endbereich der Weiche, beispielsweise nach dem Herzstück 15, weisen die Weichentragplatten 3 eine länglich rechteckige Form auf und erstrecken sich über die gesamte Weichenbreite, sodass das Stammgleis 1 und das Zweiggleis 2 auf dieser Weichentragplatten 3 aufliegen.
Die Weichentragplatten 3 umfassen jeweils zumindest eine Formschlussanordnung 9 mit einem ersten Formschlusselement 10 und einem zweiten Formschlusselement 11.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das erste Formschlusselement 10 als Öffnung
12 der Weichentragplatte 3 ausgebildet. Das zweite Formschlusselement 1 1 ist in dieser Ausführungsform als Fortsatz 13 der Vergussmasse 5 ausgebildet. Der Fortsatz
13 ragt von unten in die Öffnung 12, womit in der Horizontalebene, hier in der
Bildebene, eine formschlüssige Halterung der Weichentragplatte 3 gegenüber der Vergussmasse 5 hergestellt ist. Pro Weichentragplatte 3 sind zumindest ein, bevorzugt mehrere, insbesondere zwei oder vier, Fortsätze 13 in Öffnungen 12 eingeführt.
Die Querschnitte der Fortsätze 13 in der Horizontalebene, die in eine einzige
Weichentragplatte 3 ragen, müssen derart bemessen sein, dass die Festigkeit der Fortsätze 13 ausreicht, um die durch das Schienenfahrzeug eingeleiteten Kräfte aufnehmen zu können. Insbesondere dürfen die maximal zulässigen Scherkräfte dieses Querschnitts nicht überschritten werden. Während im Anfangsbereich und im
Endbereich der Weichenanordnung in der vorliegenden Ausführungsform jeweils zwei Öffnungen 12 bzw. zwei Fortsätze 13 vorgesehen sind, sind im Mittenbereich der Weiche vier Öffnungen 12 bzw. vier Fortsätze 13 pro Weichentragplatte 3 vorgesehen. Die für die Festigkeiten relevanten Querschnitte aller Fortsätze 13 einer
Weichentragplatte 3 werden bevorzugt aufsummiert für die Festigkeitsberechnung herangezogen. Fig. 2 zeigt eine detailliertere Ansicht einer Weichentragplatte 3, insbesondere einer Weichentragplatte 3, die nach dem Herzstück 15 der Weichenanordnung angeordnet ist. Die Weichentragplatte 3 umfasst mehrere Befestigungsbereiche 6 für das
Stammgleis 1 und das Zweiggleis 2.
Die Befestigungsbereiche 6 bilden insbesondere die Schienenstützpunkte 7 zur Aufnahme der Schienenbefestigungen. Ferner umfasst die Weichenanordnung im Bereich der dargestellten Weichentragplatte 3 eine Formschlussanordnung 9 zur formschlüssigen Halterung der Weichentragplatte 3 gegenüber der Vergussmasse 5. Die Formschlussanordnung 9 umfasst ein erstes Formschlusselement 10 und ein zweites Formschlusselement 1 1 , die miteinander formschlüssig in Wirkkontakt stehen. Insbesondere ist zwischen dem ersten Formschlusselement 10 und dem zweiten Formschlusselement 11 ein Teil der elastischen Schicht 8 vorgesehen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das erste Formschlusselement 10 als Öffnung 12 in der Weichentragplatte 3 ausgebildet. Das zweite Formschlusselement 1 1 ist als Fortsatz 13 der Vergussmasse 5 ausgebildet, wobei sich der Fortsatz 13 von unten in die Öffnung 12 der Weichentragplatte 3 erstreckt. Insbesondere ist die Öffnung 12 als Durchgangsöffnung ausgebildet, wodurch in der vorliegenden Ausführungsform die Vergussmasse 5 beim Vergießen durch diese Öffnungen 12 eingebracht werden kann.
Wie in der Darstellung der Fig. 2 ersichtlich, wird ein Großteil der Fläche der
Weichentragplatte 3 durch die Befestigungsbereiche 6 eingenommen. Die
verbleibenden Bereiche zwischen den Befestigungsbereichen 6 können dazu verwendet werden, die Öffnungen 12 vorzusehen, um einen Teil der
Formschlussanordnung 9 zu bilden. Jedoch können sich die Öffnungen 12 nicht über die gesamte freie Fläche zwischen den Befestigungsbereichen 6 erstrecken, da anderenfalls die Festigkeit und/oder die Funktionstüchtigkeit der Weichentragplatte 3 beeinträchtigt wäre.
Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung der Weichenanordnung aus Fig. 2, wobei die Schnittebene im Wesentlichen eine Normalebene der Richtung des Gleisverlaufs ist. Die Weichenanordnung umfasst eine Weichentragplatte 3, die beabstandet vom Untergrund 4 angeordnet und insbesondere ausgerichtet ist. Der Zwischenraum zwischen der Weichentragplatte 3 und dem Untergrund 4 ist zumindest teilweise mit einer Vergussmasse 5 ausgegossen. Bei hergestellter Weichenanordnung ist die Vergussmasse 5 ausgehärtet. Die Weichenanordnung umfasst ein Stammgleis 1 und ein vom Stammgleis 1 abzweigendes Zweiggleis 2. Das Zweiggleis 2 zweigt in der Regel in Form eines Bogens von dem Stammgleis 1 ab. Das Zweiggleis 2 ist zwar bogenförmig ausgebildet, weist jedoch im Gegensatz zu einem herkömmlichen
Gleisbogen in der Regel keine Überhöhung auf.
Zwischen der Weichentragplatte 3 und der Vergussmasse 5 ist eine elastische Schicht 8 vorgesehen. Diese elastische Schicht 8 ist bevorzugt mehrteilig ausgebildet und erstreckt sich derart zwischen die Weichentragplatte 3 und die Vergussmasse 5, dass diese beiden Komponenten elastisch gegenüber einander gelagert und insbesondere voneinander elastisch entkoppelt sind. Dennoch sind die Weichentragplatte 3 und die Vergussmasse 5 formschlüssig miteinander verbunden. So ist eine
Formschlussanordnung 9 vorgesehen, die mindestens ein erstes Formschlusselement 10 und mindestens ein zweites Formschlusselement 1 1 umfasst.
In der vorliegenden Ausführungsform sind zwei erste Formschlusselemente 10 und zwei zweite Formschlusselemente 1 1 vorgesehen. Die ersten Formschlusselemente 10 sind als Öffnungen 12 ausgebildet, die sich durch die Weichentragplatte 3 hindurch erstrecken. Die zweiten Formschlusselemente 1 1 sind als Fortsätze 13 der
Vergussmasse 5 ausgebildet, die sich in die Öffnungen 12 der Weichentragplatte 3 erstrecken. Zwischen jedem Fortsatz 13 und der zugehörigen Öffnung 12 ist die elastische Schicht 8 angeordnet. Auch zwischen der, bevorzugt im Wesentlichen waagrecht verlaufenden, Unterseite der Weichentragplatte 3 und der Vergussmasse 5 ist die elastische Schicht 8 vorgesehen.
Durch diese Ausgestaltung der Formschlussanordnung 9 ist eine in der horizontalen Ebene wirkende, formschlüssige, elastische Kopplung der Weichentragplatte 3 mit der Vergussmasse 5 gebildet. Zusätzlich ist in der vorliegenden Ausführungsform auch eine vertikal wirkende formschlüssige Verbindung gebildet. So weist der Fortsatz 13 eine Hinterschneidung 14 auf, in die ein Teil der Weichentragplatte 3, insbesondere ein Teil der Öffnung 12 der Weichentragplatte 3 ragt. Bevorzugt ist die Öffnung 12 nach oben hin aufgeweitet ausgebildet, womit sich beim Ausgießen dieser Öffnung 12 durch die Vergussmasse 5 ein hinterschnittener Bereich bildet. Durch die Anordnung der elastischen Schicht 8 in diesem Bereich ist die vertikal formschlüssig wirkende Verbindung elastisch ausgeführt.
Bevorzugt ist in allen Ausführungsformen vorgesehen, dass im Bereich der
Schienenbefestigungen eine elastische Schicht 8 vorgesehen ist. So ist in der Regel zwischen dem Schienenstützpunkt 7 und dem Schienenfuß eine elastische Einlage vorgesehen. In vorteilhafter Weise kann durch Variation der Härte oder des
Schubmoduls dieser elastische Einlage(n) die Elastizität und insbesondere die
Steifigkeit des Gleises 17 an zwei unterschiedlichen Bereichen beeinflusst werden. Der erste Bereich kann beispielsweise durch die Wahl der elastischen Schicht 8 variiert werden. So können z.B. unterschiedliche Materialien oder Dimensionen mit
unterschiedlichen Schubmodulen oder Härten verwendet werden. Zusätzlich kann bei der Verwendung einer elastischen Schieneneinlage eine weitere Variation der
Steifigkeit vorgenommen werden. Durch diese Flexibilität kann der Komfort der vorliegenden Weichenanordnung und der Gleisanordnung flexibel angepasst und verbessert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Weichenanordnung einer festen Fahrbahn mit einem schotterlosen Oberbau zur Bildung eines Stammgleises (1 ) und eines vom Stammgleis (1 ) abzweigenden Zweiggleises (2) für schienengebundenen Verkehr, umfassend:
- mehrere vorgefertigte Weichentragplatten (3) aus bewehrtem Beton,
insbesondere aus schlaff bewehrtem Beton,
- eine zwischen den in ihrer Lage ausgerichteten Weichentragplatten (3) und einem Untergrund (4) vergossene und ausgehärtete Vergussmasse (5),
- mehrere auf den Weichentragplatten (3) vorgesehene Befestigungsbereiche (6), insbesondere Schienenstützpunkte (7), für die Schienenbefestigungen des Stammgleises (1 ) und des Zweiggleises (2) sowie für die Befestigung weiterer Weichenkomponenten,
dadurch gekennzeichnet,
- dass die Weichentragplatten (3) der Weichenanordnung elastisch gelagert sind.
2. Weichenanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Weichentragplatten (3) der Weichenanordnung einzeln elastisch gelagert sind, und insbesondere zwängungsfrei gelagert bzw. aufgelagert sind.
3. Weichenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Weichentragplatten (3) gegenüber dem Untergrund (4) in horizontaler Richtung und insbesondere in Querrichtung des Gleisverlaufs elastisch gelagert sind,
- und/oder dass die Weichentragplatten (3) gegenüber einander in horizontaler Richtung und insbesondere in Querrichtung des Gleisverlaufs elastisch gelagert sind,
- und/oder dass zwischen den Weichentragplatten (3) jeweils ein Spalt
freigehalten ist, wobei die elastische Lagerung gegenüber einander durch die elastische Lagerung gegenüber dem Untergrund hergestellt ist.
4. Weichenanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Weichentragplatten (3) in vertikaler Richtung elastisch gelagert sind.
5. Weichenanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zwischen den Weichentragplatten (3) und der
Vergussmasse (5) eine, gegebenenfalls mehrteilig ausgebildete, elastische Schicht (8) zur elastischen Lagerung und insbesondere zur elastischen
Entkopplung der Weichentragplatten (3) angeordnet ist.
6. Weichenanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet,
- dass pro Weichentragplatte (3) mindestens eine Formschlussanordnung (9) zur formschlüssigen horizontalen Halterung der Weichentragplatte (3) gegenüber der Vergussmasse (5) vorgesehen ist,
- dass die Formschlussanordnung (9) zwei miteinander formschlüssig in
Wirkkontakt stehende Formschlusselemente (10, 1 1 ) umfasst,
- und dass zwischen den beiden Formschlusselementen (10, 1 1 ) der
Formschlussanordnung (9) jeweils eine oder die elastische Schicht (8) zur horizontalen elastische Lagerung und insbesondere zur elastischen Entkopplung der Weichentragplatte (3) angeordnet ist.
7. Weichenanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet,
- dass pro Weichentragplatte (3) mindestens eine Formschlussanordnung (9) zur formschlüssigen vertikalen Halterung der Weichentragplatte (3) gegenüber der Vergussmasse (5) vorgesehen ist,
- dass die Formschlussanordnung (9) zwei miteinander formschlüssig in
Wirkkontakt stehende Formschlusselemente (10, 1 1 ) umfasst,
- und dass zwischen den beiden Formschlusselementen (10, 1 1 ) der
Formschlussanordnung (9) jeweils eine oder die elastische Schicht (8) zur vertikalen elastische Lagerung und insbesondere zur elastischen Entkopplung der Weichentragplatte (3) angeordnet ist.
8. Weichenanordnung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Formschlusselement (10) der Formschlussanordnung (9) eine in der Weichentragplatte (3) freigehaltene Öffnung (12) und insbesondere eine
Vergussöffnung ist, und dass das andere Formschlusselement (1 1 ) ein in diese Öffnung (12) ragender Fortsatz (13) der ausgehärteten Vergussmasse (5) ist.
9. Weichenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
- dass das als Fortsatz (13) ausgebildete Formschlusselement (1 1 ) eine
Hinterschneidung (14) aufweist, und insbesondere mit einem oben liegenden Bereich einen weiter unten liegenden Bereich in horizontaler Richtung überragt oder nach oben hin aufweitend ausgebildet ist,
- dass ein Teil der Weichentragplatte (3) in die Hinterschneidung (14) des
Fortsatzes (13) ragt, sodass eine vertikale formschlüssige Verbindung gebildet ist,
- wobei zwischen dem Fortsatz (13) und der Weichentragplatte (3) eine oder die elastische Schicht (8) vorgesehen ist.
10. Weichenanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass pro Weichentragplatte (3) zwei Öffnungen (12) vorgesehen sind, in die jeweils ein Fortsatz (13) der ausgehärteten Vergussmasse (5) ragt.
11. Weichenanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinste Gesamtquerschnitt der in eine Weichentragplatte (3) ragenden Fortsätze (13) größer ist als jener Querschnitt, der unter Berücksichtigung der Festigkeit der Vergussmasse (5) ausreicht, um die horizontalen Kräfte,
insbesondere die durch ein Schienenfahrzeug eingeleiteten Querkräfte und/oder Längskräfte, beschädigungsfrei aufzunehmen.
12. Weichenanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet,
- dass die Weichentragplatten (3), insbesondere alle Weichentragplatten (3) der Weichenanordnung, im Wesentlichen rechteckig ausgebildet sind und in Querrichtung des Gleisverlaufs eine größere Abmessung haben, als in
Längsrichtung des Gleisverlaufs,
- und insbesondere dass die kleinere Abmessung der Weichentragplatten (3) kleiner oder gleich 2,6 m ist.
13. Weichenanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass sich die Weichentragplatten (3), insbesondere alle
Weichentragplatten (3) der Weichenanordnung, jeweils durchgehend über die gesamte Weichenbreite erstrecken und zumindest nach dem Herzstück (15) der Weiche Befestigungsbereiche (6) für das Stammgleis (1 ) und für das Zweiggleis (2) umfassen oder bilden.
14. Weichenanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die elastische Schicht (8) einer Weichentragplatte (3) andere Elastizitätskennwerte aufweist, insbesondere eine andere Steifigkeit und/oder ein anderes Schubmodul aufweist, als die elastische Schicht (8) einer weiteren Weichentragplatte (3), insbesondere als die elastische Schicht (8) einer benachbarten Weichentragplatte (3).
15. Gleisanordnung umfassend eine Weichenanordnung nach einem der
vorangegangenen Ansprüche und mehrere an die Anschlussstellen (16) der Weichenanordnung anschließende Gleise (17),
- wobei die Gleise (17) als feste Fahrbahn mit einem schotterlosen Oberbau ausgebildet sind und folgende Komponenten umfassen:
- mehrere vorgefertigte Gleistragplatten (18) aus bewehrtem Beton, insbesondere aus schlaff bewehrtem Beton,
- eine zwischen den in ihrer Lage ausgerichteten Gleistragplatten (18) und dem Untergrund (4) vergossene und ausgehärtete Vergussmasse (5),
- mehrere auf den Gleistragplatten (18) vorgesehene Befestigungsbereiche (6), insbesondere Schienenstützpunkte (7), für die Schienenbefestigungen der Gleise (17), wobei die Gleistragplatten (18) elastisch gelagert sind.
16. Gleisanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Gleistragplatten (18) und der Vergussmasse (5) eine, gegebenenfalls mehrteilig ausgebildete, elastische Schicht (8) zur elastischen Lagerung und insbesondere zur elastischen Entkopplung der Gleistragplatten (18) angeordnet ist.
17. Gleisanordnung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Schicht (8) einer Weichentragplatte (3) andere Elastizitätskennwerte aufweist, insbesondere eine andere Steifigkeit und/oder ein anderes Schubmodul aufweist, als die elastische Schicht (8) einer oder einer angrenzenden
Gleistragplatte (18).
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