DE60200701T2

DE60200701T2 - Schwingungsdämpfungssystem für Eisenbahngleise

Info

Publication number: DE60200701T2
Application number: DE60200701T
Authority: DE
Inventors: Patrick Carels; Youssef Torbay; Jacques Malod-Panisset
Original assignee: Composite Damping Material NV CDM; Acousystem A Responsabilite Immeuble International Ltee Ste; ACOUSYSTEM SARL IMMEUBLE INTER; VOSSLOH INFRASTRUCTURE SERVICE; VOSSLOH INFRASTRUCTURE SERVICES
Current assignee: Composite Damping Material NV CDM; Acousystem A Responsabilite Immeuble International Ltee Ste; ACOUSYSTEM SARL IMMEUBLE INTER; VOSSLOH INFRASTRUCTURE SERVICE; VOSSLOH INFRASTRUCTURE SERVICES
Priority date: 2001-03-07
Filing date: 2002-03-05
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2022-03-06
Also published as: ATE270730T1; EP1251204B1; EP1251204A3; PT1251204E; ES2230444T3; BE1014044A3; EP1251204A2; DE60200701D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Schwingungsdämpfungssystem für ein Eisenbahngleis, auf dem sich ein Fahrzeug, insbesondere ein Zug, eine U-Bahn oder eine Straßenbahn, bewegen kann, umfassend eine Trägheitsplatte, auf der Schienen montiert sind, wobei die Trägheitsplatte auf einem schwingungsdämpfenden Bett ruht, das einen elastischen Teppich umfasst. Die Erfindung betrifft insbesondere ein gegenüber seiner Umgebung schwebendes Gleis.
Gemäß dem Stand der Technik ist die Trägheitsplatte in den meisten Fällen aus Beton, der auf einen kontinuierlichen Teppich aus synthetischem Schaumstoff gegossen wird, um die Schwingungen zu dämpfen, die durch die Durchfahrt der oben genannten Fahrzeuge auf den Schienen gegenüber der Umgebung erzeugt werden.
Die bekannte Technik ergibt kein zufriedenstellendes Ergebnis an den Stellen, an denen sich das Eisenbahngleis auf einem Unterboden befindet, der eine diskontinuierliche Steifigkeit aufweist, zum Beispiel am Übergang zu einer Brücke oder an der Stelle, an der man von einem nicht schwingungsgedämpften Bereich zu einem schwingungsgedämpften Bereich übergeht.
Darüber hinaus können die asymmetrischen Belastungen eines Fahrzeugs mit hoher Betriebsgeschwindigkeit in einer Kurve mit geringem Radius Probleme aufwerfen.
Ziel der Erfindung ist es, ein Schwingungsdämpfungssystem zu schaffen, das es ermöglicht, die Steifigkeit des schwingungsdämpfenden Betts zu regulieren und so zu verhindern, dass das Eisenbahngleis Bereiche mit einem plötzlichen Übergang zwischen Stellen mit unterschiedlicher Steifigkeit aufweist. Darüber hinaus ermöglicht es das erfindungsgemäße System, die Steifigkeit des schwingungsdämpfenden Betts in den Kurven eines Eisenbahngleises in Abhängigkeit von den Belastungen eines Fahrzeugs zu regulieren.
Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung, wie sie durch den beiliegenden Anspruch 1 definiert ist, wobei die Merkmale des Oberbegriffs aus dem Dokument CH-A-513302 bekannt sind, der elastische Teppich mit Aussparungen versehen, wobei mindestens in einige von ihnen Klötze aus einem elastischen Material eingefügt werden, derart, dass die Steifigkeit des schwingungsdämpfenden Betts reguliert werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems sind die oben genannten Klötze auf einer Platte montiert, die sich zwischen der Trägheitsplatte und dem oben genannten elastischen Teppich erstreckt.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen System ist die Trägheitsplatte seitlich von einer Wand umgeben, die dämpfende Platten umfasst, die an das schwingungsdämpfende Bett anstoßen.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems ist am oberen Ende der dämpfenden Platten ein Passstück vorgesehen, um die Höhe der oben genannten Wand regulieren zu können.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Schwingungsdämpfung eines Eisenbahngleises, um die Ausbreitung von Schwingungen zu verringern, wobei eine Trägheitsplatte, die Schienen des Eisenbahngleises trägt, auf einem schwingungsdämpfenden Bett angebracht wird, das einen elastischen Teppich umfasst, wobei Klötze in durchgehende Aussparungen eingefügt werden, die in dem elastischen Teppich vorgesehen sind, derart, dass die Steifigkeit des schwingungsdämpfenden Betts reguliert wird.
Andere Einzelheiten und Besonderheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsformen hervor, die als nicht erschöpfende Beispiele angeführt werden, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird.
1 ist eine schematische Ansicht eines Eisenbahngleises mit dem erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungssystem im vertikalen Schnitt.
2 ist eine schematische Draufsicht einer Platte, auf der gemäß der Erfindung Klötze befestigt werden können.
In den verschiedenen Figuren beziehen sich die gleichen Bezugszeichen auf die gleichen Elemente oder auf analoge Elemente.
Auf allgemeine Weise betrifft die Erfindung ein gegenüber seinem Unterboden schwebendes Eisenbahngleis. Insbesondere wird, um zum Beispiel in einer Straße ein Eisenbahngleis zu bauen, entlang der geplanten Strecke dieses Eisenbahngleises ein Erdaushub durchgeführt. In diesem Aushub wird eine Schalung, vorzugsweise aus Stahlbeton, errichtet, auf deren Boden ein elastischer Teppich aus synthetischem Schaumstoff, wie zum Beispiel einem Polyethylen-Schaumstoff mit geschlossenen Zellen, angebracht wird. Dieser elastische Teppich ist mit durchgehenden Aussparungen versehen, die regelmäßig über seine Oberfläche verteilt sind und in die Auflageblöcke oder Klötze aus einem elastischen Material eingefügt werden.
Gegen die Seitenwände der oben genannten Schalung sind dämpfende Platten angebracht, die an den elastischen Teppich anstoßen. Auf den elastischen Teppich und zwischen die dämpfenden Platten wird bis zu einer vorbestimmten Höhe Beton gegossen. So wird eine Trägheitsplatte erzielt, die in Bezug auf ihren Unterboden und insbesondere in Bezug auf die genannte Schalung schwebend ist.
Die verfestigte Trägheitsplatte ruht auf einem schwingungsdämpfenden Bett, das aus dem elastischen Teppich und den Klötzen gebildet wird. Die Steifigkeit des schwingungsdämpfenden Betts wird folglich durch die Steifigkeit des elastischen Teppichs und diejenige der Klötze bestimmt.
Die Steifigkeit der Klötze wird zum Beispiel in Abhängigkeit vom Unterboden gewählt, auf dem das Eisenbahngleis ruht. Insbesondere wird in einem Bereich des Übergangs zu einer Brücke die Steifigkeit der Klötze stufenweise verändert, um zur Brücke hin eine stufenweise Veränderung der Steifigkeit des schwingungsdämpfenden Betts zu erzielen.
Die Klötze sind je nach der gewünschten Steifigkeit zum Beispiel aus Gummi oder einem Verbundwerkstoff gebildet.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Höhe der Klötze größer als die Dicke des Teppichs, damit der obere Teil der Klötze vom Beton der Trägheitsplatte umhüllt ist. Auf diese Weise sind die Klötze gegenüber dieser Trägheitsplatte fixiert.
1 ist ein schematischer Querschnitt eines Eisenbahngleises mit einem Dämpfungssystem gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung. In dieser Figur ist eine Schalung 1 aus Beton dargestellt, die in einer Straße 2 errichtet wurde. Diese Schalung 1 erstreckt sich entlang der Strecke eines Eisenbahngleises, das zwei parallele Schienen 3 und 4 umfasst.
Ein elastischer Teppich 6 mit regelmäßig voneinander beabstandeten Aussparungen 7 ist am Hoden 5 der Schalung 1 angeordnet. Eine Platte 8, die sich auf dem Teppich 6 erstreckt, ist an ihrer zum Teppich 6 hin gerichteten Seite mit Klötzen 9 versehen, derart, dass die Klötze 9 in die Aussparungen 7 des Teppichs 6 eingefügt sind.
Auf diese Weise wird ein schwingungsdämpfendes Bett gebildet, auf dem eine Trägheitsplatte 10 ruht. Durch die Gegenwart der Platte 8 ist es nicht notwendig, dass alle Aussparungen 7 einen Klotz 9 aufweisen. Insbesondere kann die Steifigkeit des schwingungsdämpfenden Betts reguliert werden, indem in bestimmten Aussparungen 7 Klötze 9 weggelassen werden. Indem die Anzahl der Klötze 9 pro Oberflächeneinheit in den Aussparungen 7 des Teppichs 6 in einer bestimmten Richtung stufenweise erhöht wird, wird eine stufenweise Erhöhung der Steifigkeit des schwingungsdämpfenden Betts erzielt.
Vorzugsweise ist die Steifigkeit der Klötze 9 größer als diejenige des Teppichs 6. Ein annähernder Wert für die Steifigkeit k_tot pro m² des schwingungsdämpfenden Betts in einem bestimmten Bereich kann nach der Formel k_tot = k_Teppich + n·k_Klotz berechnet werden, wobei k_Teppich die Steifigkeit des Teppichs 6 pro m² ist, k_Klotz die Steifigkeit eines Klotzes 9 ist und n die Anzahl der Klötze 9 pro m² ist.
Die Trägheitsplatte 10 ist seitlich von Wänden umgeben, die durch dämpfende Platten 11 gebildet werden, die an das schwingungsdämpfende Bett und insbesondere an den Teppich 6 anstoßen. Die dämpfenden Platten 11 sind an der Platte 8, die die Klötze 9 trägt, mit Hilfe eines Winkelstahls 12 befestigt, wobei gewährleistet wird, dass diese Platten im rechten Winkel angeordnet sind.
Die dämpfenden Platten 11 sind aus Sandwich-Platten gebildet, umfassend eine Platte aus elastischem Material 13, deren entgegengesetzte Seiten aus einer Schicht 14 aus einem härteren Material wie zum Beispiel Holzzement, bestehen.
Damit das Eisenbahngleis gegenüber seinem Unterboden schwebt, ist es wichtig, dass die Trägheitsplatte 10 nicht durch Zwischenstellung eines sehr starren oder wenig elastischen Elements in Kontakt mit der Schalung 1 kommt. Daher stößt das elastische Material 13 an den elastischen Teppich 6 an, so dass ein Becken aus elastischem Material gebildet wird, in dem das Eisenbahngleis mit der Trägheitsplatte 10 angeordnet ist.
Im oberen Teil der Trägheitsplatte sind Traversen 15 vorgesehen, die zwei Blöcke aus Beton 16 und 17 umfassen, die durch einen Stab aus Stahl 18 miteinander verbunden sind. Die Schienen 3 und 4 sind auf den Blöcken 16 bzw. 17 durch an sich bekannte und in 1 nicht dargestellte Mittel montiert. Ein Streifen aus Elastomermaterial 19 ist zwischen den Schienen 3 und 4 und den Traversen 15 vorgesehen, um die Schwingungen zwischen den Schienen 3 und 4 und den Traversen 15 abzuschwächen.
Auf der Trägheitsplatte 10 und zwischen den dämpfenden Platten 11 kann eine in den Figuren nicht dargestellte Oberflächenverkleidung angebracht werden, wobei die obere Seite der Schienen 3 und 4 freigelassen wird.
Wenn dämpfende Platten 11 verwendet werden, die eine vordefinierte Höhe aufweisen, die kleiner ist als die Höhe der Schalung 1, wird am oberen Teil dieser Platten 11 ein Passstück 20 vorgesehen. Dieses Passstück 20 ermöglicht es, die Höhe der an die Trägheitsplatte 10 anstoßenden Seitenwand, die die Platten 11 umfasst, auf das Niveau der Straße 2 einzustellen.
Wie in 1 dargestellt, umfasst das Passstück 20 zwei Seitenplatten 21 und 22, die durch ein elastisches Material 23 voneinander getrennt sind. Die Seitenplatten 21 und 22 überlappen teilweise die Schichten 14 der dämpfenden Platten 11, so dass sich das Passstück 20 in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung in Bezug auf die dämpfenden Platten 11 bewegen kann.
Die Seitenplatten 21 und 22 sind vorzugsweise aus Polyvinylchlorid hergestellt und weisen eine Dicke in der Größenordnung von 2 mm auf.
Um die Höhe der eine dämpfende Platte 11 umfassenden Wand regulieren zu können, ruht das Passstück 20 auf der dämpfenden Platte 11 unter Zwischenstellung eines Elements 24 aus weichem Schaumstoff, insbesondere einem Elastomerschaumstoff. Dieses Element 24 ist zwischen den Seitenplatten 21 und 22 des Passstücks 20 anstoßend an das elastische Material 23 angeordnet.
Bei der Installation des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungssystems wird das Passstück 20 auf den Platten 11 angebracht, wie im rechten Teil von 1 dargestellt, und in der Richtung des Pfeils 25 bewegt, wobei es das Element 24 aus weichem Schaumstoff zusammendrückt, bis das obere Ende des Passstücks dem Niveau der Oberflächenbeläge der Straße 2 entspricht, wie dies im linken Teil von 1 dargestellt ist.
Anschließend wird das Passstück 20 mittels Schrauben 26 an den dämpfenden Platten 11 befestigt.
In 2 ist ein Beispiel der Platte 8 dargestellt. Diese Platte 8 ist quadratisch und weist quadratische Ausnehmungen 28 zur Befestigung der Klötze 9 auf. Durch die Verwendung derartiger Platten 8 kann die Befestigung der Klötze 9 bereits gemäß einem Plan vorbereitet werden, der die verschiedenen Steifigkeitsübergangsbereiche für ein bestimmtes Eisenbahngleis berücksichtigt, bevor die Platten 8 an der Baustelle eintreffen. An der Baustelle werden die Platten 8 auf dem Teppich 6 in der Schalung 1 angebracht, wobei darauf geachtet wird, dass die Klötze 9 ordnungsgemäß in die Aussparungen 7 des Teppichs 6 eingefügt werden.
So bildet die Platte 8 eine verlorene Schalung, wenn Beton auf das schwingungsdämpfende Bett gegossen wird, um die Trägheitsplatte 10 zu bilden. Vorzugsweise besteht die Platte 8 aus Polyvinylchlorid mit einer Dicke von zum Beispiel in der Größenordnung von 2 mm.
Wie in 1 dargestellt, sind an der Oberseite der Platte 8 Vorsprünge 27 vorgesehen, die den Ausnehmungen 28 entsprechen, um ein gutes Verhaken des Betons der Trägheitsplatte 10 mit der Platte 8 zu gewährleisten.
Für die in 2 dargestellte, mit sechzehn Ausnehmungen 28 versehene Platte 8 ist das Verhältnis zwischen der Steifigkeit k_tot des schwingungsdämpfenden Betts und der Steifigkeit k_Teppich des Teppichs und k_Klotz der Klötze 9 durch die Formel k_tot = k_Teppich + 16·k_Klotz gegeben, wenn in allen Ausnehmungen 28 ein Klotz 9 befestigt wird und wenn die Klötze 9 alle die gleiche Steifigkeit aufweisen.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die verschiedenen oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind viele andere Varianten denkbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, insbesondere was die Wahl der elastischen Materialien betrifft. Darüber hinaus muss die Trägheitsplatte nicht notwendigerweise aus Beton hergestellt sein, sondern sie kann zum Beispiel durch eine Füllung mit Kies und/oder Sand gebildet werden.
Darüber hinaus ist es möglich, die Steifigkeit des schwingungsdämpfenden Betts nicht nur in der Richtung der Schienen, sondern auch in einer Richtung quer zu den Schienen zu regulieren, zum Beispiel in. Kurven.
Die Klötze 9 können von sehr unterschiedlicher Form sein und zum Beispiel ein prismenförmiges oder zylinderförmiges Aussehen aufweisen.
Obwohl 1 nur ein einziges Eisenbahngleis darstellt, ist es möglich, die Abmessungen der Schalung 1 zu vergrößern, um an mehrere Eisenbahngleise angepasst werden zu können.

Claims

Schwingungsdämpfungssystem für ein Eisenbahngleis, auf dem sich ein Fahrzeug, insbesondere ein Zug, eine U-Bahn oder eine Straßenbahn, bewegen kann, umfassend eine Trägheitsplatte (10), auf der Schienen (3, 4) montiert sind, wobei die Trägheitsplatte (10) auf einem schwingungsdämpfenden Bett ruht, das einen elastischen Teppich (6) umfasst, der mit durchgehenden Aussparungen (7) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens in einige der Aussparungen (7) Klötze (9) aus einem elastischen Material eingefügt werden, um die Steifigkeit des schwingungsdämpfenden Betts regulieren zu können, wobei die Trägheitsplatte auf dem elastischen Teppich (6) und den Klötzen (7) ruht und dieser elastische Teppich (6) am Boden einer Schalung (1) für die genannte Trägheitsplatte vorgesehen ist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeit der Klötze (9) größer ist als diejenige des elastischen Teppichs (6).
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Teppich (6) aus einem synthetischen Schaumstoff mit geschlossenen Zellen gebildet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der oben genannte Teppich (6) aus Polyethylen ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klötze (9) aus Gummi gebildet sind.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die oben genannten Klötze (9) auf einer Platte (8) montiert sind, die sich zwischen der Trägheitsplatte (10) und dem oben genannten elastischen Teppich (6) erstreckt.
System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die oben genannte Platte (8) eine Platte aus Polyvinylchlorid ist.
System nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die oben genannte Platte (8) eine verlorene Schalung bildet.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägheitsplatte (10) seitlich von einer Wand umgeben ist, die dämpfende Platten (11) umfasst, die an das schwingungsdämpfende Bett anstoßen.
System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Seite (14) der dämpfenden Platten (11) aus einer Schicht Holzzement gebildet ist.
System nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die oben genannten dämpfenden Platten (11) Sandwich-Platten sind.
System nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass am oberen Ende der dämpfenden Platten (11) ein Passstück (20) vorgesehen ist, um die Höhe der oben genannten Platte regulieren zu können.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Passstück (20) unter Zwischenstellung eines weichen Schaumstoffs (24) auf den dämpfenden Platten (11) ruht.
System nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Passstück (20) zwei Seitenplatten (21, 22) umfasst, die durch ein elastisches Material (23) voneinander getrennt sind und die sich teilweise mit den dämpfenden Platten (11) überlappen.
Eisenbahngleis, das mit dem Schwingungsdämpfungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14 versehen ist.
Verfahren zur Schwingungsdämpfung eines Eisenbahngleises, das es ermöglicht, die Ausbreitung der Schwingungen zu verringern, wobei eine Trägheitsplatte (10), die Schienen (3, 4) des Eisenbahngleises trägt, auf einem schwingungsdämpfenden Bett angebracht wird, das einen elastischen Teppich (6) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass Klötze (9) in durchgehende Aussparungen (7) eingefügt werden, die in dem elastischen Teppich (6) derart vorgesehen sind, dass sie die Steifigkeit des schwingungsdämpfenden Betts regulieren.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Klötze (9) an einer Platte (8) befestigt sind, die zwischen dem elastischen Teppich (6) und der Trägheitsplatte (10) angebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Klötze (9) pro Flächeneinheit in Abhängigkeit von der gewünschten Steifigkeit des schwingungsdämpfenden Betts gewählt wird.
verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeit der Klötze (9) in Abhängigkeit von der gewünschten Steifigkeit des schwingungsdämpfenden Betts gewählt wird.