EP1034332B1 - Querschwelle für eisenbahngleise - Google Patents

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EP1034332B1
EP1034332B1 EP98966502A EP98966502A EP1034332B1 EP 1034332 B1 EP1034332 B1 EP 1034332B1 EP 98966502 A EP98966502 A EP 98966502A EP 98966502 A EP98966502 A EP 98966502A EP 1034332 B1 EP1034332 B1 EP 1034332B1
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sleeper
ballast
sleepers
underside
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Olaf Unbehaun
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Pfleiderer Infrastrukturtechnick GmbH and Co KG
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Pfleiderer Infrastrukturtechnick GmbH and Co KG
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B3/00—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails
    • E01B3/46—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails made from different materials
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B2204/00—Characteristics of the track and its foundations
    • E01B2204/01—Elastic layers other than rail-pads, e.g. sleeper-shoes, bituconcrete

Definitions

  • the invention relates to a cross tie for railway tracks made of concrete, reinforced concrete or steel, such as those related to one Ballast bed overlying rail gratings can be used in the railway superstructure.
  • the cross sleeper as a component in the railway superstructure takes that of the forces arising from the traffic loads via the rail and the intermediate layers with the tensioning elements in the bases of the sleeper supports and the forces introduced are applied to the underlying ballast structure derived to distribute the load and passed on to the substructure or subsurface.
  • the concrete threshold and those in it Similar steel tie the disadvantage that, in contrast to Wooden sleeper, on the support surface of the sleeper on the gravel two inelastic materials meet, so that the above-mentioned toothing is not possible, so that the absorption of longitudinal and transverse forces by the Ballast bed is reduced. Furthermore, the hard, inelastic lead Contact points between ballast and threshold in the event of overuse Damage or destruction of the sleeper or ballast.
  • the invention is therefore primarily based on the object To create a threshold with which the positional stability of the track can be increased and damage to the ballast bed is avoided at the same time.
  • the underside of the threshold is due to the plastic deformation of the coating achieved a "interlocking" of the threshold with the ballast, which on the one hand Transverse sliding resistance and the longitudinal sliding resistance of the track grate is significantly increased and thus the positional stability of the track is significantly improved becomes. Furthermore, this ensures that, on the one hand, peak pressures are reduced and Edge pressures are reduced and on the other hand that the contact area between the ballast and threshold is increased so that the surface pressures be reduced compared to the prior art and material destruction be reduced or excluded. After all, the one with the Coating achieved "softness" of the contact area between ballast and Threshold gentle on materials.
  • the plastic deformable coating consisting essentially of a tar / asphalt mixture exist, which is a particularly inexpensive solution.
  • the coating can essentially consist of a plastic, of wood concrete Made of wood or wood chips.
  • plastic deformable coating only in the area of the support Form cross sleepers so that the bearing-free zones are uncoated stay.
  • the thickness of the coating can be comparatively thin, i.e. under 10mm lie and can in particular be about 5mm. Furthermore, the Underside of the coating to be profiled in order to anchor the Achieve cross sleepers on the ballast bed.
  • the coating of the cross sleepers according to the invention can also be attached to the sleepers, if necessary it prefers to apply the coating in the manufacturing process of the Integrate concrete sleepers to ensure the best possible bond.
  • the coating can be used in particular as a final operation Pour the threshold onto the corresponding areas of the underside of the threshold be applied. Alternatively, the coating could also subsequently glued to the underside of the threshold.
  • reference number 10 is a ballast bed with which Reference number 12 transverse sleepers arranged in the ballast bed, with the reference number 14 rails arranged on the cross sleepers and with the reference number 16 Inscribed wheel guided on the rails. Between rail 14 and Transverse sleepers 12, the usual intermediate layers 18 are arranged.
  • the Ballast bed 10 lies on a formation 20. In this respect, this structure corresponds of a railroad track the conventional structure and requires no closer Explanation,
  • FIG. 4 illustrates the interlocking of the Stones of the ballast bed with the plastically deformable coating 22.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Querschwelle für Eisenbahngleise aus Beton, bewehrtem Beton oder Stahl, wie sie im Zusammenhang mit auf einem Schotterbett aufliegenden Gleisrosten im Eisenbahnoberbau verwendet werden.
Die Querschwelle als Bauelement im Eisenbahnoberbau nimmt die von den Verkehrslasten ausgehenden Kräfte über die Schiene und die Zwischenlagen mit den Verspannungselementen in den Stützpunkten der Schwellenauflager auf und die eingeleiteten Kräfte werden an das darunterliegende Schottergerüst lastverteilend abgeleitet und an den Unterbau bzw. Untergrund weitergeleitet.
Seit Beginn des Eisenbahnzeitalters im vergangenen Jahrhundert werden als Querschwellen Holzschwellen verwendet. In der Zeit der Industrialisierung und als Barometer der Stahlindustrie wurden auch Stahlschwellen produziert und eingebaut, in neuerer Zeit auch als "Y-Schwelle". Seit den 50er Jahren dieses Jahrhunderts wurden zunehmend Spannbetonschwellen verwendet, die sich derzeit als Stand der Technik durchgesetzt haben.
Die u.a. aus ökologischen Gründen kaum noch verwendete Holzschwelle hatte unter anderem den Vorteil, als "elastisch" zu gelten. Einer der Gründe dafür ist die Verzahnung der vergleichsweise weichen Holzschwellenunterseite mit dem Hartsteinschotter.
Demgegenüber haben die Betonschwelle und die in diesem Zusammenhang vergleichbare Stahlschwelle den Nachteil, daß, im Gegensatz zur Holzschwelle, an der Auflagerfläche der Schwelle auf dem Schotter zwei unelastische Materialien zusammentreffen, so daß die oben erwähnte Verzahnung nicht möglich ist, so daß die Aufnahme von Längs- und Querkräften durch das Schotterbett verringert wird. Des weiteren führen die harten, unelastischen Kontaktstellen zwischen Schotter und Schwelle bei Überbeanspruchung zu Beschädigungen bzw. Zerstörungen der Schwelle oder des Schotters.
Um eine Überbeanspruchung des Schotters insbesondere bei Schnell-Fahr-Strecken zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, die Schwellenunterseite mit einem elastischen, polymeren Material zu beschichten, um eine Abfederung zu erreichen und damit eine Entlastung der Schotterpressung zu erzielen. Durch Verwendung einer solchen elastischen Zwischenschicht zwischen Schotter und Betonschwelle kann zwar das Schotterbett geschont werden, andererseits jedoch werden hierdurch die Längs- und Querverschiebungswiderstandskräfte erheblich gesenkt, so daß die Lagestabilität solcher Gleise noch geringer ist als diejenige von Gleisen, bei denen die Betonschwellen unmittelbar auf dem Schotterbett aufliegen.
Der Erfindung liegt daher in erster Linie die Aufgabe zugrunde, eine Schwelle zu schaffen, mit der die Lagestabilität des Gleises erhöht werden kann und gleichzeitig eine Beschädigung des Schotterbettes vermieden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Querschwelle an ihrer Unterseite insbesondere im Bereich ihrer Auflager mit einer plastisch verformbaren Beschichtung versehen ist.
Aufgrund der plastisch verformbaren Beschichtung der Schwellenunterseite wird aufgrund der plastischen Verformung der Beschichtung eine "Verzahnung" der Schwelle mit dem Schotter erzielt, wodurch zum einen der Querverschiebewiderstand und der Längsverschiebewiderstand des Gleisrosts deutlich erhöht wird und damit die Lagestabilität des Gleises wesentlich verbessert wird. Weiterhin wird hierdurch erreicht, daß einerseits Spitzendrücke abgebaut und Kantenpressungen verkleinert werden und andererseits, daß die Kontaktfläche zwischen Schotter und Schwelle vergrößert wird, so daß die Flächenpressungen gegenüber dem Stand der Technik verringert werden und Materialzerstörungen reduziert bzw. ausgeschlossen werden. Schließlich ist auch die mit der Beschichtung erzielte "Weichheit" des Kontaktbereichs zwischen Schotter und Schwelle materialschonend.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung kann die plastisch deformierbare Beschichtung im wesentlichen aus einem Teer-/Asphaltgemisch bestehen, was eine besonders kostengünstige Lösung ist. In alternativer Weise kann die Beschichtung im wesentlichen aus einem Kunststoff, aus Holzbeton, aus Holz oder aus Holzspänen bestehen.
Bereits aus Kostengründen kann es zweckmäßig sein, die plastisch deformierbare Beschichtung ausschließlich im Bereich des Auflagers der Querschwellen auszubilden, so daß die auflagerfreien Zonen unbeschichtet bleiben.
Die Dicke der Beschichtung kann vergleichsweise dünn sein, d.h. unter 10mm liegen und kann insbesondere etwa 5mm betragen. Weiterhin kann die Unterseite der Beschichtung profiliert sein, um eine noch bessere Verankerung der Querschwellen auf dem Schotterbett zu erzielen.
Obwohl die erfindungsgemäße Beschichtung der Querschwellen gegebenenfalls auch nachträglich an den Schwellen angebracht werden kann, wird es bevorzugt, das Aufbringen der Beschichtung in den Fertigungsprozeß der Betonschwellen zu integrieren, um den bestmöglichen Verbund sicherzustellen. Hierzu kann die Beschichtung insbesondere als abschließender Arbeitsgang beim Gießen der Schwelle auf die entsprechenden Bereiche der Schwellenunterseite aufgebracht werden. In alternativer Weise könnte die Beschichtung auch nachträglich an der Schwellenunterseite angeklebt werden.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
  • Figur 1 einen vertikalen Schnitt durch ein Gleis in einer Ebene parallel zu den Schienen,
  • Figur 2 eine Draufsicht auf das Gleis gemäß Figur 1,
  • Figur 3 einen horizontalen Schnitt durch das Gleis gemäß Figur 1 senkrecht zur Längsrichtung der Schienen, und
  • Figur 4 eine vergrößerte Schnittansicht im Bereich einer Schwelle.
    • In den Figuren ist mit der Bezugsziffer 10 ein Schotterbett, mit der Bezugsziffer 12 im Schotterbett angeordnete Querschwellen, mit der Bezugsziffer 14 auf den Querschwellen angeordnete Schienen und mit der Bezugsziffer 16 ein auf den Schienen geführtes Rad bezeichnet. Zwischen Schiene 14 und Querschwellen 12 sind die üblichen Zwischenlagen 18 angeordnet. Das Schotterbett 10 liegt auf einem Planum 20 auf. Insoweit entspricht dieser Aufbau eines Eisenbahngleises dem konventionellen Aufbau und bedarf keiner näheren Erläuterung,
    An den Unterseiten der Querschwellen 12 sind plastisch verformbare Beschichtungen 22 ausgebildet, und zwar, wie aus Figuren 2 und 3 erkennbar ist, derart, daß die auflagerfreien Bereiche 24 der Querschwellen 12 beschichtungsfrei sind. Anzumerken ist, daß die Schraffierungen in Figur 2 diejenigen Bereiche der (in Figur 2 nicht sichtbaren) Schwellenunterseite kennzeichnen sollen, an denen eine Beschichtung vorgesehen ist. Die Pfeile 26 und 28 in den Figuren 1 bis 3 sollen die im Gleis auftretenden Quer- bzw. Längskräfte andeuten.
    Die Detaildarstellung gemäß Figur 4 verdeutlicht die Verzahnung der Steine des Schotterbetts mit der plastisch deformierbaren Beschichtung 22. Zum einen wird hieraus unmittelbar deutlich, daß die Verschiebekräfte aufgrund der Verzahnung deutlich zunehmen, zum anderen ist auch ohne weiteres erkennbar, daß die Kontaktfläche der Schwellenunterseite mit dem Schotterbett nunmehr stark vergrößert ist, so daß die zwischen den Kontaktflächen pro Flächeneinheit auftretenden Kräfte insgesamt deutlich reduziert werden.
    Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen demnach insbesondere darin, daß
    • anstelle einer wie beim Stand der Technik vorhandenen punktuellen Kraftübertragung zwischen Schwelle und Schotter nunmehr eine flächenmäßige Kraftübertragung erfolgt,
    • Spitzendrücke auf einzelne Schottersteine abgebaut und die Kantenpressungen verkleinert werden,
    • hierdurch eine Zertrümmerung der Schottersteine bzw. eine Beschädigung der Betonschwelle vermieden wird, und
    • aufgrund der Verzahnung des Schotterbetts an der plastisch deformierbaren Beschichtung der Querschwellen eine Erhöhung der Längs- und Querverschiebewiderstände auftritt, wodurch die Lagestabilität des Gleises verbessert wird.
    Bezugszeichenliste
    10
    Schotterbett
    12
    Querschwellen
    14
    Schienen
    16
    Rad
    18
    Zwischenlager
    20
    Planum
    22
    Beschichtung
    24
    auflagerfreie Bereiche
    26
    Querkräfte
    28
    Längskräfte

    Claims (8)

    1. Querschwelle für Eisenbahngleise aus Beton, bewehrtem Beton oder Stahl, mit einer plastisch verformbaren Beschichtung (22) an ihrer Unterseite.
    2. Querschwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die plastisch verformbare Beschichtung (22) ausschließlich im Bereich der Auflager der Querschwelle angebracht ist.
    3. Querschwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (22) im wesentlichen aus einem Teer-/Asphaltgemisch besteht.
    4. Querschwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung im wesentlichen aus einem Kunststoff besteht.
    5. Querschwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (22) im wesentlichen aus Holz oder Holzbeton oder Holzspänen besteht.
    6. Querschwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite der Beschichtung (22) profiliert ist.
    7. Querschwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (22) als eine im Produktionsprozeß der Querschwelle aufgebrachte Beschichtung ausgebildet ist.
    8. Eisenbahngleis mit einem Schotterbett (10) und einem auf dem Schotterbett aufliegenden Gleisrost, gekennzeichnet durch Querschwellen (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
    EP98966502A 1997-11-28 1998-11-30 Querschwelle für eisenbahngleise Expired - Lifetime EP1034332B1 (de)

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    DE29721118U 1997-11-28
    DE29721118U DE29721118U1 (de) 1997-11-28 1997-11-28 Querschwelle für Eisenbahngleise
    PCT/DE1998/003528 WO1999028555A2 (de) 1997-11-28 1998-11-30 Querschwelle für eisenbahngleise

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    EP1034332A2 EP1034332A2 (de) 2000-09-13
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    EP (1) EP1034332B1 (de)
    AT (1) ATE237033T1 (de)
    AU (1) AU2408399A (de)
    CA (1) CA2311905C (de)
    CZ (1) CZ294197B6 (de)
    DE (2) DE29721118U1 (de)
    ES (1) ES2194391T3 (de)
    NO (1) NO20002726L (de)
    PL (1) PL191430B1 (de)
    TR (1) TR200001504T2 (de)
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