DE1010088B

DE1010088B - Prestressed concrete sleeper

Info

Publication number: DE1010088B
Application number: DEM23788A
Authority: DE
Inventors: Josef Holzapfel
Original assignee: LEONHARD MOLL BAUUNTERNEHMUNG
Current assignee: LEONHARD MOLL BAUUNTERNEHMUNG
Priority date: 1954-07-14
Filing date: 1954-07-14
Publication date: 1957-06-13

Description

Spannbetonschwelle Es sind Betonschwellen mit vorgespannter Bewehrung und mit durchgehenden, nicht oder geringer vorgespannten, zusätzlichen Einlagen bekannt.Prestressed concrete sleepers These are concrete sleepers with prestressed reinforcement and with continuous, non-prestressed or less prestressed, additional inserts known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei derartigen Schwellen einmal die Rissebildung zu unterbinden und zum anderen die Schwelle in weiten Grenzen schlagsicher zu machen, d. h. dafür zu sorgen, daß bei brucherzeugendem Schlag die Schwellenteile noch zusammenhalten.The invention is based on the problem of such thresholds on the one hand to prevent the formation of cracks and on the other hand to limit the threshold within wide limits to make shock-proof, d. H. to ensure that the Still hold the sleeper parts together.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auch im Bereiche der Zugzone, also im unteren Schwellenteil, und zwar symmetrisch zur Längsmittelebene der Schwelle, zusätzliche, durchgehende Einlagen vorgesehen sind, die nicht oder erheblich geringer vorgespannt sind als die Hauptspannbewehrung.This object is achieved according to the invention in that also in the area the tension zone, i.e. in the lower part of the sleeper, symmetrically to the longitudinal center plane the threshold, additional, continuous deposits are provided that are not or are significantly less prestressed than the main prestressing reinforcement.

Vorzugsweise sind dünneSpannglieder, zweckmäßig bandförmige Spannglieder, von hoher Festigkeit und wirkungsvoller Aufrauhung als Hauptbewehrung und Rundstäbe mittlerer Festigkeit als zusätzliche Bewehrung vorgesehen. Die Spannglieder besitzen entsprechend der verschiedenen Material- und O_uerschnittscharakteristik verschiedene Vorspannung.Preferably thin tendons, expediently ribbon-shaped tendons, of high strength and effective roughening as main reinforcement and round bars medium strength intended as additional reinforcement. Own the tendons different according to the different material and cross section characteristics Preload.

Durch die Hauptspannbewehrung wird ein besonders günstiges Rißverhalten bei hoher Beanspruchung gewährleistet.The main tension reinforcement results in a particularly favorable crack behavior guaranteed under high stress.

Durch eine Zulagebewehrung aus Rundstahl mittlerer Festigkeit, etwa in der Güte des Betonstahls II-IV nach Din 1045, wird auch die Schlagfestigkeit der Schwelle gewährleistet. Die äußerst wichtige Spurhaltung, selbst bei zertrümmertem Beton, ist gesichert.With additional reinforcement made of round steel of medium strength, for example In the quality of reinforcing steel II-IV according to Din 1045, the impact resistance is also the threshold guaranteed. The all-important tracking, even when smashed Concrete is secured.

Die erwähnten Rundstahlzulagen können dem Erfindungsgedanken gemäß mit walzenrauher Oberfläche oder mit profilierter Oberfläche, wie z. B. Torstahl oder Querrippenstahl, verwendet und mit oder ohne Vorspannung eingebaut werden. Im besonderen .Maße entspricht dem Erfindungsgedanken jedoch die Verwendung von Rundstählen mit wirkungsvoll aufgerauhter Oberfläche, z. B. Querrippenstahl u. dgl.. durch welche eine weitgehende Verankerung im Beton gewährleistet wird. Damit ist eine wichtige Möglichkeit gegeben, diese Rundstahlzulagen in einer optimalen Größe vorzuspannen.The mentioned round steel allowances can according to the inventive concept with a rough surface or with a profiled surface, such as B. Torstahl or cross-ribbed steel, can be used and installed with or without prestressing. In particular .Maße corresponds to the idea of the invention, however, the use of Round bars with an effectively roughened surface, e.g. B. cross-ribbed steel and the like. through which an extensive anchoring in the concrete is guaranteed. So is given an important opportunity to have these round steel supplements in an optimal size to pretension.

Die Größe der Vorspannung dieser Rundstahlzulagen, welche nunmehr als Spannglieder 2. Ordnung bezeichnet werden sollen, bestimmt sich: 1. Aus dem rechnerischen und versuchsmäßigen Erfordernissen für die größte Widerstandsfähigkeit des Schwellenquerschnittes gegen Biegebeanspruchung, 2. aus dem zu fordernden Sicherheitsgrad für die Eintragung der Vorspannkräfte in den Beton, also der Verankerungskräfte, 3. aus dem Dehnungsverhalten der Spannglieder 1. und 2. Ordnung. welches gemäß den Erkenntnissen der Spannbeton-Theorie unter den Gebrauchsspannungen, unter hohen Lasten und unter den Bruchlasten optimal aufeinander abgestimmt sein muß, 4. aus Überlegungen eisenbahntechnischer Natur, z. B. Forderung eines Mindestquerschnittes für den Fall des Schwellenbruches bei Entgleisungen.The size of the bias of these round steel allowances, which now are to be designated as 2nd order tendons, is determined: 1. From the computational and experimental requirements for the greatest resilience the threshold cross-section against bending stress, 2. from the required degree of safety for entering the prestressing forces in the concrete, i.e. the anchoring forces, 3. from the expansion behavior of the 1st and 2nd order tendons. which according to the Findings of the prestressed concrete theory under the service stresses, under high Loads and breaking loads must be optimally matched to one another, 4. off Considerations of a railway technical nature, z. B. Requirement for a minimum cross-section in the event of the sleeper breaking in the event of derailments.

Die Spannglieder 2. Ordnung werden in der Regel Vorspannkräfte erhalten, welche im allgemeinen Spannbeton nicht mehr benützt, ja abgelehnt werden, weil ein großer Teil der Vorspannungen durch die elastische Verformung des Betons, das Kriechen und Schwinden, abgebaut wird. Für den vorliegenden Fall bedeutet dieWahl dieser geringen Größe einen wesentlichen technischen Vorteil. Im Falle der Zertrümmerung dieser Schwelle, die in der Regel nur in einem oder ganz wenigen Querschnitten des Betonkörpers erfolgt, werden erfahrungsgemäß die dünnen Spannglieder (1. Ordnung) wie oben dargestellt, zu Bruch kommen. Im Ouerschnitt bleiben dagegen die Spannglieder 2. Ordnung mit geringer Vorspannung erhalten. Die Schwelle besteht in diesem Zustand aus zwei, ausnahmsweise mehr Teilen, welche vermöge der hohen Verankerungskräfte der Spannglieder 1. Ordnung praktisch die volle geplante Vorspannung der ursprünglichen ganzen Schwelle besitzen. An den Bruchstellen tragen voraussetzungsgemäß nur mehr die Spannglieder 2. Ordnung. Durch ihre geringe Vorspannung, welche nur auf Länge der Bruchteile verschwindet, bleibt die ursprüngliche Länge der Betonschwellen, trotz des Herausbrechens voll großen Betonstücken über den ganzen Schwellenquerschnitt, erhalten und damit die Spurhaltung gewährleistet. Bei hoher Vorspannung und geringem Verbund, besonders aber bei Spannbetonschwellen ohne Verbund, würden sich in einem solchen Fall wesentliche Verkürzungen der ursprünglichen Schwellenlänge ergeben. Es besteht durchaus die Möglichkeit, etwa im Kriegsfalle die so beschädigte Schwelle durch Ergänzen der Bruchstellen unter Verwendung von rasch erhärtendem Zement im Gleise wieder betriebsfähig zu machen, da die Spannglieder 2. Ordnung immer noch beträchtliche Biegemomente übernehmen und in jedem Fall die Spurhaltung sichern. Die Verwendbarkeit geteilter Betonschwellen, sogenannter Einzelstützen, unter Benützung einer Spurhaltung ist für Eisenbahngleise längst bekannt.The 2nd order tendons are usually given prestressing forces, which are generally no longer used, yes, rejected because a a large part of the prestressing caused by the elastic deformation of the concrete, the creep and shrinkage, is degraded. For the present case, the choice means this small size a significant technical advantage. In the case of shattering this threshold, which is usually only in one or very few cross-sections of the Concrete body, experience has shown that the thin tendons (1st order) as shown above, break. In contrast, the tendons remain in the cross-section 2nd order obtained with low bias. The threshold is in this state from two, exceptionally more parts, which are due to the high anchoring forces of the 1st order tendons practically the full planned prestressing of the original all over the threshold. At the breakpoints, only more wear than is required the tendons of the 2nd order. Due to their low pre-tension, which only applies to the length the fraction disappears, the original length of the concrete sleepers remains, despite the breaking out of large pieces of concrete over the entire cross-section of the sleeper, received and thus the tracking guaranteed. With high preload and low Bond, but especially in the case of prestressed concrete sleepers without bond, would come together in one such a case result in substantial reductions in the original threshold length. It there is definitely the possibility, for example in the event of war, to damage the threshold by replenishing the fracture points using rapidly hardening cement in the To make the tracks operational again, as the 2nd order tendons are still take on considerable bending moments and always ensure the lane keeping. The usability of divided concrete sleepers, so-called individual supports, with use tracking has long been known for railroad tracks.

Im Sinne der Erfindung liegt es auch, daß in Spannbetonschwellen mit Vorspannung ohne Verbund zusätzlich Rundstähle mit glatter oder profilierter Oberfläche im Verbund mit dem Beton eingebettet werden. Sie können Vorspannung erhalten. Der Vorteil dieser Anordnung ist nämlich wie oben beschrieben, indem bei entsprechender Dimensionierung die Spurhaltung ermöglicht und damit gleichzeitig eine Restvorspannung in den abgetrennten Teilen der Schwelle erhalten wird. Auch in diesem Falle ist die vorübergehende Wiederherstellungsmöglichkeit der Schwelle durch Ausbetonieren der Bruchstellen, z. B. im Kriege oder in anderen Notlagen, wichtig.In the context of the invention it is also that in prestressed concrete sleepers with Prestressing without bond, additional round bars with smooth or profiled surfaces embedded in the composite with the concrete. You can get bias. Of the The advantage of this arrangement is that as described above, by using the appropriate Dimensioning that enables tracking and thus at the same time a residual preload is obtained in the severed parts of the threshold. Also in this case is the possibility of temporary restoration of the threshold by concreting the breaking points, e.g. B. in war or in other emergencies, important.

In der Fig. 1 ist ein Schwellenquerschnitt mit Spanngliedern 1. Ordnung (I) und Spanngliedern 2. Ordnung (II) dargestellt.In Fig. 1 is a sleeper cross-section with tendons of the 1st order (I) and 2nd order tendons (II).

In Fig. 2 ist ein Schwellenquerschnitt mit Spanngliedern 1. Ordnung (III), welche ohne Verbund im Beton liegen, und Spanngliedern 2. Ordnung (IV), welche mit Verbund im Beton liegen, dargestellt.In Fig. 2 is a sleeper cross-section with tendons of the 1st order (III), which lie in the concrete without a bond, and 2nd order tendons (IV), which are with composite in the concrete, shown.

In Fig. 3 ist eine Schwelle derartiger Querschnittsausbildung im Längsschnitt- gezeichnet. Die Stärke und Verteilung der Stahleinlagen ist ausschließlich Sache der statischen Berechnung oder weiterer Überlegungen, die aus Versuchen und Erfahrungen im Betrieb resultieren.In Fig. 3, a threshold of such a cross-sectional formation is in longitudinal section drawn. The strength and distribution of the steel inserts is entirely a matter the static calculation or other considerations based on tests and experience result in operation.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Concrete sleeper for railway tracks with prestressed reinforcement and with continuous, non-prestressed or less prestressed, additional inserts, characterized in that additional, continuous inserts are provided in the area of the tension zone, i.e. in the lower sleeper part, symmetrically to the longitudinal center plane of the sleeper that are not or significantly less prestressed than the main prestressing reinforcement. z. Concrete sleeper according to claim 1, characterized in that it has thin tendons, preferably ribbon-shaped tendons, of high strength and effective roughening as the main reinforcement (tendons of the first order) and round bars of medium strength as additional reinforcement (tendons of the second order). 3. Concrete sleeper according to claim 1 and 2, characterized in that the tendons, corresponding to the different material and cross-section characteristics, have different bias. Publications considered: Swiss patent specification No. 71 432.