DE102007004038A1

DE102007004038A1 - Verfahren zur Herstellung von Weichenschwellen und nach diesem Verfahren hergestellte Weichenschwelle

Info

Publication number: DE102007004038A1
Application number: DE102007004038A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Reinig; Gundolf Spitzner; Stephan Dr. Freundenstein
Original assignee: Rail One GmbH
Current assignee: Rail One GmbH
Priority date: 2007-01-22
Filing date: 2007-01-22
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2027-01-23
Also published as: HUE029118T2; JP2010516923A; AU2008209219A2; PL2122055T3; CA2674706A1; KR20090089466A; RU2009130062A; WO2008089719A1; BRPI0806553A2; AU2008209219A1; CN101589199A; ZA200905118B; EP2122055A1; EP2122055B1; DE102007004038B4; ES2580049T3; US20100314795A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Weichenschwellen, die sich jeweils hinsichtlich ihrer Länge und der Befestigungsposition von Schienenbefestigungen unterscheiden, umfassend die folgenden Schritte: - Befestigen eines oder mehrerer Abstellbleche und/oder einer oder mehrerer Innenformen in einer Schwellenform entsprechend der Länge und der Form der zu fertigenden Weichenschwelle oder Verwenden wenigstens einer an die Geometrie der zu fertigenden Weichenschwelle angepassten Schwellenform, - Einfüllen von Beton in die Schwellenform; - Entformen und Aushärtenlassen der Weichenschwelle; - Einsetzen von Spannstählen als Bewehrung; - Spannen der Spannstähle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Weichenschwellen.
Weichen sind Gleiskonstruktionen, die Schienenfahrzeugen ohne Fahrtunterbrechung den Übergang von einem Gleis auf ein anderes ermöglichen. Die Weichen liegen auf speziellen Weichenschwellen, die länger als normale Schwellen sind und heutzutage vorzugsweise aus Spannbeton hergestellt sind. Eine Weiche mit einer typischen Länge von 30 bis 150 Metern und einem typischen Abstand zwischen den Weichenschwellen von 0,6 Meter erfordert eine große Anzahl unterschiedlicher Weichenschwellen, die sich hinsichtlich ihrer Länge und der Befestigungsposition von Schienenbefestigungen unterscheiden. Der Bau einer Weiche und die Herstellung der erforderlichen Weichenschwellen ist somit wesentlich aufwändiger im Vergleich zu einer normalen Schienenfahrbahn.
Weichenschwellen wurden bisher im so genannten langen Spannbett hergestellt. Für dieses Verfahren wird eine große Anzahl unterschiedlich langer Bodenbleche benötigt, die in Längsrichtung hintereinander angeordnet werden. Das lange Spannbett kann durchaus 100 oder 150 Meter lang sein, dieses Verfahren erfordert somit einen hohen Platzbedarf. Als Bewehrung werden zumeist mehrere Spannstäbe verwendet, die durch das Spannbett gezogen und gespannt werden. Nachdem der in die Formen gefüllte Beton gegebenenfalls unter Wärmezufuhr ausgehärtet ist, werden die Spannstäbe zwischen den Formen auseinandergesägt, sodass einzelne vorgespannte Weichenschwellen entstehen. Dieses Herstellungsverfahren ist vergleichsweise langsam und unflexibel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu Herstellung von Weichenschwellen anzugeben, das einfacher und flexibler durchgeführt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren zur Herstellung von Weichenschwellen, die sich jeweils hinsichtlich ihrer Länge und der Befestigungsposition von Schienenbefestigungen unterscheiden, vorgesehen, das die folgenden Schritte umfasst: Befestigen eines oder mehrerer Abstellbleche und/oder einer oder mehrerer Innenformen in einer Schwellenform, entsprechend der Länge und der Form der zu fertigenden Weichenschwelle oder Verwenden wenigstens einer an die Geometrie der zu fertigenden Weichenschwelle angepassten Schwellenform; Einfüllen von Beton in die Schwellenform; Entformen und Aushärtenlassen der Weichenschwelle; Einsetzen von Spannstählen als Bewehrung; Spannen der Spannstähle.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Herstellung von Weichenschwellen möglich ist, indem die Schwellenformen durch Abstellbleche oder Innenformen (Formeninlays) an die verschiedenen Längen und die unterschiedlichen Befestigungspositionen der Schienenbefestigungen der einzelnen Weichenschwellen angepasst werden. Eine Schwellenform kann entweder passend für die jeweilige Weichenschwelle hergestellt sein oder durch Formeninlays an die Geometrie der Weichenschwelle angepasst werden bzw. durch Abstellbleche an unterschiedlich lange Weichenschwellen angepasst werden.
Im Extremfall wird lediglich eine einzige Weichenschwelle einer bestimmten Größe benötigt. Zur Herstellung werden dann die Schwellenformen mittels der Abstellbleche und/oder der Innenformen passend eingerichtet. In erster Linie legen die Abstellbleche oder die Innenformen die seitlichen Enden einer Weichenschwelle und damit ihre Länge fest, darüber hinaus kann auch die Befestigungsposition von Schienenbefestigungen durch entsprechende Abstellbleche oder andere Einsätze in der Schwellenform angepasst werden.
Alternativ ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung von Weichenschwellen, die sich jeweils hinsichtlich ihrer Länge und der Befestigungsposition von Schienenbefestigungen unterscheiden, im Umlaufverfahren vorgesehen, das die folgenden Schritte umfasst: Befestigen eines oder mehrerer Abstellbleche und/oder einer oder mehrerer Innenformen in einer Schwellenform, entsprechend der Länge und der Form der zu fertigenden Weichenschwelle oder Verwenden wenigstens einer an die Geometrie der zu fertigenden Weichenschwelle angepassten Schwellenform; Einsetzen von Spannstäben als Bewehrung; automatisches gleichzeitiges Spannen der Spannstäbe mit Spindelpaaren, wobei jeder Spannstab einzeln gespannt wird; Einfüllen von Beton in die Schwellenform; Aushärtenlassen der Weichenschwelle; Entformen der Weichenschwelle.
Bei diesem Verfahren zur Herstellung von Weichenschwellen erfolgt die Herstellung im direkten Verbund, wobei nach dem Einsetzen und Spannen der Spannstäbe als Bewehrung der Beton in die Schwellenform eingefüllt wird. Nach dem Aushärtenlassen und Entformen der Weichenschwelle erhält man eine vorgespannte Weichenschwelle, deren Herstellung durch die Montage von Schienenbefestigungen abgeschlossen wird. Auch bei diesem Verfahren erfolgt eine Anpassung an unterschiedliche Schwellenlängen durch in die Schwellenform eingesetzte Abstellbleche und/oder Innenformen (Formeninlays), analog zu dem ersten beschriebenen Verfahren.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Spannstäbe einzeln an einem Ende jeweils mittels eines Ankers und an dem gegenüberliegenden Ende mittels einer Spannvorrichtung gehalten werden, wobei der Anker und die Spannvorrichtung an dem oder einem Abstellblech und/oder einer Innenform und/oder einer Stirnseite der Schwellenform abgestützt ist bzw. sind.
Um die Effizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens zu erhöhen, kann eine Schwellenform verwendet werden, in der zwei, drei, vier oder mehr nebeneinander angeordnete Weichenschwellen hergestellt werden. Bei einer derartigen Schwellenform kann entweder ein Abstellblech verwendet werden, das quer zu den Schwellen angebracht wird und somit die Länge sämtlicher Schwellen in der Schwellenform begrenzt, alternativ können bei einer beispielsweise vier Weichenschwellen enthaltenden Schwellenform vier separate Abstellbleche verwendet werden, sodass vier unterschiedliche Weichenschwellen gleichzeitig hergestellt werden können. Es können auch mehrere, beispielsweise vier, unterschiedliche Innenformen in eine Schwellenform eingearbeitet oder eingesetzt sein oder die Form kann an mehrere, beispielsweise vier, unterschiedliche Geometrien angepasst sein.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es besonders bevorzugt, dass eine Weichenschwelle mit vier Spannstäben oder Spannstählen versehen wird. Die vier Spannstäbe oder Spannstähle können automatisiert gespannt werden, wobei der Spannvorgang gleichzeitig und für alle Spannstäbe einzeln erfolgt.
Daneben betrifft die Erfindung eine Weichenschwelle, die nach einem der beschriebenen Verfahren hergestellt ist. Diese Weichenschwelle unterscheidet sich hinsichtlich ihres Aufbaus von bekannten Weichenschwellen, die auf herkömmliche Weise im langen Spannbett hergestellt sind.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Die Figuren sind schematische Darstellungen und zeigen:
1A bis 1D Schwellenformen, die bei den erfindungsgemäßen Verfahren benutzt werden;
2A bis 2C verschiedene Ansichten einer Schwellenform mit eingesetzten Spannstäben; und
3A bis 3C verschiedene Ansichten einer erfindungsgemäßen Weichenschwelle.
1A zeigt eine erste Schwellenform, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden kann. Die Schwellenform 1 ist als Mehrfachform ausgebildet, in der gleichzeitig vier Weichenschwellen hergestellt werden können. Die Schwellenform ist ein oben offener Kasten und wird durch Trennwände 2 in vier Abschnitte geteilt, in denen jeweils eine Weichenschwelle hergestellt werden kann. In die Schwellenform 1 können Abstellbleche 3 eingesetzt werden, um den Innenraum der Schwellenform 1 zu variieren, insbesondere kann damit die Länge einer herzustellenden Weichenschwelle geändert werden. Die Abstellbleche 3 können auf unterschiedliche Weise in der Schwellenform 1 befestigt werden, beispielsweise über eine Schraubverbindung, eine Steckverbindung oder durch Einschieben in eine schwellenformseitige Nut. Daneben kann die Befestigung durch Verschweißen oder eine Magnethalterung oder dergleichen erfolgen.
In der Schwellenform 1 sind entsprechende Befestigungseinrichtungen vorgesehen, sodass die Abstellbleche 3 flexibel positioniert und einfach wieder entnommen und an einer anderen Stelle eingesetzt werden können. Bei anderen Ausführungen kann es vorgesehen sein, dass die Abstellbleche stufenlos in der Schwellenform befestigbar sind, sodass jede gewünschte Länge einer Weichenschwelle gefertigt werden kann. Wie in 1 zu sehen ist, können die Abstellbleche für mehrere Weichenschwellen an der gleichen Stelle in der Schwellenform 1 positioniert werden, alternativ kann jede der vier Weichenschwellen, die mit der in 1 gezeigten Schwellenform 1 hergestellt werden, eine unterschiedliche Länge aufweisen. Neben den Abstellblechen werden in der Form Vorrichtungen bzw. Einsätze für Schienenbefestigungen angebracht, deren Position mit der Länge der Weichenschwelle variiert. Diese Befestigungen können ebenfalls flexibel an unterschiedlichen Stellen der Schwellenform 1 positioniert werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine große Anzahl Weichenschwellen hergestellt wird, die sich jeweils nur geringfügig hinsichtlich ihrer Länge und der Position der Schienenbefestigungen unterscheiden. In die als Rahmenstruktur ausgebildete Schwellenform, die die erforderliche Steifigkeit erzeugt, können Innenformen (Formeninlays) eingesetzt werden, die unterschiedliche Geometrien abbilden, so dass Weichenschwellen mit verschiedenen Formen hergestellt werden können.
Die 1B, 1C und 1D zeigen weitere Schwellenformen, in denen gleichzeitig drei, zwei oder lediglich eine einzige Weichenschwelle hergestellt werden kann.
Die 2A, 2B und 2C zeigen ausschnittsweise eine Schwellenform in verschiedenen Ansichten. 2A ist eine geschnittene Seitenansicht einer Schwellenform 4. 2B zeigt die zugehörige Draufsicht, 2C zeigt eine Vorderansicht der Schwellenform.
In die Schwellenform 4 sind Spannstäbe 5 (Spannstähle) eingesetzt, die als Bewehrung für die Weichenschwelle dienen. Wie in 2C zu sehen ist, werden pro Weichenschwelle vier Spannstäbe 5 verwendet.
An einer Seite der Schwellenform 4 werden die Spannstäbe 5 von Ankerbolzen 6 gehalten, die sich an der Seitenwand 7 der Schwellenform 4 abstützen. An dem gegenüberliegenden Ende der Schwellenform 4 werden die Spannstäbe 5 mit Spannbolzen 8 befestigt, die an der Seitenwand 9 der Schwellenform 4 abgestützt sind. Vor dem Einfüllen von Beton werden die Spannstäbe 5 durch eine Mutter 10 entsprechend den statischen Erfordernissen der Weichenschwelle vorgespannt. Gegebenenfalls werden in die Schwellenform 4 Abstellbleche eingesetzt, die jedoch in den 2A bis 2C aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind. Zusätzlich können weitere Einsätze für die Schwellenform 4 vorgesehen sein, um eine spezielle Profilierung der Weichenschwelle zu erzeugen oder um Befestigungspunkte von Schienenbefestigungen zu erzeugen.
Nach dem Einfüllen des Betons wird dieser gerüttelt und dadurch verdichtet. Das Aushärten des Betons erfolgt von selbst, dieser Vorgang kann jedoch durch Wärmezufuhr, etwa in einer Wärmekammer, beschleunigt werden. Nach dem Aushärten der Weichenschwelle wird die Verschraubung der Spannbolzen 8 und der Ankerbolzen 6 mit dem jeweiligen Spannstab 5 gelöst und die Weichenschwelle kann entformt werden. Im Anschluss daran erfolgt die Montage von Schienenbefestigungen.
Bei einem alternativen Verfahren werden zunächst ebenfalls Abstellbleche oder Innenformen entsprechend der Länge und der Form der zu fertigenden Weichenschwelle in der Schwellenform befestigt. Anstelle der Spannstäbe werden rohrförmige Einsätze in der Schwellenform befestigt, die einen größeren Durchmesser als die Spannstäbe aufweisen. Nach dem Rütteln des Betons im nicht ausgehärteten Zustand werden die rohrförmigen Einsatzstücke wieder entfernt und die Weichenschwelle durch Umkippen der Schwellenform entformt. Das Aushärten kann entweder von selbst oder durch Wärmezufuhr erfolgen. Nach dem Aushärten werden die Spannstäbe in die Ausnehmungen eingesetzt, wobei vorzugsweise haarnadelartig gebogene Spannstäbe verwendet werden, die an ihren freien Enden verschraubt und damit vorgespannt werden. Schließlich erfolgt das Injizieren der Hohlräume und das Verstopfen der freiliegenden Bereiche der Spannstäbe mit einem Mörtel. Wesentlich ist dabei, dass durch die flexibel in die Schwellenform einsetzbaren Abstellbleche und Innenformen oder mit unterschiedlich großen Formen für Weichenschwellen beliebige Schwellenlängen und Weichenschwellen unterschiedlicher Form mit unterschiedlichen Befestigungspositionen für Schienenbefestigungen hergestellt werden können.
Eine nach diesem Verfahren hergestellte Weichenschwelle 11 ist in den 3A bis 3C in verschiedenen Ansichten dargestellt.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Weichenschwellen, die sich jeweils hinsichtlich ihrer Länge und der Befestigungsposition von Schienenbefestigungen unterscheiden, umfassend die folgenden Schritte: – Befestigen eines oder mehrerer Abstellbleche und/oder einer oder mehrerer Innenformen in einer Schwellenform, entsprechend der Länge und der Form der zu fertigenden Weichenschwelle oder Verwenden wenigstens einer an die Geometrie der zu fertigenden Weichenschwelle angepassten Schwellenform, – Einfüllen von Beton in die Schwellenform; – Entformen und Aushärtenlassen der Weichenschwelle; – Einsetzen von Spannstählen als Bewehrung; – Spannen der Spannstähle.
Verfahren zur Herstellung von Weichenschwellen im Umlaufverfahren, die sich jeweils hinsichtlich ihrer Länge und der Befestigungsposition von Schienenbefestigungen unterscheiden, umfassend die folgenden Schritte: – Befestigen eines oder mehrerer Abstellbleche und/oder einer oder mehrerer Innenformen in einer Schwellenform, entsprechend der Länge und der Form der zu fertigenden Weichenschwelle oder Verwenden wenigstens einer an die Geometrie der zu fertigenden Weichenschwelle angepassten Schwellenform, – Einsetzen von Spannstäben als Bewehrung; – automatisches gleichzeitiges Spannen der Spannstäbe mit Spindelpaaren, wobei jeder Spannstab einzeln gespannt wird; – Einfüllen von Beton in die Schwellenform; – Aushärtenlassen der Weichenschwelle; – Entformen der Weichenschwelle.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannstäbe an einem Ende jeweils mittels eines Ankers und an dem gegenüberliegenden Ende mittels einer Spannvorrichtung gehalten werden, wobei der Anker und die Spannvorrichtung an dem oder einem Abstellblech und/oder an der Innenform und/oder an einer Stirnseite der Schwellenform abgestützt ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwellenform verwendet wird, in der zwei, drei oder vier nebeneinander angeordnete Weichenschwellen hergestellt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Weichenschwelle mit vier Spannstäben oder Spannstählen versehen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der herzustellenden Weichenschwelle unterschiedlich lange Anker und Spannspindeln verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannstäbe oder Spannstähle einzeln gleichzeitig gespannt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass haarnadelartig ausgebildete Spannstähle verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannstähle an den Enden der Weichenschwellen einzeln gespannt und fixiert werden.
Weichenschwelle, hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.