DE19824396C1 - Verfahren zum Herstellen eines schotterlosen Oberbausystems für zumindest ein Eisenbahngleis aus zwei Eisenbahnschienen, insbesondere für Hochgeschwindigkeitsstrecken und dabei verwendbare Vorrichtung - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zum Herstellen eines schotterlosen Oberbausystems für zumindest ein Eisenbahngleis aus zwei Eisenbahnschienen, insbesondere für Hochgeschwindigkeitsstrecken, wird fortlaufend zunächst eine hydraulisch gebundene Tragschicht und auf dieser eine Betontragschicht gefertigt. Erstere ist bei der Herstellung mit schienenparallelen Nuten und deren Abdeckung versehen worden. In die erhärtete Betontragschicht werden schienenparallele Reihen von Verankerungsbohrungen eingesenkt und die Abdeckungen durchstoßen. Anschließend werden Ankerschrauben zur Befestigung der Schienenauflagerplatten in die Bohrung und bis in die als Hinterschneidung wirkenden Nuten eingeführt. Danach werden einerseits die verbliebenen Hohlräume der Verankerungsbohrungen vermörtelt und andererseits mit Hilfe eines Schalungskörpers Schienenauflagersockel betoniert, auf denen nach Erhärtung die Auflagerplatten ausgesetzt und befestigt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines schotterlosen Oberbausystems für zumindest ein Eisenbahn­ gleis aus zwei Eisenbahnschienen, insbesondere für Hoch­ geschwindigkeitsstrecken, - auch als sogenannte Feste Fahrbahn bezeichnet -, wobei fortlaufend zunächst eine hydraulisch gebundene Tragschicht und auf der erhärteten Tragschicht eine Betontragschicht gefertigt wird, wobei anschließend in die erhärtete Betontragschicht schienen­ parallele Reihen von Verankerungsbohrungen eingesenkt werden, in welche Ankerschrauben für Auflagerplatten jeweils einer daran zu befestigenden Schiene eingesetzt werden, und wobei danach einerseits die verbliebenen Hohlräume der Verankerungsbohrungen vermörtelt und anderer­ seits mit Hilfe eines Schalungskörpers Schienenauf­ lagersockel betoniert werden, auf denen nach Erhärtung die Auflagerplatten aufgelagert und befestigt werden. Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zum Verfüllen der verbliebenen Hohlräume der Verankerungs­ bohrungen und zum Betonieren der Schienenauflagersockel bei einem derartigen Verfahren.

Bei bekannten Verfahren der genannten Art (DE 44 11 889 A1) werden die Verankerungsbohrungen nur über einen Teil der Höhe der Betontragschicht geführt. Die gewindeartige äußere Profilierung der aus Verankerungsdübeln bestehenden Anker­ bolzen bewirkt bei einer Beaufschlagung mit einer Zugkraft eine Lastenübertragung durch Verbund mit der Mörtelschale, die ihrerseits in Verbund mit der umgebenden Betontrag­ schicht steht. Die wirksame Verankerungstiefe ist in konstruktiver Hinsicht begrenzt durch die Einbindetiefe des Verankerungsdübels in die Betontragschicht. Je nach der Art der Profilierung des Verankerungsdübels erfolgt die Lastab­ tragung über Verbund nicht gleichförmig über die Länge der Profilierung. Vielmehr wird ein Großteil der Last bereits im oberen Drittel bis zur oberen Hälfte des profilierten Bereiches der Dübelhülse in die Mörtelschale bzw. den Beton der Betontragschicht übertragen. In der unteren Hälfte dagegen wird nur ein kleinerer Anteil der Last abgeleitet. Insgesamt erzielt man vergleichsweise niedrige Betonaus­ bruchslasten, weil - vereinfacht ausgedrückt - die Spitze des Betonausbruchskraters bei dieser Art der Verankerung nicht bis an das untere Ende der Dübelhülse reicht. Die Verankerungstiefe ist jedenfalls stets kleiner als die Dicke des Verankerungsgrundes, d. h. der Betontragschicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bauteildicke der Betontragschicht für die Verankerung möglichst voll zu nutzen und zwar mit großvolumigem Lastabtragungsbereich.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in verfahrensmäßiger Hinsicht darin, daß die hydraulisch gebundene Tragschicht mit längs der Bohrungsreihen verlau­ fenden Nuten erzeugt wird, wobei die Nutenbreite größer als der Durchmesser der Verankerungsbohrungen ist, daß die Nuten vor dem Fertigen der Betontragschicht mit unverrück­ baren Abdeckungen versehen werden, und daß nachfolgend die Verankerungsbohrungen durch die Abdeckungen hindurch bis in die Nuten geführt werden und die Ankerschrauben mit unterem rotationssymmetrischen Kopf in die Verankerungsbohrungen eingesetzt und eingemörtelt werden.

Die Erfindung geht hierbei von der Überlegung aus, daß die über die Verankerungsbohrungen überstehenden Mörtelköpfe in den Nuten eine wesentlich bessere Einleitung der Ankerzugkräfte in die Betontragschicht besorgen, weil hierzu die Betontragschicht über ihre gesamte Höhe und zufolge der Mörtelköpfe großvolumig herangezogen wird.

Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. So weisen nach einer bevorzugten Ausführungsform die Nuten an der Oberfläche der hydraulisch gebundenen Tragschicht eine Breite auf, die zumindest dem doppelten Durchmesser der Verankerungs­ bohrungen entspricht; hierdurch kann auch sichergestellt werden, daß bei seitlichen Abweichungen innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches stets eine Hinterschneidung der zylindrischen Verankerungsbohrung erreicht wird. Um eine vollständige Verfüllung der Nuten und Verankerungs­ bohrungen zu gewährleisten, sollte die Menge des erfor­ derlichen Vergußmörtels vorgegeben sein; das kann besonders einfach dadurch erreicht werden, daß die Nuten im Zuge der Fertigung der hydraulisch gebundenen Tragschicht oder vor dem Aufbringen der Abdeckungen mit abschottenden Unter­ brechungen zwischen aufeinanderfolgenden Schienenauflager­ sockeln versehen werden. Als Abdeckungen werden empfehlens­ werterweise dünnwandige spröde Kunststoffplatten, Faser­ zementplatten und/oder mit Sollbruchstellen versehene Bleche eingesetzt. Die Abdeckungen sollten gegen ein Verrutschen beim Betonieren der Betontragschicht gesichert werden. Hierzu empfiehlt sich deren Lagesicherung auf der hydraulisch gebundenen Tragschicht mit Hilfe von Schieß­ bolzen und/oder deren Ausrüstung auf der Oberseite mit Verbundmitteln für die Betontragschicht. Die Rotations­ asymmetrie der Ankerschraubenköpfe ist besonders einfach und wirkungsvoll erreichbar, wenn diese Köpfe hammer­ kopfartig ausgebildet sind. Außerdem empfiehlt es sich, das beim Bohren der Verankerungsbohrungen anfallende Bohrmehl abzusaugen.

Wie schon angegeben, ist Gegenstand der Erfindung auch eine Vorrichtung zum Verfüllen der verbliebenen Hohlräume der Nuten sowie Verankerungsbohrungen und zum Betonieren der Schienenauflagersockel bei dem beschriebenen erfindungs­ gemäßen Verfahren, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Schalungskörper für einen Schienenauflagersockel an einem Setzrahmen heb- und senkbar gelagert ist und der Setzrahmen Festhalterungen sowie der Schalungskörper abdichtende Durchdringungen für die beiden einer Auflager­ platte zugeordneten Ankerschrauben aufweist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert, deren Fig. 1 bis 8 die Herstellung eines schotterlosen Oberbausystems für Eisenbahngleis aus zwei Eisenbahnschienen, insbesondere für Hochgeschwindigkeits­ strecken, in aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten zei­ gen.

In den Figuren ist jeweils nur eine Hälfte des Ober­ bausystems gezeigt.

Nach Fig. 1 wird zunächst eine hydraulisch gebundene Tragschicht 1 mittels Gleitfertigers hergestellt. Je zwei mitgeführte Formstücke je Schiene 2 erzeugen in einem quer zur Schienlängsrichtung gesehenen Achsabstand von Anker­ schrauben 3 schienenparallele Vertiefungen bzw. Nuten 4 in der hydraulisch gebundenen Tragschicht 1. Die Quer­ schnittsabmessungen sind so gewählt, daß durch einen später nachfolgenden Verguß ein Mörtelpfropfen 5 entsteht, in den der verbreiterte Kopf 6 einer Ankerschraube 3 eingebettet und verdrehungssicher verankert ist. Der Überstand des Mörtelpfropfens 5 über eine ebenfalls vermörtelte Veran­ kerungsbohrung 7 ergibt eine zuverlässige formschlüssige Einleitung der Ankerzugkraft in die später herzustellende Betontragschicht 8. Die Ankerschraube 3 muß verdrehungs­ sicher geformt sein, damit die erforderliche Vorspannung aufgebracht werden kann. Dies wird beispielsweise durch eine hammerkopfartige Gestalt des unteren Ankerkopfes 6 erreicht. Im Vergleich zu den im Stahlbau oder bei Ankerschienen üblichen Hammerköpfen sind die Hammerköpfe deutlich größer ausgebildet, weil sie gegen den umgebenden Mörtelverguß festlegbar sein müssen.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, werden nun vor dem Betonieren der Betontragschicht 8 die Nuten 4 in der hydraulisch gebundenen Tragschicht 1 durch dünnwandige Materialien 9 abgedeckt, so daß beim Betonieren der Betontragschicht 8 die Nuten 4 als Hohlräume verbleiben. Zur Abdeckung geeignete Materialien sind solche, die leicht mit einem Bohrgerät durchstoßen werden können. Hierzu eignen sich spröde Kunststoffe, Faserzementplatten und Bleche, die so strukturiert sind, daß sie ohne Durchbeulung durchstoßen werden können; hierbei können Sollbruchstellen aber auch Verbundmittel zur Betontragschicht helfen. Die Abdeckungen 9 werden durch entsprechende Maßnahmen, wie z. B. dargestellte Schießbolzen 10 in ihrer Lage so gesichert, daß sie beim Betonieren der Betontragschicht 8 nicht verrutschen. Um beim späteren Verguß die vollständige Füllung der Nuten 4 sicherzustellen und um die Menge des erforderlichen Vergußmörtels für jeden Abschnitt definieren zu können, sind die Nuten 4 in entsprechenden Abständen mit Mörtel quer abzuschotten. Alternativ können solche Nutunterbrechungen aber auch bereits beim Herstellen der hydraulisch gebundenen Tragschicht 1 vorgesehen werden, z. B. mit Hilfe von Mörtel.

Anschließend wird die Bewehrung für die Betontragschicht 8 so verlegt, daß sie die unmittelbaren Verankerungsbereiche nicht kreuzen. Anschließend oder gleichzeitig mit der Bewehrungsverlegung wird die Betontragschicht 8 betoniert. Das zeigt die Fig. 3.

Im ausreichend erhärteten Beton der Betontragschicht 8 werden nun ausweislich Fig. 4 Verankerungsbohrungen 7 gebohrt. Die hierzu eingesetzten Bohrgeräte sind an genau auf die Gleislage ausgerichteten Setzgeräten befestigt, so daß Lage und Richtung der Verankerungsbohrungen 7 innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches den Anforderungen für die Schienenbefestigung entspricht. Die Verankerungsbohrun­ gen 7 durchdringen die Betontragschicht 8 und die zuvor beschriebenen Abdeckungen 9 vollständig. Das beim Bohren entstehende Bohrmehl wird abgesaugt.

An einen Setzrahmen 11 sind Schalungskörper 12 zur Herstellung von Schienauflagersockeln 13 derart befestigt, daß sie lagegenau ausgerichtet und verlegbar sind (vgl. Fig. 5). Zuvor werden die Ankerschrauben 3 in am Setzrahmen 11 vorgesehene Festhaltungen 14 eingeführt, wobei der Schalungskörper 12 abdichtende Durchdringungen 15 für die Ankerschrauben 3 aufweist. Schalungskörper 12 und Anker­ schrauben 3 werden etwa gleichzeitig, aber bewegungsmäßig unabhängig voneinander, in die Einbauanlage abgesenkt und lagegenau festgehalten.

Das Vermörteln bzw. Betonieren der Nuträume 4, der Ver­ ankerungsbohrungen 7 in der Betontragschicht 8 und des Schienauflagersockels 13 erfolgt nach einem Verfahren, das in der älteren europäischen Patentanmeldung 97 112 402 beschrieben ist. Mörtel bzw. Beton, z. B. in Form von Stahlfaserbeton oder Stahlfaservergußmörtel, werden mit Hilfe von Überdruck und Unterdruck in den allseitig geschlossenen Schalungskörper 12 eingebracht. Im einzelnen wird der Mörtel bzw. Beton durch eine nicht dargestellte Zuführleitung mit Überdruck eingebracht. Im Bereich des angedrückten Schalungskörpers 12 befindet sich ein soge­ nannter Filterliner. Über ein in der Schalung angebrachtes Ventil wird im Filterlinerraum ein Unterdruck aufgebaut und auf diese Weise Luft und überschüssiges Anmachwasser entfernt.

Es kann zweckmäßig sein, die Verankerungsräume der Anker­ schrauben 3 mit Mörtel anderer Zusammensetzung und Kon­ sistenz zu fertigen als diejenigen für die Schienen­ auflagersockel 13. In diesem Fall wird der Schalungskörper 12 erst abgesenkt und angedrückt, wenn die Nuten 4 und Verankerungsbohrungen 7 vergossen sind.

Sobald durch das Vakuum eine vorgegebene Grünstand­ festigkeit erreicht ist, können die Festhalterungen 14 für die Ankerschrauben 3 gelöst und der Schalungskörper 12 abgezogen werden. Fig. 7 zeigt den entschalten Schienauf­ lagersockel 13. Der Setzrahmen 11 mit allen daran befestigten Aggregaten kann nunmehr in die nächste Position umgesetzt werden.

Nach dem Erhärten des Vergußmaterials und/oder des Stützpunktbetons kann die Montage des gesamten Schienen­ stützpunktes und der Schiene 2 erfolgen. Die Auflager­ platten 16 werden mit Hilfe der beiden Ankerschrauben 3 und auf diese aufgesetzten Muttern 17 derart auf dem Schienen­ auflagersockel 13 und damit auf die Betontragschicht 8 gespannt, daß durch den Fahrbetrieb erzeugte Querkraft­ komponenten über Reibschluß in die Betontragschicht 8 abgeleitet werden. Fig. 8 zeigt den betriebsbereiten Schienenstützpunkt.

In Fig. 6 ist die Vorrichtung zum Verfüllen der verblie­ benen Hohlräume der Nuten 4 sowie Verankerungsbohrungen 7 und zum Betonieren der Schienenauflagersockel 13 zu er­ kennen. Der Schalungskörper 12 für den Schienenauf­ lagersockel 13 ist am Setzrahmen 11 heb- und senkbar gelagert. Außerdem weist der Setzrahmen 11 Festhalterungen 14 und der Schalungskörper 12 abdichtende Durchdringungen 15 für die beiden einer Auflagerplatte 16 zugeordneten Ankerschrauben 3 auf.

Claims (9)

1. Verfahren zum Herstellen eines schotterlosen Oberbau­ systems für zumindest ein Eisenbahngleis aus zwei Eisenbahnschienen, insbesondere für Hochgeschwindigkeits­ strecken, wobei fortlaufend zunächst eine hydraulisch gebundene Tragschicht und auf der erhärteten Tragschicht eine Betontragschicht gefertigt wird, wobei anschließend in die erhärtete Betontragschicht schienenparallele Reihen von Verankerungsbohrungen eingesenkt werden, in welche Anker­ schrauben für Auflagerplatten jeweils einer daran zu befestigenden Schiene eingesetzt werden, und wobei danach einerseits die verbliebenen Hohlräume der Verankerungs­ bohrungen vermörtelt und andererseits mit Hilfe eines Schalungskörpers Schienenauflagersockel betoniert werden, auf denen nach Erhärtung die Auflagerplatten aufgelagert und befestigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulisch gebundene Tragschicht mit längs der Bohrungsreihen verlaufenden Nuten erzeugt wird, wobei die Nutenbreite größer als der Durchmesser der Verankerungs­ bohrungen ist, daß die Nuten vor dem Fertigen der Beton­ tragschicht mit unverrückbaren Abdeckungen versehen werden, und daß nachfolgend die Verankerungsbohrungen durch die Abdeckungen hindurch bis in die Nuten geführt werden und die Ankerschrauben mit unterem rotationsasymmetrischem Kopf in die Verankerungsbohrungen eingesetzt und eingemörtelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten an der Oberfläche der hydraulisch gebundenen Tragschicht eine Breite aufweisen, die zumindest dem doppelten Durchmesser der Verankerungsbohrungen entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Nuten im Zuge der Fertigung der hydraulisch gebundenen Tragschicht oder vor dem Aufbringen der Abdeckungen mit abschottenden Unterbrechungen zwischen aufeinanderfolgenden Schienenauflagersockeln versehen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckungen aus dünnwandigen spröden Kunststoffplatten, Faserzementplatten und/oder mit Sollbruchstellen versehenen Blechen bestehen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckungen durch Schießbolzen auf der hydraulisch gebundenen Tragschicht lagegesichert werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckungen auf ihrer Oberseite mit Verbundmitteln für die Betontragschicht versehen sind.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Köpfe der Ankerschrauben hammer­ kopfartig ausgebildet sind.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das beim Bohren der Verankerungs­ bohrungen anfallende Bohrmehl abgesaugt wird.

9. Vorrichtung zum Verfüllen der verbliebenen Hohlräume der Nuten sowie Verankerungsbohrungen und zum Betonieren der Schienenauflagersockel bei einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schalungskörper (12) für einen Schienenauflagersockel (13) an einem Setzrahmen (11) heb- und senkbar gelagert ist und der Setzrahmen (11) Festhalterungen (14) sowie der Schalungskörper (12) abdichtende Durchdringungen (15) für die beiden einer Auflagerplatte (16) zugeordneten Anker­ schrauben (3) aufweist.