Feste Fahrbahn für Schienenfahrzeuge und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft eine feste Fahrbahn für Schienenfahrzeuge, umfassend wenigstens eine gebundene Tragschicht und darauf angeordnete Schwellen mit je- weils wenigstens einem Schwellenblock.

Infrastrukturprojekte wie Fahrbahnsysteme für den Schienenverkehr durchlaufen mehrere Entwicklungsphasen, von der Planung über die Ausschreibung bis zur Ausführung und Inbetriebnahme. Die einzelnen Projektphasen können dabei wei- ter unterteilt werden. Innerhalb der Planung unterscheidet man zwischen der Planung des so genannten Unterbaus und der Planung des Oberbaus. Der Unterbau umfasst die Konstruktion des tragenden Erdkörpers oder eines Kunstbauwerks, etwa einer Brücke oder eines Tunnels, der Oberbau betrifft die Konstruktion zum komfortablen Abrollen des Fahrzeugrades. Da der Unterbau naturgemäß vor dem Bau des Oberbaus fertig gestellt sein muss, findet auch dessen Planung jeweils zeitlich vor dem Entwurf des Oberbaus statt. Zur Definition der Schnittstelle zwischen beiden Planungen werden für den Fall, dass der Oberbauentwurf noch nicht endgültig fertig gestellt ist und somit noch nicht alle Details und Abmessungen bekannt sind, üblicherweise konservative Annahmen getroffen. Beispielsweise wird für die Dicke der Tragschichten ein höherer Wert angenommen, das heißt die Fahrbahnplatten werden überdimensioniert. Daraus resultiert häufig eine überdimensionierte Höhe der gesamten festen Fahrbahn. Eine derartige feste Fahrbahn hält zwar allen im Betrieb auftretenden Belastungen stand, das System ist jedoch wegen der überdimensionierung häufig technisch nicht ausgereizt und damit auch in wirtschaftlicher Hinsicht nicht optimal.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine feste Fahrbahn für Schienenfahrzeuge anzugeben, die sowohl in technischer als auch in wirtschaftlicher Hinsicht optimiert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer festen Fahrbahn für Schienenfahrzeuge der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei vorgegebener und nicht dem Feste-Fahrbahn-System entsprechender Bauhöhe die Dicke

der wenigstens einen Tragschicht unter Berücksichtigung der während des Betriebs auftretenden Lasten zur Verringerung des Materialverbrauchs auf die erforderliche Dicke verringert und die Höhe der Schwellenblöcke so gewählt ist, dass eine vorgegebene Gesamthöhe der festen Fahrbahn eingehalten wird.

In Abkehr von der üblichen Vorgehensweise ist es möglich, in einem fortgeschrittenen Stadium der Planung änderungen und Optimierungen vorzunehmen, insbesondere kann die Dicke einer Tragschicht nachträglich verringert werden, wobei diese Dickenverringerung natürlich im Hinblick auf die auftretenden Betriebslasten begrenzt ist. Damit eine vorgegebene Gesamthöhe der festen Fahrbahn, die ein wichtiger Systemparameter ist, eingehalten werden kann, werden Schwellenblöcke in der erforderlichen Höhe hergestellt und eingebaut.

Die erfindungsgemäße Fahrbahn weist eine Reihe von Vorteilen auf. Da lediglich andere Schwellenblöcke eingesetzt werden, ist der Material- und Bauaufwand besonders gering, insbesondere ist er wesentlich geringer im Vergleich zum herkömmlichen Ablauf der Planung, bei dem sicherheitshalber häufig zu dicke Tragschichten festgelegt wurden. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die Art und Höhe der Schwellenblöcke bei Bedarf auch relativ spät im Verlauf des Pro- jekts geändert werden kann, dies kann ohne Weiteres erfolgen, wenn der Unterbau bereits geplant oder sogar bereits gebaut ist. In diesem Fall kann der Oberbau in technischer Hinsicht nochmals überarbeitet und optimiert werden, eine sich daraus eventuell ergebende Höhendifferenz wird durch die Wahl von Schwellenblöcken mit passender Höhe ausgeglichen.

Bei der erfindungsgemäßen festen Fahrbahn kann eine Schwelle einen, zwei oder mehrere Schwellenblöcke aufweisen, wobei die Schwellenblöcke üblicherweise im Wesentlichen aus Beton bestehen. Es kann vorgesehen sein, dass die Schwellenblöcke bei der erfindungsgemäßen festen Fahrbahn in der Tragschicht veran- kert oder lose auf die Oberfläche der Tragschicht, gegebenenfalls auf der Oberfläche der obersten Tragschicht, aufgelegt sind.

In bestimmten Fällen ist es denkbar, dass die erfindungsgemäße feste Fahrbahn Schwellenblöcke mit unterschiedlicher Höhe aufweist. Dies kann beispielsweise bei übergängen zwischen verschiedenen Fahrbahnabschnitten auftreten. Da die Gesamthöhe der festen Fahrbahn dann variabel ist, werden jeweils passende Schwellenblöcke ausgewählt und eingebaut.

Bei der erfindungsgemäßen Festen Fahrbahn kann der Freiraum oder Abstand zwischen einem Schienenfuß und der Tragschicht, insbesondere einer Betonfahrbahnplatte, wenigstens 100 mm betragen.

Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Festen Fahrbahn für Schienenfahrzeuge, umfassend wenigstens eine gebundene Tragschicht und darauf angeordnete Schwellen mit jeweils wenigstens einem Schwellenblock.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass bei vorgegebener und nicht dem Feste-Fahrbahn-System entsprechender Bauhöhe die Dicke der wenigstens einen Tragschicht unter Berücksichtigung der während des Betriebs auftretenden Lasten zur Verringerung des Materialverbrauchs auf die erforderliche Dicke verringert und die Höhe der Schwellenblöcke so gewählt wird, dass eine vorgegebene Gesamthöhe der festen Fahrbahn eingehalten wird.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Die Figuren sind schematische Darstellungen und zeigen:

Fig. 1 eine feste Fahrbahn gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 2 und Fig. 3 Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen festen Fahrbahn; und

Fig. 4 und Fig. 5 Schwellenblöcke der festen Fahrbahn von Fig. 3.

Die in Fig. 1 gezeigte feste Fahrbahn 1 besteht aus einer Frostschutzschicht 2, einer hydraulisch gebundenen Tragschicht (HGT) 3 als Unterbau, auf der eine Fahrbahnplatte 4 mit eingebetteten Schwellen 5 aufliegt. Mittels nicht dargestellter Befestigungsmittel sind Schienen 6 mit den Schwellen 5 verbunden. Die in Fig. 1 gezeigte feste Fahrbahn weist den Nachteil auf, dass bei der Dimensionierung des Unterbaus, der die Frostschutzschicht 2 und die HGT 3 umfasst, sowie bei der Dimensionierung des Oberbaus, der die Fahrbahnplatte 4 umfasst, häufig konservative Annahmen getroffen werden müssen, was in hohen Schichtdicken der HGT 3 und der Fahrbahnplatte 4 resultiert, ebenso ist die Gesamthöhe der festen Fahr- bahn 1 überdimensioniert.

Fig. 2 zeigt eine erfindüngsgemäße feste Fahrbahn, wobei die linke und die rechte Hälfte von Fig. 2 unterschiedliche Varianten der festen Fahrbahn 7 darstellen. Bei der Planung einer festen Fahrbahn wurden zunächst bestimmte Annahmen für die Dicke der HGT 8 und der Fahrbahnplatte 9 getroffen, ebenso wurde eine Schwelle 10 mit einer bestimmten Höhe ausgewählt, sodass sich nach der Montage der Schienen 6 eine festgelegte Gesamthöhe In ₁ für das Fahrbahnsystem ergibt.

Wenn im Laufe der Planung eine änderung des Fahrbahnsystems vorgenommen wird, etwa eine Optimierung der Dicke der Fahrbahnplatte 9, kann eine Anpassung an die neue Gesamthöhe h ₂ verhältnismäßig einfach erfolgen, indem lediglich geänderte Schwellen 11 , die eine andere Höhe als die Schwellen 10 aufweisen, ausgewählt und eingebaut werden.

In ähnlicher Weise zeigt Fig. 3 eine feste Fahrbahn für Schienenfahrzeuge, bestehend aus einer Frostschutzschicht 2, einer Asphalttragschicht 12 und einer Asphaltdeckschicht 13. Wie in der linken und der rechten Hälfte von Fig. 3 gezeigt ist, kann eine Anpassung der ursprünglichen Gesamthöhe h ₃ an eine neue Gesamthöhe h ₄ der festen Fahrbahn einfach erfolgen, indem Schwellen 14 durch Schwellen 15 ersetzt werden, wobei der einzige Unterschied zwischen den Schwellen 14, 15 darin besteht, dass die Höhe der Schwellen 15 an die festgelegte Gesamthöhe h ₄ angepasst ist.

In den Fig. 4 und 5 sind die Schwellen 14 und 15 zum Vergleich dargestellt, woraus ersichtlich ist, dass sie sich lediglich hinsichtlich ihrer Höhe unterscheiden.

Bei bestimmten Ausführungen der festen Fahrbahn können innerhalb eines Streckenabschnitts auch Schwellen mit unterschiedlich hohen Schwellenblöcken eingesetzt werden.