Ein derartiges Bauelement ist aus der CH 545 376 bekannt. Gegenüber dem ge- bräuchlichen Schotteroberbau mit Querschwellen haben Schwellenrahmen den Vorteil einer gleichmäßigeren Auflagerung im Schotter, einer geringeren Schot- terpressung unter den Radlasten und eines erhöhten Querverschiebewiderstandes.

Die größere Länge der Schwellenrahmen in Gleislängsrichtung führt jedoch auch zu Nachteilen : Die Querfugen zwischen den Schwellenrahmen müssen zur Ver- meidung von schädlichen Fugenbewegungen kraftschlüssig miteinander verbun- den werden. Die notwendige elastische, vertikale Einsenkung der Schiene unter dem rollenden Rad erfordert wegen der geringen Rahmenverformungen im Schotter zusätzliche, hochelastische Auflagerkonstruktionen zwischen Schiene und Schwellenrahmen, die andererseits aber das unerwünschte Kippen der Schiene in der Schienenbefestigung begünstigen. Weiterhin führt der gleichmä- ßige und verhältnismäßig geringe Abstand von Querschwellen und Schienen- befestigungen in Gleislängsrichtung unter der rollenden Last zu Schwingungen im Schotter, die die Lagebeständigkeit des Oberbaus erheblich verschlechtern.

Die Nachteile dieser Konstruktion liegen vor allem in dem hohen technischen und wirtschaftlichen Aufwand für die Fugenverbindung.

Des Weiteren ist aus der AT-PS 377 806 ein Eisenbahnoberbau bekannt, bei dem einzelne Rahmenelemente aneinandergereiht werden, wobei jede Schiene auf einem Rahmenelement mittels mehrerer Auflager gelagert ist. Die Rahmenele- mente können mittels Dübel an den Stirnseiten zur Aufnahme größerer Quer- kräfte verbunden sein. Die Bewehrung dieser in Spannbetonbauweise hergestell- ten Elemente erfolgt durch Spannglieder, die jeweils zwischen zwei einander gegenüberliegenden Stirnseiten des Elements geradlinig verlaufen.

Diese Konstruktion weist den Nachteil auf, dass zur Aufnahme hoher Querkräfte ebenfalls eine Verbindung der Rahmenelemente erforderlich ist, was einen ent- sprechenden Herstellungs-und Montageaufwand bedingt. Zudem ergeben sich durch den relativ großen Abstand der Schienenauflager innerhalb eines Elements bei einer Belastung mit einem Rad eines Schienenfahrzeugs entsprechende Vi- brationen infolge des unterschiedlichen Durchbiegungsverhaltens der Schiene. Die Herstellung als Spannbetonteil mit jeweils in Längs-und Querrichtung ver- laufenden Bewehrungselementen erfordert das Spannen in zwei zueinander senk- rechten Richtungen. Auch dies bedeutet einen beträchtlichen Herstellungsauf- wand.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schwellen- rahmen für eine Gleisanlage für schienengebundene Fahrzeuge, insbesondere für einen Schotteroberbau, zu schaffen, bei dem auch bei hohen Querkräften keine aufwendige Verbindung der Schwellenrahmen in den Querfugen oder hochelasti- sche Schienenauflager im Bereich der Schienenbefestigungen notwendig sind und der eine Verringerung der Frequenz der im Schienenfahrzeug erzeugten Schwingungen ermöglicht. Des Weiteren soll ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung derartiger Schwellenrahmen geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die besonderen Vorteile des erfindungsgemäßen Schwellenrahmens bestehen darin, dass durch die nach außen an den Rahmenrand gelegten Schienenbefesti- gungen einerseits die vertikale Klaffung in der Querfuge soweit vermindert wird, dass auf eine Verbindung zwischen den Schwellenrahmen verzichtet werden kann ; Zudem wird auf diese Weise der Abstand zwischen den Schienenbefesti- gungen erheblich vergrößert mit der Folge, dass sich die Frequenz von Schwin- gungen entsprechend verringert.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung weisen die äußeren Schienenauflager im Bereich der Schienenbefestigungen eine große Steifigkeit und das mittlere Schienenauflager eine geringe Steifigkeit auf, wobei die Auflageoberfläche des mittleren Schienenauflagers vor der Schienenmontage deutlich höher liegt als die der äußeren Schienenauflager, so dass mit dem Anspannen der Schienenbefesti- gungen das mittlere Schienenauflager bis auf die Höhe der äußeren Schienen- auflager zusammengedrückt wird und eine Druckvorspannung erhält.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die sog. Abhebewelle der Schiene, die sich in Fahrtrichtung hinter einem Rad des Schienenfahrzeugs einstellt, dennoch vom mittleren Auflager unterstützt wird und sich somit die Schiene im Bereich der Abhebewelle nicht vom Auflager abhebt. Die dämpfende Wirkung des elasti- schen mittleren Auflagers bleibt erhalten.

Nach einer weiteren Ausfiihrungsform der Erfindung ist an der Unterseite der Querschwellen (1) und/oder der Längsträger (2) ein elastisches Material, vor- zugsweise eine elastische Matte vorgesehen.

Hierdurch wird erreicht, dass die unter dem Schwellenrahmen angeordnete ela- stische Matte weitgehend die erforderliche vertikale Schieneneinsenkung über- nimmt und daher die Schiene durch die steifen, äußeren Schienenauflager fest mit dem Schwellenrahmen verbunden und gegen Kippen gesichert werden kann.

Die vertikale Schienenverformung zwischen den Schienenbefestigungen bleibt dank des weichen mittleren Schienenauflagers nahezu unbehindert.

Die Vorpressung im mittleren Schienenauflager kann abhängig von dessen Stei- 1géit und Vorpresshöhe so eingestellt werden, dass die vertikale Schienenein- senkung unter der Radlast sowohl in der Rahmenmitte als auch in den Schienen- befestigungen gleich groß wird und auf diese Weise einer kontinuierlichen Schienenauflagerung entspricht. Damit wird auch die Schwingungsdämpfung des Systems weiter verbessert.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist jeweils unter einer Schienenachse ein Längsträger vorgesehen. Hierdurch kann eine kontinuierliche oder quasi-kontinuierliche Lagerung der Schiene auf einfache Weise erreicht werden, ohne beispielsweise die Querschwellen sehr eng aufeinander vorsehen zu müssen. Die Anzahl der Querschwellen kann insbesondere auf zwei reduziert werden. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass unter einer quasi- kontinuierlichen Lagerung der Schiene eine Lagerung in eng aufeinander liegen- den Punkten oder Bereichen zu verstehen ist, ohne dass in den Bereichen, in denen keine Lagerung vorgesehen ist, eine von der gewünschten Biegelinie der Schiene unter Last wesentliche Abweichung erzeugt wird.

Die Position der äußeren Schienenauflager und/oder der Schienenbefestigungen ist so gewählt, dass die Mittelebene der Schienenbefestigungen quer zum Verlauf der Schienen einen Abstand kleiner gleich 15 cm, vorzugsweise kleiner gleich 10

cm von der äußeren Begrenzung des Schwellenrahmens in Längsrichtung auf- weist. Bei entsprechender Abmessung der Querschwellen in Längsrichtung kann eine bezüglich dieser Abmessung mittige Anordnung dieser Elemente erfolgen.

Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Querschwellen und der wenigstens eine Längsträger einstückig, vorzugsweise als Spannbeton- element ausgebildet. Hierdurch ergibt sich eine einfache, rationelle Möglichkeit der Herstellung.

Dabei kann der Schwellenrahmen insgesamt als Spannbetonteil ausgebildet sein oder es können als normale Betonteile oder Spannbetonteile hergestellte äußere Bereiche der Querschwellen (und ggf. der Längsträger) mit einer Verbindungs- stange in Form eines Metallprofils verbunden sein.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden als Bewehrung des Schwel- lenrahmens Spannelemente verwendet, die an den Stirnseiten einer Querschwelle verankert sind. Die Spannelemente sind mit Bögen von dieser Querschwelle über einen Längsträger zu einer zweiten Querschwelle geführt und an deren Stirnsei- ten verankert. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das Aufbringen der Vor- spannung von lediglich zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Rahmens erfolgen kann und in einem Arbeitsgang sowohl eine Vorspannung in Längs-als auch in Querrichtung erzeugt werden kann.

Dabei können mindestens zwei gegeneinander um 180° verdrehte U-förmige Spannelemente vorgesehen sein, deren Enden jeweils an einander gegenüberlie- genden Stirnseiten zweier Querschwellen verankert sind. Die Bögen der Spann- elemente können durch denselben Längsträger verlaufen oder bei zwei oder meh- reren Längsträgern durch jeweils einen Längsträger, der näher an denjenigen

Stirnseiten der Querschwellen liegt, in denen die Enden des jeweils anderen Spannelements verankert sind.

Die Spannelemente können jedoch auch im Wesentlichen Z-förmig ausgebildet sein, wobei die Enden eines Spannelements an jeweils gegenüberliegenden En- den verschiedener Querschwellen verankert sind. Bei einem Schwellenrahmen, der mindestens zwei Längsträger aufweist, können dabei mindestens vier Z- förmige Spannelemente vorgesehen sind, wobei sich jeweils zwei Z-förmige Spannelemente in jeweils dem selben Längsträger kreuzen.

Zur Herstellung eines derartigen Schwellenrahmen kann dieser zunächst mit Spannfugen in den Längsträgem hergestellt werden. Die Spannelemente werden dann durch Fugenaufweitung der Spannfugen vorgespannt. Die Spannfugen wer- den schließlich mit einem geeigneten erhärtbaren Baustoff geschlossen, so dass sich eine form-und kraftschlüssige Verbindung in den Spannfugen ergibt.

Selbstverständlich kann auch eine andersartige geeignete Fixierung der vorge- spannten Stellung des Schwellenrahmens vorgenommen werden.

Diese sich auf die spezielle Bewehrung des Schwellenrahmen und das Spannver- fahren beziehenden Merkmale können selbstverständlich auch unabhängig von den sich auf die Positionierung der Schienenbefestigung und die Ausbildung der Auflager beziehenden Merkmale verwendet werden. Auch herkömmliche Schwellenrahmen, die aus wenigstens zwei Querschwellen und einem oder meh- reren Längsträgem bestehen, können auf diese Weise einfach und kostengünstig hergestellt werden.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü- chen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen : Fig. 1 eine ausschnittsweise schematische Draufsicht auf eine Gleisanlage mit Schwellenrahmen nach der Erfindung ; Fig. 2 eine Seitenansicht der Darstellung in Fig. 1 ; Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Schwellenrahmens nach der Erfindung unter Verdeutlichung der verwendeten U- förmigen Spannelemente und Fig. 4 eine Draufsicht auf eine weitere Ausfiihrungsform eines Schwellen- rahmens nach der Erfindung unter Verdeutlichung der verwendeten Z- förmigen Spannelemente.

Der in Figur 1 schematisch dargestellte Ausschnitt einer Gleisanlage in Drauf- sicht zeigt eine Ausfuhrungsform eines Schwellenrahmens mit zwei Quer- schwellen 1, die mit zwei Längsträgem 2 zu einem vorzugsweise einstückigen Bauteil verbunden sind. Die Ausbildung von Schienenbefestigungen 3 mit dazu- gehörigen äußeren Schienenauflagern 4 entsprechen dem bekannten Stand der Technik.

Durch das Vorsehen der Schienenbefestigungen 3 auf den die äußere Begrenzung des Schwellenrahmens bildenden Querschwellen wird erreicht, dass jeweils be- nachbarte Schwellenrahmen mit nur einem relativ geringen Spalt aneinander gereiht werden können und somit die Schienen 6 an den Schnittstellen zwischen

zwei Schwellenrahmen mit nur geringem Abstand von einander fixierbar sind.

Dies verbessert das Aufnehmen von Querkräften, insbesondere von Kräften ver- tikal zum Verlauf der Schienen bei einer Belastung durch die Räder eines schie- nengebundenen Fahrzeugs (in geringerem Maße treten selbstverständlich auch Querkräfte in der durch die Schienen 6 gebildeten Ebene auf, beispielsweise in Kurven). Hierdurch ergibt sich bei einer Belastung der Schienen eine geringere Abweichung vom gewünschten Verlauf der praktisch unvermeidbaren Durchbie- gung an den Schnittstellen benachbarter Schwellenrahmen.

Die Beschränkung der Rahmengröße in Gleislängsrichtung auf nur zwei nahe der Querfuge angeordnete Schienenbefestigungen 3 mit den zwei äußeren Schienen- auflagern 4 hat den Vorteil, dass die Rahmen ohne Zwang der unter der Radlast auftretenden Schieneneinsenkung folgen können und an den Querfugen nur ge- ringe Einsenkungsdifferenzen auftreten. Dadurch bleiben auch die in der Querfu- ge zu übertragenden Querkräfte so gering, dass sie über die Schienen 6 ohne wesentliche Zusatzbeanspruchung übertragen werden. Eine zusätzliche Verbin- dung in der Querfuge ist damit nicht mehr erforderlich.

Das mittlere Schienenauflager 5 zwischen den äußeren Schienenauflagern 4 hat die Aufgabe, einerseits die weiter als üblich freitragende Schiene 6 gegen die Radlasten vertikal zu stützen und andererseits Schwingungen in der Schiene 6 zu dämpfen.

Da die Schiene 6 zwischen den äußeren Schienenauflagern 4 in Rahmenmitte sich sowohl nach unten infolge der direkt darüber befindlichen Radlast als auch nach oben infolge der sogenannten Abhebewelle durchbiegt, muss das mittlere Schienenauflager 5 diesen Bewegungen ohne Ablösung von der Schiene 6 folgen können.

Das wird dadurch erreicht, dass die Oberfläche des mittleren Schienenauflagers 5 vor der Schienenmontage deutlich, vorzugsweise zwischen 2 bis 5 mm, höher liegt als die Oberfläche der äußeren Schienenauflager 4. Mit dem Auflegen der Schiene 6 und dem Anspannen der elastischen Schienenbefestigungen 3 wird das mittlere Schienenauflager 5 bis zur Höhe der äußeren Schienenauflager 4 zu- sammengedrückt und erhält dadurch eine Druckvorspannung, die auch bei einer Schienendurchbiegung nach oben in der Größenordnung von 0,1 mm erhalten bleibt.

Die hier beschriebene Wirkungsweise des mittleren Schienenauflagers 5 ist vor allem bei großen Maßtoleranzen im Spalt zwischen der Schiene 6 und dem Längsträger 2 zweckmäßig.

Der Abstand zwischen den einzelnen Schwellenrahmen, d. h. zwischen den dicht nebeneinander liegenden äußeren Querschwellen 1 und 1'soll möglichst gering sein. Einerseits ist eine wechselnde Spaltbreite bei der Verlegung in Kurven er- forderlich ; andererseits darf das Verlegen nicht durch einzelne im Spalt befindli- che Schottersteine behindert werden. Insofern erscheint ein Abstand von ca. 5 cm zweckmäßig.

In einer weiteren konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung wird der mono- lithisch als Spannbetonbauteil beschriebene Schwellenrahmen so umgeformt, dass er sich für die Herstellung als Stahlbetonbauteil nach den für Zweiblock- schwellen bekannten Prinzipien eignet. Damit werden die Vorteile des erfin- dungsgemäßen Schwellenrahmens auf ein weiteres Anwendungsgebiet übertra- gen.

Die in Fig. 3 dargestellte Spannbewehrung zeigt für eine bevorzugte Ausfuh- rungsform der erfindungsgemäßen Bewehrung zwei U-formig gebogene Spann- elemente 10 und 11, die mit Endplatten 12 einmal an den benachbarten Stirnsei- ten 9 und zum anderen an den benachbarten Stirnseiten 8 verankert sind.

Wegen der Krümmungen in den Spannelementen 10 und 11 kann die Vorspan- nung erst nach dem Erhärten des Betons aufgebracht werden. Um die dabei ent- stehende Dehnung in den Spannelementen 10 und 11 nicht zu behindern, werden diese gleitend in Hüllrohren geführt oder durch einen Anstrich vom Beton ge- trennt.

Die Vorspannkräfte werden vorzugsweise mit 4 gleichzeitig arbeitenden Pressen an den Stirnseiten 8 und 9 in die Spannelemente 10 und 11 eingetragen.

Dank der gekrümmten Führung der Spannelemente 10 und 11 erhalten damit sowohl die Querschwellen 1 als auch die Längsträger 2 die zur Aufnahme dyna- mischer Lasten notwendige Längsvorspannung.

Bedingt durch die Anzahl der mindestens 2 Spannelemente 10 und 11 ist die Vorspannkraft im Mittelbereich der Querschwellen 1 doppelt so groß wie in den Endbereichen und in den Längsträgem 2. Da der Schwellenrahmen durch die Radlasten ebenfalls im mittleren Bereich der Querschwellen 1 am stärksten bean- sprucht wird, ist diese Bewehrungsführung als wirtschaftlich sehr vorteilhaft anzusehen.

Die Anwendung der U-förmigen Spannelemente 10 und 11 eignet sich wegen der verhältnismäßig großen Biegeradien der Spannelemente und der geringen Anzahl der Plattenverankerungen 12 besonders für große und wenige Spannglieder.

Sollen hingegen aus technischen und wirtschaftlichen Gründen dünne Drähte verwendet werden, so ist die in Fig. 4 dargestellte Bewehrungsform zweckmäßig, für die mindestens vier Z-förmige Spannelemente 13,14,15 und 16 erforderlich sind.

Die Endverankerung dieser Spannelemente erfolgt durch Haftverbund der Drähte mit dem Beton. Außerhalb der Endverankerungen können die Drähte durch Hüll- rohre oder Dank eines Anstrichs im Beton gleiten.

Die Vorspannung dieser Spannbewehrung wird durch Aufweiten der Spannfugen 17 in den Längsträgem 2 erzeugt. Durch vier Spannpressen, die beidseitig dicht neben den Längsträgem 2 wirken, werden die beiden Querschwellen 1 auseinan- dergedrückt und damit vorgespannt. Die geöffneten Spannfugen 17 erhalten an- schließend eine Verfüllung mit Mörtel, der durch intensive Rüttelung verdichtet wird. Sobald der Mörtel die notwendige Tragfähigkeit erreicht hat, werden die Spannpressen abgelassen. Damit erhalten auch die Längsträger die vorgesehene Vorspannung.

Die in den Längsträgern 2 versetzt angeordneten Spannfugen 17 haben den Zweck, eine gegenseitige Verdrehung der Rahmenteile während des Vorspan- nens zu verhindern.

Die Vorteile dieser Bewehrungsform liegen einmal darin, dass die üblichen, nach dem Vorspannen zu schließenden Verankerungsöffnungen an den Stirnseiten 8 und 9 des Schwellenrahmens entfallen. Weiterhin erhöht sich wegen der größe- ren Anzahl der Spannelemente die Vorspannkraft in den Längsträgern 2 so weit, dass die Spannfugen 17 ausreichend überbrückt werden.