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Patent Searching and Data


Title:
FRAME SLEEPER AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/048695
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a single-piece prestressed concrete frame sleeper comprising two cross-ties and two longitudinal supports which extend underneath the rails. Each of the four intersecting zones of the cross-ties (1) and longitudinal supports (2) is provided with at least one flat area which supports at least one elastic rail-bearing element (5). Said frame sleeper is sized regarding the geometry, material properties, and prestress such that at least two rail fasteners comprising two elastic spring elements (4) can be mounted onto each intersecting zone. The inventive frame sleeper can be produced by using prestress with a direct bond and clamping frames (9) for biaxial reinforcement such that the newly concreted sleeper is stripped upwards without turning the formwork shell (8) only once the concrete has reached a first degree of hardness, is stored upside down until being completely hard, and is turned into the normal position thereof only once the clamping power has been transmitted to the concrete and the sleeper has been separated from the clamping frame (9).

Inventors:
PLICA PETER (DE)
Application Number:
PCT/DE2003/003860
Publication Date:
June 10, 2004
Filing Date:
November 21, 2003
Export Citation:
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Assignee:
PLICA PETER (DE)
International Classes:
B28B23/06; E01B3/28; E01B3/34; (IPC1-7): E01B3/34; E01B3/38
Foreign References:
DE19842312C11999-12-09
AT377806B1985-05-10
US5439629A1995-08-08
DE19708734A11998-09-24
US1387184A1921-08-09
DE19842312C11999-12-09
DE10023389A12001-11-29
AT377806B1985-05-10
Other References:
See also references of EP 1573133A1
Attorney, Agent or Firm:
EDER & SCHIESCHKE (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Einstückige Rahmenschwelle aus Spannbeton, a) bestehend aus zwei Querschwellen und zwei unter den Schienen verlaufen den Längsträgern, b) wobei jeder der vier Kreuzungsbereiche von Querschwellen (1) und Längs trägern (2) wenigstens eine ebene Auflagefläche zur Auflage wenigstens ei nes elastischen Schienenauflagerelements (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, c) dass die Rahmenschwelle hinsichtlich der Geometrie, der Materialbeschaf fenheit und der Vorspannung so dimensioniert ist, dass auf jedem Kreu zungsbereich wenigstens zwei Schienenbefestigungen, welche jeweils zwei elastische Federelemente (4) umfassen, montierbar sind.
2. Rahmenschwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die we nigstens eine Auflagefläche im Wesentlichen über die gesamte Ausdehnung des Kreuzungsbereichs in Schienenrichtung erstreckt.
3. Rahmenschwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kreu zungsbereich eine der Anzahl der montierbaren Schienenbefestigungen entspre chende Anzahl von Auflageflächen aufweist, wobei vorzugsweise jede Position für eine Schienenbefestigung, in Schienenrichtung gesehen, im Bereich einer Auflagefläche liegt.
4. Rahmenschwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Vorspannung der Rahmenschwelle so ausgebildet ist, dass die Kreuzungsbereiche in zwei Achsen, nämlich sowohl in Richtung des jeweiligen Längsträgers als auch in Richtung der jeweiligen Querschwelle vorgespannt sind.
5. Rahmenschwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Punkte aller jeweils einer Schiene zugeordneter Auflageflächen einen maximalen Abstand von 0,5 mm von einer Bezugsebene aufweisen, welche sich dadurch ergibt, dass eine Schiene mit gedacht ideal ebener Unterseite auf die Auflageflächen aufgelegt wird, wobei die Unterseite die Bezugsebene bildet.
6. Rahmenschwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass zwischen den Kreuzungsbereichen jeweils eine vorzugsweise mit tige Ausnehmung (6) ausgebildet ist, welche als Montageöffnung für Schienen schweißungen dient.
7. Rahmenschwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass der Abstand der Achsen der Querschwellen 55 cm bis 70 cm be trägt.
8. Rahmenschwelleneinheit, bestehend aus einer Rahmenschwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche und wenigstens einer pro Kreuzungsbereich vormon tierten Schienenbefestigung sowie wenigstens einem pro Kreuzungsbereich vor montierten Schienenauflagerelement (5).
9. Gleisstruktur, bestehend aus mehreren Rahmenschwellen nach einem der Ansprü che 1 bis 7 und zwei darauf montierten Schienen, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder Rahmenschwelle jede Schiene in jedem Kreuzungsbereich mit wenigs tens einer Schienenbefestigung gehalten ist, wobei in jedem Kreuzungsbereich zwischen der Unterseite der betreffenden Schiene und der betreffenden wenigs tens einen ebenen Auflagefläche wenigstens ein elastisches Schienenauflageele ment vorgesehen ist.
10. Rahmenschwelleneinheit nach Anspruch 8 oder Gleisstruktur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Kreuzungsbereich entweder ein einziges Schienenauflagerelement (5') mit einer Federziffer im Bereich von 100 bis 160 KN/mm vorgesehen ist oder dass in jedem Kreuzungsbereich mehrere Schienen auflagerelemente (5) vorgesehen sind, wobei die gesamte, durch die Parallel schaltung der Federziffern der mehreren Schienenauflagerelemente (5) entstehen de gesamte Federziffer im Bereich von 100 bis 160 KN/mm liegt, wobei die meh reren Schienenauflagerelemente (5) vorzugsweise gleich große Federziffern auf weisen.
11. Rahmenschwelleneinheit nach Anspruch 8 oder 10 oder Gleisstruktur nach An spruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Schienenauflagerelement eine Federziffer im Bereich von 50 bis 80 KN/mm aufweist.
12. Gleisstruktur nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Ab schnitten der Gleisstruktur, die hohen Belastungen ausgesetzt ist, insbesondere in Abschnitten, die eine große Steigung und/oder enge Kurvenradien aufweisen und/oder die großen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, Rahmenschwellen mit wenigstens zwei Schienenbefestigungen pro Kreuzungsbereich vorgesehen sind und dass in Abschnitten der Gleisstruktur, die niedrigen Belastungen ausge setzt sind, insbesondere in Abschnitten, die eine geringe oder keine Steigung und/oder große oder keine Kurvenradien aufweisen und/oder die kleinen oder Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, Rahmenschwellen mit nur einer einzi gen Schienenbefestigung pro Kreuzungsbereich vorgesehen sind.
13. Verfahren zur Herstellung einer Rahmenschwelle, insbesondere einer Rahmen schwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit folgenden Verfahrensschritten : a) Betonieren der Rahmenschwelle in Überkopflage in einer Schalungsform (8), in welche zur Erzeugung einer Vorspannung mit direktem Verbund in Spannrahmen (9) unter Spannung gehaltene Spannstäbe (10) eingebracht werden ; b) Erhärten der betonierten Schwelle in der Schalungsform (8), bis eine erste Erhärtungsstufe des Betons erreicht wird, die Verformungen des Betonkör pers ausschließt ; c) Entschalen der Schwelle in Überkopflage durch Ziehen der Schwelle und des Spannrahmens nach oben ; d) Lagern der entschalten Schwelle im Spannrahmen (9) bis zur endgültigen Erhärtung des Betons ; e) Übertragung der Spannkräfte auf die erhärtete Schwelle in Überkopflage ; f) Drehen der Schwelle die in die Normallage nach deren Trennung vom Spannrahmen (9).
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung einer zweiachsigen Bewehrung in Querschwellen und Längsträgern Spannstäbe (10) in der Schalungsform (8) zumindest in entsprechenden Bereichen der Scha lungsform in Querund Längsrichtung eingesetzt und im Spannrahmen (9) fixiert werden.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entschalen der Schwelle zur weiteren Härtung des Betons mehrere Schwellen mit ihren zugehöriger Spannrahmen (9) zu kastenartigen Stapeln übereinander gelegt werden.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erhärtungsstufe des Betons erreicht ist, wenn die Schwelle eine Beton festigkeit von ca. 5 bis 10 N/mm2 aufweist.
Description:
Rahmenschwelle und Verfahren zu deren Herstellung Die Erfindung betrifft eine Rahmenschwelle aus Spannbeton mit einer erhöhten Anzahl von Schienenbefestigungen für einen Eisenbahnschotteroberbau und ein Verfahren zur Herstellung dieser Schwelle.

Gitterrostartige Eisenbahnschwellen bestehend aus Querschwellen und unter den Schie- nen verlaufenden Längsträgern, im Folgenden als Rahmenschwellen bezeichnet, sind als monolithische Spannbetonfertigteile in verschiedenen Ausführungsformen bekannt.

Ihre Vorteile gegenüber dem klassischen Schotteroberbau mit Querschwellen sind in Hinsicht auf die Lagestabilität des Gleises auf die vergrößerte Auflagerfläche im Schotter, den größeren Querverschiebewiderstand der Einzelschwellen und insbesonde- re auf die horizontale Rahmentragwirkung des Gleisrostes zurückzuführen.

Die Rahmentragwirkung hängt dabei wesentlich von der Größe der Klemmkräfte in den elastischen Federelementen der Schienenbefestigungen ab, die über Reibungskräfte Schienen und Schwellen miteinander verbinden. Die Schienen wirken als Zug-und Druckgurte des durch den Gleisrost gebildeten, liegenden Trägers, während die Schwellen die zwischen den Gurten auftretenden Schubkräfte übertragen. Werden die vorhandenen Reibungskräfte in den Schienenbefestigungen überschritten, so rutschen die Schienen auf den Schwellen und die einzelnen Rahmenschwellen können sich in der horizontalen Ebene gegeneinander verdrehen. D. h., sobald ein Durchrutschen der Schienen in den Schienenbefestigungen erfolgt, lässt sich die Rahmentragwirkung nicht mehr steigern.

In Gebirgsstrecken mit engen Kurven sind die Anforderungen an die Lagestabilität des Oberbaus am höchsten. Sie nehmen deutlich ab bei Flachlandstrecken mit großen Kur- venradien. Deshalb ist ein enger Abstand der Schienenbefestigungen bei Gebirgsstre- cken und ein weiter Abstand bei Flachlandstrecken anzustreben.

Von Bedeutung ist weiterhin, dass ein engerer Abstand der Schienenbefestigungen und damit ein erhöhter Durchschubwiderstand der Schienen gegenüber den Schwellen auch in Hinsicht auf Bremskräfte und Bruchlücken bei Schienenbrüchen günstig ist.

Eine bekannte Ausführungsart der Rahmenschwelle gemäß der DE 198 42 312 Cl mit einem aus zwei Querschwellen und zwei Längsträgern zusammengesetzten Trägerrost weist in jedem Kreuzungspunkt der Tragelemente eine Schienenbefestigung mit jeweils zwei Federelementen und einem Schienenauflagerelement auf. Eine Erhöhung der Klemmkräfte über zusätzliche Schienenbefestigungen ist nur durch eine engere Anord- nung der Querschwellen möglich. Abhängig vom Einsatzzweck sind damit mehrere Schwellentypen erforderlich. Die unterschiedlichen Schwellenabmessungen führen aber zu erheblichen Mehrkosten in der Schwellenproduktion.

Eine weitere Ausführungsart gemäß der DE 100 23 389 AI mit einer Querschwelle und zwei kurzen, beidseitig auskragenden Längsträgern weist den Nachteil auf, dass eine engere Schwellenanordnung und damit mehr Schienenbefestigungen pro laufenden Meter Gleis wegen der notwendigen Zwischenräume zum Stopfen der Schwellen nicht möglich ist. Auch eine Verringerung der Anzahl der Schienenbefestigungen durch grö- ßeren Schwellenabstand ist nur bedingt ausführbar, weil sich damit die Schotterpres- sung und die Schienenbeanspruchung nachteilig vergrößern.

Ein zusätzliches Problem bei der Anordnung mehrerer Schienenbefestigungen und Schienenauflager unter einer Schiene entsteht dadurch, dass mehr als zwei Schiene- nauflager auf dem Längsträger unter der rollenden Last Zwängungskräfte zwischen Schiene und Schwelle erzeugen, die zu einem Abheben der Schiene von einzelnen Schienenauflagern führen können. Dieser nachteilige Effekt, der durch die statisch unbestimmte Lagerung der Schiene auf dem Längsträger entsteht, wird durch die un- vermeidbaren Höhentoleranzen der Einzelbauteile Schiene, Zwischenlage und Schwelle noch verstärkt. Die damit verbundene Überbeanspruchung aller Teile und der daraus folgende erhöhte Verschleiß müssen unbedingt vermieden werden.

Ein derartiger, plattenartiger Schwellenrahmen mit mehreren Schienenauflagern und entsprechend großer Länge in Gleislängsrichtung ist der AT 377 806 zu entnehmen. In der Praxis wird ein derartiger Schwellenrahmen mit einer Länge von 2,4 m verwendet, d. h., die Schienenbefestigungen erfolgen im üblichen Abstand von 60 cm. Um die oben beschriebenen Zwängungskräfte, die mit ansteigender Schwellenlänge in Gleisrichtung noch weiter anwachsen, zu beherrschen, ist der Einbau sehr weicher Schienenauflager- elemente mit einer Federziffer von ca. 20 KN/mm in jedem Stützpunkt unvermeidbar.

Derart weiche Schienenauflager wirken jedoch lärmerhöhend und sind zudem sehr teuer. Die Anordnung mehrerer Schienenbefestigungen im üblichen Abstand von ca. 60 cm im Bereich des Längsträgers führt außerdem zu weiteren technischen Problemen.

Einerseits verlängert sich der Schwellenrahmen in Gleislängsrichtung so sehr, dass er in engen Kurven wegen der geradlinig fluchtenden Schienenauflager nicht mehr eingebaut werden kann. Andererseits führen die über den Längsträger verteilten Schienenauflager- elemente zu einer unerwünscht großen Längsträgerbreite, die das Unterstopfen dieser Bauteile erschwert.

Aus der DE 198 42 312 Cl ist es bekannt, die ungünstige Wirkung von mehr als zwei Schienenauflagern auf einem Längsträger durch eine Kombination zweier äußerer, harter Schienenauflagerelement und einem sehr weichen, vorgespannten Zwischenauf- lagerelement zu vermeiden. Die Erfahrung zeigt jedoch, dass diese Ausführungsart zu einer erhöhten Luftschallemission führt, weil die sehr weiche Zwischenlage als schwin- gungsdämpfendes Element versagt. Der Ersatz der weichen Zwischenlage durch eine härtere ist aber erfahrungsgemäß nicht möglich, da es bisher nicht mit vertretbarem Aufwand möglich ist, Rahmenschwellen mit einer ausreichenden Genauigkeit herzu- stellen. Insbesondere können bei der bisher üblichen Herstellung von Rahmenschwellen aus Spannbeton mit dem Verfahren der Sofortentschalung die notwendigen kleineren Betontoleranzen nicht eingehalten werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Rahmenschwelle für eine Gleisstruktur zu schaffen, die für den Einsatz bei hoher Beanspruchung, insbe- sondere für Gebirgsstrecken mit engen Kurvenradien, geeignet ist und dabei so kosten- günstig herstellbar ist, dass sie auch für den Einsatz bei Strecken mit geringer Belastung in wirtschaftlicher Weise eingesetzt werden kann. Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Rahmenschwelle zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 bzw. 13 gelöst.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass durch die Verwendung von wenigstens zwei Schienenbefestigungen in jedem Kreuzungsbereich der jeweils zwei Querschwel- len und Längsträger hohe Klemmkräfte selbst dann erzeugt werden können, wenn übli- che Schienenbefestigungen und übliche Schienenauflagerelemente verwendet werden, wie sie auch bei reinen Querschwellen eingesetzt werden. Durch das Vorsehen der Schienenbefestigungen in den Kreuzungsbereichen liegen diese so nah beabstandet, dass nach wie vor von einer quasi-statischen Lagerung gesprochen werden kann, auch wenn in jedem Kreuzungsbereich wenigstens zwei Schienenbefestigungen vorgesehen sind. Hierdurch wird ein Abheben der Schiene von einzelnen Schienenauflagern unter Belastung auch bei mehr als zwei Auflagerflächen über die Länge eines Längsträgers vermieden.

Nach einer Ausführungsform kann sich die wenigstens eine Auflagefläche, auf welcher die jeweilige Schiene unter Zwischenlage von wenigstens einem elastischen Schienen- auflagerelement montiert wird, im Wesentlichen über die gesamte Ausdehnung des Kreuzungsbereichs in Schienenrichtung erstrecken. Selbstverständlich kann die Aufla- gefläche in Schienenrichtung jedoch auch in mehrere separate Auflageflächen unterteilt sein. Beispielsweise kann jeder Kreuzungsbereich eine der Anzahl der montierbaren Schienenbefestigungen entsprechende Anzahl von Auflageflächen aufweisen, wobei

vorzugsweise jede Position für eine Schienenbefestigung, in Schienenrichtung gesehen, im Bereich einer Auflagefläche liegt Nach der bevorzugten Ausführungsform kann die Vorspannung der Rahmenschwelle so ausgebildet sein, dass die Kreuzungsbereiche in zwei Achsen, nämlich sowohl in Rich- tung des jeweiligen Längsträgers als auch in Richtung der jeweiligen Querschwelle vorgespannt sind.

Die Punkte aller jeweils einer Schiene zugeordneter Auflageflächen weisen vorzugswei- se einen maximalen Abstand von 0,5 mm von einer Bezugsebene auf, welche sich da- durch ergibt, dass eine Schiene mit gedacht ideal ebener Unterseite auf die Auflageflä- chen aufgelegt wird, wobei die Unterseite die Bezugsebene bildet. Hierdurch wird es ermöglich, Schienenauflagerelemente einzusetzen, die eine verhältnismäßig hohe Fe- derziffer aufweisen.

In der bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Rahmenschwelle einen Abstand zwischen den Achsen der Querschwellen von 55 cm bis 70 cm auf. Da- mit ergeben sich Abmessungen für die gesamte Schwelle, die es einerseits ermöglichen, dass die Schwelle auch noch in engen Kurven verwendbar ist und den geforderten Durchbiegungen der Schienen bei einer Belastung durch die Räder von Schienenfahr- zeugen noch ausreichend flexibel folgen kann. Andererseits ergibt sich durch die we- nigstens zwei Schienenbefestigungen pro Kreuzungsbereich auch noch bei diesem übli- chen Schienenabstand eine so große Klemmkraft, dass extrem hohe Belastungen ohne eine Verwerfung der Schienen bzw. der Gleisstruktur sicher aufgenommen werden können.

Die Rahmenschwellen nach der Erfindung können zu vorkonfektionierten Rahmen- schwelleneinheit vormontiert werden, die jeweils aus einer Rahmenschwelle und we- nigstens einer pro Kreuzungsbereich vormontierten Schienenbefestigung sowie we- nigstens einem pro Kreuzungsbereich vormontierten Schienenauflagerelement bestehen.

Damit ergibt sich eine vereinfachte Montage einer Gleisstruktur unter Verwendung solch vormontierter Rahmenschwelleneinheiten.

Bei einer Gleisstruktur nach der Erfindung ist in jedem Kreuzungsbereich entweder ein einziges Schienenauflagerelement (5') mit einer Federziffer im Bereich von 100 bis 160 KN/mm vorgesehen oder es sind in jedem Kreuzungsbereich mehrere Schienenaufla- gerelemente (5) vorgesehen, wobei die gesamte, durch die Parallelschaltung der Feder- ziffern der mehreren Schienenauflagerelemente (5) entstehende gesamte Federziffer im Bereich von 100 bis 160 KN/mm liegt, wobei die mehreren Schienenauflagerelemente (5) vorzugsweise gleich große Federziffern aufweisen.

Mit den erfindungsgemäßen Rahmenschwellen bzw. Rahmenschwelleneinheiten lässt sich eine Gleisstruktur so realisieren, dass in der Gleisstruktur, die hohen Belastungen ausgesetzt ist, insbesondere in Abschnitten, die eine große Steigung und/oder enge Kurvenradien aufweisen und/oder die großen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, Rahmenschwellen mit wenigstens zwei Schienenbefestigungen pro Kreuzungsbe- reich vorgesehen sind. In Abschnitten der Gleisstruktur, die niedrigen Belastungen ausgesetzt sind, insbesondere in Abschnitten, die eine geringe oder keine Steigung und/oder große oder keine Kurvenradien aufweisen und/oder die kleinen Temperatur- schwankungen ausgesetzt sind, können dagegen die selben Rahmenschwellen mit nur einer einzigen Schienenbefestigung pro Kreuzungsbereich vorgesehen sein. Dabei kön- nen die Rahmenschwellen so ausgebildet sein, dass die Schienenbefestigungen so mon- tierbar bzw. vormontiert sind, dass die Position, an der erforderlichenfalls die einzige Schienenbefestigung pro Kreuzungsbereich montiert wird, zwischen den Positionen liegt, an denen erforderlichenfalls zwei oder mehrere Schienenbefestigungen pro Kreu- zungsbereich montiert werden.

Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Rahmenschwelle sind vor allem darin zu sehen, dass :

1. für alle Einsatzbereiche der Rahmenschwelle sowohl in Gebirgsstrecken wie in Flachlandstrecken nur ein einziger Schwellentyp verwendet werden kann. Die E- lemente der Schienenbefestigungen und Schienenauflager sind dank der be- schränkten Schwellenlänge in Gleisrichtung die gleichen wie im bekannten Quer- schwellengleis. Die damit verbundenen Vereinfachungen in Produktion, Lager- haltung und Verlegung führen zu erheblichen Kosteneinsparungen.

2. die Schwelle hauptsächlich im Werk, aber auch auf der Baustelle mit der notwen- digen Anzahl von Schienenbefestigungen ausgerüstet werden kann. Damit verbes- sert sich die Anpassung an unvorhergesehene Planungsänderungen.

3. alle Einbauteile der Schienenbefestigungen sich innerhalb der Kreuzungsbereiche der vorgespannten Querschwellen und Längsträger befinden, d. h., sie liegen in ei- ner zweiachsig gedrückten Betonzone. Eine mögliche Rissbildung im Beton rings um die Einbauteile wird dadurch verhindert. Wegen der Konzentration der Schie- nenbefestigungen auf den Kreuzungsbereich kann außerdem die Breite von Quer- schwellen und Längsträgern unabhängig vom Platzbedarf der Schienenbefesti- gungen frei gewählt werden.

4. nur mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren der"Frühentschalung"die erfindungsgemäße Rahmenschwelle in einem Arbeitsgang hergestellt werden kann. Das Verfahren führt durch die Teilerhärtung des Betons in der Schalungs- form zu einer hohen Maßgenauigkeit der insgesamt acht Schienenauflagerflächen einer Schwelle in Bezug auf Höhenlage und Ebenheit.

Das Verfahren nach der Erfindung zur Herstellung einer derartigen Rahmenschwelle zeichnet sich dadurch aus, dass die in einer entsprechenden Schalungsform frisch beto- nierte Rahmenschwelle nicht sofort entschalt wird, sondern erst nach Erreichen einer ersten Erhärtungsstufe des Betons, die Verformungen des Betonkörpers ausschließt.

Hierdurch lassen sich die geforderten engen Toleranzen zwischen den Auflagerflächen der Rahmenschwelle pro Schiene ohne Nachbearbeitung der Schwelle erreichen.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die bei der bisher üblichen sofortigen Entschalung der Schwellen zur Stützung des frischen Betons unter den Spannrahmen üblicherweise benutzten Unterlagsbleche oder Paletten entfallen können. Da außerdem die Formen und Spannrahmen beim Entschalen der Schwellen nicht mehr gedreht werden, ist auch das spätere Zurückdrehen dieser Fertigungsein- richtungen durch entsprechende Drehvorrichtungen nicht mehr erforderlich.

Weitere Ausführungsformen der Rahmenschwelle oder Rahmenschwelleneinheit oder des Verfahrens zur Herstellung derartiger Rahmenschwellen nach der Erfindung erge- ben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird an Hand in der Zeiclmung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen : Fig. 1 eine Draufsicht der Rahmenschwelle mit zwei Schienenbefestigungen bzw. vier elastischen Federelementen und zwei Schienenauflagerelementen in jedem Kreuzungsbereich von Querschwellen und Längsträgern ; Fig. 2 eine Draufsicht der Rahmenschwelle mit zwei Schienenbefestigungen und zwei, zu einem einstückigen Element zusammengefassten Schienenauflagern in jedem Kreuzungsbereich von Querschwellen und Längsträgern ; Fig. 3 eine Draufsicht der Rahmenschwelle mit einer mittigen Schienbefestigung und zwei Schienenauflagern in jedem Kreuzungsbereich ; Fig. 4 einen Schnitt längs der Achse eines Längsträgers gemäß Fig. 1 ;

Fig. 5 verschiedene Phasen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Rahmenschwelle nach den Fig. 1 bis 4.

In Fig. 1 ist eine Rahmenschwelle bekannter Art mit zwei Querschwellen 1 und zwei Längsträgern 2 dargestellt, deren Kreuzungsbereiche so vergrößert worden sind, dass erfindungsgemäß wenigstens zwei, vorzugsweise auch bei bisher bekannten Gleis- strukturen verwendete Schienenbefestigungen nebeneinander angeordnet werden kön- nen und trotzdem der Spannungsfluss in den Querschwellen 1 und Längsträgern 2 nur geringfügig gestört wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind genau 2 Schienen- befestigungen und zwei Schienenauflagerelemente 5 dargestellt. Selbstverständlich können jedoch auch mehr als zwei Schienenbefestigungen oder auch, unabhängig von der Anzahl der Schienenbefestigungen, jede beliebige Anzahl von Schienenauflager- elementen vorgesehen werden. In der Praxis kann es aus wirtschaftlichen Gründen, beispielsweise aus Gründen einer reduzierten Lagerhaltung, jedoch angezeigt sein, zwei Schienenauflagerelemente zu verwenden, wie sie bisher bei bekannten Gleisstrukturen bereits eingesetzt werden. Insbesondere kann pro Schienenbefestigung ein Schienen- auflagerelement so vorgesehen werden, dass das betreffende Schienenauflagerelement im Bereich zwischen Schiene und Schwellenrahmen liegt, in dem auch die durch die Schienenbefestigungen erzeugten Klemmkräfte wirken.

Gegenüber bekannten Ausführungsarten der Rahmenschwelle mit nur einer Schienenbe- festigung und einem Schienenauflager in jedem Kreuzungsbereich hat sich hier also die Anzahl der Schienenbefestigungen und Schienenauflager verdoppelt. Das bedeutet, dass die zwischen Schienen und Schwellen übertragbaren Kräfte und damit die Trägerrost- wirkung sich ebenfalls verdoppeln.

Diese Ausführungsart ist für höchste Anforderungen vorgesehen. Damit können auch erhöhte Temperaturen in der Schiene infolge der in modernen Zügen eingesetzten Wir- belstrombremse problemlos aufgenommen werden. Enge Bogen bis 200 m Radius

lassen sich ohne Gefahr von Gleisverwerfungen mit durchgehend geschweißten Schie- nen ausführen.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der Auflagerausbildung dargestellt, bei der die zwei Schienenauflagerelemente 5 in einem Kreuzungsbereich zu einem einstückigen Schienenauflagerelement 5'zusammengefasst sind. Diese Ausführungsform kann zu einer Vereinfachung bei der Herstellung und Montage der elastischen Zwischenlagen beitragen.

Fig. 3 zeigt eine kostengünstige Ausführungsform der Rahmenschwelle nach den Fig. 1 oder 2 für Strecken mit nur geringer Belastung, beispielsweise Flachlandstrecken. In solchen Fällen genügt es, anstelle von zwei oder mehreren Schienenbefestigungen nur eine Schienenbefestigung pro Kreuzungsbereich vorzusehen. Es können jedoch nach wie vor zwei Schienenauflager 5 zwischen Schiene und Schwellenrahmen angeordnet sein. Diese Ausführungsart führt zu verminderten Kosten bei der Schienenbefestigung.

Jedoch kann ein und derselbe Schwellenrahmen für Strecken mit hoher und Strecken mit geringer Belastung eingesetzt werden.

Die Vorkehrungen zur Montage der Schienenbefestigungen, beispielsweise in der Schwellenform in jedem Kreuzungsbereich vorgesehene Bohrungen oder Dübel, kön- nen bereits werksseitig bei der Herstellung der Schwellenformen getroffen werden. Wie aus den Fig. 1 bis 4 ersichtlich, kann beispielsweise ein einziger Schwellenrahmentyp hergestellt werden, der in jedem Kreuzungsbereich, in Längsrichtung der zu montieren- den Schiene gesehen, drei Positionen für jeweils eine Schienenbefestigung beiderseits der zu montierenden Schiene aufweist. Damit lassen sich alle in den Fig. 1 bis 4 darge- stellten Montageweisen realisieren. In Fig. 3 stellen die nicht ausgefüllten Punkte die Positionen für Schienenbefestigungen dar, die in diesem Fall nicht belegt sind.

Fig. 4 zeigt einen vertikalen Schnitt längs der Achse eines Längsträgers 2 gemäß Fig. 1 mit der Anordnung von jeweils zwei Schienenbefestigungen in der verbreiterten Aufla-

gerfläche eines Kreuzungsbereichs. In der Mitte des Längsträgers 2 befindet sich zwi- schen Schiene 3 und Schwelle eine Montageausnehmung 6 in auf der Oberseite des Längsträgers 2 zum Einbau von Gussformen für Schienenschweißungen bei einem eventuellen Bruch der Schiene im Betrieb.

Um ein Abheben der Schiene von einzelnen Schienenauflagern 5 in Fig. 2 zu vermei- den, müssen die Elastizität der Schienenauflagerelemente 5 und die Höhentoleranzen zwischen den vier Auflagerflächen längs einer Schiene 3 aufeinander abgestimmt sein.

Die erfindungsgemäße Ausführungsart sieht Federziffern von 50 bis 80 KN/mm für jedes einzelne Schienenauflagerelement 5 und Höhentoleranzen von maximal 0,5 mm zwischen den Auflagern einer Schwelle pro Schiene vor. Die Toleranzen sind dabei so definiert, dass bei einem gedachten Auflegen einer Schiene mit vollkommen ebener Unterseite auf die Auflagerflächen des Schwellenrahmens (ohne Schienenauflagerele- mente) ein maximaler Abstand von 0,5 mm von jedem Punkt der Auflagerflächen bis zu der durch die Unterseite der Schiene definierten Ebene besteht.

Das Befestigen der Schienen erfolgt mit üblichen Schienenbefestigungen mit An- druckskräften von ca. 17 bis 25 KN, so dass sich pro Schienenbefestigung bei einem angenommenen Reibwert von 0,5 eine Kraft von ca. 8,5 KN ergibt, die in Richtung der Schiene aufgenommen werden kann, bevor die Schiene beginnt, gegen über dem Schwellenrahmen durchzurutschen.

Nach dem Stand der Technik erfordert die Herstellung einer Rahmenschwelle wegen der hohen Kosten für die aufwendigen Schalungsformen den Einsatz der Sofortent- schalung, um die Anzahl der Formen zu verringern und die ständig notwendige Maß- kontrolle der Formen einzuschränken. Bei der Sofortentschalung werden die hergestell- ten Schwellen sofort nach dem Betonieren aus der Form entschalt.

Hierdurch sind aber die erforderlichen Höhentoleranzen von maximal 0,5 mm in den vier Auflagerflächen eines Längsträgers mit dem Verfahren der Sofortentschalung nicht

einzuhalten, weil geringe Verformungen des frisch entschalten Betons beim innerbe- trieblichen Transport kaum zu vermeiden sind.

Neben den vorgenannten wirtschaftlichen Überlegungen wurde zur Herstellung von Rahmenschwellen das Verfahren des Sofortentschalens auch aus dem technischen Grund gewählt, dass ein Spätentschalen mit vertretbarem Aufwand kaum möglich ist.

Beim Spätentschalen wird die Spannbetonschwelle erst nach einer Aushärtezeit von ca 24 Stunden aus der Form genommen. Während dieser langen Aushärtezeit tritt jedoch bereits der Schwund des Betons in allen drei Raumrichtungen, insbesondere in Längs- richtung der Längsträger und Querschwelle ein. Damit wäre eine Form erforderlich, die einen derartigen Schwund spannungsfrei ermöglicht. Dies ist in der Praxis jedoch kaum durchführbar.

Mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren der Frühentschalung als neuer Teil des bekannten Spannrahmenverfahrens wird die Schwelle erst nach Erreichen einer Betonfestigkeit von ca. 5-10 N/mm 2aus der Form gehoben, so dass damit nachträgliche Betonverformungen ausgeschlossen werden. Diese Betonfestigkeit ist nach ca. drei bis vier Stunden Aushärtezeit erreicht. Die in der Schalungsform vorhandenen und laufend kontrollierten Auflagerhöhen werden auf diese Weise ohne Änderung auf die Schwelle übertragen.

Da die erste Erhärtungsphase des Betons mehrere Stunden dauert, ist zwar eine erhöhte Anzahl von Formen notwendig, um das Betonieren weiterer Schwellen während der Erhärtungsphase fortsetzen zu können. Die dabei erreichte Maßgenauigkeit der Schwellen ist aber in wirtschaftlicher Hinsicht vorteilhafter als der damit verbundene Anstieg der Formenkosten.

Fig. 5 zeigt zur Erläuterung der einzelnen Verfahrensphasen die Betoniereinrichtung.

Zunächst werden, wie in Fig. 5a dargestellt, die Spannrahmen 9 mit den darin befestig- ten, vorzugsweise aus Stahl bestehenden Spannstäben 10 von oben in die Schalungs-

form 8 eingelegt, wobei die Spannstäbe 10 durch vertikale Schlitze in der Schalungs- form 8 nach unten geführt werden. Die Schwellen werden danach durch das Einbringen einer geeigneten Betonmischung in die Schalungsformen 8 in Überkopflage betoniert.

Wie aus Fig. 5b hervorgeht, wird die Schwelle nach der ersten Erhärtungsphase des Betons, d. h. nach einigen Stunden, zusammen mit dem Spannrahmen 9 nach oben "frühentschalt". Wegen der schon vorhandenen Betonfestigkeit entfällt das von der Sofortentschalung bekannte Drehen von Schwelle und Form und das Absetzen der frischen Schwellen auf spezielle Unterlagen, Paletten genannt. Die weitere Härtung des Betons erfolgt in der Weise, dass mehrere Schwellen mit ihren zugehöriger Spannrah- men 9 zu kastenartigen Stapeln gemäß Fig. 6c übereinandergelegt werden.

Nach Abschluss der Erhärtung werden die Spannstäbe 10 in einer speziellen Entspann- anlage von den Spannrahmen 9 und den Schwellen gelöst ; die Schwellen werden dann, wie in Fig. 5d gezeigt, nach oben ausgehoben und erst in dieser Phase in die Normallage umgedreht.