Elastischer Oberbau:

Lager für Masse-Feder-Systeme:
Die internationalen Erfolge bei der Isolierung von Schwingungen im Bahnbereich basieren bei Getzner auf drei Säulen:

  • erstklassige Werkstoffe
  • umfangreiches Know-how und
  • begleitende spezialisierte Dienstleistungen

Auf diese Weise entstehen Lösungen, bei denen das Ergebnis mehr ist als die Summe seiner Einzelteile.

Komponenten und Lösungen für:

  • Lager für Masse-Feder-Systeme
  • Unterschottermatten
  • Einlageplatten für Schwellenschuhe
  • Schwellensohlen
  • Zwischenplatten
  • Kontinuierliche Schienenlagerung
  • Eingebettete Schiene
  • Spurrillenfüller

Die Lager für Masse-Feder-Systeme von Getzner schützen die Anwohner einer Bahnstrecke besonders wirksam vor Lärm und Erschütterungen. Eine effiziente Schwingungsisolierung hat somit auch einen positiven Einfluss auf das Preisniveau schwingungsbelasteter Immobilien.

Getzner stellt zur Lagerung von Masse- Feder-Systemen drei Möglichkeiten zur Verfügung: die punktförmige Lagerung, die streifenförmige Lagerung und die vollflächige Lagerung. Welche dieser Bauarten zum Einsatz kommt, hängt von wirtschaftlichen, aber auch technischen Überlegungen ab. Bei den bereits zahlreich realisierten Masse-Feder-Systemen im Nah- und Fernverkehr liegt die tiefste erreichte Eigenfrequenz bislang bei 5 Hz. In mehr als 40 Städten, im Hochgeschwindigkeitsverkehr (Strecke Köln-Frankfurt) und auf verschiedenen Vollbahnstrecken wurden weltweit Masse-Feder-Systeme mit Lagerungen von Getzner Werkstoffe umgesetzt.

Vollflächige Lagerung:

vollflaechige Lagerung

Mit einer vollflächigen elastischen Lagerung werden je nach Anwendungsfall Eigenfrequenzen zwischen 14 und 25 Hz realisiert. Dies entspricht einer erreichbaren Körperschalldämmung bis 30 dB im überkritischen Frequenzbereich. Die Bauvorteile einer vollflächigen elastischen Lagerung liegen:

  • in der einfachen, schnellen und kostengünstigen Bauweise
  • in der geringen Gefahr von Baufehlern
  • in der großflächigen Lasteinleitung in den Untergrund
  • in der Bedämpfung von Strukturschwingungender Gleistragkörper
  • in der geringen Anzahl von Verlegefugen
  • in der hohen Horizontalstabilität des Gesamtsystems
  • im wirtschaftlichen Gesamtsystem

Streifenförmige Lagerung:

streifenfoermige Lagerung

Streifenförmige Lager werden vorzugsweise bei Masse-Feder- Systemen eingesetzt, die in Fertigteil- Bauweise oder in kombinierter Fertigteil-/ Ortbeton-Bauweise ausgeführt werden. Die im Fahrbetrieb auftretenden Horizontalkräfte – sowohl in Fahrtrichtung (Brems- und Beschleunigungskräfte) als auch quer zur Gleisachse (z. B. Fliehkräfte, Seitenkräfte infolge von Gleislagefehlern) – sind durch die relativ großen Lagerflächen gut beherrschbar.
Mit der streifenförmigen Lagerung sind im Vergleich zur vollflächigen Lagerung tiefere Oberbau-Abstimmfrequenzen (8 - 15 Hz) bei einem vertretbaren wirtschaftlichen Aufwand erzielbar. Insgesamt wird durch die streifenförmige Lagerung eine höhere Körperschall-Dämmung erreicht.

Punktförmige Lagerung:

punktfoermige Lagerung

Die gewählte Bauform der Gleistragplatten oder Gleiströge bestimmt die Form der punktförmigen Lager. Meist sind es in Ortbeton-Bauweise hergestellte Gleistragplatten, die nach dem Aushärten angehoben werden. Die Lager werden durch Einbringöffnungen in der Platte eingeschoben.
Da durch den Fahrbetrieb Horizontalkräfte entstehen, muss bei der Dimensionierung der meist relativ kleinen Lagerfläche auf die Übertragung dieser Kräfte geachtet werden. Um den Vorgaben entsprechend die horizontalen Auslenkungen zu begrenzen, kommt in der Praxis das Optimum der Größen Schubmodul, Lagerdicke und Lagerfläche zum Einsatz.
Die tiefsten Abstimmfrequenzen sind durch punktförmige Lagerungen erreichbar (5 - 12 Hz). Diese Form der Lagerung erfüllt die höchsten Anforderungen an den Körperschallschutz. Mit dieser Systemart ist eine Körperschalldämmung von 30 dB und mehr durchaus erreichbar.

Masse-Feder-System für Straßenbahnen:

Lagerung fuer Masse Feder systeme

Das sogenannte leichte Masse-Feder- System, als Variante einer vollflächigen Lagerung, kommt hauptsächlich bei Straßenbahnen zum Einsatz. Dabei wird der Gleiskörper durch Boden- und Seitenmatten schwingungstechnisch komplett von der Umgebung getrennt. Diese einfache und durch Matten sehr wirksame und wirtschaftliche Methode hat sich weltweit bewährt und wurde bereits in vielen Städten umgesetzt.

Unterschottermatten:

Unterschottermatten

Ein hohes Maß an Fahrbahn-Elastizität wird durch den Einbau von Getzner- Unterschottermatten erreicht. Reduktion von Sekundärluftschall, Vibrationsschutz sowie Schotterschonung können Gründe für einen Einbau sein.
Bei der Auswahl der geeigneten Matte werden die jeweiligen schwingungstechnischen Anforderungen genau berücksichtigt. Der hohe Wirkungsgrad der Matten beruht auf der angepassten dynamischen Steifigkeit. Außerdem zeichnen sie sich durch ihre Qualität und Wirtschaftlichkeit aus. Sie sind leicht zu handhaben, schnell zu verlegen und mit schwerem Baustellengerät zu befahren. Auch bei Nachrüstungen haben sich Matten mittels eines speziellen Verfahrens bestens bewährt.Die wirtschaftliche und technische Leistungsfähigkeit von Unterschottermatten zeigt sich in weltweit mehr als 5 Mio. m², die bislang in

  • Hochgeschwindigkeitsstrecken
  • Vollbahnstrecken
  • Nahverkehrsstrecken

eingebaut wurden.

Einlageplatten für Schwellenschuhe:

Einlegeplatten fuer Schwellenschuhe

Feste-Fahrbahn-Systeme benötigen ausreichend Elastizität zur Aktivierung der lastverteilenden Wirkung der Schiene. Die Möglichkeiten der Anordnung der elastischen Komponenten sind dabei vielfältig.
Ein elastisch gelagerter Schwellenblock hat unter anderem den Vorteil, dass die zusätzliche Masse, die den Schwingweg zurücklegt, die Luftschallabstrahlung verringert. Eine größere elastische Auflagefläche hat außerdem kleinere Kantenpressungen zur Folge.
Eine zweistufige Elastizität reduziert die Pressungen in der Einlageplatte zusätzlich und schont die Schienenbefestigung. Da Getzner Einlageplatten in jeder gewünschten Steifigkeit herstellen kann, können unterschiedlichste Anforderungen optimal erfüllt werden. Bevorzugte Einsatzgebiete dieses Systems sind Tunnelstrecken verschiedener Kategorien.

Schwellensohlen:

schwellensohle

Schwellensohlen dienen dem Erschütterungsschutz, der Schonung des Schotters unter Gleisen und einer Verlängerung der Lebensdauer des Gleises. Sie werden sowohl auf Hochgeschwindigkeitsstrecken als auch auf Strecken mit hohen Achslasten und sanierungsbedingt auf bestehenden Strecken eingesetzt.
Die Montage von Schwellensohlen erfolgt aufgrund eines optimierten Verbundsystems bereits in den Schwellenwerken. Auf der Baustelle sind daher keine zusätzlichen Arbeiten erforderlich.
Der Einbau erfolgt rasch, witterungsunabhängig und mit minimalen Streckenunterbrechungen. Besonders bei Sonderbauarten im Gleis, wie Weichen, Kreuzungen, Übergangsbereichen und Schienenauszügen, haben sich die besohlten Schwellen vielfach bewährt und sind in einigen Ländern schon zum technischen Standard geworden.

Zwischenplatten:

zwischenplatten

Moderne Eisenbahnstrecken werden zunehmend als Feste-Fahrbahn-Systeme ausgeführt. Für die Elastizität auf solchen Strecken sorgen die hochelastischen Zwischenplatten. Sie werden zwischen Rippenplatte und Betontragplatte eingebaut.
Elastische Zwischenplatten erhalten die lastverteilende Wirkung der Schiene und verringern Schwingungen aufgrund von Rad- und Fahrbahnunebenheiten. Durch eine angepasste Steifigkeitsverteilung der Zwischenplatte kann die Schienenkopfauslenkung bei der Zugüberfahrt reduziert werden. Den speziellen Anforderungen entsprechend hat Getzner Werkstoffe in mehr als 50 Städten sowie auf verschiedenen Hochgeschwindigkeitsstrecken weltweit Projekte realisiert.

Zwischenlagen:

zwischenlagen

Elastische Zwischenlagen werden direkt unter dem Schienenfuß verlegt. Sie verfügen über eine definierte Steifigkeit und erhöhen die Elastizität des Schotteroberbaus. Die verbesserte Lastverteilung bewirkt einen größeren Fahrkomfort und eine Schonung des Oberbaus. Die erhöhte Elastizität wirkt sich positiv auf den Verschleiß der Oberbaukomponenten und Fahrzeuge aus. Getzner Werkstoffe bietet Zwischenlagen für jede geforderte Steifigkeit – von der Vollbahn bis zur Straßenbahn – und in den unterschiedlichsten Ausführungen an.

Kontinuierliche Schienenlagerung:

kontinuierliche Schienenlagerung

Eine kontinuierliche, elastische Schienenfußlagerung, die einbaubedingte Höhenunterschiede ausgleicht und dennoch wirtschaftlich ist, kann mit der von Getzner entwickelten Lösung Kontinuierliche Schienenlagerung realisiert werden. Die Steifigkeit und die Einsenkung der Schiene werden vorher genau definiert und durch geeignete Materialauswahl gewährleistet.

Eingebettete Schiene:

eingebettete Schiene

Für den Nahverkehr eine schalltechnische Entkoppelung der Schiene vom Unterbau und der Umgebung herzustellen, war der Ausgangspunkt für die Entwicklung des Systems Eingebettete Schiene von Getzner.
Das entwickelte System besteht aus zwei Kammerfüllelementen und einer Schienenfußlagerung mit definierter, homogener Elastizität. Der spezielle Aufbau des Kammerfüllelementes sorgt für eine hervorragende Anbindung an den umgebenden Beton. Diese drei handlichen Teile werden am Schienenprofil passgenau befestigt. Die Steifigkeit der Teile wird den jeweiligen Bedürfnissen der Nahverkehrsunternehmen angepasst.

Spurrillenfüller:

spurrillenfueller


Innerstädtisch verlegte Schienenprofile und Gleise, die vom Individualverkehr gekreuzt werden, sind ein typisches Einsatzgebiet von Spurrillenfüllern. Sie bieten die Möglichkeit, die für das Schienenrad notwendige Rille zu verschließen und damit eine Gefahrenstelle für den Individualverkehr zu beseitigen.
Weitere Einsatzgebiete sind Bahnübergänge und Anschlussgleise in Werksgeländen. Getzner liefert Spurrillenfüller für die gängigsten Schienenprofile.

Die elastische Lösung für Gleis und Weiche im Schotter

Schwellensohlen bieten eine Möglichkeit, diesen Herausforderungen zu begegnen: Sie schonen den Oberbau, verbessern die Gleislagequalität und reduzieren störende Schwingungen, sowohl im Gleis als auch in der Weiche.

Schwellensohlen bieten folgende Vorteile:

  • Reduktion des Instandhaltungsaufwandes
  • Verlängerung der Lebensdauer des Gleiskörpers
  • Reduktion störender Vibrationen

Schwellenlager bieten den Betreibern die Möglichkeit, die jährlichen Erhaltungskosten von Gleis und Weiche maßgeblich zu reduzieren.

schwellensohle

Elastische Schwellensohlen von Getzner sind eine Weiterentwicklung des klassischen Eisenbahnoberbaus. Die Produkte werden direkt unterhalb der Gleisschwelle angebracht und erhöhen die vertikale Elastizität im Oberbau. Durch Schwellensohlen trägt sich die Last der Schienenfahrzeuge gleichmäßig über die elastischen Komponenten in den Untergrund ab. Schwellensohlen mit definierten elastischen Eigenschaften reduzieren den Verschleiß am Fahrweg beträchtlich.
Hochelastische Schwellensohlen als vibrationsisolierende Maßnahme können auch eine wirtschaftliche Alternative zur Unterschottermatte darstellen.
Getzner stellt seit 1990 Schwellensohlen her. Sie sind heute auf allen Arten von Strecken, vom Hochgeschwindigkeitsnetz bis hin zum Nahverkehr, weltweit erfolgreich im Einsatz. Zunehmende Betriebsbelastungen und Geschwindigkeiten im modernen Eisenbahnverkehr stellen Bahnmanager weltweit vor neue technische, aber auch wirtschaftliche Herausforderungen.

schwellensohle

Die weltweit am häufigsten vorkommende Form des Oberbaus sind Fahrwege mit Schotter. Schotter, als schwächstes Glied im System, ist einer latenten dynamischen Umlagerung unterworfen. Ständige Belastung (Schotterpressung) führt zu Abrieb und Absplitterung. Diese Effekte reduzieren die Gleislagequalität, der Gleiskörper muss gestopft werden.

Der gezielte Einbau von Schwellensohlen verlangsamt diesen Prozess durch folgende Tatsachen:

schwellensohle

Verteilung der Achslasten auf eine größere Anzahl von Schwellen
Die elastischen Eigenschaften der Schwellensohlen verlängern die Biegelinie der Schiene. Die Belastung durch den Zug verteilt sich auf eine größere Anzahl von Schwellen und daher auf eine größere Fläche. Diese reduzierte mittlere Pressung verringert damit die Belastung des Schotters.

Abschwächung der dynamischen Kräfte und Schwingungen im Schotter
Schwellensohlen von Getzner reduzieren die direkte dynamische Belastung des Schotters. Sie verringern die Umlagerung des Schotters sowie die Setzung des Gleises.

Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen Schwelle und Schotter
Die einzigartigen Eigenschaften des Polyurethan-Werkstoffes von Getzner bewirken eine ideale Einbettung des Schotters in die Oberfläche der Schwellensohle. Sie stabilisieren die oberste Schotterebene. Dadurch erreicht man eine Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen Schwelle und Schotter von ca. 8 % (ohne Besohlung) auf bis zu 35 % (mit Besohlung).

Verbesserung im Langzeitverhalten des Schotteroberbaus
Der gezielte Einsatz von Schwellensohlen von Getzner führt zu einer geringeren Belastung des Schotters. Dadurch verringern sich Schotterbruch und Abrieb.Durch die plastischen Eigenschaften der Sohle wird der Schotter optimal eingebettet. Als Folge daraus nehmen die Schotterumlagerungen ab. Diese Methode schont gezielt das Schotterbett und verlangsamt die Setzung des Gleises beträchtlich. Erfahrungen der letzten Jahre haben gezeigt, dass sich durch diese Vorgehensweise die Länge der Stopfintervalle mindestens verdoppelt. An stark belasteten Stellen, wie beispielsweise Weichen, Kunstbauwerken oder Trassierungen mit sehr kleinen Kurvenradien, wird der positive Effekt einer Schwellensohle besonders schnellsichtbar.
Bei Schwerlaststrecken mit Belastungen von bis zu 37 Tonnen Achslast sind die Vorteile besohlter Schwellen besonders eindrücklich.Abhängig von der maximal zulässigen Schieneneinsenkung erzielen besohlte Schwellen Einfügungsdämmmaße in der Größenordnung von 10 dB(v) bis zu 15 dB(v) (bei 63 Hz).

Erschütterungsschutz und Reduzierung von sekundärem Luftschall
Hochelastische Besohlungen stellen eine einfache und im Vergleich zu Unterschottermatten kostengünstige Maßnahme zur Reduktion von Erschütterungen an Eisenbahnstrecken dar. Zusätzlich verfügen sie über alle positiven Eigenschaften einer elastoplastischen Besohlung. Bisher ließen sich dabei keine signifikanten Änderungen des direkt abgestrahlten
Luftschalls feststellen. Sekundärer Luftschall entsteht durch die Schallabstrahlung eines Bauwerks, das, beispielsweise durch einen vorbeifahrenden Zug, zu Schwingungen
angeregt wurde. Dies betrifft besonders Metallbauwerke wie Stahlbrücken und Viadukte. Elastische Schwellensohlen mit schwingungsisolierender Wirkung sind eine sehr effektive Maßnahme, um sekundären Luftschall zu reduzieren.

Reduzierung der Schlupfwellenbildung Abgestimmte Elastizität bei besohlten Weichen
Schlupfwellen sind periodische Unebenheiten an der Schienenoberfläche. Mehrjährige Untersuchungen ergaben, dass Schwellensohlen die Entstehung derartiger Gleisschäden signifikant einbremsen. Besonders bemerkbar macht sich diese Tatsache bei den anfälligen engen Gleisbögen.

Abgestimmt Elastizität bei besohlten Weichen
Innerhalb einer Weiche variieren die Bettungssteifigkeiten. Gründe dafür sind die unterschiedlichen Schwellenlängen und versteifend wirkende Bauteile, wie Herzstück, Radlenker oder Flügelschienen.Die unterschiedlichen Bettungssteifigkeiten bewirken bei der Zugüberfahrt eine dynamische Belastung. Diese führt zu einem raschen Verschleiß der Strecke, was die Erhaltungskosten erhöht und den Fahrkomfort senkt. Zusätzlich übertragen sich über den Untergrund

Schwingungen auf die benachbarte Bebauung
Getzner bietet speziell für Weichen eine Kombination unterschiedlicher Schwellensohlen (Steifigkeiten). Sie homogenisieren die Lasteinleitung in den Oberbau. Differenzen bei Einsenkungen minimieren sich, die Weiche wird somit geglättet. Daraus ergibt sich ein gleichmäßiges Lastbild, das den Schotter schont.Schwellensohlen von Getzner trage auch an dieser Stelle dazu bei, die Intervalle zwischen den Stopf- und Wartungsarbeiten zu verlängern. Erhöhter Fahrkomfort und niedrigere Lebenszykluskosten machen die Schwellensohlen von Getzner zur begehrten Lösung für Bahnmanager.

  • Glättung der Einsenkung bei Zugüberfahrt
  • Erhöhung des Fahrkomforts
  • Schonung des Schotters
  • Reduzierung störender Schwingungen
  • Reduzierung der Lebenszykluskosten (LCC)

Mit einem eigens entwickelten Computermodell kann die Einsenkung bei der Zugüberfahrt simuliert und durch den gezielten Einsatz von Getzner-Sohlen optimiert werden.

Anpassung der Gleissteifigkeit bei Übergängen

Schwellenbesohlungen helfen, Steifigkeits- und somit Einsenkungssprünge zu reduzieren und Schwellenhohllagen zu vermeiden. Diese treten vor allem an Übergängen auf, wo Oberbauarten mit unterschiedlicher Steifigkeit aufeinandertreffen. Die Schwellenbesohlung führt zu einer homogeneren Zugüberfahrt und zusätzlich zu einer Schonung der Oberbaukomponenten.

Unterschottermatten:

Unterschottermatten aus den Getzner- Werkstoffen Sylomer® und Sylodyn® begrenzen die statischen und dynamischen Kräfte, die durch den Fahrbetrieb auf das Schotterbett einwirken.

unterschottermatte

Die wichtigsten Einsatzbereiche sind:

  • Körperschallisolierung an Eisenbahn-Strecken in dicht besiedelten Regionen: Nahverkehrsbahnen und Vollbahnen im Nahbereich von Gebäuden.
  • Schutz schwingungsempfindlicher Bauwerke und Gebäude mit erhöhten Schallschutzanforderungen wie Konzertsäle, Museen, Krankenhäuser, historische Bauwerke oder schwingungssensible Labor-, Prüf- oder Messeinrichtungen.
  • Verminderung der Abstrahlung von sekundärem Luftschall bei Brückenbauwerken.
  • Erhöhung der Gleislagestabilität und Verminderung der Schotterpressung
    führen zu geringerem Wartungsaufwand für stark beanspruchte Strecken.

Getzner-Unterschottermatten sind mehrschichtig aufgebaut:

Lastverteilerschicht:
Die oberste Schicht der Matten besteht aus einem Geotextil bzw. Vlies mit hoher Dehn- und Reißfestigkeit. Unter der Last des Schotters verformt sich diese Schicht. Die Schottersteine werden eingebettet und in ihrer Lage durch die vergrößerte Auflagefläche stabilisiert. Eingeleitete Kräfte werden flächig verteilt und an die darunter liegenden Federschichten weitergegeben.

Federschicht:
Die Federschicht besteht aus mikrozelligen Polyurethan-Werkstoffen. Die Werkstoffe sind volumenkompressibel– für Verformungen bedarf es demnach keinerlei Profile oder Hohlräume. Je nach Mattentyp ist die Federschicht aus einer oder zwei Schichten zusammengesetzt, deren jeweilige Dichte so gewählt ist, dass sich insgesamt die gewünschte statische und dynamische Steifigkeit ergibt.

Quelle: Beschreibungen und Bilder mit Genehmigung von der Fa. Getzner Werkstoffe GmbH.

 
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