Stahlbetonschwellen: haupttypen, eigenschaften und

In diesem Artikel werden wir darüber sprechen, worum es sich bei diesen Produkten handelt und welche Merkmale ihre Produktion und ihr Betrieb haben. Überlegen Sie, wo Betonschwellen verwendet werden und welche Anforderungen an die Hersteller dieser Materialien gestellt werden.

Anfangs wurden Steinstangen unter die Eisenbahnschienen gelegt. Wenig später wurde der Stein durch Holz ersetzt, das nicht nur die besten Dämpfungseigenschaften besaß, sondern auch leichter zu bearbeiten war. Die Situation änderte sich jedoch erst mit Beginn der Produktion von Stahlbetonschwellen.

Bereit zum Einbau von Schwellen

Ein bisschen Geschichte

Auf dem Foto - Holzschwellen nach Langzeitbetrieb.

Wie bereits erwähnt, gibt es in der Geschichte der Eisenbahn mehrere Arten von Stützen, die unter die Schienen passen. Alle Lösungen hatten eine Reihe von Betriebsfehlern. Zum Beispiel war der Stein extrem schwierig zu verarbeiten und hatte geringe Amortisationseigenschaften.

Außerdem waren diese Platten trotz der scheinbaren Festigkeit nicht die beständigste Lösung, da sie aufgrund längerer mechanischer Beanspruchung rissig wurden und teilweise oder völlig verfallen.

Etwas besser mit Holzprodukten umgehen. Solche Schwellen wurden zum Schutz vor den negativen Auswirkungen von Umweltfaktoren gelächelt. Aber das Holz zerfällt früher oder später trotz der Sonderbehandlung. Infolgedessen müssen die Gleise repariert werden.

Trotz der guten Abschreibungsqualitäten hat Holz einen großen Nachteil - dies ist der hohe Preis für Schnittholz, auch wenn die Bearbeitung einfach ist. In der zweiten Hälfte des zwanzigsten Jahrhunderts, als die ersten Eisenbahnschwellen entwickelt wurden, änderte sich die Situation.

Trotz der Verwendung von Holzprodukten in Sekundärbranchen sind Stahlbetonkonstruktionen die modernste und vielversprechendste Lösung.

Hauptmerkmale

Schema und Abmessungen der Stahlbetonschwellen Ш1

Anweisungen für den Einsatz von Stahlbetonschwellen im postsowjetischen Raum werden seit über 40 Jahren getestet.

Moderne Betonschwellen sind gemäß GOST 23009 Schienenhalterungen in Form von Trägern mit variabler Größe und Form des Profils. Das Produkt wird je nach Modifikation mit Verstärkungsdraht mit einem Durchmesser von 3-6 mm verstärkt.

Während des Betriebs wird das Produkt auf der Ballastschicht platziert. Auf konventionellen Straßen verwendet, wird großflächiger Bauschutt als Schotterdamm verwendet, und ein Betonfuß in Plattenbauweise wird für den Bau des Untergrunds verwendet.

Schematische Darstellung von ŽBI Typ Š1

Produkte aus bewehrtem Stahlbeton, die als Schienenunterstützung verwendet werden, sind sowohl für Fugen- als auch für andere Streckenkategorien die optimale Lösung.

Die Relevanz dieser Strukturen wird durch eine Reihe technischer und betrieblicher Vorteile erläutert, darunter:

  • lange Betriebsmittel;
  • optimale Indikatoren für den Widerstand gegen die negativen Auswirkungen von Umweltfaktoren;
  • Beständigkeit gegen mechanische Beanspruchung;
  • während der gesamten Lebensdauer nicht verrottbar;
  • Möglichkeit der Montage auf den Gleisen bei beliebiger Belastung;
  • relativ niedriger Preis;
  • Mindestkosten für die Wartung;
  • einfache Verlegung und Montage im Vergleich zu Holzanaloga;
  • absolute identität der größen und formen, die den transport- und versandkomfort garantiert.
In den Fotozangen zum Tragen von Schwellen

Gibt es Nachteile, die die Verwendung dieser konkreten Güter beeinträchtigen könnten?

Es gibt wenige solcher Mängel:

  • Erstens ist es die Wahrscheinlichkeit eines Ermüdungsausfalls der Betonkonstruktion und folglich die Notwendigkeit einer regelmäßigen Inspektion der Gleise.
  • Zweitens macht es das Gewicht von Stahlbetonschwellen (270 kg) unmöglich, dies ohne die Verwendung von Spezialgeräten selbst zu tun. Im Gegensatz zu Holzanaloga werden Betonkonstruktionen daher mit speziellen Bindemaschinen installiert.

Geltungsbereich und Nutzungsbedingungen

Schematische Darstellung von Stahlbetonschwellen des Typs Ш3 und Ш3´

Schwellen, die aus vorgespanntem Stahlbeton hergestellt werden, werden üblicherweise beim Bau von Eisenbahngleisen auf der ganzen Welt verwendet.

Angesichts der unterschiedlichen klimatischen Bedingungen, unter denen diese Produkte betrieben werden, sowie der unterschiedlichen mechanischen Beanspruchung werden erhöhte Anforderungen an die Herstellung von Schwellen sowie die Qualität des Endprodukts gestellt, so dass diese Betonwaren je nach den günstigen Einsatzbedingungen eingesetzt werden können für 30-60 Jahre.

Stahlbetonhalbschwelle zum Verlegen der Bewegungsbahnen von Eisenbahnkranen

Der allgegenwärtige Ersatz der üblichen Holzstützen durch Stahlbetongegenstücke erklärt sich nicht nur durch Festigkeit und Haltbarkeit, sondern auch durch knappe Produktionsfristen.

Für die Produktion von einbaufertigen Stahlbetonwaren sind zum Beispiel nur wenige Stunden erforderlich, was für den Bau einer großen Niederlassung sehr praktisch ist und eine ständige Versorgung mit großen Baumaterialmengen erforderlich ist. Wieder können Betonprodukte durch Diamantbohrlöcher in Beton repariert und an die betrieblichen Anforderungen angepasst werden.

Wichtig: Schwellen, die von inländischen Herstellern unter Verwendung von vorgespanntem Stahlbeton gemäß den Anforderungen von GOST hergestellt werden, übertreffen in ihrer Tragfähigkeit und ihrem Materialverbrauch ausländische Analoga.

Anforderungen an Eisenbahnschwellen

Montage von Schienen- und Betonschwellen vor dem Verlegen auf dem Damm

Wie bereits erwähnt, stellen die Betriebsbedingungen, unter denen die Traversen eingesetzt werden, hohe Anforderungen an die Produktionstechnologie dieser Stahlbetonprodukte und insbesondere an die Technologie zur Herstellung von vorgespanntem Stahlbeton.

Folgende Anforderungen werden an das Material und das Endprodukt gestellt:

  • Stärkeausreichend, um am Ende des Produktionsprozesses die Vorspannkraft nach einigen Stunden zu übertragen (die Zeit wird entsprechend der Änderung der Betonwaren eingestellt).
  • Maximal mögliche Konsistenz frisch zubereiteter Beton.
  • Genauigkeit der Größen und Formen - Eine Größenordnung, die höher ist als vergleichbare Anforderungen für andere Kategorien von üblicherweise verwendeten Stahlbeton- und Spannbetonkonstruktionen. Unter diesen Anforderungen werden Toleranzen für den Neigungswinkel, die Länge und Breite der einzelnen Bauelemente verstanden. Besonders streng kontrollierte Abmessungen in Bereichen neben den Schienen.

Wichtig: In Westeuropa sind technische Anforderungen, die die Qualität des Ausgangsmaterials für die Herstellung von Betonschwellen bestimmen, durch die Norm EN 13230 geregelt. Die Festigkeitsklasse des Ausgangsmaterials in der heimischen Produktion wird durch die höheren Anforderungen von GOST 26633 bestimmt.

Fertigungstechnologie

Formen zum Gießen von Beton mit Spannstäben

Unabhängig davon, ob das Fundament aus Stahlbetonschwellen besteht oder Betonwaren für den vorgesehenen Zweck verwendet werden, wird die Festigkeit dieser Bauteile gewährleistet. Die Leistungseigenschaften der fertigen Produkte werden durch Produktionstechnologien bereitgestellt.

Trotz der Tatsache, dass einige Methoden zur Herstellung von Schwellen seit über fünfzig Jahren getestet wurden, werden heute die vier gängigsten Produktionstechnologien verwendet, die den Anforderungen internationaler Normen entsprechen.

  • Technologiekarussell mit verzögerter Entfernung des Formulars. Die Besonderheit dieses technologischen Prozesses besteht darin, dass die fertige Mischung in Formen gegossen und verdichtet wird. Das Entfernen des Produkts vom Formular erfolgt erst nach Erreichen der optimalen Festigkeitsindikatoren, die für die Aufbringung der Kraftvorspannung ausreichend sind. Im Herstellungsprozess werden spezielle zusammenlegbare Kassettenformen verwendet, die bis zu sechs Einheiten des Produkts aufnehmen können. Durch die Verwendung spezieller Spannmechanismen wird die Vorspannung von Bewehrungsstäben gewährleistet, die anschließend auf den Beton übertragen wird und eine optimale Haftung auf ihm gewährleistet. Nachdem die Stahlbetonschwelle fertig ist, kann die Form demontiert und sofort für den nächsten Produktionszyklus angewendet werden. Der Name der Methode wird durch die Art des Produktionsprozesses und die Konstruktionsmerkmale der verwendeten Formulare erläutert, die sich auf dem Karusselltransportsystem befinden. Diese Methode ist in Westeuropa weit verbreitet und gilt als die vielversprechendste und technologisch fortgeschrittenste.
  • Lineartechnik. Unabhängig davon, dass die Stahlbetonhalbschwelle für Eisenbahnkrane oder ein Full-Size-Produkt hergestellt wird, kann der Produktionsprozess auf der Basis der Lineartechnologie durchgeführt werden. Während des Produktionsprozesses wird ein Förderer mit einer Reihe aufeinanderfolgender Formen verwendet. Die Gesamtlänge der Kette beträgt in der Regel nicht weniger als 100 Meter. An den Enden der Formulare kommen spezielle Vorrichtungen zum Einsatz, die nicht nur die Form abdecken, sondern auch die Vorspannung auf die Bewehrungsstäbe übertragen. Wenn die Mischung trocknet, wird die Kraft auf den Beton übertragen.
  • Die Technologie der Entfernung des Formulars mit der nachfolgenden Spannung.
Auf dem Foto - eine moderne Linie für die Herstellung von Schwellen nach westeuropäischem Standard.

In diesem Fall werden Schablonen in die Formulare eingefügt, die den Ort der Metallbewehrung bestimmen. Dann wird der Beton in Formen gegossen und verdichtet.

Beim Aushärten werden Metallstifte in die Mischung eingeführt, auf die eine mechanische Kraft ausgeübt wird. Nach kurzer Zeit wird das Formular abgebaut und die Vorlagen abgerufen. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass der Prozess im Wesentlichen ununterbrochen ist und daher eine begrenzte Anzahl von Formen erforderlich ist, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen.

  • Technologie der Entfernung des Formulars mit einer vorläufigen Spannung. In diesem Fall wird das Formular so schnell wie bei der vorherigen Methode entfernt. Der einzige wesentliche Unterschied dieses technologischen Prozesses besteht darin, dass die Spannkraft nicht durch die Stifte, sondern durch die Rahmen auf das Produkt übertragen wird.

Merkmale der Installation, Reparatur und Entsorgung von Stahlbetonschwellen

Auf dem Foto - die Bedienung eines mobilen Palpators

Das Verlegen von Eisenbahnschienen mit Betonschwellen weist einige charakteristische Merkmale auf.

Schienen und Betonschwellen werden beim Bau von Eisenbahnen auf der vorbereiteten Leinwand auf der Grundlage von Boden, Sand und Schotter montiert. Um Schäden an den Schwellen beim Durchfahren von Zügen zu vermeiden und die Sicherheit des Untergrunds zu gewährleisten, ist eine besondere Vorbereitung erforderlich, die in der Konstruktion von Sandstreifen besteht .

Die Verlegung erfolgt mittels mechanisierter Komplexe, die den Einsatz körperlicher Arbeit minimieren. Infolgedessen werden die Kosten des Installationsprozesses reduziert, und zusätzlich wird die Implementierungszeit für das Verlegen der gesamten Spur reduziert.

Wie bereits erwähnt, ist die Lebensdauer von Betonschwellen auf 30 bis 60 Jahre begrenzt. Solche Haltbarkeitsparameter sind jedoch nur möglich, wenn der Zustand der Schienen regelmäßig auf Bruch und partielle Verformungen überprüft wird.

Beispielsweise beeinflusst der Zustand der Schrauben, mit denen die Auskleidung an der Schwelle befestigt ist, den Betriebszustand der Betonwaren. Wenn die Schraube gebrochen ist und die Fehlfunktion nicht rechtzeitig erkannt wird, ist es wahrscheinlich, dass die Auskleidung während des Durchlaufens der Verbindung auf den Beton auftrifft und Ermüdungsspannungen verursacht. (Siehe auch Artikel Betonhärten: Merkmale.)

Wenn das Problem nach dem Zusammenbruch eines Schraubenkopfes bestehen bleibt, treten im Beton in relativ kurzer Zeit Mikrorisse auf, die zur teilweisen oder vollständigen Zerstörung der Schwellen führen.

Auf dem Foto - die Arbeit eines mechanisierten Komplexes zur Entsorgung von festem Bauschutt.

Nach Ablauf der Nutzungsdauer oder aufgrund von Naturschäden müssen die Schwellen ersetzt werden. Gleichzeitig müssen ungeeignet für den Einsatz von Eisen- und Stahlsystemen entsorgt werden.

Da das Schneiden von Stahlbeton mit Diamantkreisen zum Schleifen ein unnötig teurer Prozess ist, wird die Verarbeitung mit speziellen maschinellen Komplexen durchgeführt. Das Hauptarbeitselement des Komplexes ist ein Backenbrecher, der Betonprodukte auf die Konsistenz mittelgroßer oder kleiner Bruchsteine ​​zerkleinert. (Siehe auch den Artikel Härten von Beton: Vorgehensweise.)

Rezyklierte Schwellen können dann als Materialien zum Verfüllen von Gruben oder zum Bilden von Böschungen verwendet werden.

Fazit

Jetzt wissen Sie, wie viel Stahlbetonschwellen wiegen, wie sie hergestellt werden und welche betrieblichen Merkmale sie haben. Es ist davon auszugehen, dass die Verwendung dieser konkreten Güter lange Zeit relevant und gefragt ist.

Trotz der Entwicklung von Vollkunststoffschwellen in Japan ist es gerade die Konformität von GOST mit Betonschwellen, die die optimale Kombination aus Festigkeit, Haltbarkeit und akzeptablen Kosten garantiert. Weitere nützliche und interessante Informationen finden Sie im Video dieses Artikels.

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