Ballastless Tracks

Angesichts der zunehmenden Verkehrsdichte und -lasten auf Schienenwegen einschl. Tunnelbauwerken sowie des Ausbaus der Hochgeschwindigkeitsnetze weltweit kommt die Betonbauweise der Festen Fahrbahn zunehmend zum Einsatz.
Nach ersten Erprobungen in den 1970er-Jahren und mehr als vier Jahrzehnten Forschungs- und Entwicklungsarbeit auf dem Gebiet der Festen Fahrbahn wurde ein Entwicklungsstand erreicht, der die Anwendbarkeit der Festen Fahrbahn als Alternative zum Schotteroberbau bestätigt. Dieses Buch spiegelt den aktuellen Stand der Technik der Festen Fahrbahn wider und beschreibt die grundlegende Bemessung der Tragplattenkonstruktion.
Es werden wichtige konstruktive Hinweise für die Feste Fahrbahn auf dem Erdbauwerk und im Bereich von Tunneln gegeben. Es folgt eine Beschreibung der technischen Historie zur Entwicklung der Festen Fahrbahn auf Brücken und den daraus resultierenden Erkenntnissen für die Brückenkonstruktion. Der aktuelle Stand der Festen Fahrbahn im Weichenbereich, wichtige Hinweise zu konstruktiven Details der Entwässerung, den Übergängen und der Befahrbarkeit mit Straßenfahrzeugen und Erfahrungen zur Instandhaltung runden das Thema ab.

Seit 1906 begleitet der Verlag Ernst & Sohn mit dem Beton-Kalender die Entwicklung des Stahlbeton- und Spannbetonbaus. Dieses Buch sollte das Fortschreiten des Eisenbetonbaus jährlich begleiten, und zwar so lange, bis die "stürmische Entwicklung", so der erste Herausgeber Fritz von Emperger (1862-1942), der Bauweise ein Ende gefunden hätte.
Ausgewählte Kapitel des Beton-Kalender werden in der neuen englischsprachigen Reihe BetonKalender Series dem internationalen Markt zur Verfügung gestellt.

Auteur
Die Autoren sind aktiv in Planung, Testbetrieb, Betrieb und Inspektion von Bahnstrecken sowie an F&E-Projekte beteiligt.

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stephan Freudenstein studierte Bauingenieurwesen an der TU München. Nach einer mehrjährigen Tätigkeit bei der Heilit + Woerner Bau AG wurde er 1997 wissenschaftlicher Assistent am Lehrstuhl für Bau von Landverkehrswegen der TU München. Im Jahr 2002 wechselte er zur Pfleiderer Infrastrukturtechnik GmbH in Neumarkt/Opf., der späteren RAILONE GmbH, wo er die Abteilung Technik und Entwicklung leitete und für das Geschäftsfeld Spannbetonschwelle sowie diverse Feste-Fahrbahn-Projekte auf nationaler und internationaler Ebene technisch verantwortlich war. Seit 2008 ist Prof. Freudenstein Ordinarius am Lehrstuhl für Verkehrswegebau an der TU München und Direktor des gleichnamigen Prüfamtes in Pasing. Die Schwerpunkte seiner Forschungstätigkeit liegen auf der konstruktiven Gestaltung von Straßen- und Eisenbahnoberbausystemen sowie Flugbetriebsflächen. Er arbeitet in zahlreichen nationalen und europäischen Normenausschüssen und Sachverständigenausschüssen mit.

Dr.-Ing. Konstantin Geisler studierte Bauingenieurwesen an der TU München (2010). Er promovierte dort im Jahr 2016 und ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl und Prüfamt für Verkehrswegebau.

Dipl.-Ing. Tristan Mölter studierte Bauingenieurwesen an der TU München. Seit 2000 ist er Arbeitsgebietsleiter Lärmschutz, Brückenausrüstung, Hilfsbrücken im Technik- und Anlagenmanagement Brückenbau (I.NPF 21 (T)) bei der DB Netz AG der Deutschen Bahn in München, Germany. Er ist Vorsitzender des Fachausschusses Konstruktiver Ingenieurbau (FA KIB) des VDEI und arbeitet in zahlreichen weiteren technischen Ausschüssen mit.

Dipl.-Ing. Michael Mißler studierte Bauingenieurwesen an der TU Darmstadt. Als Team- und Projektleiter ist er seit 1999 fachlich verantwortlich für die Themen Feste Fahrbahn und Gleislagestabilität in der Abteilung Technologiemanagement Fahrwegtechnik bei der DB Netz AG der Deutschen Bahn in Frankfurt/Main. Von Seiten der DB Netz AG hat Hr. Mißler die Weiterentwicklung der Festen Fahrbahn maßgeblich vorangetrieben. Im Rahmen seiner zentralen technischen Verantwortung arbeitet er seit dem in zahlreichen deutschen und europäischen Expertenausschüssen.

Dipl.-Ing. Christian Stolz studierte Bauingenieurwesen an der TH Köln. Seit 2010 ist er Projektreferent Oberbautechnik Feste Fahrbahn in der Abteilung Technologiemanagement Fahrwegtechnik bei der DB Netz AG der Deutschen Bahn in Frankfurt/Main. Er arbeitet in zahlreichen technischen Ausschüssen, darunter im DIN Normenausschuss 087-00-01 AA "Infrastruktur", DIN Unterausschuss "Feste Fahrbahn", CEN TC 256/SC 1/WG 46 "Ballastless Track".

Contenu
1 Introduction and state of the art
1.1 Introductory words and definition
1.2 Comparison between ballasted track and ballastless track
1.3 Basic ballastless track types in Germany - the state of the art
1.3.1 Developments in Germany
1.3.2 Sleeper framework on continuously reinforced slab
1.3.3 Continuously reinforced slab with discrete rail seats
1.3.4 Precast concrete slabs
1.3.5 Special systems for tunnels and bridges
1.3.6 Further developments
1.3.7 Conclusion
1.4 Ballastless track systems and developments in other countries (examples)
2 Design
2.1 Basic principles
2.1.1 Regulations
2.1.2 Basic loading assumptions
2.2 Material parameters - assumptions
2.2.1 Subsoil
2.2.2 Unbound base layer
2.2.3 Base layer with hydraulic binder
2.2.4 Slab
2.3 Calculations
2.3.1 General
2.3.2 Calculating the individual rail seat loads
2.3.3 Calculating bending stresses in a system with continuously supported track panel
2.3.4 System with individual rail seats
2.3.5 Example calculation
2.4 Further considerations
2.4.1 Intermediate layers
2.4.2 Temperature effects
2.4.3 Finite element method (FEM)
3 Developing a ballastless track
3.1 General
3.2 Laboratory tests
3.2.1 Rail fastening test
3.2.2 Testing elastic components
3.2.3 Tests on tension clamps
3.3 Lateral forces analysis
4 Ballastless track on bridges
4.1 Introduction and history
4.1.1 Requirements for ballastless track on bridges
4.1.2 System-finding
4.1.2.1 Geometric restraints
4.1.2.2 Acoustics
4.1.2.3 Design
4.1.3 System trials and implications for later installation
4.1.4 Measurements during system trials
4.1.5 Regulations and planning guidance for laying ballastless track on bridges
4.1.6 The Cologne-Rhine/Main and Nuremberg?Ingolstadt lines
4.1.7 VDE 8 - new forms of bridge construction
4.2 Systems for ballastless track on bridges
4.2.1 The principle behind ballastless track on long bridges
4.2.2 Ballastless track components on long bridges
4.2.3 Ballastless track on short bridges
4.2.4 Ballastless track on long bridges
4.2.5 The bridge areas of ballastless tracks
4.2.6 End anchorage
4.3 The challenging transition zone
4.3.1 General
4.3.2 The upper and lower system superstructure way and bridge
4.3.4 General actions and deformations at bridge ends
4.3.5 Summary of actions
4.3.6 Supplementary provisions for ballastless track on bridges and analyses
4.3.7 Measures for complying with limit values
4.3.8 Summary, consequences and outlook
5 Selected topics
5.1 Additional maintenance requirements to be considered in the design
5.2 Switches in ballastless track in the Deutsche Bahn network
5.3 Ballastless track maintenance
5.4 Inspections
5.4.1 General
5.4.2 Cracking and open joints
5.4.3 Anchors for fixing sleepers
5.4.4 Loosening of sleepers
5.4.5 Additional inspections
5.5 Ballastless track repairs
5.5.1 Real examples of repairs
5.5.2 Renewing rail seats
5.5.3 Repairing anchor bolts
5.5.4 Dealing with settlement
5.5.5 Defective sound absorption elements
5.6 Drainage
5.6.1 General
5.6.2 Draining surface water
5.6.3 Drainage between tracks
5.6.4 Strip between tracks
5.6.5 Cover to …