Eisenbahnschwelle - Railroad tie

Auf vielen traditionellen Eisenbahnen werden Holzschwellen verwendet. Im Hintergrund ist ein Gleis mit Betonschwellen.

Ein Eisenbahnschwelle , Querschwelle ( amerikanisches Englisch ), Eisenbahnschwelle ( kanadisches Englisch ) oder Eisenbahnschwelle ( australisches und britisches Englisch ) ist ein rechteckiger Träger für die Schienen in Eisenbahngleisen . Im Allgemeinen senkrecht zu den Schienen verlegt, übertragen Schwellen Lasten auf den Gleisschotter und den Unterbau , halten die Schienen aufrecht und halten sie auf die richtige Spurweite .

Eisenbahnschwellen werden traditionell aus Holz hergestellt , aber auch Spannbeton ist mittlerweile weit verbreitet, vor allem in Europa und Asien. Stahlschwellen sind auf Nebenstrecken im Vereinigten Königreich üblich; Kunststoff-Verbundbinder werden ebenfalls verwendet, wenn auch weit weniger als Holz oder Beton. Im Januar 2008 betrug der ungefähre Marktanteil in Nordamerika für traditionelle und Holzschwellen 91,5%, der Rest waren Beton, Stahl, Azobé (rotes Eisenholz) und Kunststoffverbundwerkstoffe.

Der Schwellenabstand der Fernbahn beträgt ca. 19 bis 19,5 Zoll (48 bis 50 cm) für Holzschwellen oder 24 Zoll (61 cm) für Betonschwellen. Die Anzahl der Schwellen beträgt 3.250 Holzschwellen pro Meile (2019 Schwellen/km oder 40 Schwellen pro 65 Fuß) für Holzschwellen oder 2640 Schwellen pro Meile für Betonschwellen. Schienen in den USA können mit einem Eisenbahnspieß an der Schwelle befestigt werden ; Eisen/Stahl- Bodenplatten , die mit der Schwelle verschraubt und durch ein in Europa gebräuchliches Befestigungssystem wie Vossloh oder Pandrol an der Schiene befestigt werden.

Typen

Steinblock

Die Art der Eisenbahnschwelle, die bei den Vorgängern der ersten echten Eisenbahn ( Liverpool and Manchester Railway ) verwendet wurde, bestand aus einem Paar in den Boden gelegter Steinblöcke, wobei die Stühle die Schienen hielten, die an diesen Blöcken befestigt waren. Ein Vorteil dieser Bauweise war, dass Pferde den Mittelweg ohne Stolpergefahr beschreiten konnten. Im Bahneinsatz mit immer schwereren Lokomotiven stellte sich heraus, dass es schwierig war, die richtige Spurweite einzuhalten . Auf weichem Untergrund, wie zum Beispiel bei Chat Moss , wo Holzbinder verwendet werden mussten, waren die Steinblöcke ohnehin ungeeignet . Bi-Block- Bindungen mit einer Spurstange sind etwas ähnlich.

Hölzern

Eine Variante der Schienenbefestigung an Holzschwellen

Historisch gesehen wurde Holzschiene Krawatte von hewing mit einer Axt, genannt hergestellt ax Bindungen oder gesägt mindestens zwei flache Seiten zu erreichen. Eine Vielzahl von Nadelhölzern und Harthölzern werden als Schwellen verwendet, wobei Eiche , Jarrah und Karri beliebte Harthölzer sind, die jedoch zunehmend schwieriger zu bekommen sind, insbesondere aus nachhaltigen Quellen. Einige Linien verwenden Weichhölzer , einschließlich Douglasie ; während sie den Vorteil der Annahme haben Behandlung leichter, sind sie anfällig für Verschleiß sind aber billiger, leichter (und daher leichter zu handhaben ) und leichter verfügbar. Weichholz wird behandelt, während Kreosot das häufigste Konservierungsmittel für Eisenbahnschwellen ist, werden manchmal auch Konservierungsstoffe wie Pentachlorphenol , chromatiertes Kupferarsenat und einige andere Konservierungsmittel verwendet. Manchmal nicht-toxische Konservierungsstoffe verwendet werden, wie zum Beispiel Kupfer Azol oder mikronisiert Kupfer . New Bor basierende Holzschutz Technologie wird von großen US - Eisenbahn in einem dualen Behandlungsverfahren eingesetzt , um die Lebensdauer von Holzbindern in der nassen Bereichen zu erweitern. Einige Hölzer (wie Sal , Mora , Jarrah oder Azobé ) sind so haltbar, dass sie unbehandelt verwendet werden können.

Zu den Problemen mit Holzbindern gehören Fäulnis, Spalten, Insektenbefall, Plattenschneiden, in Großbritannien auch als Chair Shuffle bekannt (abrasive Beschädigung der Krawatte durch seitliche Bewegung der Ankerplatte) und Spike-Pull (bei dem der Spike allmählich gelockert wird) von der Krawatte). Holzkrawatten können Feuer fangen; Mit zunehmendem Alter entwickeln sie Risse, die es ermöglichen, dass sich Funken festsetzen und leichter Brände entfachen.

Beton

Betonschwellen an der BNSF- Strecke nördlich von Yakima, Washington

Betonschwellen sind billiger und leichter zu beschaffen als Holz und können höhere Achsgewichte und höhere Geschwindigkeiten besser tragen. Ihr höheres Gewicht sorgt für eine verbesserte Beibehaltung der Gleisgeometrie , insbesondere beim Einbau mit durchgehend verschweißter Schiene. Betonschwellen haben eine längere Lebensdauer und sind aufgrund ihres höheren Gewichts wartungsärmer als Holz, wodurch sie länger in der richtigen Position bleiben. Betonschwellen müssen auf einem gut vorbereiteten Untergrund mit einer ausreichenden Tiefe auf frei abfließendem Schotter installiert werden, um eine gute Leistung zu erzielen. Betonschwellen verstärken die Radgeräusche, daher werden in dicht besiedelten Gebieten oft Holzschwellen verwendet.

Auf den höchsten Streckenkategorien im Vereinigten Königreich (denjenigen mit den höchsten Geschwindigkeiten und Tonnagen) sind Spannbetonschwellen die einzigen, die nach den Standards von Network Rail zulässig sind .

Auch die meisten europäischen Bahnen verwenden heute Betonträger in Weichen- und Kreuzungsanlagen aufgrund der längeren Lebensdauer und geringeren Kosten von Betonträgern im Vergleich zu Holz, das in ausreichender Menge und Qualität immer schwieriger und teurer zu beschaffen ist.

Stahl

Stahlbinder

Stahlschwellen werden aus gepresstem Stahl geformt und haben einen trogförmigen Querschnitt. Die Enden der Krawatte sind so geformt, dass sie einen "Spaten" bilden, der den seitlichen Widerstand der Krawatte erhöht. An der Oberseite des Ankers sind Gehäuse zur Aufnahme des Befestigungssystems angeschweißt. Stahlschwellen sind jetzt weit verbreitet auf sekundären oder langsameren Strecken im Vereinigten Königreich, wo sie sich aufgrund ihrer Fähigkeit, auf dem vorhandenen Schotterbett installiert zu werden, als wirtschaftlich zu installieren erwiesen haben. Stahlbinder sind leichter als Beton und können im Gegensatz zu Holz in kompakten Bündeln gestapelt werden. Stahlschwellen können auf dem vorhandenen Schotter installiert werden, im Gegensatz zu Betonschwellen, die eine volle Tiefe von neuem Schotter erfordern. Stahlschwellen sind zu 100 % recycelbar und benötigen bis zu 60 % weniger Ballast als Betonschwellen und bis zu 45 % weniger als Holzschwellen.

In der Vergangenheit litten Stahlschwellen während ihrer normalerweise langen Lebensdauer unter schlechter Konstruktion und erhöhten Verkehrsbelastungen. Diese veralteten und oft veralteten Konstruktionen schränkten die Tragfähigkeit und Geschwindigkeit ein, sind aber immer noch an vielen Standorten weltweit zu finden und funktionieren trotz jahrzehntelanger Nutzung angemessen. Es gibt eine große Anzahl von Stahlschwellen mit mehr als 50 Dienstjahren und in einigen Fällen können und wurden sie saniert und funktionieren weiterhin gut. Stahlschwellen wurden auch in besonderen Situationen verwendet, wie bei der Hejaz-Eisenbahn auf der Arabischen Halbinsel , die ein anhaltendes Problem mit Beduinen hatte , die Holzschwellen für Lagerfeuer stahlen.

Moderne Stahlschwellen sind für schwere Lasten geeignet, haben sich im signalisierten Gleis bewährt und meistern widrige Gleisbedingungen. Von großer Bedeutung für Bahnunternehmen ist, dass Stahlschwellen im Neubau wirtschaftlicher zu verlegen sind als mit Kreosot behandelte Holzschwellen und Betonschwellen. Stahlschwellen werden in fast allen Sektoren des weltweiten Eisenbahnsystems eingesetzt, einschließlich Schwerverkehr, Klasse 1s, Regional, Kurzstrecken, Bergbau, elektrifizierte Personenlinien (OHLE) und alle Arten von Industrien. Insbesondere Stahlschwellen (Träger) haben sich in den letzten Jahrzehnten bei Weichen (Weichen/Weichen) als vorteilhaft erwiesen und bieten die Lösung für das immer größer werdende Problem der Langholzschwellen für diesen Einsatz.

Wenn sie isoliert sind, um eine Leitung durch die Schwellen zu verhindern, können Stahlschwellen mit Gleisstromkreis- basierten Zugerkennungs- und Gleisintegritätssystemen verwendet werden. Ohne Isolierung dürfen Stahlschwellen nur auf Strecken ohne Blocksignalisierung und Bahnübergängen oder auf Strecken mit anderen Formen der Zugerkennung wie z. B. Achszählern verwendet werden .

Kunststoffe

KLP Hybrid-Kunststoff-Eisenbahnschwelle
Krawattensetzer in Hyannis, Massachusetts

In neuerer Zeit verkaufen eine Reihe von Unternehmen Eisenbahnschwellen aus Verbundwerkstoffen, die aus recycelten Kunststoffharzen und recyceltem Gummi hergestellt werden. Hersteller behaupten eine längere Lebensdauer als Holzbinder mit einer erwarteten Lebensdauer im Bereich von 30–80 Jahren, dass die Binder unempfindlich gegen Fäulnis und Insektenbefall sind und dass sie mit einem speziellen Relief an der Unterseite modifiziert werden können, um zusätzliche seitliche Stabilität. Bei einigen Hauptgleisanwendungen hat die Hybrid-Kunststoffschwelle ein vertieftes Design, um vollständig von Schotter umgeben zu sein.

Abgesehen von den Umweltvorteilen der Verwendung von recyceltem Material ersetzen Kunststoffbinder normalerweise in Kreosot getränkte Holzbinder, wobei letzteres eine giftige Chemikalie ist und selbst recycelt werden kann. Hybrid-Kunststoff-Eisenbahnschwellen und Verbundschwellen werden in anderen Bahnanwendungen wie Untertagebergbau, Industriegebieten, feuchten Umgebungen und dicht besiedelten Gebieten verwendet. Hybrid-Eisenbahnschwellen werden auch teilweise gegen faule Holzschwellen ausgetauscht, was zu einer durchgehenden Gleissteifigkeit führt. Auch auf Brücken und Viadukten bieten Hybrid-Kunststoffschwellen und Verbundschwellen Vorteile, da sie zu einer besseren Kraftverteilung und Reduzierung von Schwingungen in die jeweiligen Brückenträger bzw. den Schotter führen. Dies ist auf die besseren Dämpfungseigenschaften von Hybrid-Kunststoffankern und Verbundankern zurückzuführen, die die Intensität der Vibrationen sowie die Geräuschentwicklung verringern. 2009 kündigte Network Rail an, Holzschwellen durch recycelten Kunststoff zu ersetzen. aber I-Plas wurde im Oktober 2012 zahlungsunfähig.

Im Jahr 2012 bestellte Neuseeland eine Probecharge von recycelten Verbundankern der Marke „EcoTrax“ von Axion für den Einsatz an Weichen und Brücken und 2015 eine weitere 3-Jahres-Bestellung, aber dann meldete Axion im Dezember 2015 Insolvenz an, obwohl es weiterhin Handel. Diese Verbindungen werden von Dr. Nosker an der Rutgers University entwickelt.

Im Jahr 2021 wurden in Wiltshire , Großbritannien, Verbundschwellen aus verschiedenen recycelten Kunststoffen eingeführt. Sie wurden als Alternative zu Holzschwellen auf einer Brücke installiert, auf der Betonschwellen zu schwer gewesen wären. Obwohl es landesweit die ersten Kunststoffschwellen auf Fernstrecken waren, wurden sie zuvor auf Schmalspurbahnen eingesetzt .

Krawatten können auch aus Glasfaser hergestellt werden .

Unkonventionelle Krawattenformen

Y-förmige Krawatten

Y-Gleis neben konventionellem Gleis

Eine ungewöhnliche Form der Schwelle ist die 1983 erstmals entwickelte Y-Schwelle. Im Vergleich zu herkömmlichen Schwellen wird der Ballastbedarf aufgrund der lastverteilenden Eigenschaften der Y-Schelle reduziert. Der Geräuschpegel ist hoch, aber der Widerstand gegen Schienenbewegungen ist sehr gut. Bei Rundungen führt der Dreipunktkontakt eines Y-Stahlankers dazu, dass bei einem festen Befestigungspunkt kein exakter geometrischer Sitz eingehalten werden kann.

Der Querschnitt der Anker ist ein I-Träger .

Bis 2006 wurden weniger als 1.000 km Y-Gleis-Gleis gebaut, davon etwa 90 Prozent in Deutschland .

Zwillingskrawatten

Der ZSX Twin-Anker wird von der Leonhard Moll Betonwerke GmbH & Co KG hergestellt und ist ein Paar von zwei Spannbetonschwellen, die in Längsrichtung durch vier Stahlstäbe verbunden sind. Die Auslegung soll für Gleise mit scharfen Kurven, temperaturbeanspruchten Gleisen, wie sie von Zügen mit Wirbelbremsen betrieben werden , und Brücken sowie als Übergangsgleis zwischen herkömmlichem Gleis und Festem Gleis oder Brücken geeignet sein .

Breite Krawatten

Beton-Monoblockschwellen wurden auch in breiterer Form hergestellt (z . B. 57 cm oder 22+12  in) so dass sich kein Ballast zwischen den Schwellen befindet; Diese breite Krawatte erhöht den seitlichen Widerstand und reduziert den Ballastdruck. Das System wurde in Deutschland eingesetzt, wo auch breite Schwellen in Verbindung mit den GETRAC A3-Festen Fahrbahnsystemen eingesetzt wurden.

Bi-Block-Krawatten

Doppelblock-Schläfer

Biblock- (oder Twinblock-) Schwellen bestehen aus zwei Betonschienenstützen, die durch eine Stahlstange verbunden sind. Vorteile sind ein erhöhter Querwiderstand und ein geringeres Gewicht gegenüber Monoblock-Betonschwellen sowie die Vermeidung von Torsionsschäden an der Ankermitte durch flexiblere Stahlverbindungen. Dieser Schwellentyp ist in Frankreich weit verbreitet und wird auf den Hochgeschwindigkeits- TGV- Strecken verwendet. Auch in Festen Fahrbahnsystemen werden Doppelblockschwellen eingesetzt. Manometer umbaubar durch Schneiden der Leiste und Schweißen einer zusätzlichen Leiste, um der neuen Lehre gerecht zu werden.


Rahmenbinder

Rahmenbinder (deutsch: Rahmenschwelle ) umfasst sowohl Quer- und Längselemente in einem einzelnen monolithischen Betonguss. Dieses System ist in Österreich im Einsatz ; Beim österreichischen System ist die Schiene an den vier Ecken des Rahmens befestigt und wird auch in der Mitte des Rahmens abgestützt. Benachbarte Rahmenbinder werden eng aneinander gestoßen. Vorteile dieses Systems gegenüber herkömmlichen Querträgern erhöhter Gleisabstützung. Darüber hinaus ähneln die Bauweisen dieses Gleistyps denen konventioneller Gleise.

Leiterbahn

Beim Leitergleis werden die Schwellen parallel zu den Schienen verlegt und sind mehrere Meter lang. Die Struktur ähnelt Brunels Baulk-Schiene; Diese Längsanker können mit Ballast oder mit Elastomerstützen auf einem festen, nicht ballastierten Träger verwendet werden.

Schienen an Eisenbahnschwellen befestigen

Es gibt verschiedene Methoden, um die Schiene an den Bahnschwellen zu befestigen. Historisch wichen Spikes gusseisernen Stühlen , die an der Krawatte befestigt waren, in jüngerer Zeit werden Federn (wie Pandrol-Clips ) verwendet, um die Schiene am Krawattenstuhl zu befestigen.

Andere Verwendungen

Holzkrawatten, die am Bahnhof Northfield als Skulpturen recycelt wurden
Steinblock der Scotch Gauge Ardrossan Railway zum Bau einer Laderampe

In den letzten Jahren sind Holzschwellen auch für den Garten- und Landschaftsbau beliebt geworden , sowohl beim Erstellen von Stützmauern und Hochbeetgärten als auch manchmal beim Bau von Stufen. Traditionell handelt es sich bei den zu diesem Zweck verkauften Schwellen um ausgediente Schwellen, die beim Austausch durch neue Schwellen von Bahnstrecken entnommen wurden und deren Lebensdauer durch Fäulnis oft begrenzt ist. Einige Unternehmer verkaufen neue Krawatten. Aufgrund der Anwesenheit von Holzkonservierungsstoffen wie Kohle - Teer , Kreosot oder Salze von Schwermetallen , Eisenbahnschwellen einführen ein zusätzliches Element der Bodenverschmutzung in Gärten und werden von vielen Vermietern vermieden. In Großbritannien gibt es jetzt speziell für den Gartenbau neue Balken aus Eichen- oder Kiefernholz in der gleichen Länge (2,4 m) wie Standard-Eisenbahnschwellen, die jedoch nicht mit gefährlichen Chemikalien behandelt wurden. Sie sind etwa doppelt so teuer wie das recycelte Produkt. An manchen Orten wurden Eisenbahnschwellen beim Bau von Häusern verwendet, insbesondere bei Personen mit geringerem Einkommen, insbesondere in der Nähe von Bahngleisen, einschließlich Eisenbahnangestellten. Sie werden auch als Krippen für Docks und Bootshäuser verwendet .

Der spanische Künstler Agustín Ibarrola hat in mehreren Projekten recycelte Krawatten von Renfe verwendet .

In Deutschland Verwendung von Holzschwellen als Baumaterial (nämlich in Gärten, Häusern und überall dort, wo regelmäßiger Kontakt mit der menschlichen Haut zu erwarten wäre, in allen von Kindern frequentierten Bereichen und in allen Bereichen, die mit der Herstellung oder dem Umgang mit Lebensmitteln in Verbindung stehen) auf jeden Fall) ist seit 1991 gesetzlich verboten, da sie ein erhebliches Risiko für Gesundheit und Umwelt darstellen. Dies wurde von 1991 bis 2002 durch die Teerölverordnung ( Carbolineum - Verordnung ) und seit 2002 durch die Chemikalien-Verbotsverordnung (Chemikalien-Verbotsverordnung), §1 und Anhang, Teil 10 und 17 geregelt.

Siehe auch

Anmerkungen

Verweise

Weiterlesen

Externe Links

Medien im Zusammenhang mit Eisenbahnschwellen bei Wikimedia Commons