Wie Funktionieren Die Ausdehnungszungen Von Schienen

Neutralisation

Die Eisenbahngleise werden seit einer gewissen Zeit durchgängig verschweißt, d.h. dass es bei der Eisenbahn auf den Hauptstrecken und auch Nebenstrecken kein Stoßlückengleis (mit parallel liegenden verlaschten Stößen) mehr gibt. So wie es früher einmal dieses typische da-dam-da-dam-Geräusch beim Eisenbahnfahren gab und was jedes Kind kannte.

Auf Nebenstrecken, Anschlussbahnen, Hafenbahnen und Parkeisenbahnen wird es auch heute noch Stoßlückengleise geben.
Beim Einbau von Schienen werden diese vorrübergehend verlascht oder auch gleich verschweißt. Nach einer bestimmten Länge eines Streckenabschnittes muss eine Schlussschweißung gemacht werden, genannt auch Neutralisation oder Neutralisieren des gesamten neu eingebauten Schienenabschnittes.
Dice Regellänge von gewalzten Schienen (30 k, 60 1000 oder auch 120 chiliad) werden alle nach Vorschrift verschweißt und anschließend erfolgt nach einer gewissen Länge des neu eingebauten Gleisabschnittes eben halt eine sogenannte Schlussschweißung. Dabei werden die schon zusammengeschweißten Schienen wieder von den Schwellen gelöst, indem dice Schienenbefestigungsmittel (W-, KS- oder K-Oberbau) gelöst werden. Sodass die Schienen wieder Spannungsfrei auf den Schwellen liegen.
Nun wird die Ausgangstemperatur der eingebauten Fahrschienen mit einem Schienenhaftthermometer gemessen. Dieses wird immer an der Schattenseite der fahrschiene angebracht.
Mit diesem Messergebnis ermittelt man aus einer Tabelle um wie viel Millimeter sich die Fahrschiene ausdehnen muss, damit sie im Sommer die Druckkräfte und im Winter die Zugkräfte aufnehmen kann. Diese Längenänderung der Schiene wird durch Erwärmung geschafft. Diese Längenveränderung kann auch durch eine Formel ermittelt werden, wo die Schienenlänge, Schienentemperatur, der Ausdehnungskoeffizient von Stahl und Temperaturdifferenz mit einfließen muss.

Formel: Δ l = fifty • ∝ • Δ t

• Δ l = Längenänderung
• l = Länge der Schiene in mm
• ∝ Stahl= Wärmeausdehnungszahl (Ausdehnugskoeffizient) von Schienenstahl 0,0000115
• Δ t = Temperaturänderung vom Ausgangszustand in Grad Celsius

Durch eine Erwärmung mit sog. Wärmeröhren wird die Schiene auf dice errechnete Längenänderung gebracht bzw. gelängt. Um aber die Schweißung einzubringen, muss vorher ein Stück Schiene mit Acetylen und Sauerstoff (ggf. Propan) heraus gebrannt werden und gleichzeitig wird dabei die Schweißflächen angeraut.
Somit chapeau die Schiene jetzt die Neutralisierte Temperatur erreicht, damit in den verschiedenen Temperaturzonen eine Veränderung aufgrund von Wärme und Kälte, der Schienenlänge erfolgen kann. Neutralisationen / Neutralisieren bzw. Spannungsausgleiche finden meist im Sommer in der Nacht statt, da dice Schiene dann die gewünschte Temperatur vom heißen Tage noch besitzt und sich durch die laue Nacht und Wind ein wenig abgekühlt chapeau. Die geeignete Schienentemperatur liegt zwischen twenty – 26 °C. Kühlen auf die gewünschte Schienentemperatur wird die Schiene nicht, da wartet man nachts die kühleren Stunden ab. Spart Zeit und auch Geld für das Wärmen mit Acetylen/Sauerstoff oder auch Propan.

Schienenanwärm-Arbeitszug
© Werner Schachner

Um eine gleichmäßige Ausdehnung der Schiene zu erreichen, setzt man Kontrollpunkte. Diese werden im Abstand von lx grand in gerade und max. thirty thousand in Bögen an der Schiene angezeichnet. Die Längenänderung darf nicht durch festsitzendes Schienenbefestigungsmittel, falsch liegende Schwellen (Winkellage), Schweißwülsten oder Wander- und Erdungskabeln behindert werden.
Sollte nun doch mal eine Schiene sich durch das Lösen der Schienenbefestigungsmittel nicht entspannt haben, gibt es die Möglichkeiten, die Entspannung durch Anschlagen der Schiene Mittels eines Schönhammers zu erreichen. Neuerdings gibt es auch Maschinen dice diese Arbeiten übernehmen. Dice Schienenbefestigungsmittel werden nachdem die gewünschte Längung erreicht wurde, wieder von der Schweißung weg verspannt.
Der Oberbauschweißfachingenieur oder ein Vertreter ist für die ordnungsgemäße Durchführung und Ausführung der Schweiß- und Neutralisationsarbeiten verantwortlich und muss diese auch dokumentieren.

Auf Brücken befinden sich im Eisenbahnoberbau sogenannte Schienenauszugsvorrichtungen (Dilatationsstöße), die die Verschiebung der Brücke mit in dem Gleisrahmen aufnehmen kann. Auch Brücken dehnen sich im Sommer aus und ziehen sich im Winter zusammen, deshalb haben sie einseitig ein festes Brückenlager und auf der anderen Seite eine Rollenkonstruktion zum ausdehnen bzw. ausgleichen der Längenänderung.

Schonhammer
© Robel Bahnbaumaschinen GmbH

Heutzutage müssen Hochgeschwindigkeitsstrecken Neutralisiert sein, ansonsten wäre ein and so schnelles Fahren (bis 300 km/h) mit Stoßlücken gar nicht möglich. Sollte mal eine Schiene den Spannungen (Temperaturen) nicht standhalten, nennt human being dies eine Verwerfung und die Schiene sucht sich das ihren Weg.
Eine Geisverdrückung ist ein Spannungszustand innerhalb der Schiene, infolge sehr hoher Erwärmung ohne Einwirkung einer äußeren Kraft. Sichtbar ist diese an einer Ausbauchung des Gleisrostes.
Eine Gleisverwerfung entsteht unter einer Einwirkung von einer äußeren Kraft. Bei einer Gleisverwerfung hebt sich das Gleisrost an und sorgt für eine Verminderung des Querverschiebewiderstandes. Die Gleisverwerfung ist mit geringer Geschwindigkeit befahrbar, eine Gleisverdrückung ist wiederum nicht mehr befahrbar.

Im Sommer können sich aufgrund hoher Schienentemperaturen die Schienen in alle Richtung ausdehnen, meist zur Seite, sodass eine Normalspur von 1435 mm nicht mehr gehalten werden kann.
Im Winter aber ziehen sich die Schienen zusammen und brechen wie Glas, einfach, schnell und meist nicht direkt sichtbar und erkennbar. Der fast unsichtbare Schienenbruch wird meist durch dice Signaltechnik erkannt, da dieser Strom durch die Fahrschienen läuft.

Schienenauszugsvorrichtung
© Thorsten Schaeffer

Passende Fachliteratur zum Gleisbau und zur Instandhaltung finden Sie hier:

The Basic Principles of Mechanised Track Maintenance

This volume is dedicated to the many people involved in the day to solar day planning and performance of track maintenance activities. Providing a practical approach to everyday challenges in mechanised track maintenance, it is not just intended as a theoretical approach to the track organization.
Railways aim at transporting people and freight safely, rapidly, regularly, comfortably and on time from i place to some other. This book is directed to runway infrastructure departments contributing to the above objective by ensuring the rail infrastructure's reliability, availability, maintainability and rubber – denoted by the acronym RAMS. Regular, effective and affordable track maintenance enable RAMS to be achieved.

Source: https://www.trackopedia.com/lexikon/gleisbau-und-instandhaltung/maschineller-gleisbau/schweisstechnologie/neutralisation

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