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Oberbau der Straßenbahnen

[414] Oberbau der Straßenbahnen (permanent way; superstructure; armamento).

Inhaltsübersicht. A. Die Schienen. – B. Die Stoßverbindung. – C. Der Einbau der Straßenbahngleise im Straßenkörper. – D. Die Notgleise. – E. Kosten und Unterhaltung des Oberbaues.[414]

A. Die Schienen.

Die Straßenbahnschiene hat sich ebenso wie die Vollbahnschiene aus den sog. Trambahnen, d. s. hölzerne Gleise zum Transport der Kohlenwagen in Bergwerken, entwickelt.

Während aber die Eisenbahnschiene bald bestimmte Formen annahm, die sie im großen ganzen beibehalten hat, machte die Straßenbahnschiene einen sehr langsamen Entwicklungsgang durch und hat sich lange Zeit als Holzlangschwelle, armiert mit einer Flachschiene, erhalten. Da das Einwalzen der Rillen früher noch unüberwindbare Schwierigkeiten bereitete, folgten die sog. Nasenschienen und die Doppelschienen (System Haarmann, Hartwich, Marsillon, Heusinger und Waldegg). Neuerdings werden in Straßendämmen vorzugsweise Rillenschienen, im eigenen Bahnkörper Vignolschienen verwendet.

Es ist das Verdienst der Hütte Phönix, Ruhrort, zuerst Rillenschienen gewalzt zu haben, u. z. im allgemeinen in derselben Art, wie auch heute noch die Rille eingewalzt wird: die Schiene wird in einem gewöhnlichen Kaliberwalzwerk profiliert, während die Rille durch vertikal gelagerte Rollen aus hartem Material in den letzten beiden Stichen eingewalzt wird (Abb. 407). Nach einem neueren Verfahren wird die Rille mit 2 vertikal gelagerten Rollen eingewalzt. Die Gesellschaft für Stahlindustrie in Bochum versieht nach einem patentierten Verfahren die Schienen stehend mit der Rille, nachdem sie in einem gewöhnlichen Kaliberwalzwerk vorgewalzt sind. Von den in Deutschland zurzeit noch Rillenschienen herstellenden Walzwerken benutzen die Westfälischen Stahlwerke eine Duo-Reversierstraße mit 4 Gerüsten, auf der Rille; schienen in 3 Längen aus dem Rohblock ohne Zwischenwärmung ausgewalzt werden. Ebenfalls ohne Zwischenwärmung walzen der Bochumer Verein und die Gutehoffnungshütte »Oberhausen«, jedoch so, daß der im Duo-Reversierblockwalzwerk vorgeblockte Stab in einer Triostraße mit 3 Gerüsten auf 2fache Längen fertiggewalzt wird. Abweichend hiervon walzt Phönix, Ruhrort, in einem Trio mit 3 Gerüsten derart, daß der ebenfalls in einem Duo-Reversierwalzwerk vorgeblockte und entsprechend geteilte Stab zunächst einen Zwischenwärmofen passiert und dann in der Triostraße, aber nur in einfacher Länge, fertig gewalzt wird.

Die ersten Rillenschienen wurden in Phönix gegen Ende 1879 für England und die englischen Kolonien gewalzt. Mitte 1882 bezog die Hamburger Straßeneisenbahn-Gesellschaft die ersten gewalzten Rillenschienen in Deutschland.

Im Vergleich zu den Eisenbahnschienen weisen die Straßenbahnschienen hohe Gewichte – etwa 33–60 kg/m – und Widerstandsmomente auf, die weniger aus statischen Gründen, als mit Rücksicht auf den Einbau im Pflaster für notwendig erachtet worden sind.

Die Höhe der Profile schwankt etwa zwischen 100 und 210/mm, die Fußbreite zwischen 130 und 180 mm. Die hohen Schienen 180–210 mm werden vorzugsweise im Steinpflaster verwendet, während im Asphalt und Holzpflaster 150 bis 165 mm hohe Schienen mit 130–180 mm breitem Fuß benutzt werden, da hier die Höhe des Profils zur Verringerung der Bau- und Unterhaltungskosten tunlichst herabgemindert wird. Neuerdings sind sogar in Asphaltstraßen nur 100 mm hohe Schienen auf Eisenbetonlangschwellen verlegt worden.

Seit einer Reihe von Jahren macht sich das Bestreben bemerkbar, einheitliche Profile zu schaffen. Zwei der vom Verein Deutscher Straßenbahn- und Kleinbahnverwaltungen aufgestellten 12 Normalprofile sind in den Abb. 408 und 409[415] dargestellt. Als Radius für die Wölbung der Kopffläche ist wie bei den deutschen Staatsbahnschienen das Maß von 225 mm gewählt, während die Lauffläche wagrecht ist. Die 33 mm breite Rille hat bei den einteiligen Profilen 1 : 6 geneigte Seitenwandungen. Die Zwangschiene ist 3 mm niedriger gehalten als die Lauffläche, um ein Überstehen der Leitschiene nach der Abnutzung im Interesse des Fuhrverkehrs zu verhindern.

Für Kurven sind bei den einteiligen Schienen besondere Profile vorgesehen, bei denen die Spurrille mit Rücksicht auf die Querdrehung der Räder um 3 mm verbreitert ist. Außerdem ist die Zwangschiene um 7–10 mm verstärkt. Kurvenschienen mit flacher Rille – 10 mm – werden ebenfalls gewalzt. Zur Verminderung der schnellen Abnutzung wird auch die Zwangschiene der inneren Kurvenschiene abgeschnitten und durch eine angeschraubte Vignolschiene ersetzt. Mit Rücksicht auf die leichte Auswechselbarkeit der Leitschienen ist bei den 2teiligen Rillenschienen die Kopfbreite für Gerade und Kurven übereinstimmend zu 20 und 25 mm bemessen worden.

Die Schienenlänge schwankt zwischen 10 und 18 m, teilweise zwischen 20 und 24 m, doch bereitet bei großen Längen der Transport und das Verlegen der Schienen erhebliche Schwierigkeiten.

Als Material für die Schienen wird Stahl von 65–70 kg/mm², sogar bis 85 und 90 kg/mm² Festigkeit und 10–20% Dehnung verlangt. Verwendet wird Flußstahl (Siemens-Martin-, Thomas- und Bessemerstahl) und neuerdings auch Elektrostahl, vorzugsweise Siemens-Martin- und Thomasstahl, und bei besonders dichtem Verkehr auch Spezialstahl (Titan-, Mangan-, Nickelstahl). Die Verarbeitung derart harten Materials verlangt bei der Erwärmung der Blöcke zur Vermeidung des »Verbrennens« des Stahles ganz besondere Vorsicht.

Eine in bedenklichem Umfang auftretende Erscheinung in dem Zerstörungsprozeß der Fahrfläche der Schienen ist die sog. Riffelbildung. Die Ursachen dieser wellenartigen Abnutzung (Abb. 410) der Schienen sind noch nicht ganz geklärt und z. T. wohl in der Beschaffenheit des Materials zu suchen. Die Riffelbildung dürfte stets eine Folge mehrerer zusammenwirkender Umstände sein, von denen die einen die wellenförmige Abnutzung hervorrufen, während die anderen sie nur begünstigen. Gewisse Bedingungen in der Konstruktion des Oberbaues sowie der Betriebsmittel und der Art ihrer Fortbewegung können eine wellenförmige Abnutzung der Schienenfahrfläche bewirken, wenn bestimmte Faktoren für die Beschaffenheit des Schienenmaterials und der Räder sowie für die Fundierung und Einbettung der Gleise vorliegen.

Hohe Schienenprofile neigen infolge ihrer starken Vibrationen und infolge ihres größeren Gewichts erheblich mehr zur Riffelbildung als niedrige Schienen. Es ist sogar zur Vermeidung des Vibrierens versucht worden, den Steg in bestimmten Entfernungen aufzuschlitzen, indessen erscheint es einfacher, niedrige Schienen zu verwenden. Bei den nur 100 mm hohen Profilen, wie sie bei den trogförmigen Eisenbetonschwellen benutzt werden, hat sich auch bisher kaum eine Neigung zur Riffelbildung gezeigt.

B. Die Stoßverbindung.

Der Stoß bildet ebenso wie bei den Vollbahnen den schwächsten Punkt des Gestänges; von seiner Bewährung ist nicht nur die Lebensdauer der Gleise, sondern auch die Erhaltung der Unter- und Einbettung sowie des Pflasteranschlusses abhängig, die beim Straßenbahnbau umsomehr ins Gewicht fällt, als bei vielen Pflasterarten die Auswechslung der Schienen mit hohen, die Wirtschaftlichkeit gefährdenden Kosten verbunden ist.

Für die Stoßverbindung ist die Ausbildung der Stoßlücke von Bedeutung. Die Straßenbahnschiene liegt nicht wie die Vollbahnschiene frei, es wird daher das Temperaturgefälle kaum auf die Schienen übertragen. Die Temperaturspannung σ = ε ∙ E ∙ t ist für alle Profile gleich groß und beträgt für t = 10–50°C, E = 2,000.000 kg/cm² und ε = 0∙00001079 etwa 200–1100 kg/cm². Da die eingelagerte Schiene durch Reibung und Adhäsion an der Bettung festgehalten wird, sind Längenbewegungen[416] der Schienen im allgemeinen ausgeschlossen und mithin auch Stoßlücken entbehrlich. Im losen Pflaster (Stein und Holz) und dort, wo die Schienen starker Sonnenbestrahlung ausgesetzt sind (Brücken), werden Stoßlücken in etwa 200–400 m Entfernung angewendet.

Das Fortlassen der Stoßlücken gewinnt bei den in Beton eingebetteten Straßenbahnschienen dadurch eine erhöhte Bedeutung, daß dem Eindringen von Wasser vorgebeugt wird, welches in erster Linie die Zerstörung der gesamten Gleisanlage herbeiführt.

Was die Stoßkonstruktion selbst anlangt, so kommt mit Rücksicht darauf, daß die Schiene wegen des starren Anschlußpflasters keine Bewegungen vollführen darf, für Straßenbahngleise nur der ruhende Stoß in Betracht.

Ein Nachteil aller mit Schrauben oder Keilen versehenen Stoßverbindungen liegt indessen beim eingebauten Gleis darin, daß ein Nachziehen dieser Teile ohne gleichzeitigen Aufbruch des teuren Pflasters nicht möglich ist und deshalb mit einem früheren Losewerden zu rechnen ist als bei freiliegenden Schienen.

Zu beachten ist noch die elektrische Leitfähigkeit der Stoßverbindung. Bei allen Stößen, die nicht genügend leitungsfähig sind, müssen die Schienen, um die Rückleitung des elektrischen Stromes durch das Gleis zu sichern, miteinander durch Drähte, Seile oder Bänder aus Kupfer leitend verbunden werden. Die Verbindung erfolgt in der Regel durch Nietbolzen, die das Kupfer gegen den Schienenstahl fest anstauchen, um eine elektrolytische Zerstörung und Rostbildung zwischen beiden Metallen zu verhindern. Nur die Schweißstöße sind ausreichend leitungsfähig und bedürfen keiner Kontaktverbindung.

Neben einfachen Flach- und Winkellaschen in mannigfaltiger Form finden beim Straßenbahnbetrieb Fußlaschen Verwendung, die nicht nur die Seitenflächen, sondern durch Umschließung des Schienenfußes auch dessen Flächen nutzbar machen. Die Möglichkeit einer genauen Anpassung aller Anlageflächen ist fraglich. Zu erwähnen ist der Fußklammerstoß des Hörder Bergwerks- und Hüttenvereins sowie die Anordnung von Keilplatten unter dem Schienenfuß. Bei der Fußlasche nach Abb. 411 (Philadelphia) ist zwischen dieser und der Schiene ein 5 mm breiter Hohlraum angeordnet, der mit Zink ausgegossen wird, wodurch ebenfalls ein gleichmäßiges Anliegen aller Laschenteile erzielt werden soll. Zu bemerken ist, daß durch die Fußlaschen die Unterbettung unter dem Stoß geschwächt wird.

Um den Laschenverbindungen mehr Widerstandsfähigkeit zu geben, werden neuerdings Spannplatten mit einer Federspannung von 2000–3000 kg f. d. Platte verwendet, durch die die Schrauben der Stoßverbindung so gesichert werden, daß eine reibende Bewegung in den Tragflächen von Laschen und Schienen nicht mehr stattfinden kann.

Erwähnung verdient noch die Stoßverbindung der Gesellschaft für Stahlindustrie in Bochum, bei der die Schienen kalt ganz leicht angestaucht werden, so daß sie an ihren Enden auf der Lauffläche eine kleine Materialüberhöhung von etwa 1 mm Höhe erhalten, die nach dem Zusammenziehen bzw. Zusammenspannen der Schienenenden durch exzentrische Schraubenbolzen zum völligen Verdichten der Stoßfuge dient. Beim 2teiligen Oberbau (Haarmann) findet vorzugsweise der Blattstoß mit Wechselstegschienen Verwendung.

Bei allen Laschenverbindungen der bisherigen Art nutzen sich infolge der ungenau bearbeiteten Walzflächen und infolge des Auf- und Niederbiegens der Schiene die Anlageflächen der Laschen bald ab und es bildet sich an den Stoßstellen beim Übergang des Rades ein Höhenunterschied, der eine weitergehende Abnutzung der Schienenenden zur Folge hat. Diesem Übelstand soll durch die Verwendung der Stoßbrücken abgeholfen werden. Das Prinzip dieser Stöße besteht darin, daß die Stoßstelle nicht durch die ganze Höhe der Schiene reicht, sondern daß entweder eine Zwischenschiene oder der Kopf der andern Schiene so auf dem Fuß der einen Schiene aufruht, daß eine Stufenbildung nicht entstehen kann. Diese Stoßbrücken haben auch namentlich bei der Auswechslung ausgeschlagener Stöße Verwendung gefunden. Am verbreitetsten ist der Melaunstoß (Abb. 412), bei dem die Außenlasche die Zwischenschiene bildet, die durch Anlageflächen am Schienensteg in ihrer Lage gehalten wird. Zwecks Herstellung der Stoßverbindung wird der Fahrkopf auf etwa 60 cm Länge und in ganzer Breite ausgefräst oder autogen weggeschnitten; in diese stufenförmige Lücke greift der Kopf der Lasche derart ein, daß zwischen dem Laschenkopf und dem Schienensteg ein Zwischenraum bleibt. Die Kopflasche selbst reicht mit ihren Enden unter den Schienenkopf und wird hier durch Weicheisenteile fest an den Fuß gepreßt, so daß alle Profilunterschiede der Laschenkammern ausgeglichen werden (vgl. auch den Artikel »Oberbau«).[417]

Eine Stoßverbindung ohne Verschraubung bilden die Schienenschuhe, bei denen nur eine Unterstützung der Fußflächen der Schienenenden erfolgt. Anzuführen ist der Schienenschuh, Patent Scheinig-Hoffmann (Abb. 413). Der etwa 200 mm lange Schuh ist 4teilig und wiegt 10–24 kg. Zwischen den Klemmstücken und dem Schienenfuß werden 0∙3 mm starke Zinkbleche angebracht. Da die Klemmstücke im rotglühenden Zustand eingesetzt werden, schmilzt das Zinkblech, wodurch eine gute mechanische und elektrische Verbindung erzielt wird.

Die Tatsache, daß alle Schrauben und Keilverbindungen mit der Zeit locker werden, führte zu dem Versuch, die Schienenenden durch ein Umgießungsverfahren derart dicht zu verbinden, daß jede Bewegung ausgeschlossen ist.

Bei dem Falkschen Stoß werden die Schienen mit dünnflüssigem Gußeisen umgössen, wobei durch die hohe Temperatur und die Kontraktion des Gußeisens beim Erkalten eine innige Verbindung zwischen Schiene und Gußlasche erzielt werden soll, während der Schienenkopf genügend kühl bleiben soll, um einer Enthärtung des Materials vorzubeugen. Eine Verschweißung tritt nicht ein, da die Schmelztemperatur des Gußeisens nur 1200–1300° beträgt. Der Gußklotz ist etwa 40 cm lang und wiegt 30–80 kg. Zum Schmelzen ist ein fahrbarer Kupolofen nötig, der für 3000 kg eingerichtet ist. Vorbedingung für die gute Haltbarkeit ist, daß die beiden Schienen genau gleich hoch liegen, frei von Unreinlichkeiten sind und die Temperatur des Gußmaterials genügend hoch ist.

Eine ähnliche Ausführung wie die des Falkstoßes ist der Milwaukeestoß, bei dem 2 mit der Schiene vernietete und unten am Schienenfuß fest anliegende Stahlblechformen angeordnet sind, die mit Gußeisen gefüllt werden. Es entstehen so 2 getrennte Gußeisenlaschen.

Ein eigentliches Schweißen der Schienen erfolgt bei dem Thermitstoß von Goldschmidt. Das Goldschmidtsche Verfahren beruht auf der chemischen Reaktion zwischen Eisenoxyd und Aluminium, dem sog. Thermit, das nach seiner Entzündung durch ein Zündgemisch aus Bariumsuperoxyd und Aluminium unter Entwicklung einer Temperatur von 3000° reines Eisen und Aluminiumoxyd bildet. Das so entstandene Eisen enthält etwa nur 0∙1% C, ist also ganz weiches Schweißeisen.

Die Herstellung der Stoßverbindung geschieht jetzt meistens nach dem kombinierten Verfahren, bei dem ein automatischer Tiegel verwendet wird, aus dessen unterer Spitze erst das Eisen und dann die leichtere Schlacke austritt. Es findet hier ein Umgießen des Schienenfußes und infolge der gleichzeitig erfolgenden Zusammenpressung der Schienenenden durch einen Klemmapparat ein Schweißen des Kopfes statt. Daneben wird noch das einfache Umgießungsverfahren ohne Schweißen des Kopfes angewendet.

Die ersten Versuche mit dem elektrischen Schweißen wurden 1887 in Amerika nach dem Widerstanderhitzungsverfahren mit Wechselstrom gemacht. Hierbei wird Wechselstrom niedriger Spannung und hoher Stromstärke benutzt, um die Schienenenden zur Schweißglut zu bringen und durch Aneinanderpressen das Verschweißen zu ermöglichen. Später wurden[418] nach demselben Verfahren Laschen mit den Schienen verschweißt. In neuerer Zeit findet die Lichtbogenschweißung viel Verwendung, bei der zwischen dem Werkstück und einer Kohlenelektrode ein Lichtbogen gezogen wird, der durch seine Wärme (3500°) die getroffenen Teile des Werkstücks zum Schmelzen bringt. Da der Widerstand des Lichtbogens je nach seiner Länge erheblich schwankt und damit auch die Stromstärke stark wechselt, u.zw. bis zum Kurzschluß bei der Bildung des Bogens, war ein Ausgleichswiderstand in Form einer Akkumulatorenbatterie notwendig, der in Fortfall kam, nachdem in der Querfeld-Gleichstrommaschine eine Einrichtung konstruiert wurde, die längere Zeit ohne schädliche Erwärmung Kurzschluß ausschalten kann. Die Stromstärke beträgt 300–500 Amp. bei 60 Volt Spannung.

Man unterscheidet Stumpf- und Laschenschweißung, von der die erstere aufgegeben ist, weil eine Materialveränderung am Fahrkopf und dadurch eine ungleichmäßige Abnutzung der Stoßverbindung eintritt. Obgleich es gelungen sein soll, der Stoßstelle die gleiche Härte wie der andern Schiene zu geben, wird doch die Laschenschweißung neuerdings bevorzugt. Bei der elektrischen Schweißung berührt der durch Blenden geschützte Arbeiter mit der negativen Kohle das zu verflüssigende Material und zieht einen etwa 3 cm langen Lichtbogen, wodurch das Eisen in Fluß gerät und unter Zusatz von Stabeisen die Lasche mit der Schiene zu einem einheitlichen Ganzen sich vereinigt. Die an 12 Stellen geschweißte Laschenverbindung (Abb. 414) kann als vollkommen starr angesehen werden. Da der schwindende Eisenfluß die Schienen gegeneinander zieht, verschwindet die Stoßlücke völlig und ist nach kurzer Betriebsdauer nicht mehr zu erkennen. Das Verfahren wird auch zur Reparatur ausgefahrener Schienenstöße anderer Bauart benutzt, wobei nach dem Ausschneiden des schadhaften Schienenstücks ein Paßstück eingesetzt, verlascht und mit der Schiene verschweißt wird.

Zu den durch Schweißung hergestellten Schienenstoßverbindungen zählt auch die Stoßverbindung mit angeschweißten Entlastungsstützen, bei der außer den Seitenlaschen Platten geringerer Stärke vorhanden sind, die an der Stoßfuge zwischen Kopf und Fuß beider Schienenenden angeschweißt werden. Die angeschweißten Platten haben die Aufgabe, eine etwa auftretende Hammerwirkung von vornherein dadurch zu verhindern, daß sie einen Teil der auf die Schienenenden wirkenden Last aufnehmen, die Seitenlaschen teilweise entlasten und jede Höhenverschiebung der beiden Schienen gegeneinander unmöglich machen.

Versuche mit dem autogenen Schweißverfahren (Azetylen-Sauerstoffbrenner) sind nur in geringem Umfang angestellt worden.

C. Einbau der Schienen im Straßenkörper.

Da der elektrische Betrieb an den Oberbau der Straßenbahn wesentlich höhere Ansprüche stellt als der Pferdebetrieb, werden aus praktischen Gründen derart schwere Profile verwendet, daß sich deren Berechnung erübrigt. Die Beanspruchung der Unterbettung läßt sich nur angenähert ermitteln. Bei den auf Kies oder einer Packlage ruhenden Gleisen führt eine ähnliche Betrachtung wie beim Langschwellenoberbau der Vollbahnen zum Ziel.

Mit den auch beim Eisenbahnbau üblichen Bezeichnungen und Annahmen wird der Bettungsdruck

Mit C = 8 und C = 15∙4 ergeben sich für die gebräuchlichsten Schienenprofile Werte von

p₀ = 0∙93–1∙37 kg/cm²

Für die in Beton eingebettete Schiene läßt sich, wenn W das Widerstandsmoment, b die Schienenfußbreite und k die Biegungsbeanspruchung der Schiene bedeutet, die Beziehung ableiten

p₀ = P²/6 b k W

woraus sich für p₀ der Mittelwert von 0∙5 kg/cm² ergibt, und 2∙0 kg/cm² kaum überschritten wird.

Diese Zahlen gelten für den ruhenden Raddruck, durch die dynamischen Wirkungen ergeben sich höhere Beanspruchungen. Insbesondere wird der Bettungsdruck durch Stoßwirkungen an den Schienenstößen und Kreuzungsanlagen erheblich höher, wobei allerdings zu berücksichtigen ist, daß die Stöße z. T. durch die Reibung zwischen Schiene und Pflaster bzw. [419] Beton und durch die elastische Durchbiegung der Schienen aufgenommen werden.

Da die Schienenhöhe meistens größer ist als die Höhe der Pflasterdecke, ist fast ausschließlich eine Verstärkung der Unterbettung erforderlich. Diese Verstärkung erstreckt sich entweder auf einen 0∙30–0∙60 m breiten Streifen unter den einzelnen Schienen oder auf die ganze Breite des Bahnkörpers. Die letztere Anordnung ist gebräuchlicher, weil sie ein ungleichmäßiges Setzen der einzelnen Schienen verhindert.

Zur Gleisunterbettung in den chaussierten und mit Steinpflaster versehenen Straßen (Abb. 415 u. 416) wird Sand, Kies, Schotter und Steinschlag von den auch sonst im Straßenbau üblichen Materialien verwendet, doch ist besonders darauf zu sehen, daß Sand und Kies lehmfrei sind, damit die Durchlässigkeit des Untergrundes gewahrt bleibt. Beim Steinpflaster kommen außerdem einzelne Betonkoffer (z.B. 1 : 2¹/₂: 6), Abb. 417, sowie eine durchlaufende Betonplatte vor. Die letztere ist wegen der schlechten Ableitung des durch die Fugen eindringenden Wassers weniger in Anwendung. Bei ungünstigen Bodenverhältnissen sind Querschwellen aus Holz und Eisenbetonschwellen zur Ausführung gelangt. Ununterbrochene 30 cm breite eiserne Langschwellen im Steinpflaster nach Art des Langschwellenoberbaues der Vollbahnen haben ebenfalls vereinzelt Verwendung gefunden.

In Asphaltstraßen sind 2 Einbaumethoden zu unterscheiden: die Herstellung des Betons im Gleiskörper in 2 Lagen (Abb. 418) und die vollständige Einbettung der Schienen in Stampfbeton.

Während bei dieser der Beton unmittelbar unter den Schienenfuß gestampft wird und somit gleichzeitig das Schienenauflager bildet, ist bei der ersteren Bauweise die Anordnung einer Zwischenlage zwischen Unterbeton und Schienenfuß erforderlich. Diese Zwischenlage, 2 bis 4 cm stark, besteht hauptsächlich aus Zementmörtel, Gußasphalt, daneben aus Holz-, Klinkerplatten u. dgl. Die Einbettung der Schienen in Stampfbeton ermöglicht eine raschere Fertigstellung als bei der Bauweise mit 2 getrennten Lagen, da hierbei erst das Erhärten des Unterbetons abgewartet werden muß, bevor mit dem Aufbringen der Schienen und des Oberbetons begonnen werden kann. Die Mindeststärke der Betonunterbettung unter dem Schienenfuß sollte nicht unter 15 cm, die Mischung nicht unter 1 : 8 betragen.

Die Einbettung der Schienen in Holzpflaster gestaltet sich ähnlich wie beim Asphalt (vgl. Abb. 420).

Um jede Bewegung der eingebetteten Schienen zu vermeiden, kommen bei einer Reihe von Verwaltungen Verankerungen zur Verwendung. Die Anker bestehen aus mit Schraubengewinden versehenen Bügeln, die in die Betonunterlage eingelassen und an denen dann die Schienenfüße mittels Schrauben und Klemmplatten befestigt werden. Eine andere Form der Anker besteht aus Ankerböcken (vgl. Abb. 419), die durch kurze Fußlaschen festgehalten werden. Bei den städtischen Straßenbahnen in Berlin werden Querschwellen (Abb. 420) aus -Trägern in Abständen von 4 m verlegt und durch Ankerbügel und Doppelkeile mit dem Schienenfuß verbunden.[420]

Ausgedehnte Verwendung beim Einbau der Gleise hat in den letzten Jahren der Eisenbeton gefunden. Die Bauart nach Dr. Eisig (Abb. 421) bildet aus der Schiene und dem umgebenden Beton einen Verbundbalken aus Eisenbeton, der namentlich gegen seitliche Stöße eine große Stabilität aufweist. Da bei den Straßenpflasterungen in den größeren Städten dem Beton selten genügend Zeit zum Abbinden (je nach der Mischung 1 : 4–1 : 8 etwa 6–20 Tage) gelassen werden kann, erwies es sich als vorteilhaft, als Schienenunterlage bereits vorher erhärtete Platten (Abb. 422) aus Eisenbeton zu verwenden, die es ermöglichen, die Schienen außerordentlich festzulegen und schon nach kurzer Zeit in Betrieb zu nehmen.

Die eisenarmierten 100 mm starken Platten System Reinhardt mit einer Seitenlänge von 500/400 mm werden in vollständig erhärtetem Zustand verwendet, in Abständen von 1∙0 bis 1∙4 m verlegt und, nachdem die Schienen vorgestreckt und ausgerichtet sind, an den Schienen festgeschraubt, nachdem sie zuvor oben mit einer zähflüssigen bituminösen Masse bestrichen sind. Die Platten selbst werden mit Zementmörtel untergossen oder unterstopft und verbinden sich vermöge der hervorstehenden Eiseneinlagen fest mit dem umgebenden Stampfbeton, so daß sich ein einheitlicher Betonkörper bildet. Dem Verfahren haftet noch der Nachteil an, daß die Schienen nicht fortlaufend unterstützt werden und mit frischem, nicht abgebundenem Beton in Berührung kommen. Bei den neueren Eisenbetonlangschwellen System Reinhardt-Busse (Abb. 423 u. 424) ist auch dieser Nachteil vermieden. Da die Schiene in den Trogschwellen eine fortlaufende Unterstützung findet, konnte ein niedriges Profil von nur 100 mm Höhe Verwendung finden, wodurch eine gute Stabilität gegen Seitenstöße erzielt wird. Infolge der Verankerung bilden die Schienen und die Schwellen ein einheitliches Gestänge, das durch sein großes Gewicht die Schwingungen der [421] Schienen unschädlich macht. Der Hauptvorteil dieses Systems, das mit geringen Abänderungen auch für Holzpflaster verwendbar ist, liegt in der Möglichkeit, die Schienen außerordentlich schnell ohne Aufbruch von Beton auswechseln zu können.

Die Verlegung des Gestänges erfolgt bei Straßenbahnen derart, daß die Schienen entweder auf Holzkeilen oder Steinen u. dgl. ausgerichtet und dann einbetoniert werden. Es ist darauf zu achten, daß nicht zu lange Strecken (100 m) freiliegen und die Schienen vor dem Einbetonieren nur einseitig angeschlossen werden, weil andernfalls durch den Temperaturunterschied zwischen Tag und Nacht erhebliche Veränderungen in der Gleislage entstehen können.

Die Verlegung von Gleisen auf Brücken erfordert Anpassung an deren Bauart. Die Verschraubung mit der Fahrbahnkonstruktion ist wegen der unvermeidlichen Bewegungen nicht zu empfehlen, die Anordnung einer elastischen Zwischenlage von Holz, Asphaltbeton ist zweckmäßig; Bleiplatten haben sich nicht bewährt.

Außer dem Unterbau gibt der seitliche Pflasteranschluß an den Schienen am meisten Veranlassung zur Zerstörung des Pflasters und des ganzen Gleiskörpers. Auf Chausseen hat sich zum Schutz der die Gleise kreuzenden Wagen und zur Vermeidung von Spurrillen neben den Schienen die Einfassung der letzteren mit Pflastersteinen bewährt, daneben kommt auch die Auspflasterung des ganzen Gleiskörpers vor. In Steinstraßen ist darauf zu achten, daß die Steine möglichst wenig unterhauen werden und nicht auf dem Schienenfuß aufsitzen, damit sie von den unvermeidlichen Bewegungen der Schienen unabhängig bleiben. Durchaus notwendig ist die sorgfältige Ausfütterung der seitlichen Hohlräume zwischen Kopf und Steg sowie die Einfassung der Schienen mit Längsreihen namentlich in Bögen, um den Verhau der Steine unmittelbar an der Schiene zu vermeiden. Das gleiche gilt für Holzpflaster.

In Stampfasphaltstraßen wird vielfach an der Schiene entlang ein Gußasphaltstreifen eingeschaltet, da der Stampfasphalt an der kalten Schiene abschreckt. Um den Asphalt von den Bewegungen der Schienen zu isolieren, sind elastische Holzeinfassungen zur Ausführung gelangt, die aber den Nachteil haben, daß sie sehr teuer sind und die Zerstörung sich statt an[422] den Schienen an der Fuge zwischen Asphalt und Holz zeigt.

Die Verlegung von Eisenbetonlangschwellen neben den Schienen ermöglicht namentlich bei Gleisreparaturen die rasche Herstellung der Asphaltdecke neben der Schiene. Der Aufbruch des Betons neben den Schienen erfolgt bei diesem Verfahren auch durch Druckluftmeißel.

Eine Schieneneinfassung im weiteren Sinne bildet schließlich die Einschaltung einer Steinpflasterzone in Asphaltstraßen. Besonders auf Außenstrecken, in denen der geringe Verkehr die teueren Unterhaltungskosten für den Asphalt nicht rechtfertigt, ist diese Bauweise in verschiedenen Städten, wie Berlin, Neukölln, Köln, Bremen, Karlsruhe, Düsseldorf zur Ausführung gelangt, wobei sich der Anschluß des Asphalts an das Steinpflaster stets gut gehalten hat. Zur Verminderung des Geräusches werden auch geschurrte Steine verwendet, die an der Oberfläche und den Kanten eben abgeschliffen sind.

Falls die Straße genügend breit ist, ist die Anlage eines eigenen Bahnkörpers von etwa 6 bis 11 m Breite gegenüber allen anderen Einbauweisen am wirtschaftlichsten. Die in verschiedenen Städten ausgeführten Versuche, die Fahrbahnfläche in ganzer Breite mit Rasen zu belegen, sind durchaus erfolgreich gewesen. Abgesehen von dem ästhetisch befriedigenden Eindruck, den die Rasenanlagen machen, sind auch die technischen Vorteile nicht gering zu veranschlagen, die Staubentwicklung und der Lärm werden vermindert und auch die Kosten stellen sich sehr gering. Bei der Herstellung ist darauf zu achten, daß die Grasnarbe mindestens 50–60 mm unter Schienenoberkante liegt und der Rasen gehörig entwässert wird. Insbesondere ist durch gemauerte, mit Rostabdeckungen versehene Querkanäle dafür zu sorgen, daß kein Wasser von den gepflasterten Überwegen auf den Rasen läuft.

Die Zerstörung des Gleiskörpers und das Lockerwerden des Schienenfußes hat seine Ursache hauptsächlich in dem Eindringen von Wasser. Es wird daher vielfach das auf der Straßenoberfläche sich an den Tiefpunkten ansammelnde Wasser aus den Rillen abgeleitet. Eine derartige Bauart ist in der Abb. 425 dargestellt. Da sich jedoch die schmalen Löcher in den Rillen leicht verstopfen, ist die Unterhaltung ziemlich kostspielig. Die Fußentwässerungen stellen sich in der Anlage kompliziert und kostspielig, ihre Wirkung erscheint fraglich, da das eindringende Wasser mit Schlamm beschwert ist und die Rohre sich leicht verstopfen. Das gleiche gilt von der Verwendung wasserdurchlässigen Betons, der ein völliges Versickern des unter den Schienenfuß eindringenden Wassers bewirken soll. Die Wasserdurchlässigkeit soll erreicht werden durch die Verwendung gewaschenen Kieses von 0∙5–3 cm Korngröße ohne Sandzusatz.

Eine Holzpflasterentwässerung, bei der unter der Holzdecke eine Rinne angeordnet ist, aus[423] der der Schlamm mittels Spülung entfernt wird, ist in Berlin (Abb. 426) auf Brückenrampen zur Ausführung gelangt.

D. Notgleise.

Die Notgleise (Auflageschienen, Auflauf-, Umfahrungs- oder Kletterweichen) dienen zum Ausschalten des Betriebs zwecks Ausführung von Erneuerungsarbeiten am Gestänge und dem Unterbau. Je nach den Betriebserfordernissen werden 2 einfache Weichen oder Gleiswechsel zum Ausschalten eines Gleises und besondere Notgleise mit 2 Weichen oder mit festen Aufläufen ohne Zunge hergestellt. Zu den letzteren gehört die sog. Gleisverschlingung (Abb. 427), die bei kleineren Ausbesserungen im Asphalt und Holzpflaster verwendet wird und bei der das Notgleis mit seiner Mittelachse nur 30–60 cm gegen die Mittelachse des außer Betrieb gesetzten Gleises verschoben wird. Die festen keilförmigen Auflaufstücke, durch die die Wagen abgelenkt werden, sind mittels in die Rillen der Hauptschienen eingreifender Steuereisen mit den letzteren fest verbunden.

Die Notgleise werden aus Flachschienen hergestellt und durch Traversen aus Flacheisen, die in Abständen von 1–2 m angeordnet sind, in Spur gehalten. Die Traversen umfassen die Schienen von unten her an der äußeren Seite, während innen auf den Traversen befestigte Klemmplatten die Schienen festhalten. Der Stoß der Flachschienen erfolgt durch Schuhe mit Sperrgliedern, um das Wandern der starken Verschiebungen ausgesetzten Schienen zu verhindern. Die Auflageweichen, die früher eine feste und eine bewegliche Zunge erhielten, werden jetzt fast durchwegs als doppelzüngige gekuppelte Weichen ausgebildet, so daß die Weiche mit einem Handgriff umgestellt werden kann. Daneben kommen auch federnde Zungen vor. Weichen und Herzstücke werden auf schmiedeeiserne Blechplatten aufgenietet und mit Klemmplättchen befestigt; sie werden auf dem Pflaster durch Hakennägel befestigt und lassen sich mit geübten Leuten auch während des Betriebs rasch verlegen und wieder fortnehmen.

Zu den Notgleisen gehören auch die Schlauchbrücken, die den Bahnwagen das Durchfahren von Straßen ermöglichen, die bei Feuersbrünsten mit Schläuchen belegt sind.

E. Kosten und Unterhaltung des Oberbaues.

Von der Angabe der Neukosten wird, als zu verschieden für die einzelnen Städte, Abstand genommen.

Die jährlichen Kosten des Oberbaues setzen sich ebenso wie beim Eisenbahngleis zusammen aus der Verzinsung der Anlagekosten, den jährlichen Erhaltungs- und Ergänzungs- sowie den Erneuerungskosten.

Hiervon lassen sich die Anlagekosten genau, die Unterhaltungs- und Ergänzungskosten mit ziemlicher Sicherheit ermitteln. Die Erneuerungskosten müssen geschätzt werden und können ebenso wie beim Eisenbahnoberbau aus der Formel

E berechnet werden, worin E = Neuwert – Altwert, e = z + 1 den Zinsfuß und n die Dauer des Materials in Jahren bedeutet. Die Unsicherheit der Rechnung liegt in der Zahl n.

Es kann angenommen werden, daß die Schienen je nach der Betriebsdichte in etwa 8–20 Jahren ausgewechselt werden müssen, während sich für Bögen und Kreuzungen oft nur eine Liegedauer von 2–3 Jahren und bei schwachem Betrieb von höchstens 8–10 Jahren ergibt.

Der entscheidende Faktor beim Straßenbahnoberbau ist aber, daß die Auswechslung der Schienen eine Umlegung und Erneuerung des Gleispflasters bedingt, wodurch namentlich beim Asphalt und Holzpflaster die Kosten erheblich vermehrt werden. Die Dauer dieser Pflasterarten bewegt sich zwar in denselben Grenzen, doch wird der Zeitpunkt der Erneuerung der Schienen und des Pflasters nur in den seltensten Fällen zusammenfallen, ganz abgesehen davon, daß der Beton doch erneuert werden muß.

Das gleiche gilt für die Unterhaltung des Oberbaues, da jede Arbeit am Gestänge den Aufbruch und die Wiederherstellung des Pflasters neben den Schienen in einer Breite von 0∙15 bis 0∙30 m zu beiden Seiten erforderlich macht. Es ist daher das Bestreben dahin zu richten, die Schienen von vornherein so einzubauen, daß Festlegungen auf Jahre hinaus nicht zu erfolgen brauchen. Derartige Arbeiten werden im Steinpflaster noch verhältnismäßig einfach ausgeführt, da es sich hierbei nur um ein Unterstopfen der Schienen handelt und das Pflastermaterial wieder verwendet werden kann. Dagegen stellen sich die Kosten der Schienenfestlegungen bei allen Pflasterarten auf Beton unverhältnismäßig[424] hoch, da das Material unbenutzbar wird. Es ist hier die Anwendung solcher Konstruktionen anzustreben, bei denen entweder eine Festlegung der Schienen vor ihrer Auswechslung nicht zu erwarten steht (Eisenbetonbau) oder es ist die Festlegung ohne Aufbruch des Betons zu ermöglichen (Trogschwelle).

Den schwächsten Punkt des Oberbaues bilden die Stöße, da bei diesen ein Nachziehen der Schrauben und Keile nicht möglich ist, die Lockerung der Stoßverbindung aber alsbald das Losewerden der ganzen Schiene zur Folge hat. Ausgefahrene Stöße lassen sich zwar durch Nachfeilen wieder etwas ausbessern, indessen werden dadurch nicht die Bewegungen der Schienenenden vermieden, so daß die Zerstörung der Stoßstelle nur aufgehalten, nicht aber verhindert wird. In neuerer Zeit erfolgt die Auswechslung schadhafter Stöße mit gutem Erfolg durch Einbauen von Überbrückungen, u.zw. mittels Kopflaschen oder durch Abschneiden der Kopfenden und Anschweißen eines neuen Schienenstücks, wobei eine Umlegung des Pflasters nur in ganz geringem Umfange erforderlich ist.

Die beim Straßenbahnoberbau verwendeten Geräte und Werkzeuge sind im allgemeinen die gleichen wie beim Eisenbahnoberbau und nur mit geringfügigen Änderungen versehen.

Literatur: Buchwald, der Oberbau der Straßen- und Kleinbahnen. – Busse, Die Riffelbildung auf den Schienenfahrflächen. Berichte auf den internationalen Straßen- und Kleinbahnkongressen zu Mailand (1906), München (1908), Brüssel (1910) und Christiania (1912). – M. Dietrich, Die Entwicklung des Straßenbahngleises infolge Einführung des elektrischen Betriebs. – Fischer-Dick, Über die Entwicklung des Oberbaues bei Straßenbahnen. A. Haarmann, Die Kleinbahnen. – M. Schiemann, Bau und Betrieb elektrischer Bahnen. – G. Schimff, Die Straßenbahnen in den Vereinigten Staaten von Nordamerika. – Denkschrift über die Große Berliner Straßenbahn 1902–1911. – K. Trautvetter, Elektrische Straßenbahnen und straßenbahnähnliche Vorort- und Überlandbahnen. Hb. d. Ing. W., Bd. I, 4. Abt.

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