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Blau-weißer Personenzug neben einem ländlichen Feldweg, goldgelben Bäumen und schneebedeckten Bergen bei Sonnenuntergang.

Bewehrung in Erdbauwerken des Eisenbahnbaus

Geogitter und Geoverbundstoffe für Planum, Dämme und Böschungen

Bei der Bewehrung von Eisenbahnerdbauwerken werden Geogitter und Geoverbundstoffe im Bereich des Planums sowie in Dämmen und Böschungen eingesetzt. Je nach Anwendung verbessern sie die Tragfähigkeit, begrenzen Setzungsdifferenzen und tragen zur Standsicherheit der Erdbauwerke bei. Gering tragfähige Untergründe, zyklische Belastungen durch den Zugverkehr und der Eintrag von Feinanteilen aus dem Untergrund in die Schotterschicht stellen wesentliche Herausforderungen im Eisenbahnerdbau dar. Naue bietet dafür DB-HPQ-qualifizierte Geobaustoffe mit unterschiedlichen Funktionen: Combigrid® kombiniert Bewehrung, Trennung und Filtration. Biaxiale Secugrid® Geogitter dienen der Tragschichtbewehrung, während uniaxiale Secugrid® und Secugrid® HS Geogitter für statisch bemessene Bewehrungslösungen in Dämmen, Böschungen und Lastverteilungspolstern eingesetzt werden.

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Auf einen Blick

  • Anwendung: Bewehrung von Tragschichten, Dämmen und Böschungen im Eisenbahnbau auf gering tragfähigen oder wechselnden Untergründen, einschließlich Lastverteilungspolstern über Pfählen.
  • Produkte: Zu den wichtigsten Naue-Produkten für die Bewehrung im Eisenbahnerdbau zählen Combigrid® 40/40 Q1 GRK 4 DB, biaxiale Secugrid® Geogitter (Q1 und Q6) sowie uniaxiale Secugrid® Geogitter (R6) sowie und Secugrid® HS.
  • Einsparpotenzial: Je nach Projekt sind gegenüber unbewehrten Abschnitten Schichtdickenreduzierungen von typischerweise 20-50 % erreichbar.
  • Normen: Die Bemessung erfolgt nach DBS 918 039 (Anwendungsfälle 3.5 bis 3.8), RIL 836, EBGEO und BS 8006-1.
  • Typische Projekte: Typische Projekte umfassen Neubaustrecken und Gleiserneuerungen auf weichem Baugrund, pfahlgegründete Dämme, bewehrte Böschungen und Lärmschutzwände sowie Übergangsbereiche an Bauwerken.

Bewehrung von Erdbauwerken im Eisenbahnbau: Herausforderungen, Lösungen und Ergebnisse

Herausforderungen

  • Weicher, bindiger oder sumpfiger Untergrund mit geringer Tragfähigkeit (CBR < 3 %)
  • Setzungsdifferenzen und Verlust der Gleisgeometrie unter zyklischer Zugbelastung
  • Eintrag von Feinanteilen aus dem Untergrund in die Schutzschicht unter dem Schotterbett und in den Schotter
  • Steile Böschungen, beengte Platzverhältnisse und Dämme auf Pfählen
  • Enge Zeitfenster für Bauarbeiten und spezifische Anforderungen der Deutschen Bahn

Lösung

  • Combigrid® 40/40 Q1 GRK 4 DB: Bewehrung, Trennung und Filtration in einer Lage auf dem Planum (Anwendungsfall 3.5)
  • Biaxiales Secugrid® Geogitter: Tragschichtbewehrung ohne gesonderte Bemessung (Anwendungsfall 3.6)
  • Biaxiale Secugrid® Q6 und uniaxiales Secugrid® R6 / HS Geogitter für rechnerisch bemessene Erdbauwerke (Anwendungsfälle 3.7 und 3.8)
  • Secutex® 151 GRK 3 Filtervliesstoff in Drängräben am Böschungsfuß (Anwendungsfall 3.3)

Ergebnis

  • Schichtdicke gegenüber unbewehrten Abschnitten typischerweise um 20-50 % reduziert (projektabhängig)
  • Standsicherheit von Dämmen, Böschungen und Lastverteilungspolstern rechnerisch nach EBGEO / BS 8006-1 nachgewiesen
  • Der integrierte Vliesstoff von Combigrid® begrenzt die Verlagerung von Feinanteilen und trägt dazu bei, die Trenn- und Filterfunktion zwischen den Schichten sicherzustellen
  • Secugrid® Q1-Geogitter: Hohe Zugsteifigkeit bereits bei geringen Dehnungen für eine frühzeitige Bewehrungswirkung.
  • DB-HPQ-Qualifikation: Die genannten Produkte sind für ihre jeweiligen Anwendungsfälle von der Deutschen Bahn qualifiziert

Typische Anwendungen der Bewehrung in Erdbauwerken des Eisenbahnbaus

Bewehrungselemente von Naue werden überall dort eingesetzt, wo Eisenbahnunterbauten und Erdbauwerke hohe Lasten auf weichem Baugrund tragen oder bei geringer Grundfläche standsicher bleiben müssen.

  • Railway construction

    Neue Strecken auf weichem Baugrund

    Bewehrung des Gleisunterbaus auf gering tragfähigen oder bindigen Böden beim Neubau von Bahnstrecken.

  • Load transfer platforms over piles

    Pfahlgegründete Dämme

    Lastverteilungspolster, die Dammlasten auf die Pfahlköpfe übertragen.

  • Reinforced slopes walls

    Böschungen und Lärmschutzwände

    Platzsparende Stützkonstruktionen aus bewehrter Erde entlang von Bahnstrecken.

  • Bridge abutment railway

    Übergangsbereiche

    Bewehrtes Bodenmaterial an Brückenwiderlagern zur Verringerung von Setzungsdifferenzen.

  • Railway construction

    Gleiserneuerung

    Verbesserung der Tragfähigkeit bestehender Gleisunterbauten durch Geogitterbewehrung statt vollständigem Bodenaustausch.

Bewehrung in Erdbauwerken im Eisenbahnbau: technische Hinweise

Das geeignete Bewehrungselement hängt vom Untergrund, den Lasten, dem Bedarf an Trennung und Filtration sowie davon ab, ob für das Bauwerk ein rechnerischer Nachweis erforderlich ist. DBS 918 039 ordnet jeder dieser Funktionen einen eigenen Anwendungsfall zu.

Secugrid®-Geogitterbewehrung auf sandigem Boden auf einer Baustelle, mit Arbeitern und schweren Baumaschinen im Hintergrund.
Secugrid®-Geogitterbewehrung auf sandigem Boden auf einer Baustelle, mit Arbeitern und schweren Baumaschinen im Hintergrund.
Einbau von Naue Secugrid®-Geogittern zur Bodenbewehrung im Eisenbahnerdbau, die zusätzliche Stabilität bieten und den Bau bewehrter Dämme unterstützen.
Einbau von Naue Secugrid®-Geogittern zur Bodenbewehrung im Eisenbahnerdbau, die zusätzliche Stabilität bieten und den Bau bewehrter Dämme unterstützen.

Robust beim Einbau - zuverlässig in der Leistung

Das Planum und die Erdbauwerke im Eisenbahnbau nehmen zunächst die Belastungen aus dem Baustellenverkehr und anschließend zyklische Zuglasten auf. Secugrid® Geogitter, die auch die Bewehrungskomponente in Combigrid® bilden, bestehen aus gereckten, monolithischen Flachstäben mit verschweißten Knotenpunkten. Bereits bei geringen Dehnungen nehmen sie Zugkräfte auf. Durch die Verzahnung mit dem körnigen Bodenmaterial begrenzen sie dessen seitliche Verschiebung und verbessern so das Tragverhalten der bewehrten Schicht.

Praktische Vorteile für Baustellenteams:

  • Secugrid® Q1-Varianten weisen keine baubedingte Dehnung auf und erreichen ihre Nennzugfestigkeit bei ≤ 7 % Dehnung (EN ISO 10319).
  • Abminderungsfaktoren für Einbaubeschädigung (RFid) von 1,10 bis 1,46 sind je nach Bodenmaterial für Secugrid® dokumentiert.
  • Combigrid® 40/40 Q1 GRK 4 DB vereint ein biaxiales Geogitter mit einem Secutex® Vliesstoff auf einer Rolle: ein Einbauschritt statt zwei.
  • Rollenbreiten von 4,75 m ermöglichen eine zügige Verlegung mit weniger Überlappungen. Die DB-Variante von Combigrid® ist im Format 4,75 × 50 m erhältlich.
  • Secugrid® HS erreicht Zugfestigkeiten von mehr als 400 kN/m und bis zu 1.200 kN/m für Dämme auf gering tragfähigem Untergrund und für Lastverteilungspolster.

Einbauablauf:

  1. Den Untergrund oder das vorhandene Planum vorbereiten und planieren.
  2. Combigrid® mit dem Vliesstoff nach unten oder Secugrid® direkt auf dem Untergrund ausrollen; die Bahnen gemäß Planung überlappen lassen.
  3. Das vorgesehene körnige Schüttmaterial schichtweise bis zur vorgesehenen Dicke einbauen und verdichten.
  4. Bei bewehrten Dämmen, Böschungen und Lastverteilungspolstern zusätzliche Secugrid® Lagen in den bemessenen Abständen verlegen und an der Frontausbildung umschlagen oder verbinden.
  5. Die Tragfähigkeit der fertigen Schicht gemäß den Planungsvorgaben prüfen, z. B. mittels Plattendruckversuch.

Bewehrung in Erdbauwerken im Eisenbahnbau: häufig gestellte Fragen (FAQ)

Die Bewehrung von Erdbauwerken im Eisenbahnbau bezeichnet den Einbau von Geogittern oder Geoverbundstoffen im Planum, in der Tragschicht sowie in Dämmen und Böschungen einer Eisenbahnstrecke. Sie erhöht die Tragfähigkeit, begrenzt Setzungsdifferenzen und gewährleistet die Standsicherheit des Erdbauwerks. Typische Anlässe sind Untergründe mit einem CBR unter 3%, strenge Verformungsgrenzwerte, steile Böschungen sowie Dämme auf weichen Böden oder Pfählen.

Anwendungsfall 3.5 umfasst die Bewehrung mit zusätzlicher Trennung und Filtration (Combigrid® 40/40 Q1 GRK 4 DB). Anwendungsfall 3.6 umfasst die Tragschichtbewehrung ohne rechnerischen Nachweis (biaxiales Secugrid®). Die Anwendungsfälle 3.7 und 3.8 umfassen Bewehrungselemente in rechnerisch bemessenen Erdbauwerken mit biaxialem bzw. uniaxialem Secugrid®. Anwendungsfall 3.3 umfasst Filterelemente in Dränanlagen wie dem Graben am Böschungsfuß (Secutex® 151 GRK 3).

Verwenden Sie Combigrid® dort, wo der Untergrund feinkörnig, bindig oder weich ist und Feinanteile in die Schutzschicht unter dem Schotterbett einwandern könnten. Combigrid® 40/40 Q1 GRK 4 DB bietet Bewehrung, Trennung und Filtration in einem Produkt; ein auf der Baustelle mit einem separaten Vliesstoff kombiniertes Geogitter erfüllt Anwendungsfall 3.5 nicht. Verwenden Sie biaxiales Secugrid® dort, wo nur die Tragschicht bewehrt werden muss.

Biaxiale Geogitter der Varianten Secugrid® 40/40 Q6 und Secugrid® 80/80 Q6 werden dort eingesetzt, wo Kräfte in zwei Richtungen wirken, beispielsweise in bewehrten Böschungen. Uniaxiale Secugrid® Varianten von 80/20 R6 bis Secugrid® 400/40 R6 sowie Secugrid® HS nehmen mit Zugfestigkeiten von mehr als 400 kN/m bis zu 1.200 kN/m hohe Kräfte in einer Richtung auf - in Dämmen auf weichen Böden, in Lastverteilungspolstern über Pfählen und bei der Überbrückung von Hohlräumen.

Ein Lastverteilungspolster ist eine bewehrte körnige Schicht über einem Pfahlraster. Schichten aus einaxialem Secugrid® R6 oder Secugrid® HS überspannen die Bereiche zwischen den Pfählen und übertragen die Dammlast auf die Pfahlköpfe. Dadurch werden Setzungsdifferenzen an der Oberfläche begrenzt. Eine starre Pfahlkopfplatte ist häufig nicht erforderlich. Die Bemessung erfolgt nach EBGEO und BS 8006-1.

Gegenüber unbewehrten Abschnitten lassen sich die Schichtdicken typischerweise um 20-50 % reduzieren, und in vielen Fällen kann ein Bodenaustausch vermieden werden. Die tatsächlichen Einsparungen hängen vom Untergrund, den Lasten und der Bemessung ab.

Bei Projekten der Deutschen Bahn gelten DBS 918 039 (HPQ für den jeweiligen Anwendungsfall) und RIL 836. Die Bemessung erfolgt nach EBGEO und BS 8006-1. Die Zugfestigkeit wird nach EN ISO 10319 und das Kriechen nach EN ISO 13431 geprüft. Beide Prüfungen bilden gemeinsam die Grundlage für die Langzeit-Bemessungsfestigkeit. Bei Filtervliesstoffen wird die charakteristische Öffnungsweite nach EN ISO 12956 bestimmt.

Die Langzeit-Bemessungsfestigkeit (LTDS) wird gemäß EBGEO oder BS 8006-1 aus der charakteristischen Kurzzeit-Zugfestigkeit (EN ISO 10319) unter Berücksichtigung von Abminderungsfaktoren für Kriechen (EN ISO 13431), Einbaubeschädigung und Umwelteinflüsse abgeleitet. Die dokumentierten Abminderungsfaktoren für Einbaubeschädigung von Secugrid® liegen je nach Bodenmaterial zwischen 1,10 und 1,46.

Für die Polypropylen-Varianten Q1 von Secugrid® und Combigrid® gibt die Leistungserklärung (Anhang B) eine Dauerhaftigkeit von mindestens 100 Jahren in natürlichen Böden mit einem pH-Wert von 4 bis 9 und Bodentemperaturen unter 25 °C an. Bei den Polyester-Varianten wird das Kriechverhalten nach EN ISO 13431 geprüft und fließt in die Langzeit-Bemessungsfestigkeit ein.

Bewehrung von Erdbauwerken im Eisenbahnbau: Bemessung nach anerkannten Normen

Die Bewehrung mit Geobaustoffen in Erdbauwerken des Eisenbahnbaus wird gemäß den Normen der DB AG und anerkannten Bemessungsregelwerken bemessen. Die Abteilung Engineering & Design (EDD) von Naue unterstützt die projektspezifische Bemessung und Standsicherheitsberechnung:

  • DBS 918 039: Technische Lieferbedingungen für Geobaustoffe im Eisenbahnbau. Anwendungsfälle 3.3 (Filterelement), 3.5 (Bewehrung mit Trennung/Filtration), 3.6 (Tragschichtbewehrung), 3.7 und 3.8 (rechnerisch bemessene Bewehrungselemente); für jeden Anwendungsfall ist eine gültige HPQ erforderlich.
  • RIL 836: DB-Richtlinie für die Planung, den Bau und die Instandhaltung von Erdbauwerken und geotechnischen Bauwerken.
  • EBGEO: Deutsche Empfehlungen für die Bewehrung mit Geobaustoffen, die Tragschichten, Dämme auf weichem Boden, Lastverteilungspolster und bewehrte Böschungen behandeln.
  • BS 8006-1: Regelwerk für bewehrte Böden, Dämme auf weichen Böden und Pfählen sowie Lastverteilungspolster.
  • EN ISO 10319 / EN ISO 13431: Zugversuch am breiten Streifen und Zeitstandzugversuch als Grundlage der Langzeit-Bemessungsfestigkeit.
  • EN ISO 12956: Charakteristische Öffnungsweite von Filtervliesstoffen.
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Gleisarbeiter in Warnkleidung neben einer großen gelben Gleisinstandhaltungsmaschine RPM 2002 auf einer geschotterten Bahnstrecke.
Gleisarbeiter in Warnkleidung neben einer großen gelben Gleisinstandhaltungsmaschine RPM 2002 auf einer geschotterten Bahnstrecke.
Gleiserneuerung mit einer speziellen Gleisbaumaschine und Bewehrung aus Naue Combigrid® zur Stabilisierung des Gleisunterbaus.
Gleiserneuerung mit einer speziellen Gleisbaumaschine und Bewehrung aus Naue Combigrid® zur Stabilisierung des Gleisunterbaus.

Wie die Bewehrung von Naue im Schichtaufbau wirkt

  1. Grenzfläche zum Untergrund: Der in Combigrid® integrierte Vliesstoff übernimmt die Trenn- und Filterfunktion und begrenzt den Eintrag von Feinanteilen aus dem Untergrund in die darüberliegende Schutzschicht.
  2. Bewehrte Tragschicht: Die Geogitter von Secugrid® und Combigrid® verzahnen sich mit der Gesteinskörnung und begrenzen deren seitliche Verschiebung unter Belastung. Dadurch verbessern sie das Trag- und Verformungsverhalten der Tragschicht.
  3. Erdbauwerk: Secugrid® R6 / HS-Schichten nehmen im berechneten Abstand Zugkräfte in Dämmen, Böschungen und Lastverteilungspolstern auf.
  4. Dränung am Böschungsfuß: Der Filtervliesstoff Secutex® 151 GRK 3 im Drängraben lässt das gesammelte Wasser abfließen und hält dabei Bodenpartikel zurück.
  5. DB-HPQ-Qualifikation: Die eingesetzten Geobaustoffe sind für ihre jeweiligen Anwendungsfälle gemäß DBS 918 039 qualifiziert.

Produkte zur Bewehrung von Erdbauwerken im Eisenbahnbau

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