Railway Track Material - St 98 Y with S 15 by B.V. NEDEXIMPO

Gleistechnik Y-St 98 Y mit S 15

10.09.2006

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Ein Unternehmen von ThyssenKrupp Services

ThyssenKrupp GfT Gleistechnik

ThyssenKrupp

Oberbau Y - St 98 Y mit S 15. Railway Track Material - St 98 Y with S 15.

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Die Y-Stahlschwelle. The Y-Steel Sleeper.

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Unsere laufenden Fortschritte bei der Werkstoffentwicklung und den Verarbeitungstechniken führen zu immer neuen Einsatzbereichen für den Werkstoff Stahl. Neben dem Technologiegewinn lohnt sein Einsatz auch wirtschaftlich, denn Stahl kann ohne Qualitätsverlust beliebig oft recycelt werden. Er wird damit einer heute immer wichtiger werdenden Anforderung an Werkstoffe der Zukunft gerecht. Seit mehr als einem Jahrhundert hat sich Stahl als Konstruktionswerkstoff für verschiedenste Anwendungen im Bereich Oberbau sehr gut bewährt. Wie unsere anderen Spitzenprodukte ist auch die Y-Stahlschwelle aus unserer konsequenten Verbindung von Stahl mit moderner Technologie hervorgegangen.

Our continuous progress with material development and processing technologies is leading to ever newer scopes of appli• Hohe Wirtschaftlichkeit durch cation for steel material. In optimierten Schotterkörper und geringen Schwellenbedarf addition to the technological advantage, its use also pays bei der Erstinvestition. off economically, because steel • Geringe Instandhaltungscan be recycled repeatedly kosten. without any loss in quality. • Lange Lebensdauer der This means it satisfies an Schwelle. increasingly important require• Hervorragende Recyclingment for materials of the futuMöglichkeit. • Bedingt durch die hohe Gleis- re. For over a century, steel has lagestabilität und die Rahmen- proved an outstanding material for a wide range of permanent steifigkeit des Systems sind way applications. As with our die Gleise auch bei Radien other top products, the Y-Steel unter 100 m lückenlos versleeper has emerged from our schweißbar. consistent combination of • Volle elektrische Isolation. steel with state-of-the-art • Geringe Bauhöhe. technology. • Durch die vielseitige Gestaltungsmöglichkeit des Werkstoffes Stahl ist eine große Flexibilität hinsichtlich der Verwendung für Sonderbauarten gegeben. Besondere Merkmale des Y-Oberbaues

3 1 2 3 4 5

Aufnahme der Altschienen Ausbau der Stahltrogschwellen Zuführung von Y-Stahlschwellen Greifeinrichtung beim Ablegen Y-Stahlschwellen abgelegt und ausgerichtet

1 2 3 4 5

Lifting of the used rails Removal of the open-box sleepers Feeding of Y-Steel sleepers Gripping system on track laying Y-Steel sleepers laid and aligned Ranges of Application

Special Features of the Y-Railway Track • Highly economical due to optimised ballast bed and low sleeper requirement for initial investment. • Low maintenance costs. • Long service life of sleepers. • Outstandingly suitable for recycling. • Due to the high stability of the track bed and the structural rigidity of the system, the tracks can also be continuously welded at radii of less than 100 m. • Full electrical insulation. • Low construction high. • Due to the possibility of multi-purpose design of steel material, there is a great flexibility in its use for special types of construction.

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Anwendungsbereiche. Ranges of Application.

Konstruktionsart und gute Verlegeeigenschaften ermöglichen den Einsatz der Y-Stahlschwelle in Anwendungsbereichen mit unterschiedlichsten Anforderungen. Anwendungsbereiche

• Allg. Schotteroberbau Analog dem Gleisneu- und Gleisumbau für Stabschwellen sind die Einbauverfahren anwendbar. Besonders zu erwähnen die großen Fortschritte im Bereich des maschinellen Gleisumbaus. • Tunnel Durch geringe Bauhöhe geringerer Ausbruchsquerschnitt.

• Weichen Auch der Weichenbereich kann mit Y-Stahlschwellen realisiert werden. • Bahnübergänge Als Standard- oder Sonderlösung im Einzelfall. • Schmalspur Beliebige Spurweite realisierbar durch Variation der Hauptträgerlänge. • Zahnradstrecken Montage einer Zahnstange an beliebiger Position durch anschweißen, Aufbolzen oder Schrauben möglich. • Gleise mit Fang- und Führungsschienen Ausführung nach Absprache in beliebiger Art.

1 Y-Stahlschwellen auf Schotteroberbau 2 Y-Stahlschwellen für Mehrspurgleis auf Betontragschicht 3 Y-Stahlschwelle mit Zahnstange am Monserrat 4 Bahnübergang von Bodan mit Y-Stahlschwelle

The construction method and good laying characteristics make it possible to use the Y-Steel sleeper for applications with the most varied requirements.

Applications • General ballasted track The same installation methods can be used as when laying new bar-sleeper tracks or upgrading bar-sleeper tracks. Special mention should be made of the great advances in the area of automated track upgrading. • Tunnels The low construction height means a smaller excavated cross section. • Points The area around points can also be realised with Y-Steel sleepers. • Level crossings As standard solutions or special solutions for individual cases. • Narrow gauge Any track width can be realised through variation of the main support length. • Toothed rack track A toothed rack can be installed in any position by welding, bolting or screwing. • Tracks with conductor rail ramps and guide rails Construction in any form by arrangement.

1 Y-Steel sleeper on ballasted track 2 Y-Steel sleeper multiple tracks on concrete bed 3 Y-Steel sleeper with toothed rack on the Monserrat 4 Level crossing at Bodan with Y-Steel sleeper

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Die Normalschwelle. Normal Sleepers.

Typen und Maße / Types and dimensions Auflagerabstand A Support separation A mm

Gewicht pro Stück Weight kg

Schwellenbreite B Sleeper broad B mm

Schiene / Rail 60 E2 (UIC 60) Typ / Type St 98 Y-No-600-60

600

143

1160

Typ / Type St 98 Y-No-650-60

650

143

1210

Schiene / Rail 54 E3 (S 54) Typ / Type St 98 Y-No-600-54

600

143

1160

Typ / Type St 98 Y-No-650-54

650

143

1210

2300

230 2000

230

800

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Die Übergangsschwelle. Transition Sleepers.

Typen und Maße / Types and dimensions Auflagerabstand A Support separation A mm

Gewicht pro Stück Weight kg

Schwellenbreite B Sleeper broad B mm

Schiene / Rail 60 E2 (UIC 60) Typ / Type St 98 Y-Üre-600-60 Typ / Type St 98 Y-Ü li -600-60

185 185

140 140

745 745

Typ / Type St 98 Y-Üre-650-60 Typ / Type St 98 Y-Ü li -650-60

210 210

140 140

770 770

Schiene / Rail 54 E3 (S 54) Typ / Type St 98 Y-Üre-600-54 Typ / Type St 98 Y-Ü li -600-54

185 185

140 140

745 745

Typ / Type St 98 Y-Üre-650-54 Typ / Type St 98 Y-Ü li -650-54

210 210

140 140

770 770

2300 800

230

links / left

230

rechts / right

798 2300

230

2000

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Bauart und Bauteile. Construction Types and Components.

Länge über Kopf 2000 / overhead length 2000 Spur 1435 / track gauge 1435 Schiene verspannt Rail pre-tensioned

Stützpunkt vormontiert Support point preassembled

Höhe bei / Height at: UIC 60 = 276±2 S 54 = 258±2

800 UIC 60 = 1661 / S 54 = 1630 2300

140

Y-Achse Y-Axis

7,5

Schwellenkörper aus Profil IB 100 S, dicht verschweißt mit den oberen Querriegeln ( 25 x 150) und den unteren Querriegeln ( 100 x 50 x 6) Materialien S 235 JR G2. Verbindung im Schutzgas-Schweißverfahren, Schweißnahtgüte gemäß DIN EN 25817 Kl. C. Nahtstärke 4 mm.

Sleeper body, of Section IB 100 5, welded all round to the upper traverse crossbars ( 25 x 150) and the lower traverse crossbars (angle section 100 x 50 x 6), materials S 235 JR G2. Bonded with inert gas welding procedure, weld seam quality in accordance with DIN/EN 25817 CI. C. Weld thickness 4 mm.

Im Lieferzustand sind die Schienenbefestigungsteile bereits komplett vormontiert. Nach dem Einlegen der Schiene kann die Spannklemmen durch lösen der Schwellenschraube auf den Schienenfuß geschoben werden. Die Schrauben werden zum vollständigen Verspannen der Schiene mit ca. 200 Nm angezogen, nach RIL 824.5050 der DB AG.

The rail fixing components are already fully pre-fitted on delivery. Once the rails have been laid in place, the clamps can be slid onto the rail foot by loosening the sleeper screw. In order to clamp the rails completely in place, the screws are tightened to approx. 200 Nm, in accordance with DB AG’s RIL 824.5050.

Der patentierte Stützpunkt S 15 ermöglicht der Schiene zwei Aufstandsflächen je Auflager. Die auftretenden Kräfte werden schon in der Schwelle durch die zwei Zwischenlagen Zw 401 bzw. Zw 402 (siehe Seite 8) abgetragen. Die Schienenneigung von 1:20 oder 1:40 wird durch die Zwischenplatte realisiert. Gehalten wird die Schiene mittels einer Spannklemme Skl 14, die durch eine Schwellenschrauben Ss 34 in Verbindung mit einem Dübel Dü S 15 a die Niederhaltekraft und den Durchschubwiderstand aufbringt.

The patented support point S 15 gives the rail two bearing surfaces per support. The forces which are applied are conducted away into the sleeper by the two packing plates Zw 401 and Zw 402 (see page 8). The cant of 1:20 or 1:40 is realised by means of the intermediate plate. The rail is held in place by means of a clamp Skl 14, which applies the retaining force and slipping resistance by means of a sleeper screw Ss 34 in combination with a stud Dü S 15 a.

Z-Achse/Z-Axis F = G = ly = Wy =

26,40 cm 20,80 kg/m 432,00 cm4 91,00 cm3

iy Iz Wz iz

= 4,04 cm = 276,00 cm4 = 39,50 cm3 = 3,23

Schienenauflagerabstand Rail support separation 230

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Stoffbedarf Schienenbefestigung S 15. Material Requirements Rail Fastening Elements S 15.

3+4 6 7 5

Brienz-Rothon-Bahn, 800 mm Spur mit Zahnstange Brienz-Rothon-Bahn, 800 mm track with toothed rack

6+7

Schienentyp / Rail

Benennung Designation 1 2 3 4 5 6 7

Stück/SW Item/sleeper

60 E2 (UIC 60) Schienenbefestigung / Rail fastening elements S 15 401 auf / on Y-Stahlschwelle / Y-Steel sleeper St 98 Y-No-600-60 Kurzbezeichnung Zeichnungs-Nr. Code Drawing No.

Schwellenschraube / Coach screw 6 Ss 34 Spannklemme / Tensioning clamp 6 Skl 14 Führungsplatte innen / Outer lateral guide plate 3 Fpi Führungsplatte außen / Inner lateral guide plate 3 Fpa Dübel / Dowel 6 Dü S 15a Zwischenlage / Intermediat spacer 6 Zw 401 Zwischenplatte 1:40 / Intermediat plate 1:40 3 Zwp 192 Wird je nach Infrastrukturbetreiber für Schienenneigung 1:40 oder 1:20 geliefert. Supplied for cant of 1:40 or 1:20 depending on the infrastructure operator.

log 40.0002 log 30.0004 log 25.4000 log 25.4001 log 50.3001 log 60.35.2600 log 60.35.2900

54 E3 (S 54) Schienenbefestigung / Rail fastening elements S 15 402 auf / on Y-Stahlschwelle / Y-Steel sleeper St 98 Y-No-600-54 Kurzbezeichnung Zeichnungs-Nr. Code Drawing No. Ss 34 Skl 14 Fpi Fpa Dü S 15a Zw 402 Zwp 193

log 40.0002 log 30.0004 log 25.4000 log 25.4001 log 50.3001 log 54.35.2600 log 54.35.2900

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Schwellen- und Schotterbedarf. Sleeper and Gravel Requirements.

Schwellenanzahl pro km Number of sleepers per km

Schwellenbedarf / Sleeper requirement

Gleislänge / rail length

Schwellenanzahl/

Number of sleepers =

Beispiel / Example:

Schienenauflagerabstände Rail support separations

230

(1,5* (0,23 m + A) ) 1000 m (1,5* (0,23 m + 0,6) )

Bei 65 cm Schwellenabstand sind lediglich 758 Y-Stahlschwellen notwendig. Der Vorfaktor 1,5 im Nenner ergibt sich aufgrund der 1,5-fachen Anzahl von Schienenstützpunkten, gegenüber der Stabschwelle.

230

= 803 Stück / Items

At a sleeper interval of 65 cm, only 758 Y-Steel sleepers are required. The factor 1.5 in the denominator results from there being 1.5 times the number of rail support points in comparison with the bar sleeper.

Beispiel für Oberbaulösung mit Y-Stahlschwellen / Example of permanent way solution using Y-Steel sleepers 5600/5800 > 500

23001)

23001) 1000

Sicherheitsraum gemäß DS 132 Safety space to DS 132

Regellichtraum Control clearance space 300

Randweg / Border path 1: - 0,73 n 1:n

300

Sicherheitsraum gemäß DS 132 Safety space to DS 132

300

SO 1:

300

1,5 1:

1,5 1 : 20

Randweg / Border path - 0,55 n 1:n 1:

1 : 20 u = 0 mm

PSS PSS

500

> 6901) 1)

Der Schotterbedarf des Y-Stahlschwellenoberbaues beträgt 1,42 m3/m Gleis. Randbedingungen: eingleisige Strecke, Überhöhung 0 mm, Vmax=120 km/h, Vorkopfschotter 30 cm

2110

TE 1810

> 9901)

Gefahrenbereich bei v = 120 km/h / Danger zone at v = 120 km/h

The ballast requirement for the Y-Steel sleeper permanent way is 1.42 m3/m of track. Limiting conditions: singletrack, superelevation 0 mm, Vmax=120 km/h, edge ballast 30 cm

Dieser Wert liegt um ~ 30 % niedriger als beim vergleichbaren Oberbau mit Stabschwellen.

These values are ~ 30 % lower than with comparable superstructure with bar sleepers.

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Versanddaten. Shipping Data.

Verladung / Loading

Res

Kbs

Bündelung / Stapling Gesamtgewicht / Weight ca. 1.720 kp

ca. 2.210 +20 mm

ca. 1.162 +10 mm

Holz / Wood 8 x10 cm

Lieferung: Y-Stahlschwellen werden in Bunden zu 2 Paketen á 6 Schwellen geliefert. Bundgewicht ca. 1720 kg

Delivery: Y-Steel sleepers are supplied in bundles of 2 packages each containing 6 sleepers. Weight of bundle approx. 1720 kg

Versandmassen: Wagen Typ Kbs 14 Bunde je 12 Y-Schwellen = 168 Stück = 209 Gleismeter

Shipping dimensions: Type Kbs wagon 14 bundles of 12 Y-sleepers = 168 sleepers = 209 metres of track

Wagen Typ Res 22 Bunde je 12 Y-Schwellen = 264 Stück = 329 Gleismeter

Type Res wagon 22 bundles of 12 Y-sleepers = 264 sleepers = 329 metres of track

Lkw

Truck

16 Bunde je 12 Y-Schwellen = 192 Stück = 239 Gleismeter

16 bundles of 12 Y-sleepers = 192 sleepers = 239 metres of track

Holz / Wood 8 x12 cm

Eine vorlaufende Bettungsreinigung ist für alle Gleisumbauten von Vorteil. Das Schotterbett kann sich vor dem eigentlichen Gleisumbau wieder konsolidieren, was anschließend zu einer besseren Gleislage führt. Bei einem maschinellen Gleisumbau werden die Altschwellen automatisch aufgenommen und durch Y-Stahlschwellen ersetzt. Die Schienen werden ebenfalls automatisch eingefädelt. Die Gradiente, Richtung und der Schwellenabstand werden vom Umbauzug vom alten Gleis übernommen, können aber auch neu eingestellt werden. Hinter dem Umbauzug werden die bereits bei der Lieferung vormontierten Schienenbefestigungen auf den

Schienenfuß geschoben. Es wird empfohlen die Verspannung an beiden Schienen mit lediglich halber Vollverspannkraft durchzuführen, dies hat in der Praxis zu den besten Ergebnissen beim anschließenden Richten und Stabilisieren geführt. Bei dieser Verspannmethode ist, unter Einhaltung der Vorgaben der DB AG, die endgültige Gleislage nach 3 Stopfgängen zu erreichen. Der händische Umbau erfolgt weitestgehend parallel. Y-Stahlschwellen können auch in sehr kleinen Radien lückenlos geschweißt werden. Nach dem Schweißen und Verspannen werden die Schienen geschliffen. Damit ist das Gleis betriebsbereit.

When upgrading track it is advantageous to clean the bed beforehand. The ballast bed can consolidate again before the actual track upgrade, which subsequently leads to a better track bed. With automated upgrading, the old sleepers are automatically lifted and replaced by Y-Steel sleepers. The rails are also slotted into place automatically. The upgrading train adopts the gradient, direction and interval between sleepers of the old track, but these can also be changed. Behind the upgrading train, the rail fixings, which are delivered pre-assembled, are slid onto the foot of the rail. It is recommended that both rails only be clamped with half

the full clamping force; this has proved in practice to lead to the best results when subsequently aligning and stabilising. Using this clamping method, and complying with DB AG’s specifications, the final track bed alignment can be achieved after three packing operations. Manual upgrading is largely carried out in the same way. Y-Steel sleepers can also be continuously welded in very small radii. After welding and clamping, the rails are ground smooth. The track is then ready for operation.

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Y-Stahlschwellenoberbau gemäß St 98 Y mit S 15. Y-Steel sleeper superstructure pursuant to St 98 Y with S 15.

Anwendungen und Einbaukriterien im Streckennetz der DBAG

Applications and installation criteria in the DB AG network

• Zulassungsurkunde des Eisenbahnbundesamtes vom 30.12.1997 Urkunde Nr.: 1221/11101/21AZ2/0244/7

• Licensing document from the Federal Department of Railways dated 30.12.1997 Document No. 1221/11101/21AZ2/0244/7

• Anwendererklärung der DBAG-NEF(O) vom 17.01.2000 Gleisspezifisch zugelassene Einsatzbereiche: - Streckenkategorien: übrige Gleise, G50, R80, R120, G120 - mit V Max.: = 120km/h - mit max. Gleisbelastung: 20.000 t/Tag bei G50, R80, R120, G120 - Schotter vor Kopf 30 cm - R min. 190 m Weitere technische und wirtschaftliche Randbedingungen sind zu beachten

• Application declaration from DBAG-NEF(O) dated 17.01.2000 Track-specific licensed areas of use: - Track categories: Other tracks, G50, R80, R120, G120 - With V max. = 120 kph - With max. track load: 20,000 t/day on G50, R80, R120, G120 - Gravel in front of head 30 cm - R min. 190 m Other technical and commercial marginal conditions must be observed

• Serienzulassung Gleisdetektor FSSB Bauform 90 (Sicherungsanlage EbüT 80) für Oberbau mit Y-Stahlschwellen. EBA vom 08.04.1995, Zulassungsnummer 75 025/5

• Serial licence for track detector FSSB version 90 (EbüT 80 safety system) for superstructure with Y-Steel sleepers. Federal Department of Railways dated 08.04.1995, licence number 75 025/5

• Zulassung zur Betriebserprobung für die Y-Stahlschwelle mit Schienenbefestigung S 15 in Schotterbettung für v=160 km/h EBA 21.61 lozb (274/98) vom 04.01.2000 Kennzeichen: 1221/11101/21 AZ2/8274/9 • Zulassung zur Betriebserprobung für die Y-Stahlschwelle mit Schienenbefestigung S15 Schwerlastverkehr in Schotterbettung. EBA 21.61 lozb (575/00) vom 22.12.2000 Kennzeichen: 1221/11101/21 AZ2/0575/0

• Licence for operating trials for the Y-Steel sleeper with rail mounting S 15 in gravel bed for v = 160 kph Federal Department of Railways 21.61 lozb (274/98) dated 04.01.2000, Reference: 1221/11101/21 AZ2/8274/9 • Licence for operating trials for the Y-Steel sleeper with rail mounting S 15, very heavy load transport in gravel bed. Federal Department of Railways 21.61 lozb (575/00) dated 22.12.2000, Reference: 1221/11101/21 AZ2/0575/0

• Zulassung für Führung- und Fangvorrichtung auf Y-Stahlschwellen EBA 21.61 lozb (575/01) vom 04.10.2001 Kennzeichen: 1221/1110/21 ZEN 2/0557/01

• Licence for guide and catching device on Y-Steel sleepers Federal Department of Railways 21.61 lozb (575/01) dated 04.10.2001, Reference: 1221/1110/21 ZEN 2/0557/01

• Zulassung zur Betriebserprobung der Bahnübergangsbeläge LeBODAN, System BODAN 2 EBA 21.21 lwzb (564/01)

• Licence for operating trials of level crossing surfaces LeBODAN, system BODAN 2 Federal Department of Railways 21.21 lwzb (564/01)

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ThyssenKrupp GfT Gleistechnik GmbH Altendorfer Str. 120 D-45143 Essen

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