O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eSp o o r we g b o u wcement 1999 468R e g e l b a r e s p o o r s t a a f -b e v e s t i g i n g v o o r s t a l e nb r u g g e nIn Nederland werden bij de bouwvan de grote stalen spoorbruggenover de rivieren de dwarsliggersdirect op de brug gemonteerd(foto 1), waardoor de brug hetgewicht van het ballastbed niethoefde te dragen. De brug kondaardoor lichter worden uitge-voerd.Door toename van de belasting enverhoging van de snelheid van detreinen traden er problemen opmet de brugdwarsliggers. Naaraanleiding hiervan werd eennieuw bevestigingssysteem ont-wikkeld. Dit resulteerde in 1955in de regelbare spoorstaafbeves-tiging voor stalen bruggen (fig. 2).De spoorstaaf is met een verendedraadklem op de rughellingplaatbevestigd. Onder de spoorstaaf-voet is een kurkrubber bedding-plaat aangebracht, onder de rug-hellingplaat een kurkrubber plaatmet een opgelijmde uitkragendeharde kurkrubber dekplaat. Dekurkrubber platen zorgen voortrillingdemping en geluidreduc-tie. Rubber heeft deze eigen-schappen alleen indien het vanvorm kan veranderen. Hiervoorzouden in de platen groeven ofandere holle ruimten moetenworden gemaakt. Door toevoe-ging van kurk aan het rubber zijndeze holle ruimten, die nadeligzijn voor de levensduur van hetrubber, niet nodig.De rughellingplaten zijn metexcentrische kraagbussen, druk-veren en kunststof kapjes metinwendige schroefdraad aan deschotelstiften bevestigd. Door hetverdraaien van de excentrischekraagbussen kunnen de rughel-lingplaten in dwarsrichting + en? 6 mm verplaatst worden. Voor??n rughellingplaat afzonderlijkis deze nastelbaarheid goed terealiseren. Is de spoorstaaf een-maal bevestigd, dan is het prak-tisch onmogelijk het hele spoor teschiften.In 1955 is dit systeem voor heteerst toegepast op de Maasbrug inMaastricht. Het voldoet zeer goedToepassing van beton in de spoorwegbouw, deel 3Rechtstreeksespoorstaafbevestigingir. K.H. Oostermeijer en ir.K.A.M.Ingels, Projectorganisatie HSL-Zuid,Holland RailconsultBij de rechtstreekse spoorstaafbevestiging wordt de spoorstaaf via een rug-hellingplaat op de onderbouw bevestigd. Dit systeem wordt sinds 1955 bij deNederlandse Spoorwegen onder de naam `regelbare spoorstaafbevestiging'toegepast op stalen bruggen. Hiermee werden de problemen met de directeoplegging van houten dwarsliggers opgelost. Bij de komst van de grote beton-nen spoorbruggen is de regelbare spoorstaafbevestiging voor beton ontwik-keld. De rechtstreekse spoorstaafbevestiging is bij de Nederlands Spoorwegenverder ontwikkeld dan in onze buurlanden.2 | Regelbare spoorstaaf-bevestiging voor stalenbruggen1. kurkrubber beddingplaat2. verende draadklem3. afschermkap metinwendige draad4. drukveer5. excentrische kraagbus6. rughellingplaat7. kurkrubberplaat8. schotelstift, gelast instiftplaat9. lijm1 | Rechtstreekse bevestigingvan de dwarsliggers op eenstalen brugdoorsnede A-AO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eSp o o r we g b o u wcement 1999 4 69en kan met de benodigde nauw-keurigheid worden aangelegd.Sindsdien is deze constructie bijveel stalen bruggen toegepast.Vanwege de goede ervaringen ishet systeem sinds 1955 maarweinig veranderd. Alleen zijn dedraadklemmen vervangen doorveerklemmen, die een groterelongitudinale verplaatsing van despoorstaaf mogelijk maken. Hier-doorkandedilaterendelengtevande kunstwerken langer zijn.R e g e l b a r e s p o o r s t a a f -b e v e s t i g i n g v o o rb e t o n n e n k u n s t w e r k e nIn de jaren zestig werden spoor-wegviaducten steeds meer inbeton uitgevoerd. Om de con-structiehoogtevandezeviaductente beperken, werd de regelbarebevestiging voor stalen bruggengeschikt gemaakt voor betonnenbruggen. Na een proefvak op destamlijn Industriegebied Moer-dijk is de regelbare bevestiging opbeton in 1965 voor de eerste maaltoegepast op het spoorwegviaductin Delft.De constructie is nagenoeg iden-tiek aan die voor stalen bruggen.De schotelstiften en stiftplatenzijn vervangen door draadeindendie in gaten worden gelijmd diein het beton zijn geboord. Ookhier zijn excentrische kraagbus-sen toegepast, waardoor een hori-zontale nastelbaarheid van + en? 6 mm mogelijk is. De hardekurkrubber dekplaat wordt indiktes van 2 tot 8 mm uitgevoerdom oneffenheden van de onder-gronduittevullenofomdespoor-staafbevestiging in de hoogte tekunnen nastellen, zonder dat deelasticiteit van het systeem veran-dert.Toepassing van de regelbarebevestiging op beton bleek in depraktijk moeilijker dan op staal,zowel door de vereiste nauwkeu-rige maatvoering van het beton-oppervlak als door de vereistenauwkeurigheid bij het boren vande gaten. De horizontale nastel-baarheid van in totaal 12 mm wasdoor deze uitvoeringsproblemenhard nodig om het spoor goed aante kunnen leggen.Door een onnauwkeurige maat-voering van de betonoppervlak-ken verslechterde de kwaliteit vanhet spoor snel. Rughellingplatendie niet gelijkmatig waren onder-steund, braken. Door de excentri-sche kraagbussen ontstondenhorizontale afwijkingen van despoorligging. Bevestigingsmid-delen braken bij verstoorde ofslecht onderhouden overgangenbaan-kunstwerk. Onder invloedvan langsbeweging van het kunst-werk kropen de beddingplaatjesonder de spoorstaaf vandaan.Sinds de eerste toepassing inDelft is een aantal verbeteringenaangebracht in de uitvoerings-methode. De nauwkeurigheidwaarmee de betonoppervlakkenkunnenwordenopgeleverdisveelgroter geworden. Tevens zijn erspeciale slijpmachines ontwik-keld waarmee eventuele over-hoogten kunnen worden afgesle-pen en hellingafwijkingen van deoplegvlakken kunnen wordengecorrigeerd. Volgens de huidigevoorschriften mogen de afwijkin-gen van het beton in de hoogte tenopzichte van het ontworpen leng-teprofiel niet meer bedragendan 0 mm naar boven en 6 mmnaar beneden. Hellingafwijkin-gen in langs- en dwarsrichtingvan de oplegvlakken mogen nietmeer dan 1:100 zijn. De hellingenvan opeenvolgende oplegvlakkenmogen onderling ook niet meerdan 1:100 afwijken.Het boren van de gaten geschiedttegenwoordig ook veel nauwkeu-riger. Hierdoor kan nu gebruikworden gemaakt van centrischekraagbussen in plaats van excen-trische. De draadklemmen van despoorstaafbevestiging zijn ookhier vervangen door veerklem-men (foto 3). Deze sterk verbe-terde uitvoering is een oplossingvoor de eerder genoemde proble-men. Door de goede aanleg isvrijwel geen onderhoud nodig.Op baanvakken waar een grootverkantingstekortof-overschotis,worden ook rughellingplaten metvier stiften toegepast.De rughellingplaten werden aan-vankelijk gewalst, later gegoten.Bij gegoten platen ontstondenaanvankelijk problemen, doordatdeze bij het afkoelen krom-trokken.Het systeem is ook toepasbaarvoor wissels (foto 4).Aangezien er tegenwoordig geengebruik meer wordt gemaakt vande excentrische kraagbussen, isde naam `regelbare spoorstaaf-bevestiging' gewijzigd in `spoor-staafbevestiging met centrischekraagbussen en stiften' (fig. 5).B l o k k e n s p o o rAls oplossing voor de uitvoe-ringsproblemen met de regelbarebevestiging op beton is, naast deverbetering van de uitvoerings-methode, sinds 1969 het blok-kenspoor ontwikkeld.Het blokkenspoor wordt top-down gebouwd. De spoorstavenmet de eraan bevestigde prefab-3 | Spoorstaafbevestigingmet centrische kraagbussenen stiften; de meest recenteversie van de rechtstreeksespoorstaafbevestiging4 | Detail van de wissels inde SchipholspoortunnelO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eSp o o r we g b o u wcement 1999 4706 | Blokkenspoor5 | Spoorstaafbevestigingmet centrische kraagbussenen stiften1. rughellingplaat2. klembout3. Vossloh veerklem4. drukveer5. kurkrubberplaat6. kurkrubber beddingplaat7. borgplaat8. lijm9. draadeind M 27/1610.centreerkorf11.afdichtingsring12.afschermkap metinwendige draad13.centrische kraagbus14.volgringdoorsnede A-AO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eSp o o r we g b o u wcement 1999 4 71betonblokken, worden in hoogteen richting afgesteld, waarna deruimte tussen de blokken en hetkunstwerk wordt ondergoten.Hierdooriseenzeernauwkeurigespoorgeometrie te verkrijgen,min of meer onafhankelijk van deafwijkingen in het oplegvlak vanhet kunstwerk en de maattoleran-ties van de elementen (fig. 6).Er zijn twee uitvoeringsvariantenvan het blokkenspoor: de blokkenworden ondergoten met een elas-tische gietmassa of ze wordenvooraf bekleed met elastischmateriaal en daarna ondergotenmet krimpvrije mortel.Het blokkenspoor werd beginjaren zeventig als experimentgebouwd op een viaduct teVlijmen/Empel (spoorlijn Utrecht-'s Hertogenbosch) en in de stam-lijn Industriegebied Moerdijk.Het werd op grote schaal toe-gepast in de Schipholtunnel.Hiermee waren aanvankelijk zeergoede ervaringen. Na de komstvan het koplopermaterieel bleekeen groot aantal blokken in deSchipholtunnel beschadigd tezijn. Het koplopermaterieel hadveel last van polygonisatie van dewielen. Uit nadere studie bleekdat de blokken te licht en onjuistwaren gewapend. Er zijn negenverschillende soorten vervangings-blokken gemaakt, die allen goedvoldoen.In uitzonderlijke gevallen wordthet blokkenspoor ook op stalenbruggen toegepast, zoals op deSuurhofbrug te Rotterdam (foto's7 en 8).Het blokkenspoor is duurder dande regelbare spoorstaafbevesti-ging. Mede door de sterk verbe-terde uitvoering van de laatste, isde noodzaak voor het blokken-spoor minder geworden.R e c h t s t r e e k s e s p o o r -s t a a f b e v e s t i g i n g o pa a r d e n b a a nDedriehiervoorgenoemdespoor-constructies worden toegepastop kunstwerken. Bij ballastlozespoorconstructies op aarden baankan in een aantal gevallen even-eensgesprokenwordenvanrecht-streekse spoorstaafbevestiging.Basis van de constructie is in allegevallen een ter plaatse gestortebetonplaat. De voordelen van desystemenmetrechtstreeksespoor-staafbevestiging op aarden baanzijn gelijkluidend als bij de syste-men op kunstwerken: geringeconstructiehoogte, bouw in eenbeperkt aantal arbeidsgangen enzeer weinig onderhoud bij goedeuitvoering.In het kader van de verdere ont-wikkeling van ballastloos spoorop aarden baan werden bijWagh?usel (lijn Mannheim ?Karlsruhe) door de DeutscheBahn zeven proefvakken gebouwd.Een aantal hiervan is gebaseerdop het principe van de recht-streekse spoorstaafbevestiging.Deze worden hierna kort beschre-ven.Z?blin BTE (foto 9)De spoorstaafbevestigingen wor-den aangebracht op een met eenslipformpaver gestorte beton-plaat met langsbalken.Ter plaatse van alle spoorstaaf-bevestigingen worden enkelecentimeters van het beton weg-gefreesd om een oplegvlak te ver-krijgen met juiste maatvoering.Op het proefvak zijn twee types7 | Blokkenspoor op deSuurhofbrug te Rotterdam8 | Detail blokkenspoorop de SuurhofbrugO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eSp o o r we g b o u wcement 1999 472spoorstaafbevestiging toegepast(Hilti en BWG/WBG). De spoor-staafbevestigingen worden metingelijmde ankers vastgezet.Hochtief / Schreck-Mievis (foto 10)Op de betonplaat worden steun-punten van staalvezelbeton ge-stort. De deuvels voor de spoor-staafbevestiging (IOARV 300)worden mee ingestort.Rasengleis (foto 11)De spoorstaafbevestigingen wor-den aangebracht op een met eenslipformpavergestortebetonplaatmet langsbalken. De maatvoeringvan de balken is zeer nauwkeurig,waardoorhetbetonterplaatsevande spoorstaafbevestigingen nietbewerkt hoeft te worden. Despoorstaafbevestigingen (IOARG336) worden met ingelijmdeankers vastgezet.Crailsheim FCC (foto 12)De betonplaat wordt met een slip-formpaver in een eerste arbeids-gang `ruw' aangebracht. In eentweede arbeidsgang wordt in hetnog verse beton door middel vaneen finisher het oplegvlak op dejuiste hoogte en in de juiste rich-ting gemodelleerd. Tijdens dezearbeidsgang worden ook dedeuvels voor de spoorstaafbeves-tiging IOARV 300 ingetrild.Heilit & Woerner Bes (foto 13)De betonplaat wordt met een slip-formpaver gemaakt. De opleg-vlakken voor de spoorstaafbeves-tigingen worden onmiddellijkin de juiste hoogte en richtingaangebracht. De deuvels voorde spoorstaafbevestiging wordengelijmd in gaten die in het betonzijn geboord. sL i t e r a t u u r1. Deenik, Eisses, Schienen-befestigung im Gleis ohneSchotter, Bau eines Viaductsin Delft. Eisenbahningenieur,17/8/209, 1966.2.Eisses, Solid-bed track laid fortrial service on Netherlandsrailways. Rail EngineeringInternational, 75/8/1, 1975.3. Richtlijnen (werkinstructie)voor de aanleg en vernieuwingvan NP 46 en UIC 54 spoormet rughellingplaten bevestigdmet stiften. NS Railinfrabeheerbv, Systeemontwikkeling.4.Darr, Schaaf, Betriebs-erprobung Feste Fahrbahnzwischen Mannheim undKarlsruhe. EisenbahntechnischRundschau, 45/12/772, 1996.13 | SysteemHeilit & Woerner Bes11 | Systeem Rasengleis12 | Systeem Crailsheim FCC(rechts)9 | Systeem Z?blin BTE10 | Systeem Hochtief /Schreck-Mievis (rechts)