, DER
EISENBAHN
INGE-NIEUR
INTERNATIONALE FACHZEITSCHRIFT
FÜR SCHIENENVERKEHR & TECHNIK

Grundlagen
Bahnbetrieb
17. - 18. Juni 2021
OnlineQuelle: https://www.eurailpress.de/LÄRMSCHUTZ

Langzeiterfahrungen mit elastischen
Oberbauelementen in JapanTSUYOSHI MORISHIMA | STEFAN VONBUN

Lärm und Erschütterungen aus dem Schie­
nenverkehr stellen Störquellen für Anwoh­ner von Bahnstrecken dar. Durch den Mega­
trend der Urbanisierung und den Kollaps
des motorisierten Individualverkehrs ist dieBahn nach wie vor der Hoffnungsträger derZukunft für die Bewältigung der Mobilitäts­
herausforderungen unserer Zeit. ElastischeElemente aus High-Tech-Werkstoffen er­
möglichen durch ihre erschütterungsredu­
zierende Wirkung eine gesteigerte Lebens­qualität, die jahrzehntelang anhält.
Ausgangssituation
Die japanische Eisenbahnlinie Odakyū Odawara verbindet den Bahnhof Shinjuku in

Tokio mit der Stadt Odawara in der Präfektur Kanagawa (Abb. 1). Die OdakyūEisenbahngesellschaft ging 1948 aus derOdawara Express Railway Co. Ltd hervor undbetreibt ein Eisenbahnnetz von 120,5 km. Die
82,5 km lange Odawara Line ist eine der wichtigsten Schnellbahnstrecken im Großraum
Tokio [1]. Die Schienenfahrzeuge mit Achslasten von bis zu 16 t fahren mit moderaten
Geschwindigkeiten von 80 km/h bis maximal
110 km/h durch dicht besiedelte Gebiete undzahlreiche Viadukte im Südwesten Tokios. Das
Klima in dieser Region Japans ist durchauseine Herausforderung: Im Sommer steigt die
Temperatur auf Werte um 40°C und im Wintersinkt sie regelmäßig auf 0°C ab. Da die Bahntrasse teilweise extrem nahe an Wohngebäuden und Geschäftslokalen vorbeiführt, warder Einbau eines hochwirksamen Erschütterungsschutzes notwendig.

LösungIm Jahr 2001 wurde die bestehende Strecke mit
Erschütterungsschutzprodukten von Getzner
Werkstoffe aufgerüstet. Ein Weichenabschnitt
im Bahnhof Yamato wurde mit Sylomer-Schwellensohlen ausgestattet und ein 6,4 km langer
Streckenabschnitt mit hocheffizienten Polyurethan-Punktlagern. Der Oberbau hat eine besondere Bauform, die vom japanischen Railway
Technical Research Institute (RTRI) im Jahr 1998
[2, 3] entwickelt wurde: Der sogenannte „D-TypOberbau“ besteht aus punktförmig gelagerten
Schwellen. Zwischen Betontrog und jeder Betonschwelle sind jeweils zwei Punktlager (Sylodyn) angebracht, sodass ein schwingungsfähiges Masse-Feder-System entsteht. Ein weiteres
besonderes Merkmal ist die Langlochbohrung
in der Mitte der Lager, durch die ein Metallstift
geführt wird, um starke Horizontalbewegung
und damit ein Verrutschen der Lager im Erd-Abb. 1: Verlauf der Odakyū Odawara-Linie in der Nähe von Tokio inklusive Kennzeichnung der Oberbauformen 28EI | JUNI 2021

Quelle: eigene Darstellung, nach [1]Homepage publication unlimited approved for Nihon Getzner K.K. /Rights for individual downloads and printouts for visitors to the pages approved by DVV Media Group GmbH

Elastische Polyurethan-Elemente für den Eisenbahnoberbau setzen sichseit Jahrzehnten weltweit als bevorzugte Lösung von Bahnbetreibern durch.

bebenfall zu verringern. Diese besondere Formdes Oberbaus war damals ein absolutes Novumund existiert in dieser Variante aufgrund deraußergewöhnlichen plattentektonischen Herausforderungen nur in Japan. Bisher wurden
insgesamt 60 000 Polyurethan-Lager installiert,um eine einzigartige und äußerst wirksame
Vibrationsreduktion zu gewährleisten. Insgesamt wurden 60 km Gleis – sowohl bei Japan
Railways als auch privaten Betreibern – mit
dieser Oberbauform gebaut, bevor sie im Jahr
2016 durch eine Neuentwicklung des RTRI, den„S-Typ-Oberbau“, der zusätzliche Schubnocken
aufweist, abgelöst wurde. Darüber hinaus wurde die neueste Generation dieser Oberbauvariante derart optimiert, dass in Summe die Baukosten um 20 % reduziert werden können [3, 4].

Abb. 2: D-Typ-Oberbau, hervorgehoben in Orange die Polyurethan-PunktlagerQuelle: eigene Darstellung, nach RTRI

den die Prüfungen möglichst genauso durchgeführt wie im Jahr 2000.
Weiter ist anzumerken, dass die Auswahl der
Parameter für die Qualitätsprüfung nach modernen Gesichtspunkten und dem Stand derTechnik entsprechend anders gewählt werden
würde als noch vor 20 Jahren. Im Jahr 2021 wird
die Produktkategorie Schwellensohlen nach deraktuell gültigen Norm EN 16730:2016 geprüft,Punktlager für Masse-Feder-Systeme werden
nach DIN 45673-7:2010 gemessen. Diese Normen enthalten jeweils eine Vielzahl möglicherParameter, die zur Qualitätsbeurteilung vonelastischen Oberbauelementen dienen können.
Für die Vergleichbarkeit mit den Qualitätssicherungsmaßnahmen bei Auslieferung wären diese

Druck-, Zug- undWechsellasten?
Mikropfahl TITAN.

'$

Langzeituntersuchungen
Die Lösung für den D-Typ-Oberbau funktioniert seit der 2001 erfolgten Installation derLager ausgezeichnet und hat sogar die Eröffnung einer Bibliothek und eines Cafés im freien Bereich unterhalb des Viadukts ermöglicht,
die nun dank der hochwirksamen Schwingungsisolierung ungestört von vorbeifahrenden Zügen betrieben werden können.
Im Jahr 2016 beschlossen Odakyū Electric Railway Co. Ltd. und Nihon Getzner nach 15 Jahren
erfolgreichem Betrieb ohne Störungen oder Beschwerden der Anwohner, Proben der beiden
verwendeten Produkte (Sylomer-Schwellensohlen und Sylodyn-Punktlager für Schwellen)zu nehmen, um die mechanischen Eigenschaften nach 810 Mt (54 Mt pro Jahr auf einem Gleis)
zu bestimmen. Bei einer Wartungsunterbrechung während einer Nachtschicht wurden dieProben aus dem Gleis genommen (Abb. 3).
Bei der ersten Sichtprüfung zeigten sich keine Beschädigungen an den Oberflächen derProdukte (Abb. 4). Die Polyurethan-Lager befanden sich in einwandfreiem Zustand, wennauch verschmutzt, schließlich waren sie eineinhalb Jahrzehnte den herausfordernden
Umwelteinflüssen ausgesetzt. Die gemessene
Dicke entsprach der Dicke neuer Produkte,
also war in 15 Jahren Betrieb keine bleibende
Verformung („Kriechen“) aufgetreten.
Um zusätzliche Einblicke in das Alterungsverhalten der statischen und dynamischen Eigenschaften beider Produkte zu gewinnen, wurde eine Testreihe im Labor am Hauptsitz vonGetzner in Österreich durchgeführt.
Als Prüfmaschine kam ein servohydraulischer
Axialprüfstand der Type „PSB 250“ der Firma
Schenck zum Einsatz. Hinsichtlich der Prüfmethoden und ermittelten Kennwerte ist
kritisch anzumerken, dass sich die Prüfmethoden in den letzten Jahrzehnten selbstverständlich verändert haben. Die Genauigkeit
der Prüfmaschinen ist besser geworden unddie Prüfmethodik hat sich teilweise verändert
beziehungsweise weiterentwickelt. Um einemöglichst hohe Vergleichbarkeit zwischen
den vor Auslieferung ermittelten Werten undden Nachmessungen zu gewährleisten, wur-8(' ,% W5+$)7= X O=VPDU W    

SENLINEBEMESLEON-IKROPF­H• Einbau auch mit kleinem und leichtem Gerät• erschütterungsarm und schonend• dauerhafte Lösungen mit geringen SetzungenWeitere Infos: www.ischebeck.de

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EI | JUNI 2021

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Ausgabe Nr. 7/21
• Konfliktmanagement auf Baustellen• Baustellensicherung und Warnsysteme 4.0• Digitale Helfer auf der Baustelle• Baustellenlogistik innerhalb einer komplizierten
Baumaßnahme• Durchbruch für Fahrerassistenzsysteme• Numerische Parameterstudien zum dynamischen
Gleisschotterverhalten

Abb. 3: Ausbau der Schwellensohlen in einer Nachtschicht Quelle: Getzner Nihon

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Erscheinungstermin: 9.7.21

Ausgabe Nr. 8/21
Offizielles Berichtsheft zur
Oberbaufachtagung des VDEI
• Baustandards – Personenbahnhöfe unddigitale Bauteilbibliothek• Bergbahnen mit ihren besonderen Anforderungen• Klimafreundlicher Verkehrsträger Bahn –Fahrerassistenzsystem zum energiesparenden Fahren• Mobile und stationäre Fahrgastinformation in
nahtloser Interaktion• Vorbeugender baulicher Brandschutz im Alltag• KIB trifft Oberbau• Blitz- und Überspannungsschutz in der LST und TK• Sicherheitsgehäuse für elektrotechnische Anlagenin Bahntunneln

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Ausgabe Nr. 9/21
Offizielles Tagungsheft zur
18. Intern. Schienenfahrzeugtagung
RAD/Schiene, Dresden• Neue Erkenntnisse betreffend Rollkontaktermüdungsschäden an Schienenoberflächen
• Rad-Schiene Kontaktoptimierung mittels
Schienenfräsen• Kontakt von Radsatz und Schiene als
Funktion der Querverschiebung• Fortschritte bei modernen Lokomotiven undihr Einfluss auf die Fahrwegbelastung• Monitoring der Bahnhofshalle Berlin OstBf• Natürliche Kältemittel in Klimaanlagen fürSchienenfahrzeugeAnzeigenschluss: 9.8.21
Erscheinungstermin: 7.9.21
Haben Sie Fragen?
Kontakt: Silvia Sander
Telefon: +49/40 - 237 14 - 171
E-Mail: silvia.sander@dvvmedia.com

Abb. 5: Vergleich von Federkennlinien bei Auslieferung und nach 15 Jahren im Einsatz Messungen jedoch nicht aussagekräftig. Die hiervorgestellten Untersuchungen spiegeln deshalb
nur die speziellen Rahmenbedingungen dervorliegenden Fallstudie wieder und können aufgrund dessen nicht oder nur bedingt mit anderen Projekten verglichen werden.
Die Ermittlung der dynamischen Eigenschaften der Sylomer-Schwellensohlen wurde
gemäß dem Original-Datenblatt aus dem
Jahr 2000 mit einer projektspezifischen Vorlast
von 0,40 N/mm² und einer Frequenz von 10 Hz
durchgeführt. Die Messung ergab einen geringfügigen Rückgang des dynamischen Bettungsmoduls von ursprünglich 0,75 N/mm³ auf
0,71 N/mm³, was einer geringen Differenz von
5,3 % entspricht. Die statische Dauerlast war
mit einem gemessenen Wert von 0,4 N/mm²um nur 0,3 % weicher als bei Auslieferung undQuelle: [5]damit, wie auch der dynamische Bettungsmodul, innerhalb der Originaltoleranz. [5]Die Polyurethan-Punktlager wurden einerseits dynamisch geprüft, das Ergebnis war
mit 16,3 kN/mm um nur 7,7 % weicher als
die gelieferte dynamische Federziffer von
17,66 kN/ mm. Aufgrund der hohen Dicke(30 mm) der Lager bat der Kunde auch um
eine Prüfung der statischen Steifigkeit, um die
Gewissheit zu erhalten, dass die Einsenkung
unter stehendem Zug nicht die zulässigen
Grenzwerte überschreitet. Die Abweichungzwischen der aktuellen (12,2 kN/mm) und derursprünglichen statischen Federsteifigkeit(10,7 kN/mm) betrug lediglich 14 % und liegt
damit nach 15 Jahren, wie alle anderen ermittelten Kennwerte, innerhalb der Toleranz, diebei Auslieferung der Produkte galt. [5]Homepage publication unlimited approved for Nihon Getzner K.K. /Rights for individual downloads and printouts for visitors to the pages approved by DVV Media Group GmbH

THEMENSCHWERPUNKTE:

LÄRMSCHUTZSCHALLSCHUTZ x VIER

1.

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2.

3.
NEU

4.

Abb. 4: oben: Schwellensohle; unten: Punktlagerung für Schwellen; beide nach 15 Jahren Einsatz
in ausgezeichnetem Zustand

Die Gesamtheit aller Prüfergebnisse sprichteine klare Sprache: Die mechanischen Eigenschaften und somit die Fähigkeit zur effektiven Schwingungsisolierung der Lösungen ausPolyurethan bleiben auch nach 15 Jahren Betrieb mit steigenden Fahrgastzahlen und damit
Achslasten praktisch unverändert. Die positiven
Ergebnisse der Laborprüfungen bestätigen
die zufriedenstellende und stressreduzierende Funktion für Betreiber und Anwohner. DieKombination aus Prüfungen und praktischen
Erfahrungen unterstreicht die perfekte Eignungvon Hightech-Polyurethanwerkstoffen sowie
ihre Widerstandsfähigkeit und Langzeitstabilität bei anspruchsvollen Betriebsbedingungenim Eisenbahnoberbau, unabhängig von Kontinenten und Klimazonen. Die Lebensdauer der

2001 installierten Produkte wird problemlos die
Lebensdauer aller anderen Oberbaukomponenten aus Beton und Stahl erreichen und stellt
damit für den Betreiber eine wartungsfreie,
wirtschaftliche und hochwirksame Schwingungsschutzlösung dar. nQUELLEN[1] Odakyū Electric Railway Co., Ltd.: „Firmenwebsite“. https://www.
odakyu.jp/english/transport/. Zugriff am 04.02.2021[2] „Railway Technical Research Institute Website“: https://www.rtri.or.
jp/rd/division/rd45/rd4520/rd45200102.html. Zugriff am 25.01.2021[3] Railway Technical Research Institute, „News Release“: https://www.
rtri.or.jp/eng/press/2017/nr20170821_01_detail.html. Zugriff am04.02.2021[4] Railway Technical Research Institute, „Research & Development“:
https://www.rtri.or.jp/eng/rd/seika/02_13.html. Zugriff am 04.02.2021[5] Getzner Werkstoffe GmbH, „Ergebnisbericht zu Prüfauftrag P1688
Langzeitreferenz Odakyu Line,“ Getzner Werkstoffe GmbH, Bürs, 2016vier Produkte, ein
Ergebnis > Ruhe!
¬ schnelles Entschärfen von Lärm-Hot-Spots¬ kein Planfeststellungsverfahren und keine
Umweltverträglichkeitsprüfung nötig¬ niedrige Bauhöhe > keine Sichtbehinderung
für Fahrgäste und Anwohner
1. STRAILastic_IP > Geländerausfachung
2. STRAILastic_mSW > mini-Schallschutzwand
3. STRAILastic_A > Schienenstegdämpfer
4. STRAILastic_mSW 730 > höhere miniSchallschutzwand mit hochabsorbierender
Oberfläche > NEU

www.strailastic.de
KRAIBURG STRAIL GmbH & Co. KG
Tsuyoshi Morishima
Field Engineer Railway
Nihon Getzner K.K., JP-Tokio
tsuyoshi.morishima@getzner.com

Dipl.-Ing. Stefan Vonbun
Freier Autor, AT-Bürs
stefan@vonbun.at

STRAIL | STRAILastic | STRAILway
D-84529 Tittmoning // Göllstr. 8 //tel. +49 | (0)86 83 | 701-0 // info@strail.de@kraiburg strail@strail_official

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