EN 13146 Bahnanwendungen – Prüfverfahren für Schienen und Befestigungssysteme

Die europäische Norm „EN 13146 Bahnanwendungen – Prüfverfahren für Schienen- und Kupplungssysteme“ besteht aus folgenden, unter demselben Titel veröffentlichten Unterabschnitten:

• Die Norm „EN 13146-1 Teil 1: Bestimmung der Längsschienenverbindung“ beschreibt ein Laborprüfverfahren zur Bestimmung der folgenden Eigenschaften:
• Die maximale Längskraft, die auf eine Schiene ausgeübt werden kann, die mittels einer Schienenkupplung an einer Schwelle, einem Träger oder einem Gleiselement befestigt ist, oder die Längssteifigkeit einer eingebetteten Schienenprobe mit einem Klebekupplungssystem bei einer gegebenen Längsverschiebung und für alle Arten von Verbindungen, bevor es zu einer unelastischen Verschiebung der Schiene kommt.
• Für die Berechnung der Interaktion zwischen Eisenbahn und Brücke werden Scherverschiebungs- und Scherdaten benötigt.

Bei Schienenbefestigungssystemen, die die Schiene mechanisch (intervallweise oder kontinuierlich) fixieren, misst das Prüfverfahren die Längshaltekraft der Schiene. Bei versenkten, mit Klebstoff befestigten Schienen misst das Prüfverfahren die Längssteifigkeit.

Prinzipiell wird eine Längslast auf eine Schwelle, einen Träger oder ein Gleiselement aufgebracht, indem eine daran befestigte Schiene mit einem oder zwei Schienenbefestigungselementen oder einem eingebetteten Schienenbefestigungssystem gezogen wird, während die Unterkonstruktion stationär bleibt. Die Bewegung der Schiene relativ zur Unterkonstruktion wird erfasst, und die Last wird entfernt, sobald die Schiene rutscht oder die vorgegebene Längsverschiebung erreicht ist. Die Längsbefestigung bzw. Längssteifigkeit der Schiene wird aus dem Last-Verschiebungs-Diagramm ermittelt.

• Die Norm „EN 13146-2 Teil 2: Bestimmung der Torsionsfestigkeit“ beschreibt ein Laborprüfverfahren zur Ermittlung des Drehmoments, das erforderlich ist, um eine mit einer Schienenkupplung an Schwellen befestigte Schiene um 1 Grad in einer Ebene parallel zur Schienenbasis zu drehen. Der ermittelte Wert kann für Schienenstabilitätsberechnungen verwendet werden. Dieses Prüfverfahren ist nicht für eingebettete Schienen anwendbar. Es gilt für eine komplette Kupplungseinheit.

Prinzipiell wird eine Querkraft auf den Fuß einer an einem einzelnen Schwellenlager befestigten Schiene aufgebracht, während die Schwelle selbst fixiert bleibt. Die Bewegung der Schiene relativ zur Schwelle wird erfasst und die Last so lange erhöht, bis sich die Schiene um mindestens 1,5 Grad dreht. Anschließend wird das Moment, das eine Verschiebung von 1 Grad verursacht, aus dem Last-Moment-Verschiebungs-Diagramm ermittelt.

• Die Norm „EN 13146-3 Teil 3: Bestimmung der Dämpfung von Stoßbelastungen“ beschreibt Laborprüfverfahren zur Aufbringung von Stoßbelastungen auf eine auf einer Betonschwelle oder einem Schienenträger befestigte Schiene. Dabei werden Stoßbelastungen simuliert, die durch den Eisenbahnverkehr verursacht werden, und die Spannung in der Schwelle gemessen. Mit diesen Verfahren wird die Dämpfung von Stoßbelastungen auf Betonschwellen oder Schienenträger durch verschiedene Schienenunterlagen verglichen. Ein Referenzverfahren und ein Alternativverfahren sind enthalten. Diese Prüfung ist nur auf Schottergleisen anwendbar. Die Prüfverfahren gelten für ein komplettes Kupplungssystem.

Prinzipiell wird eine Stoßbelastung erzeugt, indem eine Masse auf das Ende einer auf einer Betonschwelle befestigten Schiene fallen gelassen wird. Die Wirkung des Stoßes wird als Spannung in der Betonschwelle gemessen. Die Stoßdämpfung eines Kupplungssystems wird bewertet, indem die Spannungen verglichen werden, die von einem Referenzschienenpolster mit geringer Dämpfung und einem Testpolster im Kupplungssystem erzeugt werden.

Bei Verwendung einer Referenzplatte im System darf die durch die Stoßbelastung erzeugte Spannung 80 % des Widerstandsmoments der Schwelle gegen Schienensetzung nicht überschreiten. Fallmasse, Fallhöhe und Flexibilität der Aufprallkappe werden so eingestellt, dass die Spannungsgrenze nicht überschritten wird. Der Vorgang wird mit einer Testplatte wiederholt, ohne dass Fallmasse, Fallhöhe oder Aufprallkappe anschließend verändert werden. Das Testergebnis reagiert nicht sehr empfindlich auf die Testlast.

• Die Norm „EN 13146-4 Teil 4: Einfluss wiederholter Belastung“ beschreibt ein Prüfverfahren im Labor zur Erzeugung wiederholter Verschiebungszyklen, die den durch den Verkehr auf Eisenbahngleisen verursachten Verschiebungen entsprechen. Mit diesem Verfahren wird die Langzeitleistung von Kupplungssystemen bewertet. Es ist anwendbar auf oberflächenmontierte und eingebettete Schienen auf Schwellen, Trägern und Gleisoberflächen. Das Prüfverfahren ist auf eine komplette Kupplungseinheit anwendbar.

Prinzipiell übt ein einzelner Aktor eine zyklische Kraft konstanter Amplitude an einer vorgegebenen Lastlinie und Position am Schienenkopf aus. Last, Position und Angriffslinie werden anhand der vertikalen Steifigkeit der Kupplung, der Achslasten und der Krümmung der Schiene, auf der die Kupplung geprüft wird, bestimmt. Die Leistungsfähigkeit wird anhand von Änderungen der Druckkraft, der Längsspannung der Schiene, der vertikalen Steifigkeit und der Schienenposition sowie durch Sichtprüfung der Komponenten während der Prüfung ermittelt.

• Die Norm „EN 13146-5 Teil 5: Bestimmung des elektrischen Widerstands“ beschreibt ein Prüfverfahren im Labor zur Bestimmung des elektrischen Widerstands zwischen Schienen, die von einem Kupplungssystem auf einer Stahl- oder Betonschwelle, einem Schienenträger oder einem Gleiselement unter nassen Bedingungen gebildet werden. Dieses Verfahren ist auch für eingebettete Schienen anwendbar. Es gilt für komplette Kupplungsbaugruppen und ist für Signalströme, jedoch nicht für Fahrstrom, anwendbar. Ein Referenzverfahren und ein alternatives Verfahren sind ebenfalls enthalten.

Prinzipiell wird der elektrische Widerstand zwischen zwei kurzen, an einer Halterung befestigten Schienensegmenten gemessen, während Wasser mit kontrollierter Geschwindigkeit auf alle Halterungs- und Verbindungselemente gesprüht wird.

• Die Norm „EN 13146-6 Teil 6: Einfluss extremer Umgebungsbedingungen“ beschreibt ein Laborprüfverfahren zur Bestimmung des Einflusses extremer Umgebungsbedingungen auf ein Kupplungssystem. Dieses Prüfverfahren gilt für komplette Kupplungsbaugruppen, einschließlich eingebetteter Schienen mit mechanischen Kupplungselementen. Es gilt nicht für eingebettete Schienensysteme, die zur Befestigung der Schiene auf Klebekomponenten angewiesen sind.

Prinzipiell wird das gesamte Befestigungssystem einem Salzsprühtest unterzogen, und die Auswirkungen auf die Demontage- und Montagefähigkeit sowie den Zustand der einzelnen Komponenten werden erfasst.

• Die Norm „EN 13146-7 Teil 7: Bestimmung der Druckkraft und der Hubsteifigkeit“ beschreibt ein Prüfverfahren im Labor zur Bestimmung der auf einen Schienenfuß wirkenden Druckkraft. Dabei wird die Kraft gemessen, die erforderlich ist, um den Schienenfuß von seiner direkten Auflage zu trennen. Gegebenenfalls wird dieses Verfahren auch zur Bestimmung der Hubsteifigkeit des Kupplungssystems verwendet. Es gilt für alle Arten von Schwellen, Trägern und Gleiselementen, sowohl für Systeme mit als auch ohne Fußplatten. Die Prüfung dient nicht der Bestimmung der Sicherheit von Kupplungskomponenten, die an der Schwelle oder anderen Halterungen des Kupplungssystems befestigt sind. Dieses Prüfverfahren gilt für eine komplette Kupplungsbaugruppe. Es ist nicht anwendbar auf Kupplungssysteme für eingebettete Schienen oder andere Kupplungssysteme, die nicht auf den Schienenfuß einwirken.

Prinzipiell wird die Klemmkraft eines kompletten Schienenkupplungssystems durch Messung der Kraft bestimmt, die erforderlich ist, um die Schiene von der Auflagefläche zu trennen.

• Die Norm „EN 13146-8 Teil 8: Prüfungen im Betrieb“ beschreibt ein Verfahren für vergleichende Prüfungen von Schienenverbindungssystemen. Das Prüfverfahren gilt für Verbindungssysteme, die ansonsten den Normen EN 13481-2, EN 13481-3, EN 13481-4, EN 13481-5 und EN 13481-7 entsprechen. Diese Prüfung ist für komplette Verbindungsbaugruppen zu verwenden. Sie wird ausschließlich bei vergleichenden Prüfungen solcher Verbindungssysteme angewendet, die gleichzeitig und mit der vorgesehenen Trägerart montiert sind.

Prinzipiell wird das zu prüfende Kupplungssystem gleichzeitig mit dem Referenzkupplungssystem auf Schwellen, Trägern oder Gleisschienen aus demselben Material und in derselben Bauart montiert. Die Anordnung auf den Schienen ist so gewählt, dass Test- und Referenzkupplungssystem auf Schienen mit ähnlicher Geometrie und vergleichbaren Betriebsbedingungen montiert sind.

• Die Norm „EN 13146-9 Teil 9: Bestimmung der Steifigkeit“ beschreibt Laborprüfverfahren zur Bestimmung der statischen und dynamischen Steifigkeit von Schienenunterlagen, Grundplattenunterlagen und kompletten Schienenbefestigungsbaugruppen.
• Die Norm „EN 13146-10 Teil 10: Zugfestigkeitsprüfung“ beschreibt ein Prüfverfahren zum Nachweis, dass die zum Herausziehen des Ankers einer Schienenkupplung aus der Schwelle oder einem anderen Trägerelement erforderliche Kraft einen vorgegebenen Wert überschreitet (d. h. es handelt sich um eine Belastungsprüfung). Diese Prüfung ist für die folgenden Komponenten des Kupplungssystems anwendbar:
• Wird beim Herstellen von Schwellen oder anderen Tragelementen in den Beton eingegossen.
• Anwendung auf Löcher in Beton, egal ob gegossen oder gebohrt.
• Verschraubt oder auf andere Weise an Holz-, Kunststoff- oder Stahlschwellen oder anderen Tragelementen befestigt.

Dieser Test ist nicht auf eingebettete Schienen anwendbar.

Prinzipiell wird eine vertikale Kraft nach oben auf das verankerte Verbindungselement direkt oberhalb der Stelle aufgebracht, an der es gegossen, geklebt oder verschraubt wurde. Die Last wird so lange erhöht, bis die vorgesehene Tragfähigkeit erreicht ist. Es dürfen keine Beschädigungen sichtbar sein, die die Festigkeit oder Dauerhaftigkeit des Verbindungssystems beeinträchtigen könnten. Für allgemeine Anwendungen sind die Tragfähigkeitswerte in EN 13481-2 (für Betonschwellen) und EN 13481-5 (für Schienen) angegeben.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die EN 13146-Normen aus folgenden Gründen als wichtig erachtet werden:

• Eisenbahnsicherheit
• Standardisierte Leistungsbeurteilung
• Gesetzliche Bestimmungen und Vertragserfüllung
• Erhöhte Langlebigkeit und reduzierte Lebenszykluskosten.
• Unterstützung für Innovationen
• Interoperabilität in europäischen Eisenbahnnetzen

Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinen kompetenten und erfahrenen Mitarbeitern die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Optimierung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir Unternehmen auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm „EN 13146 Bahnanwendungen – Prüfverfahren für Schienen- und Kupplungssysteme“ an.