Bahnverkehr: Weichen und Kreuzungen

Transkript

1 Bahnverkehr: Weichen und Kreuzungen Vorlesung am Dr.-Ing. Volker Albrecht Folie 1

2 Überblick Definitionen und Begriffe Darstellungsweise Weichenbauteile Bauarten (Einfache Weichen, Bogenweichen, Doppelweichen, Kreuzungen, Kreuzungsweichen) Betriebliche und planerische Aspekte (Befahren von Weichen, Anordnung von Weichen, Weichenfolgen, Gleiswechsel) Folie 2

3 Definitionen und Begriffe Weiche Oberbaukonstruktion, die einem Schienenfahrzeug den Übergang von einem Gleis in ein anderes ohne Fahrtunterbrechung ermöglicht. Kreuzung Oberbaukonstruktion, bei der sich zwei Gleise höhengleich schneiden. Kreuzungsweiche Abzweigende Fahrten von einem Kreuzungsgleis auf das andere sind möglich. Auch Drehscheiben und Schiebebühnen sind Gleisverbindungen. Hierbei ist jedoch eine Fahrtunterbrechung nötig. Folie 3

4 Definitionen und Begriffe Wichtige Begriffe der Weichengeometrie: Folie 4

5 Darstellungsweise Das Fahrkantenbild mit allen Fahrkanten und zur Spurführung notwendigen Bauteilen Das Linienbild stellt nur die Achse des geraden Gleises und Tangente am Ende des gekrümmten Gleises dar (sowie Weichenanfang, Weichenende und Weichentangentenschnittpunkt). Folie 5

6 Weichenbauteile Folie 6

7 Weichenbauteile (1) Weichenzunge (2) Backenschiene Die Zunge wird unterschieden nach der Gestaltung des Drehpunktes: Gelenkzunge (Gz), Federzunge (Fz) Federschienenzunge (Fsch) Fz und Fsch ohne Unterbrechung der Fahrkante Die Zungenspitze müsste sehr spitz anliegen, dies jedoch birgt die Gefahr des Ausbrechens. Deshalb setzt die Zunge zunächst unterhalb des Schienenkopfes an und übernimmt nur die horizontale Führung. Von dort aus wird sie breiter. Folie 7

8 Weichenbauteile Der Weichenantrieb bringt über die Zungenverbindungsstange die Zungenvorrichtung in die beiden möglichen Weichenstellungen. Folie 8

9 Weichenbauteile (4) Fahrschiene (weist keine Fahrkantenunterbrechung auf) (5) Herzstück (6) Radlenker Am Herzstück kommt es zu einer Fahrkantenunterbrechung. Um ein Anlaufen an die Herzstückspitze zu verhindern und die Führung des Schienenfahrzeuges zu sichern, wird gegenüber dem Herzstück der Radlenker angeordnet. Durch bewegliche Herzstückspitzen lassen sich Fahrkantenunterbrechungen vermeiden und Radlenker werden überflüssig. Sie sind jedoch mit hohem Konstruktionsaufwand verbunden und werden nur im HGV eingesetzt. Folie 9

10 Weichenbauteile Die Unterschwellung erfolgt am Weichenbeginn mit 2,60 m langen Schwellen (Regelschwellen). In Schritten von 10 cm wachsen die Schwellen bis zum Weichenende bis zu einem Maß von 4,70 m an. Nach der letzten durchgehenden Schwelle (ldsch) unter beiden sich verzweigenden Gleisen werden Kurzschwellen (2,20 m bis 2,50 m) verwendet, bis der Gleisabstand wieder 2,60 m lange Regelschwellen zulässt. Folie 10

11 Bauarten Folie 11

12 Bauarten Folie 12

13 Bauarten Bezeichnung der Weichen: (Die Zahl entspricht dem Gewicht der Schiene pro Meter) Folie 13

14 Bauarten: Einfache Weiche Die einfache Weiche (EW) besteht aus einem gerade Stammgleis und einem gekrümmten Zweiggleis und ermöglicht zwei Fahrtmöglichkeiten: gerade und gekrümmt. Der Zweiggleisbogen kann entweder vor dem Herzstück enden dann wird ein gerades Herzstück verwendet. Oder der Zweiggleisbogen ist bis zum Weichenende gekrümmt, dann wird ein Bogenherzstück verwendet. Folie 14

15 Bauarten: Einfache Weiche Es gibt tabellierte Grundformen einfacher Weichen (nach DB AG-Norm). Bei Straßenbahnen (Rillenschienen), die sich der Linienführung der Straßen anpassen müssen, sind Halbmesser von 25 m, 50 m, 100 m und 150 m sowie Weichenneigungen zwischen 1:2,7 und 1:9 üblich. Folie 15

16 Bauarten: Bogenweichen Bogenweichen besitzen ein gekrümmtes Stammgleis und ein gekrümmtes Zweiggleis. Unterschieden wird nach Innenbogenweichen (IBW, zwei gleichsinnig gekrümmte Gleise) Außenbogenweichen (ABW, zwei entgegengesetzt gekrümmte Gleise) Folie 16

17 Bauarten: Bogenweichen Man wählt einen Radius für den Hauptfahrweg sowie eine Weichengrundform. Daraus lässt sich lässt sich der Radius des abzweigenden Gleises wie folgt ermitteln: r Z = Radius des Zweiggleises (stärker gekrümmtes Gleis) r 0 = Radius der Zweiggleises der Weichengrundform r S = Radius des Stammgleises (schwächer gekrümmtes Gleis) Folie 17

18 Übung 1 Im Zuge eine Beschleunigungsprogramms soll ein Trassierungsabschnitt für eine Geschwindigkeit v = 130 km/h (Abzweiggeschwindigkeit v = 80 km/h) ausgelegt werden. Die Berechnung (in Hinblick auf die angestrebte Geschwindigkeiten und zulässige Überhöhung) ergab einen Mindestradius für das Zweiggleis von 328,35 m. Es wird geprüft, ob bei dem gegebenen Radius des Hauptfahrweges von 1000 m die Weichengrundform EW 500 1:12 geeignet ist. Der Zweiggleishalbmesser errechnet sich wie folgt: 1000 r Z 1000 r S 1000 r r Z r Z 333,33m 328,35 m r min Folie 18

19 Übung 2 Auf einer mit v = 130 km/h befahrenen Eisenbahnstrecke soll in einem Bogen mit dem Halbmesser r=1100 m eine Außenbogenweiche der Grundform EW 500 1:12 eingebaut werden. Der Radius für das Zweiggleis ist zu ermitteln r Z 1000 r r s 1000 r Z r Z 916,66 m Folie 19

20 Bauarten: Doppelweichen Doppelweichen bestehen aus zwei ineinander geschobenen einfachen Weichen. Somit besitzen sie ein Stammgleis und zwei Zweiggleise. Man unterscheidet Einseitige Doppelweichen (Zweiggleise in gleiche Richtung gekrümmt) Zweiseitige Doppelweichen (Zweiggleise entgegengesetzt gekrümmt) Folie 20

21 Bauarten: Kreuzungen Kreuzungen (Kr) dienen nicht der Verbindung, sondern dem höhengleichen Kreuzen zweier Gleise. Ein Wechseln des Fahrweges ist also nicht möglich. Regelkreuzungen haben eine Neigung von 1:9. Da sich die Schienen an vier Stellen schneiden, ist die Anordnung von Herzstücken und Radlenkern erforderlich. Folie 21

22 Bauarten: Kreuzungsweichen Kreuzungsweichen (KW) sind Kreuzungen, bei denen (durch den Einbau von Zungenvorrichtungen) Verbindungen zwischen den sich kreuzenden Gleisen hergestellt werden. Unterschieden werden: Einfache Kreuzungsweichen (3 Fahrtmöglichkeiten) Doppelte Kreuzungsweichen (4 Fahrtmöglichkeiten) Einfache Bogenkreuzungsweichen (EIBKW, EABKW) Doppelte Bogenkreuzungsweichen (DBKW) Folie 22

23 Betriebliche und planerische Aspekte Befahren von Weichen Es wird unterschieden: spitz befahrene Weiche (Weichenanfang Weichenende) stumpf befahrene Weiche (Weichenende Weichenanfang) Wird eine Weiche in falscher Stellung stumpf befahren, so ist vom Auffahren der Weiche die Rede. Hierbei stellt ein Klammerspitzenverschluss sicher, dass die Weichenzungen entriegelt und durch den Anpressdruck umgestellt werden können. Ist eine Weiche nicht für das Auffahren ausgelegt, entsteht dadurch eine Betriebsstörung. Das Zweiggleis darf nur mit eingeschränkter Geschwindigkeit befahren werden: Das Ergebnis wird durch die nächste durch 10 teilbare Zahl abgerundet. Folie 23

24 Betriebliche und planerische Aspekte Grenzzeichen Die Stelle des Gleisachsabstandes von 3,50 m zweier zusammenlaufender Gleise eine Weiche, Kreuzung oder Kreuzungsweiche wird durch das Grenzzeichen markiert. Bis dorthin können die Gleise mit Fahrzeugen ohne gegenseitige Gefährdung besetzt werden. Das Grenzzeichen ist ein rot-weißer Pflock zwischen den Gleisen. Kennzeichnung im Lageplan wie folgt: Folie 24

25 Betriebliche und planerische Aspekte Weichenfolgen Regeln für Weichen, deren Anfänge gegeneinander verlegt sind: Bilden die Zweiggleise zusammen einen Gegenbogen, so ist eine Zwischengerade einzubauen l g = 0,1v (mind. 6 m) Ebenso wenn eine Weiche mit dem Weichenanfang oder Weichenende an einen gegensinnig gekrümmten Gleisbogen stößt Sind die Bögen jedoch gleichgesinnt, ist keine Zwischengerade erforderlich: Folie 25

26 Betriebliche und planerische Aspekte Weichenfolgen Regeln für Weichen, deren Anfänge in gleicher Richtung verlegt sind: Hier ist zu beachten, dass die Zungenvorrichtung der Folgeweiche nicht auf den durchgehenden Schwellen der vorhergehenden Weiche zu liegen kommt. Dies ist gegeben, wenn am zweiten Weichenanfang ein Gleisabstand von 2,50 m bzw. folgender Anschlusspunkt eingehalten wird: Folie 26

27 Betriebliche und planerische Aspekte Gleiswechsel Ein einfacher Gleiswechsel entsteht, wenn zwei parallel laufende Gleise durch zwei Weichen miteinander verbunden werden. Faustregel: Je kürzer die Entwicklungslänge, desto kleiner die mögliche Geschwindigkeit im Zweiggleis. Da innerhalb eines Gleiswechsels ein Gegenbogen auftritt, ist zwischen den beiden Weichenenden der Zweiggleise eine Zwischengerade vorzusehen. Bei Weichen mit geradem Herzstück besitzen diese bereits einen geraden Zweiggleisabschnitt, der auf die Länge der erforderlichen Zwischengerade angerechnet wird. Folie 27

28 Betriebliche und planerische Aspekte Gleiswechsel Doppelte Gleiswechsel können als Weichenkreuz oder als aufgelöste bzw. versteckte Kreuzung ausgebildet werden. Folie 28

29 Betriebliche und planerische Aspekte Gleiswechsel Weichenstraße: Folge mehrerer Gleiswechsel, bei denen mindestens drei Gleise miteinander verbunden werden. Meist in Gleisvorfeldern von Bahnhöfen. Folie 29

30 Übung 3 Welcher Gleisabstand ist erforderlich, um eine Gleisverbindung zwischen zwei geraden, parallelen Gleisen mit Weichen der Bauart EW 300 1:9 herzustellen? l WTS = l t + l z + l t l t ist der Tabelle zu entnehmen, l z ist zu berechnen Folie 30

31 Übung 3 (Weichen sind nach Möglichkeit nicht überhöht einzubauen.) Folie 31

32 Übung 3 Folie 32