Download von bzw. für Studien- und sonstige nichtkommerzielle Zwecke (Stand 2011) u.a.

Transkript

1 ii Vorwort Download von bzw. für Studien- und sonstige nichtkommerzielle Zwecke (Stand 2011) u.a. zur Vertiefung der Inhalte aus der Vorlesung Bahnsystemtechnik 1 des LuFG Bahnsystemtechnik.

2 Vorwort i Vorwort Liebe Studentinnen und Studenten, mit dem Umdruck zur Lehrveranstaltung Bahnverkehr hoffe ich Sie mit der Vermittlung von Eisenbahn - Know-how für ein interessiertes Studium des Systems Bahn anzusprechen. Die Lehrveranstaltung Bahnverkehr baut auf diesem Umdruck auf und vermittelt Ihnen eine strukturierte Einführung in den umfangreichen Lehrstoff; hier werden die Kapitelinhalte mit Ausrichtung auf die Fachprüfung Öffentliche und Individuelle Verkehrssysteme auf das Wesentliche beschränkt und gezielt herausgestellt sowie in Übungen klausurorientiert erste Einblicke in die Anwendung der zahlreichen Regelwerke gegeben. Natürlich kann für Studenten, die die Lehrveranstaltung nicht besuchen, das vorliegende Vorlesungsskript als inhaltliche Hilfestellung für die Bearbeitung des Aufgabenteils Bahnverkehr in der Fachprüfung dienen. Meine Erfahrung zeigt hier jedoch, dass ohne regelmäßigen Besuch der Lehrveranstaltung der Lernaufwand insgesamt höher und das Ergebnis in der Fachprüfung in der Regel allenfalls zufriedenstellend ist. Bei der Skripterstellung konnte mit dem Werner-Ingenieur-Text (ISBN ) Bahnwesen: Planung, Bau und Betrieb von Eisenbahnen, S-, U-, Stadt- und Straßenbahnen (5. Auflage) von Univ.-Prof. em. Dr. Ing. Joachim Fiedler auf wertvolle Anregungen bei der Vermittlung von fachlichen Zusammenhängen zurückgegriffen werden. Herr Fiedler war bis 1994 Ordinarius für Öffentliche Verkehrs- und Transportsysteme an unserer Universität. Darüber hinaus findet der interessierte Studierende weiterführende Hinweise zum Kapitel Trassierung in dem Teubner-Studienskript (ISBN ) Bahnbau von Prof. Dr.-Ing. Volker Matthews, Nürnberg und in dem Handbuch Ingenieurgeodäsie/Eisenbahnbau (ISBN ) von Prof. Dr. sc. techn. Gerhard Müller, Dresden. Der Umdruck ist nur für Studienzwecke zu verwenden. Auch bei sorgfältiger Prüfung schleicht sich manchmal der Fehlerteufel in den Text. Hinweise nehme ich gerne auf. Oberingenieur Dr.-Ing. Volker Deutsch Download von bzw. für Studien- und sonstige nichtkommerzielle Zwecke (Stand 2011) u.a. zur Vertiefung der Inhalte aus der Vorlesung Bahnsystemtechnik 1 des LuFG Bahnsystemtechnik.

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4 Inhalt iii Inhalt Vorwort...i Inhalt...iii Abbildungen...vi Tabellen...x Quellen...xii Gesetze und Regelwerke...xiii 1 Historische Entwicklung der Eisenbahnen Rechtsgrundlagen Die Bahnstrukturreform Eisenbahnneuordnungsgesetz Bundeseisenbahnvermögen Deutsche Bahn Aktiengesellschaft Gesetz über die Eisenbahnverkehrsverwaltung des Bundes Gesetz zur Regionalisierung des öffentlichen Personennahverkehrs Allgemeines Eisenbahngesetz (AEG) Nichtbundeseigene Eisenbahnen Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung Druckschriften und Module der DB AG Straßenbahnen in der Gesetzgebung Gesetzliche Grundlagen im Überblick Spurweite, Fahrraumbegrenzung und Gleisabstände Spurgeführte Systeme Spurweite Normalspur Breit- und Schmalspur Fahrzeuge für verschiedenen Spurweiten Gleise für verschiedenen Spurweiten Fahrzeugbegrenzung Regellichtraum Gleisabstände Gleisabstände auf der freien Strecke Gleisabstände im Bahnhof Fahrbahn-Querschnitte für Vollbahnen Fahrbahn-Querschnitte für Straßenbahnen

5 iv Inhalt 4 Trassierung Geltungsbereich, Vorschriften, Grenzwerte Formelzeichen und ihre Bedeutung Entwurfs- und Fahrgeschwindigkeit Längsneigung und Neigungswechsel Gleisbogen Überhöhung und Seitenbeschleunigung Ausgleichende Überhöhung Nicht ausgeglichene Seitenbeschleunigung Überhöhungsfehlbetrag Zulässige Überhöhung Mindestüberhöhung Regelüberhöhung Richtwerte für Radius und Überhöhung Überhöhungsrampen Übergangsbogen Zwischengerade Gleisverziehungen Bogenabhängige Wagenkastensteuerung Oberbau Zusammenwirken von Rad und Schiene Anforderungen an den Oberbau Bestandteile des Bahnkörpers Schienen Schwellen Schienenbefestigung Sonderbauteile Bettung Feste Fahrbahn Oberbau für Stadt- und Straßenbahnen Straßenbündige Bahnkörper Rasengleis Weichen und Kreuzungen Definitionen und Begriffe Darstellungsweise Weichenbauteile Bauarten Einfache Weiche Bogenweichen Doppelweichen Kreuzungen Kreuzungsweichen Betriebliche und planerische Aspekte

6 Inhalt v Befahren von Weichen Anordnung von Weichen Weichenfolgen Gleiswechsel Sicherung des Bahnbetriebes Abstandshaltung Fahren auf Sicht Fahren im Zeitabstand Fahren im Raumabstand Gegenfahrschutz Fahrwegsicherung Flankenschutzeinrichtungen Sicherheitsabstände Signale Hauptsignale Vorsignale Kombinationssignale Geschwindigkeitsanzeiger (Zs 3) Zugbeeinflussung Sicherheitsfahrschaltung Punktförmige Zugbeeinflussung (PZB) Geschwindigkeitsüberwachung Neigetechnik (GNT) Linienförmige Zugbeeinflussung (LZB) European Train Control System (ETCS) Bahnhofsanlagen Einteilung von Bahnhofsanlagen Definitionen Aufgaben von Bahnhofsanlagen Bahnhofsformen Gleisarten und Gleisplangestaltung Anlagen für den Personenverkehr Bahnsteiganordnung Bahnsteigabmessungen Bahnsteigzugänge

7 vi Abbildungen Abbildungen Abb. 1.1 Hochgeschwindigkeitszug ICE Abb. 2.1 Die drei Stufen der Bahnstrukturreform Abb. 3.1 Spurweite, Spurmaß, Spurspiel und Stützweite,...ii Abb. 3.2 Bezugslinie G1 (Maße in mm) Abb. 3.3 Bezugslinie G2 (Maße in mm) Abb. 3.4 Fortsetzung Bezugslinie G1 und G Abb. 3.5 Lichtraumprofil GC (Maße in mm, DS ) Abb. 3.6 S-Bahn-Lichtraumprofil bei Radien r 250 m Abb. 3.7 Gleisabstand bei Gleiswechselbetrieb Abb. 3.8 Zweigleisiger S-Bahn-Streckenquerschnitt auf Erdkörper Abb. 3.9 Zweigleisiger Streckenquerschnitt auf Erdkörper mit v 160 km/h Abb Zweigleisiger Streckenquerschnitt auf Erdkörper mit v 200 km/h Abb Zweigleisiger Streckenquerschnitt auf Erdkörper mit v > 200 km/h Abb Querschnittsabmessungen für Straßenbahnstrecken Abb Durch Aufpflasterung hervorgehobener Bahnkörper Abb Straßenbahn auf besonderem Bahnkörper in Straßenmitte Abb Straßenbündiger Bahnkörper im Fußgängerzonenbereich Abb Abmessungen eines hochflurigen Stadtbahnwagens (B-Wagen) Abb Abmessungen eines Niederflur-Gelenktriebwagens (MGT 6 D) Abb. 4.1 Längsneigung Abb. 4.2 Stadtbahn-Tunnelrampe mit Längsneigung von Abb. 4.3 Kräfte bei der Bogenfahrt Abb. 4.4 Kraftvektoren bei ausgeglichener Seitenbeschleunigung Abb. 4.5 Zug auf überhöhtem Gleis Abb. 4.6 Gerade Überhöhungsrampe Abb. 4.7 Planungswerte für Überhöhungsrampen Abb. 4.8 Seitenbeschleunigung Abb. 4.9 Krümmungsbild Gerade Kreisbogen Gerade Abb Krümmungsbilder und Überhöhungsfehlbeträge Abb Ermessensgrenzwerte für u f bei Anordnung von Übergangsbogen 4.24 Abb Krümmungsbild eines Übergangsbogens Abb Gerade / Bogen...ii Abb Korbbogen...ii Abb Gegenbogen Abb Krümmungsbild einer Gleisverziehung Abb einseitige Gleisverziehung mit Zwischengerade...ii Abb beidseitige Gleisverziehung mit Zwischengerade...ii Abb einseitige Gleisverziehung bei einer Stadtbahn Abb Neigezug BR 612 der DB AG

8 Abbildungen vii Abb. 5.1 Sinuslauf des Radsatzes Abb. 5.2 Begriffe zur Spurführung bei Nahverkehrsbahnen Abb. 5.3 Vollrad und bereiftes Rad (EBO, Anlage 6) Abb. 5.4 Radsatzstellung im Gleisbogen Abb. 5.5 Bahnkörper nach der Richtlinie (Ril) der DB AG Abb. 5.6 Bestandteile des Schotteroberbaus nach DS Abb. 5.7 Form und Hauptabmessungen gängiger Breitfußschienen Abb. 5.8 Rillenschiene Ri 60 und Phönix-Profil Ph 37a Abb. 5.9 Schienenstoß auf Holzschwellen, Oberbau K Abb verschweißter Schienenstoß auf Betonschwellen Abb Gusseiserne Schienen mit Einzelstützen, um Abb Gleisrost mit Querschwellen Abb Betonschwelle B Abb Gleisrost mit Y-Stahlschwellen Abb Oberbau W Abb Oberbau K Abb Schutzschienen Abb Leitschiene Abb Schienenauszug Abb Bremsprellbock Abb Bettungsquerschnitt einer zwei- bzw. eingleisigen Strecke Abb Bettungsreinigungsmaschine und Gleisstopfmaschine Abb Hochleistungs-Bettungsreinigungs- und Aushubmaschine Abb Betonieren der Fahrbahnplatte eines ausgerichteten Gleisrostes Abb Feste Fahrbahn auf Asphalttragschicht Abb Aufbau einer Festen Fahrbahn auf Asphalttragschicht Abb Betonlängsbalkengleis auf Stadtbahnstrecke Abb Straßenbündiger Bahnkörper mit Holzschwellen Abb Straßenbündiger Bahnkörper auf Tragschicht Abb Gleiseinbau auf Zweiblockschwellen und Ortbeton-Tragplatte Abb Ausgerichteter Gleisrost mit seitlichem Kammerfüllkörper Abb Ausgerichteter Gleisrost auf Tragplatte Abb Rasengleis in Bremen, Gleis mit tiefliegendem Rasen Abb. 5.34: Rasengleis in Strasbourg, Gleis mit hochliegendem Rasen Abb. 6.1 Fahrkantenbild einer Weiche Abb. 6.2 Linienbild einer Weiche Abb. 6.3 Weichenbauteile einer einfachen Weiche (EW) Abb. 6.4 Ansicht einer einfache Weiche Abb. 6.5 Querschnitt durch Weichenzunge und Backenschiene Abb. 6.6 Herzstück und Flügelschiene Abb. 6.7 Radlenker Abb. 6.8 Weichenendteil mit Herzstück und Radlenker Abb. 6.9 Weiche mit beweglichem Herzstück Abb EW mit geradem Herzstück und mit Bogenherzstück...6.9

9 viii Abbildungen Abb Innen- und Außenbogenweiche Abb Einseitige und zweiseitige Doppelweiche Abb Fahrkartenbild einer Kreuzung Abb EKW mit innenliegender Zungenvorrichtung Abb EKW mit außenliegender Zungenvorrichtung Abb Linienbild einer DKW mit innenliegender Zungenvorrichtung Abb Lage des Grenzzeichens Abb Weichenfolgen mit Zwischengeraden Abb Weichenfolge ohne Zwischengerade Abb Weichenanschluss Weichenanfang an Weichenende Abb Gleiswechsel (EW mit Bogenherzstück) Abb Weichenkreuz und aufgelöste Kreuzung im Vergleich Abb Weichenkreuz Abb Doppelte Gleisverbindung mit aufgelöster Kreuzung Abb Weichenstraße mit und ohne Kreuzung Abb. 7.1 Fahren auf Sicht nach BOStrab Abb. 7.2 Betriebsgefährdung durch Folgefahrt Abb. 7.3 Fahren im Raumabstand, Blocksystem Abb. 7.4 Gleisstromkreis in einem unbesetzten Gleis Abb. 7.5 Gleisstromkreis in einem besetzten Gleis Abb. 7.6 Isolierstoß Abb. 7.7Achszähler Abb. 7.8 Betriebsgefährdung durch Gegenfahrt Abb. 7.9 Betriebsgefährdung durch Flankenfahrt Abb Anordnung einer Schutzweiche Abb Darstellung einer Gleissperre im Lageplan Abb Funktion eines isolierten Streckenschutzabschnittes Abb Gefahrpunktabstände Abb Durchrutschweg Abb Signal Hp 0 Halt Abb Signal Hp 1 Fahrt Abb Formsignale: Hauptsignal Hp 1, Vorsignal Vr Abb Signal Hp 2 Langsamfahrt (i.d.r. 40 km/h) Abb Signal Vr 0 - Halt erwarten Abb Signal Vr 1 - Fahrt erwarten Abb Signal Vr 2 - Langsamfahrt erwarten Abb Kombinationssignal Abb Kombinationssignal mit Zs Abb Signal Zs Abb Signal Zs 3v Abb PZB 90-Bremskurve für einen Reisezug Abb PZB-Magnet Abb. 8.1 Bahnhöfe nach Lage im Streckennetz Abb. 8.2 Gleisplan eines Knotenbahnhofes (Freiburg Hbf)

10 Abbildungen ix Abb. 8.3 Bahnhöfe nach Lage des Bahnhofsgebäudes Abb. 8.4 Kopfbahnhöfe in London Abb. 8.5 Gleisanlagen eines Durchgangsbahnhofes Abb. 8.6 Kehrgleisanlage Abb. 8.7 Kennzeichnung von Gleisen im Lageplan Abb. 8.8 Länge eines Gleises Abb. 8.9 Mittelbahnsteig Abb Zweigleisiger Haltepunkt mit zwei Außenbahnsteigen Abb Außenbahnsteig als Hausbahnsteig Abb Außenbahnsteig mit Busverknüpfung Abb Außenbahnsteige mit Busverknüpfung Abb Querbahnsteig und Zungenbahnsteig im Kopfbahnhof Abb Inselbahnsteig mit integriertem Zungenbahnsteig Abb Zwischenbahnsteig Abb Zwischenbahnsteig mit höhengleichem Zugang Abb Bahnsteiglänge bei Durchgangsbahnhöfen (DS ) Abb Bahnsteiglänge bei Kopfbahnhöfen (DS ) Abb Bahnsteigbreite bei Außenbahnsteigen Abb Bahnsteigbreite bei Inselbahnsteigen Abb Inselbahnsteig mit Treppe am Bahnsteigende Abb Inselbahnsteig mit Treppe in Bahnsteigmitte Abb Durch Bahnübergang erschlossene Außenbahnsteige

11 x Tabellen Tabellen Tab. 2.1 Kennzahlen der DB AG (Stand 2009) Tab. 2.2 Allgemeines Eisenbahngesetz Tab. 2.3 Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung Tab. 2.4 Ausgewählte Unterscheidungskriterien städtischer Bahnen Tab. 2.5 Gegenüberstellung der Regelwerke für Eisen- und Straßenbahnen Tab. 2.6 Anwendungsbereich der gesetzlichen Regelwerke Tab. 3.1 Aufgabenzuordnung bei der Rad-Schiene-Technik Tab. 3.2 Spurweiten in Gleisbögen nach EBO Tab. 3.3 Mindestgleisabstand zwischen Streckengleisen (EBO 10) Tab. 3.4 Wichtige Gleisabstände zwischen Streckengleisen Tab. 3.5 Gefahrenbereichsmaße der DB AG Tab. 3.6 Gleisabstände in Bahnhöfen (Auswahl) Tab. 3.7 Abmessungen von Fahrbahn-Querschnitten in der Geraden Tab. 3.8 Abmessungen des Gleisbettes Tab. 4.1 Werte-Differenzierung der Trassierungselemente Tab. 4.2 Abkürzungen und ihre Bedeutung Tab. 4.3 Seitenbeschleunigung und entsprechender Überhöhungsfehlbetrag 4.15 Tab. 4.4 Zulässiger Überhöhungsfehlbetrag u f (mm) in Gleisen Tab. 4.5 Empfohlene Richtwerte für Radius r [m] und Überhöhung u [mm] Tab. 5.1 Oberbauanforderungen Tab. 5.2 Übersicht gängiger Schienenformen Tab. 5.3 Merkmale verschiedener Schwellentypen Tab. 5.4 Zusammenstellung von Schwellenabmessungen Tab. 5.5 Merkmale der Festen Fahrbahn Tab. 6.1 Begriffe der Weichengeometrie Tab. 6.2 Stellphasen eines Weichenumstellvorgangs Tab. 6.3 Bauarten von Weichen, Kreuzungen und Kreuzungsweichen Tab. 6.4 Weichenbezeichnung Tab. 6.5 Abmessungen einfacher Weichen mit geradem Herzstück Tab. 6.6 Abmessungen einfacher Weichen mit Bogenherzstück Tab. 6.7 Berechnung des Zweiggleisradius bei Bogenweichen Tab. 6.8 Minimalradien für Bogenweichen (nach DS 800) Tab. 6.9 Abmessungen der symmetrischen Außenbogenweiche der DB AG Tab Abmessungen von Kreuzungen nach DB AG-Norm Tab Zulässiger Überhöhungsfehlbetrag u f ( mm) in Weichen Tab Abzweiggeschwindigkeiten einfacher Weichen Tab. 8.1 Aufgaben von Bahnhofsanlagen Tab. 8.2 Gegenüberstellung Außen- und Inselbahnsteig Tab. 8.3 Maße für die Bemessung von Bahnsteigen

12 Tabellen xi Tab. 8.4 Mindestbreite für Inselbahnsteige Tab. 8.5 Bahnsteigkanten im Netz der DB AG

13 xii Quellen Quellen Abbott, J. (Hrsg.): Jane s World Railways Janes Information Group Limited: 37. Auflage, Coulsdon, Surrey Adler, G. u.a.: Lexikon der Eisenbahn Transpress: 8. Auflage, Berlin Bätzold / Fiebig: Elektrische Lokomotiven deutscher Eisenbahnen Transpress: 1. Auflage, Berlin 1984 Berg, G. u. Henker, H.: Weichen Transpress: Berlin Bundesministerium für Verkehr: Verkehr in Zahlen Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrwesen, 26. Jahrgang, Köln Fiedler, J.: Bahnwesen Werner: 5. Auflage, München Freise, R.: Taschenbuch der Eisenbahngesetze Hestra: Darmstadt 11. Auflage Führer, G.: Gleiskonstruktionen Transpress: 1. Auflage, Berlin Matthews, V.: Bahnbau Teubner Studienskripten: Stuttgart Müller, G. u.a.: Handbuch Ingenieurgeodäsie - Eisenbahnbau Wichmann: Heidelberg Pichlmaier, R.: Der Bundesbahn-Oberbau Eisenbahn-Fachverlag: 2. Auflage, Heidelberg/Mainz Rossberg, R.R.: Geschichte der Eisenbahn Siegloch Service Edition: Künzelsau Schleife, W. u.a.: Metros der Welt Geschichte, Technik, Betrieb Transpress: 2. Auflage, Berlin Schefold, U.: 150 Jahre Eisenbahn in Deutschland Südwest: München Schlüter, K.: Unterhaltung und Erneuerung des Oberbaus Josef Keller: Starnberg 1974.

14 Gesetze und Regelwerke xiii Gesetze und Regelwerke Allgemeines Eisenbahngesetz (AEG) vom 27. Dezember 1993 Gesetz über die Eisenbahnverkehrsverwaltung des Bundes vom 27. Dezember 1993 Gesetz zur Regionalisierung des öffentlichen Personennahverkehrs (Regionalisierungsgesetz) vom 27. Dezember 1993 Gesetz über die Gründung einer Deutschen Bahn Aktiengesellschaft Deutsche Bahn Gründungsgesetz (DBGrG) vom 27. Dezember 1993 Gesetz zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen und ähnliche Vorgänge (Bundes-Immissionsschutzgesetz BImSchG) vom 14. Mai 1990 Eisenbahn Bau- und Betriebsordnung (EBO) vom 8. Mai 1967 in der Fassung vom 27. Dezember 1993 Eisenbahn Signalordnung (ESO) vom 7. Oktober 1959 in der Fassung vom 1. August 1994 Eisenbahn Bau- und Betriebsordnung für Anschlussbahnen (EBOA) Sechzehnte Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verkehrslärmschutzverordnung 16. BImSchV) vom 12. Juni 1990 Verordnung über den Bau und Betrieb der Straßenbahnen (BOStrab) vom 11. Dezember 1987 Ril 301: Signalbuch DS 800: Bahnanlagen entwerfen mit den Teilheften Allgemeine Grundlagen Neubaustrecken S-Bahnen Rangierbahnhöfe Güterverkehrsanlagen Bahnhofsvorplätze und P+R-Anlagen DS 804 Vorschrift für Eisenbahnbrücken und sonstige Ingenieurbauwerke DS 809 Baumaßnahmen bestellen, planen und durchführen DS 815 Bahnübergänge entwerfen und instandhalten DS 820 Oberbaurichtlinien für Regelspurbahnen DS Ergänzungsbestimmungen zu den Oberbaurichtlinien DS 836 Vorschrift für Erdbauwerke DS 889 Richtlinien für Planung und Bau von Signalanlagen Akustik 07: Anweisung zur Erstellung schalltechnischer Untersuchungen für Verkehrslärm Luftschall (DB-AG)

15 xiv Gesetze und Regelwerke Schall 03: Richtlinien zur Berechnung der Schallimmissionen von Schienenwegen (DB-AG) Richtlinien für die digitale Bewertung geometrischer Oberbauzustände (DB-AG) Richtlinien für die Trassierung von Bahnen nach der Verordnung über den Bau und Betrieb der Straßenbahnen (BOStrab-Trassierungsrichtlinien VDV) Oberbau-Richtlinien und Oberbau-Zusatzrichtlinien des VDV für den BO- Strab-Bereich (OR/ORZ Entwurf 1995) Oberbau-Richtlinien für nichtbundeseigene Eisenbahnen (Obri-NE) Regelweichen für nicht bundeseigene Eisenbahnen (Regelweichen-NE)

16 Historische Entwicklung der Eisenbahnen Historische Entwicklung der Eisenbahnen vor 1800 Die Entwicklung der Technik hin zur Eisenbahn vollzog sich langsam und in kleinsten Schritten. Zahlreiche nach den verschiedensten Systemen spurgeführte Fahrzeuge waren, vor allem im Bergbau, in Betrieb. Alle diese Strecken waren jedoch kurz, nicht vernetzt oder vereinheitlicht und dienten allein dem Güterverkehr. Zum Antrieb diente die Muskelkraft von Tieren und Menschen, im Gefälle wurde der Hangabtrieb genutzt Großbritannien: George Stephenson entwickelt die locomotive steam engine, die bewegliche Dampfmaschine Mit der 35 km langen Strecke Stockton Darlington in Nordengland ging die erste Eisenbahn im heutigen Sinne mit Personenbeförderung in Betrieb Zwischen Linz und Budweis wird eine ca. 190 km lange Pferdebahnstrecke erbaut. ab 1830 In zahlreichen Ländern wird der Bau von Eisenbahnen aufgenommen, Vorreiter sind England und die USA Die Strecke Liverpool Manchester wird eröffnet. Sie ist das Vorbild für die meisten Eisenbahnbauten der nächsten Jahrzehnte. Die Strecke ist zweigleisig mit großen Kurvenradien und geringen Längsneigungen trassiert, erstmals wird die heutige Normalspur von 1435 mm verwendet Friedrich List entwirft ein Eisenbahnsystem, welches nach einheitlichen Vorgaben die damaligen deutschen Länder erschließen und verbinden soll Die erste lokomotivbetriebene Eisenbahn Deutschlands nimmt zwischen Nürnberg und Fürth den Betrieb auf. Dennoch werden in den nächsten Jahren ca. 2 / 3 der Fahrten mit Pferdkraft durchgeführt Die erste Fernstrecke Deutschlands von Leipzig nach Dresden geht in Betrieb Das Teilstück Erkrath Vohwinkel der Düsseldorf- Elberfelder Eisenbahn geht in Betrieb. Die Steilrampe Erkrath Hochdahl wurde bis 1926 mittels Seilzug überwunden. Dieses Verfahren wurde bei zahlreichen Bahnstrecken jener Zeit genutzt Der Verband der Preußischen Eisenbahnen wird gegründet. Dieser gilt als Vorläufer des späteren UIC. Im internationalen Eisenbahnverband UIC sind heute weltweit fast alle Eisenbahnen organisiert.

17 1.2 Historische Entwicklung der Eisenbahnen um 1850 Ein normaler Reisezug fährt mit 40 bis 45 km/h, die hölzernen Wagen sind i.d.r. ungebremst, nur Bremswagen verfügen über eine vor Ort zu bedienende Handbremse In Österreich wird die Semmeringbahn eröffnet. Sie gilt als die erste Gebirgsbahn der Welt und kam ohne Seilzugabschnitte aus. Sie steht bis heute in Betrieb und gilt als Weltkulturerbe In den USA wird die erste Transkontinentalbahn erbaut. Die Durchquerung von Wüsten und Hochgebirgen setzt neue Maßstäbe im Eisenbahnbau In London nimmt die Metropolitan Railway den Betrieb auf. Sie gilt als erste U-Bahn der Welt. In den ersten Jahrzehnten wurde diese Strecke mit Dampfzügen bedient Werner Siemens entwickelt das dynamo-elektrische Prinzip, die Grundlage zur Entwicklung elektrischer Motoren. ab 1871 Im neu gegründeten Deutschen Reich bestehen ca km Eisenbahnstrecken. Der Eisenbahnbau schreitet weiter fort, es kommt jedoch nicht zur Gründung einer reichsweit agierenden Staatsbahn. Die Eisenbahnen bleiben in Verwaltung der einzelnen Länder. ab 1872 Durgehende und selbsttätige Bremsen kommen in Gebrauch. Damit lassen sich alle Wagen eines Zuges von der Lokomotive aus bremsen. Dies erhöht das Bremsvermögen der Züge und erlaubt höhere Geschwindigkeiten als bisher. Dennoch bleiben Handbremsen, besonders im Güterverkehr, noch bis weit in das 20. Jahrhundert hinein üblich Die erste Fassung der Eisenbahn-Signalordnung (ESO) tritt in Kraft. Damit wurde die Vereinheitlichung des Signalwesens in Deutschland begonnen. Vorher legte jede Bahngesellschaft ihre eigenen Signalbilder und deren Bedeutungen fest Werner Siemens stellt die erste elektrische Lokomotive der Welt vor Reichelt entwickelt den Fahrdraht und den Bügelstromabnehmer In London nimmt die City & South London Railway den Betrieb auf. Dies ist die erste elektrische U-Bahn der Welt In Baltimore (USA) wird eine unterirdische Bahnstrecke elektrifiziert. Dies ist der erste elektrische Betrieb auf einer Vollbahn weltweit Das Eisenbahnnetz hat weltweit eine erhebliche Ausdehnung erreicht: USA: Russland Deutschland km km km Großbritannien km Australien km

18 Historische Entwicklung der Eisenbahnen 1.3 Afrika Spanien km km In Deutschland ist der Bau der Hauptbahnen weitgehend abgeschlossen. Zur Feinerschließung werden nun vermehrt Neben- und Kleinbahnen gebaut Zwischen Berlin, Potsdamer Bahnhof und Lichtenrade wird der Vorortverkehr probeweise auf elektrischen Antrieb umgestellt. Gleichzeitig finden verschiedene Versuche zur elektrischen Zugförderung statt. Zu dieser Zeit wird im allgemeinen Gleichstrom niedriger Spannung verwendet, Wechselstrom höherer Spannung stellt die Technik noch vor erhebliche Probleme Auf der Militärbahn Marienfelde Zossen bei Berlin wird von Versuchstriebwagen für Dreiphasenwechselstrom mit 210 km/h ein neuer Weltrekord aufgestellt Auf der Hamburger Vorortbahn wird der elektrische Betrieb mit Wechselstrom aufgenommen. Dieser wird 1955 zugunsten des Gleichstrombetriebes aufgegeben Die Strecke Dessau Bitterfeld wird auf elektrischen Betrieb mit 10 kv, 15 Hz Wechselstrom umgestellt. Dies soll der Beginn der Fernbahnelektrifizierung in Deutschland werden, den zügigen Weiterbau stoppt jedoch der 1. Weltkrieg Die Bahnen von Bayern, Preußen und Baden vereinbaren als Stromsystem für den zukünftigen elektrischen Zugbetrieb 15 kv, 16 2 / 3 Hz Einphasenwechselstrom mit einpoliger Fahrleitung in 6 m Höhe über Schienenoberkante anzuwenden. Dieser Vereinbarung schließen sich die Staatsbahnen Schwedens, Norwegens, Österreichs und der Schweiz an. An diese Übereinkunft halten sich die betreffenden Bahnen bis heute Die Deutsche Reichsbahn wird gegründet. ab 1920 ab 1928 Die Fernbahnelektrifizierung wird wieder aufgenommen. Es entstehen zunächst vier getrennte Netze in Schlesien, Mitteldeutschland, Bayern/Württemberg und Baden. Nach diversen Versuchen wird die vollständige Elektrifizierung der Berliner Vorortstrecken mit 750V Gleichstrom begonnen und somit die S-Bahn eingeführt Zwischen Berlin und Hamburg gehen die ersten dieselgetriebenen Schnelltriebwagen in den Verkehr. Kurz darauf werden ähnliche Verkehre weltweit auf zahlreichen Strecken, besonders in den USA, Deutschland und den Niederlanden aufgenommen Mit der Indusi I34 kommt in Deutschland erstmals eine taugliche punktförmige Zugbeeinflussung (PZB) zur Anwendung. In den folgenden Jahren wird dieses System flächendeckend eingeführt und kontinuierlich fortentwickelt. Die heutige Version PZB90 wird nach wie vor in Deutschland und Österreich verwendet Zwischen Bologna und Florenz wird eine besondere Schnellfahrstrecke für bis zu 180 km/h Höchstgeschwindigkeit eingeweiht. Dies war die erste Hochgeschwindigkeitsstrecke weltweit, erfüllt jedoch heute nicht mehr die Bedingungen für den Hochgeschwindigkeitsverkehr.

19 1.4 Historische Entwicklung der Eisenbahnen 1939 Das Berliner S-Bahn-Netz ist weitgehend fertiggestellt und gilt zu jener Zeit weltweit als vorbildlich. Dieser Zustand währt jedoch nur kurze Zeit. Das Netz wird während des 2. Weltkrieges zu großen Teilen zerstört Als Folge des 2. Weltkrieges liegt der Eisenbahnverkehr in weiten Teilen Europas still. Allein auf dem Gebiet der späteren Bundesrepublik sind über 4300 km Gleis, Weichen, 1900 Stellwerke, 6700 Blockeinrichtungen, 60 Tunnel und 3100 Brücken zerstört oder unbrauchbar Im Bereich der sowjetischen Besatzungszone müssen alle Anlagen des elektrischen Bahnbetriebs als Reparationsleistung abgebaut werden, ausgenommen ist die S- Bahn Berlin In der Bundesrepublik Deutschland wird die Deutsche Bundesbahn (DB) gegründet. In der DDR wird der Name Deutsche Reichsbahn (DR) aus juristischen Gründen beibehalten. ab 1950 ab 1952 Die DB beginnt mit einem großangelegten Elektrifizierungsprogramm ihrer Bahnstrecken. Bis 1980 werden ca km Strecke auf elektrischen Betrieb umgestellt. Die DB beschafft die ersten Prototypen der elektrischen Einheits-Lokomotiven. Bis 1985 werden über dieser Lokomotiven in verschiedenen Baureihen gebaut Die DR nimmt den elektrischen Betrieb mit Wechselstrom wieder auf Als erstes europäisches Land beenden die Niederlande den Betrieb mit Dampflokomotiven Die DB beschafft zum letzten Mal neue Dampflokomotiven In Japan geht die weltweit erste moderne Hochgeschwindigkeitsstrecke in Betrieb. Die 515 km lange Strecke zwischen Tokio und Osaka wurde völlig neu gebaut und weist die bis dahin in Japan ungebräuchliche europäische Normalspur von 1435 mm auf. Die Höchstgeschwindigkeit liegt zunächst bei 220 km/h. In den Folgejahren wird ein landesweites Hochgeschwindigkeitsnetz erstellt Erstmals werden in Deutschland 200 km/h mit Fahrgästen gefahren Als neues Zugbeeinflussungssystem wird die Linienförmige Zugbeeinflussung (LZB) zusätzlich zur PZB angewendet. Damit werden Fahrgeschwindigkeiten von mehr als 160 km/h auf den entsprechend ausgerüsteten Strecken möglich Auf der Strecke Ratingen Ost Düsseldorf D-Garath nimmt die DB den S-Bahn-Verkehr mit Wechselstrom auf. Es folgen die S-Bahn-Netze um München (1972), Stuttgart und Frankfurt am Main (beide 1978) Die DB nimmt den InterCity-Verkehr (IC) auf. Es verkehren zunächst vier Linien zweistündlich ausschließlich mit Wagen der 1. Klasse. Damit beginnt in Deutschland die Einführung eines vertakteten Fernverkehrs.

20 Historische Entwicklung der Eisenbahnen In den USA wird der Schienenfernverkehr durch die staatliche Gesellschaft Amtrak übernommen. Durch den Niedergang der US-Eisenbahnen drohte ansonsten die völlige Einstellung des Fernverkehrs. Dennoch werden zahlreiche Strecken aufgegeben und es bleiben weniger als 100 Zugpaare, die oftmals nicht täglich fahren. Dies kann als Tiefpunkt des nordamerikanischen Eisenbahnverkehrs angesehen werden Die DB beendet den Dampfbetrieb in Westdeutschland Das IC-Netz wird auf stündliche Zugfolge verdichtet, die Züge führen nun auch die 2. Klasse In Frankreich wird die erste Schnellfahrstrecke für den TGV eröffnet. Damit beginnt der Hochgeschwindigkeitsverkehr in Europa Die Transrapid-Versuchsstrecke im Emsland wird in Betrieb genommen Die DR beendet den Dampfbetrieb auf den ostdeutschen Regelspurstrecken. Einige Schmalspurstrecken werden vor allem als Touristenattraktion weiterhin mit Dampflokomotiven betrieben Auf den kurz zuvor eröffneten Neubaustrecken der DB wird der ICE-Verkehr aufgenommen. Die Züge der Baureihe 401 (ICE1) fahren zunächst auf der Linie Hamburg Kassel Frankfurt Stuttgart München. Seither gingen weitere Neu- und Ausbaustrecken in Betrieb Das Gesetz zur Neuordnung des Eisenbahnwesens tritt zu Beginn des Jahres in Kraft. Es wird die Deutsche Bahn AG (DBAG) gegründet, in welcher die Deutsche Bundesbahn und die Deutsche Reichsbahn aufgehen. Gleichzeitig wird als technische Aufsicht das Eisenbahn- Bundesamt (EBA) ins Leben gerufen Der Eurotunnel wird eröffnet. Die Züge zwischen Paris und London fahren in Frankreich bereits über Schnellfahrstrecken, auf britischer Seite müssen noch bis 2007 Altstrecken genutzt werden Der Nahverkehr wird regionalisiert. Die Verantwortung für den öffentlichen Personenverkehr auf der Schiene (SPNV) übernehmen die Länder, welche vom Bund Geld dafür erhalten. Einige Länder (z.b. NRW) delegieren die Verantwortung an Zweckverbände Mit der vollständigen Eröffnung der Schnellfahrstrecke Paris Brüssel wird erstmals ein internationaler Hochgeschwindigkeitsverkehr aufgenommen. Das Netz wurde mittlerweile nach London, Amsterdam und Köln erweitert Die einzelnen Geschäftsbereiche der DBAG werden als eigene Aktiengesellschaften eingetragen. Seither hat sich deren Struktur mehrfach verändert In China wird mit dem Bau einer rund 30 km langen Transrapidstrecke begonnen. Seit der Betriebsaufnahme 2004 ist dies die weltweit einzige Strecke dieser Art im Fahrgastbetrieb Die Schnellfahrstrecke Köln Rhein/Main geht in Betrieb. Erstmals werden in Deutschland 300 km/h Höchstgeschwindigkeit erzielt.

21 1.6 Historische Entwicklung der Eisenbahnen In China werden in dichter Folge rund km Schnellfahrstrecken im herkömmlichen Rad/Schiene-System in Betrieb genommen. Der Ausbau dauert an, das Netz soll in den nächsten Jahren um mehrere tausend Kilometer wachsen Der Lötschberg-Basistunnel in der Schweiz wird in Betrieb genommen. Dieser 34,6 km lange Tunnel erübrigt für einen Teil des Nord-Süd-Verkehrs durch die Alpen eine langsame und energiezehrende Fahrt über eine Gebirgsbahn. Abb. 1.1 Hochgeschwindigkeitszug ICE 3. Der Triebzug mit 8000 KW Antriebsleistung ist bis 330 km/h Höchstgeschwindigkeit zugelassen und kann Steigungen von 40 Promille bewältigen.

22 Rechtsgrundlagen Rechtsgrundlagen 2.1 Die Bahnstrukturreform Die Europäische Union (EU) hat 1991 mit der Richtlinie 91/440 sowohl die Unabhängigkeit der Bahnunternehmen in den Mitgliedsländern gefordert als auch die Trennung zwischen dem Betrieb und der Infrastruktur. Das heißt, Fahrweg und Züge sollten von unterschiedlichen Unternehmen betrieben werden. Außerdem müssen die Eisenbahnunternehmen von politischen Einflüssen frei bleiben. In der Bundesrepublik Deutschland war jahrzehntelang die Deutsche Bundesbahn (DB) fast alleiniges Eisenbahnunternehmen, andere Eisenbahnunternehmen hatten lediglich regionale Ausdehnung. Die DB entstand formell 1949, de facto 1951 durch den Zusammenschluss der bis dahin in der amerikanisch-britischen und in der französischen Besatzungszone getrennt verwalteten Teile der Deutschen Reichsbahn und wurde nach Artikel 87 Grundgesetz in bundeseigener Verwaltung mit eigenem Verwaltungsunterbau geführt. Mit der Wiedervereinigung 1990 wurde die Deutsche Reichsbahn der DDR ebenso wie vorher bereits die Deutsche Bundesbahn zu einem Sondervermögen der Bundesrepublik Deutschland. In den Verordnungen der EU wurde nun verlangt, die Eisenbahnunternehmen von allen Verpflichtungen des Öffentlichen Dienstes zu befreien, sie also zu privatisieren: Die fusionierten Staatseisenbahnen hatten sich der Bahnstrukturreform zu stellen. Die wesentlichen Merkmale der Bahnstrukturreform sind: Schaffung der Deutschen Bahn AG durch den Zusammenschluss der Deutschen Bundesbahn und der Deutschen Reichsbahn zum Bundeseisenbahnvermögen. Trennung staatlicher und unternehmerischer Aufgaben (Eisenbahnstrukturunternehmen, Eisenbahnverkehrsunternehmen). Übertragung der Gestaltung und Finanzierung des schienengebundenen Personennahverkehrs (SPNV) per Regionalisierungsgesetz auf die Bundesländer.

23 2.2 Rechtsgrundlagen 2.2 Eisenbahnneuordnungsgesetz Die notwendige Umsetzung der Vorgaben der Europäischen Union (EU) insbesondere der Richtlinie 91/440 begünstigte die Bahnstrukturreform, die mit dem Eisenbahnneuordnungsgesetz (ENeuOG) vom als formeller Rechtsakt schließlich eingeleitet worden ist. Das ENeuOG ist ein Artikelgesetz. Jeder Artikel enthält ein Gesetz. Es sind dies u.a.: Art 1: Art 2: Art 3: Art.4: Art 5: Gesetz zur Zusammenführung und Neugliederung der Bundeseisenbahnen Gesetz über die Gründung einer Deutschen Bahn Aktiengesellschaft (Deutsche Bahn Gründungsgesetz-DBGrG) Gesetz über die Eisenbahnverkehrsverwaltung des Bundes Gesetz zur Regionalisierung des öffentlichen Personennahverkehrs (Regionalisierungsgesetz) Allgemeines Eisenbahngesetz (AEG) Aus der Trennung staatlicher und unternehmerischer Aufgaben resultieren zum einen die Gründungen des Bundeseisenbahnvermögens (Abschnitt 2.2.1) und des Eisenbahn-Bundesamtes (Abschnitt 2.2.3) sowie zum anderen die Eintragung der Deutschen Bahn AG ins Handelsregister Berlin mit 4,2 Mrd. DM Stammkapital. Deutsche Bundesbahn (BRD) Deutsche Reichsbahn (DDR + Berlin) Vorratsvermögen Berlin (West) unternehmerischer Bereich Bundeseisenbahnvermögen öffentlicher Bereich - Fahrweg (Bau, Betrieb, Unterhaltung) - Transport - Verwandte Geschäftstätigkeiten - Hoheitliche Aufgaben - Personalverwaltung - Schuldenverwaltung Deutsche Bahn AG - umfasst verschiedene Geschäftsbereiche Eisenbahnbundesamt - hoheitliche Aufgaben (soweit nicht durch Bundesminister für Verkehr wahrgenommen) Bundeseisenbahnvermögen (Restsondervermögen) - Schuldenverwaltung - Personalverwaltung - Finanzierungsabwicklung (Fahrweg) Operative Unternehmensbereiche der DB AG (Holding) Personenverkehr Güterverkehr Personenbahnhöfe Fahrweg Dienstleister DB Reise & Touristik AG DB Regio AG DB Cargo AG Railion GmbH DB Station & Service AG DB Netz AG DB Energie, Fuhrpark, Projekt Bau, Services, Systems, Telematik Abb. 2.1 Die drei Stufen der Bahnstrukturreform auf Seiten der DB AG (Unternehmensbereiche der DB AG im Jahr 2000)

24 Rechtsgrundlagen Bundeseisenbahnvermögen Die beiden nicht rechtsfähigen Sondervermögen Deutsche Bundesbahn und Deutsche Reichsbahn werden zum Bundeseisenbahnvermögen gemäß Art. 1 zusammengeführt. Das Bundeseisenbahnvermögen (BEV) ist eine zum 1. Januar 1994 dem Start der Bahnstrukturreform errichtete Bundesbehörde. Es ist in zwei Bereiche gegliedert: In einen unternehmerischen und in einen Verwaltungsbereich. Der unternehmerische Bereich wird von der Deutschen Bahn Aktiengesellschaft wahrgenommen, der Verwaltungsbereich des Bundeseisenbahnvermögens ist als Bundesbehörde Bestandteil des öffentlichen Dienstes. Zu den Aufgaben des BEV zählt vor allem die Betreuung von 1998 noch rd Beamten, die der Deutschen Bahn AG (DB AG) zugewiesen oder beurlaubt sind, und der rund Mitarbeiter, die im Rahmen von Dienstleistungsüberlassungsverträgen bei zahlreichen privaten Gesellschaften beschäftigt sind. Dazu kommt die Versorgung der rd Ruhestandsbeamten und Hinterbliebenen. Allgemeine Aufgaben des BEV sind: Erhaltung und betriebswirtschaftliche Weiterführung der betrieblichen Sozial- und Selbsthilfeeinrichtungen Verwertung der nicht mehr benötigten Immobilien der DB AG Kredit- und Schuldenmanagement, das heißt Tilgung der Altschulden der DB und DR durch Umschuldung, Nettokreditaufnahme, Mittel aus dem Haushalt und Verkauf von Liegenschaften Deutsche Bahn Aktiengesellschaft Das Gesetz über die Gründung einer Deutschen Bahn Aktiengesellschaft (Deutsche Bahn Gründungsgesetz DBGrG) regelt die Gründung der Deutsche Bahn AG (DB AG), die Überleitung der Mitarbeiter der Vorgängerinstitutionen in die DB AG sowie Organisation, Wirtschaftsführung und prüfung der DB AG. Der unternehmerische Bereich des Bundeseisenbahnvermögens Erbringen von Eisenbahnverkehrsleistungen und Betreiben der Eisenbahninfrastruktur wird nach dem ENeuOG durch die DB AG wahrgenommen. Alle für die Erfüllung dieser Aufgabe notwendigen Liegenschaften sowie sonstige Vermögen werden der DB AG aus dem Bundeseisenbahnvermögen übertragen. In der ersten Stufe wurden dazu zunächst vier organisatorisch und rechnerisch getrennte Geschäftsbereiche (Personennahverkehr, Personenfernverkehr, Güterverkehr, Fahrweg) gegründet. Die oben erwähnten Vermögenswerte sind diesen Bereichen zugeordnet. Seit dem bestanden als 3. Stufe der Bahnstrukturreform fünf operative Geschäftsbereiche zur Angebotserstellung im Verkehrsbereich: DB Reise & Touristik AG (Personenverkehr), DB Regio AG (Personenverkehr), DB Cargo AG (Güter), DB Netz AG (Fahrweg), DB Station & Service AG (Personenbahnhöfe).

25 2.4 Rechtsgrundlagen Die den Verkehr abwickelnden Gesellschaften DB Reise & Touristik AG, DB Regio AG, DB Cargo AG sowie private Anbieter haben an die den Fahrweg betreibende DB Netz AG Nutzungsentgelte zu entrichten. Ein Nutzungsmonopol gibt es dabei nicht. Näheres regelt die Eisenbahninfrastrukturbenutzungsverordnung. Danach hat jedes auch ausländische Eisenbahnverkehrsunternehmen (EVU) ein Recht auf diskriminierungsfreien Zugang zu den Fahrwegen, was den Grundsätzen der EU- Richtlinie 91/440 vom entspricht. Der zunächst für das Jahr 2006 geplante Börsengang der Bahn ist bis auf unbestimmte Zeit verschoben. Ein Grund hierfür sind die schlechten finanziellen Rahmenbedingungen. Ein weiterer Grund ist die politisch umstrittene Absicht der Bahn, als Konzern ohne organisatorische Trennung von der DB Netz AG an die Börse zu gehen. Weitere Restrukturierungen führten bis Ende 2010 zu einer differenzierteren Konzernstruktur, welche sich in folgende Geschäftsfelder einteilt: DB Bahn Fernverkehr, DB Bahn Regio, DB Schenker Logistics, DB Schenker Rail, DB Netze Fahrweg, DB Netze Personenbahnhöfe, DB Netze Energie, DB Dienstleistungen, Sonstige Beteiligungen. Die jeweils aktuelle Konzernstruktur ist unter Geschäftsfelder abrufbar. Eine Auswahl verschiedener Betriebsdaten der Deutschen Bahn AG (mit dem Logistikunternehmen Stinnes) ist im Folgenden aufgeführt (Stand Ende 2009): Rollendes Material Infrastruktur Lokomotiven 5.600* Streckennetz (in Kilometer) ICE-Triebzüge 196* Personenbahnhöfe Triebwagen 8.783* Stellwerke 5.609* Reisezugwagen * davon elektronisch 501* Sitzplätze (in Tsd.) 1.444* Weichen und Kreuzungen Güterwagen * Brücken Callbikes 4.400* Tunnel 787 DB Carsharing, Fahrzeuge 1.100* Tunnellänge (in Kilometer) 445* Busse * Bahnübergänge * Personenverkehr davon technisch gesichert * Zugfahrten pro Tag Personen-km Fernverkehr in Mio * Zugreisende in Mio Personen-km Nahverkehr in Mio * Busreisende in Mio. 800 Sitzplätze pro Tag in Mio. 1,44* Güterverkehr auf der Schiene: Luftfracht (in Tonnen) Zugfahrten pro Tag Seefracht (in TEU) Beförderte Güter in Mio. Tonnen 341 Die mit * gekennzeichneten Werte beziehen sich auf das Jahr Diese Werte werden in den aktuellen Kennzahlen der DB AG nicht mehr explizit ausgewiesen. Die aktuellen Werte können i. A. als leicht geringer abgeschätzt werden.

26 Tab. 2.1 Kennzahlen der DB AG (Stand 2009) Rechtsgrundlagen 2.5

27 2.6 Rechtsgrundlagen Gesetz über die Eisenbahnverkehrsverwaltung des Bundes Die ehemalige DB hatte als Behörde hoheitliche Aufgaben wahrzunehmen, z.b. die Planfeststellung (s. Kap. 3.2). Derartige Aufgaben nimmt jetzt das Eisenbahn-Bundesamt (EBA) wahr. Das Eisenbahn-Bundesamt (EBA) ist eine zum errichtete, selbständige Bundesoberbehörde für die hoheitlichen Aufgaben des Bundes im Eisenbahnbereich, zugeordnet dem Bundesministerium für Verkehr. Das EBA ist gemäß 3 des Gesetzes über die Eisenbahnverkehrsverwaltung des Bundes vom Aufsichts- und Genehmigungsbehörde über die Eisenbahnen des Bundes und über Eisenbahnverkehrsunternehmen mit Sitz im Ausland für das Gebiet der Bundesrepublik Deutschland. Die Aufsicht über nichtbundeseigene Eisenbahnen, die originär den Bundesländern obliegt, nimmt das EBA auf Antrag eines Landes nach dessen Weisung und auf dessen Rechnung wahr. Gegenwärtig haben 13 Bundesländer hiervon Gebrauch gemacht und das EBA mit der Landeseisenbahnaufsicht beauftragt. Das EBA ist weiterhin Planfeststellungsbehörde für den Bau neuer oder die Änderung bestehender Eisenbahnbetriebsanlagen. Ferner prüft das EBA bei Investitionen des Bundes in die Eisenbahninfrastruktur die Verwendung dieser Mittel durch die Deutsche Bahn AG. Das EBA ist zuständig für die fachliche Untersuchung von Störungen im Eisenbahnbetrieb. Das EBA ist eine einstufige Behörde mit der Zentrale in Bonn und 15 Außenstellen. Es wird von einem Präsidenten geleitet. Bundesweit beschäftigt das EBA ca Mitarbeiter Gesetz zur Regionalisierung des öffentlichen Personennahverkehrs Die Verkehrsnachfrage im (weitgehend kommunalen) Stadt-, Vorort- oder Regionalverkehr wird als öffentlicher Personennahverkehr (ÖPNV) bezeichnet, wenn die Mehrzahl der Beförderungsfälle eines Verkehrsmittels 50 Kilometer oder die gesamte Reisezeit eine Stunde nicht übersteigt. Früher war es Aufgabe der Deutschen Bundesbahn, den (regionalen) Schienenpersonennahverkehr (SPNV) als Teil des ÖPNV auf der Schiene zu planen, zu betreiben und die daraus resultierenden wirtschaftlichen Folgen zu tragen. Der Bund erstattete einen Teil des aus dem ÖPNV resultierenden Defizits. Das Regionalisierungsgesetz definiert die Sicherstellung einer ausreichenden Bedienung der Bevölkerung mit Verkehrsleistungen im ÖPNV als eine Aufgabe der Daseinsfürsorge. Als Regionalisierung wird die Zusammenführung von Planung, Organisation und Finanzierung des ÖPNV bezeichnet. Die organisatorische Durchführung dieser Vorgaben ist nunmehr Aufgabe der Bundesländer. Diese erhalten dafür vom Bund zweckgebundene Zuwendungen aus dem Mineralölsteueraufkommen belief sich diese Summe auf 6,675 Milliarden Euro. Diese Summe wird nach einem festgeschriebenen Verteilungsschlüssel vergeben. Einige Länder haben Nahverkehrsgesetze erlassen oder landeseigene Eisenbahngesellschaften gegründet, die eine Nachfrage nach Schienenverkehrsleistungen planen (Fahrpläne) und diese Leistungen öffentlich ausschreiben. DB AG und Privatbahnen bewerben sich durch Abgabe von Angeboten um den Zuschlag für die Betriebsabwicklung. An das Eisenbahninfrastrukturunternehmen sind Gebühren für die Fahrwegbenutzung zu zahlen.

28 Rechtsgrundlagen Allgemeines Eisenbahngesetz (AEG) Das Gesetz definiert Begriffe wie Eisenbahnen und öffentlichen Eisenbahnverkehr und gibt verbindliche Regeln für das Betreiben aber auch für die Stilllegung von Eisenbahnen des Bundes und für nichtbundeseigene Eisenbahnen vor. Es enthält Regelungen über Eisenbahnaufsicht, Betriebsgenehmigungsmodalitäten, Beförderungspflicht, Tarife, Planfeststellung sowie Enteignung für Eisenbahnvorhaben. Aus der Sicht des Bahnbaus liegt der Schwerpunkt des Gesetzes in der Regulierung der Planfeststellung und Plangenehmigung. Das AEG definiert in 1 seiner Fassung vom den Begriff der Eisenbahn : Eisenbahnen im Sinne dieses Gesetzes sind Schienenbahnen mit Ausnahme der Straßenbahnen und der nach ihrer Bau- und Betriebsweise ähnlichen Bahnen, der Bergbahnen und sonstiger Bahnen besonderer Bauart. Die beteiligten obersten Landesverkehrsbehörden entscheiden, soweit es sich nicht um bundeseigene Schienenbahnen handelt, in Zweifelsfällen im Einvernehmen mit dem Bundesminister für Verkehr, ob und inwieweit eine Bahn zu den Eisenbahnen zu rechnen ist. Die Aufsicht können die Landesregierungen ganz oder teilweise dem Eisenbahnbundesamt oder einer anderen öffentlichen oder privaten Einrichtung übertragen. Im Übrigen können die Landesbehörden Rechtsverordnungen erlassen. Von diesem Recht gemäß 5 AEG haben die Bundesländer Baden- Württemberg, Bayern, Bremen, Hamburg, Hessen, Niedersachsen, Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz, Saarland und Schleswig-Holstein Gebrauch gemacht und Landeseisenbahngesetze (LEG) erlassen. In den Ländern Brandenburg, Mecklenburg-Vorpommern, Sachsen-Anhalt, Sachsen und Thüringen sind Landeseisenbahngesetze in Bearbeitung. In 18 AEG werden Planfeststellung und Plangenehmigung zur rechtlichen Sicherung von Baumaßnahmen zur Erstellung oder Veränderung von Betriebsanlagen der Eisenbahnen geregelt. Im Rahmen der Planfeststellung bzw. Plangenehmigung werden alle durch das Bauvorhaben berührten öffentlich-rechtlichen Belange zwischen dem Vorhabenträger und dem von der Maßnahme Betroffenen öffentlich-rechtlich gestaltet. Hierbei wird zwischen Planfeststellung und Plangenehmigung unterschieden: Eine Planfeststellung wird erforderlich, wenn Schienenwege von Eisenbahnen einschließlich der für den Betrieb notwendigen Anlagen und der Bahnstromfernleitungen gebaut oder geändert werden sollen und die Rechte anderer beeinträchtigt werden. Werden Anlagen Dritter als Folge einer Planung der DB AG verändert, so werden diese Baumaßnahmen ebenfalls nach AEG festgestellt. Das Planfeststellungsverfahren erfordert zwingend die Anhörung der Betroffenen durch die Einleitungsbehörde. Die Planfeststellung ersetzt alle nach den Rechtsvorschriften notwendigen öffentlichen Genehmigungen, Verleihungen, Erlaubnisse und Zustimmungen. Durch sie werden alle öffentlich-rechtlichen Beziehungen zwischen dem Verkehrsträger und den durch die Baumaßnahme Betroffenen rechtsgültig geregelt. Bauleitpläne können eine Planfeststellung nicht ersetzen.

29 2.8 Rechtsgrundlagen Die Plangenehmigung betrifft die gleichen Baumaßnahmen wie die Planfeststellung. Sie kann erteilt werden, wenn Rechte anderer durch die geplante Baumaßnahme nicht beeinträchtigt werden oder sich die Betroffenen mit der Inanspruchnahme ihres Eigentums einverstanden erklärt haben. Hier findet keine Anhörung statt. Planfeststellung und Plangenehmigung gehen in ihrer rechtlichen Wirkung noch über die Bindungskraft eines Bebauungsplans hinaus. Ein Planfeststellungsverfahren der Betriebsanlagen für Nichtbundeseigene Bahnen (Abschnitt 2.2.3) erfolgt nach den Landeseisenbahngesetzen, für U- und Straßenbahnen erfolgt es nach 28 ff Personenbeförderungsgesetz. Darüber hinaus gibt es Planfeststellungen nach: Abfallbeseitigungsgesetz, Bundesfernstraßengesetz, Bundeswasserstraßengesetz, Flurbereinigungsgesetz, Luftverkehrsgesetz, Wasserhaushaltsgesetz. Durch 26 AEG wird das Bundesministerium für Verkehr ermächtigt, mit Zustimmung des Bundesrates Rechtsverordnungen für öffentliche Eisenbahnen zu erlassen hinsichtlich der Anforderungen an den Bau, die Ausrüstung und die Betriebsweise der Bahnen. Folgende Rechtsverordnungen sind von Bedeutung: Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung (EBO), Eisenbahn-Signalordnung (ESO).

30 Rechtsgrundlagen 2.9 Das Allgemeine Eisenbahngesetz (AEG), Auswahl Titel Inhalt 1 Anwendungsbereich Gültigkeit für alle Eisenbahnen 2 Begriffsbestimmungen Eisenbahnen: öffentliche Einrichtungen oder privatrechtlich organisierte Unternehmen, die Eisenbahnverkehrsleistungen (Beförderung von Personen und Gütern auf einer Eisenbahninfrastruktur) erbringen oder eine Eisenbahninfrastruktur betreiben (Bau, Betrieb, Sicherung und Unterhalt von Schienenwegen) Schienenpersonennahverkehr: Stadt-, Vorort- und Regionalverkehr, im Regelfall mit einer Reiseweite von weniger als 50 km bzw. einer Reisedauer unter einer Stunde 3 Öffentlicher Eisenbahnverkehr Eisenbahnverkehrsunternehmen, die jedermann nach ihrer Zweckbindung benutzen darf Eisenbahninfrastrukturunternehmen, deren Schienenwege von jedem Eisenbahnverkehrsunternehmen nach ihrer Zweckbindung benutzt werden dürfen 4 Sicherheitsvorschriften Verpflichtung der Betriebssicherheit 5 Eisenbahnaufsicht Aufsicht und Genehmigungen (auch in Hinsicht auf Tarife) Nichtbundeseigene Eisenbahnen: Länder Bundeseisenbahnen: Eisenbahn-Bundesamt (EBA) 6 Erteilung und Verweigerung der Genehmigung 7 Widerruf der Genehmigung 8 Geschäftsführung der Eisenbahnen Genehmigungen für das Erbringen einer Eisenbahnverkehrsleistung oder den Betrieb einer Eisenbahninfrastruktur Bedingungen, unter denen Eisenbahnverkehrsunternehmen oder -infrastrukturunternehmen in öffentlicher Hand sein dürfen 9 Getrennte Rechnungsführung Finanzielle Trennung Fahrweg / Betrieb 10 Beförderungspflicht Gilt für alle öffentlichen Eisenbahnverkehrsunternehmen, sofern die Beförderungsbedingungen eingehalten werden 11 Stilllegung von Eisenbahninfrastruktureinrichtungen Beantragung und Genehmigung notwendig 12 Tarife Die Tarifhoheit liegt beim Bund bzw. bei den Ländern 13 Anschluss an andere Eisenbahnen 14 Zugang zur Eisenbahninfrastruktur 15 Gemeinwirtschaftliche Leistungen 16 Ausgleich betriebsfremder Aufwendungen Jedes Eisenbahninfrastrukturunternehmen hat normalerweise anderen Unternehmen den Anschluss zu gestatten Ist grundsätzlich allen geeigneten Eisenbahnverkehrsunternehmen zu gestatten Auferlegung durch den Bund bzw. die Länder Erbringung durch Eisenbahnverkehrsunternehmen kann ausgeschrieben werden Aufwendungen, die Eisenbahnen aus sozialen Gründen entstehen (z.b. höhere Rentenzahlungen) müssen ausgeglichen werden 17 Vorarbeiten Recht der Durchführung von Planungen (z.b. Vermessungen) 18 Planfeststellung, Plangenehmigung 19 Veränderungssperre, Vorkaufsrecht nach 18.1: Im Regelfall Planfeststellungsverfahren beim Bau oder Umbau von Bahnanlagen nach 18.2: Plangenehmigungsverfahren, wenn alle Betroffenen (Privatpersonen und Träger öffentlicher Belange) schriftlich ihr Einverständnis erklären nach 18.3: Weder Planfeststellung noch Plangenehmigung bei Vorhaben unwesentlicher Bedeutung, die die Rechte Anderer nicht beeinflussen Zur Nutzung vorgesehene Grundstücke dürfen nach der Auslegung der Planfeststellung nicht mehr Wert steigernd verändert werden 20 Planfeststellungsverfahren Ablauf des Planfeststellungsverfahrens 21 Vorzeitige Besitzeinweisung 22 Enteignung Voraussetzungen zu Enteignungen 23 Überwachung Auskunftspflicht gegenüber der zuständigen Behörde 24 Eisenbahnstatistik Durch statistisches Bundesamt, Auskunftspflicht der Eisenbahnen 25 Besetzungszeiten von Arbeitsplätzen 26 Rechtsverordnungen 27 Allg. Verwaltungsvorschriften 28 Ordnungswidrigkeiten 29 Zuständigkeit für die Verfolgung und Ahndung von Ordnungswidrigkeiten Tab. 2.2 Allgemeines Eisenbahngesetz Eigenverantwortung der Eisenbahnen unter Berücksichtigung des Betriebsverfassungsgesetzes Das Bundesministerium für Verkehr erlässt Rechtsverordnungen über den Bau, Betrieb und Verkehr von Eisenbahnen Bei Verstoß gegen Regelungen des AEG

31 2.10 Rechtsgrundlagen 2.3 Nichtbundeseigene Eisenbahnen Ohne Bedeutung ist das ENeuOG für Nichtbundeseigene Eisenbahnen (NE): Hierunter versteht man die nicht im Eigentum des Bundes stehenden und nicht dem Konzern der Deutschen Bahn AG zugehörigen Eisenbahnen des öffentlichen Verkehrs und des nichtöffentlichen Verkehrs (Hafeneisenbahnen, Werkseisenbahnen, Anschlussgleise) gab es in der BRD zahlreiche nichtbundeseigene Eisenbahnen des öffentlichen Verkehrs. Diese verfügten über ein Netz von rund km Betriebsstreckenlänge. Der überwiegende Teil der Strecken wird ausschließlich im Güterverkehr betrieben. Zu den NE des nichtöffentlichen Verkehrs zählten auch Hafeneisenbahnen mit quasi-öffentlicher Verkehrsfunktion sowie Werkseisenbahnen, die auch Eisenbahnverkehrsunternehmen sind. Zu den NE des nichtöffentlichen Verkehrs zählen außerdem ca Gleisanschlüsse (einschließlich bundeseigener Anlagen). Diese Eisenbahninfrastruktur wird von der DB AG bzw. den vorgenannten NE mitbedient. Insgesamt sind 2010 in Deutschland 402 Eisenbahnverkehrsunternehmen (inkl. DB AG und Tochterunternehmen) registriert.

32 Rechtsgrundlagen Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung Die derzeit gültige EBO stammt aus dem Jahr 1967 und wurde mehrfach durch Verordnungen und Gesetze, zuletzt durch das Eisenbahnneuordnungsgesetz vom , geändert. Sie ist in sieben Abschnitte gegliedert und für den Bahnbauenden und den Betreiber gleichermaßen von großer Bedeutung. Die Eisenbahnen werden in Haupt- und Nebenbahnen eingeteilt. Hauptbahnen weisen einen höheren Ausbaustand als Nebenbahnen auf. Nebenbahnen sind einfacher trassiert und dürfen nur mit einer Höchstgeschwindigkeit von 80 km/h (Ausnahmen: 100 km/h) befahren werden. Die Vorschriften in der EBO sind zum Teil für Haupt- und Nebenbahnen getrennt dargestellt, unter bestimmten Vorgaben darf die Sicherungstechnik auf Nebenbahnen vereinfacht ausgeführt werden. Im Wesentlichen enthält die EBO Mindestanforderungen und definiert zulässige Grenzen. So ist z.b. gewährleistet, dass ein Gleis mit zulässiger Spurweite einen Radsatz mit Mindestmaßen zuverlässig und betriebssicher trägt. Gleiches muss gewährleistet sein, wenn ein Radsatz mit zulässigen Maßen ein Gleis mit Mindestspurweite befährt. Hier stellt die EBO die technische Einheit zwischen Gleis und Radsatz sicher. Soweit die EBO für Bahnanlagen und Fahrzeuge keine ausdrücklichen Vorschriften enthält, müssen diese nach 2 den anerkannten Regeln der Technik entsprechen. Dabei handelt es sich vor allem um Druckschriften (Abschnitt 2.2.3) sowie um DIN-Normen, VDV-Schriften (VDV: Verband Deutscher Verkehrsunternehmen) und weiteren technischen Regelwerken. Für NE-Bahnen haben die meisten Bundesländer die Verordnung über den Bau und Betrieb von Anschlussbahnen (BOA) erlassen. Im Saarland und in Bayern gilt hingegen die Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung für Anschlussbahnen (EBOA).

33 2.12 Rechtsgrundlagen Die Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung (EBO), Auswahl Titel Inhalt Erster Abschnitt: Allgemeines 1 Geltungsbereich Anwendung auf alle regelspurigen Eisenbahnen Einteilung der Strecken in Haupt- und Nebenbahnen 2 Allgemeine Anforderungen Sicherheit und Ordnung, Befolgung der anerkannten Regeln der Technik 3 Ausnahmen, Genehmigungen Erteilung durch das Bundesministerium für Verkehr, Eisenbahnbundesamt, Länderbehörden Zweiter Abschnitt: Bahnanlagen 4 Begriffserklärungen Definitionen von Bahnanlagen 5 Spurweite Definition und Grundmaße 6 Gleisbogen Mindestmaße, Überhöhung 7 Gleisneigung Höchstmaße 8 Belastbarkeit des Oberbaus und der Bauwerke 9 Regellichtraum Definition und Grundmaße 10 Gleisabstand Mindestmaße 11 Bahnübergänge Zulässigkeit, technische Ausrüstung und Sicherung 12 Höhengleiche Kreuzungen von Zulässigkeit Schienenbahnen 13 Bahnsteige, Rampen Mindestabmessungen, Bahnsteighöhe 14 Signale und Weichen Sicherungsprinzipien 15 Streckenblock und Zugbeeinflussung 16 Fernmeldeanlagen Notwendigkeit 17 Untersuchen und Überwachen der Bahnanlagen Dritter Abschnitt: Fahrzeuge 18 Einteilung, Begriffserklärung Regelfahrzeuge und Nebenfahrzeuge Triebfahrzeuge und Wagen 19 Radsatzlasten und Fahrzeuggewichte Zulässigkeit 21 Räder und Radsätze zulässige Maße 22 Begrenzung der Fahrzeuge Bezugslinien 23 Bremsen Ausrüstungsanforderungen 24 Zug- und Stoßeinrichtungen Ausrüstungsanforderungen 25 Freie Räume und Bauteile an den Mindestmaße und Anforderungen Fahrzeugenden 28 Ausrüstung und Anschriften Ausrüstungsanforderungen der Fahrzeuge 32 Abnahme und Untersuchung der Notwendigkeit Fahrzeuge Vierter Abschnitt: Bahnbetrieb 34 Begriff, Art und Länge der Züge Definitionen der Zugarten 35 Bremsen der Züge zulässige Bremswege 36 Zusammenstellen der Züge Anforderungen an die Züge bzgl. Zusammenstellung und Gewicht 37 Ausrüsten der Züge mit Mitteln Notwendigkeit zur ersten Hilfeleistung 38 Fahrordnung Rechtsfahrgebot und dessen Ausnahmen 39 Zugfolge Die Folge der Züge wird durch Zugfolgestellen, die Reihenfolge durch Zugmeldestellen geregelt 40 Fahrgeschwindigkeit zulässige Geschwindigkeiten 42 Rangieren, Hemmschuhe Bedingungen für Rangieren. Höchstmaß für Hemmschuhe 43 Sichern stillstehender Fahrzeuge Notwendigkeit Fünfter Abschnitt: Personal 47 Betriebsbeamte Definition und Aufgabenfelder 48 Anforderungen an Betriebsbeamte physische Voraussetzungen an Betriebsbeamte Sechster Abschnitt: Sicherheit und Ordnung auf dem Gebiet der Bahnanlagen 63 Verhalten auf dem Gebiet der Bahnanlagen 64 Beschädigen der Bahn und betriebsstörende Handlungen Sicherheitsbestimmungen Tab. 2.3 Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung Verbot solcher Handlungen, Auflistung von Ordnungswidrigkeiten

34 Rechtsgrundlagen Druckschriften und Module der DB AG Für die eigene Dienstdurchführung hat die DB AG selbst eine Vielzahl innerdienstlicher Vorschriften herausgegeben, die sog. Druckschriften (DS). Nach der Bahnstrukturreform wurden viele dieser Druckschriften neu verfasst, überarbeitet und den neuen Konzernstrukturen angepasst. Die Druckschriften (DS) sind nun Bestandteil der bautechnischen Regelwerke der DB AG. Die bautechnischen Regelwerke der DB AG sind im Rahmen anderer bautechnischer Regeln auf die Belange der DB AG spezifiziert. Die Anwendbarkeit dieser Regelwerke der DB AG außerhalb der DB AG ist vom Anwender zu prüfen und zu verantworten. Für den Bau- und Betriebsdienst sind folgende Richtlinien von Interesse (Auswahl): DS 301 Signalbuch DS 408 Fahrdienstvorschriften DS 800 Bahnanlagen entwerfen, mit mehreren Teilheften in modularer Form: - Allgemeine Entwurfsgrundlagen - S-Bahnen - Neubaustrecken - Rangierbahnhöfe - Personenverkehrsanlagen - Bahnhofsvorplätze, P+R DS 804 Eisenbahnbrücken und sonst. Ingenieurbauwerke DS 815 Bahnübergänge entwerfen und instandhalten DS 820 Oberbaurichtlinien DS 853 Eisenbahntunnel planen, bauen und instandhalten

35 2.14 Rechtsgrundlagen 2.6 Straßenbahnen in der Gesetzgebung In Deutschland besteht im Schienenverkehr eine strikte rechtliche Trennung zwischen Eisenbahnen und Straßenbahnen. Beide Bereiche haben jeweils eigene, voneinander unabhängige Regelwerke. Die Einteilung erfolgt in der Literatur meist in Bahnen, die nach EBO (Eisenbahn- Bau- und Betriebsordnung) oder BOStrab (Bau- und Betriebsordnung für Straßenbahnen) betrieben werden. Das Gegenstück zum AEG ist für Hoch- und U-Bahnen, Stadt- und Straßenbahnen, Schwebebahn, Kabinenbahnen und Busse das Personenbeförderungsgesetz (PBefG) vom Darin heißt es in 8: Öffentlicher Personennahverkehr ist die allgemein zugängliche Beförderung von Personen in Linienverkehren, wenn diese die Verkehrsnachfrage im Stadt-, Vorort- und Regionalverkehr (Mehrzahl der Reisen unter 50 km oder einer Stunde Dauer) befriedigen." Weitere Merkmale sind die Betriebs- und Beförderungspflicht. Unter Berufung auf 57 PBefG hat der Bundesminister für Verkehr die Straßenbahn-Bau- und Betriebsordnung (BOStrab) erlassen. Die BOStrab stellt das Gegenstück zur EBO für Straßenbahnen dar und beinhaltet als Schwerpunkt die Gewährleistung der Betriebssicherheit. Die Anwendungsbereiche sind auszugsweise in folgende Abschnitte unterteilt: Allgemeines Betriebsleitung Betriebsbedienstete Betriebsanlagen Fahrzeuge Betrieb Verfahrensvorschriften In Punkten, für die die BOStrab keine ausdrücklichen Vorschriften enthält, regelt 2 das weitere Vorgehen: Betriebsanlagen und Fahrzeuge müssen so beschaffen sein, dass sie den Anforderungen der Sicherheit und Ordnung genügen. Diese Anforderungen gelten als erfüllt, wenn Betriebsanlagen und Fahrzeuge nach den Vorschriften dieser Verordnung, nach den von der Technischen Aufsichtsbehörde und von der Genehmigungsbehörde getroffenen Anordnungen sowie nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik gebaut sind und betrieben werden. Die Genehmigungsbehörden stellen die Regierungspräsidenten und Bezirksregierungen dar, die Technischen Aufsichtsbehörden (TAB) werden von den Landesregierungen eingesetzt. Bei den anerkannten Regeln der Technik handelt es sich in erster Linie um Richtlinien, die zwingend eingehalten werden müssen, sofern auf besondere Nachweise verzichtet werden soll. Beispielhaft seien hier genannt: Richtlinien für die Trassierung von Bahnen nach der Verordnung über den Bau und Betrieb der Straßenbahnen (BOStrab- Trassierungsrichtlinien) Vorläufige Richtlinien für die Bemessung des lichten Raumes von Bahnen nach der Verordnung über den Bau und Betrieb der Straßenbahnen (BOStrab-Lichtraum-Richtlinien) Des Weiteren gelten als anerkannte Regeln der Technik beispielsweise auch DIN- bzw. Euronormen (DIN EN), VDE-Bestimmungen (VDE: Ver-

36 band Deutscher Elektrotechniker), VDV-Schriften und Unfallverhütungsvorschriften. Rechtsgrundlagen 2.15

37 2.16 Rechtsgrundlagen Straßenbahnen Stadtbahnen Stadtschnellbahnen U-Bahnen S-Bahnen Rechtsgrundlage PBefG / BOStrab AEG / EBO Verkehrsaufgabe Teilnahme am öffentlichen Straßenverkehr nach StVO Bahnkörper Betrieb innerstädtischer Verkehr Regelfall Ausnahme nein nein bevorrechtigter Fahrweg angestrebt i.d.r. besonderer oder unabhängiger Bahnkörper kreuzungsfreie Trasse Taktfahrplan mit kurzen Taktintervallen zwischen Stadt und Region linienreine Trasse; im Außenbereich auch Nutzung von Eisenbahntrassen im Mischbetrieb Tab. 2.4 Ausgewählte Unterscheidungskriterien städtischer Bahnen Straßenbahnen im Sinne der BOStrab umfassen auch Stadt- und U- Bahnen sowie städtische Bahnen besonderer Bauart (z.b. die Wuppertaler Schwebebahn). Die juristische Zusammenfassung von Straßen- und U-Bahnen liegt in der Historie begründet, da in Deutschland Stadt- und U-Bahnsysteme oft aus vorher bestehenden Straßenbahnnetzen heraus entwickelt wurden. Außerdem dienen alle diese Systeme städtischen Verkehrsbedürfnissen und weisen daher gegenüber regulären Eisenbahnen signifikante Unterschiede auf, z.b. geringere Geschwindigkeiten, Mitnutzung öffentlicher Räume, engere Trassierungen, dichtere Zugfolgezeiten und engere Stationsabstände. S-Bahnen sind Eisenbahnen. In der historischen Entwicklung sind S- Bahnen aus dem allgemeinen Eisenbahnverkehr hervorgegangen, der Übergang ist fließend. Es wird Eisenbahninfrastruktur, verbreitet im Mischbetrieb mit anderen Zügen, genutzt. In vielen Fällen wird ein eigene Infrastruktur für die S-Bahn angestrebt: demzufolge werden einzelne Gleise für die S-Bahn reserviert, können und dürfen jedoch durchaus von anderen Zügen genutzt werden. Eine Übersicht städtischer Bahnsysteme ist in Tab. 2.4 dargestellt. Übergänge von Bahnsystemen sowohl auf Eisenbahnstrecken (nach EBO) als auch auf Straßenbahnstrecken (nach BOStrab) werden nur vereinzelt durchgeführt. Bekannt geworden ist das so genannte Karlsruher Modell : Dort wurden die regionalen Eisenbahnstrecken mit den innerstädtischen Straßenbahnstrecken verbunden, damit umsteigefreie Verbindungen aus dem Umland bis ins Stadtzentrum angeboten werden können. Die eingesetzten Fahrzeuge entsprechen sowohl den Forderungen von BOStrab und StVO als auch der EBO. Nachdem der Erfolg des Angebotes einer umsteigefreien Verbindung zwischen Region und Innenstadt alle Erwartungen übertraf, gewinnt die Idee der Verknüpfung von unterschiedlichen Bahnsystemen an Bedeutung.

38 Rechtsgrundlagen Gesetzliche Grundlagen im Überblick Bei dem Betrieb von Bahnsystemen sind folgende rechtliche Grundlagen von Bedeutung: GG Grundgesetz der Bundesrepublik Deutschland ( / ) DBGrG Deutsche Bahn Gründungsgesetz ( ) AEG Allgemeines Eisenbahngesetz ( ) RegG Gesetz zur Regionalisierung des ÖPNV (Regionalisierungsgesetz) ( ) PBefG Personenbeförderungsgesetz (8.8.90/ ) EBO Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung (8.5.67/ ) EBOA BOA ESBO Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung für Anschlussbahnen ( Bayern; Saarland) Verordnung über den Bau und Betrieb von Anschlussbahnen (andere Bundesländer) Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung für Schmalspurbahnen ( ) ESO Eisenbahn-Signalordnung ( /1.8.94) EVO Eisenbahn-Verkehrsordnung (8.9.38/ ) BOStrab LEG Verordnung über den Bau und Betrieb der Straßenbahnen (1965/ ) Landeseisenbahngesetze (aller Bundesländer mit Ausnahme von Hamburg) Eisenbahn AEG Allgemeines Eisenbahngesetz Straßenbahn PBefG Personenbeförderungsgesetz EBO 1 Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung ESO 1 Eisenbahn-Signalordnung EVO 1 Eisenbahn-Verkehrsordnung Baurichtlinien der DB AG (DS) Baurichtlinien nichtbundeseigener Eisenbahnen 1 spezielle Verordnungen für nicht öffentliche Bahnen ² nur für Bahnen, die am öffentlichen Verkehr teilnehmen BOStrab Bau- und Betriebsordnung für Straßenbahnen StVO² Straßenverkehrsordnung Baurichtlinien für Bahnen nach BOStrab Tab. 2.5 Gegenüberstellung der Regelwerke für Eisen- und Straßenbahnen

39 2.18 Rechtsgrundlagen Güter- und Personenverkehr Personenverkehr nicht öffentlich öffentlich nicht bundeseigen Eisenbahnen bundeseigen Fahrzeuge nehmen am Straßenverkehr NE-Unternehmen DB AG nicht teil teil Werksbahnen, Industriebahnen, Hafenbahnen, Anschlussbahnen LEG Regionalbahnen, Nahverkehrsbahnen, einige Industriebahnen, Hafenbahnen GG und AEG Fernbahnen, Regionalbahnen, Nahverkehrsbahnen, S-Bahnen DBGrG Hoch- und Untergrundbahnen, Straßenbahnen Bahnen bes. Bauart Stadtbahnen PBefG ÖPNV-Gesetze der Länder BOA EBOA EBO und ESBO ESO und EVO Regionalisierungsgesetz BOStrab BOStrab und Straßenverkehrsordnung (StVO) Tab. 2.6 Anwendungsbereich der gesetzlichen Regelwerke

40 Spurweite, Fahrraumbegrenzung und Gleisabstände Spurweite, Fahrraumbegrenzung und Gleisabstände 3.1 Spurgeführte Systeme Die Verkehrsträger sind in spurgeführte und freie Systeme zu unterteilen. Zu den mechanisch spurgeführten Systemen zählen alle Bahnen. Dabei überwiegen insbesondere bei Nah- und Fernverkehrsbahnen die auf der Rad-Schiene-Technik beruhenden Reibungsbahnen (Adhäsionsbahnen) bei weitem. Bei dieser Spurführungstechnik übernehmen Rad und Schiene das Abstützen des Fahrzeuges (Tragen), gewährleisten durch den Formschluss zwischen Rad und Schiene das Weiterleiten seitlicher Beschleunigungskräfte vom Fahrzeug auf den Fahrweg (Führen) und übertragen Brems- und Antriebskräfte (Antreiben, Tab. 3.1). Tragen: Abstützung des Fahrzeuggewichtes Führen: Spurhaltung der Fahrzeuge Antreiben: Übertragung der zur Bewegung notwendigen Kräfte Tab. 3.1 Aufgabenzuordnung bei der Rad-Schiene-Technik Schienenbahnen sind aufgrund der geringen Rollreibung zwischen Rad und Schiene im Vergleich zu gummibereiften Straßenfahrzeugen besser geeignet, große Lasten mit geringem Energieaufwand zu befördern. Im Hinblick auf die räumliche Anpassungsfähigkeit an die Verkehrsnachfrage sind Schienenbahnen durch den Aufwand der Verkehrsanlagen wesentlich eingeschränkter als der individuelle Straßenverkehr. Mit herkömmlicher Rad-Schiene-Technik können nur geringe Neigungen bis ca. 4 % ohne erhebliche betriebliche Einschränkungen bewältigt werden. Größere Neigungen sind in Einzelfällen befahrbar, senken jedoch die maximale Zuglast und erfordern besonders traktionsstarke Triebfahrzeuge und leistungsfähige Bremsen. Extreme Steigungen können nur mit anderen Antriebstechniken, wie Zahnrad- oder Seilbahnen überwunden werden. Durch die Spurführung können mehrere Fahrzeuge zu langen Zügen zusammengekuppelt werden und im Vergleich zu handgelenkten Systemen mit geringem Personalaufwand betrieben werden. Darüber hinaus kann die Transportleistung auf kleinen Verkehrsflächen erbracht werden, und es wird durch die Spurführung ein hohes Maß an Sicherheit erreicht.

41 3.2 Spurweite, Fahrraumbegrenzung und Gleisabstände 3.2 Spurweite Der Begriff der Spurweite (Fehler! Ungültiger Eigenverweis auf Textmarke.) wird definiert als der kleinste Abstand der inneren Schienenköpfe im Bereich von 0 bis 14 mm (bei Normal- und Breitspurbahnen) bzw. 0 bis 10 mm (bei Schmalspurbahnen) unter der Schienenoberkante. Unterschieden wird zwischen Normalspur (1435 mm), Breitspur (> 1435 mm) und Schmalspur (< 1435 mm). Der Begriff Regelspur bezeichnet die in einem Land vorherrschende bzw. für die Hauptlinien des Landes relevante Spurweite. Als Stützweite wird der Abstand der Schienenmitten bezeichnet. Lauffläche Spurkranz Fahrkante Spurspiel d Spurmaß S m Spurweite S Stützweite s w Abb. 3.1 Spurweite, Spurmaß, Spurspiel und Stützweite, schematische Darstellung Schienen werden im Abstand der Spurweite verlegt. Abweichend dazu bezeichnet das Spurmaß den Abstand zweier definierter Punkte am Übergang von der Hohlkehle zum Spurkranz der Räder eines Radsatzes. Die Differenz zwischen Spurweite und Spurmaß ist das Spurspiel, dies bezeichnet also den Wert, um den sich ein auf der Schiene stehender Radsatz in Querrichtung verschieben kann. Zur Vermeidung von Zwängungen zwischen dem Spurkranz und der Schiene ist das Spurspiel unerlässlich, es bestimmt außerdem das Maß der Schienenkopfabnutzung und damit den Unterhaltungsaufwand. Im Netz der DB AG kommen folgende Maße zur Anwendung: Spurweite s: 1435 mm (Normalspur) Spurmaß s m : 1410 bis 1426 mm Spurspiel δ: 9 bis 25 mm (s - s m ) Stützweite s w : 1500 mm Spurspiel d= S - S m Normalspur Weltweit am weitesten verbreitet ist die Normalspur. Das Maß der Spurweite beträgt 1435 mm, daraus ergibt sich eine Stützweite von 1500 mm. Dieses Maß gilt seit dem Berner Abkommen von 1886 als europäische Regelspur. Die weltweite Verbreitung der 1435 mm-spurweite und ihr Status als Normalspur lässt sich dadurch erklären, dass während der Anfangszeit des Eisenbahnwesens Mitte des 19. Jahrhunderts alle Lokomotiven von George Stephensons Lokomotivfabrik gefertigt und in verschiedene Län-

42 Spurweite, Fahrraumbegrenzung und Gleisabstände 3.3 der Europas sowie in die vereinigten Staaten exportiert wurden. Dadurch wurde dieses Maß für den Streckenbau vorgegeben, da einerseits die betreffenden Staaten noch nicht über die Fähigkeiten verfügten, selber Lokomotiven zu bauen, und andererseits Stephenson auf dem Maß einer Spurweite von 1435 mm bestand. In Deutschland gelten für alle nach der EBO betriebenen Bahnen laut folgende Grenzmaße der Spurweite für die Ausführung von Normalspurgleisanlagen (EBO 5, Anlage 6): Mindestmaß: 1430 mm Höchstmaß: 1465 mm für Hauptgleise 1470 mm für Nebengleise In sehr engen Gleisbögen muss die Spurweite abhängig vom Kurvenhalbmesser vergrößert werden, damit Zwängungen vermieden werden können. Hier gelten deshalb abweichend folgende Mindestwerte für die Spurweite: Bogenradien [m] unter 175 bis 150 unter 150 bis 125 unter 125 bis 100 minimale Spurweite [mm] Tab. 3.2 Spurweiten in Gleisbögen nach EBO Breit- und Schmalspur Gründe für die Wahl einer größeren Spurweite finden sich in der Verbesserung des Fahrkomforts sowie in der Vergrößerung des Fassungsvermögens. In Europa setzte sich aus Gründen einer flexiblen und länderübergreifenden Betriebsführung die Normalspur durch. Neben der Verwirklichung des Netzgedankens ist darüber hinaus eine einheitliche Spurweite Grundlage einer normierten und damit kostengünstigen Serienanfertigung von Bahnmitteln. Lediglich an der Peripherie Europas sind auch heute noch nennenswerte Breitspurnetze anzutreffen, einerseits in Irland (1600 mm) und andererseits auf der iberischen Halbinsel; dort beträgt das Maß der Regelspur 1676 mm ( kastilische Breitspur ). Ebenfalls verbreitet ist die kastilische Breitspur in Lateinamerika und auf dem indischen Subkontinent. Das weltweit am weitesten verbreitete Breitspurmaß ist die russische Breitspur mit 1520 (früher 1524) mm, welche in allen Nachfolgestaaten der ehemaligen UdSSR sowie in Finnland Anwendung findet. Bemerkenswert ist die bis 1892 von der britischen Great Western Railway genutzte Breitspur von 2140 mm. Im Südwesten Englands wurde ein umfangreiches Netz in dieser Spurweite erbaut, welches auch die erste Strecke der Londoner U-Bahn umfasste. Die leistungsfähigere Breitspur konnte sich jedoch gegenüber der weit verbreiteten Normalspur nicht durchsetzen, so dass diese Strecken an das übrige Netz angepasst wurden. Bei neuen und in sich geschlossenen Bahnsystemen kann die Spurweite losgelöst vom bestehenden Eisenbahnnetz der Umgebung gewählt werden. Daher gibt es auch neuere Anwendungsbeispiele, wo aus Komfortgründen abweichende, breitere Spurweiten verwendet wurden. Bekannt in dieser Hinsicht ist das Bay Area Rapid Transit -System (BART) in San Francisco, eine Stadtschnellbahn auf 1676 mm-spur.

43 3.4 Spurweite, Fahrraumbegrenzung und Gleisabstände Gründe für den Bau schmalspuriger Bahnen waren dagegen in erster Linie eine kostengünstigere Bauweise, bei der sämtliche Trassierungsparameter abgemindert wurden, insbesondere Lichtraumprofil, Achsdrücke und Kurvenradien. In Europa wurden zahlreiche Anschluss- und Kleinbahnen, die keine überregionalen Verkehrsbeziehungen abdeckten, in Schmalspur gebaut. Verbreitung fand hier vor allem die Meterspur sowie Maße um 750 mm, vereinzelt wurden auch Spurweiten von 900 mm und 1100 mm gewählt. Heute bestehen in Europa wie bei den Breitspurbahnen nur noch an der Peripherie (Spanien, Griechenland) und in den Schweizer Alpen größere zusammenhängende Schmalspurnetze. Besondere Bedeutung hat die Schmalspur bis heute vor allem in Straßenbahnnetzen, besonders verbreitet ist dort die Meterspur. Neben dem preiswerteren Gleisbau begünstigte auch die mögliche Streckenführung durch enge Straßen die Wahl der Schmalspur. Außerdem wurde bei zahlreichen Kleinbahnkonzessionen, aus denen häufig Straßenbahnbetriebe hervorgingen, die Schmalspur vorgeschrieben, um Konkurrenz zur Staatsbahn zur unterbinden. Umspurungen bestehender Schmalspurbahnen auf die betreffende Regelspur waren und sind eher selten. Straßenbahn- bzw. Stadtbahnbetriebe, die ihr Netz zumindest teilweise auf Normalspur umgebaut haben, finden sich im mittleren Ruhrgebiet (Essen, Bochum, Mülheim/Ruhr), vollständig auf Normalspur umgestellt wurden die Netze in Duisburg, Chemnitz und Stuttgart. Beachtenswert ist in dieser Hinsicht das Stuttgarter Stadtbahnnetz. Seit 1985 wurde dieses Netz kontinuierlich von Meterspur auf Normalspur umgestellt und zur Stadtbahn ausgebaut. Dazu wurden fast alle Strecken neu trassiert und mit Dreischienengleis für beide Spurweiten versehen. In der Folge wurde für mehrere Jahre ein Mischbetrieb (Linienweise) durchgeführt wurde die letzte Schmalspurlinie eingestellt Fahrzeuge für verschiedenen Spurweiten Prinzipiell gibt es vier Möglichkeiten für spurweitenübergreifenden Verkehr. In Europa kommen alle vier zur Anwendung. Umladen der Güter bzw. Umsteigen der Fahrgäste Weitertransport der Waggons auf Untergestellen Auswechseln der Drehgestelle der Waggons automatische Umspurung der Fahrzeuge Anwendung findet der Weitertransport der Waggons auf Untergestellen ( Rollböcke ) normalerweise für den Weitertransport einzelner Güterwagen auf in der Regel kürzeren Anschlussbahnen mit abweichender, meist schmalerer Spurweite. Zu beachten ist die Profilfreiheit, da Abweichungen zum vorgegebenen Lichtraumprofil auftreten können. Außerdem gelten Einschränkungen in Länge und Gewicht der beförderten Waggons, oft können nur zweiachsige Fahrzeuge befördert werden. Auf der Seite der Infrastruktur ist lediglich eine Vorrichtung erforderlich, die es ermöglicht, zu transportierende Fahrzeuge auf die Rollböcke zu schieben. In Deutschland ist diese Betriebsform kaum noch vorzufinden. Bei größeren zurückzulegenden Entfernungen kann eine Umspurung der Waggons durch Austausch der Drehgestelle wirtschaftlich sein. Hierzu sind jedoch entsprechende Anlagen notwendig. Die Wagenkästen der umzuspurenden Fahrzeuge müssen zunächst angehoben werden, anschließend können die Drehgestelle ausgetauscht und die Wagenkästen wieder abgesenkt werden.

44 Spurweite, Fahrraumbegrenzung und Gleisabstände 3.5 Anwendungsbeispiele sind die französisch-spanische Grenze (Bahnhöfe Irun / Hendaye sowie Port Bou / Cérbére, Wechsel von 1435 mm auf 1676 mm), die schwedisch-finnische Grenze (Haparanda, Wechsel von 1435 mm auf 1520 mm) sowie diverse Stationen an der Grenze der ehemaligen Sowjetunion. Dieses Verfahren ist jedoch aufwändig und zeitraubend. Darüber hinaus müssen an den Übergangsstellen jeweils ausreichend Wechseldrehgestelle für die umzuspurenden Wagen vorgehalten werden. Bei einer automatischen Umspurung sind besondere Fahrzeuge notwendig, die eine schnelle, sichere und wirtschaftliche Spurmaß-Anpassung der Radsätze ermöglichen. Verwirklichung findet diese Möglichkeit beispielsweise bei zahlreichen Fahrzeugen der spanischen Eisenbahnen (RENFE), welche einerseits für den grenzüberschreitenden Verkehr nach Frankreich und andererseits für den Verkehr auf der normalspurigen Schnellbahnstrecke Madrid - Sevilla mit anschließendem Übergang auf das spanische Breitspurnetz eingesetzt werden. Die Umspurung ist vollständig mechanisiert und wird mittels Durchfahren einer Umspuranlage, in der alle Radsätze zunächst von der Achse gelöst, dann neu justiert und schließlich wieder auf der Achse fixiert werden, durchgeführt. Der Vorgang findet im Schritttempo statt und dauert, abhängig von der Zahl der Achsen des Zuges, nur wenige Minuten. Spurwechselradsätze für Triebfahrzeuge sind noch in der Betriebserprobung. Auch hier entspricht die Spurwechsel-Mechanik der bewährten Technik der Talgo-Züge. Ein ähnliches Verfahren soll zukünftig auch in Japan zum Übergang von Zügen aus dem schmalspurigen Altnetz auf die normalspurigen Hochgeschwindigkeitsstrecken genutzt werden Gleise für verschiedenen Spurweiten Sollen Gleisanlagen von Fahrzeugen verschiedener Spurweiten befahren werden, so müssen diese mit Fahrschienen für beide Spurweiten ausgestattet werden. Häufig kann eine Fahrschiene gemeinsam genutzt werden. Auf der anderen Gleisseite werden dann zwei parallele Schienen im Abstand der entsprechenden Spurweiten verlegt. Auf diese Weise entsteht ein Dreischienengleis Unter bestimmten Bedingungen kann es auch notwendig werden jeder Spurweite zwei besondere Schienenpaare zuzuordnen, so kommen Vierschienengleise zur Anwendung. Die Gleise der verschiedenen Spurweiten sind in diesem Fall meist ineinander verlegt. Die Bauart von Mehrschienengleisen ist jeweils verschieden und den konkreten Anforderungen angepasst. Weichen und Gleiskreuzungen in Mehrschienenbauart erfordern einen hohen Bau- und Unterhaltungsaufwand und sind in jedem Fall Einzelanfertigungen.

45 3.6 Spurweite, Fahrraumbegrenzung und Gleisabstände 3.3 Fahrzeugbegrenzung Die auf Gleismitte und Schienenoberkante bezogene äußere Begrenzung der Höhen- und Breitenabmessungen der Schienenfahrzeuge wird Fahrzeugbegrenzung genannt. Diese Fahrzeugbegrenzung ist erforderlich, da an beiden Seiten und über dem Gleis nur ein beschränkter lichter Raum freigehalten wird. Nach der früher verwendeten statischen Methode durfte die Fahrzeugbegrenzungslinie von keinem Fahrzeugteil einschließlich der Ladung bei Stillstand des Fahrzeugs im geraden Gleis überschritten werden. Die Tatsache, dass es in der Vergangenheit bei mehreren europäischen Bahnverwaltungen zu Berührungen zwischen den Fahrzeugen und festen Anlagen gekommen ist, obgleich sowohl die Fahrzeugbegrenzung als auch die Lichtraumprofile eingehalten wurden, veranlasste den Internationalen Eisenbahnverband UIC, ein neues Verfahren zu entwickeln. Danach werden Fahrzeugbegrenzungslinien nicht mehr wie bisher von stehenden, sondern vom sich bewegenden Fahrzeug ausgehend ermittelt. Die für die Einschränkungsberechnung verwendete kinematische Betrachtungsweise nach UIC-Kodex 505 berücksichtigt nun zusätzlich die quasistatische Seitenneigung aus ungleichmäßiger Setzung der Tragfeder, dem Querspiel zwischen Fahrzeugaufbau und den Radsätzen sowie den veränderten Fahrzeughöhen infolge ungleichmäßiger Abnutzung der Radsätze im Gegensatz zur früher verwendeten statischen Methode. Die gültigen Fahrzeuggrenzlinien, die unter dynamischen Einwirkungen nicht überschritten werden dürfen, sind in der EBO Anlage 7 und 8 aufgeführt: G1 für Fahrzeuge, die auch im grenzüberschreitenden Verkehr eingesetzt werden (Abb. 3.2), G2 für Fahrzeuge, die nicht im grenzüberschreitenden Verkehr eingesetzt werden (Abb. 3.3). Abb. 3.2 Bezugslinie G1 (Maße in mm)

46 Spurweite, Fahrraumbegrenzung und Gleisabstände 3.7 Abb. 3.3 Bezugslinie G2 (Maße in mm) Abb. 3.4 Fortsetzung Bezugslinie G1 und G2 für die unteren Teile der Fahrzeuge ausgenommen besetzte Personenwagen (Maße in mm) Wird die Fahrzeugbegrenzung in Ausnahmefällen überschritten, so kann eine Beförderung als so genannte Lademaßüberschreitung (Lü) durchgeführt werden, sofern nicht z.b. bauliche Gründe dagegen sprechen. In diesen Fällen deklariert man solche Fahrzeuge als Lü-Wagen, die einer besonderen fahrdienstlichen Behandlung unterliegen. Auch unter den Gesichtspunkten eines besseren Komforts in Fahrzeugen des Fernschnellverkehrs einerseits und günstigerer Ein-/Ausstiegsverhältnisse bei S-Bahnen (verringerter Abstand zwischen Bahnsteigkanten und Fahrzeugen) andererseits sind Überschreitungen der Maße zulässig. Wichtigstes Maß insbesondere bei S-Bahnen ist hierbei die Fahrzeugbreite, da sie vor allem bei quer zur Fahrtrichtung angeordneten Sitzplätzen deren Anzahl unter Wahrung ausreichender Gangbreiten bestimmt. Für geschlossene Systeme (z.b. U-Bahnen) können andere Überlegungen zu speziellen Maßvorgaben führen. Das gilt im Übrigen auch für den Mischbetrieb nach BOStrab und EBO (z.b. Karlsruhe). Für Fahrzeuge, die am öffentlichen Straßenverkehr teilnehmen (Straßen und Stadtbahnen), legt die BOStrab in 34 nur folgende Fahrzeugabmessungen verbindlich fest und zwar bis zur Höhe von 3,40 m eine größte Breite von 2,65 m, über 3,40 m eine größte Breite von 2,25 m, zulässige Höhe des abgezogenen Stromabnehmers 4,00 m.

47 3.8 Spurweite, Fahrraumbegrenzung und Gleisabstände 3.4 Regellichtraum Der Regellichtraum ist der zu jedem Gleis gehörende Raum, der für die Durchfahrt der Fahrzeuge unter dynamischen Einwirkungen auf das Fahrzeug (Fahrzeugbegrenzung), bei unregelmäßiger Gleislage (Wechselwirkung Fahrzeug/Gleis) sowie einschließlich einer Berücksichtigung von Betriebseinwirkungen und eines Sicherheitszuschlages freizuhalten ist und dem ungehinderten und gefahrlosen Bewegen der Fahrzeuge dient. Es gilt: Fahrzeugbegrenzung + Wechselwirkung Fahrzeug/Gleis + Sicherheitszuschlag + Raum für betriebliche Zwecke + Raum für bauliche Zwecke = Regellichtraum Unter Wechselwirkungen Fahrzeug/Gleis versteht man u.a. Verschiebungen infolge der Stellung eines Fahrzeugs im Gleisbogen unter Berücksichtigung der Spurweite des Gleises, Verschiebungen aus quasistatischer Seitenneigung, die sich beim Stand eines Fahrzeugs in einem Gleis mit Überhöhung ergibt, zufallsbedingte Verschiebungen aus Gleislageunregelmäßigkeiten sowie Schwingungen infolge Wechselwirkungen zwischen Fahrzeug und Gleis. In den Lichtraumprofildarstellungen werden Fahrzeugbegrenzung, Wechselwirkung Fahrzeug/Gleis, betriebliche Faktoren sowie der Sicherheitszuschlag berücksichtigt. Der von der Grenzlinie umschlossene Regellichtraum kann teilweise durch zusätzliche Räume für bauliche Zwecke (in den Lichtraumprofilen als Raum (A) und (B) gekennzeichnet) nach einer Sicherheitsprüfung in Anspruch genommen werden. Die Umgrenzung des lichten Raumes bestimmt u.a. den erforderlichen Abstand benachbarter Gleise, den Abstand fester Gegenstände vom nächstgelegenen Gleis, die Mindesthöhe der Unterkante von Überführungsbauwerken über Schienenoberkante, die Querschnittsabmessungen von Tunneln. Im Netz der Deutschen Bahn AG findet man: Regellichtraum nach EBO, erweiterten Regellichtraum nach EBO Lichtraumprofil GA, GB sowie GC nach UIC (DS ), Sonderlichträume (z.b. EBOA). Bei umfassenden Umbauten an vorhandenen Strecken und bei Neubaustrecken muss das Lichtraumprofil GC (Abb. 3.5) hergestellt werden, bei sonstigen Baumaßnahmen ist es anzustreben. Es wurde nach der in den UIC-Merkblättern und 506 geregelten kinematischen Berechnungsweise entwickelt und enthält Reserven für die Hebung des Oberbaus durch Instandhaltungsmaßnahmen und einen Zuschlag von 25 mm

48 Spurweite, Fahrraumbegrenzung und Gleisabstände 3.9 für die Ausrundung von Neigungswechseln mit einem Ausrundungsradius von r a = 2000 m. Darüber hinaus sind zwei weitere Begrenzungslinien GA und GB definiert worden, die für Ausbaumaßnahmen im internationalen Bereich angewendet werden sollen. Die Untersuchungen des DB AG-Streckennetzes haben ergeben, dass die Grenzlinie GA überall eingehalten worden ist, wenige Engstellen für GB bestehen und GC weitgehend mit dem erweiterten Regellichtraum nach EBO übereinstimmt, also nach und nach realisiert werden kann. Für die Beseitigung kinematischer Engstellen kommen in Frage: betriebliche Maßnahmen (z.b. Geschwindigkeitsbeschränkungen) bauliche Maßnahmen (z.b. veränderte Überhöhungen, Vergrößerung der Gleisabstände) Unterhaltungsmaßnahmen (z.b. Begrenzung der Oberbautoleranzen) (A) (B) Zwischen Streckengleisen und durchgehenden Hauptgleisen darf dieser Raum für die Streckenausrüstung genutzt werden. Raum für bauliche Anlagen, wie z.b. Bahnsteige, Rampen, Rangiereinrichtungen, Signalanlagen. Die jeweiligen Einbaumaße sind in den entsprechenden Baurichtlinien angegeben. Bei Bauarbeiten dürfen auch andere Gegenstände hineinragen (z.b. Baugerüste, Baugeräte, Baustoffe), wenn die erforderlichen Sicherheitsmaßnahmen getroffen sind. Diese können z.b. das Vorhandensein der jeweiligen Grenzlinie für feste Anlagen (=Mindestlichtraum), der Ausschluss von Lü-Sendungen und das Herabsetzen der Geschwindigkeiten sein. Abb. 3.5 Lichtraumprofil GC (Maße in mm, DS ) Der S-Bahn-Planung allgemein legt die DB AG das in Abb. 3.6 dargestellte Lichtraumprofil zugrunde. Werden S-Bahn-Strecken jedoch im Mischverkehr befahren, so ist auf das gewöhnliche Profil GC auszuweichen. Für die in sich geschlossenen Gleichstrom-S-Bahnsysteme in Berlin und Hamburg (mit Stromschiene) gelten Sonderprofile.

49 3.10 Spurweite, Fahrraumbegrenzung und Gleisabstände (A) zwischen Streckengleisen und durchgehenden Hauptgleisen darf dieser Raum für die Streckenausrüstung genutzt werden. (B) Raum für bauliche Anlagen, wie z.b. Bahnsteige, Rampen, Rangiereinrichtungen, Signalanlagen. Die jeweiligen Einbaumaße sind in den entsprechenden Baurichtlinien angegeben. Bei Bauarbeiten dürfen auch andere Gegenstände hineinragen (z.b. Baugerüste, Baugeräte, Baustoffe), wenn die erforderlichen Sicherheitsmaßnahmen getroffen sind. Diese können z.b. das Vorhandensein der jeweiligen Grenzlinie für feste Anlagen (=Mindestlichtraum), der Ausschluss von Lü-Sendungen und das Herabsetzen der Geschwindigkeiten sein. 1) In Tunneln und in unmittelbar angrenzenden Einschnittsbereichen, sofern besondere Fluchtwege vorhanden sind. Abb. 3.6 S-Bahn-Lichtraumprofil bei Radien r 250 m (Maße in mm, DS 800) Unberücksichtigt ist in den bisher dargestellten Querschnittsprofilen der Regellichtraum bei Oberleitung: Auf elektrifizierten bzw. zur Elektrifizierung vorgesehenen Strecken wird eine Regelhöhe von 6,15 m über SO für die Oberleitung bei allen Neubauten und umfassenden Umbauten freigehalten. Die Mindesthöhe, die keinesfalls unterschritten werden sollte, beträgt 5,65 m (v e 200 km/h) über SO. Bei Bahnübergängen ist auf 6,50 m zu erhöhen. Stadtschnell- und Stadtbahnen haben schon deshalb andere Lichträume, weil sie größere Bahnsteighöhen (0,85 bis 0,95 m) und niedrigere Fahrzeuge (z.b. U-Bahn) besitzen. Für die Berechnung von Profilerweiterungen in Kurven werden abhängig von den Konstruktionsmerkmalen der Fahrzeuge (Drehzapfenabstand, Fahrzeuglänge und Fahrzeugbreite) unterschiedliche Maße angegeben. Die BOStrab legt im Gegensatz zu früheren Ausgaben keine Lichträume mehr fest und führt dazu in 18 (2) nur allgemein aus: Die Umgrenzung des lichten Raumes sowie die lichtraumtechnisch maßgebenden Merkmale der Fahrzeuge und des Gleises müssen so aufeinander abgestimmt sein, dass es in keinem zulässigen Betriebszustand zu gefährdenden Berührungen zwischen Fahrzeugen und Gegenständen sowie zwischen Fahrzeugen auf benachbarten Gleisen kommen kann. Nähere Einzelheiten hierzu regeln die BOStrab-Lichtraumrichtlinien.

50 Spurweite, Fahrraumbegrenzung und Gleisabstände Gleisabstände Wichtige Hauptmaße für die Dimensionierung von Gleisanlagen leiten sich aus den Maßen der Lichtraumumgrenzungslinie ab. Von besonderer Bedeutung sind dabei die Abstandsmaße von unmittelbar nebeneinander liegenden Gleisen. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit für die Durchführung der betrieblichen und verkehrlichen Behandlung von Zügen bzw. Eisenbahnwagen und aus Gründen einer guten Flächenausnutzung werden mehrgleisige Bahnhofsanlagen und Strecken grundsätzlich mit paralleler Führung der Gleisachsen zueinander ausgebildet. Dabei werden weitgehend minimale Gleisabstände gewählt. Es gilt: Der Gleisabstand e [m] ist ein horizontales Abstandsmaß von Gleismitte zu Gleismitte. Auch andere Abstandsmaße zu baulichen Anlagen oder Einrichtungen in Gleisnähe werden stets auf die Gleismitte bezogen. Zwischen zwei benachbarten Gleisen kann der Gleisabstand beeinflusst werden durch die Lichtraumprofile unter Berücksichtigung etwaiger Überhöhungen in Gleisbogen, verschiedene Einbauten (Masten, Stützen, Zugsicherungseinrichtungen, Bahnsteige) und geschwindigkeitsabhängige Sicherheitsräume (Gefahrenbereiche). Bei hohen Geschwindigkeiten wirken sich zudem die aerodynamischen Vorgänge gravierend auf die Querschnittsgestaltung aus. In allen Fällen ist jedoch die Einhaltung des Regellichtraums zu gewährleisten Gleisabstände auf der freien Strecke Der Mindestgleisabstand gemäß EBO wird durch Addition der halben Breitenmaße der maßgeblichen Grenzlinien bestimmt. Für einige Radien ist er in der Tab. 3.3 angegeben. Die Werte gelten auf der freien Strecke im bestehenden Netz.

51 3.12 Spurweite, Fahrraumbegrenzung und Gleisabstände Radius [m] Mindestgleisabstand bei einer Geschwindigkeit von [km/h] Zwischenwerte dürfen geradlinig eingeschaltet werden Tab. 3.3 Mindestgleisabstand zwischen Streckengleisen (EBO 10) Auf der freien Strecke sind bei Neu- und Ausbaumaßnahmen in der Gerade und im Bogen mit r > 250 m folgende Mindestgleisabstände zu gewährleisten: für Ausbaustrecken mit v max < 200 km/h Mindestgleisabstand mit e min = 4,00 m für Neubaustrecken mit v max < 300 km/h Mindestgleisabstand mit e min = 4,50 m für S-Bahn-Strecken mit v max < 120 km/h Mindestgleisabstand mit e min = 3,80 m Beim Ausbau vorhandener Strecken kann der Gleisabstand von 4,00 m bei einer Entwurfsgeschwindigkeit bis zu 230 km/h beibehalten werden, falls die erhöhte Geschwindigkeit ausschließlich durch Züge mit aerodynamisch günstigen Eigenschaften (wie der ICE) gefahren wird. Sind für einen Gleiswechselbetrieb zwischen den Streckengleisen Signale aufzustellen, ist das Abstandsmaß auf 4,60 m zu vergrößern, sofern nicht auf baulich aufwendige Signalbrücken zurückgegriffen werden soll. Der Mindestwert beträgt 4,50 m, wenn eine genaue Einmessung der Signale garantiert wird. Bei S-Bahnen ist eine weitere Reduzierung möglich, falls das kleinere Lichtraumprofil zur Anwendung kommt.

52 Spurweite, Fahrraumbegrenzung und Gleisabstände SO SO e=4600 Abb. 3.7 Gleisabstand bei Gleiswechselbetrieb (Lichtraumprofil GC) Bei der Bemessung des Gleisabstandes bei Gleisen mit Überhöhung oder der Bemessung des freizuhaltenden Raumes unter Überführungsbauwerken oder im Bereich von Kunstbauten (z.b. Widerlager, Schallschutzwände) stehen bei der DB AG Regelzeichnungen zur Verfügung. Für NE-Bahnen sind die Gleisabstände in den Verordnungen der Länder (EBOA) vorgeschrieben. Allgemein beträgt hier der Regelabstand für Neubauten von Regelspurbahnen 4,00 m. Es gibt auch hier viele Sonderregelungen, die den Verordnungen des jeweiligen Bundeslandes entnommen werden können. Abstand Quelle Bestehende Anlagen 3,50 m EBO 10 (1) Umfassende Um- und Neubauten 4,00 m Mindestabstand EBO 10 (2) S-Bahn 3,80 m EBO 10 (2) Neubaustrecken v e = 300 km/h Schotterbett Feste Fahrbahn v e =200 km/h Gleiswechselbetrieb / Signale zwischen den Gleisen 4,70 m 4,50 m 4,50 m DS DS DS ,50 m DS Zwischen Streckengleispaar und drittem Gleis v 160 km/h 160 < v 200 km/h v > 200 km/h 5,80 m 6,80 m 8,00 m DS Tab. 3.4 Wichtige Gleisabstände zwischen Streckengleisen

53 3.14 Spurweite, Fahrraumbegrenzung und Gleisabstände Gleisabstände im Bahnhof In Bahnhöfen wird der Streckengleisabstand als nicht ausreichend angesehen. Stattdessen wählt man ein Mindestmaß von 4,50 m, sofern diese Verbreiterung nicht mit erheblichen Mehrkosten verbunden sein sollte. Bei einer Signalmastbreite von 0,10 m und ohne Bautoleranz ist so das Aufstellen von Signalen an jeder Stelle möglich. Bei mehreren nebeneinander liegenden Gleisen müssen darüber hinaus Zwischenwege angelegt werden. Dies ist nötig, um im Gleisbereich Beschäftigten die gefahrlose Ausübung ihres Dienstes zu ermöglichen. Zwischenwege oder Sicherheitsräume werden nach jedem zweiten Gleis vorgehalten, soweit keine Mastgassen angeordnet sind. An beiden Außenseiten des Streckenquerschnittes kommen ebenso große Randwege hinzu. Dabei wird eine Breite von 0,8 m als Breitenmaß einer Person zugrunde gelegt. Bahnbeschäftigte halten sich bei folgenden Aufgaben im Gleisbereich auf: Rangierleiter zum Kuppeln von Fahrzeugen Wagenmeister zum Untersuchen von Fahrzeugen/Durchführen der Bremsprobe Wagenreinigungspersonal zum Erreichen der Fahrzeuge in der Abstellanlage Triebfahrzeugführer zum Erreichen ihrer Fahrzeuge, die nicht am Bahnsteig stehen Gleisbauarbeiter, die bei Vorbeifahrt eines Zuges aus dem Gleisbereich treten. Zum gefahrlosen Aufenthalt wird ein Mindestabstand des Menschen von bewegten Fahrzeugteilen definiert. Bezugspunkt ist wiederum die Gleisachse. Die Mindestabstände werden im Einzelnen in den Richtlinien der Eisenbahnunternehmen festgesetzt. Fernbahn Höchstgeschwindigkeit Mindestabstand > 160 km/h 3,00 m 160 km/h 2,50 m S-Bahn 120 km/h 2,30 m Bahnhofsgleise Tab. 3.5 Gefahrenbereichsmaße der DB AG = 50 km/h 2,00 m < 40 km/h 1,85 m Abstand Quelle Mindestabstand 4,00 m EBO 10 Mindestabstand bei Neubauten Signale zwischen den Gleisen Zwischen Bahnhofsgleispaar und drittem Gleis: 4,50 m EBO 10 4,50 m DS zwischen Hauptgleisen 5,80 m DS zwischen Nebengleisen 4,50 m DS Tab. 3.6 Gleisabstände in Bahnhöfen (Auswahl) Müssen Masten für die Elektrifizierung aufgestellt werden, so können diese im Schutzraum angeordnet werden. Die Mastgasse beeinträchtigt die Schutzfunktion des Bewegungsraums für Personen nicht, da bei Zugfahrten rechtzeitig Schutz neben den Einbauten gefunden werden kann.

54 Spurweite, Fahrraumbegrenzung und Gleisabstände Fahrbahn-Querschnitte für Vollbahnen Die aus dem vorhergehenden Abschnitt bekannten Gleisabstände und Abstandsmaße von bewegten Fahrzeugteilen sind in Regelzeichnungen für Streckenquerschnitte auf Erdkörpern im Anhang der DS aufgeführt. Die gängigen Regelquerschnitte sind im Folgenden auszugsweise dargestellt: 1) Betonschwelle mit l = 2,40 m oder Holzschwelle mit l = 2.60 m 2) gewährleistet ausreichende Fußraumbreite im Sicherheitsraum 3) Die Planumsbreite gilt für beide Schwellenarten. 4) Schotterbreite vor Schwellenkopf 5) Fahrbahnhöhe ohne Maßstab, Maße in m Abb. 3.8 Zweigleisiger S-Bahn-Streckenquerschnitt auf Erdkörper

55 3.16 Spurweite, Fahrraumbegrenzung und Gleisabstände Abb. 3.9 Zweigleisiger Streckenquerschnitt auf Erdkörper mit v 160 km/h Abb Zweigleisiger Streckenquerschnitt auf Erdkörper mit 160 km/h < v 200 km/h Abb Zweigleisiger Streckenquerschnitt auf Erdkörper mit v > 200 km/h Geschwindigkeitsbereich v e[km/h] Gleisabstand [m] Mindestabstand von bewegten Fahrzeugteilen [m] beidseitiger Randweg/Gehspurbreite [m] Gesamtbreite des Planums [m] 120 1) 3,80 2,40 2) 0,80 10, ,00 2,50 0,80 10,60 > 160 4,00 3,00 0,80 11,60 > 200 4,50 3,00 0,80 12,10 1) S-Bahn-Strecke 2) erweitert zur Gewährleistung einer ausreichenden Fußraumbreite im Sicherheitsraum Tab. 3.7 Abmessungen von Fahrbahn-Querschnitten in der Geraden

56 Spurweite, Fahrraumbegrenzung und Gleisabstände 3.17 Schienenhöhe (UIC 60) Schwellenhöhe Bettungsdicke v max 120 km/h v max 160 km/h v max 200 km/h v max>200 km/h 0,19 m Schwelle B 58 0,17 m 0,22 m Schwelle B 70 0,30 m Regelfall 0,20 m bei schwach befahrenen Gleisen 0,35 m 0,24 m Schwelle B 75 Σ Fahrbahnhöhe Σ 0,66 m Σ 0,69 m Σ 0,76 m Schwellenlänge Schotterbreite vor Schwellenkopf Neigung Schotterböschung 2,40 m (Beton) 2,60 m (Holz) Tab. 3.8 Abmessungen des Gleisbettes 2,60 m 2,80 m (angestrebt) 0,40 m 0,50 m 0,45 m 1 : 1,5 3.7 Fahrbahn-Querschnitte für Straßenbahnen Standardisierte Querschnitte und Gleisabstände für Straßenbahnen im Straßenraum werden in den BOStrab-Lichtraum Richtlinien nicht vorgeschrieben und sind entsprechend den jeweilig eingesetzten Fahrzeugen und eventuellen Sicherheitszuschlägen streckenbezogen zu bemessen. Bei Gleisbögen im Verkehrsraum öffentlicher Straßen ist entsprechend der BOStrab zu berücksichtigen, dass der Lichtraumbedarf wegen der bogengeometrischen Fahrzeug-Ausragung auf jeder Seite um höchstens 0,65 m größer sein darf als der Lichtraum in der Geraden. Die Richtlinien für die Anlage von Stadtstraßen (RASt 06) gibt ergänzend Grundmaße für Verkehrsräume von Straßen- und Stadtbahnen an, allerdings sind diese Angaben auf maximale Wagenbreite von 2,65 m bezogen. Die Wagenbreite gängiger straßenabhängiger Bahntypen schwankt in Deutschland zwischen 2,20 m und 2,65 m (Höchstmaß nach 34 (3) BOStrab). Letzteres Maß ist insbesondere in den Stadtbahnnetzen anzutreffen. Bestehende, historisch gewachsene Straßenbahnnetze lassen einen Einsatz derart breiter Fahrzeuge jedoch meistens nicht zu, hier kommen oft 2,30 oder 2,40 m breite Fahrzeuge zum Einsatz. Die Grundmaße der RASt 06 ermöglichen bei der Vorplanung von Schienenwegen in angebauten Siedlungsbereichen eine grobe Abschätzung des Verkehrsflächenbedarfs. Besonderes Augenmerk ist auf die Integration von Schienenwegen in städtischen Siedlungsräumen zu legen.

57 3.18 Spurweite, Fahrraumbegrenzung und Gleisabstände Abb Querschnittsabmessungen für Straßenbahnstrecken (RASt 06); Grundmaße für Verkehrsräume und lichte Räume von Straßenbahnen mit maximaler Fahrzeugbreite (W = 2,65 m) Bei Bahnen, die im Straßenraum verkehren, sind zwei Fälle besonders zu unterscheiden: Beim straßenbündigen Bahnkörper sind die Gleise in die Straßenfahrbahn bzw. den Gehweg eingebettet. Beim besonderen Bahnkörper erhält die Straßenbahn innerhalb des öffentlichen Verkehrsraumes ihre eigene Verkehrsfläche, welche vom übrigen Verkehr durch Bordsteine, Leitplanken, Bäume u.ä. getrennt ist. Straßenbündige Bahnkörper können durch Aufpflasterungen, Schrägbordsteine oder Markierungen von der sonstigen Fahrbahn abgesetzt werden. Sie bleiben so für Straßenfahrzeuge und insbesondere Rettungsfahrzeuge in Ausnahmefällen befahrbar. Abb Durch Aufpflasterung hervorgehobener Bahnkörper Abb Straßenbahn auf besonderem Bahnkörper in Straßenmitte

58 Spurweite, Fahrraumbegrenzung und Gleisabstände 3.19 Bei der finanziellen Förderung von neuen Straßenbahnstrecken wird im Regelfall ein besonderer Bahnkörper oder zumindest ein abgesetzter straßenbündiger Bahnkörper vorausgesetzt. Eingleisige Straßenbahnstrecken für den Zweirichtungsbetrieb sind nur sehr bedingt förderfähig. Abb Straßenbündiger Bahnkörper im Fußgängerzonenbereich Abb Abmessungen eines hochflurigen Stadtbahnwagens (B-Wagen) Abb Abmessungen eines Niederflur-Gelenktriebwagens (MGT 6 D)

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60 Trassierung Trassierung Unter Trassierungsparameter seien im weitesten Sinne alle die Parameter verstanden, die die Trassenführung beeinflussen. Sie können geometrischer, bautechnischer oder betrieblicher Art sein. 4.1 Geltungsbereich, Vorschriften, Grenzwerte Die nachfolgenden Ausführungen gelten für die Planung aller Gleisanlagen mit Entwurfsgeschwindigkeiten v e 300 km/h im Bereich der freien Strecke und von Bahnhöfen für Maßnahmen an vorhandenen Strecken, Aus- und Neubaustrecken sowie S-Bahn-Strecken. Ausbaustrecken (ABS) sind hierbei vorhandene Eisenbahnlinien, die für eine höhere Geschwindigkeit ausgebaut werden. Die angestrebte Geschwindigkeit liegt bei 200 bis 250 km/h. Neubaustrecken (NBS) für den Hochgeschwindigkeitsverkehr sind neue Eisenbahnlinien, die zur Ergänzung des vorhandenen Eisenbahnnetzes gebaut und für Höchstgeschwindigkeiten von bis zu 300 km/h ausgelegt werden. Die Aus- und Neubaustrecken zählen zu den Hochgeschwindigkeitsstrecken und sind Bestandteil des nationalen bzw. europäischen Hochgeschwindigkeitsnetzes. Weiterhin werden auch Neubaustrecken für niedrigere Geschwindigkeiten angelegt, diese dienen häufig dem Ausbau von S-Bahn-Netzen. Die Linienführung der Gleise in Grund- und Aufriss wird durch Trassierungselemente bestimmt. Im Grundriss gibt es drei Trassierungselemente: die Gerade, den Kreis und als Verbindungselement zwischen diesen beiden den Übergangsbogen. Im Aufriss wird die Gradiente bei konstanter Neigung als Gerade ausgebildet. Neigungswechsel werden ohne Übergang mit Kreisbögen ausgerundet. Für Trassierungselemente sind in den Bau- und Betriebsordnungen (z.b. EBO, BOStrab) Grenzwerte als zulässige Mindest- und Höchstwerte festgelegt. Diese Grenzwerte beinhalten Sicherheitsreserven. Ein Abweichen von den Grenzwerten bedingt nicht zwangsläufig eine Betriebsgefahr. Der Planung einer verbesserten Linienführung oder zum Bau neuer Strecken liegt immer ein für den Zeitpunkt der Inbetriebnahme der Trasse prognostiziertes Betriebsprogramm zugrunde. Vom Besteller sind in der Regel hierbei folgende Parameter anzugeben: Zugarten (Reisezüge, Güterzüge), Mischbetrieb oder artreiner Betrieb, Reisezug- und Güterzugbelastung (t/tag) sowie Zuglängen, Einsatz von Zügen mit Neigetechnik, Art und Lage der Betriebsstellen, Leit- und Sicherungstechnik, Energieversorgung, Entwurfsgeschwindigkeit für Reise- und Güterzüge, zulässige Längsneigung,

61 4.2 Trassierung Maßgaben zur Trassenführung und zu berücksichtigende Entwicklungen. Grundlage des Planungsprozesses der Linienführung sind vorwiegend die Richtlinien der Deutschen Bahn AG. Der Planungsauftrag ist so umzusetzen, dass beim vorgesehenen Betriebsprogramm ein günstiges wirtschaftliches Verhältnis zwischen dem fahrdynamischen Verhalten der Züge, den Baukosten (einschl. Grunderwerb), den Betriebs- und Erhaltungskosten erreicht wird. Bei der Wahl der Trassierungselemente ist dabei zu berücksichtigen, dass sich für die Linienführung einer Trasse eine Vielzahl alternativer Lösungsmöglichkeiten ergibt. Diese müssen letztlich im Rahmen einer Nutzen-Kosten-Analyse untersucht und bewertet werden. Die Werte der einzelnen Trassierungselemente lassen sich hinsichtlich des Fahrkomforts sowie einer wirtschaftlichen Herstellung und Instandhaltung differenzieren. In der Tab. 4.1 sind die im Bahnbau verwendeten Arten von Trassierungswerten zusammengestellt. Zustimmungswert Genehmigungsbereich Ermessensbereich Ausnahmewert Ermessensgrenzwert Regelwert Herstellungsgrenzwert Tab. 4.1 Werte-Differenzierung der Trassierungselemente Werte unterhalb des Herstellungsgrenzwertes werden baulich nicht umgesetzt. Bei der Wahl von Werten im Bereich zwischen Regelwerten und Herstellungsgrenzwert sind bei üblichen Randbedingungen keine größeren Nachteile hinsichtlich Fahrkomfort, Herstellungs- und Instandhaltungsaufwand zu erwarten. Die Regelwerte stellen eine wirtschaftliche Trassierung sicher und spiegeln die wissenschaftlichen Erkenntnisse und praktischen Erfahrungen wider. Es ist anzustreben, mit diesen Regelwerten zu arbeiten. Soweit Werte zwischen dem Regelwert und dem Ermessensgrenzwert gewählt werden, sind diese zu begründen und zu dokumentieren. Es ist zu beachten, dass bei der Anwendung von Grenzwerten der Aufwand für die Unterhaltung steigt. Die Werte des Genehmigungsbereiches dürfen angewendet werden, wenn damit Sprungkosten beispielsweise durch den Wegfall von aufwendigen Ingenieurbauwerken oder Geschwindigkeitseinbrüche vermieden werden können. Zu beachten ist hierbei, dass der Genehmigungsbereich nur mit Zustimmung der Zentrale des Verkehrsunternehmens (Zustimmungsbereich) bzw. über die Zulassung einer Ausnahme von den Vorschriften der EBO (Ausnahmewert) durch das Eisenbahn-Bundesamt in Anspruch genommen werden darf.

62 Trassierung Formelzeichen und ihre Bedeutung Für Trassierungselemente und Bemessungsgrößen sind Abkürzungen eingeführt. Diese werden sowohl in den Formeln für die Berechnung der Elemente als auch zu ihrer Kennzeichnung in Plänen angewandt. Nachfolgend wesentliche Abkürzungen und ihre Bedeutung: Zeichen Bedeutung des Formelzeichens Einheit a R Seitenbeschleunigung m/s 2 BA BE Bogenanfang Bogenende e Gleisabstand m Ι Längsneigung k Krümmung des Gleisbogens (1000/r = k) 1 l a Länge der Ausrundung bei Kuppen und Wannen m l g Länge einer Zwischengerade m l R Länge der Überhöhungsrampe m l RB Länge der Überhöhungsrampe nach Bloss m l RS Länge der S-förmigen Überhöhungsrampe m U R Übergangsbogenlänge, gerade Krümmungslänge m U RB Übergangsbogenlänge, S-förmige Krümmung m U RS Übergangsbogenlänge nach Bloss m ldsch max min Abk. letzte durchgehende Schwelle (Weichenbereich) Vorsatz für Höchstwert Vorsatz für Mindestwert 1:m Neigung der Überhöhungsrampe NL Nutzbare Gleislänge m 1:n Neigung der Weichentangente oa ohne Ausrundung r a Ausrundungshalbmesser der Neigungswechsel m r Gleisbogenradius m r o Radius des Zweiggleises (Weichengrundform) m r s Radius des Stammgleises einer Bogenweiche m r z Radius des Zweiggleises einer Bogenweiche m reg RA RE Vorsatz für Regelwert Rampenanfang Rampenende s w Stützweite (Abstand der Schienenkopfmitten) mm u Überhöhung der Außenschiene mm u o Ausgleichende Überhöhung mm u f Überhöhungsfehlbetrag mm u u Überhöhungsüberschuss mm UA UE Übergangsbogenanfang Übergangsbogenende v e Entwurfsgeschwindigkeit km/h v o Bogendurchfahrtsgeschwindigkeit mit a R = 0 km/h WA WE WTS zul Weichenanfang Weichenende Schnittpunkt der Weichentangenten Vorsatz für zulässigen Wert (Ermessensgrenzwert)

63 4.4 Trassierung Tab. 4.2 Abkürzungen und ihre Bedeutung

64 Trassierung Entwurfs- und Fahrgeschwindigkeit Bei der Ausbau- und Neubauplanung wird begrifflich zwischen der Ausbaugeschwindigkeit und der Entwurfsgeschwindigkeit unterschieden: Ausbaugeschwindigkeit ist diejenige Geschwindigkeit, für die ein bestehender Streckenabschnitt ausgebaut oder umgebaut werden soll. Entwurfsgeschwindigkeit ist diejenige Geschwindigkeit, die zum Zeitpunkt der Planung dem Entwurf einer neuen Eisenbahnanlage zugrunde gelegt wird. Als angestrebte Richtwerte für den Bereich der Deutschen Bahn AG können gelten: Neubaustrecken 300 km/h, mindestens 250 km/h, Ausbaustrecken 200 km/h bis 250 km/h, reine Güterzugstrecken 120 km/h. Sinngemäß gelten für S-Bahnen 120 km/h, U-Bahnen 80 km/h, Straßenbahnen bis zu 70 km/h bei unabhängigem Bahnkörper. Wenn die nach den vorgenannten Geschwindigkeiten bemessenen Trassierungselemente in der Örtlichkeit wegen zu berücksichtigender Zwangspunkte nicht eingebaut werden können, ist eine entsprechend niedrigere Entwurfsgeschwindigkeit v e zu wählen. Diese ist auf einen durch 10 teilbaren Wert abzurunden. Gleiches gilt, wenn die fahrzeugseitigen und sicherungstechnischen Anforderungen gemäß 40 EBO nicht den angestrebten Richtwerten genügen. Die zulässige Geschwindigkeit, mit der ein Zug auf einem Streckenabschnitt höchstens fahren darf, ist dann an Stelle der Entwurfs- bzw. Ausbaugeschwindigkeit einzusetzen. Die zulässige Geschwindigkeit der Fahrzeuge ist neben den Trassierungsverhältnissen im Einzelnen abhängig von der Bauart der einzelnen Fahrzeuge, der Art und Länge der Züge ( 34), den Bremsverhältnissen ( 35) und den betrieblichen und sicherungstechnischen Verhältnissen. Maßgeblich hängt die zulässige Geschwindigkeit von der Bremsanlage des Zuges und dem Vorhandensein einer Zugbeeinflussung ab. Die zulässige Geschwindigkeit für durchgehend gebremste Reisezüge beträgt in Deutschland auf Hauptbahnen maximal 160 km/h, sofern die Strecke und das führende Fahrzeug mit einer Zugbeeinflussung ausgerüstet sind, welche den Zug selbsttätig zum Halten bringen kann (PZB). Ist keine Zugbeeinflussung vorhanden, ist die Geschwindigkeit auf 100 km/h begrenzt (EBO 40). Sind die Strecke und das führende Fahrzeug mit einer Zugbeeinflussung ausgerüstet, durch die ein Zug selbständig zum Halten gebracht und außerdem geführt werden kann (z.b. LZB), sind Geschwindigkeiten über 160 km/h zulässig (derzeit bis 300 km/h). Für Versuchszüge, dies können auch planmäßig verkehrende Züge sein, kann eine höhere Geschwindigkeit genehmigt werden. Auf Nebenbahnen beträgt die zulässige Höchstgeschwindigkeit 80 km/h. Wenn teilweise Bedingungen für Hauptbahnen erfüllt sind, darf mit 100 km/h gefahren werden. Durchgehend gebremste Güterzüge dürfen auf Hauptbahnen 120 km/h fahren, wenn eine wirksame Zugbeeinflussung vorhanden ist, ansonsten

65 4.6 Trassierung 100 km/h. Für Schnellgüterzüge ist bei entsprechender fahrzeugtechnischer Auslegung die Höchstgeschwindigkeit mit 160 km/h festgelegt.

66 Trassierung Längsneigung und Neigungswechsel Beim Straßenbau werden die Neigungen in % angegeben. Die Eigenheiten des Rad-Schiene-Systems und der Wunsch, große Lasten mit möglichst gleichmäßiger Geschwindigkeit befördern zu können, führen bei der Trassierung von Bahnen gegenüber der Straßenplanung zu geringeren Neigungen. Deshalb ist oftmals auch außerhalb des Flachlandes eine gestreckte Linienführung gewählt worden, bei Neutrassierungen sind bedeutende Ingenieurbauten notwendig. Die Längsneigung Ι wird in Promille [ ], also der Höhendifferenz je 1000 m der in der Horizontale projizierten Strecke, ausgedrückt. In nichttechnischen Publikationen wird häufig auch eine Beschreibung der Neigung in Prozent [%] verwendet. In Regelquerschnitten werden Neigungen als Verhältnis von 1 Meter Steigung (Gegenkathete) zu n Meter der Horizontalen (Ankathete) - also 1 : m - bezeichnet. h h [m] 1 [m] 1000 [m] m [m] Abb. 4.1 Längsneigung Ι Nach 7 EBO soll die Längsneigung auf freier Strecke bei Neubauten für Hauptbahnen 12,5 und für Nebenbahnen 40,0 nicht überschreiten. Bei reinem S-Bahn-Betrieb dürfen auch Hauptbahnen bis 40 geneigt sein. Damit sind im Bereich von Überwerfungsbauwerken und Tunnelrampen kurze Entwicklungslängen möglich. Auch Hochgeschwindigkeitstrassen können nach sorgfältiger Prüfung mit 40 trassiert werden. Eine derartige Neigung hat zur Folge, dass auch entsprechende Fahrzeuge eingesetzt werden müssen, die diese Steigung bzw. dieses Gefälle fahrdynamisch beherrschen können, d.h. die Anzahl der angetriebenen Achsen muss größer sein als üblich. Zudem wird das Prinzip der Schwungfahrt angestrebt. Güterzugverkehr ist auf derartigen Trassen ausgeschlossen. In Tunneln soll die Gradiente aus Gründen der Entwässerung und Entlüftung bis zu Tunnellängen von 1000 m mindestens 2 und von über 1000 m mindestens 4 längsgeneigt sein. Es ist darauf zu achten, dass die Gradiente dachförmig mit unterschiedlicher Höhenlage der Portale oder rampenförmig mit einseitiger Längsneigung geplant wird. Bei Neubauten soll die Längsneigung von Bahnhofsgleisen 2,5 nicht überschreiten ( 7 EBO), da abgestellte Wagen sich bei über 2,5 Neigung selbständig in Bewegung setzen können. Deshalb ist in Gleisen, in denen regelmäßig Wagen abgestellt werden, eine Neigung von 1,67 anzustreben. Haltepunkte und Haltestellen könnten mit steileren Neigungen angelegt werden, da hier keine Fahrzeuge abgestellt werden. Bei reinem S-Bahn-Betrieb ist die Neigung der Bahnsteiggleise an Haltepunkten auf 12,5 begrenzt. Es sollten in jedem Einzelfall bei Längsneigungen Ι 1,67 die betrieblichen Vorgänge analysiert werden. Im Geltungsbereich der BOStrab wird als Richtwert Ι 40 empfohlen. Größere Neigungen bzw. Trassierungen an der Haftreibungsgrenze sind infolge Anpassungen an die jeweiligen Straßenverhältnisse nicht immer zu vermeiden und erfordern eine sorgfältige Berücksichtigung bei der

67 4.8 Trassierung Auslegung von Antrieben und Bremsen der auf diesem Streckenabschnitt regelmäßig eingesetzten Fahrzeuge ( 17 (5) BOStrab).

68 Trassierung 4.9 Starke Längsneigungen, insbesondere mit kleinen Bogenhalbmessern, sollten grundsätzlich vermieden werden, da sie zu hohem Energieverbrauch und zumeist zu Leistungsminderungen führen. Straßenbahnen und U-Bahnen sollen nach den BOStrab-Trassierungsrichtlinien im Haltestellenbereich und in Abstellanlagen keine Längsneigung aufweisen, jedoch sind in Ausnahmefällen Längsneigungen bis zul Ι = 40 zulässig. Änderungen in der Längsneigung von mehr als 1 sind auszurunden. Neigungsunterschiede kleiner 1 werden in den Plänen mit oa (ohne Ausrundung) gekennzeichnet. Neigungswechsel in Überhöhungsrampen sollen aus fahrdynamischen Gründen vermieden werden. Nach den Richtlinien der DB AG beträgt (unter fahrdynamischen Erwägungen) der Regelwert der Ausrundung: reg r a = 0,4 v e 2 [m, km/h], Mindestausrundung: min r a = 0,25 v e 2 [m, km/h]. Ausrundungshalbmesser von r a < 2000 m dürfen nicht hergestellt werden, die Herstellungsobergrenze für r a liegt bei m. Allgemein soll die Länge des Ausrundungsbogens l a > 20 m sein. Die BOStrab-Trassierungsrichtlinien schreiben die gleichen, obengenannten geschwindigkeitsabhängigen Ausrundungshalbmesser vor. Die Mindestausrundungshalbmesser min r a betragen jedoch 1000 m bzw. im Ausnahmefall 625 m bei zul v = 50 km/h. Aus Komfortgründen empfiehlt es sich wegen eines besseren Fahrkomforts, die Mindestwerte nicht auszunutzen und grundsätzlich mit vollbahnähnlichen Ausrundungshalbmessern r a 2000 m zu planen. Zu beachten ist, dass geringere Ausrundungshalbmesser bei starken Neigungswechseln die Sichtweiten einschränken können, so dass nach BOStrab in Tunneln Wiederholungssignale oder beim Fahren auf Sicht Geschwindigkeitsbeschränkungen erforderlich werden. Für Ausrundungshalbmesser in Weichenbereichen sind größtmögliche Maße anzustreben. Liegen Weichen in Ausrundungsbereichen unter 1000 m, so ist zu prüfen, ob die Zungenspitzen sicher aufliegen. Abb. 4.2 Stadtbahn-Tunnelrampe mit Längsneigung von 40

69 4.10 Trassierung 4.5 Gleisbogen Die Krümmungsverhältnisse einer Strecke beeinflussen neben der Längsneigung und der Signaltechnik die zulässige Streckenhöchstgeschwindigkeit und damit die Fahrzeiten am meisten. Deshalb kommt der Gestaltung der Gleisbogen eine ganz besondere Bedeutung zu. Ziel ist es, eine Linienführung zu finden, die es den Zügen gestattet, eine möglichst hohe, über weite Strecken konstante Geschwindigkeit zu fahren. Geschwindigkeitsbestimmende Einflussfaktoren im Gleisbogen sind dabei: fahrdynamische Bedingungen (u. a. Kippgrenze), Lagesicherheit von Gütern, Komfort der Reisenden (Komfortgrenze), bautechnische Beanspruchbarkeit des Oberbaus in Querrichtung, Art der eingesetzten Fahrzeuge und betriebliche und energiewirtschaftliche Überlegungen. Die in Gleisbogen nach außen gerichteten Fliehkräfte und deren Beschleunigungen lassen sich ganz oder zum Teil durch Gleisüberhöhungen (Anhebung der bogenäußeren Schiene) kompensieren, und zwar in Abhängigkeit von der akzeptierten, auf den Reisenden bzw. die Ladung verbleibenden Seitenbeschleunigung, vom jeweiligen Gleisbogenradius und der angesetzten Geschwindigkeit. Durch die Ausgestaltung einer Gleisüberhöhung kann die zulässige Geschwindigkeit im Vergleich zu einem nicht überhöhten Gleisbogen bei gleichem Radius erhöht werden. Die EBO erhebt in 6 folgende Forderungen hinsichtlich der Gestaltung von Gleisbögen: Der Bogenradius in durchgehenden Hauptgleisen soll bei Neubauten mindestens 300 m (bei Hauptbahnen) bzw. 180 m (bei Nebenbahnen) betragen. Die Richtung durchgehender Hauptgleise soll sich nur stetig ändern, um einen plötzlichen Querruck zu vermeiden. Erforderlichenfalls sind Übergangsbögen anzulegen. In den Bögen der durchgehenden Hauptgleise muss in der Regel die bogenäußere Schiene höher liegen als die innere. Diese konstruktive Überhöhung ist in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Oberbaus sowie der Bauart der Fahrzeuge festzulegen. Jede Änderung der Überhöhung ist durch eine Überhöhungsrampe zu vermitteln, deren Neigung nicht größer sein darf als 1:400 (Hauptbahn) bzw. 1:300 (Nebenbahn). Aufgrund der Abfolge zahlreicher Zwangspunkte in städtischen Siedlungsräumen ist es in U-Bahn- und Straßenbahnnetzen oft schwierig, erstrebenswerte große Halbmesser der Gleisbögen einzuhalten. Dort bedarf es einer besonders sorgfältigen Abgleichung mit der geplanten Streckenhöchstgeschwindigkeit und der noch akzeptablen Seitenbeschleunigung. Einsparungen der Erstinvestitionskosten durch die Wahl enger, wartungsintensiver Gleisbögen, die in der Regel zudem eine dauerhafte Langsamfahrstelle darstellen, müssen den betrieblichen Folgekosten gegenübergestellt werden. Nach den BOStrab-Trassierungsrichtlinien soll der Mindesthalbmesser in Gleisbögen bei unabhängigen Bahnkörpern nicht kleiner als 240 m sein. Dieser Wert kann bei straßenbündigen und besonderen Bahnkörpern innerhalb bebauter Gebiete aufgrund der u.u. beengten baulichen Gegebenheiten normalerweise nicht eingehalten werden.

70 Trassierung 4.11 Bei solchen Bahnen sind in historisch gewachsenen Liniennetzen Radien von 25 m und kleiner üblich, bei Neubauten gibt die BOStrab als Minimalwert 25 m an Überhöhung und Seitenbeschleunigung Bei der Bogenfahrt wirkt auf Fahrzeug, Insassen und Güter die Fliehkraft: m [kg] Fahrzeugmasse v [m/s] Geschwindigkeit r [m] Bogenradius F m v = r Der Gleichung ist zu entnehmen, dass die Fliehkraft bei steigender Geschwindigkeit mit dem Quadrat der Geschwindigkeit wächst und linear mit kleineren Halbmessern zunimmt. Sie wird im Rad-Schiene-System über den Spurkranz in die Schiene eingeleitet und ist zu begrenzen, weil die Kraftübertragung in die Schiene über den Spurkranz im Anlaufpunkt erfolgt. Wird die Fliehkraft im Verhältnis zur Gewichtskraft zu groß, kann es zur Entgleisung kommen. die Seitenkraft Lageverschiebungen des Gleises bewirken kann. Die Wiederherstellung der Soll-Lage des Gleises erfordert Unterhaltungsaufwand. die Seitenbeschleunigung, die auch auf Reisende und transportierte Güter wirkt, aus Komfortgründen und aus Gründen der Ladungssicherheit gering gehalten werden soll. In Gleisbögen wird in der Regel zur Verminderung der Fliehkraft eine Querneigung eingebaut. Das Maß, um das die Oberkante des äußeren Schienenkopfes höher liegt als die Oberkante des inneren Schienenkopfes, heißt Überhöhung u [mm]. Sie wird im Allgemeinen durch Höherlegen der bogenäußeren Schiene hergestellt. Die zulässige Geschwindigkeit kann im Vergleich zu einem nicht überhöhten Gleisbogen erhöht werden, da nun die parallel zur Gleisebene verlaufende Fliehkraftkomponente F cosα um die entgegen gerichtete Eigengewichtskomponente G sinα, die beide im Schwerpunkt des Fahrzeugs angreifen, verringert wird. 2 Abb. 4.3 Kräfte bei der Bogenfahrt Die Größe der senkrecht zur vertikalen Fahrzeugachse gerichteten Komponenten der Fliehkraft und Erdbeschleunigung ist von der jeweils eingebauten Überhöhung u abhängig.

71 4.12 Trassierung Ausgleichende Überhöhung Wenn Überhöhung, Geschwindigkeit und Radius so aufeinander abgestimmt sind, dass die Resultierende aus der Flieh- und Gewichtskraft F und G in der Fahrzeugachse liegt, wird diese Überhöhung als ausgleichende Überhöhung u o bezeichnet. Die senkrecht zur Fahrzeugachse verlaufenden Komponenten F cosα und G sinα sind in diesem Sonderfall betragsmäßig gleich groß. Die Seitenbeschleunigung ist in diesem Fall genau a R = 0, die Gewichtskraft G cosα in der Fahrzeugachse ist um den Fliehkraftanteil F sinα leicht erhöht. G*sinα G G*cosα ρ ρ G sinα = F cosα Abb. 4.4 Kraftvektoren bei ausgeglichener Seitenbeschleunigung Soll die Seitenbeschleunigung bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit Null sein, lässt sich die Überhöhung u 0 wie folgt berechnen: und a Fahrzeugachse u 0 cosα m v F cosα = r G sin α = sin α m g Nach dem Herauskürzen der Masse erhält man entsprechend der Abb.3.4 folgende Gleichung: 2 F*cosα F F*sinα Daraus folgt: cos α v r 2 = g sin α 2 2 v cosα v r = = g sin α g tan α Für kleine Winkel α ist es nun mit genügender Genauigkeit zulässig tan α sinα zu setzen. Folgende Herleitung soll dies verdeutlichen. Bei Normalspur mit der Stützweite s w = 1500 mm gilt: sin α = u sw u = 1500

72 Trassierung 4.13 Aufgrund der Richtwerte von u 180 mm (unter Betriebsbedingungen) und u 160 mm (als Planungswert) wird der Neigungswinkel aus der Überhöhung höchstens u 180mm sin α = = = 0,12 s 1500mm w und α bleibt immer kleiner als 6,892.Der Fehler beim Gleichsetzen von sinα = tanα ist also vernachlässigbar klein. Somit gilt für kleine Winkel: tan α sin α = u sw u = 1500 Dies in die obenstehende Gleichung eingesetzt ergibt: 2 v cos α r = = g sin α 2 v = g tan α 2 2 v v 1500 = g sin α g u Die Geschwindigkeit wird bei Schienenverkehrssystemen allgemein in km/h angegeben. Für diese Dimension wird v r = 3, ,8 v = 9,81 u u Mit einer gewählten Entwurfsgeschwindigkeit und einem vorgegebenen Radius lässt sich die ausgleichende Überhöhung wie folgt berechnen: mit v [km/h] Geschwindigkeit r [m] Radius u [mm] Überhöhung u 0 11,8 v = r Allgemein sind Radius und Überhöhung örtlich vorgegeben und nur langfristig veränderbare Größen. Eine ausgleichende Überhöhung u o ist, wenn der Radius r und die Überhöhung u örtlich eingebaut sind, exakt nur für eine bestimmte Geschwindigkeit v 0 vorhanden. Züge gleicher Gattung, z.b. S-Bahnen, fahren auf gleichen Streckenabschnitten im Allgemeinen gleiche Geschwindigkeiten. Derartige Strecken z.b. S-Bahnstrecken oder Güterzugbahnen (artreiner Verkehr) können mit der ausgleichenden Überhöhung u o trassiert werden. Der Regelfall ist aber der, dass bei einem nicht artreinen Betrieb eine Überhöhung nicht für eine bestimmte Geschwindigkeit v o gesucht wird, vielmehr wird eine ausgewogene Überhöhung für einen Geschwindigkeitsbereich oberhalb und unterhalb der überwiegend gefahrenen mittleren Geschwindigkeit gesucht. 2 2

73 4.14 Trassierung Nicht ausgeglichene Seitenbeschleunigung Es gilt: Für eine bestimmte Geschwindigkeit v 0 und eine bestimmte Überhöhung u 0 (ausgleichende Überhöhung) sind die beiden Kraftkomponenten gleich groß und heben sich deshalb auf (siehe Abb. 4.4). Dabei steht die Resultierende aus F und G rechtwinklig zur Gleisebene. Bei einer von v 0 abweichenden Geschwindigkeit liegt die Resultierende nicht mehr in der Fahrzeugachse: Bei Geschwindigkeiten v kleiner als v 0 (z.b. von Güterzügen) bleibt eine Kraftkomponente infolge des Überhöhungsüberschusses u u zur Bogeninnenseite hin wirksam und bewirkt bei der Durchfahrt langsamer Fahrzeuge Hangabtriebskräfte. Ein berechneter Seitenbeschleunigungsfehlbetrag a r erhält ein negatives Vorzeichen. Bei Geschwindigkeiten größer als v 0 (z.b. von schnellfahrenden Reisezügen) besteht zur Bogenaußenseite gegenüber der ausgleichenden Überhöhung u 0 ein Überhöhungsfehlbetrag u f, es wirkt ein freier (positiver) Seitenbeschleunigungsüberschuss a R. Die Seitenbeschleunigung a R lässt sich bei von v 0 abweichenden Geschwindigkeiten wie folgt berechnen: a R v [km/h] Geschwindigkeit r [m] Radius g [m/s 2 ] Erdbeschleunigung 2 v cos α = g sin α r u Für kleine Winkel wird cosα 1 und sinα. Damit ergibt sich: 1500 bzw. a R a R 2 v = r 3,6 2 9,81 u v u = 12,96 r 153 v [km/h] Geschwindigkeit r [m] Radius u [mm] Überhöhung Die zuvor dargelegte Gleichung der ausgleichenden Überhöhung u 0 ist ein Sonderfall mit der Randbedingung a R = 0. In der obenstehenden Gleichung ist der in seiner Größe noch unbekannte Seitenbeschleunigungsüberschuss a R erst in Abhängigkeit der im Gleisbogen gefahrenen Geschwindigkeit v zu ermitteln. Der Planwert des Radius und die entsprechend einzubauende Überhöhung sind hierbei bekannt.

74 Trassierung Überhöhungsfehlbetrag Der Überhöhungsfehlbetrag u f [mm] ist ein einheitenangepasstes Äquivalent des Seitenbeschleunigungsüberschusses a R [m/s 2 ] und erlaubt ein einfaches Einsetzen in die gängigen Gleichungen ohne weitere Umrechnung der Einheiten. Der Zusammenhang zwischen Überhöhung und Seitenbeschleunigung wird in Tab. 4.3 verdeutlicht: a R Beispiel Spezielle Gleichung (1) 0 Neubau-Stadtbahn u f = 0 [mm] (2) 0,65 m/s² bisheriger Regelfall Eisenbahn u f = 100 [mm] (3) 0,85 m/s² Regelfall nach EBO u 0 11,8 v² = r 11,8 v² r min u = ,8 v² u f = 130 [mm] min u = 130 r (4) 1,0 m/s² Grenzfall nach EBO und BOStrab u f = 150 [mm] 11,8 v² r min u = 150 Tab. 4.3 Seitenbeschleunigung und entsprechender Überhöhungsfehlbetrag Der Reisende erwartet heute vom Verkehrsunternehmen einen hohen Fahrkomfort. Als eines der Bequemlichkeitskriterien gilt ein nicht zu hoher Seitenbeschleunigungsüberschuss a R, der 0,65 m/s² (u f = 100 mm) bzw. den im Zusammenhang mit der Novellierung der EBO im Jahr 1992 erhöhten Wert a R = 0,85 m/s² (u f = 130 mm) nicht überschreiten soll. Bei ausschließlichem Reisezugverkehr gilt in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Oberbaus und der Bauart der Fahrzeuge, dass die Horizontalbeschleunigung zul u f = 150 mm (also a R = 1,0 m/s²) nicht überschritten werden darf. Diese Sonderregelung darf aber nur bei Radien größer 650 m und außerhalb von Zwangspunkten angewendet werden ( 40 EBO). Zwangspunkte sind Übergänge zwischen verschiedenen Fahrbahnbettungen sowie befestigte Bahnübergänge. Der Subtrahend u f in den obenstehenden Gleichungen der Tab. 4.3 entspricht der Größe eines akzeptierten Seitenbeschleunigungsüberschusses a R. Verlangt man, dass bei gleicher Geschwindigkeit v der Überschuss an Seitenbeschleunigung a r = 0 wird, so entfällt der Subtrahend, und die Überhöhung u entspricht wie in der ersten Zeile der obenstehenden Tabelle der ausgleichenden Überhöhung u o. Der üblicherweise anzusetzende Ermessensgrenzwert bei nicht artreinem Verkehr beträgt zul u f = 130 mm. Die Grenzwerte gelten auch für Straßenbahnen. In Weichen, Kreuzungen und bei Schienenauszügen gelten geschwindigkeitsabhängig gesonderte Überhöhungsfehlbeträge. Die zugelassenen Werte für den Überhöhungsfehlbetrag u f sind im Folgenden nochmals tabellarisch gegenübergestellt (DS 800): Betriebsart Überhöhungsfehlbetrag u f (mm) für r<650m r 650m Güterzüge Reisezüge Tab. 4.4 Zulässiger Überhöhungsfehlbetrag u f (mm) in Gleisen

75 4.16 Trassierung Zulässige Überhöhung Die zulässige Überhöhung zul u, d.h. die größte im Gleisbogen eingebaute Überhöhung, darf in Abhängigkeit der Beschaffenheit des Oberbaus, der Bauart der Fahrzeuge sowie der Ladung und deren Sicherung unter Einbeziehung der sich im Betrieb einstellenden Abweichungen 180 mm nicht überschreiten ( 6 EBO). Überhöhungen sollen nur bis 160 mm geplant werden, Überhöhungen kleiner 20 mm werden nicht eingebaut. In Weichen und an Bahnsteigen soll die Überhöhung nach Möglichkeit u 100 mm betragen. Zwischenwerte der Überhöhungen sollen auf eine durch fünf teilbare Zahl gerundet werden. Bei Neubaustrecken beträgt die zulässige Überhöhung: in Gleisen mit Schotterbett: in Gleisen mit fester Fahrbahn: zul u = 160 mm zul u = 170 mm Bei dem Oberbau Feste Fahrbahn könnte auf NBS - im Zusammenspiel mit einer maximal zulässig einzubauenden Überhöhung von zul u = 170 mm und insbesondere bei einer vollen Ausnutzung des Überhöhungsfehlbetrages zul u f = 150 mm - der für eine Geschwindigkeit von 250 km/h erforderliche Bogenradius von gewöhnlich 4500 m auf etwa 2500 m reduziert werden, ohne dass nach derzeitigem theoretischen Kenntnisstand ein Anstieg des Instandhaltungsaufwandes befürchtet werden muss. Falls sich mittelfristig herausstellt, dass die Unterhaltung unter diesen Bedingungen zu aufwendig wird, kann nicht ausgeschlossen werden, dass die zulässige Geschwindigkeit um 10 bis 20 km/h herabgesetzt werden muss. Die Überhöhung soll in Gleisen mit gemischtem Betrieb bei Geschwindigkeiten v > 160 km/h und in Gleisen mit Güterverkehr > t/tag nicht größer als 120 mm sein, um den Oberbauverschleiß durch die Aufnahme der Hangabtriebskräfte bei der Durchfahrt langsamer Güterzüge in Grenzen zu halten. Bei Radien r < 300 m darf die Überhöhung bei Neu- und Umbauten nicht größer geplant werden als: zul u = (r - 50)/1,5 [mm,m]. Die maximale Überhöhung in Weichen beträgt zul u = 120 mm. An Bahnsteigen darf die Überhöhung zul u nicht größer als 100 mm sein, damit Fahrgäste nicht in schräg stehende Wagen ein- und aussteigen müssen, die Gefahr des Anlaufens an die Bahnsteigkante (Innenbogen) ausgeschlossen werden kann und die Spaltbreite zwischen Fahrzeug und Bahnsteigkante im Außenbogen gering bleibt.

76 Trassierung Mindestüberhöhung Wenn Fahrzeuge schneller fahren, als bei der Berechnung der ausgleichenden Überhöhung u 0 unterstellt wurde, dann wird die freie Seitenbeschleunigung a R und damit der Überhöhungsfehlbetrag u f mit zunehmender Geschwindigkeit größer. Die vor Ort einzubauende Mindestüberhöhung min u, die mindestens in Abhängigkeit des vorgegebenen Radius und der Entwurfsgeschwindigkeit in den Gleisbogen als Querneigung einzubauen ist, erhält der Planer bei Anwendung des maximal zulässigen Überhöhungsfehlbetrages zul u f : min u = u 0 zulu f bzw. mit der entsprechenden Gleichung für u 0 : 11,8 v² min u = zul r Der Gleichung Ausgleichende Überhöhung u 0 wird also als Subtrahend der Ermessensgrenzwert des Seitenbeschleunigungsüberschusses a R, bzw. um eine einheitenangepasste Rechnungsweise zu ermöglichen, der Ermessensgrenzwert des Überhöhungsfehlbetrages u f in [mm] beigefügt (vgl. Tab. 4.3). Entsprechend der maximal zulässig einzubauenden Überhöhung u und zuzüglich der maximal zulässigen Seitenbeschleunigung a R (also dem daraus abgeleiteten maximal zulässigen Überhöhungsfehlbetrag u f ) lässt sich der Mindestradius eines Gleisbogens oder die Höchstgeschwindigkeit im Gleisbogen durch Umstellen obiger Gleichung berechnen: min r = 11,8 v zul u 2 e + zul u für den kleinsten Radius im Gleisbogen bzw. u f r max v = ( zul u + zul u f 11,8 für die höchste Geschwindigkeit bei der Durchfahrt eines Gleisbogens. Angestrebt wird, den erhaltenen unteren Grenzwert einer minimal einzubauenden Überhöhung eines Gleisbogens min u aus Rücksicht auf die dann auf Reisende wirkende maximal zulässige Seitenbeschleunigung ebenso wenig zu wählen, wie den oberen Grenzwert u o, hier mit Rücksicht auf den Erhalt einer guten Gleislage bei langsamen Güterverkehr. Vielmehr sollte eine ausgewogene, in etwa einem mittleren Wert entsprechende Überhöhung beim Einbau vorgezogen werden: die Regelüberhöhung reg u. f )

77 4.18 Trassierung Regelüberhöhung Die Trassierung soll mit Regelwerten erfolgen. Die Regelüberhöhung reg u gibt in etwa den Mittelwert zwischen der Mindestüberhöhung min u und der zulässigen Überhöhung zul u an. 11,8 ve ² ve ² reg u = 0,6 u0 = 0,6 = 7,1 r r Hierbei verbleibt rechnerisch ein a R von maximal 0,39 m/s². (In Wirklichkeit sind die a R Werte um 30 bis 50 % höher als errechnet, weil sich der federnd aufgehängte Wagenkasten bei der Bogenfahrt nach außen neigt und dadurch der wirksame Neigungswinkel α kleiner wird.) Bei Gleisbögen in Bahnhöfen und in Streckenabschnitten, in denen Züge häufig halten oder in denen nur wenige Züge die örtlich zulässige Geschwindigkeit erreichen, sollte die Überhöhung zwischen der Mindestüberhöhung min u und der Regelüberhöhung reg u gewählt werden: min u u gew reg u In Streckenabschnitten, in denen fast alle Züge mit annähernd gleicher Geschwindigkeit fahren (artreiner Betrieb), sollte die Überhöhung zwischen der Regelüberhöhung reg u und der ausgleichenden Überhöhung u 0 gewählt werden: reg u u gew u 0 Stoßen in einem Bogen zwei verschiedene Radien direkt aneinander, dann wird dieser als Korbbogen bezeichnet. Wenn die Regelüberhöhung in den einzelnen Bogenteilen nicht wesentlich voneinander abweicht, soll in Korbbögen eine gleichmäßige Überhöhung angewendet werden, um Unterhaltungsarbeiten zu vereinfachen.

78 Trassierung Richtwerte für Radius und Überhöhung In der folgenden Abbildung sind einige Richtwerte für Radius und Überhöhung in Abhängigkeit der Entwurfsgeschwindigkeit dargestellt, die bei einem Trassierungsvorentwurf hilfreich sind. Entwurfsgeschwin digkeit v e Strecken mit Personen- und Güterzugverkehr mit tägl. Gesamtlast d. Güterzüge > t/tg bis t/tag < t/tag Personenzugverkehr incl. Güterzüge bis t/tag 100 km/h r = 600 u = km/h r = 850 u = km/h r = 1300 u = 100 r = 1150 u = km/h r = 1850 u = 80 r = 1700 u = 100 r = 1500 u = km/h r =3400 u = 60 r = 3000 u = 80 r = 2600 u= 100 r = 2400 u = 120 Tab. 4.5 Empfohlene Richtwerte für Radius r [m] und Überhöhung u [mm] Bei der obenstehenden Darstellung der Richtwerte wird auch die Gesamtlast im Güterzugverkehr berücksichtigt. Hangabtriebskräfte, die bei langsamen Güterzügen in den Bereichen einer für hohe Geschwindigkeiten ausgelegten Überhöhung entstehen, sollen so auf ein Mindestmaß beschränkt bleiben, um Unterhaltungsarbeiten der Gleislage zu minimieren und Ladungssicherheit zu gewährleisten. Bei der Bemessung verschiedener Trassierungsgrößen entsprechend den vorstehend aufgeführten Gleichungen der DS der Deutschen Bahn AG findet allerdings die Gesamtlast im Güterzugverkehr keine unmittelbare Berücksichtigung. Abb. 4.5 Zug auf überhöhtem Gleis

79 4.20 Trassierung 4.6 Überhöhungsrampen Überhöhungen werden durch Anheben der bogenäußeren Schiene hergestellt. Der Bereich von u = 0 bis zum Erreichen der vorgesehenen Überhöhung wird als Überhöhungsrampe bezeichnet. Der Punkt mit der kleinsten Überhöhung ist der Rampenanfang (RA), der mit der größten Überhöhung ist das Rampenende (RE). U 0 u ; u f X u f u 0 u 1:m u x RA= UA l R= lu RE= UE m= (1000*l )/u R Abb. 4.6 Gerade Überhöhungsrampe Die in Abb. 4.6 dargestellte Rampe vermittelt den Übergang von der Überhöhung 0 bis zur Überhöhung u durch eine linear steigende Gerade. Die Überhöhung wächst proportional zur Entfernung x. u l R u 1 = x = = tanα x m Nach EBO 6 muss jede Änderung der Überhöhung durch eine Überhöhungsrampe vermittelt werden. Diese kann im Längsschnitt gerade oder geschwungen gestaltet sein. Die gerade Rampe ist hierbei die Regelausführung. Bei den seltenen Anwendungsfällen einer geschwungenen Rampe unterscheidet man zwischen einer S-förmig geschwungenen Rampe und der Rampenform nach Bloss. Geschwungene Rampen werden nur hergestellt, wenn ein Übergangsbogen mit vergleichbarer Krümmungslinie vorhanden ist. Die S-förmig geschwungene Rampe oder die Rampenform nach Bloss dürfen darüber hinaus nur bei höheren Geschwindigkeiten und bei Überhöhungen von mehr als 40 mm ausgeführt werden, wenn eine gerade Rampe nicht mit Werten des Ermessensbereichs hergestellt werden kann. Überhöhungsrampen und Übergangsbogen müssen immer gemeinsam betrachtet werden. Der Verlauf der Überhöhung muss mit dem Krümmungsverlauf übereinstimmen. Rampe und Übergangsbogen sind gleich lang herzustellen, d.h. bei allen Bahnen sollen RA und RE mit Anfang (UA) und Ende (UE) des Übergangsbogens zusammenfallen. Die Länge wird hierbei in der Regel von der Rampenlänge bestimmt. Folgen zwei Überhöhungsrampen aufeinander, so ist aus fahrdynamischen Gründen zwischen beiden Rampen ein Abschnitt mit gleichbleibender Überhöhung (oder bei Gegenbögen ohne Überhöhung) mit einer Mindestlänge von L Z,min = 0,1 v e einzurichten.

80 Trassierung 4.21 Planungswerte für Längen und Neigungen der Überhöhungsrampen gerade Rampe geschwungene Rampe (Regelanwendung) S-förmig Bloss Herstellungsgrenze 1:m = 1:3000 1:m M = 1:1500 1:m M = 1:1500 Regelwert l l R R = 10 v e u 1000 l RS = 10 v e u 1000 l RB = 7,5 v 1:m 1:600 1:m M 1:600 1:m M 1:600 Ermessensgrenzwert = 8 v e u 1000 l RS = 8 v e u 1000 l RB = 6 v e e u 1000 u :m 1:400 1:m M 1:400 1:m M 1:400 Abb. 4.7 Planungswerte für Überhöhungsrampen

81 4.22 Trassierung 4.7 Übergangsbogen Angenommen, ein Gleisbogen schließt unmittelbar an eine Gerade an, und ein Fahrzeug befährt diese Strecke. Ein solcher Verlauf der Seitenbeschleunigung ist in Abb. 4.8 dargestellt. Theoretisch ist die Seitenbeschleunigung im Bogenanfang (BA) in voller Größe vorhanden. Die Seitenbeschleunigung pro Zeiteinheit ohne Ansatz einer eingebauten Überhöhung wird als Seitenruck bezeichnet und beträgt: v² a R = r Dabei ist die Geschwindigkeit eine veränderbare Größe, der Ruck wird also maßgebend von der Geschwindigkeit beeinflusst. Der Wert 1/r wird als Krümmung k [-] bezeichnet. Die Krümmung wird im Maßstab k = 1000/r dargestellt. Der Verlauf der Krümmung und der Seitenbeschleunigung ist ähnlich. Wird der Radius unmittelbar verändert, entsteht ein Krümmungssprung k (Abb. 4.9). Im Gegensatz zum Seitenruck ist der Krümmungssprung eine geometrische, geschwindigkeitsunabhängige Größe. a R Gerade Kreisbogen Gerade a R [m/s 2 ] Abb. 4.8 Seitenbeschleunigung BA BE Weg k Gerade Kreisbogen Gerade k = 1000/r Abb. 4.9 Krümmungsbild Gerade Kreisbogen Gerade BA BE Weg Der Krümmungssprung k ist in Abb. 4.9 dargestellt. Er kann vermieden werden, wenn ein Übergangsbogen eingelegt wird, dessen geometrische Form eine langsame Zunahme der Krümmung gewährleistet. Bei einer derartigen Trassierung ist kein Ruck vorhanden. Betrachtet man die möglichen Varianten, wo Überhöhungen zum Einsatz kommen können, so ergeben sich: Übergang Gerade / Kreisbogen Korbbogen als Bogen / Bogen gleichgerichtet Gegenbogen als Bogen / Bogen ungleich gerichtet

82 Trassierung 4.23 Grundriss Krümmungsbild Überhöhungsfehlbetrag geschwindigkeitsabhängig r = 1 r 2 Dk k u Du f Gerade und Bogen folgen unmittelbar aufeinander r 2 Dk k u Du f1 Du u f2 f2 Du u f f r 1 Zwei Bögen mit entgegengesetzter Krümmung folgen unmittelbar aufeinander Du f1 r 1 r 2 Dk k u f1 Du u ff Du u f2 f2 Zwei Bögen mit gleichgerichteter Krümmung (r 1 r 2) folgen unmittelbar aufeinander Abb Krümmungsbilder und Überhöhungsfehlbeträge Im Krümmungsbild wird ein Rechtsbogen oberhalb, ein Linksbogen unterhalb der Grundlinie aufgetragen. Die Bogenrichtung versteht sich im Sinne der fortlaufenden Kilometrierung der Strecke. Beim Durchfahren der in Abb dargestellten Trassierungsbeispiele ändert sich der Überhöhungsfehlbetrag in jedem Trassierungselement. Für jeweils zwei aufeinander folgende Trassierungselemente kann der Unterschied der Überhöhungsfehlbeträge u f berechnet werden. Dieser Unterschied der Überhöhungsfehlbeträge u f ist Kriterium für die Anordnung von Übergangsbögen. Übersteigt u f bei v 200 km/h den Wert u f = 40 mm bzw. bei v > 200 km/h den Wert u f = 20 mm, so soll im Allgemeinen aus Komfortgründen der Übergang mittels Übergangsbogen ausgeführt werden. Nach Möglichkeit ist hierbei als Übergangsbogen eine Klothoide aufgrund der konstanten Krümmungszunahme zu verwenden. Der Unterschied der Überhöhungsfehlbeträge u f berechnet sich zu: und u = u u 11,8 v e f f 1 f 2 mit u f 1 = u1 r1 u f 2 11,8 v = r 2 e ² u 2 ²

83 4.24 Trassierung Duf [mm] v e [km/h] Aus Gründen der Betriebssicherheit und der Oberbauunterhaltung sind in jedem Fall die in der Abb aufgeführten Grenzwerte von u f in Abhängigkeit der Entwurfsgeschwindigkeit v e nicht zu überschreiten. Abb Ermessensgrenzwerte für u f bei Anordnung von Übergangsbogen Bei einem als Klothoide ausgebildeten Übergangsbogen mit gerader Krümmungslinie (entsprechend einer konstanten Krümmungszunahme) verläuft die Krümmung linear von null bis zur Krümmung des anschließenden Kreisbogens. Der Punkt mit der kleinsten Krümmung wird als Übergangsbogenanfang (UA) bezeichnet, der mit der größten Krümmung als Übergangsbogenende (UE) UE k= 0 UA k= 1000/r Abb Krümmungsbild eines Übergangsbogens mit gerader Krümmungslinie l u

84 Trassierung 4.25 Einem Übergangsbogen mit geschwungener Krümmungslinie (S-förmig, Bloss) ist als Ausnahmekonstruktion eine geschwungene Rampe zuzuordnen. Grundsätzlich sind S-förmige Übergangsbögen oder Übergangsbögen nach Bloss nur zugelassen, wenn Übergangsbögen mit gerader Krümmungslinie nicht mit dem Regelwert für Länge und Neigungen der Überhöhungsrampen hergestellt werden können. Der Übergangsbogen soll mit der Überhöhungsrampe zusammenfallen (UA = RA, UE = RE). Beide Elemente sind also gleich lang zu wählen. Im Allgemeinen ist hierbei die Rampenlänge maßgebend. Für die verschiedenen Formen der Übergangsbögen sind Mindestlängen festgelegt. Für die Mindestlänge l u,min eines Übergangsbogens in der Regelausführung mit gerader Krümmungslinie gilt folgende Berechnungsvorschrift: l u,min 4 v u = 1000 f 6 v u lu,min = Analog dazu 1000 f für einen Übergangsbogen mit S-förmiger Krümmungslinie und l u.min 4,5 v u = 1000 für einen Übergangsbogen mit Krümmungslinie nach Bloss. Durch die Verwendung der Übergangsbögen entstehen für die Fälle Gerade / Bogen, Korbbogen und Gegenbogen folgende Krümmungsbilder: UE RE f u f UA RA u f2 u f1= 0 l u Abb Gerade / Bogen UE RE u f UA RA u f2 u f1 Abb Korbbogen l u UE RE u f UA RA UA RA u f Abb Gegenbogen l u 0,4*v e l u UE RE

85 4.26 Trassierung 4.8 Zwischengerade Wie in Abb dargestellt, werden bei Gegenbögen zwei getrennte Übergangsbögen mit gerader Krümmungslinie gefordert, wobei zwischen beiden UA eine Zwischengerade einzuhalten ist, da der Wechsel von Trassierungselementen zu Unstetigkeitsstellen im Gleis führt. Es entstehen im Fahrzeug Schwingungen, deren Abklingzeit etwa 1,5 bis 2 Sekunden beträgt. Die Trassierung soll nun derart erfolgen, dass sich die Fahrzeugschwingungen aus mehreren Unstetigkeitsstellen nicht aufaddieren. In Abhängigkeit von der Entwurfsgeschwindigkeit ist folglich die Länge einzelner Trassierungselemente so zu bemessen, dass diese von den Fahrzeugen ausreichend lange befahren werden. Die Zwischengerade l g zwischen zwei getrennten Übergangsbögen ist entsprechend mit einer Mindestlänge wie folgt zu planen: l = 0, 4 g v e v e [km/h] Entwurfsgeschwindigkeit Falls unvermittelte Krümmungswechsel beispielsweise in Weichenverbindungen benötigt werden, so ist der Wert u f durch eine geeignete Wahl der Zwischengerade klein zu halten. Dabei gelten für Geraden zwischen Weichenbögen besondere Richtwerte: l g min = 0, 1 v, bei v 70 km/h, mindestens 6,0 m und l g min = 0, 15 v, bei 70 km/h < v 130 km/h.

86 Trassierung 4.27 Gleisverziehungen Eine Gleisverziehung ist eine Richtungsänderung von parallel verlaufenden Gleisen, um deren Gleisabstand zu ändern. Die Veränderung des Gleisabstandes wird mit dem Verziehungsmaß e [m] bezeichnet. Gleisverziehungen sollen, soweit es die Linienführung zulässt, im Bereich von Gleisbogen hergestellt werden, um Geschwindigkeitsbeschränkungen und Unstetigkeiten des Gleisverlaufes zu vermeiden. Unterschieden wird in a) Gleisverziehungen mit kleinen Verziehungsmaßen e 2 m und b) Gleisverziehungen mit größeren Verziehungsmaßen e > 2 m. Kleine Verziehungen sind ohne Überhöhung und ohne Übergangsbogen zu planen mit einem Radius v ² r e [m, km/h] 2 einer Zwischengerade zwischen beiden Bögen lg 0, 4 ve und - l = 4 r e + l ² VZ, e g einem Gesamtmaß der Verziehung k + k -k Weg l g lvz - bei einseitiger Gleisverziehung von bzw. - bei beidseitiger Gleisverziehung l = 2 r e + l ². VZ, b g Abb Krümmungsbild einer Gleisverziehung Abb einseitige Gleisverziehung mit Zwischengerade Abb beidseitige Gleisverziehung mit Zwischengerade Gleisverziehungen mit größeren Verziehungsmaßen als 2 m werden mittels Gegenbogen mit Übergangsbogen, Überhöhung und Zwischengerade ausgeführt. e = e 2-e 1 e = e 1+ e 2 e De = e e 2-e 1 1 e 1 e 2 De e De e 2 e 2 e 1 De= De + De 1 2 De= De= e2e-e -e 1 2 1

87 4.28 Trassierung Abb einseitige Gleisverziehung bei einer Stadtbahn

88 Trassierung Bogenabhängige Wagenkastensteuerung Wie bereits dargestellt beträgt der zulässige Planungswert für den Überhöhungsfehlbetrag gemäß EBO 150 mm, weil man dem Fahrgast keine Seitenbeschleunigung von mehr als 1 m/s² zumuten will. In einem Gleisbogen wird durch diese Vorgabe einem Fahrzeug eine Höchstgeschwindigkeit zugeordnet, bei der sichergestellt ist, dass auf die Reisenden keine komfortmindernde Seitenbeschleunigung wirkt. Darüber hinaus kann eine Erhöhung der Geschwindigkeit im Gleisbogen ohne Änderung der streckenseitigen Geometrie (eingebaute Überhöhung oder Radius) durch ergänzende Anpassung fahrzeugseitiger Komponenten erfolgen. So kann bei Fahrzeugen die Fahrzeugachse des Wagenkastens zur jeweiligen Bogeninnenseite geneigt werden, um den zusätzlichen Überhöhungsfehlbetrag zu kompensieren. Auch wenn demnach die Seitenbeschleunigung trotz einer erhöhten Gleisbogengeschwindigkeit durch eine Neigung der Fahrzeugachse auf ein für die Reisenden komfortables Maß beschränkt bleibt, kann die Geschwindigkeit nicht ohne weiteres gesteigert werden, da die Fliehkraft F = m ar = m v² / r eine wesentliche Größe für die Oberbaubelastung und eine sichere Spurführung ist. Deshalb ist es notwendig, die Masse des Fahrzeugs durch Leichtbauweise zu verringern, um die Fliehkraft bei erhöhter Geschwindigkeit nicht zu vergrößern. Eine Erhöhung der Gleisbogengeschwindigkeit erfordert also neben einer Neigetechnik auch die Verwendung massereduzierter Drehgestelle und Wagenkästen, da eine erhöhte Oberbaubelastung durch eine erhöhte Fliehkraft weitestgehend ausgeschlossen werden sollte. Fahrzeuge mit Neigetechnik, auch NeiTech -Züge genannt, erfüllen die vorgenannten Konstruktionsvorgaben. Eine aktive Wagenkastensteuerung kompensiert bis zu 150 mm Überhöhungsfehlbetrag, und die Leichtbauweise der Fahrzeuge gewährleistet, dass der Oberbau nur eine unwesentlich größere Beanspruchung aufzunehmen hat. Für Fahrzeuge mit Neigetechnik ist die Zulassung einer Ausnahme von den Vorschriften der EBO 40 (7) erforderlich. Bei Gleisbögen ohne Zwangspunkte darf den Planungen ein gesamter Überhöhungsfehlbetrag von u f 300 mm, bei Gleisbögen mit Weichen oder Zwangspunkten von u f 150 mm zugrunde gelegt werden. Die Wagenkastenneigung wird über Veränderungen der Seitenbeschleunigung gesteuert. Sie muss Übergangsbogenanfang und ende erkennen und darauf aktiv reagieren, sie muss aber auch Gleislagefehler erkennen und die daraus resultierenden Horizontalbeschleunigungen ignorieren die Firma FIAT hat diese Technik als erste serienmäßig bei der Fahrzeugentwicklung Pendolino eingeführt.

89 4.30 Trassierung Die Geschwindigkeit von NeiTech -Zügen beträgt etwa das 1,3-fache der konventionellen Fahrzeuge in einem Gleisbogen. Fahrzeuge mit Fliehkraftausgleich erzielen im Schnitt eine Fahrzeitreduzierung von 15 %. Abb Neigezug BR 612 der DB AG

90 Oberbau Oberbau 5.1 Zusammenwirken von Rad und Schiene Schienenkopf und Radreifen sind in ihrer Ausgestaltung aufeinander abgestimmt, wobei die Führung aufgrund des Spurspiels in gewissen Grenzen frei ist. Die Schienen erhalten (außer konstruktiv bedingt in Weichen und Kreuzungen) bei der DB AG jeweils eine Querneigung von 1:40 nach innen, um in der Geraden einen Fahrzeuglauf möglichst nah der Gleisachse zu erreichen. Die Lauffläche der Räder muss dementsprechend konisch geformt sein. Auswirkung der konischen Formgebung der Radreifen ist in Verbindung mit dem Spurspiel ein sinusförmiger Lauf eines Schienenfahrzeugs in der Geraden, d.h. das Fahrzeug pendelt quer zur Fahrtrichtung. Abb. 5.1 Sinuslauf des Radsatzes In Abb. 5.1 ist ein stark vereinfachtes Modell zur Erläuterung des Sinuslaufes dargestellt. Wenn man die Lauffläche der beiden dargestellten Radreifen gedanklich verlängert, entstehen zwei aneinander liegende Kegel. Läuft das Rad nicht genau zentrisch im Gleis, so ergeben sich an den Rädern unterschiedlich große Abrollradien. Da die Achse starr ist, entsteht dadurch eine ausgleichende Bogenfahrt mit der Folge, dass der Radsatz zur Seite auspendelt, wobei sich die Abrollradien ständig verändern. Auf gerader Strecke und bei fehlerfreiem Schienenweg sollte dies einen selbstkorrigierenden wellenförmigen Lauf des Radsatzes in der Gleismitte ergeben, theoretisch sogar ohne Beihilfe des Spurkranzes, welcher erst für die Ablenkung in der Kurve oder in Weichen unentbehrlich ist. Abweichend von Abb. 5.1 ist bei dem in der Praxis verwendeten Rad- Schiene-System die Schiene leicht nach innen geneigt und die Form von Schienenkopf und Radreifen in ihren Rundungen gut abgestimmt (konisch geformte Radreifen). Diese Profilformen bewirken Rückstellkräfte zur Gleismitte ohne Spurkranzanlauf und ohne starken Wellenlauf, der insbesondere für hohe Geschwindigkeiten untragbar wäre. Bei Nahverkehrsbahnen wird seit Anfang der neunziger Jahre zur zwängungsfreien,

91 5.2 Oberbau aufstoßlosen Spurführung der Fahrwerke die Vignol- oder Rillenschiene (5.4) ebenfalls leicht geneigt eingebaut und eine verschleißoptimierte Rad-/Schienen-Profilkombination verwendet. Abb. 5.2 Begriffe zur Spurführung bei Nahverkehrsbahnen Die Laufflächen der Räder und der Schiene nutzen sich im Betrieb ab und müssen periodisch reprofiliert und beim Erreichen der Verschleißgrenze erneuert werden. Zu diesem Zweck wird der auf der Felge warm aufgeschrumpfte Radreifen nach mehrmaligem Abdrehen ausgewechselt. Die zulässige radiale Bandagenabnutzung beträgt meistens bis zu 25 mm. Auch Vollräder ohne auswechselbaren Radreifen werden häufig verwendet. Sie lassen eine größere Abnutzung zu. Das Grundprinzip heutiger Radprofilformen wird in Abb. 5.3 wiedergegeben. Abb. 5.3 Vollrad und bereiftes Rad (EBO, Anlage 6) Zweiachswagen oder Drehgestelle mit starren Achsen durchlaufen einen Gleisbogen polygonal, bis der Spurkranz des vorderen Außenrades an der bogenäußeren Schiene anläuft. Häufig kommt es, besonders bei großen Achsabständen, vor, dass dabei der vordere Radsatz an der Außenschiene, der hintere Radsatz an der Innenschiene anläuft. Man spricht dann vom Spießgang. Stärke und Häufigkeit des Spurkranzanlaufes im Bogen sind davon abhängig, wie sehr die Achse des Radsatzes von der Radialstellung abweicht. Die Folge eines Spurkranzanlaufes bei einer steifen Radsatzführung ist ein erhöhter Bogenwiderstand bzw. ein erhöhter Rad/Schiene-Verschleiß auf kurvenreichen Strecken, der sich außerdem beim Reisenden durch laute Fahrgeräusche (Dröhnen, Rütteln) unangenehm bemerkbar macht.

92 Oberbau 5.3 Abb. 5.4 Radsatzstellung im Gleisbogen Ein idealer Bogenlauf ist gegeben, wenn Einstellbedingung Abrollbedingung und Profilbedingung erfüllt sind. Die Einstellbedingung sagt aus, dass eine geringstmögliche Winkeldifferenz Radreifen/Schiene im Bogenlauf anzustreben ist. Idealerweise sollte der Anlaufwinkel Null sein, welches einer radialen Radsatzführung entspricht (Abb. 5.4). Die Abrollbedingung fordert, dass ein Rad auf dem Schienenkopf abrollt und nicht gleitet. Dies wird auch in Gleisbögen durch die konisch geformten Laufflächen der Radreifen sichergestellt (vgl. Sinuslauf). Im Gleisbogen bewegt sich das Fahrzeug und damit der Radsatz zur bogenäußeren Schiene hin. Damit rollt der bogenäußere Radsatz auf einem größeren Durchmesser ab als der bogeninnere Radsatz. Dadurch werden die unterschiedlichen zurückzulegenden Wegstrecken beider Radsätze bei gleicher Umdrehungsgeschwindigkeit kompensiert. Lediglich in sehr engen Gleisbögen oder bei zu niedriger Fahrgeschwindigkeit in überhöhten Gleisbögen kann die Abrollbedingung nicht sichergestellt werden. In diesen Fällen kommt es zum Gleiten eines Radsatzes auf dem Schienenkopf und damit zu stark erhöhtem Verschleiß und Geräuschentwicklung. Die Profilbedingungen, d.h. eine abgestimmte Schienen/Radprofilkontur, die den Kontakt zwischen Spurkranz und Schiene unter ungünstigen geometrischen und kinematischen Umständen vermeidet, entsprechen heutigen Spurführungen.

93 5.4 Oberbau 5.2 Anforderungen an den Oberbau In seiner Eigenschaft als Fahrbahn für Schienenfahrzeuge dient der Oberbau der sicheren Führung von Schienenfahrzeugen und der gleichmäßigen Ableitung der durch Schienenfahrzeuge erzeugten dynamischen und statischen Belastungen in den Untergrund. Zusätzlich sind die Kriterien Wirtschaftlichkeit, Wartungsfreundlichkeit und elektrische Leitfähigkeit zu erfüllen. Lastabtragung Lagestabilität des Gleises in horizontaler und vertikaler Richtung Kraftschlüssige Verbindung zwischen Schiene und Schwelle zur Gewährleistung einer ausreichenden Rahmensteifigkeit Sichere Führung Elastizität zur Aufnahme von Vertikalstößen und geringe Rollreibung Stetige und kraftschlüssige Führung Dimensionierung in Abstimmung auf die Fahrgeschwindigkeit und Achslast Wirtschaftlichkeit Wiederverwendbarkeit einzelner Bauteile Einfache Konstruktion mit wenigen, universell einsetzbaren Bauteilen (Baukastenprinzip) Wartungsfreundlichkeit Regulierbarkeit von Spurweite und Gleislage Möglichkeit des einfachen und schnellen Austausches einzelner Bauteile oder der kompletten Gleiskonstruktion Elektrische Leitfähigkeit Möglichkeit der Schaffung von Gleisstromkreisen für die Sicherungstechnik Rückleitung (Masse) für Fahrstrom Tab. 5.1 Oberbauanforderungen

94 Oberbau Bestandteile des Bahnkörpers Bahnkörper ist ein Sammelbegriff für Oberbau, Erdkörper und Untergrund. Der Bahnkörper ist so auszubilden, dass alle von Eisenbahnfahrzeugen auftretenden Krafteinwirkungen sicher aufgenommen werden und das Oberflächenwasser rasch abgeführt wird. Im eisenbahntechnischen Sinne besteht der Bahnkörper gemäß Abb. 5.5 aus: dem Oberbau: Schienen, Befestigungsmittel und dem sonstigen Zubehör (Isolierstoffe, Wanderschutzmittel usw.), Schwellen, Bettung (Abb.4.6) dem Erdkörper: Planum, verdichtete oder verbesserte Dammschüttungen dem Untergrund: verdichteter oder verbesserter Untergrund, Übergangsschichten Abb. 5.5 Bahnkörper nach der Richtlinie (Ril) der DB AG Die Bettungsschicht wird meist als Schotterbettung ausgeführt. Bei der Oberbauausbildung einer Festen Fahrbahn wird das Schotterbett durch eine lastverteilende Tragplatte aus Beton oder Asphalt ersetzt. Auf dieser Platte werden die Schienen elastisch gelagert. Gleis Schienen Querschwellen Schienenbefestigung Bettung Schotterbettung Abb. 5.6 Bestandteile des Schotteroberbaus nach DS 836

95 5.6 Oberbau Unter oberbautechnischen Gesichtspunkten ist bei der DB AG abweichend zu einer Einteilung der Gleise in Haupt- und Nebengleise (Hauptgleise dienen planmäßigen Zugfahrten, Nebengleise nur Rangierfahrten) eine Klassifizierung in Gleise erster, zweiter und dritter Ordnung verbreitet. Diese Einteilung berücksichtigt die Belastung der Gleise und damit deren Anforderungen an die Ausgestaltung des Oberbaus sowie die zeitliche Folge von Wartungsintervallen: Gleise 1. Ordnung: starker Betrieb, hohe Fahrgeschwindigkeiten, große Achsdrücke, Gleise 2. Ordnung: mittlerer Betrieb, geringe Fahrgeschwindigkeiten, ohne Rücksicht auf Achsdrücke, Gleise 3. Ordnung: alle übrigen Gleise.

96 Oberbau Schienen Die Schienen dienen als wesentlicher Bestandteil des Oberbaus sowohl der Führung der Schienenfahrzeuge als auch der unmittelbaren Lastaufnahme. Sie erfahren im Betrieb eine hohe dynamische vertikale und horizontale Belastung. Die Vertikalkräfte können bis über 200 kn pro Rad betragen. Die Querhorizontalkräfte können ähnliche Belastungswerte durch die Fliehkraft bei Bogenfahrten oder durch die Seitenwindbeanspruchung eines Zuges erreichen. Schienen werden daher aus hochwertigem Stahl hergestellt und müssen folgende Ansprüche erfüllen: Zugfestigkeit von 880 bis 1200 N/mm²; hohe Biegesteifigkeit; Schweißbarkeit; Unempfindlichkeit gegenüber Sprödbruch; hoher Verschleißwiderstand und hohe Elastizität bei geringer Plastizität. In der Frühzeit des Bahnwesens wurden gusseiserne Schienen verwendet, welche jedoch nicht die gewünschte Festigkeit bieten konnten. Auch das Schienenprofil ursprünglich als flaches Rechteckprofil ausgebildet erfuhr im Laufe der Zeit Veränderungen. Heute ist ausschließlich die Breitfußschiene nach Stevens auch Vignolschiene genannt anzutreffen. Ihr Querschnitt ist in die Bestandteile Schienenkopf, Schienensteg und Schienenfuß unterteilt. Breitfußschienen können vielseitig eingesetzt werden, abgestimmt auf die Belastung werden jedoch unterschiedliche Querschnitte verwendet. In Deutschland sind im Eisenbahnbetrieb vorwiegend drei Profile anzutreffen, bezeichnet mit S 49, S 54 und UIC 60. Der Zahlenwert der Bezeichnung steht hierbei für das Metergewicht der Schienen in [kg/m]. UIC 60-Schienen stellen eine europäisch einheitliche Schienenform dar und werden vor allem auf hoch belasteten Hauptstrecken sowie Schnellfahrstrecken verwendet. S 49 S 54 UIC , Abb. 5.7 Form und Hauptabmessungen in [mm] gängiger Breitfußschienen Eine Sonderform der Breitfußschiene stellt die Rillenschiene (Ri) für Straßenbahnen oder das Phönix-Profil (Ph) für Anschlussbahnen dar. Verlegt wird die Rillenschiene so, dass Schienenkopf und Straßenoberfläche möglichst bündig aneinander anschließen und keine Unebenheiten entstehen. Ein freies Abrollen der führenden Spurkränze wird durch eine rillenförmige Vertiefung, welche aufgrund ihrer geringen Abmessungen

97 5.8 Oberbau von Straßenfahrzeugen problemlos überfahren werden kann, gewährleistet. Abb. 5.8 Rillenschiene Ri 60 und Phönix-Profil Ph 37a Da Straßen- und Stadtbahnen wegen der Sicherheit des Straßenverkehrs und der hierdurch begrenzten Rillenweite kleinere Spurkränze als Eisenbahnfahrzeuge besitzen, sind unterschiedliche Ausgestaltungen der Rille (Breite und Tiefe) je nach der Art der Spurkränze eingesetzter Fahrzeuge erforderlich. Damit sind die verschiedenen Typen der Rillenschiene im Gegensatz zur normalen Breitfußschiene nicht uneingeschränkt einsetzbar. Gängige Schienenprofile, die genau auf die Radprofile der eingesetzten Schienenfahrzeuge abgestimmt sein müssen, werden in der folgenden Tabelle noch einmal zusammengestellt. Bezeichnung S 41 S 49 S 54, UIC 60 S 64 Einsatzgebiete Straßenbahnen auf unabhängigem Bahnkörper U-Bahnen, Stadtbahnen, Neben- und Anschlussbahnen DB AG Netz Bahnen im Braunkohletagebau Ri 59 N, Ri 60 N Straßen- und Stadtbahnen im Straßenraum Ph 37, Ph 37a Anschlussbahnen im Straßenraum Tab. 5.2 Übersicht gängiger Schienenformen Schienen werden heute normalerweise in einer Länge von 18, 30 oder 60 m hergestellt, die für die Eisenbahn bereits im Werk zu 120 oder 180 m langen Stücken verschweißt werden. In der Frühzeit wurden die Enden, die so genannten Schienenstöße, überhaupt nicht miteinander verbunden, später dann miteinander verschraubt. Heute sind in Mitteleuropa fast überall auf großen Längen durchgängig verschweißte Schienen anzutreffen, wodurch der Fahrkomfort beträchtlich gesteigert werden konnte. Schienenstöße sind nur noch in seltenen Fällen anzutreffen. Lediglich für die Belange der Eisenbahnsicherungstechnik (Schaffung von Gleisstromkreisen) werden Isolierstöße zur elektrischen Trennung von Gleisabschnitten eingebaut. Abb. 5.9 Schienenstoß auf Holzschwellen, Oberbau K

98 Oberbau 5.9 Durch die Verschweißung können die Schienen die jahreszeitlich bedingten Temperaturschwankungen nicht mehr durch Ausdehnung in die Schienenstöße kompensieren. Eine fest eingespannte S 54 Schiene erfährt beispielsweise durch Erwärmung um 1 C eine Längskraftbeanspruchung von über 15 kn. Bei extremen Schienentemperaturen können so z.b. in einem Gleis mit UIC 60-Schienen bei 25 C Zugkräfte von rund 1900 kn oder bei +65 C Druckkräfte von über 1600 kn, in Weichen sogar über 2000 kn, auftreten. Die Belastungen aus der Temperaturdifferenz müssen bei der Bemessung der Einschotterung des Gleisrostes berücksichtigt werden. Hohe Zugspannungen verursachen im Winter vermehrt Schienenbrüche an spröden Schienenstellen. Hohe Druckspannungen vornehmlich im Frühsommer führen ausgelöst durch Erschütterungen des dahinfahrenden Zuges zu Gleislagefehlern oder im Extremfall zu Gleisverwerfungen. Umso mehr müssen geschweißte Schienenstränge regelmäßig überwacht werden, vor allem in Gleisabschnitten mit Neigungswechseln, in Bögen unter 800 m, auf Strecken häufigen Bremsens und stark wechselnder Schienenwärme (z.b. vor Tunneleinfahrten) und in Zeiten außergewöhnlicher Hitze oder Kälte. Abb verschweißter Schienenstoß auf Betonschwellen

99 5.10 Oberbau 5.5 Schwellen Schwellen dienen in Verbindung mit der Bettung folgenden Funktionen: Herstellung der Rahmensteifigkeit, Sicherstellung eines ausreichenden Längs- und Querverschiebewiderstandes des Gleises und Übertragung und Verteilung der in die Schiene eingeleiteten Kräfte auf die Bettung bzw. den Untergrund durch Schaffung einer genügend großen Auflagerfläche. Hierbei sind auch Längs- und Querkräfte in den Schienen zu berücksichtigen, welche aus Temperaturschwankungen sowie Brems- und Beschleunigungskräften entstehen. Die ursprünglich eingesetzten Einzelstützen aus Stein oder Stahl konnten diese Bedingungen nicht erfüllen, woraufhin sich im Bahnbau schnell die Unterschwellung durchsetzte. Grundsätzlich zu unterscheiden sind hierbei Längsschwellen in Gleislängsrichtung in Kombination mit einzelnen Querverbindungen und Querschwellen quer zur Gleislängsrichtung. Da die Querschwellen eine genauere Fixierung von Höhenlage und Spurweite sowie eine flächenhaftere Lastabtragung ermöglichen, haben sie sich gegenüber den Längsschwellen durchsetzen können. Abb Gusseiserne Schienen mit Einzelstützen, um 1800 Abb Gleisrost mit Querschwellen

100 Oberbau 5.11 Schwellen können aus verschiedenen Materialien hergestellt werden: Holz Stahl Beton Vorteile hohe Lagestabilität längs und quer zum Gleis durch Verzahnung bzw. Reibung zwischen Schwelle und Schotterbettung. Stahlschwellen herkömmlicher Bauart sind trogförmig, d.h. unten offen hohe Elastizität, damit Abschwächung von Schlagwirkungen, Schonung von Befestigungsmitteln und Bettung sowie Schalldämmung geringe Masse, damit Erleichterung des Umund Einbaus Notwendigkeit der Imprägnierung zur Verlängerung der Lebensdauer Aufarbeitung möglich geringere Bauhöhe als bei Holz- oder Betonschwellen exakte Spurhaltung über die gesamte Lebensdauer Verringerung der Schienenbefestigungsmittel gegenüber der Holzschwelle Nachteile Korrosionsschäden in Gebieten mit chemischer Industrie Beeinflussung der Gleisgeometrie durch Verwerfungen (gilt nicht für Stahlschwellen neuer Bauart) teurer Rohstoff begrenzte Rohstoffverfügbarkeit Schienenbefestigung erfordert viele Einzelteile ( Oberbau K ) auf Schotter einsetzbar, nicht auf Fester Fahrbahn heute vorwiegend in engen Gleisbögen, auf Stahlbrücken, in Weichen (mit abnehmender Tendenz) und in Sonderkonstruktionen (z.b. Gleisbremsen) teerölimprägnierte Harthölzer: Buche, Eiche, bei geringerer Belastung auch Weichhölzer hohe Lagestabilität längs und quer zum Gleis durch großes Gewicht unempfindlich gegenüber Umwelteinflüssen nahezu unbegrenzte Rohstoffverfügbarkeit Schienenbefestigung mittels weniger Kleineisen möglich niedrige Herstellungskosten Schienen müssen mittels Dübeln befestigt werden, welche die Stabilität und Lebensdauer der Schwellen vermindern Gefahr der Beschädigung bei Entgleisungen Erschwernisse bei der Instandhaltung und Gleisverlegung Einsatz als Y-Schwelle bevorzugt auf Fester Fahrbahn Verwendeter Rohstoff S-förmig gebogene Breitflanschträger IB100S-1 aus St37.2 keine Aufarbeitung möglich infolge des großen Gewichtes nur maschinelle Verlegung möglich auf Schotter und Fester Fahrbahn einsetzbar vorgespannter Spannbeton B 60 Tab. 5.3 Merkmale verschiedener Schwellentypen

101 5.12 Oberbau Die Abmessungen der verschiedenen Typen unterscheiden sich nicht wesentlich voneinander, lediglich bei Stahlschwellen ist eine etwas geringere Bauhöhe möglich, was im Einzelfall von Bedeutung sein kann (z.b. auf Kunstbauten). Neben den in der Tabelle dargestellten Standardmaßen gibt es auch Kurz- und Langschwellen, die vorwiegend in Weichen eingesetzt werden. Holz Stahl Beton (K)Sw7 Y B 70 Länge [m] 2,60 2,60 2,30 2,60 Breite o [m] 0,16 0,135 0,14/0,30 0,171 Breite u [m] 0,26 0,272 0,14/0,30 0,30 Höhe [m] 0,16 0,10 0,095 0,235 Gewicht [kg] ,8 kg/m 304 Lebensdauer Jahre Jahre vsl. ca. 60 Jahre Tab. 5.4 Zusammenstellung von Schwellenabmessungen Abb Betonschwelle B 70 Abb Gleisrost mit Y-Stahlschwellen Der Schwellenabstand richtet sich nach Art und Belastung des jeweiligen Gleises. Bei der DB AG beträgt er 60 bzw. 63 cm in Gleisen 1. Ordnung sowie sonstigen Durchfahrgleisen auf Hauptbahnen, 67 cm in Gleisen 2. Ordnung, 70 cm in Gleisen 3. Ordnung und >100 cm auf Baugleisen. Durch nah beieinander liegende Schwellen kann in Verbindung mit einer großen Einschotterung der Flächendruck auf das Planum verringert werden, somit sind bei wenig tragfähigem Untergrund die angegebenen Maße ggf. zu reduzieren.

102 Oberbau Schienenbefestigung Zur Verbindung von Schiene und Schwelle bzw. Auflager dienen die Schienenbefestigungsmittel. Diese sollen bei hoher Haltbarkeit die Schiene in ihrer Lage fixieren, leicht austauschbar und vielseitig einsetzbar sein. Zur Erreichung der notwendigen Rahmensteifigkeit des Gleisrostes muss die Verbindung so gestaltet werden, dass Verdrehungen und Bewegungen der Schiene in Längsrichtung nicht möglich sind. Dies wird durch hohe Anpressdrücke von mindestens 210 kn auf den Schienenfuß sichergestellt. Zusätzlich erfordert die dynamische Zugbelastung eine gewisse Elastizität zwischen Schiene und Schwelle, welche durch den Einbau von elastischen Zwischenlagen erreicht wird. Einzelbestandteile der Schienenbefestigung werden als Kleineisen bezeichnet. Abb Oberbau W

103 5.14 Oberbau (1) Schiene (5) Klemmplatte (2) Holzschwelle (6) Hakenschraube (3) Rippenunterlagsplatte (7) Federring (4) Zwischenlage (8) Schwellenschraube Abb Oberbau K

104 Oberbau 5.15 Bei der DB AG werden vorwiegend zwei Oberbaubauformen verwendet, die sich durch die Ausführung der Schienenbefestigung und die Art der Schwelle unterscheiden: Der Oberbau K (Reichsbahnoberbau) kommt auf Holz- und Stahlschwellen zum Einsatz, der Oberbau W auf Betonschwellen. Vorteil des letzteren ist eine Minimierung der Anzahl notwendiger Kleineisen, welche sich aber in einer geringeren Rahmensteifigkeit niederschlägt. Durch das höhere Gewicht von Betonschwellen kann dieser Nachteil ausgeglichen werden das Gewicht wiederum bedingt aber Erschwernisse bei der Verlegung. Durch die Mechanisierung und Automatisierung der Gleisverlegung konnte sich der Oberbau W aber als Regeloberbau durchsetzen. Andere, teils veraltete, Oberbauformen sind im Gleisnetz noch vereinzelt vorzufinden, werden bei Neuanlagen jedoch nicht mehr oder nur in Ausnahmefällen verwendet. Darüber hinaus kommen zahlreiche verschiedene Sonder- und Mischformen zum Einsatz, welche teilweise die Eigenschaften der erwähnten Oberbauformen miteinander vereinen.

105 5.16 Oberbau 5.7 Sonderbauteile Sonderbauteile des Oberbaus sind u.a. Schutzschienen, Leitschienen, Gleisabschlüsse und Schienenauszüge. Schutzschienen an der Innenseite der Fahrschiene werden überall dort eingebaut, wo eine besondere Sicherheit gegen Entgleisungen erforderlich ist, beispielsweise auf Brücken oder in Tunneln mit Mittelstützen, die nicht für Anpralllasten dimensioniert sind. Sie bewirken eine zusätzliche Führung der Spurkränze an deren Innenseite. Zusätzlich können sie als Fangvorrichtung dienen, um entgleiste Fahrzeuge ausreichend kontrolliert in der Spur zu halten, bis diese zum Stehen gekommen sind. Schutzschienen bewirken darüber hinaus eine größere Versteifung des Gleises. Werden sie ausschließlich zu diesem Zweck verwendet, so können sie auch an der Schienenaußenseite angeordnet werden. Schutzschiene zur Versteifung des Gleises Abb Schutzschienen Schutzschiene als Entgleisungsschutz Leitschienen werden bei der Eisenbahn in sehr engen Bögen mit einem Radius von weniger als 300 m eingebaut. Hierdurch soll ein ständiges Auflaufen des bogenäußeren Radsatzes auf die bogenäußere Schiene - und damit eine sehr schnelle Abnutzung dieser Schiene durch die alleinige Aufnahme der Führungskraft verhindert werden. Eine eingebaute Leitschiene führt in engen Bögen ergänzend die innere Radflanke des bogeninneren Radsatzes. Im Nahverkehr mit vielfach engen Bögen unter 50 m findet eine differenzierte Betrachtung statt: Die Berührung der Leitschiene durch den Spurkranzrücken entlastet das Außenrad und steigert dessen Entgleisungsneigung. Daher wird bei der Stadtbahn und U-Bahn nur die Schutzschienenfunktion ausgenutzt (keine Berührung im Regelfall). Abb Leitschiene

106 Oberbau 5.17 Temperaturbedingte Ausdehnungen von Eisenbahnbrücken werden durch den Einbau von Schienenauszügen (Dilatationsvorrichtungen) kompensiert, die eine freie Längenänderung des Bauwerks ohne Verformung der darauf liegenden Schiene ermöglichen. Abb Schienenauszug Gleisabschlüsse (Prellböcke) werden in stumpf endenden Gleisen verwendet und sollen verhindern, dass Fahrzeuge über das Gleisende hinaus fahren. Grundsätzlich werden feste und bremsende Gleisabschlüsse unterschieden. Feste Gleisabschlüsse können keine kinetische Energie aufnehmen; bei einem Anprall besteht so die Gefahr, dass erhebliche Schäden am Fahrzeug und am Gleisabschluss entstehen. Bremsende Gleisabschlüsse besitzen dagegen stoßverzehrende Elemente, so dass mit niedriger Geschwindigkeit anprallende Fahrzeuge weitgehend unbeschädigt zum Stehen gebracht werden können.

107 5.18 Oberbau Abb Bremsprellbock

108 Oberbau Bettung Im Eisenbahnbau hat sich der Schotteroberbau als die am weitesten verbreitete Oberbauform durchgesetzt die DB AG verwendet ihn im allgemeinen mit dem Oberbau W (Betonschwellen) und je nach Streckenbelastung mit dem Schienenprofil S 54 oder UIC 60, in Nebengleisen auch mit dem Schienenprofil S 49. Bei Stadtschnell-, Stadt- und Straßenbahnen auf eigenem Bahnkörper ist der Schotteroberbau ebenfalls sehr weit verbreitet, hier kommen aufgrund der niedrigen Achslasten und Fahrgeschwindigkeiten geringer dimensionierte Schienenprofile (S 41 oder S 49) zum Einsatz. Die Unterlage des Gleises wird durch die Bettung hergestellt, welche die dynamischen und statischen Belastungen aus den Schwellen aufnimmt und in den Untergrund weiterleitet. Als Bettungsmaterial kommt im Regelfall gebrochener Schotter (Steinschlag) zum Einsatz, der durch sein heterogenes Gefüge genügend Hohlräume zur Abführung von Oberflächenwasser aufweist, die Verdunstung von Restfeuchte im Schotter und auf dem Planum in ausreichendem Maße zulässt und außerdem bei der Wahl von Hartsteinschotter durch seine Scharfkantigkeit sehr gute Verzahnungseigenschaften und damit eine hohe Lagestabilität besitzt. Unter einer Radlast ermöglicht die Schotterbettung eine Einfederung, die im geraden Gleis je nach Schienenprofil, Schwellenteilung und Untergrund normalerweise zwischen 0,5 und 3 mm liegt. Durch die Einfederung wird die Radkraft auf mehrere Schwellen verteilt (Durchlaufträgerwirkung) und eine Abminderung von Vertikalstößen erreicht. Bettungsquerschnitte sind je nach Gleisbelastung, Geschwindigkeit, Lage in Kurve oder Gerade und örtlichen Gegebenheiten definiert. Zu beachten sind die Notwendigkeit einer Aufschotterung vor den Schwellenköpfen, damit der Gleiskörper bei Temperaturschwankungen nicht seitwärts ausbricht, und die Aufschotterung der Schwellenzwischenräume. Hier übernimmt der verdichtete Schotter die Funktion der fehlenden Schrägverstrebung im statisch verschieblichen Gleisrahmen. Abb Bettungsquerschnitt einer zwei- bzw. eingleisigen Strecke Durch Lageverschiebung der einzelnen Schotterkörner ergeben sich im Laufe der Zeit gewisse Unebenheiten und Lageungenauigkeiten im Schotterbett, die durch so genanntes Stopfen ausgeglichen werden müs-

109 5.20 Oberbau sen. Weitere Notwendigkeiten zur periodischen Durcharbeitung bzw. zum teilweisen Austausch des Schotters ergeben sich dadurch, dass sich mit zunehmender Betriebszeit die Hohlräume mit Schmutz zusetzen und somit die Entwässerung nicht mehr gewährleistet ist. Hohe Zugbelastung (vor allem auf Hochgeschwindigkeitsstrecken) und auch insbesondere Vegetation im Schotterbett führen zu einer Sprengung der einzelnen Schotterkörner, womit die Stabilitätseigenschaften der Bettung langsam nachlassen. Im Einzelfall kann dadurch die Notwendigkeit einer Auswechslung des gesamten Schotters entstehen. Ein wirkungsvoller Schutz der Bettung vor Pflanzenbewuchs ist zur Erreichung einer langen Lebensdauer deshalb äußerst wichtig, steht aber bei der Verwendung von Herbiziden im Widerspruch zum Grundwasserschutz. Zur Stopfung, zur Reinigung und zum Austausch von Schotter gibt es verschiedene Arbeitsverfahren und Geräte sowohl handbetriebene Stopfmaschinen für kleinere Arbeiten als auch fahrbare Stopfmaschinen zur Durcharbeitung längerer Streckenabschnitte. Daneben werden besondere Geräte für Stopfarbeiten in Weichenbereichen bereitgehalten. Abb Bettungsreinigungsmaschine und Gleisstopfmaschine Neben dem Schotterbett erfordert auch der Gleiskörper eine regelmäßige Unterhaltung. Schienen, Schwellen und Befestigungsmittel müssen von Zeit zu Zeit ausgetauscht werden. Hierzu kommen verschiedenste Nebenfahrzeuge zum Einsatz, vom Kranwagen zum Auswechseln einzelner Gleisjoche bis zum Umbauzug, mit dem eine schnelle und weitgehend automatisierte Erneuerung längerer Gleisabschnitte möglich ist. Werden hierbei nur Schienen oder Schwellen ausgetauscht, so wird von einer Schienen- bzw. Schwellenerneuerung gesprochen; ein vollständiger Austausch von Schienen, Schwellen und Bettung wird dagegen als Gleiserneuerung bezeichnet. Die ausgebauten Stoffe finden meist noch in Nebengleisen Verwendung (Stufenwirtschaft). Abb Hochleistungs-Bettungsreinigungs- und Aushubmaschine

110 Oberbau Feste Fahrbahn Neben Schwellen auf Schotterbettung kommen im Eisenbahnbau zunehmend auch Tragplatten zum Einsatz. Diese Oberbauform wird als Feste Fahrbahn (FF) oder auch schotterloser Oberbau bezeichnet. Hierunter wird ein Oberbau verstanden, bei dem der Schotter durch ein anderes Material wie z.b. Beton oder Asphalt ersetzt wird. Im Gegensatz zum Schotteroberbau weist die Feste Fahrbahn keine oder nur geringe Verformungen auf. Zur Verschleißminderung wird eine mit dem Schotterbett vergleichbare elastische Schienenlagerung durch entsprechende Zwischenlagen unter dem Schienenfuß erreicht. Die Feste Fahrbahn besteht aus einer lastverteilenden Tragplatte aus Beton oder Asphalt, auf der die Schienen elastisch gelagert werden. Dabei werden als Bindeglied zwischen Platte und Schiene in der Regel weiterhin Querschwellen (Beton- oder Y-Stahlschwellen) verwendet, es gibt jedoch auch Systeme mit Längsschwellen oder in der Tragplatte enthaltenen Einzelstützpunkten. Gegenüber dem herkömmlichen Schotteroberbau besitzt die Feste Fahrbahn folgende Merkmale: Vorteile hohe Stabilität und genaue Gleislage über einen langen Zeitraum annähernd wartungsfrei, damit keine nächtlichen Betriebspausen notwendig keine Hochwirbelung von Schotter Möglichkeit einer größeren Überhöhung, keine Formveränderung durch Überhöhungsüberschuss geringere Bauhöhe, damit kostensparende Querschnittsreduzierung in Tunneln hoher Fahrkomfort keine Vegetation, damit kein Herbizideinsatz bessere Eignung für den Hochgeschwindigkeitsverkehr Nachteile großer Aufwand bei Lageänderung hoher Reparaturaufwand bei Beschädigungen (z.b. durch Entgleisungen) höhere Luftschallemissionen Untergrund muss tragfähig sein und darf sich nur in engen Grenzen setzen optischer Eindruck nicht zufriedenstellend keine Erprobung im Dauereinsatz höhere Baukosten (30 bis 40% mehr als beim Schotteroberbau) Einzelteile nicht wiederverwendbar oder austauschbar Tab. 5.5 Merkmale der Festen Fahrbahn Unterschieden wird zwischen monolithischen und aufgelagerten Systemen. Bei monolithischen Systemen besteht ein integraler Verbund zwischen Tragplatte und Gleis: Ein vorgefertigter Gleisrost, bestehend aus gebrauchsüblichen Schienen und Spannbetonschwellen, wird auf einer mit Gleitschalung erstellten Betontragplatte zunächst in seiner Lage ausgerichtet und dann einbetoniert oder eingerüttelt.

111 5.22 Oberbau Abb Betonieren der Fahrbahnplatte eines ausgerichteten Gleisrostes Aufgelagerte Systeme bestehen dagegen aus einer Asphalttragschicht, auf der der Gleisrost mittels seitlicher Befestigung oder mit Dübeln befestigt wird. Abb Feste Fahrbahn auf Asphalttragschicht

112 Oberbau 5.23 Abb Aufbau einer Festen Fahrbahn auf Asphalttragschicht im Querschnitt Abb Betonlängsbalkengleis auf Stadtbahnstrecke Angewendet wird die Feste Fahrbahn hauptsächlich auf Schnellfahrstrecken, wo der konventionelle Schotteroberbau keine zufriedenstellende Eignung zeigt. Ebenfalls verbreitet ist sie bei Hoch- und Untergrundbahnen, da hier einerseits bereits eine Auflagerfläche (Tragdecke bzw. Tunnelsohle) vorhanden ist und andererseits durch Gewichtsersparnis bzw. geringere Bauhöhe die Baukosten gesenkt werden können. Eine weitergehende Verwendung scheiterte bisher an den auf freier Strecke hohen Kosten und der nur mit großem Aufwand veränderbaren Gleislage.

113 5.24 Oberbau 5.10 Oberbau für Stadt- und Straßenbahnen Bei herkömmlichen Stadt- und Straßenbahnen auf unabhängigem Gleiskörper wird in der Regel ein an die geringeren Radlasten und Fahrgeschwindigkeiten angepasster eisenbahnähnlicher Schotteroberbau verwendet. Auf Tunnelstrecken werden bei der Verwendung von Festen Fahrbahnen zur Minderung von Schall- und Schwingungsemissionen elastische Schienenlagerungen verwendet. Weiterhin haben bei diesen Bahnsystemen noch zwei andere Formen des Oberbaus größere Bedeutung: Der Straßenbündige Bahnkörper und das Rasengleis Straßenbündige Bahnkörper Bei einem straßenbündigen Bahnkörper werden die Gleisroste, beispielsweise bestehend aus Holzschwellen mit darauf montierten Rillenschienen, auf eine Tragschicht aus Schotter aufgesetzt und nach dem Ausrichten mit Beton vergossen. Die Oberfläche erhält schließlich eine Deckschicht aus Gussasphalt (Abb. 5.28). Abb Straßenbündiger Bahnkörper mit Holzschwellen Bei dem straßenbündigen Bahnkörper auf einer Tragschicht wird auf eine Anwendung von Schwellen verzichtet. Hierbei werden die Schienen, deren Spurweite durch querverlaufende Spurstangen gesichert wird, direkt auf eine bituminöse Tragschicht oder eine Betonplatte elastisch aufgelagert und mit Beton vergossen (Abb. 5.29). Abb Straßenbündiger Bahnkörper auf Tragschicht

114 Oberbau 5.25 Noch in der Bewährung stehen Schwimmende Bahnkörper: Je nach Ausführungsform des Oberbaus ergeben sich bei der Durchführung eines straßenbündigen Bahnkörpers durch einen bebauten Bereich auch schall- und schwingungstechnische Probleme. Bei der Durchquerung von Wohn- und Innenstadtbereichen erzeugen die vorbeifahrenden Straßenbahnfahrzeuge Erschütterungen, die sich negativ auf die Bausubstanz auswirken und von Anwohnern als störend empfunden werden. Abhilfe für das Erschütterungsproblem bringt eine schwingungsentkoppelte Gleisbefestigung, entweder durch zusätzliche Lager zwischen Schiene und Tragsystem oder zwischen Tragsystem und Unterbau. Wichtig ist hierbei, durch einen platten- oder längsbalkenförmigen Unterbau mit möglichst großer Masse eine große schwingungsdämpfende Wirkung zu erzielen. Abb Gleiseinbau auf Zweiblockschwellen und Ortbeton-Tragplatte Die technische Vielfalt einer schall- und schwingungsarmen Schienenlagerung ist im oberirdischen Schienennahverkehr sehr groß, da es keinen verbindlichen Regeloberbau gibt. Im Innenstadtbereich von Strasbourg dienen beispielsweise ca. 65 cm lange Betonfertigteile mit einem eingegossenen Winkelstahl als Zweiblockschwellen (in Frankreich auch bei der Eisenbahn üblich). Der Winkelstahl erleichtert den Transport und das Ausrichten der Gleise vor Ort. Der Schienenfuß wird auf den Zweiblockschwellen zur Schwingungsminderung auf einer elastischen Zwischenlage gelagert (Abb. 5.30). Der auf der durchlaufenden massiven Ortbeton-Tragplatte ausgerichtete Gleisrost wird abschließend mit Füllbeton vergossen. Zuvor werden die Rillenschienen im Stegbereich wie in Abb dargestellt mit einem Kammerfüllkörper aus Polyurethan umhüllt, um eine seitliche Schwingungsübertragung zu verhindern. Gleichzeitig werden auch die vagabundierenden Ströme ausgeschlossen. Abb Ausgerichteter Gleisrost mit seitlichem Kammerfüllkörper vor dem Verschrauben, mit Befestigungsbolzen Der Arbeitsablauf eines Gleiseinbaus stellt sich hierbei wie folgt dar:

115 5.26 Oberbau Erstellen der Zweiblockschwellen im Betonwerk (Öffnungen für die Befestigungsbolzen werden vorgesehen und der Winkelstahl eingegossen) nach der Fertigstellung der Ortbeton-Tragplatte Transport der Zweiblockschwellen zur Baustelle Verlegen und Ausrichten der Zweiblockschwellen Verlegen und Befestigen der angelieferten Schienen auf dem elastischen Zwischenlager, hierbei ist auf die elektrische Isolation an den Befestigungsmitteln zu achten Ausrichten der Schiene und Anbringen der Kammerfüllkörper Vergießen des ausgerichteten Gleisrostes mit Füllbeton Aufpflasterung oder Asphaltdeckschicht als Oberbauabschluss Fugenvergussmasse zwischen Rillenschiene und Deckschicht einbringen Als wirtschaftlicher Straßenbahnoberbau mit ausreichender Emissionsminderung gilt die Bauart mit einer kontinuierlich elastisch aufgelagerten Schiene (KES) auf einer Tragplatte. So wird beispielsweise in Saarbrücken auf den Einsatz von Betonfertigteilen und Zwischenlager verzichtet (Abb. 5.32). Bei dieser schall- und schwingungsarmen Oberbauvariante wird das ausgerichtete Gleis über einen maschinell eingebrachten Polyurethan- Unterguss direkt auf der Ortbeton-Tragplatte kontinuierlich elastisch gelagert. Nach dem Anbringen seitlicher Kammerfüllkörper wird auch hier der Gleisrost mit Füllbeton vergossen und mit einer schienenoberkantenbündigen Deckschicht dauerhaft gegenüber Oberflächenwasser versiegelt. Abb Ausgerichteter Gleisrost auf Tragplatte vor dem Vergießen mit Füllbeton

116 Oberbau Rasengleis Auf unabhängigen und besonderen Bahnkörpern hat aufgrund ökologischer und gestalterischer Erwägungen das Rasengleis eine weite Verbreitung gefunden. Grundsätzlich lassen sich hierbei folgende Ausführungsformen unterscheiden: Ri- oder S-Profil auf Betonblockschwellen Ri- oder S-Profil auf Längsbalken Ri-Profil auf wasserdurchlässiger Betontragplatte Je nach Ausführungsform ist dabei zu unterscheiden, ob die Oberkante des Bewuchses mit der Schienenoberkante (Ri-Profil mit hochliegendem Rasen) oder der Oberkante der Gleislagerung (S-Profil mit tiefliegendem Rasen, Abb. 5.33) abschließt. Zur Verringerung des Instandhaltungsaufwandes geht man neben der Aussaat von langsam- und niedrigwachsenden Rasensorten auch dazu über, (Re-)Naturierungen mit Moosen und Sukkulenten auszuführen. Abb Rasengleis in Bremen, Gleis mit tiefliegendem Rasen Vorteile eines Rasengleises sind die Geräuschdämmung, Minimierung von Versiegelungseffekten, Vermeidung von Staubaufwirbelungen, Kompensation von innerstädtischen Grünflächendefiziten sowie die optisch angenehme Wirkung in bebauten Räumen. Als Nachteil stehen dem Rasengleis erhöhte Bau- und Instandhaltungskosten entgegen. Abb. 5.34: Rasengleis in Strasbourg, Gleis mit hochliegendem Rasen

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118 Weichen und Kreuzungen Weichen und Kreuzungen 6.1 Definitionen und Begriffe Unter Weichen werden Oberbaukonstruktionen verstanden, die einem Schienenfahrzeug den Übergang von einem Gleis in ein anderes ohne Fahrtunterbrechung ermöglichen. Schneiden sich zwei Gleise höhengleich, so werden Kreuzungen verwendet. Bei Kreuzungsweichen sind neben den kreuzenden Gleisverbindungen auch abzweigende Fahrten von einem Kreuzungsgleis auf das andere möglich. Weitere Elemente für Gleisverbindungen sind Drehscheiben und Schiebebühnen. Im Gegensatz zur Weiche ist hierbei jedoch bei Benutzung eine Fahrtunterbrechung nötig. Hinsichtlich der Typisierung von Weichen und Kreuzungen gibt es standardisierte Grundformen, aus denen andere Weichenarten (z.b. Bogenund Kreuzungsweichen) abgeleitet werden können. Damit soll die Verwendung einheitlicher Bauteile und die leichtere Austauschbarkeit von Weichen ermöglicht werden. Maße der Grundformen von DB AG- Weichen finden sich in der Richtlinie Netzinfrastruktur Technik entwerfen; Weichen und Kreuzungen (DS ). Für nichtbundeseigene Eisenbahnen gilt hingegen die davon abweichende Richtlinie Regelweichen NE, welche auf die besonderen Ansprüche (z.b. engere Radien) regionaler Nebenbahnen abgestimmt ist. Straßenbahnweichen mit Rillenschienen sind in herstellereigenen standardisierten Grundformen lieferbar. In der folgenden Tabelle werden gängige Begriffe der Weichengeometrie zusammengestellt: Stammgleis gerades Gleis bei einfachen Weichen, bei Bogenweichen schwächer gekrümmtes Gleis Zweiggleis abzweigendes Gleis WTS Weichentangentenschnittpunkt (Schnittpunkt der Tangente des Zweiggleisbogens mit der Stammgleisachse) α Weichenwinkel im Weichentangentenschnittpunkt tan α Weichenneigung Tangens des Weichenwinkels: tan α = 1:n (Große Winkel ergeben steile, kleine Winkel flache Neigungen) WA Weichenanfang (Betrachtet wird hierbei die Fahrtrichtung bei Verzweigungsmöglichkeit) WE Weichenende Tab. 6.1 Begriffe der Weichengeometrie

119 6.2 Weichen und Kreuzungen 6.2 Darstellungsweise Bei der Darstellung einer Weiche oder Kreuzung im Grundriss wird zwischen Fahrkantenbild und Linienbild unterschieden. Das Fahrkantenbild stellt alle Fahrkanten und die zur Spurführung notwendigen Bauteile dar. Abb. 6.1 Fahrkantenbild einer Weiche Im Linienbild hingegen werden lediglich die Achse des geraden Gleises, die Tangente am Ende des gekrümmten Gleises, der Weichenanfang (Strich senkrecht zur Gleisachse) und der Weichentangentenschnittpunkt (Kreis) gekennzeichnet. Die Weichenenden des Stamm- und Zweiggleises sowie der Weichentangentenschnittpunkt werden miteinander verbunden. Dadurch entsteht das Weichendreieck, welches bei fernbedienten Weichen schwarz ausgefüllt und bei ortsbedienten Weichen unter 95 zu Stammgleisachse schraffiert ist. WE WA WTS WE Abb. 6.2 Linienbild einer Weiche Für den Einbau von Weichen und Kreuzungen sind zusätzlich folgende Planunterlagen zu erstellen: Weichenskizze: Angaben über geometrische Maße der Weiche und Einbauort Weichenverlegeplan: Werkseitige Vorgaben über die Einzelteile der Weiche und deren Montage Weichenabsteckplan und Weichenvermarkungsplan: Dokumentation der Lage und Höhe der Weiche im Gleisbogen

120 Weichen und Kreuzungen Weichenbauteile Die einzelnen Bauteile einer einfachen Weiche (EW) sind in der folgenden Abbildung zusammengestellt. Alle Ausführungen gelten sinngemäß auch für andere Weichenarten. Abb. 6.3 Weichenbauteile einer einfachen Weiche (EW) Abb. 6.4 Ansicht einer einfache Weiche

121 6.4 Weichen und Kreuzungen Die bewegliche Weichenzunge (Abb.6.3, Weichenbauteil 1) ermöglicht die Einstellung eines Fahrweges (geradeaus oder abzweigend) und sichert dessen ununterbrochenen Fahrkantenverlauf im Verzweigungsbereich. Der Anfang der Weichenzunge wird als Zungenspitze, das Ende als Zungenwurzel bezeichnet. Abb. 6.5 Querschnitt durch Weichenzunge und Backenschiene Bei einem geometrisch möglichst exakten Bogenverlauf beginnt der Zweiggleisbogen einer Weiche am Weichenanfang. Dort müsste eine im vorderen Bereich äußerst spitz bemessene Zunge an der Backenschiene (Abb. 6.3, 2) anliegen. Dies ist konstruktiv nicht zu verwirklichen, weil derartige Teile in Kürze ausbrechen würden. Stattdessen verläuft die Zungenspitze zunächst unterhalb des Schienenkopfes der Backenschiene (unterschlagene Zunge) und übernimmt in diesem Bereich nur die horizontale Führung der Spurkränze eines Fahrzeuges (Abb. 6.5). Die Vertikallasten hingegen werden über die Laufflächen der Räder auf die Backenschiene übertragen. Erst langsam wird die Zunge breiter und schiebt sich unter der Backenschiene hervor und kann bei etwa 35 mm Zungenkopfbreite die Gesamtlast aufnehmen. Hinsichtlich der Bewegungsmöglichkeit der Zunge wird unterschieden zwischen: Gelenkzungen (Gz) mit einem Gelenk in der Zungenwurzel (nicht mehr gebräuchlich), Federzungen (Fz) mit geschwächtem Profil in der Zungenwurzel und Federschienenzungen (Fsch), die bis in den Zwischenschienenteil (Abb. 6.3, 3) geführt werden und einen geschwächten Schienenfuß besitzen. Federzungen und Federschienenzungen sind verformbar und können in die gewünschte Stellung federn. Bei der Federschienenzunge ist der Schienenfuß im Bereich der Zwischenschiene (Abb. 6.3, 3) etwa auf der Länge von drei Schwellenabständen geringfügig abgefräst, um so die Steifigkeit in horizontaler Richtung zu verringern.

122 Weichen und Kreuzungen 6.5 Durch den Weichenantrieb und die an diesen angeschlossene Zungenverbindungsstange wird die Zungenvorrichtung in die beiden möglichen Weichenstellungen gebracht. Der Umstellvorgang vollzieht sich in folgenden Schritten: Stellphasenbeginn anliegende Zunge abliegende Zunge Entriegelung Umstellvorgang Verriegelung Weichenverschluss wird gelöst wird ca. 10 cm von der Backenschiene entfernt wird bis zur vollen Öffnung um weitere 6 cm von der Backenschiene entfernt wird um etwa 6 cm zur Backenschiene bewegt wird ca. 10 cm an die Backenschiene herangeführt Weichenverschluss wird hergestellt Stellphasenende abliegende Zunge anliegende Zunge Tab. 6.2 Stellphasen eines Weichenumstellvorgangs Im Bereich der Zungenspitze gelegen, stellt der Spitzenverschluss ein unverschiebliches Anliegen der Weichenzunge an die Backenschiene sicher. Damit wird eine einwandfreie Führung der Spurkränze bei der Weichendurchfahrt eines Fahrzeuges sichergestellt, und es wird verhindert, dass sich die Zungenvorrichtung unter rollendem Rad öffnet oder verstellt. Weichen mit Zweiggleisradien r 0 > 500 m erhalten wegen ihrer großen Längenausdehnung oft bis zu acht zusätzliche Verschlüsse. Es existieren zahlreiche Bauarten des Spitzenverschlusses. Weit verbreitet in Europa sind Klammerspitzen-, Klinken und Stützverschluss. In Deutschland wird meist der Klammerspitzenverschluss verwendet. Dieser kann Längenänderungen der Schienen (z.b. durch Hitze) gut verarbeiten, ist wartungsarm und kann weitgehend unbeschadet aufgefahren werden. Als Fahrschiene (Abb. 6.3, 4) wird die außen liegende Schiene des eingestellten Fahrtverlaufes, welche keine Fahrkantenunterbrechung aufweist, bezeichnet. Abb. 6.6 Herzstück und Flügelschiene Das Herzstück (Abb. 6.3, 5) liegt im Schnittpunkt der inneren Schienen des Stamm- und Zweiggleises einer Weiche. In diesem Punkt kommt es zu einer kurzen Fahrkantenunterbrechung, der Herzstücklücke. Da die Führung eines Schienenfahrzeuges im Herzstück nicht durch die Spurkranzstirnfläche gesichert werden kann, ist dem Herzstück gegenüber der Radlenker (Abb. 6.3, 6) angeordnet. Dieser verhindert ein Abirren der Radsätze durch beidseitige Führung des an der Fahrschiene laufenden Spurkranzes und ein mögliches Anlaufen an die Herzstückspitze.

123 6.6 Weichen und Kreuzungen Abb. 6.7 Radlenker Abb. 6.8 Weichenendteil mit Herzstück und Radlenker Aufgrund einer leichten Absenkung des vorderen Bereiches der Herzstückspitze wechselt die Lastbeanspruchung durch den Radsatz nur allmählich von der abgeknickten Flügelschiene (Abb. 6.6) zur voll ausgebildeten Herzstückspitze. Bei Rillenschienenweichen der Straßenbahn, die keine Flügelschienen besitzen, wird das Herzstück ebenfalls durch die Radsatzlast nicht beansprucht. Hier wird eine Beschädigung der Herzstückspitze aufgrund Anschlagen der Räder durch das Ausbilden einer Flachrille vermieden, auf der der Spurkranz eines Rades abrollt. Das Schließen der Herzstücklücke, d.h. das wechselseitige Einrichten einer ununterbrochenen Fahrkante im Verzweigungsbereich, ist mit einem hohen Konstruktionsaufwand verbunden. Daher werden bewegliche Herzstückspitzen nur bei flachen Weichenneigungen (bedingt eine lange Herzstücklücke) im Hochgeschwindigkeitsverkehr eingesetzt. Beim Einsatz einer beweglichen Herzstückspitze sind keine Radlenker erforderlich.

124 Weichen und Kreuzungen 6.7 Abb. 6.9 Weiche mit beweglichem Herzstück (mit mittig liegendem Linienleiter für den automatischen Betrieb und seitlicher Stromschiene) Die Unterschwellung einer Weiche erfolgt am Weichenbeginn üblicherweise mit 2,60 m langen Schwellen. Bis zum Weichenende kann die Schwellenlänge in Schritten von 10 cm bis zu einem Maß von 4,70 m anwachsen. Nach der letzten durchgehenden Schwelle (ldsch) unter beiden sich verzweigenden Gleisen werden Kurzschwellen (2,20 m bis 2,50 m) verwendet, bis der Gleisabstand zwischen Stamm- und Zweiggleis wieder 2,60 m lange Regelschwellen zulässt.

125 6.8 Weichen und Kreuzungen 6.4 Bauarten Folgende Tabelle gibt eine Übersicht über gebräuchliche Bauarten von Weichen, Kreuzungen und Kreuzungsweichen: Weichen EW Einfache Weiche DW Doppelweiche IBW Innenbogenweiche ABW Außenbogenweiche Kreuzungen Kr Kreuzung BKr Bogenkreuzung Kreuzungsweichen EKW Einfache Kreuzungsweiche DKW Doppelte Kreuzungsweiche EIBKW Einfache Innenbogenkreuzungsweiche EABKW Einfache Außenbogenkreuzungsweiche DBKW Doppelte Bogenkreuzungsweiche Tab. 6.3 Bauarten von Weichen, Kreuzungen und Kreuzungsweichen

126 Weichen und Kreuzungen 6.9 Die Bezeichnung einer Weiche erfolgt einheitlich durch Verwendung von Parametern, welche in festgelegter Reihenfolge angegeben werden: Weichenart Schienenform 49, 54, 60 Zweiggleisradius EW, IBW, ABW, DKW usw. Angabe in [m] Weichenneigung z.b. 1:9, 1:12, 1:14 Abzweigrichtung Zungenart Schwellenart Herzstück Richtung des Zweiggleises in Fahrtrichtung Weichenanfang Weichenende l (links), r (rechts) Gz, Fz, Fsch Tab. 6.4 Weichenbezeichnung St (Stahl), H (Holz), B (Beton) nur bei beweglichen Herzstücken gb (gelenkig beweglich), fb (federnd beweglich) Daraus ergibt sich dann z.b. EW :9 - r - Fsch - St - fb Aus dieser Bezeichnung gehen die wesentlichen oberbautechnischen und betrieblichen Weichenmerkmale hervor. Zusätzlich wird in Lageplänen häufig noch die Weichennummer dargestellt, bei Bogenweichen ist noch der Stamm- und Zweiggleisradius anzugeben Einfache Weiche Die einfache Weiche (EW) besteht aus einem geraden Stammgleis und einem gekrümmten Zweiggleis mit dem Radius r 0, somit sind zwei Fahrtmöglichkeiten vorhanden (gerade/gekrümmt). Einfache Weichen werden nach der Form des Herzstücks unterschieden. Wenn der Zweiggleisbogen vor dem Herzstück endet, werden gerade Herzstücke verwendet. Bei bis zum Weichenende gekrümmten Zweiggleisen müssen hingegen Bogenherzstücke, die entsprechend dem Radius des Zweiggleises gekrümmt sind, eingebaut werden. Abb EW mit geradem Herzstück und mit Bogenherzstück Die Grundformen einfacher Weichen sind ihren geometrischen Merkmalen entsprechend tabelliert. Bei der DB AG sind Zweiggleisradien von r 0 = 190 m, 215 m, 300 m, 500 m, 760 m, 1200 m und 2500 m üblich. Für hohe Geschwindigkeiten auch im abzweigenden Gleisstrang gibt es einfache Weichen, deren Zweiggleis in Klothoidenform oder als Korbbogen ausgebildet ist.

127 6.10 Weichen und Kreuzungen Im Folgenden sind geometrische Maße einiger einfacher Weichen nach DB AG-Norm zusammengestellt. Einfache Weichen mit geradem Herzstück (Auswahl) s: Abstand der letzten durchgehenden Schwelle vom Weichenende (x): Ende des Zweiggleisbogens EW l t [m] b [m] d [m] l W [m] c [m] s [m] α [ ] :9 10,523 16,614 6,091 27,138 1,8376 4,01 6, :14 10,700 24,537 13,836 35,238 1,7493 6,55 4, :14 17,834 24,536 6, ,371 1,7491 6,60 4, :18,5 20,525 32,408 11,883 52,934 1,7499 9,21 3,0941 Tab. 6.5 Abmessungen einfacher Weichen mit geradem Herzstück Einfache Weichen mit Bogenherzstück (Auswahl) s: Abstand der letzten durchgehenden Schwelle vom Weichenende EW l t [m] l W [m] c [m] s [m] α [ ] :9 16, ,2310 1,8377 4,01 6, :12 20, ,5946 1,7286 6,55 4, :14 27, ,2166 1,9326 6,60 4, :18,5 32, ,8176 1,7499 9,21 3,0941 Tab. 6.6 Abmessungen einfacher Weichen mit Bogenherzstück Bei nichtbundeseigenen Bahnen werden auch Weichen mit Zweiggleisradien von r 0 = 140 m und steileren Neigungen verwendet, die in räumlich beengten Gleisanlagen, z.b. Industrie- und Hafenbahnen zum Einsatz kommen. Weichen mit noch engeren Zweiggleisradien sollten im Eisenbahnbetrieb wegen des zu großen Verschleißes an Rad und Schiene bei Neuanlagen nicht eingebaut werden. Rillenschienenweichen für Straßenbahnen zum Einbau in gepflasterte oder asphaltierte Verkehrsflächen weisen üblicherweise kleine Bogenradien und steile Weichenneigungen auf, da Straßenbahnstrecken i.a. an die Linienführung vorhandener Straßen angepasst werden müssen. Die Verwendung von ähnlich großen Radien wie im Eisenbahnbetrieb ist daher bei Abzweigungen meistens nicht möglich. Gebräuchlich sind Halbmesser von r 0 = 25 m, 50 m, 100 m und 150 m. Dies entspricht Weichenneigungen zwischen 1:2,6615 und 1:9.

128 Weichen und Kreuzungen Bogenweichen Bogenweichen besitzen ein gekrümmtes Stammgleis (Radius r s ) und ein gekrümmtes Zweiggleis (Radius r z ). Sie werden aus einfachen Weichen abgeleitet und entstehen durch Biegung aus der dazugehörigen Weichengrundform. Damit bleiben der Weichenwinkel und die entsprechende Weichenneigung der Weichengrundform erhalten. Die entstehenden Längenänderungen werden in den Zwischenschienen vorgenommen. Unterschieden wird zwischen Innenbogenweichen (IBW, zwei gleichsinnig gekrümmte Gleise) sowie Außenbogenweichen (ABW, zwei entgegengesetzt gekrümmte Gleise). Abb Innen- und Außenbogenweiche Im Fahrkanten- und Linienbild gibt es bei der Darstellung einer Bogenweiche im Gegensatz zur einfachen Weiche folgende Unterschiede: Der Verlauf der Gleise wird gekrümmt und nicht als Tangente wiedergegeben und der Weichenanfang durch einen Kreis gekennzeichnet. Mit dem Zweiggleisradius der Weichengrundform und dem gewählten Radius des Hauptfahrweges lässt sich der Radius des abzweigenden Gleises ermitteln: r s r z Innenbogenweiche Hauptfahrweg schwächer gekrümmt = + r r r z s 0 r s r z Innenbogenweiche Hauptfahrweg stärker gekrümmt = rs rz r 0 r z r s r z r s Außenbogenweiche Hauptfahrweg schwächer gekrümmt = r r r z 0 Außenbogenweiche Hauptfahrweg stärker gekrümmt = r r r s 0 s z r 0 = Radius des Zweiggleises der Weichengrundform r s = Radius des Stammgleises (schwächer gekrümmtes Gleis) der Bogenweiche r z = Radius des Zweiggleises (stärker gekrümmtes Gleis) der Bogenweiche Tab. 6.7 Berechnung des Zweiggleisradius bei Bogenweichen

129 6.12 Weichen und Kreuzungen Folgende Radien dürfen hierbei nicht unterschritten werden: Radius der Weichengrundform kleinster Zweiggleisradius r z [m] zugehöriger Stammgleisradius r s [m] Tab. 6.8 Minimalradien für Bogenweichen (nach DS 800) In der Regel besitzen Bogenweichen eine konstante Krümmung. Verwendet werden aber auch Parabelweichen mit veränderlicher Krümmung für den Einbau in Übergangsbögen. Neben den aus einfachen Weichen hergestellten Bogenweichen gibt es auch genormte symmetrische Außenbogenweichen, die in beiden Strängen den gleichen Radius aufweisen. Symmetrische Außenbogenweiche ABW l t [m] l W [m] c [m] α [ ] :4,8 11, ,0994 2, ,7683 Tab. 6.9 Abmessungen der symmetrischen Außenbogenweiche der DB AG Doppelweichen Doppelweichen bestehen aus zwei ineinander geschobenen einfachen Weichen und besitzen somit ein Stammgleis und zwei Zweiggleise. Es gibt Einseitige Doppelweichen (EinsDW, zwei in die gleiche Richtung gekrümmte Zweiggleise) und Zweiseitige Doppelweichen (DW, zwei in entgegengesetzte Richtung gekrümmte Zweiggleise). Abb Einseitige und zweiseitige Doppelweiche Da der Anfang des hinteren Abzweiges bereits im Zwischenschienenteil des ersten Abzweiges liegt, erhalten Doppelweichen drei Herzstücke und die zugehörigen Flügelschienen und Radlenker. Diese Konstruktion führt zu einem unruhigen Fahrzeuglauf sowie zu einem hohen Unterhaltungsaufwand. Doppelweichen sollen daher nur in Ausnahmefällen eingebaut werden.

130 Weichen und Kreuzungen Kreuzungen Kreuzungen (Kr) dienen nicht der Verbindung, sondern dem höhengleichen Kreuzen zweier Gleise. Somit bestehen zwei Fahrtmöglichkeiten. Abb Fahrkartenbild einer Kreuzung Regelkreuzungen haben eine Neigung von 1:9. Daneben wird unterschieden zwischen Flachkreuzungen mit flacherer (z.b. 1:14) und Steilkreuzungen mit stärkerer Neigung. Die Schienen einer Kreuzung schneiden sich an vier Stellen. Daher sind auch vier Herzstücke erforderlich, wobei bei spitzwinkligen Schnitten einfache Herzstücke und bei stumpfwinkligen Schnitten Doppelherzstücke angeordnet werden. Die Länge des führungslosen Bereiches des Doppelherzstückes richtet sich nach der Kreuzungsneigung und wird mit flacher Neigung größer. Flachkreuzungen erhalten daher bewegliche Doppelherzstückspitzen. Neben den Kreuzungsgrundformen mit zwei geraden Gleisen kommen selten auch Bogenkreuzungen (BKr) zum Einbau. Bogenkreuzungen im Eisenbahnbetrieb erhalten in beiden Strängen den gleichen Radius (mindestens 450 m), sollen aber nicht aus Flachkreuzungen hergestellt werden. Analog zu einfachen Weichen sind gängige Kreuzungen in ihren Maßen tabelliert: Kreuzungen (Auswahl) s: Abstand der letzten durchgehenden Schwelle vom Weichenende Kreuzung l t [m] l Kr [m] c [m] s [m] α [ ] 49-1:9 16, ,2300 1,8376 4,00 6, :7,5 18, ,0240 2,4520-7, :14 24, ,0740 1,7493 6,57 4,0856 Tab Abmessungen von Kreuzungen nach DB AG-Norm

131 6.14 Weichen und Kreuzungen Kreuzungsweichen Kreuzungsweichen (KW) sind Kreuzungen, bei denen durch den Einbau von Zungenvorrichtungen auch Verbindungen zwischen den sich kreuzenden Gleisen hergestellt werden. Unterschieden wird zwischen Einfachen Kreuzungsweichen (EKW), abgeleitet daraus einfache Bogenkreuzungsweichen (Innenbogenkreuzungsweiche, EIBKW sowie Außenbogenkreuzungsweichen, EABKW), und Doppelten Kreuzungsweichen (DKW), abgeleitet daraus doppelte Bogenkreuzungsweichen (DBKW). Hierbei erlauben die einfachen Kreuzungsweichen eine abzweigende und zwei kreuzende Fahrtmöglichkeiten, die doppelten Kreuzungsweichen darüber hinaus eine vierte, ebenfalls abzweigende Fahrtmöglichkeit. Abb EKW mit innenliegender Zungenvorrichtung Die Zungenvorrichtung liegt je nach Radius des abzweigenden Gleisstranges entweder innerhalb oder außerhalb des Kreuzungsbereiches. Bei außerhalb liegenden Zungen (Abb. 6.15) sind größere Radien und damit höhere Geschwindigkeiten möglich, die Konstruktion wird allerdings sehr aufwendig. Abb EKW mit außenliegender Zungenvorrichtung Das Linienbild von Kreuzungsweichen entspricht der Darstellung von Kreuzungen. Zusätzlich werden die abzweigenden Fahrtmöglichkeiten durch Linien herausgestellt (Abb. 6.16). Bei Neubauten sollen Kreuzungsweichen ebenso wie Doppelweichen nicht mehr verwendet werden, da die Herstellung und Unterhaltung sehr kostenintensiv ist. Abb Linienbild einer DKW mit innenliegender Zungenvorrichtung

132 Weichen und Kreuzungen Betriebliche und planerische Aspekte Befahren von Weichen Hinsichtlich des Befahrens von Weichen wird unterschieden: Spitz befahrene Weiche: Stumpf befahrene Weiche: Weichenanfang Weichenende Weichenende Weichenanfang Unter dem Auffahren einer Weiche wird das stumpfe Befahren einer Weiche in falscher Stellung verstanden. Der Klammerspitzenverschluss stellt dabei sicher, dass die Weichenzungen entriegelt und durch den Anpressdruck des an die abliegende Weichenzunge anlaufenden Rades umgestellt werden können. Dies beugt einer Entgleisungsgefahr vor, welche beim Anlaufen eines Rades in den Winkel zwischen anliegender Weichenzunge und Backenschienen bestünde. Das Auffahren einer nicht dafür ausgelegten Weiche ist eine Betriebsstörung, da hierdurch Teile des Spitzenverschlusses beschädigt werden können. Ausnahmen sind häufig in Straßenbahnnetzen zu finden, wo im Regelbetrieb stumpf befahrene Weichen betriebssicher aufgefahren werden können. Auf Nebenstrecken sind Rückfallweichen verbreitet, die sich nach dem Auffahren jeweils selbsttätig wieder in die Ursprungsstellung zurückstellen. Auffahrbare Weichen führen zu verringerten Betriebskosten, da keine Weichenantriebe benötigt werden und der Stellvorgang mit dem dazu notwendigen Personal entfällt. Die Stelle des Gleisachsabstandes von 3,50 m zweier zusammenlaufender Gleise einer Weiche, Kreuzung oder Kreuzungsweiche wird durch das Grenzzeichen, einen rot-weißen Pflock zwischen den Gleisen, markiert. Im Lageplan wird das Grenzzeichen durch eine Verbindungslinie senkrecht zur Winkelhalbierenden mit einem mittigen Punkt gekennzeichnet. Bis zum Grenzzeichen können die anschließenden Gleise mit Fahrzeugen profilüberschneidungsfrei ohne gegenseitige Gefährdung besetzt werden. Die Lage des Grenzzeichens lässt sich näherungsweise folgendermaßen ermitteln:

133 6.16 Weichen und Kreuzungen Abb Lage des Grenzzeichens

134 Weichen und Kreuzungen 6.17 Die zulässige Geschwindigkeit im Stammgleis einer Weiche sollte im Regelfall der an dieser Stelle zugelassenen Streckenhöchstgeschwindigkeit entsprechen. Hierbei ist zu beachten, dass DB AG-Weichen mit einem Zweiggleisradius von r 0 = 190 m und weniger auch im Stammgleis nur mit einer zulässigen Geschwindigkeit von 100 km/h befahren werden dürfen. Die Beschränkung der zulässigen Geschwindigkeit erklärt sich aus einer Spurerweiterung infolge des engen Radius, die dann auch im Stammgleis vorliegt. Nur mit aufwendigen Korbbogen- oder Klothoidenweichen lassen sich sowohl im Stammgleis als auch im abzweigenden Strang Geschwindigkeiten von bis zu 200 km/h erreichen. Im Hochgeschwindigkeitsverkehr über 200 km/h dürfen allerdings keine Fahrkantenunterbrechungen auftreten. Daher sind in diesem Fall nur Weichen mit beweglichen Herzstücken zulässig. Die zulässige Durchfahrgeschwindigkeit im Zweiggleis hängt vom Bogenhalbmesser und einer möglichen Überhöhung der Weichenkonstruktion ab. Zu unterscheiden sind hier zwei Grundfälle: Ein kleiner Halbmesser und eine steile Neigung des Zweiggleises erlauben nur geringere Fahrgeschwindigkeiten, jedoch eine relativ kurze Entwicklungslänge l e. Dadurch wird eine platzsparende Gleisplangestaltung möglich, was insbesondere in Bahnhofs- und Rangierbereichen vorteilhaft ist. Ein großer Halbmesser und eine flache Neigung erlauben eine höhere Fahrgeschwindigkeit im Zweiggleis, was vor allem im Zugfahrbereich der freien Strecke, beispielsweise an Abzweig- oder Überleitstellen, erwünscht ist. Die Entwicklungslänge l e wird jedoch größer. Bei einer einfachen Weiche wird im Regelfall eine nicht vorhandene konstruktive Überhöhung (u = 0 mm) angesetzt. Bei Bogenweichen ist bei der Berechnung zulässiger Geschwindigkeiten zu beachten, dass der ursprüngliche Gleisbogen in der Regel überhöht ist und diese Überhöhung auch innerhalb der Weiche fortgeführt wird. Hierbei gilt der Grundsatz, konstruktive Überhöhungen mit einem Maximalmaß von u = 100 mm einzubauen. Für den zulässigen Überhöhungsfehlbetrag gelten in Abhängigkeit von der Ausführung der Weiche sowie der Höchstgeschwindigkeit nach DS folgende Werte: Kriterium Weichenbögen mit feststehender Herzstückspitze (Innenstrang) Weichenbögen mit feststehender Herzstückspitze (Außenstrang) v in km/h v e <v e <v e <v e Bogenkreuzungen und Bogenkreuzungsweichen Weichen mit beweglichen Herzstückspitzen Tab Zulässiger Überhöhungsfehlbetrag u f ( mm) in Weichen

135 6.18 Weichen und Kreuzungen Bei einfachen Weichen kann vereinfachend der zulässige Überhöhungsfehlbetrag mit u f = 100 mm angesetzt werden. In die Standardformel für die Errechnung der maximal zulässigen Geschwindigkeit im Gleisbogen v max = r ( u + u f ) 11, 8 eingesetzt, ergibt sich folgende Formel zur Bestimmung von zulässigen Geschwindigkeiten bei Fahrten durch das Zweiggleis mit dem Radius r einer einfachen Weiche: v max = 2, 91 r Für die wichtigsten Zweiggleishalbmesser können damit die zugehörigen Abzweiggeschwindigkeiten tabelliert werden. Da durch die im Eisenbahnwesen verwendeten Signale nur durch Zehn teilbare Geschwindigkeiten angezeigt werden können, werden die rechnerischen Größen entsprechend abgerundet. Zweiggleishalbmesser v max im Zweiggleis 190 m 40 km/h 215 m 40 km/h 300 m 50 km/h 500 m 60 km/h 760 m 80 km/h 1200 m 100 km/h Korbbogen / Klothoide bis zu 200 km/h Tab Abzweiggeschwindigkeiten einfacher Weichen Anordnung von Weichen Gründe zum Einbau von Weichen finden sich einerseits in Bahnhöfen zum Bilden und Auflösen von Zügen, zur Bedienung von Zusatzanlagen, zum Kreuzen und Überholen von Zügen sowie andererseits auf freier Strecke an Abzweig- oder Überleitstellen und zur Bedienung von Anschlussbahnen. Bei der Anordnung von Weichen sowie der Wahl der Weichenart sind vor allem geometrische Gesichtspunkte (angestrebte Entwicklungslänge l e und vorhandener Gleisabstand e) sowie die auf die betrieblichen Erfordernisse abgestimmten Geschwindigkeiten im Stamm- und Zweiggleis zu beachten. Ein ruhiger Fahrverlauf in durchgehenden Hauptgleisen wird erreicht, wenn auf eine stetige Linienführung geachtet wird und Gegenkrümmungen vermieden werden. Es ist vorteilhaft, wenn benachbarte Weichen so verlegt werden, dass sie unabhängig voneinander ausgewechselt werden können. Allgemein soll die Anzahl der Weichen auf das betrieblich notwendige Maß beschränkt werden und standardisierte einfache Weichen verwendet werden.

136 Weichen und Kreuzungen Weichenfolgen Weichenfolgen liegen dann vor, wenn auf einem Gleis in kurzem Abstand zwei oder mehrere Weichen hintereinander angeordnet werden. Bei Weichen, die mit den Weichenanfängen gegeneinander verlegt sind, werden folgende Fälle unterschieden: Bilden die Zweiggleise zusammen einen Gegenbogen (Abb. 6.18, Teil a), so ist eine Zwischengerade einzubauen. Die Länge dieser Zwischengerade l g beträgt l = 0, 1 v min l = 6m g Wenn eine Weiche mit dem Weichenanfang (Abb. 6.18, b) oder Weichenende (Abb. 6.18, c) an einen gegensinnig gekrümmten Gleisbogen stößt, ist gleichermaßen zu verfahren. Wenn die Zweiggleise gleichsinnig gekrümmt sind, dürfen die Weichenanfänge aneinander stoßen (Abb. 6.19). Bei Anordnung von elektrischen Trennstößen, die zur Gleisfreimeldung benötigt werden, muss der Minimalabstand min l g in allen Fällen auf 7 m heraufgesetzt werden. g (a) l g (b) l g (c) Abb Weichenfolgen mit Zwischengeraden l g WA = WA Abb Weichenfolge ohne Zwischengerade

137 6.20 Weichen und Kreuzungen Bei aufeinander folgenden Weichen in gleicher Richtung ist ergänzend zu beachten, dass die Zungenvorrichtung der Folgeweiche nicht auf den durchgehenden Schwellen der vorhergehenden Weiche und möglichst auf ungekürzten Regelschwellen zu liegen kommt. Dies ist dann gegeben, wenn der Gleisabstand zum Zweiggleis der ersten Weiche am Weichenanfang der zweiten Weiche mindestens 2, 60 2, 20 m + 0, 10m + m = 2, 50m 2 2 beträgt (halbe Weichenschwelle + Schotter zwischen Schwellenköpfen + halbe gekürzte Gleisschwelle). Der Anschlusspunkt lässt sich abhängig von der Weichenneigung näherungsweise folgendermaßen bestimmen: Abb Weichenanschluss Weichenanfang an Weichenende Soll die Entwicklungslänge minimiert werden, so ist in Ausnahmefällen auch der Anschluss des Weichenanfangs unmittelbar an das Weichenende der vorhergehenden Weiche möglich Gleiswechsel Ein einfacher Gleiswechsel entsteht, wenn zwei parallel laufende Gleise durch zwei Weichen miteinander verbunden werden. Bei der Wahl der geeigneten Weichen ist die betrieblich erforderliche Geschwindigkeit im Zweiggleis, die zur Verfügung stehende Entwicklungslänge l e (Länge der Gleisverbindung vom Weichenanfang der ersten Weiche bis zum Weichenanfang der zweiten Weiche) sowie der i.d.r. vorhandene Gleisabstand e von Bedeutung. Maßgebend ist entweder eine angestrebte hohe Geschwindigkeit im Zweiggleis oder eine möglichst kurze Entwicklungslänge. Hierbei gilt: Je kürzer die Entwicklungslänge l e, desto kleiner die mögliche Geschwindigkeit im Zweiggleis. Es ist zu berücksichtigen, dass Gleisverbindungen aus Weichen mit steiler Neigung (z.b. 1:9) einen größeren Gleisabstand erfordern als solche mit Weichen flacher Neigung (z.b. 1:18,5). Da innerhalb eines Gleiswechsels ein Gegenbogen auftritt, ist zwischen den beiden Weichenenden der Zweiggleise eine Zwischengerade vorzusehen, um einen ruhigen Fahrverlauf zu gewährleisten. Die Länge l g dieser Zwischengerade richtet sich nach der Geschwindigkeit und beträgt mindestens: für v 70 km/h: l = 0, 1 v min l = 6m für 70 km/h < v 130 km/h: l = 0, 15 g v Weichen mit geradem Herzstück besitzen bereits einen geraden Zweiggleisabschnitt d (siehe Tab. 6.5), der auf die Länge der erforderlichen Zwischengerade anrechenbar ist. g g

138 Weichen und Kreuzungen 6.21 WE l t WA l t WE l g l t e WA α l t l e Abb Gleiswechsel (EW mit Bogenherzstück) Die Berechnung eines einfachen Gleiswechsels zweier gerader Gleise mit gegebenem Gleisabstand e und zwei gleichen einfachen Weichen in symmetrischer Anordnung kann folgendermaßen durchgeführt werden: Vorgabe: möglichst kurze Entwicklungslänge oder möglichst hohe Abzweiggeschwindigkeit Wahl einer geeigneten Weiche Bestimmung der zulässigen Geschwindigkeit im Zweiggleisbogen Bestimmung der erforderlichen Länge der Zwischengerade l g e lg = lt sinα 2 Vergleich der errechneten Länge l g mit den zulässigen Werten Bestimmung der Entwicklungslänge l e l = ( l + 2 l ) cosα + 2 l e g t t Doppelte Gleiswechsel bestehen aus zwei aufeinanderfolgenden einfachen Gleiswechseln. Sie können als Weichenkreuz oder als aufgelöste bzw. versteckte Kreuzung ausgebildet werden. Das Weichenkreuz benötigt eine geringere Entwicklungslänge, ist aber erst bei Gleisabständen von e 4,50 m realisierbar. Da bei diesem Gleisabstand aufgrund der räumlichen Enge außerdem die Kreuzung in die Weichen mit einbezogen werden muss und nicht an die Weichenenden anschließen kann, sollen Weichenkreuze nach Möglichkeit beim Neueinbau vermieden werden. Abb Weichenkreuz und aufgelöste Kreuzung im Vergleich

139 6.22 Weichen und Kreuzungen Abb Weichenkreuz Abb Doppelte Gleisverbindung mit aufgelöster Kreuzung Eine Weichenstraße bezeichnet eine Folge mehrerer Gleiswechsel, wobei zumindest drei Gleise miteinander verbunden werden. Sie finden sich in den Gleisvorfeldern von Bahnhöfen. Durch die Verwendung von Weichen mit steiler Neigung oder im Extremfall durch den Einbau von Kreuzungsweichen kann eine geringe Längenentwicklung erreicht werden, die im Bahnhofsbereich häufig erwünscht ist. Abb Weichenstraße mit und ohne Kreuzung

140 Sicherung des Bahnbetriebes Sicherung des Bahnbetriebes Die Sicherheit im Schienenverkehr baut auf zwei Faktoren auf: Sicherheit der Fahrzeuge und der baulichen Anlagen + Betriebssicherheit mit den Fahrzeugen auf den baulichen Anlagen Schienenfahrzeuge weisen aus dem Blickwinkel der Verkehrssicherheit gegenüber Straßenfahrzeugen als systemtypische Merkmale eine größere Masse und damit eine größere kinetische Energie, ungünstige Reibungsverhältnisse (Stahlrad / Stahlschiene im Vergleich zu Gummirad / Straße) sowie eine Spurführung auf, die zu aufwendigen sicherungstechnischen Vorrichtungen und Anlagen führen. Es ergeben sich in Hinsicht auf die Sicherung des Bahnbetriebes zwei grundsätzliche Feststellungen: Unfälle bergen immer ein hohes Verletzungsrisiko der Reisenden. Aus diesem Grund laufen die Bestrebungen im Schienenverkehr dahin, Unfälle nach menschlichem Ermessen auszuschließen und nicht deren Folgen zu minimieren. Durch die Spurführung von Schienenfahrzeugen ist die Richtung der Fahrzeugbewegung vorgegeben; ein Ausweichen ist nicht möglich. Dies führt dazu, dass die Verantwortlichkeit für die Sicherheit nicht allein beim Fahrzeugführer liegt. Vielmehr ist ein gesicherter Fahrweg über Stellwerkseinrichtungen und andere Betriebsstellen zu garantieren. Die Zielsetzung der Eisenbahnsicherungstechnik liegt in der Gefahrenminimierung bei Folgefahrten und Gegenfahrten sowie dem Ausschluss einer Gefährdung der Betriebssicherheit durch Flankenfahrt, Weichenumstellung unter einem fahrenden Zug, Kollision mit anderen Verkehrsmitteln sowie Überschreiten der zulässigen Geschwindigkeit. Die Aufgaben der Eisenbahnsicherungstechnik lassen sich damit vereinfachend auf die Aufgaben: Abstandshaltung der Züge sowie Fahrwegsicherung begrenzen.

141 7.2 Sicherung des Bahnbetriebes 7.1 Abstandshaltung Fahren auf Sicht Das Fahren auf Sicht ist die älteste Form der Abstandshaltung im Schienenverkehr. Auf den ersten Eisenbahnstrecken war ein sicherer Betriebsablauf aufgrund der geringen Fahrgeschwindigkeiten und der großen Zugfolgeabstände hinreichend gewährleistet. Durch das gestiegene Geschwindigkeitsniveau im heutigen Bahnverkehr kann jedoch die Grundforderung der Verkehrstechnik Sichtweite Bremsweg nicht mehr erfüllt werden. Ausschließlich Straßenbahnen mit einer Geschwindigkeit von weniger als 70 km/h dürfen (außerhalb von Tunneln) auf Sicht fahren. In der BOStrab wird dies in 49 präzisiert: Ein Zug darf einem anderen nur in einem solchen Abstand folgen, dass er auch bei ungünstigsten Betriebsverhältnissen, insbesondere bei unvermutetem Halten des vorausfahrenden Zuges, rechtzeitig zum Halten gebracht werden kann. Straßenbahnen erhalten neben den Betriebsbremsen besondere zusätzliche Bremsen für den Gefahrenfall (Magnetschienenbremse), um die notwendigen hohen Bremsverzögerungen, die sich auch aus der Teilnahme am allgemeinen Straßenverkehr ergeben, erreichen zu können. Abstand Bremsweg Abb. 7.1 Fahren auf Sicht nach BOStrab Im Eisenbahnbetrieb gilt nach EBO 39 das Prinzip des Fahrens im Raumabstand. Ausnahmen sind nur bei Rangierfahrten und Betriebsstörungen gestattet, hierbei darf die Geschwindigkeit auf Sicht fahrender Züge höchstens 25 km/h bzw. 40 km/h betragen Fahren im Zeitabstand Als früheste Form der Zugsicherung kam das Fahren im Zeitabstand zur Anwendung. Diesem Verfahren liegt die Annahme zugrunde, dass ein Zug die Strecke bis zur nächsten Betriebsstelle in der im Fahrplan vorgesehenen Zeit zuzüglich einer bestimmten Toleranz durchfährt. Ein Zug durfte in einen Streckenabschnitt erst eine bestimmte Zeitspanne nach dem vorausfahrenden Zug einfahren. Diese Zeitspanne war abhängig von der Beschaffenheit und Fahrgeschwindigkeit der Züge und sollte so Geschwindigkeitsunterschiede berücksichtigen. Beispielsweise war der Abstand eines Schnellzuges nach einem Güterzug größer bemessen als umgekehrt, da nur im ersten Fall die Gefahr des Auffahrens auf den langsameren Zug gesehen wurde. Diese Gefahr bestand auch bei außerplanmäßigen Halten von Zügen Dieses Sicherungssystem ist äußerst rudimentär und beinhaltete keinerlei technische Sicherung. Die Sicherheit des Betriebs wurde allein durch die Umsicht und Zuverlässigkeit des Betriebspersonals gewährleistet. Erschwerend hinzu kam die oft mangelhafte Kommunikation zwischen

142 Sicherung des Bahnbetriebes 7.3 den Betriebsstellen, welche in der Anfangszeit lediglich auf optischen Telegrafen (sofern Sichtverbindung bestand) oder Boten beruhte. Dieser Mangel wurde erst durch die Entwicklung elektrischer Telegrafen behoben. Trotz des Fahrens im Zeitabstand kam es zu zahlreichen Unfällen, sodass dieses System, nachdem die technischen Voraussetzungen geschaffen waren, schnell durch das Fahren im Raumabstand abgelöst wurde Fahren im Raumabstand Im Eisenbahnverkehr kann aufgrund der höheren Geschwindigkeiten und der größeren Lasten nicht mehr davon ausgegangen werden, dass ein Zug vor einem stehenden Hindernis noch rechtzeitig zum Halten gebracht werden kann, daher sind Folgefahrten auszuschließen, d. h. es ist strikt zu unterbinden, dass ein Zug einem Vorausfahrenden ohne weiteres folgt. Er darf erst in einen Streckenabschnitt eingelassen werden, wenn sich kein weiterer Zug darin aufhält. Abb. 7.2 Betriebsgefährdung durch Folgefahrt Hierzu wird eine Strecke in räumliche Abschnitte unterteilt, in der sich maximal nur ein Zug befinden darf. Ein solcher Zugfolgeabschnitt wird durch ortsfeste Zugfolgestellen begrenzt. Erst wenn ein Zug eine Zugfolgeabschnitt vollständig verlassen hat und unter Deckung der zurückliegenden Zugfolgestelle steht, d. h. wenn das zurückliegende Hauptsignal Halt zeigt, darf ein weiterer Zug in diese Zugfolgeabschnitt einfahren. Somit wird gewährleistet, dass ein Zug spätestens an einem Halt zeigenden Signal gestellt wird und somit nicht auf einen langsameren oder haltenden Zug auffährt. Man spricht dabei vom Fahren im Raumabstand, umgesetzt durch das sogenannte Blocksystem (englisch: to block = sperren, verschließen). Dies stellt heute die gängige Betriebssicherung im Eisenbahnverkehr dar und ist auch bei Stadtbahnen anzutreffen. Zugfolgestellen der Eisenbahn sind auf herkömmlichen Strecken mit Signalen ausgestattet, durch welche dem Fahrzeugführer übermittelt wird, ob in den folgenden Streckenabschnitt eingefahren werden darf oder nicht. Eine Zugfolgestelle kann eine Blockstelle (einzige Aufgabe: Deckung einer Zugfahrt vor einer Folgefahrt), des Weiteren aber auch Bahnhof, Abzweigstelle (Übergangsmöglichkeit von einer Strecke auf eine andere), Überleitstelle (Übergangsmöglichkeit von einem Gleis einer mehrgleisigen Strecke auf ein anderes) oder Deckungsstelle (Bahnanlagen der freien Strecke zur Sicherung des Zugverkehrs an beweglichen Brücken, höhengleichen Kreuzungen mit anderen Schienenstrecken u.ä.) mit den entsprechenden Signalisierungseinrichtungen sein.

143 7.4 Sicherung des Bahnbetriebes Eine Zugfolgestelle, in der auch die Reihenfolge von Zügen geändert werden kann, wird als Zugmeldestelle bezeichnet. Hierunter fallen Bahnhöfe, Überleitstellen und Abzweigstellen. Unter Berücksichtigung des langen Bremsweges von Schienenfahrzeugen können Hauptsignale in der Regel nicht rechtzeitig vom Fahrzeugführer erkannt werden. Aus diesem Grunde wird ihre Stellung durch Vorsignale angekündigt. Der Abstand zwischen Vor- und zugehörigem Hauptsignal beträgt nach EBO 35 im Regelfall 700 m auf Haupt- und Nebenbahnen und 1000 m auf Hauptbahnen, wobei sich das genaue Maß unter Berücksichtigung der Streckenlängsneigung und der Fahrgeschwindigkeit ergibt. Der Abstand zwischen Vorund zugehörigem Hauptsignal sollte auf einer Strecke einheitlich gewählt werden. Die Länge des Streckenblockes richtet sich nach der gewünschten Streckenleistungsfähigkeit, sie darf aber jeweils den Abstand zwischen Vorund Hauptsignal nicht unterschreiten. Das Fahren im Raumabstand nach dem Blocksystem wird in der Abb. 7.3 vereinfacht dargestellt: a) A B C 1 2 Fahrt Fahrt b) A B C 1 2 Halt Fahrt c) A B C 1 2 Halt Fahrt d) A B C 1 2 Halt Fahrt e) A B C 1 2 Fahrt Halt f) A B C A, B, C: Streckenblock 1, 2: Blocksignale / Blockstellen 1 2 Halt Abb. 7.3 Fahren im Raumabstand, Blocksystem Halt

144 Sicherung des Bahnbetriebes 7.5 Ein Zug nähert sich dem Hauptsignal 1. Der Streckenabschnitt B ist frei, Signal 1 kann Fahrt zeigen (Abb. 7.3 a). Der Zug fährt in den Streckenabschnitt B ein. Nachdem er das Signal 1 passiert hat, wird dieses auf Halt gestellt. Dieses und alle anderen in diesen Streckenabschnitt führenden Signale werden in der Haltstellung verschlossen, d. h. weitere Zugfahrten in den Streckenabschnitt B können nicht zugelassen werden. Ist der Streckenabschnitt C frei, so kann das Signal 2 auf Fahrt gestellt werden (Abb. 7.3, b). Ein weiterer Zug nähert sich im Streckenabschnitt A dem Signal 1 (Abb. 7.3, c). Der zweite Zug muss vor dem Signal 1 warten, da der erste Zug den Streckenabschnitt B noch nicht verlassen hat (Abb. 7.3, d). Der erste Zug hat das Signal 2 passiert und damit den Streckenabschnitt B vollständig geräumt. Signal 2 wird auf Halt gestellt (Abb. 7.3, e). Damit kann das Signal 1 wieder auf Fahrt gestellt werden. Signal 1 wird in die Fahrtstellung gebracht, der zweite Zug darf in den Streckenabschnitt B einfahren. Zug 1 wird nun durch das Signal 2 gedeckt (Abb. 7.3, f). Auf freier Strecke ergeben sich zusammengefasst für die Sicherung von Zugfahrten unter Verwendung des Blocksystems folgende Streckenblockbedingungen: Ein Ausfahr- oder Blocksignal darf sich erst dann auf Fahrt stellen lassen, wenn der folgende Blockabschnitt und die an ihn anschließende Schutzstrecke frei (siehe Kapitel 7.2.2) sowie der vorausfahrende Zug durch ein Hauptsignal gedeckt ist. Zur Ausführung des Blocksystems und der Kontrolle der Streckenblockbedingungen kommen zwei Verfahren zum Einsatz: Der elektrische Streckenblock (Handblock) und der selbsttätige Streckenblock. Beim elektrischen Streckenblock werden handgestellte Signale verwendet, jede Blockstelle ist mit einem Blockwärter besetzt. Die Verständigung der Blockwärter untereinander erfolgt über Fernmeldeleitungen. Dadurch ist der elektrische Streckenblock einerseits sehr personalintensiv und andererseits auch anfällig für menschliche Fehlerquellen. Heutzutage wird vorrangig der selbsttätige Streckenblock verwendet. Hierbei erfolgt die Sperrung und Freigabe der Streckenblöcke durch die Züge selbst. Um das Passieren eines Zuges an einer Blockstelle erfassen zu können, werden Gleisstromkreise Tonfrequenzgleisstromkreise und Achszähler eingesetzt. Ein Gleisstromkreis wird gebildet durch einen elektrisch isolierten Gleisabschnitt. An einem Ende wird eine niederfrequente elektrische Spannung zwischen den beiden Schienen angelegt und am anderen Ende durch ein Motorrelais abgegriffen. Ist der Gleisabschnitt frei, so liegt auch

145 7.6 Sicherung des Bahnbetriebes am Ende eine Spannung an, das Relais zieht an und die Stellwerkstechnik erkennt das Gleis als frei. Ist das Gleis besetzt, fließt der Strom über die Achsen ab (sogenannter Achsnebenschluss ), damit sind die Schienen am Ende des Gleisabschnittes spannungslos, das Relais fällt ab und meldet das Gleis an das Stellwerk als besetzt. Isolierstoß Isolierstoß Relais Spannungsquelle Abb. 7.4 Gleisstromkreis in einem unbesetzten Gleis, Stromkreis ist geschlossen Radsatz Abb. 7.5 Gleisstromkreis in einem besetzten Gleis, Strom fließt über die Radsätze des Zuges ab (Nebenschluss), keine Spannung an der Auswerteeinrichtung Abb. 7.6 Isolierstoß

146 Sicherung des Bahnbetriebes 7.7 Bei Tonfrequenz-Gleisstromkreisen werden hochfrequente Spannungen eingesetzt (Frequenzen im Hörbereich, daher der Name Ton - frequenz). Hier kann auf eine galvanische Isolierung verzichtet werden, da benachbarte Gleisstromkreise mit unterschiedlichen Frequenzen arbeiten und Einflüsse in einigen hundert Metern Entfernung zum Einspeisepunkt bedingt durch die elektrische Kapazität der Schienen keine Wirkung mehr zeigen. Besonders auf freier Strecke verbreitet sind Achszähler, die magnetisch die Achsen erfassen und zählen, welche eine Blockstelle passieren. Die Zählergebnisse werden selbsttätig miteinander verglichen. Haben ebenso viele Achsen den Streckenabschnitt verlassen wie zuvor eingefahren sind, wird dieser als frei erkannt. Abb. 7.7Achszähler Gegenfahrschutz Auf Streckengleisen, die planmäßig in beiden Richtungen befahren werden, sind darüber hinausgehende Sicherungseinrichtungen vorhanden, die verhindern, dass sich zwei Züge auf demselben Gleis entgegenfahren (Gegenfahrt). Hierzu ist der abzulassende Zug dem Fahrdienstleiter der benachbarten Zugmeldestelle anzubieten, der diesen annehmen oder abweisen kann (Zugmeldegespräch). Außerdem wird technisch sichergestellt, dass von zwei benachbarten Zugmeldestellen nur eine jene Signale bedienen kann, welche auf die gemeinsame Strecke führen. Die Signale der anderen liegen unter Verschluss. Soll ein Zug die Strecke in der anderen Richtung befahren, gibt nach erfolgtem Zugmeldegespräch der Fahrdienstleiter, der zuletzt einen Zug in die Strecke abgelassen hat, die Erlaubnis ab, dabei kommen die eigenen Signale unter Verschluss, während jetzt die Signale der anderen Zugmeldestelle bedienbar werden. Die Erlaubnisabgabe ist nur möglich, wenn kein Zug unterwegs ist; dies ist technisch abgesichert. Abb. 7.8 Betriebsgefährdung durch Gegenfahrt

147 7.8 Sicherung des Bahnbetriebes 7.2 Fahrwegsicherung In Bahnhöfen bestehen für die Zug- und Rangierfahrten verschiedene Fahrtmöglichkeiten, die Fahrwege. Diese können sich untereinander auch kreuzen oder berühren. Ein festgelegter und signaltechnisch gesicherter Fahrweg wird als Fahrstraße bezeichnet. Grundsätzlich sind in Bahnhöfen alle Zugfahrten (im Gegensatz zu den Rangierfahrten) technisch zu sichern. Aus diesem Grund muss gewährleistet sein, dass ein Signal erst dann in Fahrtstellung gebracht werden kann, wenn alle für die entsprechende Zugfahrt notwendigen Weichen richtig gestellt und verschlossen sind (Abhängigkeit zwischen Weichen und Signalen), die gleichzeitige Fahrtstellung von Signalen für einander gefährdende (feindliche) Fahrstraßen ausgeschlossen ist (Abhängigkeit zwischen Signalen), Zugfahrten nicht durch Rangierfahrten auf Nachbargleisen gefährdet werden können (Schutz vor Flankenfahrten) und jedes in Fahrtstellung gebrachte Signal für nur eine Zugfahrt gilt und anschließend wieder auf Halt gestellt wird. Abb. 7.9 Betriebsgefährdung durch Flankenfahrt Diese Abhängigkeit zwischen Signalen, Weichen und Flankenschutzeinrichtungen einer Fahrstraße wird als Signalabhängigkeit bezeichnet. Wird die Signalabhängigkeit aufgrund von Fehlfunktionen einzelner Elemente der Fahrstraße aufgehoben, entsteht ein Betriebszustand, der ein geringeres Sicherungsniveau aufweist. Bei der Freigabe einer Fahrstraße entsteht folgender Handlungsablauf: Zunächst wird durch Hinsehen des Stellwerkspersonals oder technisch über Gleisfreimeldeeinrichtungen geprüft, ob die Fahrstraße frei von Fahrzeugen ist. Sofern außerdem gesichert ist, dass nicht gleichzeitig feindliche Fahrstraßen freigegeben sind, kann anschließend der Fahrweg eingestellt werden. Dafür werden alle Weichen und Flankenschutzeinrichtungen in die richtige Lage gebracht. Nach der Festlegung des Fahrweges, der so genannten Bildung der Fahrstraße, werden die betreffenden Weichen und Flankenschutzeinrichtungen in ihrer Lage verschlossen und es kann das Signal in Fahrtstellung gestellt werden. Die Fahrwegsicherung wird gewährleistet durch Flankenschutzeinrichtungen, Sicherheitsabständen vor bzw. hinter Hauptsignalen sowie Weichensicherungen (Weichenverschlüsse u.a.).

148 Sicherung des Bahnbetriebes Flankenschutzeinrichtungen Flankenschutzeinrichtungen sollen gewährleisten, dass Zugfahrten nicht durch Fahrzeuge auf Nachbargleisen (Zug-/Rangierfahrten oder unbeabsichtigt ins Rollen geratene Wagen) gefährdet werden können. Dafür müssen alle Weichenverbindungen zwischen dem für die Zugfahrt benutzten Gleis und den Nachbargleisen gesichert sein. Zur Anwendung kommen hierfür Schutzweichen, Gleissperren, Streckenschutzabschnitte und Sperrsignale. Schutzweichen stellen die sicherste Möglichkeit der Fahrwegsicherung dar. Ihre Funktionsweise soll durch Abb veranschaulicht werden: Zug B Schutzweiche Zug A Gleis 2 Zug A Gleis 1 Abb Anordnung einer Schutzweiche Zug B wartet auf Gleis 2 und soll durch Zug A überholt werden. Dieser erhält Einfahrt nach Gleis 1, sobald sichergestellt ist, dass Zug B nicht in seinen Fahrweg geraten kann. Zu diesem Zweck wird die Schutzweiche in Geradeausstellung gebracht. Sollte sich Zug B nun unbeabsichtigt in Bewegung setzen, so wird er durch die Schutzweiche auf das folgende Stumpfgleis und nicht in den Fahrweg von Zug A geleitet. Gleissperren sind prinzipiell mit Schutzweichen zu vergleichen. Sie führen im geschlossenen Zustand jedoch dazu, dass ins Rollen geratene Fahrzeuge zum Entgleisen gebracht werden und so nicht in das zu schützende Gleis weiterfahren können. Die Richtung des Entgleisens, die Auswurfrichtung, kann dabei vorgegeben werden. Sie wird im Lageplan durch einen Pfeil gekennzeichnet. Gleissperren kommen nur auf Abstell- oder Rangiergleisen zum Einsatz und nicht auf Gleisen, die Zugfahrten dienen. Abb Darstellung einer Gleissperre im Lageplan Isolierte Streckenschutzabschnitte dienen der Feststellung, ob ein Zug vollständig in ein Überholgleis eingefahren ist. Im unten dargestellten Beispiel muss der nach Gleis 2 einfahrende Zug B zunächst den Streckenschutzabschnitt vollständig räumen. Erst dann kann die Einfahrweiche wieder umgestellt und das Einfahrsignal für Zug A nach Gleis 1 in Fahrtstellung gebracht werden. isolierter Streckenschutzabschnitt: Zug B Zug A Gleis 2 Gleis 1 Abb Funktion eines isolierten Streckenschutzabschnittes

149 7.10 Sicherung des Bahnbetriebes Sicherheitsabstände Um die Auswirkungen von Bremsungenauigkeiten im Zugverkehr gering zu halten, müssen hinter jedem Signal Sicherheitsabstände freigehalten werden. Damit soll verhindert werden, dass es beim Überfahren von Halt zeigenden Signalen unmittelbar zu Betriebsgefährdungen kommt. Die im Folgenden angegebenen Werte sind Richtwerte und können örtlich differieren. Hinter Blocksignalen auf freier Strecke ist eine Schutzstrecke von 200 m freizuhalten. In Bahnhöfen sind Gefahrpunktabstände und Durchrutschwege anzuordnen. Der Gefahrpunktabstand (GPA) ist der Abschnitt zwischen einem Hauptsignal einer Bahnhofseinfahrt und der ersten Stelle, an der durch unzulässig am Hauptsignal vorbeifahrende Züge eine Gefährdung auftreten kann. Der Gefahrpunktabstand beträgt 100 m zwischen Hauptsignal und einer spitz befahrenen Weiche (Abb. 7.13, a) und 200 m zwischen Hauptsignal und dem Grenzzeichen einer stumpf befahrenen Weiche (Abb. 7.13, b), dem Zugschluss eines am Halteplatz stehenden Zuges (Abb. 7.13, c), einer Ra 10-Tafel, welche anzeigt, dass über diese Tafel hinaus nicht rangiert werden darf (Abb. 7.13, d). a) 100 m b) 200 m c) 200 m d) 200 m Abb Gefahrpunktabstände

150 Sicherung des Bahnbetriebes 7.11 Hinter Signalen der Bahnhofsausfahrt liegt der Durchrutschweg. Seine Länge ist abhängig von der Einfahrgeschwindigkeit und beträgt 0 m bei Einfahrgeschwindigkeiten von 30 km/h und darunter, 50 m bei Einfahrgeschwindigkeiten von höchstens 40 km/h und 100 m bei Einfahrgeschwindigkeiten von bis zu 60 km/h. 200 m bei höheren Einfahrgeschwindigkeiten Die Funktion des Durchrutschweges kann auch durch Schutzweichen sichergestellt werden. Durchrutschweg Abb Durchrutschweg

151 7.12 Sicherung des Bahnbetriebes 7.3 Signale Signale dienen der optischen und akustischen Übermittlung von Informationen. Grundlage für die Ausführung der Signalsysteme deutscher Eisenbahnen ist die EBO und die Eisenbahn-Signalordnung (ESO), für U-, Stadt- und Straßenbahnen die BOStrab. Eine konkrete Definition der bei der DB AG verwendeten Signale erfolgt in der DS 301 (Signalbuch). Dort werden insgesamt alle Signalarten aufgeführt und deren Signalbilder sowie Signalbegriffe erläutert. Optische Signale werden in Deutschland regulär rechts neben oder über dem Gleis angeordnet, für welches sie bestimmt sind. Davon ausgenommen sind die linken Gleise zweigleisiger Strecken, wo die Signale regulär links aufgestellt werden. Weitere Ausnahmen sind vor Ort durch das Signal Ne 4 Schachbretttafel gekennzeichnet und in den Unterlagen des Betriebspersonals vermerkt. Akustische Signale dienen meist dem Rangierbetrieb und kommen bei Zugfahren nur in geringem Maße zur Anwendung. Im Erscheinungsbild unterscheiden sich die verwendeten Signale grundsätzlich in Licht- und Formsignale. Diese bilden im Wesentlichen dieselben die Signalbegriffe ab, es kommen jedoch unterschiedliche Signalbilder zur Anwendung. Signalbegriffe bezeichnen die Bedeutung eines Signals für die Betriebsabwicklung; Signalbilder hingegen die äußere Form des jeweiligen Signals (z. B. Signal Ts 1, Signalbegriff: Nachschieben einstellen, Signalbild: Um 90 nach rechts umgelegtes weißes T auf schwarzer Rechteckscheibe ). Grundsätzlich gibt ein Lichtsignal einen Signalbegriff durch das Aufleuchten verschiedenfarbiger Lichtpunkte, ein Formsignal durch Veränderung seiner Kontur durch bewegliche Bauteile wider. Darüber hinaus existieren Lichtsignale, welche ein Signalbild durch verschiedene Anordnung gleichfarbiger Lichtpunkte abbilden (verbreitet in den USA: Position- Light Signal), solche Signale sind in Deutschland als Haupt- oder Vorsignale jedoch nicht gebräuchlich. In der Systematik der Signalbegriffe muss eine grundsätzliche Unterscheidung zwischen Wegesignalisierung und Geschwindigkeitssignalisierung getroffen werden. In der Frühzeit der Eisenbahn war allein die Wegesignalisierung üblich: ein Signal gab die Fahrrichtung an, die jeweils zulässige Höchstgeschwindigkeit musste dem Triebfahrzeugführer bekannt sein. In späterer Zeit wurde dies durch die Geschwindigkeitssignalisierung abgelöst, welche die zulässige Höchstgeschwindigkeit für den anschließenden Gleisabschnitt anzeigt. In der Praxis werden heute meist verschiedene Merkmale beider Systematiken vermischt. In Deutschland kommt seit 1935 fast ausschließlich die Geschwindigkeitssignalisierung zur Anwendung, welche mit Einführung des Kombinations-Signalsystems (KS-System) seit 1993 konsequent weiterverfolgt wurde. Der folgende Abschnitt beschränkt sich auf die Haupt-, Vor- und Kombinationssignale der DB AG, die Ausführungen gelten sinngemäß auch für Bahnen nach BOStrab.

152 Sicherung des Bahnbetriebes Hauptsignale Hauptsignale (Hp) zeigen an, ob in den folgenden Gleisabschnitt eingefahren werden darf. Sie werden als Einfahr-, Zwischen- und Ausfahrsignale in Bahnhöfen, als Blocksignale sowie als Deckungssignale vor besonderen Gefahrstellen eingesetzt. Hauptsignale zeigen die Signalbegriffe Hp 0 - Halt, Hp 1 - Fahrt und ggf. auch Hp 2 Langsamfahrt (i.d.r. 40 km/h). rot rot Lichtsignal Formsignal Tag und Nacht Tag Nacht Ein oder zwei rote Lichter Abb Signal Hp 0 Halt Der (obere) Signalflügel zeigt waagerecht nach rechts Ein rotes Licht

153 7.14 Sicherung des Bahnbetriebes grün grün Lichtsignal Formsignal Tag und Nacht Tag Nacht Ein grünes Licht Abb Signal Hp 1 Fahrt Der (obere) Signalflügel zeigt im Winkel von 45 nach rechts oben Ein grünes Licht Abb Formsignale: Hauptsignal Hp 1, Vorsignal Vr 0

154 Sicherung des Bahnbetriebes 7.15 grün grün gelb gelb Lichtsignal Formsignal Tag und Nacht Tag Nacht Ein grünes und senkrecht darunter ein gelbes Licht Beide Signalflügel zeigen diagonal nach rechts oben Abb Signal Hp 2 Langsamfahrt (i.d.r. 40 km/h) Ein grünes und senkrecht darunter ein gelbes Licht Vorsignale Vorsignale (Vr) dienen der Ankündigung von Hauptsignalen. Durch ihre Aufstellung wird gewährleistet, dass ein Bremsvorgang rechtzeitig begonnen werden kann. Entsprechend den Hauptsignalen können Vorsignale die Signalbilder Vr 0 - Halt erwarten, Vr 1 - Fahrt erwarten und Vr 2 - Langsamfahrt erwarten (i.d.r. 40 km/h) anzeigen. Der Aufstellort der Vorsignale richtet sich nach dem zugehörigen Hauptsignal. Im Regelfall darf der Abstand des Vorsignals zum Hauptsignal 1000m auf Haupt- und 700m auf Nebenbahnen nicht unterschreiten. Bei kurzen Blockabschnitten können Vorsignale auch mit dem vorherigen Hauptsignal an einem Mast befestigt werden. Das Vorsignal befindet sich in diesem Fall unter dem Hauptsignal. Auf Nebenbahnen mit einer Streckenhöchstgeschwindigkeit von weniger als 60 km/h müssen keine Vorsignale aufgestellt werden. U- und Stadtbahnen verwenden aufgrund meistens recht kurzer Blockabschnitte in der Regel keine Vorsignale. Haltzeigende Hauptsignale werden oft durch ein gelbes Signal (Langsamfahrt) am vorhergehenden Hauptsignal angekündigt. Vorsignale arbeiten immer synchron mit den zugehörigen Hauptsignalen und kündigen den betreffenden Signalbegriff an.

155 7.16 Sicherung des Bahnbetriebes gelb gelb gelb gelb Lichtsignal Formsignal Tag und Nacht Tag Nacht Zwei nach rechts steigende gelbe Lichter Abb Signal Vr 0 - Halt erwarten Senkrecht stehende Signalscheibe; Signalflügel weist, sofern vorhanden, senkrecht nach unten Zwei nach rechts steigende gelbe Lichter grün grün grün grün Lichtsignal Formsignal Tag und Nacht Tag Nacht Zwei nach rechts steigende grüne Lichter In die Waagerechte gekippte Signalscheibe; Signalflügel weist, sofern vorhanden, senkrecht nach unten Abb Signal Vr 1 - Fahrt erwarten Zwei nach rechts steigende grüne Lichter

156 Sicherung des Bahnbetriebes 7.17 grün gelb grün gelb Lichtsignal Formsignal Tag und Nacht Tag Nacht Gelbes und nach rechts steigend ein grünes Licht Im Bereich der ehemaligen Deutschen Reichsbahn können die farbigen Lichter vertauscht sein. Senkrecht stehende Signalscheibe; Signalflügel weist schräg nach rechts unten Gelbes und nach rechts steigend ein grünes Licht Im Bereich der ehemaligen Deutschen Reichsbahn können die farbigen Lichter vertauscht sein. Abb Signal Vr 2 - Langsamfahrt erwarten Kombinationssignale Das bisher verwendete und aus den Formsignalen entwickelte System der Haupt- und Vorsignale (H/V-System) benötigen relativ große Anzahl an Einzelsignalen und damit auch sehr viele Signallichter. Aus diesem Grund wurden die Kombinationssignale (KS) entwickelt, welche je nach örtlichen Gegebenheiten die Funktion eines Hauptsignals, eines Vorsignals oder eines kombinierten Haupt- und Vorsignals (Mehrabschnittssignal) übernehmen können. Kombinationssignale sollen bei Neuplanungen bevorzugt zum Einsatz kommen. Zu den Kombinationssignalen existieren ausschließlich Lichtsignale. Die bisherige Unterscheidung in Fahrt und Langsamfahrt wurde zugunsten einer konsequenten Geschwindigkeitssignalisierung aufgegeben. Jede von der zulässigen Höchstgeschwindigkeit der Strecke abweichende Geschwindigkeit wird durch Geschwindigkeitsanzeiger (Zs 3) angezeigt oder angekündigt (Zs 3v).

157 7.18 Sicherung des Bahnbetriebes grün grün gelb blinkend Ks 1 Fahrt Ks 2 - Halt erwarten Ein grünes Licht Ein grünes Blinklicht Ein gelbes Licht Fahrt mit Höchstgeschwindigkeit der Strecke + Zs 3: Fahrt mit angezeigter Höchstgeschwindigkeit Fahrt mit Höchstgeschwindigkeit der Strecke + Zs 3: Fahrt mit angezeigter Höchstgeschwindigkeit + Zs 3v: angezeigte Geschwindigkeit am nächsten Signal erwarten Fahrt mit Höchstgeschwindigkeit der Strecke + Zs 3: Fahrt mit angezeigter Höchstgeschwindigkeit Halt am nächsten Signal erwarten. Abb Kombinationssignal Abb Kombinationssignal mit Zs 3

158 Sicherung des Bahnbetriebes Geschwindigkeitsanzeiger (Zs 3) Geschwindigkeitsanzeiger geben die höchste zulässige Geschwindigkeit im anschließenden Weichenbereich an. Diese Geschwindigkeit in km/h entspricht dem Zehnfachen der angezeigten Kennziffer. Geschwindigkeitsanzeiger können sowohl alleine als auch im Zusammenhang mit einem Hauptsignal gezeigt werden. Wird ein Geschwindigkeitsanzeiger gemeinsam mit einem Hauptsignal gezeigt, so gilt die durch den Geschwindigkeitsanzeiger angegebene Höchstgeschwindigkeit. Die angegebene Geschwindigkeit darf bis zum nächsten Hauptsignal, einem weiteren Zs 3 im Fahrweg, einem Endesignal Zs 10 oder dem Ende des anschließenden Weichenbereichs nicht überschritten werden. I.d.R. zeigt die Spitze des Dreiecks nach unten. Die andere Bauform soll nur bei begrenztem Raum oder zusammen mit Hauptsignalen verwendet werden. In der Praxis werden beide Bauformen verwendet. Abb Signal Zs 3: Die durch die Kennziffer angezeigte Geschwindigkeit darf vom Signal ab im anschließenden Weichenbereich nicht überschritten werden Befindet sich ein Zs 3 an einem Hauptsignal, werden die Kennziffern 1 bis 6 zusammen mit dem Signalbegriff Hp 2 gezeigt. Höhere Kennziffern werden zusammen mit dem Signalbegriff Hp 1 gezeigt. Die Kennziffern 1 und 2 können auf eine Fahrstraße in ein besonders kurzes oder besetztes Gleis, die Kennziffer 3 auf eine Fahrstraße mit fehlendem Durchrutschweg oder in ein Stumpfgleis hinweisen. Geschwindigkeitsanzeiger werden durch einen Geschwindigkeitsvoranzeiger (Zs 3v) angekündigt. Wird Zs 3 zusammen mit einem Hauptsignal gezeigt, so wird das zugehörige Zs 3v in der Regel am jeweiligen Vorsignal gezeigt. gelb Abb Signal Zs 3v: Geschwindigkeitsanzeiger (Zs 3) erwarten Geschwindigkeitsanzeiger und Geschwindigkeitsvoranzeiger können auch als Lichtsignale ausgeführt werden. In diesem Fall wird eine weiße (Zs 3) oder gelbe (Zs 3v) Leuchtziffer auf schwarzem Grund gezeigt.

159 7.20 Sicherung des Bahnbetriebes 7.4 Zugbeeinflussung Alle bisher behandelten Abhängigkeiten zwischen Weichen, Signalen und Gleissperren stellen noch nicht sicher, dass der Triebfahrzeugführer die ihm Halt gebietenden Signale auch tatsächlich beachtet. Gründe können sein: schlechte Sicht, mangelnde Streckenkenntnis, Signalverwechslungen, Unachtsamkeit und Unwohlsein. Aus diesen Gründen wurde die Zugbeeinflussung entwickelt. Ihre Aufgabe besteht darin, Züge im Gefahrenfall selbsttätig zum Halten zu bringen oder aber auch Züge automatisch zu führen. Grundsätzlich sind folgende Arten der Zugbeeinflussung zu unterscheiden: Sicherheitsfahrschaltung, Punktförmige Zugbeeinflussung (PZB, früher Induktive Zugsicherung Indusi) Linienförmige Zugbeeinflussung (LZB) und European Train Control System (ETCS). Gängig ist der Zugbahnfunk zur Verständigung zwischen Triebfahrzeugführer und Fahrdienstleiter; städtische Bahnsysteme verfügen in der Regel ebenfalls über Funkverbindungen zur Leitstelle. Diese Systeme werden in Hinsicht auf die Zugsicherung aber nur als Rückfallebene benutzt. In der Vorbereitung befindet sich zurzeit das europaweit einheitlich definierte Zugbeeinflussungssystem ETCS. Dieses soll einen wirtschaftlichen grenzüberschreitenden Betrieb mitunter bei Verzicht auf ortsfeste Signaltechnik ermöglichen. In der EBO sind grundsätzliche Vorschriften zur Zugbeeinflussung in 15 festgelegt: Strecken, die mit mehr als 100 km/h befahren werden, müssen mit einer Zugbeeinflussung ausgerüstet sein, durch die ein Zug selbsttätig zum Halten gebracht werden kann, Strecken, die mit mehr als 160 km/h befahren werden, müssen mit einer Zugbeeinflussung ausgerüstet sein, durch die ein Zug selbsttätig zum Halten gebracht und außerdem geführt werden kann. In der BOStrab besagt 38, dass Personenfahrzeuge eine Sicherheitsfahrschaltung haben müssen, die bei Ausfall des Fahrzeugführers eine Bremsung bis zum Stillstand bewirkt Sicherheitsfahrschaltung Die Sicherheitsfahrschaltung (SIFA) überwacht die Diensttauglichkeit des Triebfahrzeugführers: Dieser muss während der Fahrt in regelmäßigen Abständen (bei der DB AG ca. 30 s) den Fußtaster kurzzeitig loslassen. Erfolgt die Bedienung nicht oder wird die Taste gedrückt gehalten, so ertönt nach einer festgelegten Zeit oder einer festgelegten Strecke ein akustischer Warnton. Bleibt die Reaktion weiterhin aus, wird eine Schnellbremsung eingeleitet.

160 Sicherung des Bahnbetriebes Punktförmige Zugbeeinflussung (PZB) Zur Beachtung haltzeigender Signale wird im Eisenbahnbetrieb auf Hauptstrecken vorwiegend die induktive Zugsicherung (Indusi) verwendet. Hierbei ist jeweils seitlich des Schienenprofils auf den Schwellenköpfen ein sogenannter Gleismagnet angebracht. Die Fahrzeuge besitzen Fahrzeugmagnete, Frequenzgeneratoren und Auswerteeinrichtungen. Wird ein Gleismagnet überfahren, wirkt dieser durch elektromagnetische Resonanz auf den Fahrzeugmagneten ein. Durch unterschiedliche Frequenzen ist die Weitergabe verschiedener Informationen möglich. Bei der DB AG werden im Regelfall vor jedem Hauptsignal drei Gleismagneten mit Frequenzen von 1000, 500 und 2000 Hz angeordnet. Betrieblich wird bei Haltstellung des Signals folgendermaßen verfahren: Am Vorsignal befindet sich der 1000 Hz-Magnet. Der Triebfahrzeugführer muss nun innerhalb von 4 s die Wachsamkeitstaste betätigen. Zusätzlich wird eine Geschwindigkeitskontrolle aktiviert. Abhängig von der Zuggattung darf der Zug nach einer vorgegebenen Zeitspanne eine festgelegte Höchstgeschwindigkeit nicht überschreiten. Damit soll die ordnungsgemäße Einleitung des Bremsvorgangs überprüft werden. Werden die Vorgaben nicht befolgt, erfolgt unverzüglich die Einleitung einer Zwangsbremsung. Im Abstand von 450 m bis 150 m (je nach Lage des maßgeblichen Gefahrpunktes) vor dem haltzeigenden Hauptsignal erfolgt die 500- Hz-Beeinflussung. Die Fahrgeschwindigkeit darf die abhängig von der Zuggattung vorgegebene Geschwindigkeit nicht überschreiten. Andernfalls wird eine Zwangsbremsung eingeleite. Auch ein weiteres Absenken der Geschwindigkeit innerhalb der nächsten 155 m wird überwacht. Der 2000 Hz-Magnet befindet sich unmittelbar am Hauptsignal und bewirkt eine sofortige Zwangsbremsung. Zeigt das zugehörige Hauptsignal Hp 1 oder Zs 1, so sind die Magneten abgeschaltet, es findet keine Zugbeeinflussung statt. Der Zug kann die Signale ohne Geschwindigkeitsreduzierung passieren. 180 km/h Hz Hz Hz Hz restriktiv Hz restriktiv überwachte Geschwindigkeit Entfernung zum Hauptsignal [m] Abb PZB 90-Bremskurve für einen Reisezug

161 7.22 Sicherung des Bahnbetriebes Durch die selbsttätige Zugbeeinflussung wird gewährleistet, dass ein Zug bei Nichtbeachtung eines haltzeigenden Vorsignals sowie bei zu geringer Bremsverzögerung zumindest im Bereich der Schutzstrecke bzw. des Gefahrpunktabstandes hinter dem Hauptsignal zum Stehen kommt. Folgende Situationen haben sich dennoch als betriebsgefährdend erwiesen: Der Triebfahrzeugführer bedient zwar am Vorsignal die Wachsamkeitstaste, bremst jedoch nicht ab. Der Zug hält zwischen Vor- und Hauptsignal an (z.b. zur Bedienung eines Haltepunktes), fährt dann wieder los und beschleunigt bis zum Hauptsignal. Er unterfährt dabei alle Magnete, d. h. die jeweilige Überwachungsgeschwindigkeit wird nicht überschritten, der Zug jedoch weiter beschleunigt. In beiden Fällen kommt der Zug nicht im Gefahrpunktabstand zum Stehen. Daher wurde die ursprüngliche Indusi um eine kontinuierliche Geschwindigkeitsüberwachung (I60R) und schließlich um die restriktive Überwachung nach dem Anhalten (PZB90) ergänzt. Hält der Zug innerhalb der Beeinflussungsstrecke an, schaltet sich die PZB in den so genannten restriktiven Modus, d. h. nach der Wiederanfahrt wird der Zug auf die Einhaltung geringerer Geschwindigkeiten überwacht, bis die noch zu überwachende Distanz abgefahren ist (s. gestrichelte Linien in Abb. 7.26). Abb PZB-Magnet Kurz vor Beginn eines Abschnitts, der nur mit herabgesetzter Geschwindigkeit befahren werden darf, liegen i. d. R. sogenannte Geschwindigkeitsprüfabschnitte. Diese werden durch den fahrzeugseitigen PZB- Prüfmagneten angestoßen. Für eine bestimmte Zeit ist dann ein Hz-Gleismagnet scharf, sprich wirksam wie sonst nur am Standort eines Halt zeigenden Signals. Hält der Zug die zulässige Höchstgeschwindigkeit ein, hat sich der Gleismagnet vor dem Passieren wieder abgeschaltet; zu schnell fahrende Züge werden jedoch zwangsgebremst.

162 Sicherung des Bahnbetriebes Geschwindigkeitsüberwachung Neigetechnik (GNT) Um die Geschwindigkeiten auch auf kurvenreichen Altstrecken erhöhen zu können, setzen die Bahnen Neigezüge ein, die einen Teil der Fliehkräfte durch ein Neigen der Wagenkästen kompensieren. Solche Züge dürfen den Großteil dieser Strecke schneller fahren. Da aber die PZB- Einrichtung die herkömmlichen Geschwindigkeiten überwacht, sind die betreffenden Strecken mit einer separaten Geschwindigkeitsüberwachung ausgerüstet. Über Balisen werden die zulässigen Höchstgeschwindigkeiten für den folgenden Streckenabschnitt übertragen, die vom Fahrzeuggerät überwacht werden. Zudem schalten spezielle Balisen im Bereich von Geschwindigkeitsprüfabschnitten die PZB- Fahrzeugausrüstung kurzzeitig ab, sofern die Neigetechnik aktiv ist. Balisen sind ins Gleis montierte Informationsträger, die ihre Daten an ein Lesegerät am darüber fahrenden Zug übermitteln. Die Funktionsweise entspricht dem eines Transponders, die berührungslos ausgelesen werden Linienförmige Zugbeeinflussung (LZB) Das Prinzip der linienförmigen Zugbeeinflussung ist der kontinuierliche Austausch von Informationen zwischen der Strecke und dem Fahrzeug. Diese Informationen betreffen den Standort des Zuges die zulässige Höchstgeschwindigkeit, die Bremseigenschaften des Zuges selbst, die Entfernung zu einer Absenkung der zulässigen Höchstgeschwindigkeit. Auf der Basis dieser Informationen ist es möglich, für jeden Zug die jeweils optimale Geschwindigkeit zu berechnen und diese direkt im Führerstand zu signalisieren (Führerraumsignalisierung). Weiterhin wird auch sofort die Einhaltung dieser Vorgaben überprüft, ggf. können entsprechende Maßnahmen (Zwangsabbremsung, automatische Geschwindigkeitsanpassung) durchgeführt werden. Strecken, die mit mehr als 160 km/h befahren werden, müssen bei der DB AG mit LZB oder demnächst ETCS versehen sein. Die Übertragung der Informationen erfolgt über einen Linienleiter, einem Kabel zwischen den Schienen. Theoretisch kann bei der Anwendung von LZB völlig auf ortsfeste Signale verzichtet werden. Blockabschnitte werden durch die Elektronik simuliert und durch fiktive Blocksignale (so genannte LZB-Tafeln) begrenzt. Als Rückfallebene steht auf mit LZB betriebenen Strecken jedoch in der Regel auch konventionelle Signaltechnik zur Verfügung. Diese wird auch dann benötigt, wenn nicht mit LZB ausgerüstete Züge die Strecke befahren sollen. Im Allgemeinen werden aber aus Kostengründen nicht alle fiktiven Blockabschnitte konventionell signalisiert. Dies bedeutet, dass bei Störungen oder bei der Durchfahrt von nicht LZB-tauglichen Zügen die Streckenleistungsfähigkeit vermindert wird. Fahrzeuge, die mit der Automatischen Fahr- und Bremssteuerung (AFB) ausgerüstet sind, können unter LZB-Führung selbsttätig fahren. Die Rolle des Triebfahrzeugführers reduziert sich dann auf die des Überwachers. Er muss seine Diensttauglichkeit aber weiterhin ständig der SIFA mitteilen.

163 7.24 Sicherung des Bahnbetriebes Computer Integrated Railroading Durch die Möglichkeit, grundsätzlich auf ortsfeste Signale zu verzichten, lässt sich die LZB nicht nur zur Erhöhung der zulässigen Höchstgeschwindigkeit, sondern auch zur Erhöhung der Streckenkapazität einsetzen. Hinzu kommt, dass die Führungsgrößen, also die Daten, die dem Triebfahrzeugführer im Führerstand angezeigt werden, in den Rechnern der LZB-Zentralen generiert und von außen zum Fahrzeug übermittelt werden, was die Umsetzung dieses Vorhabens erleichtert. Zum ersten Mal wurde dies auf der hoch belasteten Rheintalbahn Offenburg Basel umgesetzt. Hierbei musste infrastrukturseitig eine neue LZB-Hard- und -Software-Architektur entwickelt und auch die fahrzeugseitigen Geräte angepasst werden. Das System wird CIR-ELKE genannt. Um die Zugfolgezeiten erheblich zu verkürzen, sind folgende Maßnahmen erforderlich: Harmonisierung der Geschwindigkeiten sowie Koordinierung der Brems- und Überholvorgänge. Hochleistungsblock (HBL): Der Abstand zwischen zwei Hauptsignalen (nicht unter 1000 m, Ganzblock) kann durch so genannte Teilblöcke feingeteilt werden. D. h. ein Zug mit entsprechender Ausrüstung kann einem vorausfahrenden schon folgen, bevor er unter der Deckung des folgenden Signals ist. Die Sicherstellung des Fahrens im Raumabstand übernimmt hierbei die CIR-ELKE. Bei der Münchner S-Bahn sind die Teilblöcke mitunter nur 50 m lang, so dass ein Folgezug bereits langsam an den Bahnsteig vorrücken kann, während der vorausfahrende Zug noch ausfährt. Das Hauptsignal darf hierbei nicht auf Fahrt gestellt werden (s. o.); um aber dennoch nicht an einem Halt zeigenden Signal vorbeifahren zu müssen, werden die ortsfesten Signale für einen LZB-geführten Zug dunkel geschaltet. Eine fahrstraßenbedingte Herabsetzung der Höchstgeschwindigkeit (wegen einer Weiche in Abzweigstellung) gilt unter CIR-ELKE nicht für die gesamte Ein- bzw. Ausfahrt, sondern nur für die betreffende Weiche selbst davor und dahinter darf schneller gefahren werden. CIR-ELKE ermöglicht eine Erhöhung der Streckenkapazität um bis zu 40% European Train Control System (ETCS) Während Mehrsystemlokomotiven und -züge bereits in der Lage sind, unter allen in Kontinentaleuropa üblichen Stromsystemen zu fahren und Zugfunkgeräte softwaremäßig für jedes Funknetz tauglich gemacht werden können, scheitert ein problemloser grenzüberschreitender Eisenbahnverkehr dennoch an den unterschiedlichen Zugsicherungssystemen, die dazumal fast von jedem Land in Eigenregie entwickelt worden sind. Dazu kommt, dass diese technisch überholt sind und in manchen Ländern dringend durch ein zeitgemäßes System ersetzt werden müssen. Ein europaweit einheitlicher Standard soll die Nachfolge der nationalen Systeme antreten und damit auch den grenzüberschreitenden Verkehr vereinfachen. Unter dem Namen European Train Control System (ETCS) ist eine Technik entwickelt worden, die Informationen elektronisch über Balisen im Gleis übermittelt.

164 Sicherung des Bahnbetriebes 7.25 Es gibt drei Funktionsweisen, die sich unterteilen lassen in: Level 1: Der Zug fährt signalgeführt, d. h. der Triebfahrzeugführer richtet sich nach ortsfesten Signalen. Balisen übermitteln Informationen zur zulässigen Streckenhöchstgeschwindigkeit sowie zur Stellung der folgenden Signale. Die ETCS-Fahrzeugausrüstung überwacht den Triebfahrzeugführer. Die Wirkungsweise entspricht je nach Umfang der übermittelten Informationen in etwa jener der PZB oder mit Abstrichen der LZB (keine lückenlos kontinuierliche Übertragung). Level 2: Der Zug bekommt die Führungsgrößen kontinuierlich per Funk übermittelt. Balisen im Gleis dienen der Ortung des Zuges. Es kann auf ortsfeste Signale verzichtet werden. Damit entspricht diese Funktion je nach Ausbaugrad in etwa der LZB mit und ohne CIR- ELKE. Level 3: Es wird vollständig auf Gleisfreimeldeeinrichtungen verzichtet. ETCS ortet den Zug und übermittelt nachfahrenden Zügen entsprechende Fahrerlaubnisse. Man spricht dabei vom Fahren auf elektronische Sicht, da ähnlich der Straßenbahn im absoluten Bremswegabstand gefahren wird, dies wird hier jedoch elektronisch bewerkstelligt. Problem hierbei ist, dass der Zug kontinuierlich auf Vollständigkeit überwacht werden muss, was besonders im Güterverkehr wegen der freizügigen Verwendung von Waggons äußerst schwierig sicherzustellen ist. Daher dürfte Level 3 auf Hauptbahnen erst in ferner Zukunft Einzug halten. Lediglich auf isoliert zu betreibenden Nebenbahnen wäre eine im technischen Aufwand reduzierte Variante eine Alternative. In Deutschland wurde ETCS Level 2 zwischen Leipzig und Berlin getestet. Geplant ist der Einsatz in naher Zukunft auf folgenden Strecken: Ludwigshafen Saarbrücken im Zuge der Route Paris Ostfrankreich Süddeutschland Nürnberg Ingolstadt München (ETCS bei Neu- bzw. Ausbau bereits vorbereitet) Nürnberg Halle/Leipzig (derzeit im Bau befindlich) Oberhausen Emmerich niederländische Grenze im Zuge des so genannten Korridors A Rotterdam Genua Die Schweiz verwendet ETCS Level 2 bereits standardmäßig für Neubaustrecken wie Mattstetten Rothrist und dem Lötschberg-Basistunnel, da ein Hochleistungs- und Hochgeschwindigkeitszugbeeinflussungssystem ähnlich der deutschen LZB in der Schweiz bislang nicht existierte. Aber auch außerhalb Europas findet ETCS Verwendung, so in Indien, China, Saudi-Arabien und Neuseeland. Ein wesentlicher Punkt bei der Einführung des Systems ist die Umstellung von den nationalen Zugsicherungssystemen zum ETCS, der sogenannten Migration. Dies wird von Land zu Land und wahrscheinlich auch von Strecke zu Strecke unterschiedlich durch fahrzeug- oder streckenseitige Doppelausrüstung geschehen.

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166 Bahnhofsanlagen Bahnhofsanlagen 8.1 Einteilung von Bahnhofsanlagen Definitionen In 4 EBO wird definiert: Bahnhöfe sind Bahnanlagen mit mindestens einer Weiche, wo Züge beginnen, enden, ausweichen oder wenden dürfen, Haltepunkte sind Bahnanlagen ohne Weiche, wo Züge planmäßig halten, beginnen oder enden dürfen, und In der BOStrab werden im Gegensatz zur EBO keine begrifflichen Unterteilungen durchgeführt, hier ist lediglich der Begriff Haltestelle gebräuchlich. Dieser wird sowohl bei Straßenbahnen als auch bei unabhängig geführten Bahnen (z.b. U-Bahnen) verwendet. Haltestellen mit Weichen werden auch als Stellwerkshaltestellen bezeichnet. Als Bahnhofskopf werden die Ein- und Ausfahrbereiche eines Bahnhofes verstanden, bei Personenbahnhöfen also der Abschnitt zwischen freier Strecke und Bahnsteig. Im Bereich des Bahnhofskopfes werden in der Regel die verschiedenen Gleise und Strecken miteinander verknüpft. Die Grenze zwischen Bahnhof und freier Strecke wird gemäß EBO 4 durch das Einfahrsignal festgelegt Aufgaben von Bahnhofsanlagen Bahnhöfe lassen sich nach betrieblichen und verkehrlichen Gesichtspunkten einteilen. Im Regelfall ist aber eine eindeutige Trennung der Aufgabenbereiche nicht möglich. Bahnhof mit betrieblichen Aufgaben Abstellung, Überholung, Bildung, Umstellen und Auflösen von Zügen, Instandhaltung von Fahrzeugen Abstellbahnhöfe Rangierbahnhöfe Bahnbetriebswerke Stromsystemwechselbahnhöfe Spurwechselbahnhöfe Bahnhof mit verkehrlichen Aufgaben Kontaktstelle zwischen Nutzer und Betreiber; Zugang zum Schienennetz Personenbahnhöfe Ortsgüterbahnhöfe Hafenbahnhöfe Industriebahnhöfe Containerbahnhöfe Tab. 8.1 Aufgaben von Bahnhofsanlagen

167 8.2 Bahnhofsanlagen Bahnhofsformen Der Standort von Bahnhöfen richtet sich aus verkehrlicher Sicht nach dem Fahrgastaufkommen und damit nach der Siedlungs- und Industriestruktur. Neben den strukturpolitischen Erwägungen können auch kommunalpolitische Fragen eine entscheidende Rolle bei einer Standortwahl spielen. Bahnhöfe mit betrieblichen Aufgaben sollten an günstigen Stellen im Netz, beispielsweise an Knoten- oder Endpunkten liegen. Vielfach maßgebend ist die Betrachtung, ob der große Flächenbedarf bereitgestellt werden kann. Nach der Lage im Streckennetz werden folgende Bahnhofsformen anhand ihrer Funktion unterschieden Endbahnhöfe (Abb. 8.1, a) als Endpunkt für eine oder mehrere Strecken (z.b. Kaarster See, Iserlohn), Durchgangsbahnhöfe (Abb. 8.1, b) im Verlauf einer Strecke (z.b. Wuppertal-Unterbarmen), Anschlussbahnhöfe (Abb. 8.1, c), wo an eine durchgehende Strecke eine endende Zweigstrecke anschließt; Züge von der Zweigstrecke gehen im Regelbetrieb nicht auf die durchgehende Strecke über (z.b. Wesel), Trennungsbahnhöfe (Abb. 8.1, d), wo sich eine Strecke in zwei Äste verzweigt, durchgehende Züge sind hierbei auf beiden Ästen üblich (z.b. Wuppertal-Oberbarmen), Berührungsbahnhöfe (Abb. 8.1, e) am Berührungspunkt zweier Strecken (z.b. Montabaur), Kreuzungsbahnhöfe (Abb. 8.1, f) am Kreuzungspunkt zweier Strecken (z.b. Solingen Hbf) und Knotenbahnhöfe (Abb. 8.1, g), wo zwei oder mehr Strecken zusammenlaufen und miteinander verknüpft werden (z.b. Düsseldorf Hbf). a) b) c) d) e) f) g) Abb. 8.1 Bahnhöfe nach Lage im Streckennetz Abb. 8.2 Gleisplan eines Knotenbahnhofes (Freiburg Hbf)

168 Bahnhofsanlagen 8.3 Bahnhöfe können zudem nach der Lage des Bahnhofsgebäudes bzw. nach der Anordnung und Ausprägung der Gleisanlagen unterschieden werden. Diese richtet sich nach den betrieblichen Notwendigkeiten und erlaubt folgende Unterscheidungen: Kopfbahnhöfe (Abb. 8.3, a) werden häufig als Endbahnhöfe angelegt, deren Gleise im Bahnhof enden. Diese Bahnhöfe haben i. d. R. nur einen Bahnhofskopf. Die Bahnsteige sind meist als Zungenbahnsteige ausgebildet und durch einen Querbahnsteig verbunden. Alle Züge müssen in solchen Bahnhöfen die Fahrtrichtung ändern (z. B. Frankfurt/M Hbf, München Hbf). In jüngerer Zeit sind Kopfbahnhöfe häufig durch den Rückbau von Bahnstrecken aus Durchgangsbahnhöfen entstanden. Die Gleisanlagen dieser Bahnhöfe entsprechen meist denen eines Durchgangsbahnhofs, werden jedoch funktional als Kopfbahnhof genutzt (z. B. Altenkirchen). Darüber hinaus werden verschiedene Durchgangsbahnhöfe aufgrund ihrer Lage im Streckennetz vorwiegend als Kopfbahnhöfe genutzt. In diesem Fall besteht die Möglichkeit zu durgehenden Zugfahren, jedoch enden die meisten Züge im Bahnhof oder ändern dort die Fahrtrichtung (z. B. Rostock Hbf). Inselbahnhöfe (Abb. 8.3, b), bei denen das Gebäude zwischen den Gleisen bzw. zwischen den Bahnhofsteilen zweier Strecken steht. Die Gleisanlagen beider Bahnhofsteile sind in den Bahnhofsköpfen miteinander verbunden (z. B. Neuss Hbf). Dabei müssen nicht beide Bahnhofsteile über Bahnsteige für den Personenverkehr verfügen (z. B. Opladen). Keilbahnhöfe (Abb. 8.3, c), bei denen das Bahnhofsgebäude zwischen zwei Strecken steht, diese aber nur auf einer Seite miteinander verbunden sind und häufig bei Trennungsbahnhöfen zu finden sind (z.b. Wuppertal-Vohwinkel). Turmbahnhöfe (Abb. 8.3, d). Hier kreuzen sich zwei Strecken in verschiedenen Ebenen (oft annähernd im rechten Winkel), so dass eine Verbindung zwischen den Strecken nur über Verbindungskurven außerhalb des Bahnhofes möglich ist (z.b. Osnabrück Hbf). a) b) c) d) Abb. 8.3 Bahnhöfe nach Lage des Bahnhofsgebäudes

169 8.4 Bahnhofsanlagen Des Weiteren gibt es in der Praxis zahlreiche Mischformen von Bahnhofsanlagen. Diese sind immer den örtlichen Anforderungen angepasst. Die häufig sehr alten Bahnhofsanlagen wurden über die Jahre hinweg mehrfach den geänderten Anforderungen angepasst und dementsprechend umgebaut, erweitert oder verkleinert. Herausragendes Beispiel eines Bahnhofs, welcher Merkmale verschiedener Bahnhofstypen miteinander kombiniert, ist der Dresdener Hauptbahnhof, welcher einen mittigen Kopfbahnhofsteil und zwei seitliche Durchgangbahnhofsteile aufweist. Abb. 8.4 Kopfbahnhöfe in London

170 Bahnhofsanlagen Gleisarten und Gleisplangestaltung In Bahnhöfen wird zwischen Haupt- und Nebengleisen unterschieden: Hauptgleise dienen sowohl planmäßigen Zugfahrten als auch Rangierfahrten. Sie werden entsprechend ihrer Fahrtrichtung durch Hauptsignale gedeckt. Zu den Hauptgleisen zählen: Durchgehende Hauptgleise als Fortsetzung der Streckengleise, auf ihnen soll eine Durchfahrt mit der vollen Streckengeschwindigkeit möglich sein ( Abb. 8.5 Gleis 1 und 2), Hauptpersonenzuggleise, meist auch für Güterzüge (3, 5), Verkehrs- und Betriebsüberholgleise für Überholungen mit bzw. ohne Bahnhofsbedienung (3-6) sowie Ein- und Ausfahrgleise für Güterzüge (6). Fabrik a a 6a Abb. 8.5 Gleisanlagen eines Durchgangsbahnhofes (Beispiel) Nebengleise werden nur durch Rangierfahrten bedient. Zu unterscheiden sind u.a. ( Abb. 8.5): Wartegleise, auf denen Lokomotiven, einzelne Wagen oder ganze Züge für kurze Zeit abgestellt werden können (6a), Ausziehgleise für die Umstellung von Wagen/Zügen von einem Nebengleis in ein anderes ohne Inanspruchnahme der Hauptgleise (7a), Sammel- oder Aufstellgleise zur Sortierung von Güterwagen bzw. zur Umstellung, Auflösung und Bildung von Güterzügen (7, 8), Verkehrs- oder Durchlaufgleise für Rangierfahrten mit dem Verbot des Abstellens von Fahrzeugen (9), Abstellgleise zum längeren Abstellen von Wagen (9a), Anschlussgleise zur Verbindung des Bahnhofes mit privaten Gleisanlagen oder Ladegleisen (10), Ladegleise zum Be- und Entladen von Güterwagen (11), Umfahrgleise an Endbahnhöfen zum Umsetzen von Lokomotiven vom einen Zugende an das andere und Kehrgleise, die bei Stadtschnellbahnen dem Richtungswechsel und der kurzen Abstellung von Zügen an Endpunkten dienen (Abb. 8.6).

171 8.6 Bahnhofsanlagen Abstell- bzw. Kehrgleise Abb. 8.6 Kehrgleisanlage Im Lageplan werden Hauptgleise durch 0,6 mm und Nebengleise durch 0,2 mm breite Striche dargestellt. Fahrtrichtungen werden durch Pfeile gekennzeichnet, wobei hier auch nach Art der auf den jeweiligen Gleisen verkehrenden Zügen differenziert wird: Abb. 8.7 Kennzeichnung von Gleisen im Lageplan Reise- oder Reise- und Güterzüge nur Güterzüge Rangier- und Lokomotivfahrten S-Bahnen Durchfahrten Als Baulänge wird die geometrische Gesamtlänge des Gleises ohne Weichen bezeichnet. Die Nutzlänge (NL) ergibt sich aus der Länge eines Gleises zwischen den Begrenzungspunkten (Grenzzeichen der Weichen bzw. Gleisabschlüsse). Bei der Ermittlung der Nutzlänge sind Abzüge für ungenaues Halten (mindestens 5 m; bei Neubauten 10 m), einen günstigen Blickwinkel auf den Signalstandort, isolierte Streckenschutzabschnitte, Durchrutschwege und Gefahrenpunktabstände (siehe 7.2.2) sowie Gleissperren zu berücksichtigen. Um die größte mögliche Wagenzuglänge für das betreffende Gleis zu erhalten, muss von der Nutzlänge die Länge der Triebfahrzeuge abgezogen werden (20 m je Tfz). Isolierstoß Abb. 8.8 Länge eines Gleises Baulänge Nutzlänge Wagenzuglänge Hauptsignal Die Bemessung von Hauptgleisen erfolgt nun unter Berücksichtigung der längsten auf diesem Gleis verkehrenden Züge. Bei Nebengleisen ist die maximale Anzahl gleichzeitig abgestellter Wagen bzw. Lokomotiven maßgeblich. Maßgebliches Kriterium bei der Gestaltung des Gleisplanes ist neben den Nutzlängen der Gleise die Leistungsfähigkeit eines Bahnhofes. Diese wird vor allem dadurch bestimmt, wie viele Zugfahrten sich gleichzeitig ohne gegenseitige Behinderung abwickeln lassen. Sie hängt somit von der Anzahl der zur Verfügung stehenden Gleise und der zueinander nicht in Abhängigkeit stehenden Fahrstraßen ab. Kreuzende Fahrwege können

172 Bahnhofsanlagen 8.7 durch die Anlage von Überwerfungsbauwerken (Über- oder Unterführungen) vermieden werden. 8.3 Anlagen für den Personenverkehr Regelwerk für den Bau von Anlagen für den Personenverkehr ist bei der DB AG die DS Bahnanlagen entwerfen - Personenverkehrsanlagen. Zu den Anlagen des Personenverkehrs zählen danach: Bahnsteige Empfangsgebäude Anlagen für den Gepäck-, Kleingut- und Postverkehr Zugangsanlagen Verkaufseinrichtungen Anlagen für Autoreisezüge Überdachungen Bahnhofsvorplätze Abstellanlagen Anlagen für den Personenverkehr sind in erster Linie Verkehrsanlagen und müssen den bahnbetrieblichen Anforderungen genügen. Besonderes Augenmerk ist auf eine Vernetzung der Verkehrsmittel des Umweltverbundes zu einem kombinierten Verkehr (Wechsel der Fortbewegungsalternativen zu Fuß, per Rad, Bus, Bahn) zu richten. Eine umweltverträgliche Verkehrsmittelwahl wird durch bequeme und kurze Umsteigewege im Bereich der Zugangsanlage gefördert. Zu berücksichtigen ist darüber hinaus, dass Bahnreisende mit dem eigenen Kraftfahrzeug kommen, gebracht oder abgeholt werden. Anlagen für den Personenverkehr sind zeitweiliger (und unfreiwilliger) Aufenthaltsort wartender Fahrgäste. Durch eine angemessene architektonische Gestaltung und eine merkantile Nutzung lässt sich hier die Attraktivität des Verkehrsmittels Bahn beträchtlich verbessern. Das Fahrgastaufkommen einer Bahnanlage wird von der Siedlungsstruktur, der Erreichbarkeit und der Qualität des Beförderungsangebotes (Anzahl der Linienverbindungen, Häufigkeit, Pünktlichkeit, Schnelligkeit) beeinflusst. Die folgenden Ausführungen beschränken sich auf Bahnsteige und Zugangsanlagen Bahnsteiganordnung Bahnsteiganlagen sind so auszubilden, dass ein sicheres Ein- und Aussteigen möglich wird, sich möglichst kurze Wege für die Fahrgäste ergeben und der bauliche Aufwand auf das Fahrgastaufkommen abgestimmt ist. Nach Möglichkeit sollten sie in der Gerade liegen, da ansonsten der Einstieg der Reisenden vom Zugführer nur schwer beobachtet werden kann und der Spalt zwischen Bahnsteigkante und Einstieg durch schräg stehende Wagen vergrößert wird. Im Interesse einer stetigen Linienführung der durchgehenden Hauptgleise dürfen Bögen zugelassen werden, die aber bei der DB AG mit nicht mehr als u = 100 mm überhöht werden dürfen.

173 8.8 Bahnhofsanlagen Nach der Lage werden Bahnsteige eingeteilt in Mittelbahnsteige, Außen- bzw. Seitenbahnsteige, Zungenbahnsteige, Querbahnsteige und Zwischenbahnsteige. Mittelbahnsteige liegen zwischen zwei Gleisen und besitzen auf jeder Seite eine Bahnsteigkante (Abb. 8.9). Abb. 8.9 Mittelbahnsteig Außenbahnsteige besitzen nur eine Bahnsteigkante und weisen nur auf einer Seite ein Gleis auf (Abb. 8.10). Die andere Seite kann für ebenerdige Zugänge oder auch für die Verknüpfung mit anderen Verkehrsmitteln (Abb. 8.12, Abb. 8.13) benutzt werden. Hausbahnsteige sind Außenbahnsteige, die baulich mit einem Empfangsgebäude verbunden sind (Abb. 8.11). Abb Zweigleisiger Haltepunkt mit zwei Außenbahnsteigen Abb Außenbahnsteig als Hausbahnsteig Abb Außenbahnsteig mit Busverknüpfung

174 Bahnhofsanlagen 8.9 Abb Außenbahnsteige mit Busverknüpfung Zungenbahnsteige und Querbahnsteige sind in Kopfbahnhöfen anzutreffen. Der Querbahnsteig liegt in der Regel parallel zum Bahnhofsgebäude und im rechten Winkel zu den Gleisachsen, die Zungenbahnsteige sind an den Querbahnsteig anschließende Mittel- oder Seitenbahnsteige. Dadurch können alle Gleise ohne Treppen über den gleislosen Querbahnsteig erreicht werden (Abb. 8.14). Bahnhofsgebäude Querbahnsteig Zungenbahnsteige Abb Querbahnsteig und Zungenbahnsteig im Kopfbahnhof Zungenbahnsteige können auch in Verbindung mit anderen Bahnsteigformen auftreten, beispielsweise als Ergänzung zu einem Inselbahnsteig (Abb. 8.15). Zungenbahnsteig Abb Inselbahnsteig mit integriertem Zungenbahnsteig Zwischenbahnsteige (Abb. 8.16) kommen in Kombination mit einem Außenbahnsteig vor und ermöglichen die Anbindung eines weiteren Gleises. Der Zugang zum Zwischenbahnsteig muss bei jeder Zugfahrt auf dem ersten Gleis für Fahrgäste gesperrt werden. Dies geschieht übli-

175 8.10 Bahnhofsanlagen cherweise durch eine technische Sicherung ähnlich einem Bahnübergang (z. B. Neanderthal) oder durch die örtliche Aufsicht (z. B. Altenbeken). In Einzelfällen kann das Sicherungsprinzip auch umgekehrt werden, dann werden die Gleisübergänge erst freigegeben, wenn das zu überquerende Gleis für Zugfahrten gesperrt wurde. Zwischenbahnsteige dürfen daher bei der DB AG nicht mehr neu gebaut werden. Vorhandene Anlagen sollen durch andere Bahnsteigformen ersetzt werden. Hausbahnsteig Zwischenbahnsteig Abb Zwischenbahnsteig Abb Zwischenbahnsteig mit höhengleichem Zugang Bei Neubauten kommen üblicherweise Außen- oder Inselbahnsteige zur Anwendung. Entscheidend für die jeweilige Wahl sind bautechnische, betriebliche, verkehrsplanerische und wirtschaftliche Vorgaben, die sich aus dem Einzelfall heraus ergeben und hinsichtlich des Nutzen-Kosten Aufwands gewichtet werden müssen. In Tab. 7.2 werden grundsätzliche Merkmale von Außen- und Inselbahnsteigen gegenübergestellt. Fahrzeugkonstruktiv ist zu beachten, dass ein Wechsel zwischen Außen- und Inselbahnsteig im Verlauf einer Linienbedienung bei den eingesetzten Schienenfahrzeugen Türöffnungen auf beiden Seiten des Wagenkastens erfordert. Außenbahnsteig Inselbahnsteig