1. Aufgabe (10 Punkte) Der abgebildete Teil eines Bahnhofs soll umgebaut werden: Vom Gleis 30 aus werden zwei Weichenverbindungen zu den anderen Gleisen hergestellt (gestrichelte Darstellung). Berechnen Sie die Tangentenlängen der Ausrundungen an den Tangentenschnittpunkten A, B und C. A W 190-1:9 B 3 C 30 1 W 190 1:9 2 W 190 1: 9 2. Aufgabe (15 Punkte) Auf einer normalspurigen Strecke mit dem Radius R = 4.000 m fahren Reisezüge mit V = 180 km/h, der zulässige Überhöhungsfehlbetrag ist 80 mm. Die Güterzüge fahren auf der Strecke mit 60 km/h, der zulässige Überhöhungsüberschuß ist 70 mm. Gesucht ist 1. Regelüberhöhung 2. zulässige Abzweiggeschwindigkeit bei einer im Gleis eingebauten ABW 1200 1: 18,5 und der Regelüberhöhung 3. Wie kann die Zweiggleisgeschwindigkeit zu 2. bei gleicher Weichengrundformerhöht werden? Berechnen Sie eine mögliche Veränderung. 3. Aufgabe (10 Punkte) Auf einer Strecke mit 15 Promille Steigung und 300 m Radius fährt ein Güterzug. Die allradangetriebene Lokomotive mit 80 t Masse zieht mit einer konstanten Geschwindigkeit von 80 km/h die Anhängelast von 300 t. Die benötigte Zugkraft und die dabei entwickelte Leistung sind zu berechnen. Wie groß sollte der Reibwert sein? Laufwiderstand für den Wagenzug in N/kN: w LWagenzug = c 0 + (0,007 + a) (V/10) 2 mit c 0 = 1,4 und a = 0,05 für gedeckte Laufwiderstand für die Lok der Baureihe 103 in N/kN: w LLok = 3,418 +0 V + 3,5/G Lok (V/10) 2 K 750 Bogenwiderstand w b = = R R N kn und offene (gemischte)güterwagen
4. Aufgabe (8 Punkte) Der Gleisabstand zweier paralleler Bahnhofsgleis ist 10,0 m; die geforderte Geschwindigkeit bei der Fahrt von Gleis 1 nach Gleis 2 ist V = 60 km/h, die zulässige Seitenbeschleunigung ist 1,0 m/sec 2. Gesucht: Berechnung des Verbindungsgleises zwischen den Bahnhofsgleisen mit 1. Wahl der Weichengrundform 2. Nachweis der geforderten Geschwindigkeit 3. Darstellung Krümmungsbild qualitativ 5. Aufgabe (17 Punkte) Ein Zug aus acht neuen Eisenbahnwagen (je 38,4 t schwer) wird auf einer langen geraden Steigungsstrecke mit 4 Steigung durch eine allradgetriebene Dampflokomotive (Gewicht 160,8 t) bei Windstille gezogen. Die Geschwindigkeit beträgt 60 km/h. 1.1 Wie groß ist bei dieser Geschwindigkeit die Zugkraft am Haken zwischen Lokomotive und erstem Wagen? 1.2 Welche Beschleunigung ist aus dieser Geschwindigkeit heraus noch möglich (es ist die Formel von Sauthoff - aus dem Vertieferskript - anzuwenden; eine Massenträgheit ist nicht anzusetzen)? 1.3 Wieviel Wagen könnte die Lokomotive rechnerisch in der Steigung von 4 mit der konstanten Geschwindigkeit von 60 km/h ziehen?
6. Aufgabe (5 Punkte) Im Einfahrtsbereich eines Bahnhofs wird der Gleisabstand zweier gerader parallel verlaufender Gleise von 4,0 m auf 6,0 m verbreitert. Die Gleise sollen mit 60 km/h befahren werden. Berechnen Sie die Länge der Gleisverziehung bezogen auf die gerade verlaufenden Gleise; eine Zwischengerade wird nicht eingebaut. 7. Aufgabe (10 Punkte) Es ist zu prüfen, ob die in der Skizze dargestellte EW 190 1:7,5 ausreicht, wenn ein 180 m langer Zug mit einer mittleren Beschleunigung von 1,0 m/sec 2 ausfährt. Der Zug hält mit der Spitze 5 m vor dem Ausfahrsignal, welches 16 m vor dem Grenzzeichen der Weiche steht (der Weichenbogen ist evtl. in Richtung Signal bis zum Erreichen des Grenzzeichens zu verlängern). R = 800 m ü = 0 180 5 16 8. Aufgabe (6 Punkte) Der Abstand zweier gerader Gleise ist 13, 00 m. Dieser Abstand soll auf 10,80 m verringert werden bei zu fahrender Geschwindigkeit von 140 km/h. Gesucht: Radien der Gleisverziehung Länge einer möglichen Zwischengeraden Regellänge der Verziehung Qualitatives Krümmungsbild 9. Aufgabe (8 Punkte) Ein Gleis einer normalspurigen Eisenbahnstrecke hat einen Radius von R = 2.100 m und eine Überhöhung von ü = 90 mm. Berechnen Sie die maximal zulässige Geschwindigkeit, mit der dieser Gleisbogen befahren werden darf (zulässige Seitenbeschleunigung 1,4 m/sec 2 ).
10. Aufgabe (12 Punkte) Von einer Hauptstrecke zweigt ein Gleis lt. Skizze ab. Für die Strecken A-B und A-C sind zu ermitteln 1. Krümmungsband 2. Überhöhungsband 3. Zulässige Höchstgeschwindigkeiten Als Grenzwerte sind zu berücksichtigen zul ü f = 130 mm (Δ b = 0,85 m/sec 2 ) Δ k zul = 9.000 / V 2 B R = 700 m C Ü = 0 R = 1200 mm A IBW 760 Ü = 110 mm ÜE UA WA WE L ü = 240 m L w = 70 m 70 m Krümmung Überhöhung
11. Aufgabe (6 Punkte) Welche Kraft wirkt bei der Bogenfahrt zusätzlich zur Radkraft in der Senkrechten auf die bogenäußere Schiene bei folgenden Vorgaben: Bogenradius 800 m Radsatzlast 140 kn Geschwindigkeit 120 km/h Stützweite 1500 mm Fahrzeugschwerpunkthöhe 1.400 mm über SO Gleisüberhöhung 0 mm 12. Aufgabe (15 Punkte) Die in der Skizze dargestellte Gleisverbindung einer meterspurigen Strecke soll mit mindestens 60 km/h befahren werden können, wobei die maximale Seitenbeschleunigung von 1,2 m/sec 2 auftreten darf. 2.200m W2 2.204m ü = 80 mm ü = 80 mm W1 1. Berechnen Sie, aus welchen kleinstmöglichen Grundweichen (EW) die beiden Bogenweichen gebogen werden und wählen Sie die entsprechenden Standardweichen aus. 2. Berechnen Sie die tatsächlichen Zweiggleishalbmesser der Bogenweichen 3. Sind wegen des Rucks beim Befahren der Weichenverbindung ggf. Übergangsbögen und eine Zwischengerade erforderlich? Geben Sie die erforderliche Länge der Gerade an. 4. Zeichnen Sie das Krümmungsbild der Gleisverbindung. 13. Aufgabe (15 Punkte) Gegeben: Gleisabstand zweier gerader paralleler Bahnhofsgleise ist 15,0 m, geforderte Geschwindigkeit bei Fahrt von Gleis 1 nach Gleis 2 ist V = 60 km/h, die zulässige Seitenbeschleunigung ist 0,65 m/sec 2. Gesucht: Berechnung des Verbindungsgleises zwischen den Bahnhofsgleisen mit 1. Wahl der Weichengrundform 2. Nachweis der geforderten Geschwindigkeit 3. Darstellung Krümmungsbild (mit Zwischengerade)
14. Aufgabe (15 Punkte) Der skizzierte Abzweig in ein Parallelgleis wurde mittels der Weiche 760 1: 14 realisiert, bei welcher der Zweiggleisbogen statt der (End-)Neigung 1: 14 bis zur Neigung 1: 10,8 verlängert wurde. Geben Sie an, ob die verbleibende Zwischengerade für die im Zweiggleis mögliche Geschwindigkeit ausreicht. 8,00 m W 760 15. Aufgabe (10 Punkte) Auf einer Strecke mit 25 Promille Steigung und 900 m Radius fährt ein Schnellzug. Die allradangetriebene Lokomotive mit 120 t Masse und 12 angehängten Wagen zieht mit einer konstanten Geschwindigkeit von 75 km/h die Anhängelast von 780 t. Die benötigte Zugkraft und die dabei entwickelte Leistung sind zu berechnen. Wie groß sollte der Reibwert sein? Laufwiderstand nach SAUTHOFF: w f = 1,9 + 0,0025V + 0,0048 k + 2, 7 N 1,45(V+15) 2 [ ] m kn (k Anzahl der angehängten Wagen, m Wagengewicht) K 750 Bogenwiderstand w b = = R R 16. Aufgabe (15 Punkte) Eine Anhängelast von 1.000 t wird von einer Lok mit 84 t Masse auf einer geraden Strecke gezogen. Gegeben: Anfahrbeschleunigung 0,1 m/sec 2 Faktor für rotierende Massen 1,1 Reibungsbeiwert 25 % bzw. 250 Promille Mittlerer Grundwiderstand 2,5 %o Leistung (Dauerleistung) 5.200 kw Laufwiderstand nach Strahl w Lauf = 2,5 + 0,25(V+10) 2 10-3 (%o), V in km/h 1.1 Bei welcher maximalen Längsneigung kann dieser Zug nach anfahren? 1.2 Wie groß ist die Längsneigung, die dieser Zug mit 100 km/h gleichförmig befahren kann? N kn
17. Aufgabe (5 Punkte) Im Einfahrtsbereich eines Bahnhofs wird der Gleisabstand zweier gerader parallel verlaufender Gleise von 5,0 m auf 6,0 m verbreitert. Die Gleise sollen mit 80 km/h befahren werden. Berechnen Sie die Länge der Gleisverziehung bezogen auf die gerade verlaufenden Gleise; eine Zwischengerade wird nicht eingebaut. 18. Aufgabe (10 Punkte) Die Strecke von einem Bahnhof A zu einem Bahnhof B ist 9,2 km lang, die Streckengeschwindigkeit ist 70 km/h, die Anfahrbeschleunigung ist 0,2 m/sec 2, die Bremsverzögerung ist 0,4 m/sec 2, der Kreuzungsverlust (Zeit zur Umstellung aller Weichen und Signale) ist 90 Sekunden. Gesucht ist die theoretische Leistungsfähigkeit der Strecke, wenn abwechselnd ein (punktförmiger) Zug von A nach B und dann von B nach A fährt (in Zügen pro Tag für beide Richtungen bei 16 Stunden Betrieb am Tag). 19. Aufgabe (5 Punkte) Auf einer Neubaustrecke sollen Züge mit einer Geschwindigkeit von 160 km/h einen Bogen mit R = 2.400 m befahren. Der zulässige Überhöhungsfehlbetrag ist 130 mm. 3.1 Wie groß ist (rechnerisch) die ausgleichende Überhöhung? 3.2 Wie groß ist (rechnerisch) die Mindestüberhöhung? 3.3 Wie groß ist die freie Seitenbeschleunigung (Seitenbeschleunigungsüberschuß) wenn bei eingebauter Mindestüberhöhung ein Reisezug mit V =180 km/h den Bogen durchfährt?