Planung von Bahnanlagen. (eBook)

Prof. Dr.-Ing. Haldor Jochim und Prof. Dr.-Ing. Frank Lademann halten Vorlesungen zum Thema an der FH Aachen bzw. an der FH Gießen-Friedberg.

Vorwort 7
Inhaltsverzeichnis 9
1 Einleitung: Schienengebundener Verkehr 15
1.1 Stahlräder auf Stahlschienen 15
1.2 Spurführung 16
2 Kinematische Planungsgrundlagen 18
2.1 Geschwindigkeit als Planungsziel 18
2.2 Geschwindigkeit und Beschleunigung 18
2.3 Die Fliehkraft begrenzt die zulässige Geschwindigkeit 19
2.4 Ruck 21
2.5 Trassierungselemente 22
2.5.1 Gerade und Kreisbogen 22
2.5.2 Überhöhung und Überhöhungsrampe 24
2.5.3 Übergang zwischen Geraden und Bogen 27
2.5.4 Übergangsbogen 27
2.5.5 Längsneigungen und Neigungswechsel 28
2.6 Von der Trassenfindung zur Entwurfsplanung 29
2.7 Trassierungsgrundsätze 30
3 Trassierungsparameter für Bahnen 31
3.1 Mathematische Behandlung von Seitenbeschleunigung und Ruck 31
3.1.1 Überhöhungsnachweis 31
3.1.2 Rucknachweis 33
3.2 Grenzwerte für die Trassierungselemente 33
3.2.1 Grundsätze 33
3.2.2 Systematik der Grenzwerte 35
3.2.3 Gerade und Kreisbogen 36
3.2.4 Überhöhung 37
3.2.5 Überhöhungsfehlbetrag 40
3.2.7 Übergangsbogen 43
3.3 Fahrdynamisch optimierter Übergangsbogen (Wiener Bogen) 47
3.4 Gleisverziehungen 47
3.5 Längsneigungen und Neigungswechsel 51
3.6 Besonderheiten bei Neigetechnik 54
3.7 Beispielaufgaben 54
4 Trassierung von Weichen und Weichenverbindungen 62
4.1 Geometrie der einfachen Weichen 63
4.1.1 Darstellung von einfachen Weichen im Lageplan 64
4.1.2 Radien der einfachen Weichen 66
4.1.3 Weichenneigungen 67
4.1.4 Standardisierung der Weichen, Weichentabelle 68
4.1.5 Weichenverbindungen 70
4.1.6 Bemessung einer Weichenverbindung mit einfachen Weichen 71
4.1.7 Länge von Weichenverbindungen 72
4.2 Bogenweichen 75
4.2.1 Radien der Bogenweichen 75
4.2.2 Bemessung von Bogenweichen 77
4.2.3 Rucknachweis 80
4.2.6 Länge von Weichenverbindungen im Bogen 89
4.3 Klothoidenweichen 92
4.5.2 Kreuzungsweichen 96
4.5.3 Doppelweichen 98
4.6 Beispiele 99
5 Oberbau 104
5.1 Abgrenzung von Oberbau und Unterbau 104
5.2 Bauteile des Gleises 105
5.2.1 Schienen 105
5.2.2 Schwellen 106
5.2.3 Schienenbefestigungen 107
5.2.4 Schotterbett 108
5.2.5 Schutzschichten 109
5.2.6 Entwässerung 111
5.3 Gleisbauverfahren 111
5.4 Feste Fahrbahn 112
5.5 Weichenbau 115
5.5.1 Starre und bewegliche Herzstückspitzen 116
5.5.2 Weichenschwellen 117
6 Gleisquerschnitte 119
6.1 Lichtraumprofile 119
6.2 Dimensionierung von Querschnitten 121
6.3 Gleisabstände 125
6.4 Fahrleitung und lichte Höhen 130
6.4.1 Bauarten 130
6.4.2 Regelbauarten der Oberleitung 131
6.4.3 Abspannung der Oberleitung 132
6.4.4 Überbrückung mehrerer Gleise 133
6.4.5 Mastarten 133
6.4.6 Streckentrenner und Streckentrennungen 134
6.4.7 Lichte Höhen unter Bauwerken 135
7 Bahnfahrzeuge 137
7.1 Kinematik und Fahrdynamik 137
7.2 Bremsen 141
7.2.1 Die Druckluftbremse 141
7.2.2 Reibungsbremsen 142
7.4 Achsen und Drehgestelle 145
7.5 Fahrzeugkonzepte 145
7.5.1 Lokbespannter Zug 146
7.5.2 Triebwagenzug 147
7.5.3 Triebkopfzug 147
7.5.4 Wendezug 148
7.5.5 Züge mit Neigetechnik 148
8 Bahnhöfe 149
8.1 Fahrmöglichkeiten in Bahnhöfen 149
8.2 Grundtypen von Bahnhöfen 150
8.2.1 Einteilung nach dem Zweck 150
8.2.2 Einteilung nach der Lage im Netz 152
8.2.3 Einteilung nach der Struktur der Gleisanlagen 153
8.3 Verknüpfung mit anderen Verkehrsmitteln 154
8.7 Abstellbahnhöfe 161
8.8 Bahnhöfe des Güterverkehrs 161
8.8.1 Rangierbahnhöfe: Sortieranlagen für den Wagenladungsverkehr 162
8.8.2 Knotenpunktsystem 165
8.8.3 Anlagen des kombinierten Verkehrs 165
9 Grundlagen der Signaltechnik 169
9.1 Signaltechnik und Sicherheit 169
9.2 Signalabhängigkeit 170
9.3 Bahnhof und Strecke 171
9.4 Durchrutschwege und Flankenschutz 172
9.4.1 Grenzzeichen und andere Gefahrpunkte 172
9.4.2 Länge der Durchrutschwege 174
9.4.3 Flankenschutzeinrichtungen 175
9.5 Rangierbetrieb 176
9.6 Signalsysteme und Signalbilder 177
9.6.1 Einfahrsignale und Ausfahrsignale 177
9.6.2 Bremswegabstand und Blocksignale 179
9.6.3 Haupt- und Vorsignale 181
9.6.4 Plansymbole für Signale 182
9.6.5 Grundlegende Signalbilder für Fahren und Halten 182
9.6.6 Signalsysteme in Deutschland 182
9.6.7 Signalisierung von Geschwindigkeiten 185
9.7 Zugbeeinflussung 187
9.7.1 Warnsysteme und Zugbeeinflussungssysteme 187
9.7.2 Punktförmige Zugbeeinflussung (PZB 90) 188
9.7.3 Die Sicherheitsfahrschaltung 191
9.7.4 Signaltechnik und Zugbeeinflussung für Hochgeschwindigkeitsverkehr 192
9.8 ETCS 194
9.9 Fail-Safe-Technik 195
9.10 Stellwerkstechnik 196
9.10.1 Zugmeldeverfahren als Grundlage der Zugsicherung 196
9.10.2 Gleisfreimeldung 197
9.10.3 Grundsätze der Fahrwegsicherung in Stellwerken 198
9.10.4 Elektronische Stellwerke 199
9.10.5 Mechanische Stellwerke 200
9.10.6 Elektromechanische Stellwerke 202
9.10.7 Relaisstellwerke 203
9.10.8 Betrieb bei Störungen 205
9.11 Sicherung von Bahnübergängen 206
10 Bahnbetrieb und Fahrpläne 209
10.1 Sperrzeiten als Basis für konfliktfreie Fahrpläne 209
10.1.1 Elemente der Sperrzeit 209
10.1.2 Sonderfall: anfahrender Zug 211
10.1.3 Sonderfall: haltender Zug 212
10.2 Mindestzugfolgezeiten 213
10.3 Pufferzeiten und Fahrzeitzuschläge 214
10.4 Fahrpläne 216
10.5 Betriebsqualität 217
11 Organisation und Richtlinien 219
11.1 Organisation der Bahnen in Deutschland 219
11.1.1 Eisenbahnbundesamt 219
11.1.2 Infrastruktur und Verkehr 219
11.1.3 Deutsche Bahn 221
11.2 Finanzierungsfragen 222
11.2.1 Eisenbahnkreuzungsgesetz 223
11.2.2 Gemeindeverkehrsfinanzierungsgesetz 224
11.2.3 Bundesschienenwegeausbaugesetz 225
11.2.4 Regionalisierungsgesetz 226
11.3 Aufbau der deutschen Richtlinien 227
11.3.1 Richtlinien für Eisenbahnen 227
11.3.2 Bahninterne Richtlinien 228
11.4 Europäische Richtlinien: Technische Spezifikation Interoperabilität (TSI) 228
11.5 Planungsrecht 229
Literaturverzeichnis 231
Sachwortverzeichnis 232