Einführung in die Trassierung von Eisenbahngleisen und ... · TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (1) Einführung in die Trassierung Version: 01-18 Einführung

TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (1)

Einführung in die Trassierung Version: 01-18

Einführung in die Trassierungvon Eisenbahngleisen und -strecken



• Abbildung des räumlichen Verlaufs der Eisenbahnstrecke

• Bogenfahrt und Seitenbeschleunigung

• Überhöhung (allgemein, ausgleichend, Stand im Bogen)

• Regelungen EBO und Deutsche Bahn AG



NeubaustreckeKöln – Rhein / Main



Raumkurve desVerkehrsweges:„Trasse“



Achsenpolygon

Achse

Lageplan

Trasse





Höhenplan

Gradientenpolygon Gradiente





Querprofil





Lageplan (x, y)

Höhenplan (x‘, z)

Querprofil (y‘, z)



22

,min 2

*cos *cos3,6

3,6*cos *sin

H

yv

v

Rv

a gR

α β

β α

⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠=⎛ ⎞⎛ ⎞⎜ ⎟⎜ ⎟

⎝ ⎠⎜ ⎟+ +⎜ ⎟−⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠

Horizontaler Mindestradius Transrapid

a : Fahrbahnquerneigung

b : Fahrbahnlängsneigung



Tafeltabelle: Wechselwirkungen Trassierungsparameter - Systemgestaltung

Ebene wesentliche Parameter bestimmt von

Lageplan RadiusHöchstgeschwindigkeit,Geschwindigkeitsspreizung (Zugzahlen und Zuggeschwindigkeiten)

Gradientenneigung erforderliche Zugkraft bzw. max. Zugmasseerforderliche Bremskraft

Gradientenausrundung Höchstgeschwindigkeit

Anzahl Gleise Betriebsprogramm (Zugzahlen, Zuggattungen)

Lichtraumprofil Betriebsprogramm (Zuggattungen)

Gleisabstand Lichtraumprofil, Höchstgeschwindigkeit

Mindestbahnkörperbreite Höchstgeschwindigkeit, Lichtraumprofil, Unterhaltungskonzept, UVV*)

*) Unfallverhütungsvorschrift: Gefahrenbereich des Gleises, Sicherheitsraum

Höhenplan

Querprofil



Fahrt im geraden Gleis und im Gleisbogen

y

x

querkraftfreierLauf

querkraftfreierLauf

Fliehkraft,Bogenwiderstand,

Verschleiß,(Entgleisungsgefahr),

reduzierte Sicht



Abhängigkeit des Instandhaltungsaufwands vom Bogenradius



Notwendigkeit von Vorsignalwiederholern



Aufgabe:Zur Verbindung der Universitätsbereiche soll eine Hängebahn gebaut werden. Merkmal der Hänge-bahn ist, dass die Fahrgastkabinen – speziell in Kurven – seitlich frei ausschwingen können. Aus konstruktiven Gründen (Gestaltung der Stützen und Ausleger) darf der Ausschwingwinkel 30° nicht überschreiten. Die Bahn soll aufgeständert den Straßenverläufen folgen; der minimale Kurvenradius beträgt daher 25 m.

• Berechnen Sie die maximal zulässige Geschwindigkeit der Bahn im 25 m – Bogen.

• Um welchen Faktor erhöht sich die bei der errechneten Geschwindigkeit auf die Fahrgäste im 25 m – Bogen wirkende Beschleunigung senkrecht zum Fahrzeugboden (anders gefragt: um welchen Faktor wird ein Fahrgast stärker in den Sitz gepresst als auf der Geraden)?Schwerpunktverlagerungen durch ungleichmäßige Besetzung werden vernachlässigt.



Seitenbeschleunigung bei der Fahrt durch einen (ebenen) Bogen



Kompensation von Seitenbeschleunigung bei zweispurigen Verkehrsmitteln



Überhöhung (allgemeiner Fall)



Ausgleichende Überhöhung



Stand im Bogen



qarvu *153*8,11

2

−=

( ) ( )⎪⎩

⎪⎨

⎧

+=−+=−==−<==

−=−==>

uqquq

fqfq

q

uuauauuuauu

uuauuuaa

000

0

00

*153*153;*153:0 : 0

*153;*153:0

u Überhöhung [mm]V Geschwindigkeit [km/h]r Gleisbogenradius [m]aq Seitenbeschleunigung in der Ebene des Wagenbodens [m/s2]

u0 ausgleichende Überhöhung [mm]uf Überhöhungsfehlbetrag [mm]uu Überhöhungsüberschuss [mm]

Überhöhungsfehlbetrag und Überhöhungsüberschuss (Regelspur)



0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

20

40

60

80

100

120

140

160

180

u [mm]

V [km/h]

uvr0

2

118= , *

Abhängigkeit u0 – V für r = 500 m (Regelspur)



Zusammenhang von Geschwindigkeit und zulässiger Überhöhung (Regelspur)

u, u0, uu, uf

zul u0

zul u

v2

Bereich fahrdynamischzulässiger Überhöhungen

vorh u

min u = u0 - zul uf

u0 = 11,8*v2 / r

1

3 4

2

v2 bei zul u, zul uf

zul uf

zul uf

1 Bereich mit Überhöhungsüberschuss bei u = vorh u

2 Bereich mit Überhöhungsfehlbetrag bei u=vorh u

3 Bereich mit Überhöhungsüberschuss bei u = zul u

4 Bereich mit Überhöhungsfehlbetrag bei u = zul u

v2 beivorh u, zul uf



Aufgabe:Auf einer Eisenbahnstrecke verkehren Güterzüge mit vGz = 80 km/h, Regionalzüge mit vRz = 120 km/h und Fernzüge mit vFz = 160 km/h. In einem Gleisbogen mit dem Radius r = 1600 m wird die ausgleichende Überhöhung für die Regionalzüge eingebaut: u = u0, Rz

Wie groß ist beim Durchfahren des Gleisbogens

• die Seitenbeschleunigung aq in den Regionalzügen?

• die Seitenbeschleunigung aq und der Überhöhungsüberschuss uu in den Güterzügen?

• die Seitenbeschleunigung aq und der Überhöhungsfehlbetrag uf in den Fernzügen?



Zurückführung der Transrapid-Überhöhungsformelauf die Verhältnisse der Eisenbahn

22

,min 2

2

,min, 0 2

2

*cos *cos3,6

3,6*cos *sin

*cos3,6

3,6 *sin

3,6wobei *sin der Einfluss von

Kuppe und Wanne auf d

H

yv

H

yv

v

v

Rv

a gR

v

Rv

a gR

v

R

β

α β

β α

α

α

α

=

⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠=⎛ ⎞⎛ ⎞⎜ ⎟⎜ ⎟

⎝ ⎠⎜ ⎟+ +⎜ ⎟−⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠

⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠=⎛ ⎞⎛ ⎞⎜ ⎟⎜ ⎟

⎝ ⎠⎜ ⎟+ +⎜ ⎟−⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠

⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠−

ie Seitenbeschl. ist.

2

,min,

2

,min,

*cos3,6

*sin

3,6 *cos *sin

H Eisenbahny

yH Eisenbahn

v

Ra g

v

a gR

α

α

α α

⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠=

+

⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠⇒ = −

mit β = 0 und Vernachlässigung Kuppe bzw. Wanne

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