TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (1)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
Einführung in die Trassierungvon Eisenbahngleisen und -strecken
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (2)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
• Abbildung des räumlichen Verlaufs der Eisenbahnstrecke
• Bogenfahrt und Seitenbeschleunigung
• Überhöhung (allgemein, ausgleichend, Stand im Bogen)
• Regelungen EBO und Deutsche Bahn AG
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (3)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
NeubaustreckeKöln – Rhein / Main
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (4)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
Raumkurve desVerkehrsweges:„Trasse“
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (5)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
Achsenpolygon
Achse
Lageplan
Trasse
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (6)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (7)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
Höhenplan
Gradientenpolygon Gradiente
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (8)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (9)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
Querprofil
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (10)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (11)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
Lageplan (x, y)
Höhenplan (x‘, z)
Querprofil (y‘, z)
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (12)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
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
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (13)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
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
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (14)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
Fahrt im geraden Gleis und im Gleisbogen
y
x
querkraftfreierLauf
querkraftfreierLauf
Fliehkraft,Bogenwiderstand,
Verschleiß,(Entgleisungsgefahr),
reduzierte Sicht
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (15)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
Abhängigkeit des Instandhaltungsaufwands vom Bogenradius
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (16)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
Notwendigkeit von Vorsignalwiederholern
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (17)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
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.
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (18)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
Seitenbeschleunigung bei der Fahrt durch einen (ebenen) Bogen
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (19)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
Kompensation von Seitenbeschleunigung bei zweispurigen Verkehrsmitteln
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (20)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
Überhöhung (allgemeiner Fall)
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (21)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
Ausgleichende Überhöhung
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (22)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
Stand im Bogen
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (23)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
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)
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (24)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
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)
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (25)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
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
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (26)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
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?
TU Dresden, Professur für Gestaltung von Bahnanlagen (27)
Einführung in die Trassierung Version: 01-18
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