Lehr- und Forschungsgebiet für Öffentliche Verkehrs

Lehr- und Forschungsgebiet für Öffentliche Verkehrs- und
Transportsysteme - Nahverkehr in Europa
Bahnverkehr:
Weichen und Kreuzungen
Vorlesung am 19.07.2013
Dr.-Ing. Volker Albrecht
Folie 1

Lehr- und Forschungsgebiet für Öffentliche Verkehrs- und
Transportsysteme - Nahverkehr in Europa
Überblick
• Definitionen und Begriffe
• Darstellungsweise
• Weichenbauteile
• Bauarten
(Einfache Weichen, Bogenweichen, Doppelweichen, Kreuzungen, Kreuzungsweichen)
• Betriebliche und planerische Aspekte
(Befahren von Weichen, Anordnung von Weichen, Weichenfolgen, Gleiswechsel)
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Definitionen und Begriffe
Weiche
Oberbaukonstruktion, die einem Schienenfahrzeug den Übergang
von einem Gleis in ein anderes ohne Fahrtunterbrechung
ermöglicht.
Kreuzung
Oberbaukonstruktion, bei der sich zwei Gleise höhengleich
schneiden.
Kreuzungsweiche
Abzweigende Fahrten von einem Kreuzungsgleis auf das andere
sind möglich.
Auch Drehscheiben und Schiebebühnen sind Gleisverbindungen.
Hierbei ist jedoch eine Fahrtunterbrechung nötig.
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Definitionen und Begriffe
Wichtige Begriffe der Weichengeometrie:
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Darstellungsweise
Das Fahrkantenbild mit allen
Fahrkanten und zur Spurführung
notwendigen Bauteilen
Das Linienbild stellt nur die Achse
des geraden Gleises und Tangente
am Ende des gekrümmten Gleises
dar (sowie Weichenanfang,
Weichenende und Weichentangentenschnittpunkt).
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Weichenbauteile
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Weichenbauteile
(1) Weichenzunge
(2) Backenschiene
Die Zunge wird unterschieden nach der Gestaltung des
Drehpunktes: Gelenkzunge (Gz), Federzunge (Fz)
Federschienenzunge (Fsch) – Fz und Fsch ohne
Unterbrechung der Fahrkante
Die Zungenspitze müsste sehr spitz anliegen, dies
jedoch birgt die Gefahr des Ausbrechens. Deshalb setzt
die Zunge zunächst unterhalb des Schienenkopfes an
und übernimmt nur die horizontale Führung. Von dort
aus wird sie breiter.
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Weichenbauteile
Der Weichenantrieb bringt über die Zungenverbindungsstange die
Zungenvorrichtung in die beiden möglichen Weichenstellungen.
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Weichenbauteile
(4) Fahrschiene (weist keine Fahrkantenunterbrechung auf)
(5) Herzstück
(6) Radlenker
Am Herzstück kommt es zu einer Fahrkantenunterbrechung.
Um ein Anlaufen an die Herzstückspitze zu verhindern und die
Führung des Schienenfahrzeuges zu sichern, wird gegenüber
dem Herzstück der Radlenker angeordnet.
Durch bewegliche Herzstückspitzen lassen sich
Fahrkantenunterbrechungen vermeiden und Radlenker werden
überflüssig. Sie sind jedoch mit hohem Konstruktionsaufwand
verbunden und werden nur im HGV eingesetzt.
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Weichenbauteile
Die Unterschwellung erfolgt am Weichenbeginn mit 2,60 m langen
Schwellen (Regelschwellen).
In Schritten von 10 cm wachsen die Schwellen bis zum Weichenende bis
zu einem Maß von 4,70 m an.
Nach der letzten durchgehenden Schwelle (ldSch) unter beiden sich
verzweigenden Gleisen werden Kurzschwellen (2,20 m bis 2,50 m)
verwendet, bis der Gleisabstand wieder 2,60 m lange Regelschwellen
zulässt.
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Bauarten
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Bauarten
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Bauarten
Bezeichnung der Weichen:
(Die Zahl entspricht dem Gewicht der Schiene pro Meter)
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Bauarten: Einfache Weiche
Die einfache Weiche (EW) besteht aus einem gerade Stammgleis und
einem gekrümmten Zweiggleis und ermöglicht zwei Fahrtmöglichkeiten:
gerade und gekrümmt.
Der Zweiggleisbogen kann entweder vor dem Herzstück enden – dann
wird ein gerades Herzstück verwendet. Oder der Zweiggleisbogen ist bis
zum Weichenende gekrümmt, dann wird ein Bogenherzstück
verwendet.
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Bauarten: Einfache Weiche
Es gibt tabellierte Grundformen einfacher Weichen (nach DB AG-Norm).
Bei Straßenbahnen (Rillenschienen), die sich der Linienführung der
Straßen anpassen müssen, sind Halbmesser von 25 m, 50 m, 100 m und
150 m sowie Weichenneigungen zwischen 1:2,7 und 1:9 üblich.
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Bauarten: Bogenweichen
Bogenweichen besitzen ein gekrümmtes Stammgleis und ein gekrümmtes
Zweiggleis.
Unterschieden wird nach
• Innenbogenweichen (IBW, zwei gleichsinnig gekrümmte Gleise)
• Außenbogenweichen (ABW, zwei entgegengesetzt gekrümmte Gleise)
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Bauarten: Bogenweichen
Man wählt einen Radius für den Hauptfahrweg sowie eine
Weichengrundform. Daraus lässt sich lässt sich der Radius des
abzweigenden Gleises wie folgt ermitteln:
r Z = Radius des Zweiggleises (stärker gekrümmtes Gleis)
r 0 = Radius der Zweiggleises der Weichengrundform
r S = Radius des Stammgleises (schwächer gekrümmtes Gleis)
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Übung 1
Im Zuge eine Beschleunigungsprogramms soll ein
Trassierungsabschnitt für eine Geschwindigkeit v = 130 km/h
(Abzweiggeschwindigkeit v = 80 km/h) ausgelegt werden.
Die Berechnung (in Hinblick auf die angestrebte
Geschwindigkeiten und zulässige Überhöhung) ergab einen
Mindestradius für das Zweiggleis von 328,35 m.
Es wird geprüft, ob bei dem gegebenen Radius des
Hauptfahrweges von 1000 m die Weichengrundform
EW 500 – 1:12 geeignet ist.
Der Zweiggleishalbmesser errechnet sich wie folgt:
1000
r
Z
1000
r
S
1000
r
0
1000
r
Z
1000
1000
1000
500
r
Z
333,33m
328,35 m
r
min
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Übung 2
Auf einer mit v = 130 km/h befahrenen Eisenbahnstrecke soll in
einem Bogen mit dem Halbmesser r=1100 m eine
Außenbogenweiche der Grundform EW 500 – 1:12 eingebaut
werden. Der Radius für das Zweiggleis ist zu ermitteln.
1000
r
Z
1000
r
0
1000
r
s
1000
r
Z
1000
500
1000
1100
r
Z
916,66 m
Folie 19

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Bauarten: Doppelweichen
Doppelweichen bestehen aus zwei ineinander geschobenen einfachen
Weichen. Somit besitzen sie ein Stammgleis und zwei Zweiggleise.
Man unterscheidet
• Einseitige Doppelweichen (Zweiggleise in gleiche Richtung gekrümmt)
• Zweiseitige Doppelweichen (Zweiggleise entgegengesetzt gekrümmt)
Folie 20

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Bauarten: Kreuzungen
Kreuzungen (Kr) dienen nicht der Verbindung, sondern dem
höhengleichen Kreuzen zweier Gleise. Ein Wechseln des Fahrweges ist
also nicht möglich.
Regelkreuzungen haben eine Neigung von 1:9.
Da sich die Schienen an vier Stellen schneiden, ist die Anordnung von
Herzstücken und Radlenkern erforderlich.
Folie 21

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Bauarten: Kreuzungsweichen
Kreuzungsweichen (KW) sind Kreuzungen, bei denen (durch den Einbau
von Zungenvorrichtungen) Verbindungen zwischen den sich kreuzenden
Gleisen hergestellt werden. Unterschieden werden:
• Einfache Kreuzungsweichen (3 Fahrtmöglichkeiten)
• Doppelte Kreuzungsweichen (4 Fahrtmöglichkeiten)
• Einfache Bogenkreuzungsweichen (EIBKW, EABKW)
• Doppelte Bogenkreuzungsweichen (DBKW)
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Betriebliche und planerische Aspekte
Befahren von Weichen
Es wird unterschieden:
spitz befahrene Weiche (Weichenanfang Weichenende)
stumpf befahrene Weiche (Weichenende Weichenanfang)
Wird eine Weiche in falscher Stellung stumpf befahren, so ist vom
Auffahren der Weiche die Rede. Hierbei stellt ein
Klammerspitzenverschluss sicher, dass die Weichenzungen entriegelt
und durch den Anpressdruck umgestellt werden können.
Ist eine Weiche nicht für das Auffahren ausgelegt, entsteht dadurch eine
Betriebsstörung.
Das Zweiggleis darf nur mit eingeschränkter Geschwindigkeit befahren
werden:
Das Ergebnis wird durch die nächste durch 10 teilbare Zahl abgerundet.
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Betriebliche und planerische Aspekte
Grenzzeichen
Die Stelle des Gleisachsabstandes von 3,50 m zweier zusammenlaufender
Gleise eine Weiche, Kreuzung oder Kreuzungsweiche wird durch das
Grenzzeichen markiert. Bis dorthin können die Gleise mit Fahrzeugen ohne
gegenseitige Gefährdung besetzt werden.
Das Grenzzeichen ist ein rot-weißer Pflock zwischen den Gleisen.
Kennzeichnung im Lageplan wie folgt:
Folie 24

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Betriebliche und planerische Aspekte
Weichenfolgen
Regeln für Weichen, deren Anfänge gegeneinander verlegt sind:
Bilden die Zweiggleise zusammen
einen Gegenbogen, so ist eine
Zwischengerade einzubauen
l g = 0,1v (mind. 6 m)
Ebenso wenn eine Weiche mit dem
Weichenanfang oder Weichenende
an einen gegensinnig gekrümmten
Gleisbogen stößt
Sind die Bögen jedoch gleichgesinnt,
ist keine Zwischengerade erforderlich:
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Betriebliche und planerische Aspekte
Weichenfolgen
Regeln für Weichen, deren Anfänge in gleicher Richtung verlegt sind:
Hier ist zu beachten, dass die Zungenvorrichtung der Folgeweiche nicht
auf den durchgehenden Schwellen der vorhergehenden Weiche zu
liegen kommt. Dies ist gegeben, wenn am zweiten Weichenanfang ein
Gleisabstand von 2,50 m bzw. folgender Anschlusspunkt eingehalten
wird:
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Betriebliche und planerische Aspekte
Gleiswechsel
Ein einfacher Gleiswechsel entsteht, wenn zwei
parallel laufende Gleise durch zwei Weichen
miteinander verbunden werden.
Faustregel: Je kürzer die Entwicklungslänge, desto
kleiner die mögliche Geschwindigkeit im Zweiggleis.
Da innerhalb eines Gleiswechsels ein Gegenbogen
auftritt, ist zwischen den beiden Weichenenden der
Zweiggleise eine Zwischengerade vorzusehen.
Bei Weichen mit geradem Herzstück besitzen diese
bereits einen geraden Zweiggleisabschnitt, der auf die
Länge der erforderlichen Zwischengerade
angerechnet wird.
Folie 27

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Betriebliche und planerische Aspekte
Gleiswechsel
Doppelte Gleiswechsel können als
Weichenkreuz oder als aufgelöste bzw.
versteckte Kreuzung ausgebildet werden.
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Betriebliche und planerische Aspekte
Gleiswechsel
Weichenstraße: Folge mehrerer Gleiswechsel, bei denen mindestens
drei Gleise miteinander verbunden werden. Meist in Gleisvorfeldern
von Bahnhöfen.
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Übung 3
Welcher Gleisabstand ist
erforderlich, um eine
Gleisverbindung zwischen
zwei geraden, parallelen
Gleisen mit Weichen der
Bauart EW 300 – 1:9
herzustellen?
l WTS = l t + l z + l t
l t ist der Tabelle zu entnehmen,
l z ist zu berechnen
Folie 30

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Übung 3
(Weichen sind nach Möglichkeit nicht überhöht einzubauen.)
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Übung 3
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