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Guten Abend, ich bin auf der Suche nach Informationen, wie sich die Baukosten einer Neubaustrecke abhängig von der Geschwindigkeit erhöhen. D.h., gibt es eine Art Faustregel, mit wieviel Geld man pro Kilometer gebauter Strecke bei Höchstgeschwindigkeiten von 160, 200, 250, 280 oder 300 rechnen muß? Sagen wir mal, auf unkompliziertem, flachem Terrain. Ich könnte mir vorstellen, daß es einige Unterschiede bei der technischen Ausrüstung der Strecke gibt. Gab es bei den Neubauvorhaben der vergangenen Jahre vielleicht Studien, für die die Kosten bei unterschiedlichen Vmax berechnet wurden? Ich bin auch für Literaturhinweise dankbar.

Nehmen wir doch mal die wesentlichsten Unterschiede:

Es gibt unterschiedliche Oberleitungsausführungen für 200, 250 und 300 km/h
Unterschiedliche Weichentypen für 200, 250 und 300 km/h
Abstand der Gleise muss bei 250 oder 300 km/h größer sein, damit braucht man größere Geländeflächen.
Ab etwa 250 km/h braucht man feste Fahrbahn. Bis 250 km/h reicht Schotter.
Unterschiedliche Kurvenradien.. bei höheren Geschwindigkeiten muss die Strecke stärker begradigt werden, also braucht man mehr Kunstbauwerke. -> wohl der ökonomisch größte Unterschied
Tunnelquerschnitte unterscheiden sich für 200, 250 und 300 km/h
Brücken müssen bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten unterschiedlich stark dimensioniert sein.
Lärmschutzwände könnte man bei 200 km/h teilweise vermeiden, bei 300 km/h sind sie wohl zwingend notwendig.

Hallo,
um es vorweg zu nehmen: ICH BIN KEIN FACHMANN. Aber ich habe doch Zweifel an den Ausführungen:

Nehmen wir doch mal die wesentlichsten Unterschiede:

Es gibt unterschiedliche Oberleitungsausführungen für 200, 250 und 300 km/h

Unterschiedliche Weichentypen für 200, 250 und 300 km/h

Verbaut man bei Schnellfahrstrecken nicht generell Re330?

[*] Abstand der Gleise muss bei 250 oder 300 km/h größer sein, damit braucht man größere Geländeflächen.

So gewaltig dürfte der Unterschied nicht sein.

[*] Ab etwa 250 km/h braucht man feste Fahrbahn. Bis 250 km/h reicht Schotter.

Ist das wirklich so? Glaube ich nicht. Auch auf Hannover-Würzburg wird stellenweise auf Schotter 280 gefahren. In Frankreich auch.

[*] Unterschiedliche Kurvenradien.. bei höheren Geschwindigkeiten muss die Strecke stärker begradigt werden, also braucht man mehr Kunstbauwerke. -> wohl der ökonomisch größte Unterschied

Das kommt bestimmt auch darauf an, was man mit der Strecke vor hat. Nur Personenzugverkehr wird andere Anforderungen stellen als gemischte Verkehre.

[*] Tunnelquerschnitte unterscheiden sich für 200, 250 und 300 km/h

Gibt es wirklich Unterschiede zwischen den Tunnelquerschnitten für 250 und 300 km/h?

[*] Brücken müssen bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten unterschiedlich stark dimensioniert sein.

Auch das dürfte nicht nur von den Geschwindigkeiten abhängen. Zwei parallel fahrende Erzzüge, die auf einer Talbrücke von Tempo 80 gleichzeitig abbremsen, dürften auch eine recht anspruchsvolle Aufgabe für die Brücke sein. ;-)

[*] Lärmschutzwände könnte man bei 200 km/h teilweise vermeiden, bei 300 km/h sind sie wohl zwingend notwendig.

Also bei NEUBAUTEN wird man im recht dicht besiedelten Deutschland immer Lärmschutzwände benötigen.

[/list]

Ich bin gespannt, ob sich hier noch ein Fachmann einschaltet.

--
Viele Grüße aus Hamm in Westfalen,
Holger
***
Der bahn.kommfort-Briefkasten. Auch vor Ihrer Haustür!

Hallo,
um es vorweg zu nehmen: ICH BIN KEIN FACHMANN. Aber ich habe doch Zweifel an den Ausführungen:

Nehmen wir doch mal die wesentlichsten Unterschiede:

Es gibt unterschiedliche Oberleitungsausführungen für 200, 250 und 300 km/h

Unterschiedliche Weichentypen für 200, 250 und 300 km/h

Verbaut man bei Schnellfahrstrecken nicht generell Re330?

Ka, wie man das in Zukunft machen würde, aber auf den alten SFS liegen teilweise noch ältere Typen und zwingend notwendig ist Re330 für SFS bis 250 km/h eigentlich nicht.

[*] Ab etwa 250 km/h braucht man feste Fahrbahn. Bis 250 km/h reicht Schotter.

Ist das wirklich so? Glaube ich nicht. Auch auf Hannover-Würzburg wird stellenweise auf Schotter 280 gefahren. In Frankreich auch.

Es geht sicherlich auch Schotter, nur dann eben Spezialschotter bzw. Schotterbefestigung, der ja auch etwas teurer ist.

[*] Unterschiedliche Kurvenradien.. bei höheren Geschwindigkeiten muss die Strecke stärker begradigt werden, also braucht man mehr Kunstbauwerke. -> wohl der ökonomisch größte Unterschied

Das kommt bestimmt auch darauf an, was man mit der Strecke vor hat. Nur Personenzugverkehr wird andere Anforderungen stellen als gemischte Verkehre.

Nö, kommt es nicht. Einfache Physik, wenn der Kurvenradius einen bestimmten Wert bei einer bestimmten Geschwindigkeit unterschreitet, wird die Querbeschleunigung einen bestimmten Wert überschreiten.
Das kann man höchstens mit Kurvenüberhöhungen kompensieren, aber auch nur bis zu einem gewissen Grad.
In Deutschland sind nur Querbeschleunigungen bis 2 m/s im Personenverkehr zulässig, soweit ich weiß.

Alternativ wäre zusätzlicher Ausbau für Neigetechnik-Betrieb, was aber noch teurer werden kann.

[*] Tunnelquerschnitte unterscheiden sich für 200, 250 und 300 km/h

Gibt es wirklich Unterschiede zwischen den Tunnelquerschnitten für 250 und 300 km/h?

[*] Abstand der Gleise muss bei 250 oder 300 km/h größer sein, damit braucht man größere Geländeflächen.

So gewaltig dürfte der Unterschied nicht sein.

-> http://www.uic.org/IMG/pdf/2-09_Report350_de.pdf

@ Gleisabstand
Der Unterschied zwischen 200 und 300 km/h beträgt meines Wissens 0,5 Meter.

Bei einer Streckenlänge von 100 km, sprich 100.000 Meter, macht das einen Unterschied von 50.000 m² oder 5 Hektar.

[*] Brücken müssen bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten unterschiedlich stark dimensioniert sein.

Auch das dürfte nicht nur von den Geschwindigkeiten abhängen. Zwei parallel fahrende Erzzüge, die auf einer Talbrücke von Tempo 80 gleichzeitig abbremsen, dürften auch eine recht anspruchsvolle Aufgabe für die Brücke sein. ;-)

Trotzdem erzeugen Züge bei 300 km/h deutlich mehr Kräfte auf die Schienen als bei 200 km/h... immerhin ist die kinetische Energie 2,25 mal so groß.

[*] Lärmschutzwände könnte man bei 200 km/h teilweise vermeiden, bei 300 km/h sind sie wohl zwingend notwendig.

Also bei NEUBAUTEN wird man im recht dicht besiedelten Deutschland immer Lärmschutzwände benötigen.

[/list]

Gut, das wäre ein gutes Gegenargument.

Ich bin gespannt, ob sich hier noch ein Fachmann einschaltet.

Auch hier steht etwas darüber.

In Deutschland sind nur Querbeschleunigungen bis 2 m/s im Personenverkehr zulässig, soweit ich weiß.

Wenn, dann in m/s² - dürfte dir aber bekannt sein, und war sicherlich nur ein Schreibfehler ;-)

Rechnerisch zulässig sind 0,79 m/s², und das berechnet sich aus a = v²/r. Dadurch, dass der Wagenkasten wankt, schlingert usw. kommt man dann auf eine maximale Querbeschleunigung von etwa 1,0 m/s². Dann darf ja auch noch ein Überhöhungsfehlbetrag von etwa 130 mm eingebaut werden, dieser berechnet sich durch u_f = 11,8 V²/r - u, hierbei ist im Bahnbau V immer in km/h und v in m/s angegeben.

a/g = u/s => u = a*s / g => u = (v²/r) * s /g. Dadurch, dass v in V umgerechnet wird und s und g als konstant gesetzt wird, ergibt sich für u (ausgleichende Überhöhung) = 11,8 V²/r. Eingebaut wird auf Strecken mit unterschiedlich schnell fahrenden Zügen aber immer nur 55 % der ausgleichenden Überhöhung, also u = 6,5 V²/r.

Zieht man dann von der ausgleichenden Überhöhung die tatsächlich eingebaute Überhöhung ab, ergibt sich der Fehlbetrag (siehe Formel zwei Absätze höher).

In Deutschland sind nur Querbeschleunigungen bis 2 m/s im Personenverkehr zulässig, soweit ich weiß.

Wenn, dann in m/s² - dürfte dir aber bekannt sein, und war sicherlich nur ein Schreibfehler ;-)

Ja, Schreibfehler. Die ² und ³ vergesse ich gerne mal.

Verbaut man bei Schnellfahrstrecken nicht generell Re330?

Ka, wie man das in Zukunft machen würde, aber auf den alten SFS liegen teilweise noch ältere Typen und zwingend notwendig ist Re330 für SFS bis 250 km/h eigentlich nicht.

Trotzdem hat man aber Hannover-Berlin mit Re330 ausgestattet und da fährt man auch nicht schneller als 250 ;-)

Ist das wirklich so? Glaube ich nicht. Auch auf Hannover-Würzburg wird stellenweise auf Schotter 280 gefahren. In Frankreich auch.

Es geht sicherlich auch Schotter, nur dann eben Spezialschotter bzw. Schotterbefestigung, der ja auch etwas teurer ist.

Wirklich? Ich glaube auf Hannover-Würzburg hat man bestensfalls im Übergangsbereich Tunnel-Strecke oder Brücke-Strecke Schotter verklebt. Ansonsten ist das ganz normaler Schotter, der entsprechend seiner Anforderungen gestopft ist.

So gewaltig dürfte der Unterschied nicht sein.

-> http://www.uic.org/IMG/pdf/2-09_Report350_de.pdf

@ Gleisabstand
Der Unterschied zwischen 200 und 300 km/h beträgt meines Wissens 0,5 Meter.

Bei einer Streckenlänge von 100 km, sprich 100.000 Meter, macht das einen Unterschied von 50.000 m² oder 5 Hektar.

Peanuts ;-) Nehmen wird mal an, wir kaufen einen ganz exklusiven Wald in bester Lage und berappen für den Quadratmeter 10€, dann wären das zusätzliche Kosten von 500.000 €. Was hat die NBS Ingolstadt-Nürnberg nochmal gekostet, ich glaub das waren 3.600.000.000 € (ok, da ist auch noch ein bisschen ABS München-Ingolstadt drin).

Auch das dürfte nicht nur von den Geschwindigkeiten abhängen. Zwei parallel fahrende Erzzüge, die auf einer Talbrücke von Tempo 80 gleichzeitig abbremsen, dürften auch eine recht anspruchsvolle Aufgabe für die Brücke sein. ;-)

Trotzdem erzeugen Züge bei 300 km/h deutlich mehr Kräfte auf die Schienen als bei 200 km/h... immerhin ist die kinetische Energie 2,25 mal so groß.

Ein mit 200 km/h konstant fahrender Zug ist auch nicht viel schwerer als einer, der konstant 300 fährt. Wenn ich in der Vorlesung gut aufgepasst habe, dann erreichen die dyamischen Gleiskräfte maximal das Doppelte der jeweilien Radaufstandskraft, abhängig vom Oberbauzustand. Dafür wird man eine Brücke so oder soauslegen, egal ob sie mit200 oder 300 befahren wird.
Und die Brems- und Beschleunigungskräfte unterscheiden sich auch nicht zwischen 200 und 300. Vielmehr: Nach dem zweiten Newtonschen Gesetz macht der Brücke eine Schnellbremsung eines ICE-3-Doppelzuges mit rd. 900 Tonnen aus 300 km/h weniger aus, als die eines 3000-Tonnen-Erzzuges, der eine Schnellbremsung aus 80 km/h macht.

--
Grüße,
Sese

Verbaut man bei Schnellfahrstrecken nicht generell Re330?

Ka, wie man das in Zukunft machen würde, aber auf den alten SFS liegen teilweise noch ältere Typen und zwingend notwendig ist Re330 für SFS bis 250 km/h eigentlich nicht.

Trotzdem hat man aber Hannover-Berlin mit Re330 ausgestattet und da fährt man auch nicht schneller als 250 ;-)

Es wurde auf der Strecke aber Probeweise auch schon fast 400 km/h gefahren.

Außerdem weiß ich ja nicht, ob Re300 teurer ist als die alte Bauform.
Mir ging es nur um grundsätzliche Unterschiede, die den Preis beeinflussen könnten.

Ist das wirklich so? Glaube ich nicht. Auch auf Hannover-Würzburg wird stellenweise auf Schotter 280 gefahren. In Frankreich auch.

Es geht sicherlich auch Schotter, nur dann eben Spezialschotter bzw. Schotterbefestigung, der ja auch etwas teurer ist.

Wirklich? Ich glaube auf Hannover-Würzburg hat man bestensfalls im Übergangsbereich Tunnel-Strecke oder Brücke-Strecke Schotter verklebt. Ansonsten ist das ganz normaler Schotter, der entsprechend seiner Anforderungen gestopft ist.

Genau und die Anforderungen für eine Strecke mit 160-200 km/h ist nun einmal eine andere als für eine Strecke mit 280+ km/h. ;)

So gewaltig dürfte der Unterschied nicht sein.

-> http://www.uic.org/IMG/pdf/2-09_Report350_de.pdf

@ Gleisabstand
Der Unterschied zwischen 200 und 300 km/h beträgt meines Wissens 0,5 Meter.

Bei einer Streckenlänge von 100 km, sprich 100.000 Meter, macht das einen Unterschied von 50.000 m² oder 5 Hektar.

Peanuts ;-) Nehmen wird mal an, wir kaufen einen ganz exklusiven Wald in bester Lage und berappen für den Quadratmeter 10€, dann wären das zusätzliche Kosten von 500.000 €. Was hat die NBS Ingolstadt-Nürnberg nochmal gekostet, ich glaub das waren 3.600.000.000 € (ok, da ist auch noch ein bisschen ABS München-Ingolstadt drin).

Wie gesagt, es ging mir hier um grundsätzliche Unterschiede. Es kostet halt mehr, wenn auch nicht viel mehr. Aber wenig mehr ist auch mehr ;)

Auch das dürfte nicht nur von den Geschwindigkeiten abhängen. Zwei parallel fahrende Erzzüge, die auf einer Talbrücke von Tempo 80 gleichzeitig abbremsen, dürften auch eine recht anspruchsvolle Aufgabe für die Brücke sein. ;-)

Trotzdem erzeugen Züge bei 300 km/h deutlich mehr Kräfte auf die Schienen als bei 200 km/h... immerhin ist die kinetische Energie 2,25 mal so groß.

Ein mit 200 km/h konstant fahrender Zug ist auch nicht viel schwerer als einer, der konstant 300 fährt. Wenn ich in der Vorlesung gut aufgepasst habe, dann erreichen die dyamischen Gleiskräfte maximal das Doppelte der jeweilien Radaufstandskraft, abhängig vom Oberbauzustand. Dafür wird man eine Brücke so oder soauslegen, egal ob sie mit200 oder 300 befahren wird.
Und die Brems- und Beschleunigungskräfte unterscheiden sich auch nicht zwischen 200 und 300. Vielmehr: Nach dem zweiten Newtonschen Gesetz macht der Brücke eine Schnellbremsung eines ICE-3-Doppelzuges mit rd. 900 Tonnen aus 300 km/h weniger aus, als die eines 3000-Tonnen-Erzzuges, der eine Schnellbremsung aus 80 km/h macht.

Züge die 300 km/h fahren können, haben in den meisten Fällen auch eine stärkere Bremsleistung... z.B. Wirbelstrombremsen. Das hat natürlich andere Anforderungen an Strecken und Brücken wie bei einem Zug für 200 km/h mit etwas geringerer Bremsleistung.
Auch hier ist der Unterschied nicht sehr groß, aber Unterschied ist Unterschied.

Wenn ich auf bspw. 7 km die 2,25-fache kinetische Energie eines Zuges umwandle oder auf 4 km die 1-fache kinetische Energie, ist halt doch immer noch ein Unterschied, genauer gesagt der 1,29-fache Unterschied.
Erst wenn das Verhältnis der Bremswege größer ist, als das Verhältnis der kinetischen Energie, ist es Wurst.

Das kann natürlich auf die reale Betriebssituation zutreffen, will ich gar nicht abstreiten.

Trotzdem hat man aber Hannover-Berlin mit Re330 ausgestattet und da fährt man auch nicht schneller als 250 ;-)

Es wurde auf der Strecke aber Probeweise auch schon fast 400 km/h gefahren.

Und auf Hannover-Würzburg sogar schon über 400 ;-)

Ein mit 200 km/h konstant fahrender Zug ist auch nicht viel schwerer als einer, der konstant 300 fährt. Wenn ich in der Vorlesung gut aufgepasst habe, dann erreichen die dyamischen Gleiskräfte maximal das Doppelte der jeweilien Radaufstandskraft, abhängig vom Oberbauzustand. Dafür wird man eine Brücke so oder soauslegen, egal ob sie mit200 oder 300 befahren wird.
Und die Brems- und Beschleunigungskräfte unterscheiden sich auch nicht zwischen 200 und 300. Vielmehr: Nach dem zweiten Newtonschen Gesetz macht der Brücke eine Schnellbremsung eines ICE-3-Doppelzuges mit rd. 900 Tonnen aus 300 km/h weniger aus, als die eines 3000-Tonnen-Erzzuges, der eine Schnellbremsung aus 80 km/h macht.

Züge die 300 km/h fahren können, haben in den meisten Fällen auch eine stärkere Bremsleistung... z.B. Wirbelstrombremsen. Das hat natürlich andere Anforderungen an Strecken und Brücken wie bei einem Zug für 200 km/h mit etwas geringerer Bremsleistung.
Auch hier ist der Unterschied nicht sehr groß, aber Unterschied ist Unterschied.

Wenn ich auf bspw. 7 km die 2,25-fache kinetische Energie eines Zuges umwandle oder auf 4 km die 1-fache kinetische Energie, ist halt doch immer noch ein Unterschied, genauer gesagt der 1,29-fache Unterschied.
Erst wenn das Verhältnis der Bremswege größer ist, als das Verhältnis der kinetischen Energie, ist es Wurst.

Der Brücke ist aber egal, wie viel Energie auf ihr abgebaut wird. Was Auswirkung auf die Ausführung hat sind die wirkenden Kräfte. Und nach der allseits bekannten Formel F=m*a trägt ein 3000 Tonnen schwerer Güterzug bei Schnellbremsung mehr Kraft in die Pfeiler, Träger und Lager ein, als ein 900 Tonnen schwerer ICE mit Schnellbremung. Es sei denn, der ICE verzögert 3,33 mal mehr als ein Güterzug, das würde ich aber doch arg bezweifeln, WB hin oder her.

--
Grüße,
Sese

Trotzdem hat man aber Hannover-Berlin mit Re330 ausgestattet und da fährt man auch nicht schneller als 250 ;-)

Es wurde auf der Strecke aber Probeweise auch schon fast 400 km/h gefahren.

Und auf Hannover-Würzburg sogar schon über 400 ;-)

Aber nur auf einem kleinen Teilstück... nagut da liegt trotzdem ältere Oberleitungsvariante.

Wie gesagt, könnte Re330 teurer sein, muss es aber nicht.

Der Brücke ist aber egal, wie viel Energie auf ihr abgebaut wird. Was Auswirkung auf die Ausführung hat sind die wirkenden Kräfte. Und nach der allseits bekannten Formel F=m*a trägt ein 3000 Tonnen schwerer Güterzug bei Schnellbremsung mehr Kraft in die Pfeiler, Träger und Lager ein, als ein 900 Tonnen schwerer ICE mit Schnellbremung. Es sei denn, der ICE verzögert 3,33 mal mehr als ein Güterzug, das würde ich aber doch arg bezweifeln, WB hin oder her.

Wobei die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen ICE und Güterzug natürlich viel größer ist. Damit wirkt bei einem ICE die entsprechende Kraft auch über eine längere Strecke. Immerhin ist Arbeit (Energie) = Kraft * Wegstrecke.

Bei der maximalen Belastungsamplitude, ist deine Argumentation absolut stichhaltig und korrekt, aber bei der durchschnittlichen Dauerbelastung, ist meine Argumentation m.E. die richtige.

Der Brücke ist aber egal, wie viel Energie auf ihr abgebaut wird. Was Auswirkung auf die Ausführung hat sind die wirkenden Kräfte. Und nach der allseits bekannten Formel F=m*a trägt ein 3000 Tonnen schwerer Güterzug bei Schnellbremsung mehr Kraft in die Pfeiler, Träger und Lager ein, als ein 900 Tonnen schwerer ICE mit Schnellbremung. Es sei denn, der ICE verzögert 3,33 mal mehr als ein Güterzug, das würde ich aber doch arg bezweifeln, WB hin oder her.

Wobei die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen ICE und Güterzug natürlich viel größer ist. Damit wirkt bei einem ICE die entsprechende Kraft auch über eine längere Strecke.

Und was hat das für einen Einfluss? Wenn beide Züge komplett auf einer Brücke sind und dann bremsen ist die Kraft des bremsenden Güterzuges sicher größer, egal ob der ICE auf einer längeren Strecke bremst als der Güterzug. Dem Brückenpfeiler wird es recht egal sein, wie lange seine ertragbare Belastung überschritten wird, wenn sie überschritten wird, bricht der zusammen. Und das hängt eben wieder davon ab, wie groß die Kraft ist...

Immerhin ist Arbeit (Energie) = Kraft * Wegstrecke.

Aber nur für den Spezialfall, dass die Kraft parallel zum Weg ist, ansonsten gilt, dass die Arbeit das Integral über die Kraftfunktion längs einer zurückgelegten Strecke ist ;-)
Welchen Einfluss die Arbeit jetzt auf die Dimensionierung einer Brücke hat musst du mir aber nochmal erklären ;-)

Bei der maximalen Belastungsamplitude, ist deine Argumentation absolut stichhaltig und korrekt, aber bei der durchschnittlichen Dauerbelastung, ist meine Argumentation m.E. die richtige.

Man wird eine Brücke jedenfalls so bauen, dass sie den maximal wirkenden Kräften standhält und nicht einer durchschnittlichen Belastung, von der ich ehrlich gesagt immer noch nicht verstehe, wie sie überhaupt Einfluss haben soll (was interessiert die Brücke, welche Energie ein Zug über ihr abbaut? Das entscheidende ist die Lasteinleitung in Form von Längskräften, Querkärften und Biegemomenten die Lager, Träger usw. ).

--
Grüße,
Sese

Dem Brückenpfeiler wird es recht egal sein, wie lange seine ertragbare Belastung überschritten wird, wenn sie überschritten wird, bricht der zusammen. Und das hängt eben wieder davon ab, wie groß die Kraft ist...

Die meisten Materialien halten kurzzeitige Überlastungsamplituden aus. Erst bei einem kumulierenden Effekt gibt es Ermüdungsbrüche.

Natürlich würde kein Mensch eine Brücke so auslegen, dass ihre Grenzbelastung ständig überschritten wird oder überhaupt im normalen Betrieb überschritten werden kann.

Man wird eine Brücke jedenfalls so bauen, dass sie den maximal wirkenden Kräften standhält und nicht einer durchschnittlichen Belastung, von der ich ehrlich gesagt immer noch nicht verstehe, wie sie überhaupt Einfluss haben soll (was interessiert die Brücke, welche Energie ein Zug über ihr abbaut? Das entscheidende ist die Lasteinleitung in Form von Längskräften, Querkärften und Biegemomenten die Lager, Träger usw. ).

Natürlich baut man die Brücke so, dass sie der maximalen Amplitude standhält, aber die ist auf einer SFS für Personenverkehr mit 300 km/h halt immer noch größer als bei einer SFS für Personenverkehr mit 200 oder 250 km/h ;)

Lediglich bei Güter- und Personenverkehr-Mischstrecken ist die maximale Geschwindigkeit bei der maximalem Belastungsamplitude egal, da wie du schon sagtest, Güterzüge viel mehr Masse haben als ein Personenzug und damit ihre Bremskräfte bei weitem überwiegen.

Hier kommt es also wirklich auf den Verwendungszweck an, im Gegensatz zu den anderen Punkten.

Man wird eine Brücke jedenfalls so bauen, dass sie den maximal wirkenden Kräften standhält und nicht einer durchschnittlichen Belastung, von der ich ehrlich gesagt immer noch nicht verstehe, wie sie überhaupt Einfluss haben soll (was interessiert die Brücke, welche Energie ein Zug über ihr abbaut? Das entscheidende ist die Lasteinleitung in Form von Längskräften, Querkärften und Biegemomenten die Lager, Träger usw. ).

Natürlich baut man die Brücke so, dass sie der maximalen Amplitude standhält, aber die ist auf einer SFS für Personenverkehr mit 300 km/h halt immer noch größer als bei einer SFS für Personenverkehr mit 200 oder 250 km/h ;)

Und wieso kommst du zu dieser Annahme? Genau das würde mich nämlich interessieren. Und was genau ist bei einer 300-km/h-Fahrt so viel größer als bei 250? Die Gleiskräfte sind es jedenfalls nicht, es sei denn mein Professor für die Gestaltung von Bahnanlagen hat mir was Falsches erzählt.

--
Grüße,
Sese

Man wird eine Brücke jedenfalls so bauen, dass sie den maximal wirkenden Kräften standhält und nicht einer durchschnittlichen Belastung, von der ich ehrlich gesagt immer noch nicht verstehe, wie sie überhaupt Einfluss haben soll (was interessiert die Brücke, welche Energie ein Zug über ihr abbaut? Das entscheidende ist die Lasteinleitung in Form von Längskräften, Querkärften und Biegemomenten die Lager, Träger usw. ).

Natürlich baut man die Brücke so, dass sie der maximalen Amplitude standhält, aber die ist auf einer SFS für Personenverkehr mit 300 km/h halt immer noch größer als bei einer SFS für Personenverkehr mit 200 oder 250 km/h ;)

Und wieso kommst du zu dieser Annahme? Genau das würde mich nämlich interessieren. Und was genau ist bei einer 300-km/h-Fahrt so viel größer als bei 250? Die Gleiskräfte sind es jedenfalls nicht, es sei denn mein Professor für die Gestaltung von Bahnanlagen hat mir was Falsches erzählt.

Naja, ich stelle mir das mit meinem physikalischen Wissen ungefähr so vor:

Punkt 1:
Zug bremst auf Brücke -> Wie bei jedem Bremsvorgang verlagert sich aufgrund der Massenträgheit das Gewicht des Zuges nach vorne, d.h. es drückt ihn vorne leicht nach unten.

Die Druckkraft auf die Brücke hängt also neben der Fallbeschleunigung (die aber für den gleichen Betrachtungsort konstant ist) noch von der Zugmasse und der Verzögerung des Zuges ab.
Die Zugmasse soll in unserer Betrachtung gleich groß sein, also hängt diese Kraft alleine vom Parameter Bremsverzögerung ab.

Die Bremsverzögerung hängt von der Bremsanlage ab, welche bei schnelleren Zügen etwas stärker dimensioniert ist, wie bei langsameren Zügen.

Die Kraftwirkzeit hängt von der Ausgangsgeschwindigkeit ab, d.h. je schneller der bremsende Zug auf der Brücke ist, desto länger dauert es, bis die Geschwindigkeit herunter gebremst wurde und desto länger wirkt diese Kraft auf die Brücke.

Punkt 2:
Bei einer Verzögerung werden die Schienen in Fahrtrichtung belastet, d.h. der Zug versucht sozusagen die Schienen zusammen zu schieben. Diese Kraft hängt über die Verzögerungsbeschleunigung von der Bremskraft des Zuges und von der Haftreibung und Gleitreibung ab.
Bei ähnlichen Materialien und ähnlicher Zugmasse (und damit Schienenandruck) sind Haft- und Gleitreibung konstant, d.h. diese Kraft hängt alleine von Bremskraft des Zuges ab.

Der Rest der Argumentation siehe Punkt 1.

Punkt 3:
Eventuelle Schwingungen der Brücke hängen von dynamischen Kräften und diese wiederum von der Geschwindigkeit des Zuges ab. Wobei hier nicht gleich schneller stärkere Schwingung bedeutet, sondern es hier auf Resonanzeffekte ankommt.
Hier kann sicherlich das Gleisbett einiges abfangen.

Punkt 4:
Befindet sich auf der Brücke ein Gleisbogen, hängt die auftretende Radialkraft von dem Kurvenradius und der Zuggeschwindigkeit ab. Bei schnelleren Strecken sind die Kurvenradien größer. Hier ist halt die Frage in welchem Verhältnis Kurvenradius zu Geschwindigkeit steht.

Problematisch sind wohl nur die Punkte 2 und 4, wobei Punkt 2 nur indirekt von der gefahrenen Höchstgeschwindigkeit abhängt, da hier primär die Bremsverzögerung des Zuges eine gewichtige Rolle spielt.

Wie groß die Unterschiede zwischen 160, 200, 250, 300 oder 300+ km/h nun genau sind, kann ich dir jetzt auch nicht gleich vorrechnen, da ich dafür erstmal die passenden Formeln aufstellen müsste.
Riesengroße Unterschiede sind es sicherlich nicht, aber wie schon geschrieben sind auch kleine Unterschiede Unterschiede. ;)

Und wieso kommst du zu dieser Annahme? Genau das würde mich nämlich interessieren. Und was genau ist bei einer 300-km/h-Fahrt so viel größer als bei 250? Die Gleiskräfte sind es jedenfalls nicht, es sei denn mein Professor für die Gestaltung von Bahnanlagen hat mir was Falsches erzählt.

Naja, ich stelle mir das mit meinem physikalischen Wissen ungefähr so vor:

Punkt 1:
Zug bremst auf Brücke -> Wie bei jedem Bremsvorgang verlagert sich aufgrund der Massenträgheit das Gewicht des Zuges nach vorne, d.h. es drückt ihn vorne leicht nach unten.

Du meinst, es gibt sozusagen ein Kippmoment für jedes Drehgestell? Es würde mich arg wundern, wenn hier letztlich nennenswerte Kräfte wirken, schließlich haben schnell fahrende Schienenfahrzeuge tiefangelenkte Drehgestelle (Zug-/Druckstange (ICE1/2, 101), tiefliegender Drehzapfen (ICE3, Taurus)).

Die Druckkraft auf die Brücke hängt also neben der Fallbeschleunigung (die aber für den gleichen Betrachtungsort konstant ist) noch von der Zugmasse und der Verzögerung des Zuges ab.
Die Zugmasse soll in unserer Betrachtung gleich groß sein, also hängt diese Kraft alleine vom Parameter Bremsverzögerung ab.

Die Bremsverzögerung hängt von der Bremsanlage ab, welche bei schnelleren Zügen etwas stärker dimensioniert ist, wie bei langsameren Zügen.

Siehe oben, es mag ein Kippmoment für jedes Drehgestell geben und somit eine gewisse Ungleichheit bei der Belastung der Radsätze, aber das ist so klein, dass für den Brückenbau keiner Betrachtung würdig ist.

Die Kraftwirkzeit hängt von der Ausgangsgeschwindigkeit ab, d.h. je schneller der bremsende Zug auf der Brücke ist, desto länger dauert es, bis die Geschwindigkeit herunter gebremst wurde und desto länger wirkt diese Kraft auf die Brücke.

Es ist doch der Brücke egal, ob ihre zulässige Belastung für 10 oder 30 Sekunden überschritten wird.

Punkt 2:
Bei einer Verzögerung werden die Schienen in Fahrtrichtung belastet, d.h. der Zug versucht sozusagen die Schienen zusammen zu schieben. Diese Kraft hängt über die Verzögerungsbeschleunigung von der Bremskraft des Zuges und von der Haftreibung und Gleitreibung ab.
Bei ähnlichen Materialien und ähnlicher Zugmasse (und damit Schienenandruck) sind Haft- und Gleitreibung konstant, d.h. diese Kraft hängt alleine von Bremskraft des Zuges ab.

Der Rest der Argumentation siehe Punkt 1.

Öhm, ja, richtig. Und warum bremst ein 300-km/h-Zug jetzt stärker als ein 200-km/h-Zug? Die Verallgemeinerung, dass ein langsamerer Zug schlechter bremst als ein schneller zieht nicht, kein Mensch baut eine Strecke nur für einen einzigen, bestimmten Zugtyp. Schließlich will man ja bestimmt auch mit einem ICE3 über eine Strecke fahren, die nur für 250 gebaut wurde.

Punkt 3:
Eventuelle Schwingungen der Brücke hängen von dynamischen Kräften und diese wiederum von der Geschwindigkeit des Zuges ab. Wobei hier nicht gleich schneller stärkere Schwingung bedeutet, sondern es hier auf Resonanzeffekte ankommt.
Hier kann sicherlich das Gleisbett einiges abfangen.

Hier hat vielmehr das Gleisbett Einfluss auf diese Kräfte. Wie ich weiter oben schon schrieb, können dynamische Kräfte am Rad durchaus das Doppelte der Radaufstandskraft erreichen, allerdings sowohl bei 300 km/h wie auch bei 200 km/h oder 100 km/h. Das hängt nämlich vom Oberbau und vom Laufwerk des Fahrzeuges ab und ersteres ist sicher nicht über seinen gesamten Lebenszeitraum konstant und kann auch nicht stetig kontrolliert werden, sodass hier von vorn herein Sicherheiten einzurechnen sind. Egal ob 250 km/h oder 300 km/h.

Punkt 4:
Befindet sich auf der Brücke ein Gleisbogen, hängt die auftretende Radialkraft von dem Kurvenradius und der Zuggeschwindigkeit ab. Bei schnelleren Strecken sind die Kurvenradien größer. Hier ist halt die Frage in welchem Verhältnis Kurvenradius zu Geschwindigkeit steht.

Wie sehr weit oben schon geschrieben wurde und du auch richtig ausgeführt hast, haben wir Grenzwerte für Kurvenbeschleunigungen und Überhöhungen. Diese kann ich durch Wahl des Kurvenradius sowohl bei 250 km/h als auch bei 300 km/h komplett ausreizen, sodass ich irgendwann einen minimalen Radius mit maximaler Überhöhung habe, in dem bei der jewiligen Geschwindigkeit auch die maximale Kraft erreicht wird. Egal ob 250 oder 300.

Wie groß die Unterschiede zwischen 160, 200, 250, 300 oder 300+ km/h nun genau sind, kann ich dir jetzt auch nicht gleich vorrechnen, da ich dafür erstmal die passenden Formeln aufstellen müsste.
Riesengroße Unterschiede sind es sicherlich nicht, aber wie schon geschrieben sind auch kleine Unterschiede Unterschiede. ;)

Hätte, hätte, Fahrradkette ;-)

--
Grüße,
Sese

Du hast mit deiner Argumentation ja recht. Allerdings war es bisher immer so, dass der schnellere Zugtyp auch die höhere Bremskraft hatte.

ICE-T<ICE1<ICE3

[...] kein Mensch baut eine Strecke nur für einen einzigen, bestimmten Zugtyp.

[...] kein Mensch baut eine Strecke nur für einen einzigen, bestimmten Zugtyp.

Kann man auch mit entsprechend traktionsstarken anderen Zügen fahren, wenn man wollte. Macht man ja auch, ICE-S und Railab fahren ja hier spazieren und die 218 muss zum Abschleppen auch nach Limburg kommen ;-)

--
Grüße,
Sese

Trotzdem hat man aber Hannover-Berlin mit Re330 ausgestattet und da fährt man auch nicht schneller als 250 ;-)

Bei Testfahrten schon. Und ich nehme mal an dafür hat man auch die Oberleitung ausgelegt.

Grüße Jörg

[*] Ab etwa 250 km/h braucht man feste Fahrbahn. Bis 250 km/h reicht Schotter.

Ist das wirklich so? Glaube ich nicht. Auch auf Hannover-Würzburg wird stellenweise auf Schotter 280 gefahren. In Frankreich auch.

Hallo,

in Frankreich gibt es, soweit ich weiß, überhaupt keine Feste Fahrbahn, trotzdem wird dort mit bis zu 320km/h gefahren.
Den Unterschied machen die Instandhaltungskosten. Diese steigen mit zunehmender Geschwindigkeit bei Schotter stark an. Bei der Festen Fahrbahn bleiben sie gering.

Dazu kommt die Besonderheit, dass in Deutschland die Baukosten einer HGV-Strecke vom Bund getragen werden, die Instandhaltungskosten aber von der DB AG (zumindest bis vor kurzem, als die LUV vereinbart wurde, war dies so). Wenn man dann noch sieht, dass die DB AG den Oberbau ausgewählt hat...

Gruß Jörg

"Ab etwa 250 km/h braucht man feste Fahrbahn. Bis 250 km/h reicht Schotter."

Das halte ich für ein Gerücht, siehe Hannover-Würzburg = 280kmh oder
Frankreich mit 320kmh auf Schotter.

MfG Chris

Dann braucht man aber besonderen Schotter, was die Kosten durchaus geringfügig anhebt.

Hallo,

Dann braucht man aber besonderen Schotter, was die Kosten durchaus geringfügig anhebt.

AHA. Mir schlottert´s: Auf Hannover - Würzburg ist mit SICHERHEIT kein "besonderer Schotter" verbaut! In Frankreich wird generell anderer (kleinkörniger) Schotter verbaut.

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Viele Grüße aus Hamm in Westfalen,
Holger
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Der bahn.kommfort-Briefkasten. Auch vor Ihrer Haustür!

Mit "besonderer Schotter" meine ich eher, dass er auf den SFS besser komprimiert sein muss oder man muss die Züge so herrichten, dass der auftretende Schotterflug den Unterboden nicht zu sehr verschleißt.

Das Thema Schotterflug auf SFS in Frankreich und ICEs haben wir hier ja schon öfters diskutiert.

In Frankreich wird generell anderer (kleinkörniger) Schotter verbaut.

TGV-Zuege sind wesentlich leichter als ICE. Vor allem ICE 1. Am Anfang gab es riesengrosse Probleme mit ICE 3 Zuege die in Frankreich gefahren sind: Es gab keinen Unterbodenschutz und der Schotter hat die ganze Elektrik kaputt gemacht.

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