Die Fahr-bahn kurz erklärt.Ein Blick hinter die Kulissen der Bahn.

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Blick hinter die Kulissen der Bahn.

Auf dem über 3000 Kilometer langen Schienennetz der SBB befördern täglich 10 000 Züge über eine Million Reisende. Diese starke Nutzung erfordert zahlreiche Kontrollen, Prüfungen und Einsätze der SBB. Die Bahn ist ein Wegbegleiter unserer Geschichte und spielt in der Entwicklung der Schweiz eine wesentliche Rolle. Als umweltfreundliches und effizientes Transportmittel für Personen und Güter, geniesst die Bahn in der Schweiz nach wie vor grossen Stellenwert.

Hinter der SBB stehen Frauen und Männer, die sich täglich an der Front einsetzen, um die stark beanspruchten Bahnanlagen zu erhalten, zu reparieren und zu sichern.

Mit dieser Broschüre wollen wir Ihnen einen Einblick in unsereWelt und Informationen zu unserer Arbeit geben.

Willkommen hinter den Kulissen der Bahn !

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Schon im Mittelalter stellte man fest, dass schwer beladene Karren auf Schienen einfacher zu befördern sind. Pferde zogen die Fahrzeuge auf Holzschienen, die im 19. Jahrhundert durch Stahlschienen ersetzt wurden.

Aufgrund seiner hohen Festigkeit ist Stahl auch heute noch das bevorzugte Material bei der Herstellung von Schienen. Leider hat er einen Nachteil : Je nach Temperatur dehnt sich Stahl aus oder zieht sich zusammen. Die Bahningenieure mussten deshalb Mittel finden, um dem entgegenzuwirken.

Es war einmal eine Schiene.

Die Idee, schwere Lasten auf Schienen zu transportieren, ist nicht neu.

NeutralisationBeim Zusammenschweissen der Schienen wird diese Methode eingesetzt ; dabei sollen die Schienen in der Schweiz eine Durchschnittstemperatur von 25°C bewahren. Dank dieser Kühlung im Sommer bzw. Erwärmung im Winter sind die Schienen für grosse Temperaturunter-schiede gewappnet.

SchotterDas Schotterbett widersteht dem Gewicht und der Geschwindigkeit der Züge und soll den Kräften des Stahls, der sich ausdehnen oder zusammenziehen will, standhalten.

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Woraus besteht die Fahrbahn ?

Die Fahrbahn besteht aus Schienen, Schwellen, Befestigungen und Schotter. Jedes dieser Elemente hat eine ganz bestimmte Funktion. Zusammen bilden sie den Oberbau der Fahrbahn.

Oberbau

SchienenDie Schienen tragen das Gewicht des Zuges und führen ihn. Sie werden durch Walzen hergestellt : Geschmolzener Stahl wird – wie Teigwaren – in die gewünschte Form gepresst.

Schwellen und BefestigungenDie Schwellen halten die korrekte Spurweite der beiden Schienen dem ganzen Gleis entlang. Sie sind aus Holz, Beton oder Stahl und übertragen den vom Zuggewicht

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erzeugten Druck auf den Schotter. Die Schienen sind mit den Befestigungen an den Schwellen fixiert.

3 SchotterDie Schwellen liegen in einem Bett aus Bahnschotter. Der Schotter soll die

Fahrbahn fixieren, indem er den riesigen Kräften der Schienen und Schwellen bei Temperaturveränderungen standhält. Auch überträgt er die vom Zuggewicht erzeugte Kraft auf den Boden.

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Unterbau und Oberbau : die beiden Schichten der Fahrbahn.

Damit ein Zug fahren kann, braucht es mehr als nur Schienen. Zum Oberbau der Fahrbahn kommt ein Unterbau, auf dem sie liegt.

100 000 N/cm2(ca. 10 t)

Rad / Schiene

Schiene / Schienenunterlage

Schienenunterlage / Schwelle

250 N/cm2

70 N/cm2

30 N/cm2

5 N/cm2(ca. 0.5 kg)

Kraft*Stufe

1 cm2

200 cm2

750 cm2

1500 cm2

Oberfläche

* 50% von der Schiene absorbiert

Schwelle / Schotter

Schotter / Unterbau10’000 cm2

Die InfrastrukturAls Gleisunterbau, 1 der sich unter dem Schotter befindet, bezeichnet man eine undurchlässige Schicht auf einem kompakten Aggregatbett. Diese hat verschiedene Funktionen :- Sie absorbiert die Last, die von den

Zügen erzeugt und über den Schotter abgegeben wird.

- Sie bildet eine undurchlässige Fläche gegen Wassereintritt, damit das Fundament nicht geschwächt wird.

- Sie verhindert, dass Feinstaub vom Boden in den Schotter hochsteigt und ihn ungeschmeidiger werden lässt.

Damit das Wasser gut abfliesst, ist der Unterbau leicht geneigt. Ausserdem ist er entlang dem Gleis mit einem Entwässerungssystem ausgestattet, um gesammeltes Wasser abzulassen. 2

Weshalb diese verschiedenen Schichten ?Dank der verschiedenen Elemente des Ober- und Unterbaus verringert sich der vom Gewicht der Züge erzeugte Druck

auf den Boden. Mit der Überlagerung der Schichten wird das Gewicht auf dem Boden verteilt und abgeschwächt.

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Kleine bis grosse Spurweiten.

Die Eisenbahn hat sich nicht überall einheitlich entwickelt. Deshalb kann die zwischen den Schienen gemessene Spurweite je nach Land oder Eisenbahnunternehmen stark variieren.

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1435 Normalspur (SBB)

1067 Japan

Russland und ex-USSR

1676 BART (S-Bahn in San Francisco)

1000 Meterspur (CJ)

(mm)

800 SchweizerZahradbahnen

SpurweiteDie weltweit verbreitetste Spurweite (60 Prozent der Bahnen) ist 1435 Millimeter ; sie gilt als Normalspur. Grössere Spurweiten nennt man Breitspur, kleinere Schmalspur.

Noch heute kommen im selben Land verschiedene Spurweiten zum Einsatz. In der Schweiz fährt die SBB auf der Normalspur, doch viele regionale Unternehmen verwenden immer noch die Meterspur (Spurweite 1000 Millimeter) und einige Zahnradbahnen fahren auf Gleisen mit einer Spurweite von 800 Millimetern. Die Meter- sowie andere Schmalspuren sind in der Schweiz verbreitet, weil sie für kurvige Trassees besser geeignet sind und sich dem Gelände leichter anpassen.

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Weichen führen auf das richtige Gleis.

Dank eines raffinierten Mechanismus, der Weiche, kann ein Zug trotz starrer Schienen von einem Gleis auf ein anderes abbiegen.

Weichen

Die Weichenzunge ist der wichtigste Bestandteil einer Weiche : Sie ist der verstellbare Teil der Weiche, der sich an die Schiene des Hauptgleises legt, um den Zug auf ein anderes Gleis zu lenken.

Die Stockschiene ist der feste Schienenteil, an den die Zunge anliegt.

Der Weichenverschluss hält die Zunge in der offenen bzw. geschlossenen Stellung fest.

Die Stange betätigt die Zunge und sichert den korrekten Abstand zwischen den Weichenzungen.

Der Weichenmotor setzt die Stange und Weichenzungen in Bewegung.

Im Herzstück schneiden sich die Schienen.

Der Radlenker lenkt und sichert den Radsatz beim Überfahren der Kreuzung.

FunktionsweiseHeute werden die Weichen des Schweizer Bahnnetzes ferngesteuert und mit Elektro-motoren an den Gleisen angetrieben. Auf selten verwendeten Abstellgleisen gibt es noch einige Handweichen. Diese sind in ungefährlicher Stellung verriegelt. Die Weichen sind mit einem Heizsystem ausgestattet, damit sie im Winter nicht einfrieren.

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Gut überwachte Fahrbahn.

Zur Instandhaltung gehören vor allem die kontinuierliche Über- wachung der Fahrbahn sowie das Erkennen von Abnutzungs- erscheinungen. So kontrollieren regelmässig ein Diagnosefahrzeug und eine Patrouille von Streckeninspektoren das gesamte Netz. Mit diesen Massnahmen werden die Zuverlässigkeit der Infrastruktur garantiert, der Wartungsbedarf identifiziert und die Einsätze geplant.

Automatisierte MassnahmenEin selbstfahrendes Diagnosefahrzeug fährt in hoher Geschwindigkeit alle Hauptlinien des SBB Netzes ab. Es fotografiert die Schienen, analysiert deren Zustand mithilfe von Ultraschall und inspiziert die Gleislage in Bezug auf dessen « theoretische » Lage. Analysealgorithmen verarbeiten die Daten unmittelbar und suchen nach Abweichungen zu den Richtwerten. Die Messingenieure im Fahrzeug melden danach, auf welchen Abschnitten Reparaturen nötig sind. Gleichzeitig wird auch der Zustand der Fahrleitung, die den Strom liefert, ausgewertet. Die optischen Systeme und Rechner an Bord sind zwar äusserst leistungsfähig, doch das Seh- und Reflexionsvermögen des Menschen ist neben der Arbeit der Maschinen unerlässlich !

Manuelle InspektionStreckeninspektoren oder Streckenwärter gehen die Anlagen zu Fuss ab. Die insgesamt 60 Fachinspektoren kontrollieren

die Hauptgleise alle zwei Wochen, die Nebengleise alle vier Wochen. Festgestellte Schäden melden sie sofort über eine App auf ihrem Tablet. Diese Inspektion gewährleistet eine kontinuierliche Überwachung und es werden Probleme im Gleisbereich festgestellt, die vom Diagnosefahrzeuge unentdeckt bleiben.

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Instandhaltung und Erneuerung der Gleise.

Die Instandhaltung und Sanierung der Gleise ist für die Sicherheit und den Komfort der Reisenden unabdingbar. Meistens werden diese Arbeiten mit Bahnmitteln und – wenn möglich – mit Tiefbaumitteln ausgeführt.

Arbeiten mit BahnmittelnUm den Betrieb einer Strecke und somit den Personenverkehr nicht zu unterbrechen, werden die Arbeiten oft nachts mithilfe spezieller Bauzüge ausgeführt. Je nach Art der Arbeit kommen verschiedene Bauzüge zum Einsatz :- Zug für die Komplettsanierung

von Ober- und Unterbau (1.)- Schienenkran für das Verlegen

von Gleisen und Weichen (2.)- Schweisszug (3.)- « Silad »-Zug für das Verlegen

neuer Schienen (4.)

Weil diese Ausrüstungen gekoppelt sind, kann in einer Kette gearbeitet werden. Die Bettungsaushubmaschine entfernt beispielsweise den alten Schotter, die Planiermaschine verteilt den neuen Schotter, danach werden die Schwellen ersetzt und die Gleisstopfmaschine verdichtet den Schotter und definiert die Gleislage. Auch das Einschweissen und der Austausch der Schienen können automatisiert ausgeführt werden.

Arbeiten mit TiefbaumittelnSind die Betriebs und Zugangs- bedingungen gegeben, wird die Strecke unterbrochen und es kommen übliche Tiefbaumittel zum Einsatz. So werden Schotter, Unterbau und Entwässerung tagsüber ohne Arbeitsunterbruch ausgetauscht. Die Einsätze sind ähnlich wie bei Strassenarbeiten :- Bau eines Entwässerungssystems (5.)- Aushub und Verlegen der Schicht

für den Unterbau (6.)- Verlegen der bituminösen

Abdichtungsschicht mit einer Einbaumaschine (7.)

- Austausch des Schotters mit einem Bagger (8.)

Ein Tiefbaueinsatz hat den Vorteil, dass die Arbeiten mit grösserer Flexibilität ausgeführt und ganze Abschnitte homogen und kostengünstiger erneuert werden können. Die Gleise werden immer mit Bahnmitteln ein- und ausgebaut.

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Lebenszyklus einer Fahrbahn.

Der Lebenszyklus einer Fahrbahn hängt von deren Nutzung ab. Die Nutzung und Anzahl Fahrten, d.h. die Bahnbelastung, bestimmen ihre Lebensdauer.

Bau eines neuen Gleises

30 JahreLebensende des GleisesErneuerung

Gleiskorrektur- Stopfen - Schienen schleifen- Schienen austauschen

Gleiskorrektur- Stopfen - Schienen schleifen- Schienen austauschenSchwellenwechsel

Geplante Instandhaltung

5 Jahre

10 Jahre

15 Jahre

20 Jahre

25 Jahre

30 Jahre

Abnutzung der FahrbahnEine von zahlreichen Güter- und Hochgeschwindigkeitszügen stark befahrene Fahrbahn hat eine kürzere Lebensdauer als eine Fahrbahn einer kleinen Regionalstrecke, auf der pro Stunde nur einige vergleichsweise leichte Züge verkehren. Die Schwingungen, der Schienendruck sowie das Zuggewicht haben Auswirkungen auf das Schotterbett. Dieses muss alle fünf bis sechs Jahre mit einer Gleisstopfmaschine verdichtet werden. Diese Methode verlängert die Lebensdauer des Oberbaus, der aber trotz

Instandhaltung, Reparatur und Austausch bestimmter Elemente alle 30 bis 50 Jahre vollständig ersetzt werden muss.

Verlängerung der Netzlebensdauer

Dank der Instandhaltung und Überwachung des Netzes werden die Lebensdauer der Fahrbahn verlängert und die Netzinstandhaltungskosten gesenkt. Das reduziert die Zahl der ungeplanten Reparaturen, welche höhere Kosten

verursachen und den Verkehr beeinträchtigen würden.

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Elektro - und Sicherungsanlagen.

ElektroanlagenIn der Schweiz fahren alle Züge mit Elektrizität. Der Strom für die Züge stammt aus einem Kabel, der Fahrleitung (1.). Diese muss stets vollkommen zuverlässig funktionieren. Jeglicher Schaden an der Fahrleitung würde den Bahnverkehr beeinträchtigen. Die Ausrüstungen, welche die kontinuierliche Stromzufuhr sicherstellen, benötigen dieselbe Aufmerk-samkeit wie das Rollmaterial und die Fahrbahn.

SicherungsanlagenMit den Sicherungsanlagen wird der Zugverkehr automatisiert gesteuert und das Risiko menschlichen Versagens limitiert. Das Abzweigen nach links oder

rechts des Zuges wird von automatisch gestellten Weichen geleitet. Aufgrund der Verkehrsdichte wäre eine manuelle und individuelle Steuerung der Abzweigungen kompliziert und gefährlich.

Auch die Signale sind automatisiert und im Sicherheitsschaltkreis integriert. Sie steuern Abfahrt, Halt und Geschwindigkeit der Züge. Zusätzlich zu den strengen Kontrollen beim Signalwechsel auf Grün gibt es auf den Gleisen Balisen, die den Zug zum Halt oder Verlangsamen zwingen, falls der Lokführer die Signale nicht einhält. Die Schaltung dieser elektrischen Kontakte erfolgt in den Stellwerken (2.). Sie sind sozusagen das Hirn der Sicherungsanlagen.

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AbwasserentsorgungZum Schutz der Gewässer während Bauarbeiten werden ein Evakuierungs- und Behandlungssystem eingesetzt sowie regelmässige Kontrollen durchgeführt. Auch werden Klär- und Filteranlagen installiert, damit nur unbelastetes Abwasser in die Kanalisation gelangt.

Weitere MassnahmenDie Maschinen sind teilweise mit Partikelfiltern ausgestattet, um die Luftverschmutzung zu minimieren. Der Abfall wird getrennt und wiederverwertet oder in zugelassenen Deponien entsorgt. Bäume und Gehölz, die wegen der Baustelle abgeholzt werden müssen, werden systematisch nachgepflanzt.

Unannehmlichkeiten minimierenUm die Lärmauswirkungen der Baustellen in der Nähe von Wohnzonen einzugrenzen, werden Arbeiten nur dann nachts ausge-führt, wenn es nicht anders möglich ist.

Fortbestand natürlicher Lebensräume sicherstellenDie Fahrbahn trennt natürliche Lebensräume wie Flüsse oder Wälder und wird für die Tierwelt so zu einer unüberbrückbaren Zone. Damit diese Lebensräume weiterbestehen, untersucht die SBB von Fall zu Fall die Möglichkeit, zwischen den Gleisen Anlagen für Tiere zu bauen.

Die Passagen für Frösche sind ein praktisches Beispiel für den Tierschutz. Es handelt sich dabei um eine Rohreinrichtung, die in Zonen mit Amphibienpassagen unter den Bahngleisen durchführt. So werden sie geleitet und sind nicht den Gefahren einer Gleisüberquerung ausgesetzt. An einigen Orten ist der Bau solcher Passagen nötig, damit die Frösche im Frühling zu ihren Laichgewässern wandern können.

Umwelt.

Jede SBB Baustelle wirkt sich unweigerlich auf das natürliche und menschliche Umfeld aus. Um diese Auswirkungen zu bewältigen und einzugrenzen, ergreift die SBB Massnahmen.

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Die SBB in Zahlen.

10 268 Züge fahren täglich auf einem Netz von 3075 km.

480 000 km werden täglich gefahren, d.h. 12-mal um die Welt !

1 180 000 Fahrgäste und 210 000 Tonnen Güter werden täglich befördert.

Sicherungsanlagen530 Stellwerke steuern über 70’000 Elemente; darunter :

RollmaterialDas gesamte Rollmaterial umfasst :

InfrastrukturZur Infrastruktur gehören unter anderem :

34 824Signale

21 506 Gleisstromkreise

7533Achszähler

13 000 Weichen

1128Bahnübergänge

492Triebzüge

694Streckenlokomotiven

248Rangierlokomotiven

2403Reisezugwagen

6805Güterwagen

317 Bahntunnel

5926 Bahnbrücken

794 Bahnhöfe und Haltestellen

Ausgabe: SBB Infrastruktur

Fotos: SBB AG © Alle Rechte vorbehalten

Juli 2015