Vergleichende Darstellung der beiden spurgebundenen Hochgeschwindigkeitsbahnen ICE und Transrapid
- Art: Diplomarbeit
- Autor: Bernd Englmeier
- Abgabedatum: Dezember 2001
- Umfang: 146 Seiten
- Dateigröße: 1,6 MB
- Note: 1,3
- Institution / Hochschule: Fachhochschule Deggendorf Deutschland
- ISBN (eBook): 978-3-8324-5338-1
-
ISBN (Paperback) :
978-3-8324-5338-1 P - ISBN (CD) :978-3-8324-5338-1 CD
- Sprache: Deutsch
- Prämierung:
- Arbeit zitieren: Englmeier, Bernd Dezember 2001: Vergleichende Darstellung der beiden spurgebundenen Hochgeschwindigkeitsbahnen ICE und Transrapid, Hamburg: Diplomica Verlag
- Schlagworte: Bahnbau, Verkehr
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Diplomarbeit von Bernd Englmeier
Gang der Untersuchung:
Die beiden deutschen Zugvarianten für den Hochgeschwindigkeitsverkehr basieren auf unterschiedlichen technischen Prinzipien, deren Merkmale und Besonderheiten hier im Rahmen dieser Diplomarbeit dargestellt werden. Dabei wird ein breiter Bogen von den technischen Hintergründen von Fahrzeug und Fahrweg, über ökologische und wirtschaftliche Gesichtspunkte, bis zu Fragen der Zweck- und Zukunftsmäßigkeit dieser Verkehrsmittel gespannt.
Ein breiter Raum wird den technologischen Zusammenhängen der beiden Bahnen gewidmet, da diese die Grundlage für die abschließende Bewertung bilden. Dabei werden Aspekte der Fahrwegeigenschaften ebenso in den Betrachtungsmittelpunkt gerückt wie zum Beispiel die unterschiedlichen Traktionsausrüstungen oder die Energieversorgung der beiden Systeme.
Die einzelnen Gesichtspunkte werden kapitelweise verglichen und nochmals am Ende zusammengefaßt. In einem als ‘Exkurs‘ deklarierten Sonderkapitel wird auf die Konkurrenzsituation zu ausländischen Hochgeschwindigkeitszügen und anderen Verkehrsmittel eingegangen. Abschließend wird kurz die Frage der Eignung der hier besprochenen Schnellbahnen als sinnvoller Bestandteil des zukünftigen Gesamtverkehrssystems beleuchtet. Zahlreiche Tabellen sowie einige Bilder und Grafiken in Text und Anhang runden diese Arbeit ab.
Inhaltsverzeichnis:
| VORWORT | 1 | |
| VERZEICHNIS DER ABKÜRZUNGEN | 8 | |
| VERZEICHNIS DER BILDER | 12 | |
| VERZEICHNIS DER TABELLEN | 13 | |
| 1. | EINLEITUNG | 14 |
| 2. | TECHNISCHES PRINZIP DER VERKEHRSSYSTEME | 16 |
| 2.1 | RAD/SCHIENE-TECHNIK | 16 |
| 2.1.1 | Historische Entwicklung | 16 |
| 2.1.2 | Technische Grundlagen | 17 |
| 2.2 | MAGNETFAHRTECHNIK | 19 |
| 2.2.1 | Entwicklungsphasen | 19 |
| 2.2.2 | Varianten der Magnetbahnsysteme | 20 |
| 2.2.3 | Funktionsprinzip bei der Transrapidtechnologie | 22 |
| 2.3 | SYSTEMBEWERTUNG | 23 |
| 3. | FAHRZEUGE | 25 |
| 3.1 | ICE | 25 |
| 3.1.1 | Fahrzeuggenerationen | 25 |
| 3.1.1.1 | ICE/V | 26 |
| 3.1.1.2 | ICE 1 | 27 |
| 3.1.1.3 | ICE 2 | 30 |
| 3.1.2 | Fahrzeugdaten und Besonderheiten des ICE 3 | 34 |
| 3.1.3 | Elektrische und dieselelektrische Triebzüge der ICE-Familie mit Neigetechnik | 39 |
| 3.1.3.1 | Entwicklungsmotivation | 39 |
| 3.1.3.2 | Neigetechnik | 39 |
| 3.1.3.3 | ICE T | 40 |
| 3.1.3.4 | ICE TD | 42 |
| 3.1.4 | Zugkonfigurationen | 43 |
| 3.2 | TRANSRAPID | 44 |
| 3.2.1 | Entwicklungsstufen | 45 |
| 3.2.2 | Fahrzeugdaten und Eigenschaften des TR 08 | 49 |
| 3.2.3 | Zugkonfiguration | 53 |
| 3.3 | VERGLEICHENDE ZUSAMMENFASSUNG | 54 |
| 4. | FAHRWEGE | 57 |
| 4.1 | FAHRWEG FÜR DEN ICE | 57 |
| 4.1.1 | Allgemeines | 57 |
| 4.1.2 | Bauweise | 59 |
| 4.1.2.1 | Erdkörper | 59 |
| 4.1.2.2 | Oberbauformen | 61 |
| 4.1.2.2.1 | Schotteroberbau | 61 |
| 4.1.2.2.2 | Feste Fahrbahn | 62 |
| 4.1.3 | Weichen | 63 |
| 4.1.4 | Signaltechnik | 65 |
| 4.2 | FAHRWEG FÜR DEN TRANSRAPID | 65 |
| 4.2.1 | Kenndaten des Transrapidfahrweges | 66 |
| 4.2.2 | Bauweisen | 68 |
| 4.2.2.1 | Aufgeständerter Fahrweg | 68 |
| 4.2.2.2 | Ebenerdiger Fahrweg | 69 |
| 4.2.2.3 | Baustoffe für die Fahrwegkonstruktion | 69 |
| 4.2.3 | Weichen | 70 |
| 4.2.4 | Möglichkeiten und Grenzen der Verknüpfungsfähigkeit mit anderen Verkehrsmitteln | 72 |
| 4.3 | TRASSIERUNGSELEMENTE DER BEIDEN FAHRWEGE | 73 |
| 4.4 | VERGLEICHENDE ZUSAMMENFASSUNG | 75 |
| 5. | TECHNISCHE AUSRÜSTUNG | 77 |
| 5.1 | ANTRIEBS- UND BREMSSYSTEME | 77 |
| 5.1.1 | Allgemeines | 77 |
| 5.1.2 | Antriebssystem beim ICE | 77 |
| 5.1.3 | Bremssysteme beim ICE | 79 |
| 5.1.4 | Antriebs- und Bremssystem des Transrapid | 80 |
| 5.2 | ENERGETISCHE ASPEKTE | 82 |
| 5.2.1 | Energieversorgung des ICE 3 und ICE T | 82 |
| 5.2.1.1 | Hauptstromversorgung für die Traktionsausrüstung | 83 |
| 5.2.1.2 | Bordnetzversorgung | 84 |
| 5.2.2 | Elektrische Ausrüstung des ICE TD | 85 |
| 5.2.3 | Elektrische Energieversorgung beim System Transrapid | 85 |
| 5.2.3.1 | Energieversorgung des Linearmotors | 85 |
| 5.2.3.2 | Bordnetzversorgung | 87 |
| 5.2.4 | Bauweise der Stromrichter | 87 |
| 5.3 | FAHRZEUGFEDERUNGSSYSTEME | 88 |
| 5.3.1 | Die gefederten Drehgestelle des ICE | 88 |
| 5.3.2 | Feder- und Dämpfungssystem des Transrapid | 89 |
| 5.4 | ZUSAMMENFASSENDE BEURTEILUNG DER TECHNISCHEN AUSRÜSTUNG UND DEREN LEISTUNGSFÄHIGKEIT | 89 |
| 6. | UMWELTVERTRÄGLICHKEIT | 94 |
| 6.1 | ENERGIEVERBRAUCH | 94 |
| 6.2 | LÄRMEMISSIONEN | 96 |
| 6.3 | FLÄCHENVERBRAUCH UND LANDSCHAFTSZERSCHNEIDUNG | 97 |
| 6.4 | ZUSAMMENFASSENDE BEWERTUNG | 98 |
| 7. | BETRIEB UND SCHNITTSTELLEN | 99 |
| 7.1 | LEITTECHNIK | 99 |
| 7.1.1 | Betriebsleittechnik des ICE | 99 |
| 7.1.2 | Betriebsleittechnik beim System Transrapid | 100 |
| 7.2 | SICHERHEIT | 101 |
| 7.3 | SYSTEMSPEZIFISCHE PROBLEMSTELLUNGEN | 103 |
| 7.3.1 | Fahrweganpassung an die Bedürfnisse des ICE | 103 |
| 7.3.2 | Mischbetrieb auf den Neubaustrecken als Hemmnis für den ICE | 104 |
| 7.3.3 | Windanfälligkeit | 104 |
| 7.3.4 | Einbindung in das Gesamtverkehrsnetz - Kompatibilität | 105 |
| 7.3.5 | Fehlende Betriebserfahrungen mit dem Transrapid | 105 |
| 8. | WIRTSCHAFTLICHKEITSANALYSE | 107 |
| 8.1 | ALLGEMEINES | 107 |
| 8.2 | AUSGEWÄHLTE DATEN ZUM VERGLEICH | 108 |
| 9. | ZUKUNFTSAUSSICHTEN | 110 |
| 9.1 | FRAGESTELLUNGEN ZUR GRUNDLEGENDEN NOTWENDIGKEIT EINES HOCHGESCHWINDIGKEITSVERKEHRSNETZES | 110 |
| 9.1.1 | Analyse der Standpunkte | 110 |
| 9.1.2 | Akzeptanzprobleme in der Bevölkerung | 111 |
| 9.1.3 | Interessensgruppen | 112 |
| 9.1.4 | Ergebnis | 114 |
| 9.2 | ANWENDUNGSSTRECKEN | 115 |
| 9.2.1 | ICE-Verbindungen | 115 |
| 9.2.2 | Transrapid-Projekte | 117 |
| 9.3 | EXKURS: KONKURRENZVERKEHRSSYSTEME | 118 |
| 9.3.1 | Rad/Schiene Technik | 119 |
| 9.3.1.1 | Hochgeschwindigkeitsverkehr | 119 |
| 9.3.1.1.1 | Der Train à Grande Vitesse (TGV) | 119 |
| 9.3.1.1.2 | Andere Hochgeschwindigkeitszüge | 120 |
| 9.3.1.2 | Regionalverkehr | 122 |
| 9.3.2 | Magnetfahrtechnik | 122 |
| 9.3.3 | Motorisierter Individualverkehr und Flugzeug | 123 |
| 9.4 | RESÜMEE UND ZUKUNFTSPERSPEKTIVEN | 125 |
| 9.4.1 | Fazit | 125 |
| 9.4.2 | Zukunft der Rad/Schiene-Technik im Hochgeschwindigkeitsverkehr | 126 |
| 9.4.3 | Chancen für den Transrapid | 128 |
| 9.4.4 | Ausblick | 129 |
| 10. | ZUSAMMENFASSUNG | 130 |
| ANHANG | 131 | |
| VERZEICHNIS DER VERWENDETEN LITERATUR | 140 |
bewährt, so daß damit Stützenhöhen bis zu 40 m möglich sind falls noch größere Höhen überbrückt werden müssen und vor allem auch wenn die zu überspannenden Feldweiten größer als das Maximalmaß von 35 m sind, werden Sonderbauwerke (Brücken) erforderlich. Hier kommt dann auf einem Primärtragwerk der im folgenden beschriebene, sog. ebenerdige Fahrweg zum Einsatz.63 4.2.2.2 Ebenerdiger Fahrweg Diese kostengünstigere Bauwegform soll vorwiegend in Einschnitten, Tunneln, auf Primärtragwerken (Brücken und Stationsbauwerke) und bei bivalenten Fahrwegen angewendet werden. Anders als man es dem Name nach vermuten könnte, handelt es sich dabei nicht um einen Fahrweg, welcher unmittelbar auf einem Planum aufliegt, sondern um auf Sockeln gelagerte Träger, deren Gleitebene zwischen 1,25 und 3,5 m über Geländeoberkante verläuft. Die auf einem durchlaufenden Streifenfundament (in Längsrichtung) gegründeten Sockel stehen in regelmäßigen Abständen, so daß Feldweiten von 6 bis 12 m möglich sind. Eine Nutzungsmöglichkeit des Geländes unterhalb der Fahrwegträger ist hier nur sehr bedingt gegeben. Allerdings reicht der Freiraum aus, um die Durchlässigkeit für Kleinlebewesen zu ermöglichen. 4.2.2.3 Baustoffe für die Fahrwegkonstruktion Beim Bau des Fahrweges für die TVE stellte man die Stützen und Träger zu Erprobungszwecken teilweise aus Spann- bzw. Stahlbeton und teilweise auch aus Baustahl her. Bei der Spannbetonbauweise (verwendete Betonfestigkeitsklasse C 35/45) werden nur die Träger vorgespannt, die A-förmigen Stützen werden in Ortbetonbauweise (Stahlbeton) erstellt. Die Gründung erfolgt mittels Ortbetonrammpfählen bei schwierigen Gründungsverhältnissen. Ansonsten sind aber in der Regel Flachgründungen möglich. Bei dieser Bauweise ist besonders auf die formtreue Vorspannung der Träger zu achten. Nur so werden plastische Verformungen vermieden, welche das Betriebsverhalten negativ beeinflussen würden. Durch ihre hohe Eigenmasse besitzen diese Spannbetonkonstruktionen sehr gute schwingungshemmende Eigenschaften, was vor allem dann, wenn das [...]
4.2.2 Bauweisen Als Fahrweg für den Transrapid stehen unterschiedliche Bauformen zur Verfügung. Darüber hinaus bestehen Variationsmöglichkeiten hinsichtlich der zu verwendenden Baustoffe, so daß eine flexible Anpassung der Bauweise an die örtliche Situation möglich ist. Grundsätzlich wird natürlich eine möglichst kostengünstige Bauausführung angestrebt, so daß durchgängig Fertigteilkonstruktionen verwendet werden. 4.2.2.1 Aufgeständerter Fahrweg Der aus Zweifeldträgern (auch Einfeldträger sind möglich) bestehende, aufgeständerte Fahrweg kann durch variable Stützenhöhen bis 20 m und Feldweiten von bis zu 35 m flexibel an die topographischen Gegebenheiten angepaßt werden. Er ist vornehmlich für die Anwendung auf dem freien Land geeignet, da hier zum Beispiel eine landwirtschaftliche Nutzung der Restflächen unterhalb des Fahrweges möglich ist. Diese Bauweise ist auch innerhalb gebauter Gebiete von Vorteil, da andere Verkehrswege problemlos unter dem Transrapidfahrweg hindurch geführt werden können. Zudem ist die Lärmbelastung durch die größere Höhe der Schallquellen für angrenzende Wohnviertel geringer. Bei größeren Stützenhöhen als 20 m wird anstatt des aufgeständerten Regelfahrweges eine andere Bauform erforderlich. Hier haben sich Hohlpfeiler mit Hammerkopfstützen [...]
In der Magnetschwebebahn Bau- und Betriebsordnung (MbBO)60 sind keinerlei Fahrzeugumgrenzungslinien für den Transrapid festgelegt. Ein Lichtraumprofil ist dagegen definiert (Bild 4.5). Es ist gültig für Geraden und auch bei Bögen mit einem Halbmesser r Σ 350 m. Der Spurmittenabstand beträgt bei Geschwindigkeitsbereichen unter 300 km/h 4,4 m. Darüber muß dieses Maß auf 5,1 m erhöht werden, um den Problembereich ‘Begegnungsfahrten‘ bei hohen Geschwindigkeiten in den Griff zu bekommen. Analog verhält es sich mit der Breite des Lichtraums. Diese beträgt 10,1 m bzw. 11,4 m. Die Querneigung der Fahrwegachse zur Reduzierung der Zentrifugalkräfte in den Kurven kann einen Winkel zur Horizontalen von bis zu 12° aufweisen. Die maximale Längsneigung ist mit 10 % deutlich höher als bei der Rad/Schiene-Technik. Bei Fahrwegtrassierungen, die auf eine maximale Betriebsgeschwindigkeit von 500 km/h ausgelegt sind, beträgt die Untergrenze für den Kurvenradius ca. 6500 m. Ein relativ günstiger Wert, der Hochgeschwindigkeitsfahrten auch auf Strecken mit hohen Kurvigkeiten61 zuläßt.62 [...]
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http://www.diplom.de/ean/9783832453381
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Englmeier, Bernd Dezember 2001: Vergleichende Darstellung der beiden spurgebundenen Hochgeschwindigkeitsbahnen ICE und Transrapid, Hamburg: Diplomica Verlag



