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Vergleichende Darstellung der beiden spurgebundenen Hochgeschwindigkeitsbahnen ICE und Transrapid

Vergleichende Darstellung der beiden spurgebundenen Hochgeschwindigkeitsbahnen ICE und Transrapid
Über dieses Buch
  • 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

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

Automatisiert erstellter Textauszug:

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 [...]

Arbeit zitieren:
Englmeier, Bernd Dezember 2001: Vergleichende Darstellung der beiden spurgebundenen Hochgeschwindigkeitsbahnen ICE und Transrapid, Hamburg: Diplomica Verlag

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Bahnbau, Verkehr

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