Hartmut Freystein Knihy

"Entwerfen von Bahnanlagen" steht für den Eisenbahn(bau-)ingenieur für anforderungsgerechte Gestaltung von Bahnanlagen und umfasst das Planen und Bauen, beginnend mit ersten Studien zur Planung von Neubau-, Ausbaustrecken und Umplanungen von Bahnhofsköpfen über die Finanzierung und das Erstellen von Planfeststellungsunterlagen bis hin zur Ausführungsplanung von Eisenbahnanlagen. Das Buch richtet sich in erster Linie an planende und ausführende Eisenbahningenieurinnen und Bauingenieure und natürlich auch an Studierende an Universitäten und Fachhochschulen. Der Erfolg der bisherigen Auflagen sowie das zwischenzeitliche Erscheinen einer chinesischsprachigen Lizenzausgabe belegen eindrucksvoll die Notwendigkeit einer umfassenden und erläuternden Darstellung von Planung und Bau von Bahnanlagen. Die vorliegende umfassend überarbeitete 4. Auflage des Handbuchs wurde notwendig, weil die europäische Harmonisierung im Eisenbahnwesen und die technische Weiterentwicklung das technische Regelwerk zunehmend stetigen und raschen Änderungen unterworfen hat. Hier sind an erster Stelle die in 2023 neu in Kraft getretenen europäischen TSI und die umfangreichen Änderungen im deutschen Eisenbahnrecht und Baurecht - Stichworte sind EIGV, Prüfsachverständige, neue Bauaufsicht - sowie auch die entsprechenden österreichischen Regelungen zu nennen. Die technischen Änderungen aus den in 09/2023 neu herausgebrachten TSI wurden umfassend in den Fachkapiteln 5, 6, 7, 9, 11 und 12 aufgenommen. Des Weiteren wurden die Auswirkungen aus der Verkehrswende - Stichworte sind Investitionshochlauf, Planungsbeschleunigung, Digitalisierung der Schiene, neue Antriebstechniken - in der 4. Auflage aufgenommen. Zudem haben die Bildung der neuen Gemeinwohl orientierten Infrastrukturgesellschaft DB InfraGO AG und die Auswirkungen auf die Planungs-, Bau- und Genehmigungsprozesse ebenfalls Eingang in die 4. Auflage gefunden. Der Nutzer findet in diesem Buch in bewährter Weise alle notwendigen Informationen aus den Gebieten der Linienführung, des Eisenbahnbrückenbaus, des Tunnelbaus, des Erdbaus, des Oberbaus, des Baus von Bahnhöfen, der Bahnübergange, Container-Terminals, Außen- und Innenreinigungsanlagen und dergleichen, ergänzt jeweils durch Hinweise auf Besonderheiten bei NE und Anschlussbahnen. Hinzu kommen auch die entsprechenden Querverweise auf Regelwerke und Richtlinien anderer Bereiche, die direkt oder indirekt das jeweilige Thema beeinflussen. Das Buch richtet sich vertiefend auch an die österreichischen Eisenbahningenieure - so bilden Bau und Betrieb von Eisenbahninfrastruktur in Österreich einen weiteren Schwerpunkt, der insbesondere in den Kapiteln Planung, Verfahrensablauf, technische Regeln und Trassierung aufgenommen und umfassend beschrieben wird. Abgerundet wird die Thematik durch eine umfassende Darstellung der Schnittstellen zu den anderen Gewerken, insbesondere der Sicherungs- und Signaltechnik sowie der Oberleitung einschließlich Bahnstromrückführung und Erdung. Die Systematik der einzelnen Kapitel blieb unverändert. So findet der Leser nach einer umfassenden Darstellung von Raumordnungsverfahren, Planfeststellung und bauaufsichtlichen Verfahren einschließlich der veränderten Bauaufsicht und der EG-Prüfung in jedem Kapitel die Auflistung des aktuellen bahntechnischen Regelwerks in der EiTB einschließlich des geltenden technischen Regelwerks mit der jeweiligen Fundstelle. Es sei jedoch an dieser Stelle ausdrücklich darauf hingewiesen, dass dieses Buch nicht die Kenntnis und das Studium des eisenbahntechnischen Regelwerks ersetzen kann: es ist daher auch aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht Ziel dieses Werkes, geltendes technisches Regelwerk 1:1 abzubilden, sondern einen Überblick und hilfreiche Hinweise bzw. Querverweise sowie Hintergrundinformationen zu Planung und Bau von Eisenbahnanlagen zu bieten. Daher wird der planende Ingenieur nicht umhinkommen, bei einer konkreten Planung das eisenbahnspezifische Regelwerk selbst zu Rate zu ziehen.

Die Interaktion Gleis/Brücke bestimmt maßgeblich Konstruktion und Bemessung von Eisenbahnbrücken. Die Verschiebungen der Überbauoberkante von Eisenbahnbrücken infolge Temperaturschwankungen, Anfahren und Bremsen sowie Durchbiegung aus Lastmodell 71 führen insbesondere am beweglichen Lager wegen der Koppelung von Oberbau und Tragwerk zu Zwängungen und somit zu zusätzlichen Längsspannungen in der Schiene. Der DIN-Fachbericht 101 und die Richtlinie 804 enthalten Regelungen zur Begrenzung der Schienenspannungen bzw. Bedingungen für die Anwendung eines vereinfachten Nachweisverfahrens, das nur für spezifische konstruktive Randbedingungen, Anforderungen an den Oberbau und die Begrenzung der Dehnlänge des Tragwerks gilt. So darf das vereinfachte Nachweisverfahren bei Stahlbrücken nur bei Dehnlängen bis 60m und Schienen 60 E2 (durchgehend geschweißt) mit schwerem Oberbau Schwelle B 70 angewendet werden. Zudem ist z. Zt. offen, inwieweit das vereinfachte Verfahren für die häufig im Bahnnetz vorkommenden Schienen 54 E4 und leichteren Schwellenarten angewendet werden darf. Während im Oberbau die Tauglichkeit von Schienen im Rahmen eines Dauerfestigkeitsnachweises bestimmt wird, werden in dieser Arbeit in einem ersten Schritt vorhandene Bauteilversuche zur Bestimmung der Gestaltfestigkeit aus den 1970er/1980er Jahren neu ausgewertet, und die zulässigen Schienenspannungen im Rahmen von Ermüdungsnachweisen als Betriebsfestigkeitsnachweis auf der Basis akkumulierter Schadenssummen in Abhängigkeit von repräsentativen Streckenbelastungen, Oberbauarten und Steifigkeitsverhältnissen neu berechnet. Hierbei ergibt sich, dass die zulässigen zusätzlichen Zugspannungen für Schienen 54 E4 und 60 E2 unter gewissen Randbedingungen von 92 auf 112N/mm2 erhöht werden können. In einem zweiten Schritt ergeben rechnerische Untersuchungen zur Begrenzung der Druckspannungen im Rahmen der Verwerfungssicherheit, dass einerseits eine Erhöhung der zulässigen Spannungen auf größere Werte, z. B. 92N/mm2, möglich erscheint, wenn die Biegesteifigkeit des Gleisrostes erhöht wird - hierzu werden praxisnahe Vorschläge gemacht. Andererseits erfüllt auch der Schotteroberbau mit Schiene 54 E4 unter bestimmten Randbedingungen die bisher geltenden zulässigen zusätzlichen Schienenspannungen von 72N/mm2. Abschließend wurden an ausgeführten Stahlbrücken im Stützweitenbereich zwischen 70 und 104m die zusätzlichen Schienenspannungen ermittelt; hierbei ergibt sich, dass unter gewissen Randbedingungen auch bei Stützweiten von 70 bis 80m noch auf instandhaltungsintensive Schienenauszüge verzichtet werden kann.