Neubaustrecke Mattstetten - Rothrist

Die Neubaustrecke Mattstetten – Rothrist auf der Schweizer Haupt-Eisenbahnachse Ost-West ist auf eine Geschwindigkeit von 200 km/h ausgelegt. Die aus dem Betrieb sich ergebenden Anforderungen an die Fahrbahn waren deshalb hinsichtlich Sicherheit und Verfügbarkeit besonders hoch.

Übersicht Matro

Fahrbahn allgemein

Die doppelspurige Neubaustrecke mit einem einspurigen Ast in Richtung Solothurn umfasst 94’100 m Gleis und 3 Schnellfahrweichen. Dabei sind zwei kleinere Stationsanlagen auf dem Ast Richtung Solothurn nicht berücksichtigt. Der grösste Teil der Neubaustrecke (76'100 m) wurde als klassischer Schotteroberbau mit lückenlos verschweissten Gleisen gemäss den einschlägigen Reglementen und Weisungen der SBB ausgeführt. Zwecks hoher Stabilität weist die Schotterflanke eine verstärkte Schulter auf. In den drei langen Tunnels Emmequerung, Oenzberg und Murgenthal kam auf insgesamt 18'000 m die bewährte Feste Fahrbahn vom Typ "SBB-Bözberg" zur Anwendung.

Bei der Planung der Fahrbahn für die auf 200 km/h ausgelegte Strecke wurde auf zwei Aspekte der Oberbaugestaltung besonderen Wert gelegt:

	möglichst einheitliche Ausführung auf der Gesamtstrecke
	kontinuierliche Oberbausteifigkeiten

Dadurch wurde die Gesamtstrecke in gleich hoher Qualität hergestellt. Die hervorragende Lagegenauigkeit und Stabilität des Gleises reduziert den späteren Unterhaltsaufwand für die Hochgeschwindigkeitsstrecke deutlich.

Hinsichtlich Fahrbahntechnik weist die Neubaustrecke einige Besonderheiten auf:

	Erstmals wurden in der Schweiz in grösserem Umfang (16'800 Gleismeter) besohlte Betonschwellen eingebaut.
	In drei Tunnels wurde die Feste Fahrbahn dank optimaler Einbautechnik in rekordverdächtiger kurzer Bauzeit und hervorragender Lagegenauigkeit eingebaut.
	Die drei Schnellfahrweichen in der einzigen Abzweigung bei Wanzwil, mit Regelgeschwindigkeit auf beiden Ästen von 200 km/h, sind die grössten je in der Schweiz eingebauten Weichen.
	Für den Erschütterungsschutz kamen drei unterschiedliche Systeme, nämlich Schwellenbesohlung, Unterschottermatten und Masse-Feder-Systeme zum Einsatz.

Schwellenbesohlung

Grund für den Projektvorschlag der Ingenieurgemeinschaft MATRO einen Teil der Schwellen besohlt auszuführen, waren längere Streckenabschnitte mit unmittelbarer Auflagerung des Schotters auf hartem Untergrund (Wannen oder Tagbautunnel mit Betonsohle, Brücken, Tunnel mit hoch verdichteter Kiesauffüllung). Die Erfahrung zeigt, dass in derartigen Situationen der Schotter einem hohen Verschleiss ausgesetzt ist.

Die bewährten und kostengünstigen Schienenbefestigungen und Betonschwellenbauarten konnten unverändert beibehalten werden. Der Querverschiebewiderstand ist hoch und gleichmässig. Hinsichtlich Spurhaltung, Schienenneigung etc. bleiben die Vorteile der normalen Betonschwelle erhalten.

Bei der Auswahl des geeigneten Produktes standen folgende Gesichtspunkte und Anforderungen im Vordergrund:

	Produkt, das sich im Betrieb bei Bahngesellschaften der Nachbarländer bewährt hat
	Ausgewiesene Wirkung hinsichtlich Reduktion der dynamischen Schotterbeanspruchung
	Reduzierung der in den Untergrund übertragenen Schwingungen (Schwingungsdämmung) im Vergleich zu einem Gleis ohne Schwellenbesohlung
	Schieneneinsenkung unter Gebrauchslast, gemessen im Feldversuch < 2mm
	Hohe Gleislagestabilität
	Verfügbare Kennwerte des Produktes, Messergebnisse über Einsenkungen

Die Entscheidung fiel schliesslich auf ein Produkt von Getzner Werkstoffe GmbH.

Die besohlten Schwellen erfordern bei Unterhalt und Erneuerung zwar einen sachgerechten Umgang, um Beschädigungen der Besohlung zu vermeiden, aber die üblichen maschinellen Verlege- und Instandsetzungsverfahren sind problemlos anwendbar. Um die Verträglichkeit mit mechanisierter Stopfung des Gleises und der dynamischen Gleisstabilisierung nachzuweisen, wurden einige Schwellen mit Schwellenbesohlung nochmals ausgebaut und der Zustand der Besohlung überprüft. Es gab seitens der beteiligten Experten des Bauherrn und des Bundesamtes für Verkehr keine Einwände.

Die dynamischen Eigenschaften wurden am ersten eingebauten Abschnitt mit Schwellenbesohlung geprüft. Die Einsenkung wurde mittels Schwingungssensoren auf den Schwellen gemessen.

Im Bereich der Weichen wurde auf einen Einsatz von Schwellenbesohlung verzichtet, da zum Zeitpunkt der Entscheidung einzig in Frankreich eine Weichenschwellenbesohlung bekannt war und auch dort nur punktuell eingesetzt wurde. Daher waren die derzeit vorhandenen Erfahrungen diesbezüglich zu gering. Um trotzdem eine kontinuierliche Bettung und geringe Setzungsdifferenzen im Weichenbereich zu gewährleisten, wurde empfohlen unter allen drei Schnellfahrweichen eine relativ harte Schotterschutzmatte einzubauen. Diese wurde so dimensioniert, dass die Fahrbahnelastizität des Weichenbereichs möglichst ähnlich derjenigen des angrenzenden Bereiches mit oder ohne Schwellenbesohlung ist.

Für kleinere Abschnitte (Bauwerkslänge < 25 m), in denen aus fahrbahndynamischen Gründen keine ausreichende Unterbau-Elastizität vorhanden war und Schwellenbesohlung aus logistischen Gründen nicht sinnvoll war, wurden nach bewährter Methode ebenfalls Schotterschutzmatten eingesetzt.

Die SBB hat dem Konzept zur Schwellenbesohlung zugestimmt, sodass auf der Strecke Mattstetten-Rothrist jetzt ca. 28’000 Schwellen mit Schwellenbesohlung ausgerüstet sind.

Feste Fahrbahn

Als Feste Fahrbahn kam die in der Schweiz seit 1966 im Bözbergtunnel im Einsatz stehende Bauart mit Zweiblockschwellen und Spurstange zum Einsatz. Grund für die Wahl dieser Variante ist die langjährige gute Erfahrung mit dem System, namentlich im sehr stark belasteten Heitersbergtunnel westlich von Zürich, der seit 1975 ohne nennenswerte Verschleisserscheinungen (ausgenommen ein Schienenwechsel nach 15 Jahren und ein Wechsel der Zwischenlagen nach 19 Jahren) in Betrieb steht. Das System beruht auf einer betonierten Fahrbahnplatte ohne Bewehrung mit zwei ausgesparten Rinnen, in die später die Schwellen vergossen werden. Die Zweiblockschwellen werden vormontiert zusammen mit dem Gummischuh geliefert und eingebaut. Beim Einbau ist neben der genauen Gleislage darauf zu achten, dass die Schwellenblöcke möglichst vollständig, d.h. ohne Blasenbildung untergossen werden.

Dafür wurde von der ausführenden Firma ein neuartiger Fertiger, der in ähnlicher Form schon bei der Neubaustrecke Rhein-Main verwendet wurde, eingesetzt. Dieser Fertiger erlaubte zusammen mit der hochpräzisen Gleisrichttechnik eine sehr rationelle Bauweise und eine sehr genau Lage des fertigen Gleises.

Die Abnahmemessungen zur Gleislage ergaben, dass die vorgegebenen Toleranzen zu 100% eingehalten und sogar deutlich unterschritten wurden. Die Überhöhung hat eine Durchschnittsabweichung von +/- 0.9 mm, zulässig war +/- 2.0 mm.

Schnellfahrweichen

Obwohl bei anderen europäischen Bahnen, wie beispielsweise in Frankreich, Spanien, Italien und Deutschland, bereits Hochgeschwindigkeitsweichen für Geschwindigkeiten in der Abzweigung von 200 km/h im Einsatz stehen, war bei der Festlegung der Weichentechnik auf die Besonderheiten des Betriebes (gemischter Verkehr mit Güter- und Personenzügen) Rücksicht zu nehmen. Zusätzlich galt es die Regelungen hinsichtlich Interoperabilität im europäischen Schienennetz zu berücksichtigen.

Weichenlieferant ist die Firma VAE Eisenbahnsysteme GmbH. Die drei Weichen haben folgende Bezeichnung:
EW VI-12000/6100-1:42. Die gesamte Baulänge jeder Weiche beträgt rund 161 Meter. Das längste Bauteil ist die Zungenvorrichtung mit rund 64 Metern Länge und einem Gewicht von 10 Tonnen. Das bewegliche Herzstück mit einer Länge von 22 Metern hat ein Einbaugewicht von 7.5 Tonnen. Jede Weiche hat insgesamt 19 Kastenschwellen mit 8 elektrohydraulischen Weichenantrieben an den Zungen und 3 Antrieben am Herzstück. Die anderen Kastenschwellen sind zur Unterbringung der 8 Zungenprüfkontakte. Antriebe und Zungenprüfer wurden von der Firma ALCATEL geliefert und montiert. Nebenstehendes Bild zeigt die Spaltweiche beim Übergang Doppelspur – Einspurstrecke. Dieser Abschnitt wird mit 200 km/h befahren.

Weitere Bilder und Informationen, auch zu den anderen Projektbeteiligten gibt es unter www.matro.ch und in der Publikation im Eisenbahningenieur (EI) vom Juli 2004.

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