Title (deu): Entwicklung der Tunnelausrüstung im Zeitraum 1980 bis 2015

Author: Rüf, M. (Michael)

Description (deu): St. Pölten, Studiengang Eisenbahn-Infrastrukturtechnik, Masterarbeit, 2015

Description (deu): Hohe Geschwindigkeiten, lange Tunnel und höhere Kapazitäten erfordern ein komplexes Zusammenspiel aller Anlagenteile innerhalb eines Tunnels. Es muss neben der Funktion auch ein sicherer und zuverlässiger Betrieb gewährleistet werden und auch die Verfügbarkeit der Gleise gegeben sein, um den steigenden Verkehr wie gewünscht durch den Tunnel führen zu können. Daher kommt auch der Instandhaltung und Wartung der Anlagen große Bedeutung zuteil, sodass durch intelligente Arbeitsprozesse Gleis- bzw. Tunnelsperren vermieden werden können. Damit einhergehend gilt ein Tunnel als Gefahrenraum, in welchem sich MitarbeiterInnen nur im äußerst erforderlichen Ausmaß aufhalten sollen.
Die wachsende Zahl an Tunnel, welche mittlerweile Längen von bis zu 60 Kilometer erreichen, führen zu einem höheren Risiko von nicht geplanten Ereignissen innerhalb eines Tunnels. Um dieses Risiko zu minimieren, sind zuverlässige und sichere Anlagen erforderlich. Brände, Entgleisungen und sonstige Vorkommnisse sind zu verhindern. Aufgrund von Tunnelbränden zu Ende der 1990’er Jahre wurden die rechtlichen Rahmenbedingungen zu den Anforderungen an Sicherheits- und Rettungskonzepten sukzessive erweitert und verschärft.
Um weiterhin das Thema Tunnelsicherheit überblicken zu können, wurde in dieser Arbeit einerseits die rechtliche Entwicklung durch nationale und europäische Vorschriften erhoben und andererseits auch dargelegt, welche Anlagen in Österreich verwendet werden bzw. wie sich diese innerhalb der letzten 35 Jahre entwickelt haben. Welche Anlagen werden durch gesetzliche Rahmenbedingungen vorgeschrieben, welche Anlagen können im Ermessen des Eisenbahninfrastrukturunternehmens vorgesehen werden? Dazu wurden einzelne Ausrüstungskomponenten beschrieben, warum diese zum Einsatz gelangen und welche Anforderungen an diese gestellt werden. Zusätzlich werden einzelne Tunnelprojekte aus Österreich, der Schweiz und aus Deutschland heraus gegriffen und hinsichtlich deren Sicherheits- und Rettungseinrichtungen beschrieben.
Neubauanlagen werden hauptsächlich nur mehr eingleisig ausgeführt. Dadurch verringern sich die Tunnelquerschnitte. Höhere Fahrgeschwindigkeiten führen zu höheren Druck- und Sogbelastungen innerhalb des Tunnels und werden die Druckwellen innerhalb der langen Tunnel mehrmals reflektiert und überlagert. Diesen Belastungen müssen die Ausrüstungskomponenten über eine Lebensdauer von mehr als 30 Jahren standhalten. Daher wurde abschließend für ein ausgewähltes Tunnelprojekt einer Güterzugumfahrung eine dynamische Berechnung durchgeführt. Es wurde im konkreten Fall der Verriegelungsbolzen einer Fluchttür auf Ermüdungsbruch überprüft. Zwei Berechnungsvarianten haben gezeigt, dass bei der vorgesehenen Betriebsführung kein Ermüden eintreten wird.

Description (eng): The increasing length of tunnels, speeds and capacities require a complex interaction of all components in the tunnel. To accommodate the increasing traffic flows: besides the serviceability, the safety and availability of tunnel infrastructure are decisive factors. Hence the maintenance and inspection of tunnels play major role. However, efforts should be made to minimize tunnel blocking times by an intelligent planning and implementation of the maintenance and inspection measures. In addition, applies a tunnel as a danger zone, in which employees will stay only in extremely necessary extents.
The growing number of tunnels, whose lengths now a days reach lengths of up to 60 kilometers, lead to a higher risk of unplanned events inside a tunnel. To minimize this risk, reliable and secure facilities are required. Fires, derailments and other incidents must be avoided. Because of tunnel fires at the end of the 1990's, the legal framework were gradually extended and intensified to the requirements of safety and rescue concepts.
To get a further overview in topic of tunnel safety: this work is on one hand engaged with the legal development in national and European legislation. On the other hand shows the application and development of tunnel components in Austria, since the last 35 years. The components are prescribed by the legislative framework and are identified based on the schedule at the discretion of the railway infrastructure company. For this purpose, various pieces of equipment have been described and characterized by the purpose of their application and the requirement are placed on them. In addition, individual tunnel projects from Austria, Switzerland and Germany are singled out and described in terms of their safety and rescue equipment.
Today and in future new tunnel projects are built mainly with single-track. This reduces the tunnel cross sections. Higher speeds lead to higher pressure and suction loads within the tunnel. In long tunnels the pressure waves inside the tunnel are reflected several times and superimposed. These pressures react on the equipment components in a lifetime of more than 30 years. Hence in the final step of this thesis, a dynamic calculation is performed for a selected tunnel project, a freight train bypass. The case study specifically considered an escape door where review on the interlocking of fatigue failure was performed. Two calculation methods on fatigue verification have shown that no fatigue failure will occur with the proposed operational management.

Object languages: German

Date: 2015

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Classification: Eisenbahn; Tunnel; Optimierung

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