Holdings: Fahrleitungen elektrischer Bahnen

Fahrleitungen elektrischer Bahnen: Planung, Berechnung, Ausführung ; mit 121 Tabellen

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Bibliographic Details
Format:	Book
Language:	German
Published:	Stuttgart u.a. Teubner 1998
Edition:	2., überarb. Aufl.
Subjects:	Fahrleitung
Online Access:	Inhaltsverzeichnis
Item Description:	Literaturangaben
Physical Description:	XXII, 722 S. Ill.
ISBN:	351916177X

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MARC


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adam_text	FAHRLEITUNGEN ELEKTRISCHER BAHNEN PLANUNG BERECHNUNG AUSFUEHRUNG VON DR. ING. FRIEDRICH KIESSLING SIEMENS AG, ERLANGEN DIPL.-ING. RAINER PUSCHMANN SIEMENS AG, ERLANGEN DR.-ING. AXEL SCHMIEDER SIEMENS AG, ERLANGEN UND DOZ. DR.-ING. HABIL. PETER SCHMIDT TECHNISCHE UNIVERSITAET DRESDEN 2., UEBERARBEITETE AUFLAGE MIT 539 BILDERN UND 121 TABELLEN B. G. TEUBNER LEIPZIG 1998 INHALTSVERZEICHNIS 1 BAHNENERGIEVERSORGUNGSSYSTEME 1 1.1 AUFGABEN DER BAHNENERGIEVERSORGUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 BAHNENERGIEVERSORGUNGSNETZE ....................... 2 1.2.1 BAHNSTROMARTEN ........................... 2 1.2.2 GRUNDSAETZLICHER AUFBAU DER BAHNENERGIEVERSORGUNG . . . . . . . 4 1.2.2.1 BEREITSTELLEN DER BAHNENERGIE .............. 4 1.2.2.2 VERTEILUNG DER BAHNENERGIE ............... 4 1.2.3 GLEICHSTROM-BAHNNETZE ....................... 7 1.2.4 162/3-HZ-EINPHASENWECHSELSTROM-BAHNNETZE ........... 8 1.2.4.1 BAHNENERGIEERZEUGUNG .................. 8 1.2.4.2 ARTEN DER 162/3-HZ-BAHNENERGIENETZE .......... 9 1.2.5 50-HZ-EINPHASENWECHSELSTROM-BAHNNETZE ............. 10 1.3 162/3-HZ-BAHNENERGIEVERSORGUNG DER DB ................. 14 1.3.1 ENERGIEERZEUGUNG .......................... 14 1.3.2 ENERGIEUEBERTRAGUNG UND STRECKENVERSORGUNG ........... 14 1.3.3 NORMSCHALTANLAGEN 162/3 HZ DER DB ............... 15 1.3.3.1 FUNKTION UND ARTEN DER NORMSCHALTANLAGEN ...... 15 1.3.3.2 110-KV-FREILUFTSCHALTANLAGEN ............... 16 1.3.3.3 15-KV-INNENRAUMSCHALTANLAGEN ............. 19 1.3.3.4 EIGENBEDARFSVERSORGUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.3.3.5 SCHUTZ ........................... 22 1.3.3.6 SCHALTANLAGEN-INFORMATIONSVERARBEITUNGS-ANLAGE (SCH- IN-A) ........................... 24 1.3.3.7 GEBAEUDE UND TRAGWERKE ................. 27 1.3.4 NETZLEITTECHNIK ........................... 28 1.3.4.1 ENTWICKLUNG] AUFGABEN UND AUFBAU .......... 28 1.3.4.2 ORTSSTEUEREINRICHTUNGEN UND FERNWIRKLINIEN ...... 29 1.3.4.3 FERNWIRKTECHNIK DER SCH-IN-A . . . . . . . . . . . . . . 30 1.3.4.4 UMSETZER, FERNWIRKKNOTEN UND UNTERLEITSTELLEN . . . . 31 1.3.4.5 ZENTRALSCHALTSTELLEN .................... 31 1.3.4.6 SCHALT- UND NETZBEFEHLSSTELLEN .............. 32 1.4 25-KV-50-HZ-BAHNENERGIEVERSORGUNG DER STRECKE MADRID - SEVILLA ... 32 1.4.1 STRECKENVERSORGUNG UND -SCHALTUNG ................ 32 1.5 DC-750-V-BAHNENERGIEVERSORGUNG DER UNTERGRUNDBAHN IN ANKARAY ... 35 1.5.1 STRECKENVERSORGUNG UND SCHALTUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 1.5.2 UNTERWERKE UND KOMPONENTEN ................... 36 1.4.2 UNTERWERKE UND KOMPONENTEN ................... 33 X INHALTSVERZEICHNIS 1.6 LITERATUR ................................... 37 2 ANFORDERUNGEN UND VORGABEN 39 2.1 ANFORDERUNGEN AN FAHRLEITUNGEN ...................... 39 2.1.1 ALLGEMEINES ............................. 39 2.1.2 MECHANISCHE ANFORDERUNGEN .................... 40 2.1.3 ELEKTRISCHE ANFORDERUNGEN ..................... 40 2.1.4 UMGEBUNGSBEDINGTE ANFORDERUNGEN ................ 41 2.1.5 ANFORDERUNGEN AUS BETRIEB UND INSTANDHALTUNG ......... 41 2.2 BAHNBAU- UND BETRIEBSTECHNISCHE VORGABEN ................ 42 2.2.1 OBERBAU ............................... 42 2.2.2 LICHTRAUMPROFILE .......................... 42 2.2.3 TRASSENFUEHRUNG ........................... 47 2.2.4 FAHRGESCHWINDIGKEITEN ....................... 49 2.3 KLIMATISCHE VORGABEN ........................... 49 2.3.2 WINDGESCHWINDIGKEITEN ....................... 50 2.3.1 TEMPERATUREN ............................ 50 2.3.3 EISBEHANG .............................. 51 2.3.4 ATMOSPHAERILIEN ........................... 51 2.3.5 BLITZUEBERSPANNUNGEN ........................ 51 2.4 VORGABEN DURCH DIE STROMABNEHMER .................... 53 2.4.1 AUFBAU UND FUNKTION ........................ 53 2.4.2 EIGENSCHAFTEN VON SCHLEIFLEISTEN .................. 53 2.4.3 KRAFTWIRKUNG ZWISCHEN STROMABNEHMER UND OBERLEITUNG .... 57 2.4.3.1 STATISCHE ANPRESSKRAFT .................. 57 2.4.3.2 AERODYNAMISCHE ANPRESSKRAFT .............. 58 2.4.3.3 FAHRDYNAMISCHE ANPRESSKRAFT .............. 58 2.5 SICHERHEITSTECHNISCHE VORGABEN ...................... 59 2.5.1 NORMEN ............................... 59 2.5.2 BEANSPRUCHUNG UND FESTIGKEIT ................... 59 2.5.3 ISOLATIONSKOORDINATION ....................... 60 2.5.4 SCHUTZ GEGEN ELEKTRISCHEN SCHLAG .................. 61 SCHUTZ GEGEN ELEKTRISCHEN SCHLAG DURCH DIREKTES BERUEHREN 62 SCHUTZ GEGEN ELEKTRISCHEN SCHLAG BEI INDIREKTEM BERUEHREN 64 SCHUTZ GEGEN ELEKTRISCHEN SCHLAG DURCH DAS SCHIENEN- 2.5.4.1 2.5.4.2 2.5.4.3 POTENTIAL ......................... 65 2.6 UMWELTVERTRAEGLICHKEIT ........................... 66 2.6.1 UMWELTFREUNDLICHKEIT DER ELEKTROTRAKTION ............. 66 2.6.2 LANDSCHAFTSVERBRAUCH ........................ 66 2.6.3 NATUR- UND VOGELSCHUTZ ...................... 67 2.6.4 ASTHETIK ............................... 68 2.6.5 ELEKTRISCHE UND MAGNETISCHE FELDER ................ 69 2.7 PHYSIKALISCHE KENNGROESSEN VON WERKSTOFFEN ................ 69 2.8 LITERATUR ................................... 71 INHALTSVERZEICHNIS XI 3 FAHRLEITUNGSSYSTEME UND OBERLEITUNGSBAUWEISEN 3.1 BEGRIFFE ................................... 3.2 OBERLEITUNGSBAUWEISEN ........................... 3.2.1 DRAEHTE UND SEILE .......................... 3.2.1.1 DRAEHTE ........................... 3.2.1.2 SEILE ............................ 3.2.2 EINFACHOBERLEITUNGEN ........................ 3.2.2.1 EINPUNKTAUFHAENGUNG MIT FEST ABGESPANNTEM FAHRDRAHT 3.2.2.2 PENDELAUFHAENGUNG MIT ODER OHNE AUTOMATISCHE NACH- SPANNUNG ......................... 3.2.2.4 ELASTISCHE STUETZPUNKTE .................. 3.2.2.3 GLEITENDE AUFHAENGUNG .................. 3.2.3 EINFACHOBERLEITUNG MIT BEISEIL ................... 3.2.4 HOCHKETTENOBERLEITUNGEN ...................... 3.2.4.1 KETTENWERK MIT HAENGER AM STUETZPUNKT ........ 3.2.4.2 KETTENWERK MIT VERSETZTEN STUETZPUNKTHAENGERN ..... 3.2.4.3 KETTENWERK MIT Y-BEISEIL ................ 3.2.4.4 KETTENWERK MIT WINDSCHIEFER ANORDNUNG ........ 3.2.4.5 KETTENWERK MIT ELASTISCHEN HAENGERELEMENTEN . . . . . 3.2.4.6 KETTENWERK MIT HILFSTRAGSEIL ............... 3.2.5 FLACHKETTENOBERLEITUNGEN ...................... 3.3 STROMSCHIENEN ................................ 3.3.1 STROMSCHIENENARTEN ......................... 3.3.2 ERRICHTEN UND BETREIBEN VON STROMSCHIENENANLAGEN ....... 3.4 STROMSCHIENENOBERLEITUNGEN ........................ 3.5 LITERATUR ................................... 73 73 75 75 76 77 78 79 79 80 80 80 81 81 82 83 84 85 85 86 87 90 91 92 96 4 AUFBAU VON LAENGSKETTENWERKEN UND QUERTRAGEINRICHTUNGEN 97 4.1 LAENGSKETTENWERKE .............................. 97 4.1.1 AUFBAU ................................ 97 4.1.2 WAHL DER OBERLEITUNGSBAUWEISE . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 4.1.3 WAHL DER LEITERQUERSCHNITTE UND ZUGKRAEFTE ............ 100 4.1.4 WAHL DER LAENGSSPANNWEITE ..................... 102 4.1.5 SYSTEMHOEHE ............................. 103 4.1.6 KETTENWERKE IM TUNNEL ....................... 103 4.1.7 VORDURCHHANG ............................ 104 4.1.8 HAENGERTEILUNG ............................ 104 4.1.9 VERWENDUNG EINES Y-BEISEILS .................... 105 4.1.10 WAHL DER NACHSPANNLAENGE ..................... 107 4.1.11 VERBINDENDE UND ISOLIERENDE UEBERLAPPUNGEN ........... 4.1.12 KONSTRUKTIVE DURCHBILDUNG .................... 111 4.1.12.1 FESTPUNKTE ........................ 112 4.1.12.2 BEWEGLICHE NACHSPANNUNG ................ 112 4.1.12.3 FESTE ENDVERANKERUNGEN ................. 114 109 XII INHALTSVERZEICHNIS 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.1.12.4 HAENGER .......................... 116 4.1.12.5 ELEKTRISCHE VERBINDUNGEN ................ 117 4.1.12.6 ELEKTRISCHE TRENNUNGEN ................. 118 4.1.12.7 SCHUTZSTRECKEN UND PHASENTRENNSTELLEN ......... 119 QUERTRAGEINRICHTUNGEN ........................... 121 4.2.1 SCHWENKAUSLEGER ........................... 122 4.2.2 AUSLEGER UEBER MEHRERE GLEISE ................... 126 4.2.3 QUERTRAGWERKE ........................... 126 4.2.3.1 GESTALTUNG ........................ 127 4.2.3.2 KONSTRUKTIVE DURCHBILDUNG ............... 128 4.2.4 QUERJOCHE .............................. 129 4.2.5 BOGENABZUG ............................. 131 4.2.6 QUERTRAGEINRICHTUNGEN IM TUNNEL ................. 131 BAHNENERGIELEITUNGEN ............................ 132 4.3.1 FUEHRUNG UND BEFESTIGUNG VON BAHNENERGIELEITUNGEN ....... 132 SIGNALE DER ELEKTRISCHEN ZUGFOERDERUNG ................... 134 HINDERNISSE GEGEN UNGEWOLLTES BERUEHREN ................. 135 BAUTEILE UND -ELEMENTE ........................... 136 4.6.1 OBERLEITUNGSSCHALTER ........................ 136 4.6.2 ISOLATOREN .............................. 136 4.6.2.1 AUFGABEN UND BEANSPRUCHUNG .............. 136 4.6.2.2 ISOLIERMATERIALIEN ..................... 136 4.6.2.3 AUSFUEHRUNGSFORMEN UND ANWENDUNG .......... 139 4.6.2.4 ELEKTRISCHE UND MECHANISCHE BEMESSUNG ........ 140 4.6.2.5 AUSWAHL UND ANWENDUNG ................ 141 4.6.3 KLEMMEN UND VERBINDUNGSTEILE .................. 141 4.6.3.1 AUFGABEN UND BEMESSUNG ................ 141 4.6.3.2 WERKSTOFFE ......................... 143 4.6.3.3 LAENGSKETTENWERK ..................... 146 4.6.3.4 ROHRSCHWENKAUSLEGER ................... 148 4.6.3.5 QUERTRAGWERK ....................... 151 AUSGEFUEHRTE ANLAGEN ............................ 155 4.8.1 ANLAGEN FUER NAHVERKEHR ...................... 155 4.8.2 ANLAGEN FUER FERNVERKEHR ...................... 159 4.8.2.1 OBERLEITUNGEN FUER DC 3 KV ............... 159 4.8.2.2 OBERLEITUNGEN FUER AC 162/3 HZ KV ........... 165 4.8.2.3 OBERLEITUNGEN FUER 25 KV/50 HZ ............. 172 LITERATUR ................................... 175 SYSTEMATISIERUNG DER OBERLEITUNGEN UND IHRER KOMPONENTEN . ..... 152 5 BERECHNUNG VON LAENGSKETTENWERKEN 177 5.1 LASTANNAHMEN ................................ 177 5.1.1 EIGENLASTEN ............................. 177 5.1.2 ZUGKRAEFTE UND DEREN KOMPONENTEN ................ 179 INHALTSVERZEICHNIS XIII 5.1.2.1 ZUGKRAEFTE IN SEILEN UND DRAEHTEN ............ 179 5.1.2.2 KOMPONENTEN VON LEITERZUGKRAEFTEN ........... 182 5.1.3 WINDLASTEN ............................. 187 5.1.4 EISLASTEN ............................... 188 5.2 DURCHHANG .................................. 190 5.2.1 EINFACHLEITER ............................. 190 5.2.1.1 GLEICH HOHE AUFHAENGEPUNKTE . . . . . . . . . . . . . . 190 5.2.1.2 UNGLEICH HOHE AUFHAENGEPUNKTE . . . . . . . . . . . . . 192 5.2.1.3 KETTENWERK ........................ 192 5.3 ZUSTANDSGLEICHUNG .............................. 194 5.4 WINDABTRIEB ................................. 198 5.4.1 WINDABTRIEB IN DER GERADEN .................... 198 5.4.2 WINDABTRIEB UND FAHRDRAHTSEITENLAGE IM GLEISBOGEN . . . . . . 199 5.4.2.1 FAHRDRAHTLAGE OHNE WINDEINWIRKUNG .......... 200 5.4.2.2 FAHRDRAHTLAGE MIT WINDEINWIRKUNG ........... 201 5.4.3 WINDABTRIEB IM KETTENWERK .................... 202 5.5 LAENGSSPANNWEITEN UND NACHSPANNLAENGEN ................. 205 5.5.1 GROESSTE LAENGSSPANNWEITEN ..................... 205 5.5.1.1 ARBEITSBEREICH DER STROMABNEHMERWIPPE . . . . . . . . 205 5.5.1.2 SEITENBEWEGUNG DES FAHRZEUGES ............. 206 5.5.1.3 FAHRDRAHTGRENZLAGE BEI WIND .............. 207 5.5.1.4 ERMITTELN DER LAENGSSPANNWEITEN ............ 209 5.5.2 ERMITTELN DER NACHSPANNLAENGEN .................. 212 5.6 LITERATUR ................................... 212 6 PROJEKTIERUNG VON OBERLEITUNGEN 215 6.1 ZIEL UND ABLAUF ............................... 215 6.2 GRUNDLAGEN UND AUSGANGSDATEN ...................... 218 6.2.1 ALLGEMEINES ............................. 218 6.2.2 TECHNISCHE ANFORDERUNGEN ..................... 218 6.2.3 PLANUNGSUNTERLAGEN ......................... 218 6.2.3.1 NEUE STRECKEN ....................... 218 6.2.3.2 BESTEHENDE STRECKEN ................... 223 6.2.3.3 UMBAUTEN ......................... 223 6.2.3.4 GLEISE UND TOPOGRAPHIE ................. 223 6.2.3.5 SCHALTUNG DER OBERLEITUNG ................ 224 6.3 FAHRDRAHTSEITENLAGE UND HORIZONTALKRAEFTE ................. 225 6.4 FESTLEGEN DER LAENGSSPANNWEITEN ...................... 231 6.5 NACHSPANNLAENGEN .............................. 232 6.6 UEBERLAPPUNGSBEREICHE ........................... 234 6.7 UEBERSPANNUNG VON WEICHEN ........................ 235 6.7.1 BEZEICHNUNG UND DARSTELLUNG VON WEICHEN ............ 235 6.7.2 PRINZIPIEN DER WEICHENBESPANNUNG ................ 239 6.7.3 KLEMMENFREIER RAUM ........................ 239 XIV INHALTSVERZEICHNIS 6.7.4 GESTALTUNG DER KREUZENDEN WEICHENBESPANNUNG ......... 240 6.7.6 HOEHENLAGE DER FAHRDRAEHTE IM WEICHENBEREICH .......... 245 6.7.7 TANGENTIALE WEICHENBESPANNUNG .................. 250 6.8 ZWANGSPUNKTE FUER DIE BESPANNUNG ..................... 251 6.8.1 WEICHEN ............................... 251 6.8.2 SIGNALE UND SIGNALSICHT ....................... 253 6.8.3 BAHNUEBERGAENGE ........................... 253 6.8.4 KUNSTBAUTEN ............................ 253 6.9 LAGEPLAENE .................................. 258 6.9.1 OBERLEITUNGSSYMBOLE ........................ 259 6.9.2 BESPANNUNGSPUNKTE UND MASTSTANDORTE .............. 259 6.9.3 EINZELMASTEN ............................ 264 6.9.4 QUERTRAGWERKE ........................... 264 6.9.5 MEHRGLEISAUSLEGER .......................... 265 6.9.6 JOCHE ................................. 265 6.9.7 TUNNELSTUETZPUNKTE ......................... 265 6.9.8 ELEKTRISCHE VERBINDUNGEN ..................... 265 6.9.9 STROMRUECKFUEHRUNG UND SCHUTZERDUNG . . . . . . . . . . . . . . . 266 6.9.10 SIGNALE DER ELEKTRISCHEN ZUGFOERDERUNG ............... 6.9.11 AUSFUEHRUNG VON LAGEPLAENEN .................... 6.10 QUERPROFILPLAN ................................ 268 6.10.1 MASTARTEN UND IHRE EINORDNUNG .................. 270 6.10.2 MASTBILD . .............................. 272 6.10.3 SCHALTERLEITUNGEN, MASTTRENNSCHALTER ............... 272 6.10.4 MASTLAENGENERMITTLUNG ....................... 274 6.10.5 AUSLEGER ............................... 275 6.10.6 MAST- UND GRUENDUNGSAUSWAHL ................... 276 6.10.7 QUERTRAGWERKE ........................... 278 6.10.8 JOCHE ................................. 281 6.11 LAENGSPROFILE ................................. 283 6.11.1 HAENGERANORDNUNG .......................... 283 6.11.2 KETTENWERKSABSENKUNGEN ...................... 283 6.11.3 BAHNENERGIELEITUNGSHOEHENPLAN ................... 284 6.11.5 BAHNENERGIELEITUNGEN ........................ 286 6.11.5.1 EINFUEHRUNG ........................ 286 6.1 1.5.2 LEITUNGSFUEHRUNG ..................... 287 6.11.5.3 ABSTANDSNACHWEISE .................... 287 6.12 PROJEKTDOKUMENTATION ........................... 294 6.13 RECHNERGESTUETZTE PROJEKTIERUNG ...................... 295 6.13.2 STRUKTUR UND MODULE ........................ 295 6.7.5 FESTLEGUNG DER WEICHENSTUETZPUNKTE UND DER FAHRDRAHTKREUZUNG 241 6.8.5 ELEKTRISCHE TRENNUNGEN IN BAHNHOEFEN UND AUF FREIEN STRECKEN . 258 268 268 6.11.4 MINDESTABSTAENDE ZU OBERLEITUNGEN- UND BAHNENERGIELEITUNGEN . 284 ................................. 295 6.13.1 ZIELE INHALTSVERZEICHNIS XV 6.13.3 DATENHALTUNG ............................ 295 6.13.4 HARD- UND SOFTWARE ......................... 295 6.13.5 ANWENDUNG ............................. 296 6.14 LITERATUR ................................... 299 7 QUERTRAGWERKE. MASTEN UND GRUENDUNGEN 301 7.1 LASTANNAHMEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 7.1.1 STAENDIGE LASTEN ........................... 301 7.1.2 VERAENDERLICHE LASTEN ........................ 302 7.1.2.1 WINDLASTEN ........................ 302 7.1.2.2 EISLASTEN ......................... 304 7.1.2.3 GLEICHZEITIGE WIRKUNG VON WIND UND EIS ........ 305 7.1.3 LASTEN AUS MONTAGE UND INSTANDHALTUNG ............. 305 7.2 ARTEN DER QUERTRAGEINRICHTUNGEN UND MASTEN .............. 305 7.2.1 QUERTRAGEINRICHTUNGEN ....................... 305 7.2.1.1 ROHRSCHWENKAUSLEGER ................... 306 7.2.1.2 AUSLEGER UEBER MEHRERE GLEISE . . . . . . . . . . . . . . 306 7.2.1.3 FLEXIBLE QUERTRAGWERKE ................. 307 7.2.1.4 JOCHE ........................... 307 7.3 MASTEN .................................... 308 7.3.1 MASTARTEN .............................. 308 7.3.2 LASTANNAHMEN ........................... 309 7.3.3 AUSFUEHRUNGEN UND MATERIALIEN ................... 310 7.4 BEMESSUNG DER QUERTRAGWERKE ....................... 313 7.4.1 AUSLEGER ............................... 313 7.4.1.1 BELASTUNG UND SCHNITTKRAEFTE ............... 313 7.4.1.2 HERKOEMMLICHE BEMESSUNG ................ 315 7.4.1.3 BEMESSUNG NACH EUROCODE ................ 317 7.4.2 FLEXIBLE QUERTRAGWERKE ....................... 319 7.4.2.1 BELASTUNG, SCHNITTKRAEFTE UND DURCHHANG DER QUERTRAG- SEILE ............................ 319 7.4.2.2 EINBAUHOEHE, ERMITTLUNG DER MASTLAENGEN ........ 321 7.4.2.3 BELASTUNG UND SCHNITTKRAEFTE DER RICHTSEILE ....... 322 7.4.2.4 BEMESSUNG DER QUERTRAGSEILE, RICHTSEILE UND TRAGWERKE 322 7.4.3 FLACHKETTENVERSPANNUNGEN ..................... 323 7.5 AUSLEGUNG DER MASTEN ........................... 325 7.5.1 BESTIMMUNG DER MASTBAUHOEHE ................... 325 7.5.2 BELASTUNG UND SCHNITTLASTEN .................... 325 7.5.3 QUERSCHNITTSBEMESSUNG ....................... 328 7.5.3.1 STAHLGITTERMASTEN ..................... 328 7.5.3.2 RAHMENFLACHMASTEN ................... 331 7.5.3.3 MASTEN AUS DOPPEL-T-TRAEGERN . . . . . . . . . . . . . . 332 7.5.3.4 STAHLBETONMASTEN .................... 335 7.5.3.5 DURCHBIEGUNG ....................... 338 XVI INHALTSVERZEICHNIS 7.6 BAUGRUND .................................. 339 7.6.1 GEWACHSENER BODEN ......................... 340 7.6.1.1 NICHTBINDIGE BOEDEN ................... 340 7.6.1.2 BINDIGE BOEDEN ...................... 340 7.6.1.3 ORGANISCHE BOEDEN .................... 341 7.6.2 FELS ................................. 341 7.6.3 GESCHUETTETER BODEN ......................... 341 7.6.4 BAUGRUNDERKUNDUNG ........................ 341 7.6.5 GEWINNUNG VON BODENPROBEN ................... 342 7.6.5.1 PROBEBOHRUNGEN ..................... 342 7.6.5.2 SONDIERBOHRUNGEN .................... 342 7.6.6 SONDIERUNGEN ............................ 343 7.6.6.2 STANDARD PENETRATION TEST ................ 344 7.6.9 PRAKTISCHE ANWENDUNGEN ...................... 346 7.7 GRUENDUNGEN ................................. 349 7.7.3 BLOCKGRUENDUNGEN MIT STUFEN .................... 352 7.7.4 RAMMPFAHLGRUENDUNGEN ....................... 356 7.7.5 ANKERGRUENDUNGEN .......................... 360 7.8 BEISPIEL ................................... 362 7.8.1 DATEN DER OBERLEITUNG ....................... 362 7.8.2 BEMESSUNG NACH HERKOEMMLICHEN REGELN . . . . . . . . . . . . . . 362 7.8.2.1 BELASTUNGEN ........................ 362 7.8.2.2 MAST ............................ 363 7.8.2.3 AUSLEGER .......................... 365 7.8.3 BEMESSUNG NACH EUROPAEISCHEN NORMEN .............. 367 7.8.3.1 BELASTUNGEN ........................ 368 7.8.3.2 MAST ............................ 368 7.8.3.3 AUSLEGER .......................... 369 7.8.4 GRUENDUNG .............................. 371 7.9 LITERATUR ................................... 372 7.6.6.1 RAMMSONDEN NACH DIN 4094 .............. 344 7.6.7 AUSWERTUNG DER BODENERKUNDUNG ................. 344 7.6.8 BODENKENNWERTE ........................... 345 7.7.1 GRUNDLAGEN DER AUSLEGUNG ..................... 349 7.7.2 BLOCKGRUENDUNGEN OHNE STUFEN ................... 349 8 SONDERKONSTRUKTIONEN 375 8.1 INSTANDHALTUNGSANLAGEN ........................... 375 8.2 TUNNELVERSCHLUESSE .............................. 377 8.3 SYSTEMUEBERGAENGE .............................. 378 8.3.1 SYSTEMTRENNSTELLEN AUF FREIEN STRECKEN .............. 379 8.3.2 SYSTEMWECHSELBAHNHOEFE ....................... 380 8.4 BEWEGLICHE BRUECKEN ............................. 381 8.4.1 KONSTRUKTIVE AUSFUEHRUNG ..................... 382 INHALTSVERZEICHNIS XVII 8.4.1.1 KLAPPBRUECKEN ....................... 382 8.4.1.2 DREHBRUECKEN ....................... 383 8.4.1.3 HUBBRUECKEN ........................ 385 8.4.2 SCHALTUNG UND SIGNALISIERUNG .................... 386 NIVEAUGLEICHE KREUZUNGEN VON BAHNEN UNTERSCHIEDLICHER ENERGIEVERSOR- GUNGSSYSTEME ................................ 387 8.5.1 EISENBAHN-STRASSENBAHN-KREUZUNGEN ................ 387 8.5.2 STRASSENBAHN-OBUS-KREUZUNGEN .................. 389 DURCHFAHRT VON GROSSRAUMTRANSPORTEN AN NIVEAUGLEICHEN BAHNUEBERGAENGEN391 8.6.1 DURCHFAHRT OHNE VERAENDERUNG DER FAHRDRAHTHOEHE ........ 391 8.6.2 AENDERUNG DER FAHRDRAHTHOEHE DURCH TECHNOLOGISCHE MASSNAHMEN 393 8.6.3 AENDERUNG DER FAHRDRAHTHOEHE DURCH SONDERKONSTRUKTIONEN . . . 393 8.6.3.1 OBERLEITUNGSLUECKEN .................... 393 8.6.3.2 VERTIKAL VERSCHIEBBARE AUSLEGER ............. 394 8.6.3.3 VERTIKAL SCHWENKBARE AUSLEGER .............. 395 8.7 CONTAINERBAHNHOEFE, LADE- UND KONTROLLGLEISE, GRUBENBAHNEN . . . . . . 397 8.7.1 VERSCHWENKBARE OBERLEITUNG .................... 397 8.7.2 SCHALTUNGEN FUER LADE- UND KONTROLLGLEISE . . . . . . . . . . . . . 398 8.7.3 SCHWENKSTROSSE UND SEITLICHE OBERLEITUNG . . . . . . . . . . . . . 400 8.8 LITERATUR ................................... 400 8.5 8.6 9 ZUSAMMENWIRKEN VON STROMABNEHMERN UND OBERLEITUNG 403 9.1 EINFUEHRUNG ................................. 403 9.2 TECHNISCHE GRUNDLAGEN ........................... 403 9.2.1 AUSBREITUNG TRANSVERSALER IMPULSE LAENGS EINES GESPANNTEN FAHRDRAHTES ............................. 403 9.2.2 VERHALTEN DES GESPANNTEN FAHRDRAHTES BEI BELASTUNG MIT EINER LAENGSBEWEGLICHEN, KONSTANTEN KRAFT ................ 404 9.2.3 FAHRDRAHTANHUB BEI HOHEN GESCHWINDIGKEITEN .......... 406 9.2.4 REFLEXION VON LAENGS DES FAHRDRAHTES LAUFENDEN TRANSVERSALIMPUL- SEN AN EINER MASSE ......................... 408 9.2.5 REFLEXION VON LAENGS DES FAHRDRAHTES LAUFENDEN TRANSVERSALIMPUL- SEN AN EINEM HAENGER ........................ 410 9.2.6 DOPPLERFAKTOR ............................ 412 9.2.7 EIGENFREQUENZEN EINES KETTENWERKES ................ 414 9.2.8 DYNAMISCHE KENNDATEN EINIGER OBERLEITUNGEN .......... 415 SIMULATION DES ZUSAMMENWIRKENS VON OBERLEITUNGEN UND STROMABNEH- MERN ..................................... 416 9.3.1 AUFGABEN UND ZIELE . ........................ 416 9.3.2 STROMABNEHMERNACHBILDUNG .................... 417 9.3.3 KETTENWERKSNACHBILDUNG ...................... 420 9.3.3.1 MODELLIERUNG MIT FINITE-ELEMENTE-METHODE ...... 420 9.3.3.2 ANALYTISCHE LOESUNG IM FREQUENZBEREICH . . . . . . . . 420 9.3.3.3 METHODE DER FREQUENZABHAENGIGEN FINITEN ELEMENTE . . . 421 9.3 XVIII INHALTSVERZEICHNIS 9.3.3.4 MODELLIERUNG AUF DER BASIS DER D*ALEMBERTSCHEN WEL- LENGLEICHUNGEN ...................... 421 MODELLIERUNG FUER DIE OBERLEITUNG MIT FREQUENZABHAENGIGEN FINITEN ELEMENTEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422 9.3.4.1 MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG . . . . . . . . . . . . . . 422 9.3.4.2 RECHENBEISPIEL FUER EIGENFREQUENZEN . . . . . . . . . . . 425 9.3.4.3 KONTAKTKRAFTBERECHNUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 9.3.4.4 BEISPIELRECHNUNGEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428 9.4 MESSUNGEN UND PRUEFUNGEN ......................... 429 9.4.1 EINFUEHRUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429 9.4.2 MESSUNG DER KONTAKTKRAFT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430 9.4.2.1 MESSTECHNIK ........................ 430 9.4.2.2 MESSGROESSEN ........................ 433 9.4.2.3 BEWERTUNG DER MESSERGEBNISSE . . . . . . . . . . . . . . 435 MESSUNG DER EIGENSCHAFTEN VON OBERLEITUNGEN UND STROMABNEH- MER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438 9.4.3.1 BEURTEILUNG DER LAGE DER OBERLEITUNG . . . . . . . . . . 438 9.4.3.2 BEURTEILUNG DER DYNAMISCHEN EIGENSCHAFTEN EINES STROMABNEHMERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440 9.4.3.3 MESSUNG DES FAHRDRAHTANHUBS .............. 440 9.5 EINFLUSS DER KONSTRUKTIONSPARAMETER .................... 441 9.5.1.1 ELASTIZITAET UND ANHUB . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441 9.5.1.2 DYNAMISCHE KRITERIEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444 9.5.2 KONSTRUKTIONSPARAMETER EINER OBERLEITUNG . . . . . . . . . . . . 447 9.5.2.2 SPANNWEITE UND SYSTEMHOEHE . . . . . . . . . . . . . . . 449 9.5.2.3 VORDURCHHANG UND BEISEILE . . . . . . . . . . . . . . . . 450 9.5.2.4 EINFLUSS DER REGULIERGENAUIGKEIT . . . . . . . . . . . . . 451 9.5.3.1 KONSTRUKTIONSEIGENSCHAFTEN . . . . . . . . . . . . . . . 453 9.5.3.2 FAHREN MIT MEHREREN STROMABNEHMERN . . . . . . . . . 456 9.5.3.3 WERKSTOFFE FUER SCHLEIFSTUECKE UND FAHRDRAEHTE . . . . . . 458 9.6 SCHLUSSFOLGERUNGEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462 GRENZEN DER LEISTUNGSUEBERTRAGUNG MIT OBERLEITUNG UND STROM- ABNEHMER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462 9.6.2 VORGABEN FUER DIE OBERLEITUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463 9.6.3 VORGABEN FUER DIE STROMABNEHMER . . . . . . . . . . . . . . . . . 463 ABNEHMER .............................. 464 9.7 LITERATUR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465 9.3.4 9.4.3 9.5.1 KRITERIEN FUER DIE GESTALTUNG VON OBERLEITUNGEN . . . . . . . . . 441 9.5.2.1 QUERSCHNITTSABMESSUNGEN UND ZUGSPANNUNGEN . . . . . 447 9.5.3 KONSTRUKTIONSPARAMETER EINES STROMABNEHMERS . . . . . . . . . 453 9.6.1 9.6.4 VORGABEN FUER DAS ZUSAMMENWIRKEN VON OBERLEITUNG UND STROM- INHALTSVERZEICHNIS XIX 10 STROM UND SPANNUNG IM FAHRLEITUNGSNETZ 469 10.1 ELEKTROTECHNISCHE EIGENSCHAFTEN VON FAHRLEITUNGEN ........... 469 10.1.1 IMPEDANZEN ............................. 470 10.1.1.1 RESISTANZBELAG ...................... 471 10.1.1.2 INDUKTIVITAETSBELAG .................... 473 10.1.1.3 IMPEDANZBELAG ...................... 477 10.1.1.4 MESSUNG VON FAHRLEITUNGSIMPEDANZEN ......... 478 10.1.1.5 BERECHNETE UND GEMESSENE IMPEDANZBELAEGE ...... 482 10.1.2 ABLEITUNGSBELAG GLEIS-ERDE ..................... 485 10.1.3 KAPAZITAETSBELAEGE .......................... 490 10.2 SPANNUNGSHALTUNG IM FAHRLEITUNGSNETZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491 10.2.1 GRUNDLAGEN ............................. 491 10.2.2 BERECHNEN DER SPANNUNGSFAELLE ................... 493 10.2.2.1 EINSEITIGE SPEISUNG .................... 493 10.2.2.2 ZWEISEITIGE SPEISUNG ................... 495 10.2.3 WEITERE BERECHNUNGSALGORITHMEN ................. 499 10.3.1 ZUGSTROEME .............................. 499 10.3.2 STROEME IM FAHRLEITUNGSABSCHNITT . . . . . . . . . . . . . . . . . 501 10.3.2.1 BAHNEN DES ALLGEMEINEN VERKEHRS . . . . . . . . . . . . 502 10.3.2.2 BAHNEN DES HOCHGESCHWINDIGKEITS- UND HOCHLEISTUNGS- VERKEHRS .......................... 504 10.4 FAHRLEITUNGSSCHALTUNGEN .......................... 504 10.4.1 ANFORDERUNGEN AN FAHRLEITUNGSSCHALTUNGEN ............ 504 10.4.2 GRUNDSCHALTUNGEN ......................... 505 10.4.3 FAHRLEITUNGSSCHALTUNG BEI DER DB . . . . . . . . . . . . . . . . . 507 10.4.4 SCHALTER ............................... 510 10.5 LITERATUR ................................... 512 10.3 BETRIEBSSTROEME IN FAHRLEITUNGSNETZEN ................... 499 11 STROMTRAGFAHIGKEIT UND SCHUTZ 515 515 11.1.1 BAHNBELASTUNG ELEKTRISCHER BAHNEN ................ 515 11.1.1.1 BAHNEN DES ALLGEMEINEN VERKEHRS ............ 516 11.1.1.2 BAHNEN DES HOCHGESCHWINDIGKEITS- UND HOCHLEISTUNGS- VERKEHRS .......................... 522 11.1.1.3 KURZSCHLUSSBELASTUNG ................... 524 11.1.2 STROMBELASTBARKEIT ......................... 529 11.1.2.1 DIFFERENTIALGLEICHUNG DER FAHRLEITUNGSERWAERMUNG ... 530 11.1.2.2 EINFLUSSFAKTOREN AUF DIE STROMBELASTBARKEIT ....... 531 11.1.2.3 DAUERSTROMBELASTBARKEIT ................. 537 11.1.2.4 KURZZEITSTROMBELASTBARKEIT UND REFERENZBELASTBARKEIT . 541 11.1.2.5 KURZSCHLUSSSTROMBELASTBARKEIT .............. 542 11.1.3 THERMISCHE BEMESSUNG ....................... 544 11.1 STROMTRAGFAEHIGKEIT VON FAHRLEITUNGEN ................... 11.1.3.1 VERGLEICH DER BELASTUNG UND DER DAUERSTROMBELASTBARKEIT 544 XX INHALTSVERZEICHNIS 11.1.3.2 VERGLEICH VON BELASTUNGS- UND BELASTBARKEITSKENNLINIEN 545 11.2 EINFLUSS DER TEMPERATUR AUF DIE FAHRDRAHTEIGENSCHAFTEN ......... 548 11.2.2 METALLKUNDLICHE GRUNDLAGEN .................... 549 11.2.3 EINFLUSS AUF DIE FESTIGKEIT ...................... 550 11.2.4 EINFLUSS DER ERWAERMUNGSDAUER AUF DIE FESTIGKEIT . . . . . . . . . 553 11.2.5 ERWAERMUNG UND ENTFESTIGUNG VON FAHRDRAEHTEN AN STELLEN ER- HOEHTEN VERSCHLEISSES UND AN KLEMMEN ............... 555 11.2.6 FAHRDRAHTFESTIGKEIT AN DER KONTAKTSTELLE FAHRDRAHT - SCHLEIFSTUECK 558 11.2.7 SCHLUSSFOLGERUNGEN .......................... 559 11.3 FAHRLEITUNGSSCHUTZ UND FEHLERORTUNG ................... 561 11.3.1 AUFGABEN DES FAHRLEITUNGSSCHUTZES ................ 561 11.3.2 OBERLEITUNGSSCHUTZ BEI DER DB ................... 562 11.3.3 FEHLERORTUNG ............................. 567 11.4 LITERATUR ................................... 569 11.2.1 EINFUEHRUNG ............................. 548 12 STROMRUECKFUEHRUNG UND ERDUNG 5 73 12.1 EINFUEHRUNG ................................. 573 12.2 GRUNDLAGEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 574 12.3 DIE ERDE ALS LEITER ............................. 578 12.3.1 SPEZIFISCHER ERDWIDERSTAND ..................... 579 12.3.2 GLEIS-ERDE-SCHLEIFE ......................... 580 12.3.2.1 GLEICHSTROMBAHNEN .................... 582 12.3.2.2 EINPHASENWECHSELSTROMBAHNEN ............. 585 12.3.3 ERDER IM BAHNBEREICH ....................... 588 12.3.3.1 AUSBREITUNGSWIDERSTAENDE VON MASTERDEN ........ 589 12.3.3.2 WIRKSAMER ABLEITUNGSBELAG ............... 590 12.3.4 GLEIS-ERDE-SPANNUNG ........................ 591 12.3.4.1 GLEIS-ERDE-SPANNUNG BEI BETRIEBSBELASTUNG ...... 593 12.3.4.2 GLEIS-ERDE-SPANNUNG BEI KURZSCHLUESSEN ........ 595 12.4 GLEICHSTROMBAHNEN ............................. 596 12.4.1 STREUSTROMKORROSION ........................ 596 12.4.1.1 EINFLUSS DER POLARITAET ................... 599 12.4.1.2 SCHUTZMASSNAHMEN GEGEN STREUSTROMKORROSION ..... 600 12.4.2 STROMRUECKFUEHRUNG UND SCHUTZ GEGEN ELEKTRISCHEN SCHLAG .... 601 12.4.2.1 FREIE STRECKE UND BAHNHOEFE ............... 601 12.4.2.2 TUNNEL ........................... 602 12.4.2.3 WERKSTAETTEN UND WAGENHALLEN .............. 604 12.4.2.4 EMPFEHLUNGEN ...................... 605 12.5 EINPHASENWECHSELSTROMBAHNEN ....................... 606 12.5.1 KONZEPTE DER STROMRUECKFUEHRUNG .................. 606 12.5.1.1 BOOSTERTRANSFORMATOREN ................. 606 12.5.1.2 AUTOTRANSFORMATOREN ................... 607 12.5.1.3 BANDERDER ......................... 608 INHALTSVERZEICHNIS XXI 12.5.1.4 RUECKLEITUNGSSEILE ..................... 608 12.5.2 STROMRUECKFUEHRUNG UND ERDUNG BEI DER DB . . . . . . . . . . . . 610 12.5.2.1 GLEISSTROMKREISE - TRAKTIONSSTROMRUECKLEITUNG UND BAHN- ERDUNG ........................... 610 12.5.2.2 SCHIENEN- UND GLEISVERBINDER .............. 613 12.5.2.4 STROMRUECKLEITUNG IM TUNNEL ............... 615 12.6 LITERATUR ................................... 616 13 FAHRLEITUNG ALS BEEINFLUSSUNGSQUELLE 619 13.1 KOPPELMECHANISMEN ............................ 620 13.2 BEEINFLUSSENDE GROESSEN ........................... 620 13.2.1 BETRIEBS- UND KURZSCHLUSSSTROEME .................. 621 13.2.2 HOEHERE HARMONISCHE ........................ 622 13.2.2.1 EINPHASENWECHSELSTROMBAHNEN ............. 622 13.2.2.2 GLEICHSTROMBAHNEN .................... 626 13.3 BEEINFLUSSUNG DURCH EINPHASENWECHSELSTROMBAHNEN ........... 626 13.3.1 GALVANISCHE BEEINFLUSSUNG ..................... 627 13.3.2 INDUKTIVE BEEINFLUSSUNG ...................... 628 13.3.3 KAPAZITIVE BEEINFLUSSUNG ...................... 633 13.4 ELEKTRISCHE UND MAGNETISCHE FELDER IM FAHRLEITUNGSBEREICH ....... 634 13.4.1 WIRKUNGEN VON FELDERN AUF MENSCHEN ............... 634 13.4.2 WIRKUNGEN VON FELDERN AUF GERAETE ................ 637 13.4.2.1 PERSONEN MIT HERZSCHRITTMACHERN . . . . . . . . . . . . 637 13.4.2.2 GERAETE DER INFORMATIONSTECHNIK UND -VERARBEITUNG ... 638 13.4.2.3 ELEKTRISCHE BAHNEN ALS QUELLE VON FUNKSTOERPEGELN ... 639 12.5.2.3 BAHNERDUNG BEI BAUWERKEN AUS BETON ......... 614 13.5 SCHLUSSFOLGERUNGEN .............................. 641 13.6 LITERATUR ................................... 642 14 ERRICHTEN UND BETREIBEN 645 14.1 ERRICHTEN ................................... 645 14.1.1 LIEFER- UND PRUEFVORSCHRIFTEN FUER BAUTEILE ............. 645 14.1.2 BAU- UND MONTAGEARBEITEN ..................... 646 14.1.2.1 GRUENDUNGS- UND MASTSTELLARBEITEN . . . . . . . . . . . 649 14.1.2.2 MONTAGE UND REGULIERUNG DER OBERLEITUNGSSTUETZPUNKTE UND KETTENWERKE ..................... 649 14.1.2.3 MONTAGE VON STRECKENTRENNERN, WEICHENKETTENWERKEN, BAHNENERGIELEITUNGEN UND BAHNERDEN .......... 652 14.1.3 ABNAHME UND INBETRIEBNAHME ................... 653 14.2 BEDIENEN ................................... 654 14.2.1 AUSBILDUNG UND UNTERWEISUNG DES PERSONALS ........... 654 14.2.2 ELEKTROTECHNISCHE VERHALTENSNORMEN UND DIENSTLICHE RICHTLINIEN 654 14.2.3 SCHALTEN ............................... 655 14.2.4 UNREGELMAESSIGKEITEN UND IHRE ERFASSUNG .............. 656 XXII INHALTSVERZEICHNIS 14.3 VERSCHLEISS UND ALTERUNG .......................... 657 14.3.1 BETONMASTEN UND -FUNDAMENTE ................... 657 14.3.2 STAHLMASTEN, AUSLEGER UND ANDERE TRAGEINRICHTUNGEN ...... 659 14.3.4 FAHRDRAEHTE .............................. 661 14.3.5 ISOLATOREN .............................. 663 14.3.6 TRENNSCHALTER UND STRECKENTRENNER ................ 665 14.4 INSTANDHALTEN ................................ 666 14.4.1 ZUVERLAESSIGKEIT ........................... 667 14.4.2 DIAGNOSTIK .............................. 672 14.4.3 STATISTISCHE ERFASSUNG UND AUSWERTUNG VON STOERUNGEN ..... 675 14.4.4 INSTANDSETZUNGEN .......................... 678 14.5 RECYCLING UND ENTSORGUNG ......................... 14.5.1 DEMONTAGE ............................. 679 14.6 MITTEL ZUM ERRICHTEN UND INSTANDHALTEN ................. 680 14.6.1 WERKZEUGE UND GERAETE ....................... 14.6.2 SONDERFAHRZEUGE ........................... 681 14.6.3 MESS- UND DIAGNOSEMITTEL ...................... 14.7 LEBENSZYKLUS-BETRACHTUNG ......................... 691 14.8 LITERATUR ................................... 694 14.3.3 BAHNSTROMLEITUNGEN, TRAGSEILE. HAENGER UND STROMVERBINDER . . 660 679 14.5.2 RECYCLINGGERECHTES AUFBEREITEN UND ENTSORGEN DER MATERIALIEN . 680 680 690 ANHANG 1: NORMEN UND VORSCHRIFTEN ANHANG 2: MEHRFACH VERWENDETE ABKUERZUNGEN 697 705 ST ICHWORTVERZEICHNIS 709
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