Trassierungselement

Begriff und Grundelemente

Trassierungselemente, auch Entwurfselemente genannt, sind mathematisch definierte Teilstücke, mit denen der Verlauf von Verkehrswegen wie Straßen, Bahnlinien und Schifffahrtskanälen genau geplant und beschrieben wird. Sie sind wichtig, weil sich eine Trasse damit geometrisch festlegen, prüfen und an Gelände, Fahrdynamik sowie wirtschaftliche Anforderungen anpassen lässt.

Im engeren Sinne gibt es für den horizontalen Verlauf drei Arten: Gerade, Kreisbogen und Übergangsbogen. Eine typische Rechtskurve kann in dieser Reihenfolge aufgebaut sein: Gerade, Übergangsbogen, Kreisbogen, Übergangsbogen, Gerade. Mehrere aufeinanderfolgende Kreisbögen und Übergangsbögen, die zur gleichen Seite gekrümmt sind, bilden gemeinsam eine Kurve.

Für den vertikalen Verlauf kommen weitere Elemente hinzu. Dazu gehören Längsneigungen, auch Gradienten genannt, Querneigungen und deren Anpassung an das Gelände. Im weitesten Sinne zählen alle geometrischen, bautechnischen oder betrieblichen Größen als Trassierungselemente, wenn sie die Trassenführung beeinflussen.

Kurven und Übergangsbögen

Übergangsbögen verbinden gerade und kreisförmige Trassenstücke beziehungsweise ebene und überhöhte Abschnitte. Ihre Krümmung verändert sich stetig, sodass der Übergang möglichst ruckfrei erfolgt. Meist verwendet man Klothoiden; im Bahnbau kommen auch kubische Parabeln und seltener Sinusoiden zum Einsatz.

Haarnadelkurven und Serpentinen bestehen meist aus Kreisbögen mit Übergangsstücken. Kurvenzüge mit einer Richtungsänderung von weniger als 10 gon heißen Flachbogen.

Bei der konventionellen Trassierung wird ein tatsächlich ruckfreier Übergang nicht erreicht, weil Aufriss und Grundriss getrennt entworfen werden: Im Aufriss wird die Rampe, im Grundriss der Übergangsbogen trassiert. Erst anschließend versucht man, beide Entwürfe als Kompromiss zusammenzuführen.

Schwerpunktstrassierung

Die Schwerpunktstrassierung soll den Schwerpunkt eines Zuges oder des jeweiligen Waggons kräftearm durch einen Bogen führen. Damit wird der Anspruch einer ruckfreien Führung annähernd erfüllt.

Eine praktisch ausgeführte Form ist der Wiener Bogen. Er wurde bei den Österreichischen Bundesbahnen und den Wiener Linien verwirklicht; bei beiden Betrieben ist die Schwerpunktstrassierung inzwischen Bestandteil der Trassierungsvorschriften.

Vorläuferprojekte sind die Sinusrampe, die Kosinusrampe und die Blossrampe. Sie wurden in der Realität kaum ausgeführt und sind sehr schwierig herzustellen.

Ziele der Trassenfindung

Mithilfe der Trassierungselemente wird bei der Trassenfindung zwischen mehreren Zielen abgewogen: einer möglichst günstigen Anpassung an das Gelände beziehungsweise das digitale Geländemodell (DGM), einer guten Fahrdynamik und den wirtschaftlichen Bedingungen.

Neben einem kurzen Verlauf sind technisch vor allem folgende Punkte zu beachten:

• Grenzwerte für Steigung und Kurvenradien der Trasse
• geringe Mengen an Aushub und Auffüllung sowie eine möglichst kleine Differenz zwischen beiden
• minimaler Aufwand für die Entwässerung
• geringe Beeinträchtigung von Anrainern und Grundstücken

Planungsvarianten werden meist anhand der Kilometrierung entlang der Trasse dokumentiert, zugleich aber in die Koordinaten der Landesvermessung eingebunden.

Vorschriften und Plandarstellung

Im Eisenbahnbau regelt die Trassierungsvorschrift unter anderem die Größe der Bogenradien, das Änderungsmaß der Übergangsbögen und die Mindestlängen der einzelnen Elemente. Beim Übergangsbogen verändert sich der Radius über die Länge. Die Vorschrift enthält außerdem Formeln für zulässige Geschwindigkeiten und für Fehler in der Gleislage. Sie wird vom jeweiligen Eisenbahnunternehmen erstellt und durch die zuständigen Behörden genehmigt.

Die Trassierungselemente werden im Lageplan dargestellt. Der Lageplan ist die Projektion der Trasse auf die waagrechte Ebene und zeigt damit ihren horizontalen Verlauf. Das Längsprofil ist dagegen die Projektion auf eine senkrechte Ebene, also der Aufriss, und beschreibt den vertikalen Verlauf.