mini|Zwei ICE 3 fahren parallel auf der mit 300 km/h befahrbaren Schnellfahrstrecke Nürnberg–Ingolstadt. Die beiden im Bild zu sehenden Kurven ermöglichen mit ihrem Radius von 4085 m bei einer Überhöhung von 160 mm, diese Geschwindigkeit zu fahren. Dazwischen sind zwei je rund 500 m lange Übergangsbögen angeordnet, die durch eine rund 120 m lange Gerade verbunden sind. Die Verkehrswegebündelung zwischen Eisenbahn und der ungleich enger trassierten Autobahn muss in diesem Bereich aufgegeben werden.
Der Kurvenradius oder Radius einer Kurve, bei den Bahnen auch Bogenhalbmesser oder Krümmungshalbmesser Abgerufen am 3. März 2023. genannt, ist ein wichtiger Parameter für die in einem Bogen zulässige Geschwindigkeit auf einem Straßen- oder Schienenweg. Bei engen Kurvenradien ist die Zentripetalkraft höher, weshalb für höhere Geschwindigkeiten eine Trassierung mit weiteren Kurven nötig ist.
Dies bringt jedoch erhöhte Schwierigkeiten bei der Anpassung der Trasse an das Gelände mit sich, insbesondere bei Bahnstrecken. Wenn die höchstzulässige Krümmung der Bahn- oder Straßentrasse merklich unter jener der Höhenlinien des Geländes bleibt, entstehen erhöhte Kosten für den Bau von Einschnitten und Dämmen.
Seit etwa 100 Jahren trassiert man Verkehrswege so, dass die geraden Stücke nicht unmittelbar in die Kurven übergehen, sondern Übergangsbögen dazwischen angeordnet werden. Als solche werden vielfach Klothoiden verwendet, sodass der Kehrwert des Kurvenradius, mit 0 beginnend, linear zunimmt. Dies entspricht bei einem Kraftfahrzeug einem gleichförmig zunehmenden Lenkeinschlag.
Zu einem bestimmten Kurvenradius und der Geschwindigkeit gehört auch eine geeignete Überhöhung der Kurve, um ausreichende Schräglage und Haftreibung der Fahrzeuge sicherzustellen. Auch diese Überhöhung muss von 0 (in der Geraden) auf den aktuellen Wert im Kurvenscheitel in einem geeigneten Ausmaß zunehmen, um eine gute Fahrdynamik zu gewährleisten. Auch für diese Zunahme wird im Straßenbau die Klothoide verwendet, für Eisenbahnlinien hingegen die kubische Parabel.
Schienenverkehr Im Schienenverkehr reicht das Spektrum typischer Radien von etwa 30 Metern (bei Straßenbahnen) bis zu einigen tausend Metern (beispielsweise bei Neubaustrecken des Hochgeschwindigkeitsverkehrs). Ein Bogen wird im Grenzfall zur Geraden, wenn man seinen Radius endlos wachsen lässt.
Für die Straßenbahn Lissabon mit 900 mm Schmalspur wird ein kleinster Radius von 9 m angegeben.
Als kleinste Bogenradien für normalspurige (1435 mm) Straßenbahnen werden für Graz 17,5 m und für Wien 20 m, ausnahmsweise 18 m angegeben. Auch die Straßenbahn München hat und hatte enge Bogenradien, darunter von 1908 bis 2012 am Pasinger Marienplatz mit 14 m. Die U-Bahn Wien hat an der U2 100 m Minimalradius (Schottentor–Rathaus).Rechner für Maximalgeschwindigkeit in Kurven. Vergleichswerte für den Kurvenradius (Eisenbahn). In: Johannes-Strommer.com, 8. März 2022, abgerufen am 3. März 2023.
Lokale Gebirgsbahnen haben minimale Bogenradien von etwa 50 bis 100 Meter (z. B. Berninabahn 45 m, Wengernalpbahn 60 m), bei überregionaler Bedeutung mit höherer Ausbaugeschwindigkeit etwa 200 m (z. B. Semmeringbahn 190 m).
In Deutschland wurde mit der Neufassung der Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung (7) EBO. Abgerufen am 3. März 2023. 1967 eine neue Formel zur Berechnung der zulässigen Fahrgeschwindigkeit von Zügen in Gleisbögen eingeführt:
mit Geschwindigkeit in km/h, Bogenhalbmesser in m, Überhöhung in mm, Überhöhungsfehlbetrag in mm,
mit Spurweite in mm (hier gilt ), Erdbeschleunigung in m/s² (hier gilt ), , ist eine zusätzliche Toleranz-Marge, diese Zahl gilt nur für Strecken in Normalspur mit .
Damit wurde die zulässige Geschwindigkeit in Gleisbögen erhöht und dabei die zulässige Seitenbeschleunigung von 0,65 m/s² auf 0,85 m/s² angehoben.Ernst Kockelkorn: Auswirkungen der neuen Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung (EBO) auf den Bahnbetrieb. In: Die Bundesbahn, , 13/14/1967, S. 445–452.
Die Betriebsordnung (BO) sah 1925 in § 66 einen festen Zusammenhang von Krümmungshalbmesser und zulässiger Geschwindigkeit vor. Die größte zulässige Geschwindigkeit, 120 km/h, erforderte auf Hauptbahnen einen Halbmesser von 1300 m, die geringste noch zulässige Geschwindigkeit waren 45 km/h (bei 180 m Halbmesser).
Beispiele Bis 300 km/h Anhand der Formel aus der EBO ergeben sich folgende beispielhafte Maximalgeschwindigkeiten für Deutschland (nach unten gerundet). Es ist zu beachten, dass auf Weichen geringere Geschwindigkeiten zulässig sind. Als Überhöhungsfehlbetrag wird in der Tabelle der in Deutschland bis 300 km/h übliche Standardwert von 130 mm angenommen. Als Überhöhung sind maximal 180 mm zulässig. +Bogenhalbmesser 30 m 50 m 100 m 200 m 500 m1000 m2000 m3440 m3800 mÜberhöhung10 mm18 km/h24 km/h34 km/h48 km/h77 km/h108 km/h154 km/h202 km/h212 km/h20 mm19 km/h25 km/h35 km/h50 km/h79 km/h112 km/h159 km/h209 km/h219 km/h50 mm21 km/h27 km/h39 km/h55 km/h87 km/h123 km/h174 km/h229 km/h240 km/h80 mm23 km/h29 km/h42 km/h59 km/h94 km/h133 km/h188 km/h247 km/h260 km/h100 mm24 km/h31 km/h44 km/h62 km/h98 km/h139 km/h197 km/h258 km/h272 km/h150 mm26 km/h34 km/h48 km/h68 km/h108 km/h154 km/h217 km/h285 km/h300 km/h180 mm28 km/h36 km/h51 km/h72 km/h114 km/h162 km/h229 km/h300 km/h –
Über 300 km/h Falls die Strecke von Zügen ohne Neigetechnik befahren wird, ist über 300 km/h ein maximaler Überhöhungsfehlbetrag von 100 mm zulässig. Nimmt man diesen und die maximale Überhöhung von 180 mm als Grundwert, ergeben sich beispielhaft folgende minimale Bogenhalbmesser: 3799 m für 301 km/h 5163 m für 350 km/h 6743 m für 400 km/h 10536 m für 500 km/h
Straßenverkehr Bei Straßen treten die kleinsten Radien oft in Kehren von Serpentinen – stärker für die innenliegende Fahrspur – oder innerorts etwa bei Abbiegerelationen an Kreuzungen oder Umfahrung eines Gebäudeecks auf.
Bei kleinen Radien ist die Schleppkurve der längstmöglichen Kraftfahrzeuge – Bus, Sattelzug, Lkw-Zug – zu berücksichtigen, die den erhöhten Breitenbedarf längs eines gekurvten Weges aufzeigt. In beengt angelegte Parkplätze wird mit frontgelenkten Fahrzeugen platzeffizienter rückwärts ein- und vorwärts ausgeparkt. Sicht nach hinten und das Rückwärtsfahren mit ein- und besonders zweigelenkigen Fahrzeugzügen stellen höhere Anforderungen an den Lenker.
Damit die Haftreibung die nötige Zentripetalkraft übertrifft, muss (auf ebener Straße) folgende Ungleichung erfüllt sein:
Haftreibungskoeffizient Erdbeschleunigung
Einzelnachweise
Kategorie:Trassierung