Überhöhung, Neigung und Steigung

Überhöhung im Bogen

Die gegenseitige Höhenlage der beiden Schienen ist bei geraden Gleis gleich. Um den auftretenden Fliehkräften durch die Seitenbeschleunigung entgegen zu wirken, wird im Bogen die äußere Schiene höher gelegt als die innere Schiene. Die Überhöhung hat bei der DB den oberen Grenzwert von 160 mm, was in Spur 0 maximal 3,5 mm sind. Damit wird dem auftretenden Kippmoment bei Stillstand vom Zug und dem damit verbundenen, unangenehmen Gefühl für die Reisenden innerhalb vom Waggon entgegen gewirkt. Bei Gleise im Bogen an Bahnsteigen, darf die Überhöhung maximal 60 mm bei der DB bzw. in Spur 0 dann 1,3 mm betragen.

In der Modellbahn ist eine Überhöhung aus fahrdynamischen Gründen nicht erforderlich, sondern kann eine Gefahr vom Kippen der Waggons mit sich bringen. Daher wird auch in der NEM 114 für die Spur 0 eine Überhöhung von 2 mm angegeben. Der Anstieg für die Überhöhung soll innerhalb vom Übergangsbogen verteilt werden.


Neigungen und Steigungen

Die meisten Eisenbahngleise verlaufen in unterschiedlichen Ebenen und es bedarf eine Anordnung von Gefälle und Steigungen im Gleis. Die Gefälle- und Steigungslinien beim Gleis nennt man Gradiente und läuft durch die Gleismitte. Die zeichnerische Darstellung vom höhenmäßigen Gleisverlauf ist die Gradientenlinie. Die Längsneigung wird in Promille ‰  angegeben und bestimmt um wie viele Meter das Gleis auf 1 km bezogen hierzu ansteigt oder abfällt. Der Höhenunterschied kann auch als eine Zahl zur Darstellung von Steigung zu Länge angegeben werden. (1:40 = 1 Meter Höhe auf 40 Meter Länge)

Für die Spur 0 mit 1:45 sehen die Beispiele dazu wie folgt aus;

1:200 = 1cm Höhe auf 200cm Länge; eq.   5 ‰  = 100cm und 0,5cm Steigung

1:100 = 1cm Höhe auf 100cm Länge; eq. 10 ‰  = 100cm und 1,0cm Steigung

1:80 = 1cm Höhe auf 80cm Länge; eq. 12,5 ‰ = 100cm und 1,25cm Steigung

1:67 = 1cm Höhe auf 67cm Länge; eq. 15 ‰ = 100cm und 1,5cm Steigung

1:50 = 1cm Höhe auf 50cm Länge; eq. 20 ‰ = 100cm und 2,0cm Steigung
1:40 = 1cm Höhe auf 40cm Länge; eq. 25 ‰ = 100cm und 2,5cm Steigung
1:30 = 1cm Höhe auf 30cm Länge; eq. 33 ‰ = 100cm und 3,3cm Steigung
1:25 = 1cm Höhe auf 25cm Länge; eq. 40 ‰ = 100cm und 4,0cm Steigung
1:22 = 1cm Höhe auf 22cm Länge; eq. 45 ‰ = 100cm und 4,5cm Steigung
1:20 = 1cm Höhe auf 20cm Länge; eq. 50 ‰ = 100cm und 5,0cm Steigung

1:17,5 = 1cm Höhe auf 17,5cm Länge; eq. 57 ‰ = 100cm und 5,7cm Steigung

1:15 = 1cm Höhe auf 15cm Länge; eq. 67 ‰ = 100cm und 6,7cm Steigung
1:13 = 1cm Höhe auf 13cm Länge; eq. 75 ‰ = 100cm und 7,5cm Steigung

1:12,5 = 1cm Höhe auf 12,5cm Länge; eq. 80 ‰ = 100cm und 8cm Steigung

1:10 = 1cm Höhe auf 10cm Länge; eq. 100 ‰ = 100cm und 10,0cm Steigung

Bei Adhäsionsbahnen sind für Neigungen bei der DB für Hauptbahnen bis zu 25 ‰ (1:40) und bei einer Nebenbahnen bis zu 40 ‰ (1:25) vorgesehen. Bei Neubau-Strecken der DB oder der HSL-Zuid liegt die Neigung mittlerweile bei 12,5 ‰ (1:80) und bei Strecken, deren Neigung über die o.g. Richtwerte liegen, sind es bei der DB dann die Steilstrecken.

Bei der Modellbahn sind auch die nötigen Zuglasten zu beachten, welche von der betreffenden Lok über diese Strecke befördert werden können. Da bei der Spur 0 die Zuglasten sehr unterschiedlich durch das verwendete Material beim Fuhrpark ausfallen kann, sollten möglicherweise vorher die Steigung mit dem Zug in einem Test ausprobiert werden.

Problematisch sind auch Gleiswendel mit Neigungen, wie die Auffahrt von Rendsburg um auf die stählerne Fachwerkbrücke über den Nord-Ostsee-Kanal zu gelangen. Bei einer maximalen Neigung von 6,67 ‰ muß eine Höhe von 43,5 Meter erreicht werden.
Die Hauptbahn der DB mit der größten Neigung ist die Höllentalbahn mit 57,14 ‰ und als Nebenbahn ist es die Rübelandbahn mit 61,4 ‰ an Neigung.

Die steilste Normalspurbahn in Europa ist die Uetlibergbahn zwischen Zürich und Uto Kulm in der Schweiz und ereicht eine maximale Neigung von 79 ‰ dabei. Die U15 bei der SSB hat einen Anstieg bis zu 85 ‰ auf ihrem Südast, ist jedoch eine Stadtbahnlinie.


Neigungswechsel bei Kuppe und Wanne

Auch die geneigte Gleisführung braucht einen Übergang von der Ebene in die Neigung oder Steigung. Um einen dynamischen Fahrzeuglauf zu gewährleisten, muß im Neigungswechsel der Übergang ausgerundet werden. Die Ausrundungen müssen umso größer sein, je größer die Achsstände bei den eingesetzten Fahrzeuge sind.

Eine Ausnahme bildet hierbei der Ablaufberg, bei dem ein möglichst steiles Kippen im Brechpunkt der Neigung nötig ist, um den Ablauf vom Waggon zu ermöglichen. Daher ist auch unterschiedlichen Fahrzeuge die Nutzung vom Ablaufberg untersagt.

Ein Neigungswechsel darf auch nicht mit einem Richtungswechsel geschehen, um die plötzliche Summierung von Neigungs- und Bogenwiderstand zu vermeiden. Es darf daher kein Bogenanfang oder -ende mit einem Neigungswechsel erfolgen.

Mehr dazu im Fachbuch aus dem Hanser Verlag unter # 2.5.4

Planung von Bahnanlagen ISBN 978-3-446-44220-7

Autoren; Prof. Dr.-Ing. Jochim & Prof. Dr.-Ing. Lademann


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