Bachelorarbeit Oliver Drengemann

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Diplomand
Oliver Drengemann
Dozent
Rudolf H. Röttinger, Dr. Dipl. Ing. ETH/SIA/SVI
Experte
Daniel Boesch, Dipl. Ing. ETH/SVI
Disziplin
Verkehrstechnik
Jahr
2010
Engpässe im Bahnnetz beseitigen
Kapazitätssteigerung im Eisenbahnkorridor Zürich HB–Winterthur–Ostschweiz bis 2035
Steigert die SBB ihr Angebot wie mit der vierten Teilergänzung der S-Bahn Zürich, entstehen Engpässe im Schienennetz, die behoben werden müssen. Die Bauingenieure planen deshalb Ausbauten. Sie werden so dimensioniert, dass sie auch ein weiter steigendes Verkehrsaufkommen aufnehmen können, ohne dass erneut bauliche Erweiterungen notwendig werden.

Um eine umsetzbare Lösung für eine Kapazitätssteigerung eines Eisenbahnkorridors zu erreichen, müssen viele Randbedingungen beachtet werden. So berücksichtigen Planende laufende Projekte, die im festgelegten Zeithorizont abgeschlossen werden – zum Beispiel die noch im Bau befindliche Durchmesserlinie oder die Überwerfung Hürlistein –, oder sie beachten neuralgische Knoten, deren Ankunfts- und Abfahrtszeiten sie unverändert belassen, da sonst Anpassungen am gesamten Fahrplan der Schweiz vorgenommen werden müssten; in dieser konkreten Arbeit, die ein reales Problem untersucht, ist dies der Knoten Zürich Hauptbahnhof.
Weniger fassbar sind politische Diskussionen bezüglich des künftigen Ausbaus des Schweizer Eisenbahnnetzes oder der Finanzierung dieser Massnahmen. Diese Aspekte wurden in dieser Arbeit ausgegrenzt. Die angestrebte Lösung erbringt dennoch einen höchstmöglichen technischen, betrieblichen und ökonomischen Nutzen für die Bauherrschaft und die Passagiere.

Mit iterativem Prozess zur Lösung
Die Systemabgrenzung umfasst den zu bearbeitenden Abschnitt des Gleisnetzes zwischen Zürich und der Ostschweiz. Innerhalb dieser Grenzen befinden sich die sensitiven Knotenpunkte, die in der Arbeit auf ihre Verkehrsführung hin geprüft wurden. Damit verhindern Projektierende, dass sich Engpässe innerhalb des Gleisnetzes verlagern. Im konkreten Fall bestünde diese Gefahr, sollten zusätzliche Strecken in das bestehende Gleisnetz integriert werden.
Das Variantenstudium zeigte drei Alternativen auf, von denen eine oberirdisch geführt und die beiden anderen als Tunnelvarianten ausgearbeitet werden sollten. Mit dem aus Analysen ermittelten maximal erwarteten Verkehrsaufkommen konnten Erkenntnisse zu den Verkehrsflüssen im System gewonnen und die Gleisbelegungen an den neuralgischen Knotenpunkten verifiziert werden.
Da sich die Parameter der Verkehrsflüsse, der Gleisbelegungen und der räumlichen Lage der Anschlusspunkte gegenseitig beeinflussen, war für die Projektbearbeitung ein iterativer Prozess notwendig, in dem die genannten Einflussgrössen aufeinander abgestimmt und verbessert wurden. Die anschliessende Nutzwertanalyse ermöglichte eine objektive Interpretation der Resultate.

Variante mit höchstem Nutzwert
Die Variante 1 – oberirdischer Ausbau der bestehenden Strecke von zwei auf vier Gleise – verändert die Verkehrsflüsse nur geringfügig, da alle zu berücksichtigenden Zugarten durch das Kempttal verkehren. In der Variante 2 verlagern sich die Fernverkehrszüge sowie ein Teil der S-Bahnen, in der Variante 3 nur die Fernverkehrszüge auf die zwei eingleisigen Tunnelstrecken.
Alle drei Varianten sind technisch machbar und halten den Anforderungen bezüglich des laufenden Betriebs während der Ausführung stand. Eine Einführung des erweiterten Angebotes ist in allen drei Fällen schrittweise möglich – im Rahmen der 4. Teilergänzung S-Bahn Zürich. Die Variante 1 bietet aber den höchsten Nutzwert, da die Investitions- und die Unterhaltskosten markant kleiner und die Bauarbeiten in drei Etappen realisierbar sind, wodurch die notwendigen Kreditsummen gestaffelt werden, was wiederum die Annuität für die Bauherrschaft reduziert.
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