Warum gibt es bei Bahnstrecken keine Kleeblätter

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Gibt es „Kleeblatt“-förmige Verknüpfungen von Bahnstrecken? Viele von Euch wollen das Ding „Autobahnkreuz“ nennen, was aber hier irreführend ist, weil nur ein kleiner Teil der Kleeblatt-förmigen Straßenverknüpfungen, die es auf der Erde gibt zwei Autobahnen miteinander verbindet.

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Ich kenne nun nicht alle Bahnstrecken der Welt, halte es aber für sehr unwahrscheinlich, daß man auch nur irgendwo auf der Welt zwei Bahnstrecken mit so einem Kleeblatt verknüpft hat. Man kann nun die Bahnen fragen, warum das so ist, aber es ist letztlich recht gut nachvollziehbar. Als erstes fällt Euch sicher auf, daß Bahnstrecken meistens in Bahnhöfen verknüpft sind, was ja oft sinnvoll ist, weil man so Umsteigeverbindungen zwischen Zügen der verknüpften Strecken anbieten kann. Aber es gibt doch einige Kreuzungen von zwei Bahnstrecken, normalerweise mit einer Brücke, die etwas abseits von Bahnhöfen vorkommen. Beispiele, die mir spontan einfallen sind die Bahnstrecke von Darmstadt über Weinheim nach Schwetzingen, die bei Mannheim-Friedrichsfeld die Bahnstrecke von Mannheim nach Heidelberg überquert. Oder im Großraum Zürich die Kreuzung der hauptsächlich für S-Bahnen verwendeten Strecken von Wallisellen nach Dübendorf und von Stettbach nach Dietlikon.

Zunächst stellt sich einmal die Frage, ob kreuzungsfreie Verknüpfungen bei Bahnstrecken eine gleich große Rolle spielen wie beim Straßenverkehr. Da man für Züge die Strecken exklusiv freigibt, kann man auch Verknüpfungen mit Hochgeschwindigkeitsstrecken plangleich gestalten, ohne die Hochgeschwindigkeitszüge (im Normalbetrieb) auszubremsen. Diese bekommen einfach zu den Zeiten, wo sie fahren, die Strecke zugewiesen und alle anderen Züge müssen warten, bis für sie Platz ist. Wer aber beim Zugfahren die Gleisanlagen etwas beobachtet wird feststellen, dass es sehr wohl üblich und verbreitet ist, Brücken zu bauen, um mit Gleisen andere Gleise kreuzungsfrei zu überqueren und letztlich auch oft zu verknüpfen. Das ist anders als beim Straßenverkehr aber weniger eine Frage der Sicherheit und Geschwindigkeit, sondern mehr eine Frage der Kapazität. Durch Brücken werden mehr gleichzeitige Fahrten möglich und es gibt weniger Situationen, in denen ein einziger Zug einen großen Teil der Gleisanlagen blockiert. Das wusste man schon im 19. Jahrhundert und eine typische Konstruktion für Durchgangsbahnhöfe mit zwei Zulaufstrecken an beiden Enden ist dass sich diese an einem der beiden Enden vor erreichen des Bahnhofs mit einer Brücke kreuzen. Typische und sinnvolle Zugläufe sind ja meistens so, dass nach Durchfahren des Bahnhofs etwa die Richtung beibehalten wird. Bei dieser Konstruktion können also vier Züge völlig unabhängig voneinander gleichzeitig fahren. Sinnvollerweise haben sie natürlich im Bahnhof Anschluss miteinander, aber es könnte ja auch vier durchfahrende Güterzüge sein.

Was sich aber zeigt ist dass bei Gleisanlagen nur die Kreuzungsfreiheit für häufig vorkommende Kombinationen angelegt wird. Dass für selten vorkommende Fahrten, die vielleicht sogar noch außerhalb der Hauptverkehrszeit stattfinden, einmal kurz mehr Gleise gleichzeitig belegt werden, ist nicht so schlimm.

Aber zurück zu den Kleeblättern: Diese sind gar nicht kreuzungsfrei und sie bräuchten für Bahngleise wegen der minimalen Kurvenradien sehr viel Platz.

Hier ist so ein Kleeblatt und die roten Bereiche beinhalten eine höhengleiche Kreuzung von zwei Verkehrsströmen:
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Bei geringem Verkehrsaufkommen mit Individualverkehrsmitteln funktioniert das und eine optisch mit Autos übervolle Straße hat nun einmal ein geringes Verkehrsaufkommen, weil Autos ein Bezug auf Platzverbrauch ineffizientes Verkehrsmittel sind. Man kann grob sagen, wenn die Abbieger zweier benachbarter Bögen zusammengenommen weniger als die Kapazität einer Spur sind, sollte es gut funktionieren. Sonst sind auch für Straßen andere Konstruktionen passender, die echt kreuzungsfrei und auch noch platzsparender sind wie die folgenden. Einige davon lassen sich auch für Bahnstrecken sinnvoll einsetzen, weil sie es vermeiden, zu große Bögen zu bilden.

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Sehr elegant, weil man mit zwei Ebenen und relativ wenig Platz auskommt und doch voll kreuzungsfrei. Aber für Bahnstrecken wegen der 270°-Bögen ungeeignet und auch für Verkehrswege mit mehr als einer Fahrbahn pro Richtung nicht skalierbar.

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Diese Konstruktion lässt sich für beliebig viele Gleise, Fahrbahnen, Radwege, Straßenbahngleise, Busspuren u.s.w. nebeneinander sinngemäß umsetzen. Man braucht vier Ebenen statt nur zwei. Es funktioniert dasselbe Prinzip auch für n Verkehrswege, die an einem Punkt verknüpft werden mit n Ebenen für
n=3, 4, 5, 6,.... Irgendwann werden dann aber die betreffenden Verknüpfungspunkte so dick und die Rampen für den Höhenunterschied so lang, dass es nicht mehr funktioniert. Man sieht ja auch in dieser Welt sehr selten so etwas für n>4.

Hier noch ein paar andere kreuzungsfreie Konstruktionen:
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Knooppunt_sterturbine

Knooppunt_turbine

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Es gibt noch einige mehr. Hoffentlich landen wir nicht bei so etwas:
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Es lassen sich übrigens beliebig viele Verkehrswege mit beliebig vielen Gleisen oder Fahrbahnen ohne 270°-Bögen mit zwei Ebenen voll kreuzungsfrei verknüpfen. Das Prinzip ist ganz einfach und ich beschreibe es einmal für Gleise und eine gerade Anzahl Gleise pro Strecke und eine gerade Anzahl von Strecken: Alle Gleise haben nur eine Richtung. Man hat eine untere Ebene, die z.B. von Nord nach Süd oder Süd nach Nord verläuft und eine obere Ebene, die von Ost nach West oder West nach Ost verläuft. Jedes ankommende Gleis teilt sich vorher in zwei Gleise auf, von denen eines gegenüber weiterläuft und ab diesem Teilpunkt nur noch Verknüpfungen aufnimmt. Nennen wir das mal Kollektor. Von dem anderen Gleis gehen Verbindungen weg, nennen wir das Distributor. Die Gleise führen dann in einer der Himmelsrichtungen durch das Verknüpfungsfeld, aufgefächert mit großem Abstand. Immer wenn sich ein Kollektor und ein Distributor kreuzen, wird die Verbindungskurve vom Distributor zum Kollektor eingefügt. Wenn ein Distributor das ganze Feld gequert hat, z.B. von Süd nach Nord, teilt er sich auf und verläuft nach Osten und Westen bis zur Kreuzung mit dem letzten Kollektor. Auf diese Art kann man alle Verknüpfungen voll kreuzungsfrei ermöglichen, braucht aber *sehr* viel Platz. Deshalb ist das mehr eine theoretische Konstruktion, denn in der Praxis reicht es ja aus, die wichtigsten Verbindungen kreuzungsfrei zu ermöglichen und das sieht man in realen Gleisanlagen ja meistens in recht kompakter Form.

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Ein Gedanke zu „Warum gibt es bei Bahnstrecken keine Kleeblätter

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