Wanderschwelle für extreme Anschlüsse

Maurer

Wanderschwelle für extreme anschlüsse

New Samuel de Champlain Bridge über den Sankt-Lorenz-Strom in Montreal © Infrastructure Canada

Im Bau befindliche Mittelbrücke für den Bahnverkehr © Maurer SE

Wanderschwellen sind ein innovatives Bauteil, das weltweit erst wenige Male auf Eisenbahnbrücken eingesetzt wurde. Die neue Champlain-Brücke über den Sankt-Lorenz-Strom bekam eine der größten bisher gebauten. Die erdbebensicheren Wanderschwellen wurden zudem mit einem neu entwickelten Entgleisungsschutz ausgestattet. Die 3,40 km lange, weiße »New Samuel de Champlain Bridge« ist mit ihrem 170 m hohen Pylonenpaar eine Landmarke für Montreal. Auf den beiden äußeren Brückendecks fließt seit 2019 der Straßenverkehr. Auf der Mittelbrücke zwischen dem Pylonenpaar soll ab Herbst 2022 die neue Stadtbahn »REM« verkehren. Eine Herausforderung waren die Dehnfugen an der Mittelbrücke. Diese ist sehr schlank designt, woraus sich relative große Längsbewegungen bei Zugüberfahrten, beim Bremsen und Beschleunigen ergeben. Hinzu kommen Winde, kalte Winter und mögliche Erdbeben. »Die relativ großen vertikalen Bewegungen in Kombination mit Verdrehungen aus Torsions- und Biegeeffekten plus horizontalen Verschiebungen konnten nur mit unseren neuen Wanderschwellen beherrscht werden«, berichtet Dipl.-Ing. Stefan Vollert, Entwicklungsingenieur bei Maurer. Wanderschwellen sind Dehnfugen für Bahnbrücken. Sie überbrücken den Bauwerksspalt an Brückenenden oder zwischen Brückenabschnitten, in Montreal z.B. vor und hinter den Hauptspannweiten am Pylonenpaar, und ermöglichen Bewegungen und Verdrehungen in alle Richtungen. Die Wanderschwelle basiert auf dem Prinzip der Schwenktraversen-Dehnfuge aus dem Straßenbau, nur wesentlich stabiler, denn mit jeder Zugüberfahrt wirken große Achslasten auf die Konstruktion. Diese schnellen vertikalen Überfahrtimpulse und die damit verbundenen Bewegungen nimmt die Wanderschwelle ermüdungsfrei auf. Horizontale Ausdehnungen werden über eine geometrisch geführte Steuerung gleichmäßig auf die Schwellenabstände verteilt, stabil und langlebig. Zusätzlich erlauben die beweglichen Lager in der Konstruktion das »Wandern« bzw. Verdrehen der Schwellen in der bzw. um die Längs-, Quer- und Vertikalachse. Bei einer Zugüberfahrt kommt es innerhalb der Wanderschwelle zu keinen nennenswerten elastischen Verformungen. Selbst Erdbebenbewegungen werden so kompensiert, dass Züge direkt nach einem Starkbeben wieder fahren können. Die Wanderschwelle ist derzeit die einzige Eisenbahndehnfuge, die das alles leisten kann. Zudem wurde sie erstmals mit einem Entgleisungsschutz ausgestattet.

Verladefertige Wanderschwelle in München © Maurer SE

Prinzipdarstellung: einer Wanderschwelle ohne Entgleisungsschutz © Maurer SE Einbau der ersten Wanderschwelle in Montreal © Maurer SE

Da alle Brückenbewegungen der neuen Brücke außerhalb des genormten Standards liegen, mussten spezielle Nachweise für die Schienen und Schienenstützpunkte geführt werden. Die Wanderschwellen sind für mindestens 60 Jahre ausgelegt. Die Dauerhaftigkeit des Steuerungssystems und der lastabtragenden Bauteile wurde in einem 10-km-Gleitwegtest nachgewiesen. Insgesamt wurden 16 Wanderschwellen mit Entgleisungsschutz für Montreal in München gefertigt, davon vier Stück als große Variante »CT4« mit einer Bewegung bis zu 1.030 mm. Eingebaut wurden sie 2020/21.

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