AUSZUG | eb - Elektrische Bahnen 10/2015

488 Bahnenergieversorgung 113 (2015) Heft 10 Energetische Optimierung von Tunnelquerschnitten Steffen Schranil, Bern (CH); Jana Stachetzki, Zürich (CH) Tunnelquerschnitte energetisch zu optimieren, ist eine nachhaltige Planungsoption für zukünftige Bahninfrastrukturen. Sind hohe Geschwindigkeiten und eine dichte Zugfolge geplant, macht es ener- getisch wie finanziell Sinn, einen tendenziell größeren Tunnelquerschnitt vorzusehen. Bei Einspur- tunneln ist eine Vergrößerung des Querschnitts besonders wirtschaftlich, bei Doppelspurtunneln treten qualitativ dieselben Effekte auf. ENERGETIC OPTIMIZATION OF CROSS-SECTIONS OF TUNNELS The energetic optimization of the cross-sections of tunnels represents an option for the sustainable planning of future railway infrastructures. In case that high speeds as well as shorter headways for the trains are foreseen it becomes reasonable under energetic and financial aspects to choose larger cross-sections of the tunnels. In particular for single-track tunnels the enlargement of cross-sections is highly profitable; for double-track tunnels similar results are obtained. OPTIMISATION ÉNERGETIQUE DES SECTIONS TRANSVERSALES DE TUNNELS L’optimisation des sections transversales de tunnels sous l’aspect énergétique est une option de pla- nification durable pour les infrastructures ferroviaires futures. Aux cas que des grandes vitesses et des petits espacements entre les trains sont prévus il devient raisonnable d’envisager sous les points de vue énergétiques et financiers l’application de sections transversales plus grandes. En particu- lier pour les tunnels à voie unique, un agrandissement de la section transversale s’avère d’être plus économique; des effets similaires se produisent pour les tunnels à double voie. 1 Einführung Für die Schweizerischen Bundesbahnen (SBB) ist die Leistungsfähigkeit des Bahnsystems zentral, stellen sie doch das dichtest belastete Bahnsystem der Welt mit im Jahr 2014 täglich rund 101 Zügen je Hauptgleis und täglich rund 1,2Mio. Kundinnen und Kunden im Perso- nenverkehr dar. Im größten Energiesparprogramm der Schweiz ist der Geschäftsbereich SBB Energiemanage- ment bestrebt, bis zum Jahr 2025 jährlich 600GWh Energie einzusparen. Der Fokus der Maßnahmen umfasst neben technischen und betrieblichen The- men zunehmend planerische Fragestellungen im Ge- samtsystem Bahn. So können neben der gesteigerten Energieeffizienz die Betriebskosten reduziert werden. Gleichzeitig resultiert ein Beitrag an das Konzernziel ökologische Nachhaltigkeit und die Energiestrategie des Bundes, der sich die SBB verpflichtet haben. Die Topografie der Schweiz einerseits und diese Charakteristika der Eisenbahn andererseits mün- den bei Trassierungsfragen in zahlreiche Ingenieur- und Kunstbauten. Insgesamt gehörten in 2014 auf dem Netz der SBB Infrastruktur 5926 Brücken mit 98,7 kmGesamtlänge und 317 Tunnel mit insgesamt 275 kmLänge zum Infrastrukturinventar der SBB. Ingenieurbauten sind wesentlicher Kostenbe- standteil von Ausbauprojekten. Es macht daher Sinn, Bau- und Betriebskosten derartiger Anlagen sorgfäl- tig abzuwägen. Vor dem Hintergrund zukünftiger Tunnelprojekte in der Region Ostschweiz stehen verschiedene Planungsvarianten zur Alternative. Hierbei sollen die Energiekosten als Bestandteil der Betriebskosten und die Ausbruchkosten als Bestand- teil der Baukosten analysiert werden. Insbesondere stehen den Mehrkosten beim Ausbruch eines grö- ßeren Querschnitts reduzierte Betriebskosten für die Traktionsenergie gegenüber. Dies läuft auf eine Op- timierungsfragestellung hinaus, welcher in Abhän- gigkeit konkreter Szenarien des Betriebsprogramms nachgegangen werden soll. Es wird noch zu zeigen sein, dass hierzu die Argumentation über Grenzkos- ten gegenüber einem Referenzfall zielführend ist. Zunächst werden die relevanten Infrastrukturpara- meter und die im Betrieb geplanten Schienenfahrzeu- ge vorgestellt. Die heute absehbaren Parameter des zukünftigen Betriebsprogramms nebst den buchhal- terischen Aspekten bilden die Voraussetzung für die energetische Optimierung der Tunnelquerschnitte. Als praktisches Beispiel dienen jeweils Parameter der Pla- nung für den Chestenbergtunnel im schweizerischen Kanton Aargau. Diese Referenz dient der Plausibilisie- rung, jeder andere längere Tunnel könnte an seine Stel- le treten. Für die Untersuchungen waren unter ande- rem auch die Ausarbeitungen [1] bis [13] Grundlagen.