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Seit einem halben Jahrhundert steht der Dynamische Gleisstabilisator für mehr Sicherheit, höhere Verfügbarkeit und wirtschaftlichere Betriebsführung im Gleisbau. Was einst als technologische Antwort auf reduzierte Gleisstabilität nach Neubau- und Instandhaltungsarbeiten begann, hat sich zu einem unverzichtbaren Standardverfahren im modernen Gleisbau weiterentwickelt.
Die dynamische Gleisstabilisierung ermöglicht es, den durch bestimmte Gleisarbeiten reduzierten Widerstand des Schotterbettes gegen seitliches Verschieben des Gleisrostes, den Querverschiebewiderstand, wieder kontrolliert auf das erforderliche Maß zu heben. Dadurch werden Langsamfahrstellen vermieden beziehungsweise reduziert und hoch belastete Strecken mit voller Geschwindigkeit schneller und nachhaltiger in Betrieb genommen. Zum 50-jährigen Jubiläum lohnt sich ein Blick auf die Entstehung dieser Schlüsseltechnologie, ihren Beitrag zu stetig steigender Leistungsfähigkeit des Systems Eisenbahn und ihr zukünftiges Potenzial.
Bau und Instandhaltung von hoch beanspruchten Strecken sind ohne dynamische Gleisstabilisation kaum mehr vorstellbar. Sie hatte auch immer wieder einen Anteil an Geschwindigkeitsweltrekorden, die nur auf perfekt vorbereiteten Strecken erzielt werden konnten. Langjährige Forschung und umfassende Praxiserfahrungen haben zur kontinuierlichen Weiterentwicklung dieser Technologie beigetragen.
Vor 50 Jahren entwickelt – heute aktueller denn je
Die zunehmenden Anforderungen an moderne Eisenbahnsysteme erfordern sowohl hohe Verfügbarkeit als auch präzise und dauerhafte Gleislagequalität. Zentrale Voraussetzungen sind ein gut verdichtetes Schotterbett sowie ein hoher Querverschiebewiderstand (QVW), denn beim lückenlos verschweißten Gleis werden die Spannungen aufgrund der temperaturabhängigen Längenänderung über den Gleisrost in den Schotter abgeleitet. Lediglich ein ausreichender QVW erlaubt einen Spannungsabbau ohne ungewolltes Ausknicken des Gleisrostes im Zuge einer Verwerfung. Nach Neubau- oder Instandhaltungsarbeiten, die das Schotterbett betreffen, ist der QVW deutlich reduziert. Daher wurden verschiedene Methoden zur Anhebung entwickelt und erprobt.
Der gezielte Einsatz von Schwingungen quer zur Gleisachse war ein bedeutender technologischer Fortschritt und führte letztlich zur Entwicklung der dynamischen Gleisstabilisation. Mit nahezu kräftefreier Neuordnung und Verdichtung der Schotterkörner erhält das Schotterbett eine homogene Struktur und erreicht dadurch dauerhafte Stabilität.
Stopfmaschinen stellen die Gleisgeometrie effektiv wieder her, schwächen dabei aber die Einbettung des Gleisrostes im Schotterbett. Der Dynamische Gleisstabilisator (DGS) wurde mit dem Ziel entwickelt, die Gleisfestigkeit wiederherzustellen, um die Lage des Gleises dauerhaft zu sichern und die Sicherheit des Bahnbetriebs zu gewährleisten. Die vergangenen 50 Jahre und ungezählte Einsätze dieser Maschine bestätigen, dass die gesetzten Ziele erreicht wurden.
Em. Univ-Prof. DI Dr. Klaus Rießberger
Maßgeblich beteiligt an der Entwicklung der dynamischen Gleisstabilisation
Seit 1973 entwickelt und produziert Plasser & Theurer Dynamische Gleisstabilisatoren (DGS). Bereits 1975 wurde die erste einsatzfähige Maschine auf der VDEI-Gleiskonferenz (heute: iaf) in Frankfurt vorgestellt. Im Jahr 1976, vor mittlerweile 50 Jahren, startete das offizielle Angebot für unsere Kunden.
Schon wenige Jahre nach seiner Einführung etablierte sich der Dynamische Gleisstabilisator als feste Größe im Gleisbau. Seit der Markteinführung wurden weltweit mehr als 1.300 Maschinen in mehr als 60 Länder geliefert. Heute ist diese Technologie ein integraler Bestandteil moderner Bau- und Instandhaltungskonzepte.
Aktuell steht sie als Plasser TrackStabilizer, Plasser CompactStabilizer sowie zweiachsiger Anhänger Plasser StabilizingTrailer zur Verfügung. Der technologische Fortschritt machte es möglich, Stabilisationsaggregate auch in andere Maschinensysteme zu integrieren. So findet man die Gleisstabilisation beispielsweise auch in Gleisumbauzügen, Bettungsreinigungsmaschinen oder Stopfmaschinen.
Von der Forschung zur weltweiten Etablierung
Jahrzehntelange Entwicklungsarbeit sowie enge und kontinuierliche Zusammenarbeit mit zahlreichen Eisenbahninfrastrukturunternehmen weltweit führten zum Aufbau eines umfassenden technologischen und anwendungsbezogenen Know-how auf diesem Gebiet.
Wesentliche Grundlagen lieferten Versuchsreihen der firmeneigenen Forschungsabteilung und die Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Graz, in deren Rahmen optimale Parameter wie Auflast, Frequenz, Einwirkdauer und Amplitude ermittelt wurden. Dabei zeigte sich unter anderem, dass die Verdichtung des Schotters durch horizontale Schwingungen eine bis zu siebenfach höhere Effizienz gegenüber vertikalen Schwingungen aufweist.
Die Technologie wurde zwar bereits vor 50 Jahren auf den Markt gebracht, seither wird konstant daran weitergeforscht und mittels aufwendiger Versuchsreihen, Simulationen beziehungsweise DEM (Diskrete-Elemente-Methode) werden Technologie und Parameter weiter optimiert.
Entwicklung vom Arbeitswerkzeug zum Messinstrument
Aktuelle Forschungsergebnisse mit der TU München und der TU Wien zeigen, wie das moderne Schottergleis auch zukünftig vom Einsatz der dynamischen Gleisstabilisation profitieren wird. Zunehmende Belastungen sowie Wünsche nach längeren Wartungsintervallen und immer noch kürzeren Sperrpausen bilden die Ausgangsbasis für weitere Innovationen.
Vergleichbar mit Stopfmaschinen, die bei der Durcharbeitung Daten über den Zustand der Infrastruktur aufzeichnen, verfolgen gegenwärtige Bemühungen rund um den DGS ähnliche Ziele: während des Einsatzes zusätzliche wertvolle Informationen über den Zustand der Infrastruktur zu sammeln und die Effizienz der Instandhaltungsarbeiten weiter zu steigern. Mit den neuen Möglichkeiten innovativer Sensortechnik erlaubt die bewährte Stabilisationstechnologie völlig neue Einblicke in den Zustand des Eisenbahnfahrwegs. Messgrößen der Maschine-Schotter-Interaktion werden analysiert und Kennwerte abgeleitet, die den Zustand der Schienenbefestigung oder Eigenschaften des Schotterbettes beschreiben.
Der neue DGS-Prototyp ermöglicht kontinuierliche Messung der horizontalen Gleissteifigkeit. Diese kann künftig die Basis der Abnahmeprüfung bilden. Messungen des QVW bleiben als ergänzende Kontroll- und Referenzmessungen an definierten Punkten erhalten.
Weitere Optimierungen der Gleisstabilisierung lassen sich durch neue konstruktive Maßnahmen erreichen: Die dynamische Entkopplung führt zu effizienterer Einleitung der Vibrationen in den Oberbau und reduziert den Verschleiß der Maschine. Ein tieferer Angriffspunkt der Schlagkraft verbessert die horizontale Impulsübertragung an die Schwellen. Umstellung auf elektrische Antriebe steigert den Wirkungsgrad weiter und die Versorgung durch die Oberleitung ermöglicht, abhängig von der Erzeugung des Bahnstroms, einen CO₂-neutralen Betrieb. Der DGS wird also auch in Zukunft ein wesentlicher Teil der Instandhaltungsstrategien bleiben und seine Rolle als Kontrollinstrument noch ausbauen.
