Gleisplaneditor: Annäherung von Blossbögen

[Alwin Meschede]

Frage in die Expertenrunde: Gibt es bereits eine Empfehlung, was man macht wenn das Vorbild offenbar einen verkürzten Übergangsbogen in Form eines Blossbogens trassiert hat? Da ist Zusis Gleisplaneditor, der nur die Klothoide kennt, dann ja am Ende seiner Möglichkeiten.

Gegeben war in meinem aktuellen Fall ein 3 Kilometer langer Kreisbogen mit 4200 m Radius. Auf einer Seite war der Übergangsbogen eine Klothoide, aber auf der anderen Seite ging es partout nicht auf. Trassierung nach dem sonst im Gleisplaneditor üblichen Vorgehen (Klothoide mit 4200 m Endradius) führte zu einer seitlichen Abweichung von fast 2 Metern über den größten Teil der besagten 3 km Streckenlänge, die egal was man machte auch nicht wesentlich kleiner wurde. Meine Lösung für das Problem: Ich habe von Hand eine Klothoide mit 3500 m Endradius an den 4200er Bogen angesetzt. Damit kam das Gleis recht gut mit dem Hintergrundbild zur Deckung. Den Ruck durch die Krümmungsdifferenz 4200 m <> 3500 m hoffe ich durch händische Manipulation an den Krümmungswerten vermeiden zu können, sobald der st3-Export gelaufen ist. Insgesamt eine ziemlich verbastelte Lösung, aber ich hatte wirklich keine Lust, die 2 Meter Abweichung später durch den gesamten Landschaftsbau durchzuschleppen. Oder hat jemand eine noch smartere Idee?

Ich äußere mal vorsichtig den Wunsch, dass der Gleisplaneditor und/oder der Standalone-Absteckrechner den Blossbogen als alternativen Übergangsbogen anbieten können sollen, um sich solche Krämpfe zukünftig ersparen zu können. Blossbögen sind zwar verhältnismäßig selten, aber ich bin auch im niedersächsisch-hessischen Grenzgebiet schon damit in Berührung gekommen. Dort war die Abweichung aber nicht so extrem, dass ich das Bedürfnis hatte dafür etwas zu erfinden.

[Carsten Hölscher]

Es gäbe die Möglichkeit, Splines als weiteres Geometrieelement zu integrieren. Wäre wohl die universellste Lösung.

Carsten

[F Sch]

Um das Thema nochmal auszugraben: Gibt es Zusi-seitig bereits eine angedachte oder fertige Lösung für s-förmig geschwungene Bögen und Blossbögen (ausschließlich der bekannten Tricks)?

[Carsten Hölscher]

nein, ich halt das auch nur für mäßig relevant.

Carsten

[Michael_Poschmann]

Aus der Zusi-Praxis: Selbst die in Sachen Gleisbögen sehr anspruchsvolle Linke Rheinstrecke ließ sich mit Bordmitteln vor einigen Jahren recht problemarm trassieren. Da sehe ich in der Tat andere Baustellen, die dringender sind.

Grüße
Michael

[Carsten Hölscher]

Hier gibt es inzwischen eine neue Lage: Die DB pflegt ja mittlerweile Teile oder auch das gesamte Netz als digitale Datensätze. Es kam nun die Aufgabe auf uns zu, etwas Strecke nachzubauen, für die solche Daten verfügbar sind. Wenn es gut läuft, kann man dann auf Knopfdruck so einen Datensatz in eine st2-Datei verwandeln.
Einzige Fehlstelle ist der Blossbogen, weshalb ich mir heute mal etwas zur Berechnung angelesen habe. Was ich dabei noch nicht ganz verstanden habe: Es gibt offenbar eine Anwendung als ganz normalen Übergangsbogen und dann eine S-förmige Version, so eine Art Verschwenkung? Was ist denn das was man typischweise in den Gleisplänen antrifft? Vermutlich gibt die Formel beides her je nach Anwendung (hab noch nicht praktisch damit rumgespielt).

Carsten

[F Sch]

Hier gibt es inzwischen eine neue Lage: Die DB pflegt ja mittlerweile Teile oder auch das gesamte Netz als digitale Datensätze. Es kam nun die Aufgabe auf uns zu, etwas Strecke nachzubauen, für die solche Daten verfügbar sind. Wenn es gut läuft, kann man dann auf Knopfdruck so einen Datensatz in eine st2-Datei verwandeln.

Das hört man doch sehr gerne. In welchem Format müssen die Geodaten denn vorliegen? Als Trasse im TRA-Format oder als Vektordaten in bspw. SHP-Format? Die Vektordaten sind m.W. flächendeckend verfügbar.

Einzige Fehlstelle ist der Blossbogen, weshalb ich mir heute mal etwas zur Berechnung angelesen habe. Was ich dabei noch nicht ganz verstanden habe: Es gibt offenbar eine Anwendung als ganz normalen Übergangsbogen und dann eine S-förmige Version, so eine Art Verschwenkung? Was ist denn das was man typischweise in den Gleisplänen antrifft? Vermutlich gibt die Formel beides her je nach Anwendung (hab noch nicht praktisch damit rumgespielt).

Bei Bedarf kann ich auf ein Buch verweisen, in dem nicht nur die allgemeine Formel für Bloss- und s-förmige Übergangsbögen beschrieben werden, sondern auch explizite Formeln zur Berechnung der x- und y-Koordinaten genannt werden. Was du jetzt mit s-förmiger Version und Verschwenkung meinst, ist mir nicht ganz klar. Blossbögen sind immer geschwungen, egal ob sie als Überhöhungsrampe oder Übergangsbogen verwendet werden. Gleisscheren bei Gegenbögen, wie beim klothoidalen oder s-förmigen Übergangsbogen, werden jedoch bei Blossbögen nicht mehr verwendet (war in Zusi sowieso nicht umsetzbar), hier sind lt. Regelwerk geschwungene Überhöhungsrampen aneinander zu reihen. Es gibt jedoch Stellen im Netz, wo Blossbögen im Übergangsbogen, jedoch eine Gleisschere mit s-förmigen Bögen in der Überhöhungsrampe genutzt wurden. Was weiterhin problemlos möglich ist, ist die Umwandlung einer Klothoiden in einen Blossbogen, wobei Entwicklungslänge und Abrückmaß in diesem Fall gleich bleiben (für diese Umwandlung gibt es auch eine Formel). Nutzt man die normale Formel für Blossbögen, so ergibt sich in der Regel immer ein anderes Abrückmaß bei gleicher Entwicklungslänge (was das eigentliche Problem bei der Nachbildung solcher Bögen in Zusi ist).

Noch ein Zusatz aus dem Regelwerk: Scheitelbögen (Bögen, in denen Übergangsbögen ohne einen Vollbogen zwischendrin direkt aneinander angeordnet sind) sollen in der Zukunft immer als Blossbögen ausgeführt werden. S-förmige Übergangsbögen sollen durch Blossbögen ersetzt werden (hier gibt es auch eine Umwandlungsformel).

[Leonard K.]

Es gibt offenbar eine Anwendung als ganz normalen Übergangsbogen und dann eine S-förmige Version, so eine Art Verschwenkung? Was ist denn das was man typischweise in den Gleisplänen antrifft?

Neben den Blossbögen gibt es noch s-förmig geschwungene Bögen, die im Gegensatz zu Blossbögen aus zwei symmetrischen Parabeln konstruiert werden (Blossbogen: Funktion 3. Grades). Meinst Du das mit der S-förmigen Version?
Beide haben geschwungene Rampen. In der Praxis kommt der Blossbogen deutlich häufiger vor, wobei ich auch schon einige S-förmig geschwungene Bögen gesehen habe, z.B. zwischen Regensburg und Schwandorf (da gibt es abschnittsweise deutlich mehr geschwungene Bögen als Klothoiden).

Als Buch kann ich das hier empfehlen, da sind auch einige Formeln drin (Kapitel 8.6.2 bzw. 8.7.2): https://link.springer.com/book/10.1007/ ... 58-17177-3

[Johannes]

Bei Bedarf kann ich auf ein Buch verweisen, in dem nicht nur die allgemeine Formel für Bloss- und s-förmige Übergangsbögen beschrieben werden, sondern auch explizite Formeln zur Berechnung der x- und y-Koordinaten genannt werden.

Klingt interessant, lass mal hören

[Carsten Hölscher]

Untersuchungen zu Auswirkungen von Geschwindigkeitserhöhungen auf Bahnstrecken im Bestand
https://mediatum.ub.tum.de/1295100

Das scheint nicht schlecht zu sein.

Kann mir mal jemand georef. Gleispläne zukommen lassen, die Blossbögen enthalten?

Carsten

[F Sch]

Zwei sehr ausführliche wissenschaftliche Arbeiten zum Thema:

• Übergangsbogen für Bahnen mit hohen Fahrgeschwindigkeiten: https://dgk.badw.de/fileadmin/user_uplo ... /b-314.pdf
• Untersuchungen zu Auswirkungen von Geschwindigkeitserhöhungen auf Bahnstrecken im Bestand: https://mediatum.ub.tum.de/doc/1295100/document.pdf

Hier wird nochmal ausführlich auf die mathematischen und geometrischen Grundlagen eingegangen. Es werden die Formeln für die Berechnung der x- und y-Koordinaten für die Klothoide, den s-förmigen Übergangsbogen und den Blossbogen beschrieben. Weiterhin wird im zweiten Werk auf Seite 48 eine Reihenentwicklung nach Taylor für die Koordinatenberechnung im Blossbogen beschrieben (das sollte für Zusi am nützlichsten sein).

Den Verweis auf das Buch suche ich noch vergebens. Die o.g. Formeln sollten aber eine mathematische Berechnung in Zusi ermöglichen und für diese Zwecke ausreichend sein.

Kann mir mal jemand georef. Gleispläne zukommen lassen, die Blossbögen enthalten?

Auf welchem Weg?

[Leonard K.]

Kann mir mal jemand georef. Gleispläne zukommen lassen, die Blossbögen enthalten?

Hab Dir eine Mail geschickt.

[Carsten Hölscher]

Wenn noch wer etwas Mathematik zur Hand hat, dann gerne mal melden. Was mir vor allem noch fehlt ist ein Zusammenhang zwischen der Lauflänge, also der wirklich befahrenen Gleislänge und der den Formeln zugrunde liegenden Länge, die geradlinig vom Anfangspunkt aus gezogen wird.
Kann man sich irgendwie iterativ hinrechnen, aber das Problem müsste ja schon mal wer gelöst haben.

Carsten