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Hempe, Thomas

Nr. 67 - Hempe, Thomas

"Ein LCC-basiertes Verfahren zur Evaluierung von Schleifstrategien für Schienen­bahnen";
Dissertation 21.04.2006

Stichwörter: Eisenbahnbau, Eisenbahnoberbau, Fahrweg-Technologie, Oberbauinstandhaltung, Instandhaltungsstrategie, Schienenfehler, Schienenschleifen, Lebenszyk-luskosten, LCC

Der Fahrweg der Bahn ist ein Produktionssystem, von dem eine hohe Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit bei geringen Kosten gefordert werden. Der alterungsbedingte Substanzverzehr und die andauernde Wechselbeanspruchung durch die Betriebsbelastung erfordern eine regelmäßige Durchführung von Instandhaltungs- und Erneuerungsmaßnahmen, um eine kontinuierliche Qualität der Anlagen auf hohem Niveau sicherzustellen.

Zur Beseitigung von Rollkontaktermüdungsschäden, zur Wiederherstellung eines anforderungsgerechten Längs- und Querprofils und zur Reduzierung der Oberbaubeanspruchung werden Schienen in Gleisen und Weichen regelmäßig geschliffen. Die vielfältigen Ursache-Wirkungs-Beziehungen in der Schieneninstandhaltung lassen sich für den Infrastrukturbetreiber auf eine dominierende Bewertungskenngröße zurückführen: Das Verhältnis von Einnahmen und Ausgaben, respektive die Wirtschaftlichkeit. Ein geeignetes Instrumentarium zur Bewertung der Wirtschaftlichkeit alternativer Instandhaltungsstrategien langlebiger Systeme ist die LCC-Rechnung.

In der vorliegenden Arbeit werden die Basiszusammenhänge der Schieneninstandhaltung erarbeitet und in einem Modell zur LCC-basierten Evaluierung von Schleifstrategien abgebildet. Aus historischen Instandhaltungsdaten und theoretischen Betrachtungen werden makro­skopische Schadensfunktionen abgeleitet, mit denen das Langzeitverhalten des Oberbaus unter der einwirkenden Beanspruchung im Mittel richtig beschrieben werden kann. Anhand von Standardbauabläufen und Fahrplananalysen werden die Baukosten und die Betriebserschwerniskosten von Instandhaltungs- und Erneuerungsmaßnahmen am Oberbau berechnet und der LCC-Rechnung zur Verfügung gestellt.

Die Integration des entwickelten Prognose- und Berechnungsverfahrens in das am IVE der Universität Hannover entwickelte Infrastrukturkataster SimObau gestattet die Analyse der Auswirkungen alternativer Schleifstrategien auf die Kosten des Oberbaus und die streckenbezogene Entwicklung von Instandhaltungsplänen. Anhand von Beispielrechnungen wurde der grundsätzliche Nutzen regelmäßigen Schienenschleifens zur Senkung der LCC des Oberbaus nachgewiesen.

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