Alp Demiryolu Mühendisliği Vakfı

İsviçre Alpleri, Dünya'daki her yerde demiryolu inşaatı için en uygun coğrafi engellerden birini temsil ediyor. İsviçre ve #8217'nin yaklaşık yüzde 60'ını kapsayan, toplam arazi arsası, bu dağ aralığı, tarihi olarak kuzey ve güney Avrupa'ya ait olan doğal bir bariyer yaratır. Bu meydan okumanın bir kısmını taşıma tarihinde en dikkat çekici altyapı başarıları üretti.

Alplerdeki herhangi bir demiryolu planlayıcısının temel gerçekliği, trenlerin nazik bir gradients gerektirdiğidir. Bir yol aracı kabul edilebilir notları korumak için yüzde 10 oranında sıkıcı olsa da, geleneksel bir demiryolu, hızlı bir şekilde yüzde 3'ü ana hatlarda güvenle aşamaz, bu kısıtlamalarla, demiryolu rotalarını dolaylı olarak ele almak için tamamen şekillendirir.

Demiryolu Planlaması Üzerine Coğrafi Etki

Koridor Problemi

İsviçre, Avrupa'nın haçlı yollarında oturuyor, kritik kuzey-güney rotaları ile Almanya ve Low Ülkeleri İtalya'ya bağlayan ve Fransa'yı Avusturya ve ötesinde bağlantıya bağlayan Doğu-batı koridorları. Alpler, her bir transalpine demiryolunun kendi eşsiz mühendislik yanıtını dikte ettiği bir avuç var.

Herhangi bir tünel inşa edilmiş veya dolupüreden önce, anketçiler aynı coğrafi kısıtlamalar tarafından yüzyıllar önce şekillendirilmiş olan yolları tanımlamak zorunda kaldılar.Bu, vadi sistemlerini, kaya istikrarını, su kaynaklarını ve gelişmiş arazilerin geniş alanları boyunca yollarını incelemekti. Birçok durumda, seçilmiş rota, kendilerini yüzyıllar önce aynı coğrafi kısıtlamalarla şekillendirdi.

Vadi Koridorlar ve Sınıf Yönetimi

Bir geçiş seçildiğinde, demiryolu genellikle vadiye giden vadiyi takip etti. Bu basit geliyor, ama Alp vadileri nadiren düz veya seviyedir. Sürekli olarak, dar uçlara ve tributary akışlara ve tümuvial fanlara yol açıyorlar.

Brig ve Rhône Nehri kaynağı bir ders örneği sunuyor. Demiryolu, vadinin güney tarafında kalıyor ve Gletsch'de 1400 metreden fazla araştırma yapmak için Brig'de 670 metreden geçiyor. Bu hafif yüzde 1'lik bir kısmı dağın üstüne bağlanır, çok sayıda tributary akışlar kısa köprüler geçer ve Rhône'nun kendisini selden kaçınır.

Ridges ve Watersheds

Herhangi bir Alp demiryolu rotasındaki en kritik karar, su dökmek için yerdir. Sulu bir sırt çantası, ve demiryolu bu yüksek puanlara veya her iki tarafta da ulaşmadan önce bu yüksek noktaya ulaşmalıdır.

Örneğin, Gotthard rotası, tarihi zirveye 1,150 metre uzaklıktaki Gotthard Pass'in yakınında ulaşır.Erstfeld'in kuzey yaklaşımı, 19. yüzyıldan beri sürekli olarak devam eden notları gerektiren ve 100 yıl boyunca hattın hızını belirlediler.

Tarihsel Context: İsviçre Demiryolu İnşaatının Öncülüğü

İsviçre Demiryollarının Doğumu

İsviçre’ ilk demiryolu hattı 1847 yılında açıldı, Zürich ve Baden'i sadece 23 kilometre mesafeden ayırdı. Ulusal bir ağ hem ekonomik zorunluluk hem de politik hırsla yola çıkmaya başladı. İsviçre federal hükümeti, bir birleşik demiryolu sisteminin ulusal kohesion için gerekli olduğunu ve İsviçre endüstrisini Avrupa pazarına bağlayan için gerekli olduğunu kabul etti.

1870'lerde, birden fazla transalpine projesi dikkate alındı. Gotthard rotası, kuzeydeki koridorun lehine ortaya çıktı, çünkü geçiş zaten büyük bir ticaret rotasıydı ve kısmen önerilen tünel sitesinde jeoloji uygun görüldü.

Gotthard Tünel: Bir Dünya İlk

Orijinal Gotthard Tünel, 1882'de tamamlandı, 15 kilometre uzunluğundaydı ve dünyanın en uzun demiryolu tüneli zamanında yaptı. Yaklaşık 1,100 metre yükseklikteki kütleyi kırmıştı, iki yönlü bir rota kullanarak, iki yönde trenlerin geçmesine izin verdi. İnşaat on yıl sürdü ve kötü çalışma koşulları nedeniyle 170 canını, kayaçları ve hastalık nedeniyle iddia etti.

Tünel, 2100 metreden fazla bir süredir Gotthard Pass'a kadar tırmanmaya ihtiyaç duyuyordu, ancak daha önce bahsedilen yüksek yaklaşıma sahip olan bu yüksek lisanslar, yük trafiğinin ağırlığının artmasıyla sınırlıydı.

Lötschberg ve Simplon Corridors

Lötschberg rotası 1913 yılında tamamlandı, Goppenstein'a daha sert bir bağlantı sağladı.Bu rota, Bernese Alpleri'ni transalpine trafiği ile geçmek ve Gotthard koridoruna bir alternatif sağladı.

Simplon Tüneli 1906 yılında tamamlandı ve sonra, İsviçre'de İtalya'da Domodossola ile bağlantılı olan 198 kilometreye kadar uzatıldı. 70 yıl boyunca dünyanın en uzun demiryolu tüneli oldu.

Tünel Mühendisliği: Dağ Engeli

Base Tüneller vs. Summit Tünels

Zirve tünelleri ve temel tüneller arasındaki ayrım, Alp demiryolu mühendisliğini anlamak için temeldir. Bir zirve tüneli dağdan nispeten yüksek bir yükseklikte geçer, geçişin kendisi yakın. Bu, tünelin uzunluğuna ancak uzun yönleri gerektirir.

Orijinal Gotthard Tünel bir zirve tüneliydi. Yeni Gotthard Base Tünel, 2016 yılında tamamlanmış olan bir temel tüneldir.Ana tünel Erstfeld'den Bodio'ya 57 kilometre uzaklıktadır, tüm Gotthard Massif'in derinliklerine kadar uzanır.

Tüneling'de Jeolojik Meydanlar

Alpler aracılığıyla Boring, sadece sağlam kayalar aracılığıyla delme meselesi değildir. Alp aralığı, sefil, metamorfik ve katlanmış, hatalı ve kırılmış milyonlarca yıl boyunca kırılmış olan devasa kayaların parçalarıdır.

Gotthard Base Tünel tüm bu zorluklarla karşılaştı. İnşaat ekipleri Piora Basin, çelik kemerlerden ve su taşımalarına kadar farklı bir tünel desteği sistemi gerektirdiğini belirtti. Ayrıca Clavaniev Bölgesi ve Tavşanetsch Intermediate Mass ile de karşılaştılar.

Havalandırma, Güvenlik ve Operasyonlar

Uzun temel tüneller ısıyı, egzozu ve hava kalitesini yönetmek için sofistike havalandırma sistemleri gerektirir. Gotthard Base Tüneli her 325 metre boyunca, kaya sıcaklığının 45 °C'yi aşabilmesi için güçlü soğutma sistemleri gerektiren ve güvenli bir çalışma koşullarından yararlanılabilir.

Büyük Alp Tünelleri: Karşılaştırmalı Bir Bakış

  • [FONT:0)Gotthard Base Tünel[Dönetici: 1 ) (Switzerland) & #8211; 57.1 km. Tamamlanan 2016. Connects Erstfeld to Bodio. maximum yükseklik farkı: 550 metre. Tasarım hızı: 250 km/h.
  • [FONT=0)Simplon Tüneli[Dönetici: 1 ) ve #8211; 19.8 km. Tamamlanan 1906 (ikinci Bor 1922) Domodossola'ya Connects Brig ile bağlantı kurun: 705 metre. En erken uzun dağ tünellerinden biri.
  • [FONT:0]Lötschberg Base Tünel) ve #8211; 34.6 km. Tamamlanan 2007. Connects Frutigen to Raron için Tasarlandı.
  • [FONT=0]Brenner Base Tünel[Döntgen/İtalya) & #8211; 55 km İnşaat altında, 2030'da tamamlanması beklenen Innsbruck'ı Fortezza'ya bağlayacak.
  • [FONT=0)Mont Cenis Tüneli[Dönetici: Fransa/İtalya) & #8211; 13.7 km. Tamamlanan 1871. Ayrıca Fréjus Tüneli olarak da bilinir.

Viaducts and Bridges: Crossing Valleys and Gorges

Alp Köprülerinin Meydanları

Tüneller, köprüleri geçiş problemini çözmüş olsa da, tepeler arası geçiş vadilerinin problemini çözmüşlerdir. Alpler, vadiler genellikle derin, dar ve hızlı akışlı nehirler ve akışlar ile geçer.Böyle bir arazide demiryolu inşa etmek, ağır yükler taşıyan ve sismik kuvvetlere karşı koyabilen yapılar gerektirir.

İsviçre mühendisleri, Alp koşullarına uygun birkaç farklı köprü türü geliştirdiler. Stone Arch asducts, yerel taştan inşa edilmiş, 19. ve 20. yüzyıllarda yaygındı. Bu yapılar, Bernina hattında en çok fotoğraflanan sahnelerden biri haline geldi.

Çelik ve Beton Viaducts

Mühendislik yetenekleri gelişmiş, çelik ve beton daha karmaşık hizalar için taş değiştirildi. Wiesen Viaduct on the sensitive road, uses a steel truss Arch with a main span of 55 metres to cross the Landwasser Nehri. Bu tasarım, hassas nehirde gerekli olan piers sayısını azalttı.

Beton geçişleri 20. yüzyılın ikinci yarısında baskın hale geldi. A2 otoyolunda Biaschina Viaduct on the a demiryolu yapısı olmasa da, aynı zamanda ray köprülerine uygulanan beton kanal tekniklerini de gösteriyor.

Değil

  • [FONT:0]Landwasser Viaduct[DÜDÜT:1) & #8211; Stone Arch, 136 metre uzunluğunda, 65 metre yüksekliğindeki Bernina hattını.
  • [FONT:0]Wiesen Viaduct[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜŞÜNÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ: 0,8|DÜyetim: 00/01.2012 - Çelik truss Arch, 204 metre uzunluğunda, 88 metre yüksek.
  • [FONT:0)Mittlere Brücke[[DÜT:1) ve #8211; Lausanne-Bern hattında, en az görsel etki ile modern tasarım.
  • [FONT=0)Glenfinnan Viaduct[DÜDÜT:1) & #8211; Alplerde olmasa da, bu 21-arşik tarama, Avrupa'daki dağ demiryolularında kullanılan taş tür klasik bir örneğidir.

Anahtarlar ve Spiraller: Mastering Steep Gradients

Anahtarlama Sistemi

Bir demiryolu hızla yükselmelidir ancak doğrudan bir gradient kullanamaz, mühendisler geri dönüşleri çalıştırır. Bir geçiş, bir sonraki bacağı tırmanmak için bir tepeye tırmanmak.

İsviçre Alpleri, birkaç önemli geçiş bölümü içeriyor. En ünlü Brünig hattında, Meiringen'den Brünig Pass'e tırmanmak için trenlerin kısa bir yatay mesafede yükselmesine izin veriyor. Bu sistem, demiryolunun doğrudan bir ascentayı ağırlayan bir araziyi korumak için kullanılabilir bir gradyan olmasına izin veriyor.

Spiral Tüneller: The Invisible Switchback

Spiral tüneller, aynı etkiyi bir geçiş olarak da kullanarak, dağın içinde tam bir döngü veya spiral olarak tanımlar ve giriş yaptığı gibi daha yüksek bir yükselişte ortaya çıkar.Bu tasarım, bir yüksekliğe girebilmek için trenin uzunluğuna etkili bir şekilde uzatılır, gradient'yi azaltır.

Gotthard rotası kuzey yaklaşımında iki spiral tünele sahiptir. Wassen yakınlarındaki ilk spiral tünel, yaklaşık 40 metre yükseklikteki bir demiryolunu alır. vadiyi daha fazla bir ikinci spiral daha fazla yukarı çıkarır 30 metre uzaklıktadır. Bu spiraller, kuzeydeki kuzey flankını geri dönmek için başvurmuş gibi bir şekilde kuzeye tırmanmaya izin verdi.

Bernina hattı ayrıca spiral tünelleri kullanıyor, ancak daha az yaygındır çünkü çizgi en dik bölümler için raf-ve-pinion çekişini kullanıyor.

Raf-and-Pinion Demiryolu

En dik yüksek lisanslar için, geleneksel taksi trenleri yetersizdir.Baş ve taşlı sistemler, çalışan raylar arasında monte edilmiş bir dişli raf raylı sistem kullanır, rafa katılan lokomotif üzerinde bir pinion dişli ile.Bu, yüksek lisansa bakılmaksızın, trenlerin yüzde 10 veya daha fazla tırmanmasına izin verir.

İsviçre, Pilatus Demiryolu da dahil olmak üzere birçok raf demiryoluna ev sahipliği yapmaktadır, bu da en dik Alp rotalarında bazı ana hat yolcu ve yük operasyonlarına da uygulanmıştır.

Kar, Buz ve Avalanche Yönetimi

Alpler'deki Kış Koşulları

Alp kışı demiryolu operasyonları için ciddi zorluklar sunuyor. Karfall yüksek yüksekliklerde 5 metreyi aşabilir ve kar, buz ve donma sıcaklıklarının kombinasyonu, takva, geçiş operasyonu ve tren frenlemesini etkiler. Avalanches her iki altyapı ve demiryolu araçlarına doğrudan bir tehdit oluşturur, geniş koruyucu önlemler gerektirir.

Avalanche Koruma Yapıları

Demiryolular maruz kalan yamaçlar çeşitli avalanche savunma yapıları tarafından korunuyor. Kar dökmeler, ayrıca avalanche galerileri olarak adlandırılan beton çatıları takip ediyor. Bu yapılar, rotada bile çalışmaya devam etmelerini sağlıyor.

Ayrıca, kar çitleri gibi kalıcı avalanche bariyerleri, yapıları desteklemek ve traksiyon istasyonu, demiryolunun üzerindeki yamaçlarda kar stabilize etmek için kullanılır. Bu engeller, kar birikimi ve avalanche riskini tüm Alp bölgesinde modellemek ve muhafaza etmek için tasarlanmıştır.

Track Isıtma ve Kar Temizleme

Anahtar noktaları ve sinyalleri dondurmak için savunmasızdır ve en büyük Alp hatları onları operasyonel tutmak için elektrikli ısıtma sistemi kullanır. Demiryolular veya ayrı ısıtma elemanları aracılığıyla mevcut olan kontrol sistemleri, buz inşasını önlemek ve güvenilir tren tespitini sağlamak. Kar-eski trenler, yüksek hızlı bıçaklarla donatılmış, yüksek kar yağışı sırasında çalışan hattı açık tutmak.

İsviçre Federal Demiryolular, büyük bir fırtınadan sonra bile, tahmin edici meteorolojinin kombinasyonunun, hızlı yanıtın ve altyapının zorlaşmasının, İsviçre demiryolu sisteminin aşırı koşullara rağmen yüksek düzeyde tutulmasına izin veriyor.

Bağlanma ve Ekonomik Bütünleşme

Kuzey-Güney Transit Koridorlar

Alp demiryolu rotaları sadece İsviçre altyapısı değildir; Avrupa transit ağında önemli bağlantılar vardır. Gotthard, Lötschberg ve Simplon koridorları, Rotterdam ve Hamburg gibi kuzey Avrupa limanları arasında yük taşıyor ve Akdeniz'de bu trafik son iki yılda istikrarlı bir şekilde büyüdü.

Gotthard Base Tüneli sadece kuzey-south yük kapasitesine dönüştürüldü. Operasyonda temel tünel ile, yük trenleri İsviçre motorlarından demiryoluna kadar en yüksek yük ile bin ton yüklerini 100 km/h. Bu, 80 km/south'a kadar en yüksek yük ile karşılaştırır.

Bölgesel Bağivite

Büyük uluslararası koridorların ötesinde, Alp demiryolu ağı küçük kasabaları ve köyleri bağlayan sayısız bölgesel rotalara hizmet ediyor. Rhaetian Demiryolu ağı Graubünden, Valais'deki önemli taşra-Gotthard Bahn'ın ötesinde ve Bernese Oberland'a hizmet eden hatların hepsi ana hatların aynı mühendislik prensiplerine bağlı.

Bu bölgesel hatların çoğu aynı zamanda Dünya Mirası siteleridir. Albula ve Bernina peyzajları 2008 yılında UNESCO Dünya Mirası sitesi olarak bilinen demiryolu ve peyzajın büyük bir entegrasyonunu kabul etti.

Ekonomik Etki

Alp demiryolu bağlantılarının ekonomik etkisi önemli. Dağ bölgelerindeki turizm güvenilir demiryolu erişimine bağlıdır ve on sekiz trafik İsviçre Federal Demiryolu için önemli bir gelir yaratır. Temel tünellerin inşaatı inşaat sırasında binlerce iş yarattı ve devam eden bakım ve işletme istihdamını destekliyor.

İsviçre’ demiryolu sistemi ayrıca ulaşımın çevresel maliyetini azaltır. İsviçre hükümeti, İsviçre Ağır Araç Ücreti dahil olmak üzere yük taşımacılığına giden yolu teşvik eden politikaları uygulamıştır.Bu politika, kamyonun daha pahalı taşınmasını sağlar.Bu politika, temel tüneller tarafından sağlanan altyapı iyileştirmeleriyle birlikte, Alp koridoru boyunca demiryolunun sabit bir şekilde değiştirilmesine yol açtı.

Modern Yenilik ve Gelecek Yollar

Dijitalleşme ve Otomasyon

Modern Alp demiryolu giderek dijital. Otomatik tren kontrol sistemleri, Avrupa Tren Kontrol Sistemi gibi, trenlerin daha kısa kafalarda ve daha yüksek hızlarda çalışabilmesine izin veriyor. Gotthard Base Tüneli, ETCS Seviye 2 ile donatılmıştır, bu da sürücüyü uyarmaya zorlarsa sürekli hız izleme ve otomatik frenleme sağlar.

Dijitalizasyon ayrıca bakım için de genişletilebilir. Sensör destekli trenler geometriyi, demiryolu aşınmasını ve gerçek zamanlı olarak yüksek tel koşulu, servis kesintilerine neden olan sorunları ele geçirmelerine izin verir. Ceneri Base Tünel, 2020 yılında tamamlanmış, yapısal sağlık izleme için geniş sensör ağları içerir.

Kapasite genişleme

Gotthard Base Tüneli kuzey-south kapasitelerini önemli ölçüde artırmış olsa da, daha fazla altyapı geliştirmeleri planlanmaktadır. Basel ve Zürich'ten Chiasso'ya kadar tüm koridorlar trafik hacimlerini ele almak için yükseltilir. Bu, yeni geçiş döngülerini, yükseltilmiş sinyalizasyonunu ve daha uzun yük trenleri için platformları içeriyor.

Lötschberg koridoru da genişletiliyor. 2007 yılında tamamlanmış olan orijinal Lötschberg Base Tüneli, bazı geçiş yerleri ile tek bir tüp olarak inşa edildi. Planlar kapasiteyi artıracak ve bakımla ilgili kesintileri azaltacak ikinci bir tüp için dikkate alındı.

Sürdürülebilirlik ve İklim Kısıtlığı

İklim değişikliği, Alp demiryolu için yeni zorluklar yaratıyor. Iklimer sıcaklıklar, yüksek yüksekliklerde boğulmalara neden oluyor, bu yeni yapıların tasarım yaşamlarında beklenen koşullara dayanabiliyor.

Aynı zamanda demiryolular İsviçre'ye ve #8217'ye merkezidir; sürdürülebilirlik stratejisi.Süreden demiryoluna kadar yük geçişi değiştirerek, ülke ulaşımla ilgili karbon emisyonlarını azaltır.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

İsviçre Alplerinin dağ aralıkları sadece demiryolu inşaatına engel değildir; İsviçre demiryolu ağının her yönünü şekillendiren belirleyici kuvvettir. Uluslararası koridorların en yüksek eğriliğine kadar, Alplerin en iyi yazılması, 150 yıldan fazla demiryolu tarihinin geliştirdiği çözümlere dikmiştir.

Tüneller, kanallar, geçişler ve spiraller ayrı bir icat değildir, ancak tek bir, tutarlı bir meydan okumaya cevap verir: bunları bir manzara aracılığıyla trenleri nasıl bir araya getirmek istemezler. cevap, coğrafya, zorunluluk ve insan ingenu bir arada elde edebilecekleri olağanüstü bir jeolojik anlayış kombinasyonudur.

İklim değişikliği ve ekonomik baskılar gelişmeye devam ettikçe, İsviçre Alp demiryolu sistemi bir kez daha adapte edilmesi gerekir. Ancak 19. yüzyıldan beri inşaata yönlendiren ilkeler geçerli: mevcut gradyanlarla çalışmak ve asla iyi yer alan bir tünelin değerini hafife almamaktadır.