Verbesserung der Gleisleistung am Duddeston Junction im Rahmen des HS2-Programms
- 20. Mai 2026
Im Rahmen des umfassenderen HS2-Programms wurden am Duddeston Junction in Birmingham – dem Schnittpunkt, an dem die neue Hochgeschwindigkeitsbahn die bestehende Infrastruktur von Network Rail kreuzt – umfangreiche Infrastrukturänderungen vorgenommen. Um Platz für die HS2-Überführung zu schaffen, wurde ein Abschnitt des konventionellen Schienennetzes verlegt und umgebaut, was zu erheblichen Änderungen sowohl an der Down Derby Goods Line als auch an der Down Saltley Goods Siding Line führte. Der überarbeitete Streckenverlauf führte eine Gegenkurve mit engem Kurvenradius von nur 265 m ein. Dies erhöhte naturgemäß das Risiko von Schienenverschleiß, Schienenkopfschäden und Oberflächenfehlern in diesem Bereich. Zuvor installierte mechanische Schmiervorrichtungen mussten nach den Umbauarbeiten ebenfalls gemäß den Network-Rail-Standards wiederhergestellt werden.
Anforderung
L.B. Foster wurde beauftragt, eine optimale Strategie für das Reibungsmanagement an diesem Standort zu erarbeiten.
Angesichts der beengten Platzverhältnisse und der betrieblichen Anforderungen an die Kreuzung wurde vereinbart, die bisherigen mechanischen Schmiervorrichtungen durch elektrische Systeme zu ersetzen, um eine höhere Zuverlässigkeit, Gleichmäßigkeit und Abdeckung zu gewährleisten.
Es wurden drei PROTECTOR® IV-Messflächen-Schmiervorrichtungen vorgesehen, um einen gezielten Schutz der Messflächen in den kritischen Kurvenabschnitten zu gewährleisten.
Obwohl die ursprüngliche Planung keine Maßnahmen zur Behandlung der Schienenoberkante vorsah, zeigten erste Beobachtungen nach der Verlegung einen erheblichen Verschleiß der Schienenköpfe. Daraufhin schlug L.B. Foster vor, die Lösung durch ein System zum Reibungsmanagement an der Schienenoberkante zu ergänzen, bei dem der wasserbasierte Reibungsmodifikator KELTRACK® zum Einsatz kommt – eine bewährte Technologie zur Verringerung des Verschleißes an den Schienenköpfen und zur Eindämmung der Rollkontaktmüdigkeit (RCF).
Unsere Lösung
Im September 2024 installierte das Team von L.B. Foster Field Engineering Services drei PROTECTOR® IV-Schmiervorrichtungen mit einer Kapazität von 90 kg an den vorgesehenen Stellen entlang der umgebauten Trasse. Diese Geräte sorgten für eine gleichmäßigere Schmiermittelzufuhr in der neu eingeführten Kurve mit engem Radius.
Nach der Wiederinbetriebnahme der Strecke wurden bei routinemäßigen Kontrollen ein schneller Verschleiß der Schienenköpfe sowie Anzeichen von RCF sowohl auf der Down Derby Goods Line als auch auf der Down Saltley Sidings Line festgestellt. Daraufhin führte das Anwendungsteam von L.B. Foster eine detaillierte Begutachtung vor Ort durch. Um den auftretenden Verschleißmustern wirksam entgegenzuwirken, wurde der Einsatz eines doppelten Top-of-Rail-Geräts empfohlen, mit dem beide Strecken gleichzeitig behandelt werden können.
Das duale System – unter Einsatz des wasserbasierten Reibungsmodifikators KELTRACK® – wurde Anfang April 2025 installiert. Diese Ergänzung bildete ein ganzheitliches Reibungsmanagement-Paket, das die Gleisoberbaukomponenten ergänzte und einen verbesserten Schutz vor Verschleiß und Materialermüdung auf den betroffenen Gleisabschnitten bot.
Fallstudie AtkinsRéalis
AtkinsRéalis nutzte Vampire^ zur Modellierung des Gleisverlaufs der Down Derby Goods Line, wozu auch die Vermessung der Schienenprofile gehörte. Das Gleismodell wurde mit verschiedenen Fahrzeugmodellen kombiniert, die den aktuellen Verkehrsablauf widerspiegelten, um die voraussichtlichen Verschleißmuster und -raten zu ermitteln. Dies bestätigte, dass die Ursache für die hohen Verschleißraten und die RCF in den engen Kurven der neu ausgerichteten Gleise lag. Die Modellierung ergab zudem, dass eine Optimierung der Reibung an der Schienenoberkante den Schienenverschleiß verringern würde.
Abbildung 1 – Vampir-Track-Modell
^Vampire ist ein branchenführendes Simulationspaket für die Bahndynamik, das speziell für die Eisenbahnindustrie entwickelt und optimiert wurde und eine kosteneffiziente Analyse der Leistung und Sicherheit von Schienenfahrzeugen mittels Simulation ermöglicht. Es wird von AtkinsRéalis lizenziert und entwickelt.
Abbildung 2 – Messung von Schienenprofilen
AtkinsRéalis besuchte die Baustelle noch dreimal, um Messungen am Schienenprofil durchzuführen. Dies ermöglichte einen direkten Vergleich der Verschleißraten vor und nach der Installation des Reibungsmanagementsystems auf Schienenoberkante. Die Ergebnisse der Schienenprofilmessungen zeigten, dass sich die prognostizierte Lebensdauer der Schienen seit der Installation des Reibungsmanagementsystems auf Schienenoberkante um das Vierfache erhöht hatte.
Die Ergebnisse der Schienenverschleißmessungen von AtkinsRéalis zeigen, dass das Friction-Management-System von L.B. Foster für den Schienenkopf die prognostizierte Lebensdauer der Schienen um das Vierfache erhöht hat. Halley Porkess (Halley.Porkess@atkinsrealis.com), Leitender Ingenieur, Dynamik, Vermessung und Prüfung, AtkinsRéalis
Ergebnis
Die optimierte Lösung für das Reibungsmanagement hat die langfristige Ausfallsicherheit der Anlagen am Duddeston Junction gestärkt und bietet folgende Vorteile:
Verbesserter Schutz vor Verschleiß der Spurstange in Kurven mit engem Radius
Verringerung des Verschleißes der Schienenköpfe und der RCF, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines vorzeitigen Schienenaustauschs sinkt
Optimierte und gleichmäßige Schmierung durch moderne elektrische Schmierstoffgeber
Geringerer Wartungsaufwand im Vergleich zu herkömmlichen mechanischen Systemen
Ein skalierbarer Ansatz für das Reibungsmanagement, der auf die Schnittstellenanforderungen von Network Rail und HS2 abgestimmt ist
Die Planer der Central Rail Systems Alliance haben am 25. August im Rahmen des Abschlusses ihres Berichts zur Vampir-Modellierung eine zweite Untersuchung durchgeführt. Dabei wurde festgestellt, dass die Verschleißraten tendenziell zurückgehen, insbesondere beim Kopfverschleiß. Dies deutet darauf hin, dass der im April 2025 aufgebrachte Reibungsmodifikator auf der Schienenoberkante dazu beiträgt, den Schienenverschleiß zu verringern. Scott Williams, Leitender Projektingenieur (Gleis) / DPE, Network Rail
Dieses Projekt verdeutlicht den proaktiven, ingenieurtechnisch orientierten Ansatz von L.B. Foster bei der Unterstützung großer Infrastrukturprojekte durch zuverlässige und innovative Lösungen für das Reibungsmanagement.
