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Vorarbeiten

[206] Vorarbeiten (building preparations; travaux préliminaires à la construction; lavori preliminari alla costruzione).

Inhalt.

Einleitung (Zweck und Einteilung).

A. Die allgemeinen V. Wirtschaftliche und technische Vorerwägungen. Ausführung der technischen Vorarbeiten.

I. Studium der Örtlichkeit.

II. Neuaufnahmen und Darstellung des Geländes. Ausdehnung derselben. Genauigkeitsgrad. Notwendigkeit der Aufnahme durch Ingenieure. Ausführung der Aufnahme.

III. Aufsuchen der Linie. Ihre Darstellung.

IV. Beurteilung der Vergleichslinien. Rasche Ermittelung des Unterschieds der Bau- und Betriebskosten. Ertragsberechnung. Erläuterungsbericht. Geschäftliches.

B. Die ausführlichen V.

I. Aufnahme und Darstellung des Geländes. Methoden. Maßstab. Unterschied zwischen Arbeitsplänen und Vorlagen. Entbehrlichkeit besonderer Grunderwerbskarten.

II. Bodenuntersuchungen.

III. Feststellung der Baulinie.

IV. Absteckung der Baulinie. Methoden. Zwei Meßtische.

V. Endgültige Aufnahmen der Baulinie. Längen- und Querschnitte.

VI. Ausgestaltung des Bahnkörpers.

VII. Vorarbeiten zum Grunderwerb.

VIII. Bauplan.

C. Erläuterungen zu A und B.

I. Die Grundlagen der Linienführung.

1. Spurweite. Charakter der Bahn. Amtliche Vorschriften.

2. Widerstands-, Krümmungs- und Neigungsverhältnisse.

3. Längenentwicklung. Hang- und Talbau.

4. Anwendbarkeit gemischten Betriebs mit Zahnstrecken.

II. Ertragsberechnung und Betriebskosten.

1. Verkehrsgröße und Betriebseinnahme.

2. Betriebsausgabe.

3. Betriebsüberschuß und Anlagekosten. Selbständige und Zweigbahn.

4. Ausscheidung und Ermittelung der von den Betriebserschwernissen abhängigen Teile der Betriebskosten (nach Launhardt).

5. Die virtuelle Länge. Methoden von Lindner und von Launhardt. Graphische Darstellung.

III. Graphische Ermittelung der Erdmassen, der Erdbewegung und der Erdtransportkosten.

IV. Sonstige praktische Rücksichten.

1. Geologische Verhältnisse.

2. Meteorologische Verhältnisse.

3. Überschreitung der Täler und Wasserläufe.

a) Flache Täler.

b) Steile Täler.

c) Durchflußweiten.

d) Schiefe Überschreitungen mit rechtwinkeligem Bauwerk.

e) Vereinigung mehrerer Wasserläufe (Wege) zu einem Bauwerk.

f) Verlegungen zur Ersparung von Bauwerken.

g) Eisenbahnfähren und Schiffbrücken.

4. Überschreitung der Wege.

a) Planübergänge.

b) Bahnüberführungen.

c) Bahnunterführungen.

d) Wegeverlegungen.

e) Neigungen der Wegerampen.

f) Privat- und Fußwege.

V. Geschäftsgang.

1. Auftraggeber bei Staats- und Privatbahnen. Neue Unternehmungen.

2. Bewilligung der Geldmittel bei Staatsbahnen. Landespolizeiliche Prüfung. Bauerlaubnis.

3. Baukonzession und Erlaubnis zur Inangriffnahme bei Privatbahnen.

V. zum Bau einer Eisenbahn umfassen alle der Ausführung vorhergehenden Erwägungen und Untersuchungen auf wirtschaftlichem und technischem Gebiet. Die nach diesen beiden Richtungen unterschiedenen »wirtschaftlichen« (kommerziellen) und »technischen« V. lassen sich in Wirklichkeit nicht scharf trennen; sie beeinflussen sich gegenseitig in mannigfacher Weise. Der zeitlichen Reihenfolge nach unterscheidet man: »Allgemeine« oder »generelle« V. und »Ausführliche« oder »spezielle« V. Die erstgenannten bezwecken die Aufstellung des »Vorentwurfs« nebst »Kostenüberschlag« oder »Voranschlag«, d.h. die Beantwortung der Frage, ob und unter welchen etwaigen Bedingungen technischer und[206] finanzieller Art für den gewollten Zweck eine bauwürdige Linie ausführbar, und bei mehreren Möglichkeiten, welche als die geeignetste erscheint. Dabei kommen namentlich auch die wirtschaftlichen Erwägungen in Betracht und sind in Gestalt einer Ertragsberechnung zur Erscheinung zu bringen. Die »ausführlichen« V. bezwecken – nach Beantwortung jener Frage in bejahendem Sinn und nach Beschluß der Ausführung oder in Erwartung eines solchen – die Aufstellung des »Bauentwurfs« (s.d.) in allen seinen Teilen nebst den zugehörigen eingehenden Kostenanschlägen (s.d.) oder »Bauanschlägen«. Sie sind demnach ausschließlich oder doch ganz vorwiegend technischer Natur und umfassen ein großes Arbeitsfeld, von dessen sachgemäßer und gründlicher Erledigung die zweckmäßige und sparsame Bauausführung in erster Linie abhängt.

A. Die allgemeinen V.

Hierher gehören zunächst die wirtschaftlichen Vorerwägungen zur Klarstellung der Frage über die zu berührenden Ortschaften und den zu erwartenden Verkehr, um zu erkennen, ob die Vornahme technischer V. mit den darauf zu verwendenden Kosten überhaupt berechtigt erscheint. Wird diese Frage bejaht, so ist es die Aufgabe der technischen V., für die beabsichtigte Eisenbahnverbindung die günstigste, d.h. die Linie aufzusuchen, die die geringsten jährlichen Verkehrskosten (aus Verzinsung der Anlage und den jährlichen Betriebskosten bestehend) ergibt und diese Kosten durch den Voranschlag (oder Überschlag) der Bau- und Betriebsausgaben darzulegen. Auf Grund dieser technischen Ermittelungen ist sodann die Ertragsberechnung aufzustellen, die erkennen läßt, wie die jährlichen Verkehrskosten sich verhalten werden zu den mutmaßlich zu erwartenden Verkehrseinnahmen, also auch, ob diese nach Deckung der eigentlichen Betriebsausgaben noch eine angemessene Verzinsung der Anlagekosten übriglassen. Ist dies nicht der Fall, so wird die Bahn als Privatunternehmen nur mit besonderen Beihilfen von Seiten des Staates, der Provinz, der Gemeinden oder Einzelner zur Ausführung gelangen können. Solche Beihilfen können u.a. in Gestalt unmittelbarer Kapitalsbeiträge, oder – seitens der Kreise und Gemeinden – durch unentgeltliche Bereitstellung des erforderlichen Geländes, namentlich aber durch Gewährleistung eines mäßigen Zinsertrages vom Staat oder der Provinz erfolgen, ebenso wie die Übernahme des Baues durch den Staat, auch ohne Aussicht auf unmittelbare Verzinsung, im allgemeinen Landesinteresse sehr wohl berechtigt sein kann, da der volkswirtschaftliche Nutzen der Bahn keineswegs allein nach den Verkehrseinnahmen zu bemessen ist, vielmehr in der Hebung des gesamten Kulturstandes der betreffenden Gegend zur Erscheinung kommt und erst allmählich durch die Erhöhung der Steuerkraft zum Ausdruck gelangt (s. Bauwürdigkeit).

I. Studium der Örtlichkeit. Die Ausführung der technischen V. beginnt mit der Beschaffung geeigneter Karten (soweit solche zu erlangen sind) und dem Studium der Örtlichkeit an der Hand der Karten.

Als geeignet sind namentlich die Generalstabskarten zu bezeichnen, von denen z.B. in Preußen die kleinere Ausgabe im Maßstab 1 : 100.000 – in anderen Ländern auch wohl 1 : 80.000 oder ähnlich – als Übersichtskarten, die größere in Form der sog. Meßtischblätter im Maßstab 1 : 25.000 als Arbeitskarten vortreffliche Dienste leisten, zumal wenn sie, wie die letztbezeichneten, mit Höhenlinien ausgestattet sind. Mit Hilfe solcher Karten und örtlicher Begehung des in Frage kommenden Geländes werden sich in der Regel die zu untersuchenden Möglichkeiten der Linie, zumal in gebirgiger Gegend, bereits auf einen (oder stellenweise auf einige) schmäleren Geländestreifen beschränken lassen. Auch wird der leitende Ingenieur schon bei diesen ersten Studien sich eine deutliche Anschauung verschaffen von den kennzeichnenden Eigenschaften des Geländes, als: Allgemeiner Charakter der Gegend, namentlich in geologischer Hinsicht, Erhebungen und Senkungen, Wasserläufe, etwaige Hochwasserverhältnisse u.s.f.; sodann die Art der Bewohnung in geschlossenen Ortschaften oder getrennten Gehöften, die vorherrschenden Kulturarten des Bodens, das etwaige Vorkommen besonderer, womöglich zu umgehender Hindernisse, wie Moore und Sümpfe, Rutschflächen, sehr teure Grundstücke u. dgl. m. Dabei ist zugleich die Richtigkeit der Karten zu prüfen, also das etwaige Hinzukommen von Baulichkeiten, Wegen u.s.f. durch Ergänzungen bemerkbar zu machen, unter vorläufigem Einmessen mittels Abschreitens oder mit Hilfe kleiner, leicht mitzuführender Instrumente (wie z.B. eines kleinen Handfernrohrs mit Entfernungsmesser (Distanzmesser); eines Höhenmeßbarometers u.s.f.).

II. Neuaufnahmen. Für die Aufstellung ganz überschläglicher Vorentwürfe können solche Karten, unter Umständen mit ergänzen den Höhenaufnahmen einzelner Punkte und deren Eintragung, bisweilen schon ausreichen; so z.B. wenn es sich um den Vergleich zweier in Höhe und Lage weit abweichender Linien[207] handelt. In den weitaus meisten Fällen werden jedoch nach Vornahme jener ersten Studien fortlaufende Neuaufnahmen des nunmehr ernstlich in Frage kommenden Geländestreifens in Lage und Höhe und deren Darstellung in einem größeren Maßstab erforderlich, als jene Karten ihn zu bieten pflegen. In ebenem und wenig bewohntem Gelände genügt hierzu ein Maßstab von 1 : 10.000; bei stärkerem Höhenwechsel und vielen Einzelheiten des Geländes (zumal bei dichter Bewohnung und hoher Kultur) ist jedoch ein größerer Maßstab, 1 : 5000 bis 1 : 2500, schon für Aufstellung des Vorentwurfs dringend zu empfehlen. In der Schweiz ist hierfür 1 : 2000 üblich. Sind bereits derartige größere und zuverlässige Karten käuflich vorhanden (in einzelnen deutschen Ländern bestehen Landesaufnahmen in 1 : 2500, jedoch meist ohne Höhenangaben), so können diese benutzt werden, um die Aufnahmen auf die Höhen zu beschränken. Dabei ist jedoch, wie stets bei Benutzung fertiger Lagepläne von größerem Maßstab, der – durch Zusammenziehen des Papiers oft veränderte – Maßstab zu prüfen.

Die Breitenausdehnung solcher Aufnahmen richtet sich nach den für die Linienführung voraussichtlich in Frage kommenden Geländestreifen. In engen Tälern, in denen der Weg der Linie oft ziemlich gewiesen ist, wird meistens eine kleine Breite genügen; auch für die Überschreitung höherer Wasserscheiden wird die Lage der Linie in der Regel in ziemlich enge Grenzen gebannt sein. Dagegen kann in anderen Fällen, so auf unregelmäßig gefalteten Hochflächen, in der Umgebung von Ortschaften u.s.f. die Aufnahme des Geländes bis auf mehrere Kilometer Breite erforderlich werden. Insbesondere gilt dies von den Höhen, während die Lagepläne oft durch Verkleinerungen aus den Flurkarten ergänzt werden können, wie man solche bei den Orts- oder Amtsvorständen in der Regel leihweise erhalten kann. Dabei ist es jedoch notwendig, das Ergänzte von dem Aufgenommenen in den Plänen durch die Art der Darstellung deutlich zu unterscheiden und nötigenfalls die Aufnahmen nachträglich an einzelnen Stellen zu erweitern.

In fast allen Fällen ist die Zeit zu solchen Aufnahmen und Darstellungen eine beschränkte; es sind deshalb solche Methoden und Ausführungsarten der Arbeit zu wählen, die rasch zum Ziel führen. Hierzu ist für den Aufnehmenden ein sachkundiges, zweckbewußtes Urteil unerläßlich, um alles Unnötige, als zeitraubend, bei seite zu lassen, jedoch nichts Wesentliches zu übersehen und um stets des wichtigen Unterschieds eingedenk zu sein, wo und inwieweit Genauigkeit erforderlich und wo sie – weil zeitraubend – schädlich ist. Ersteres ist der Fall bei allen solchen Messungen von Längen oder Höhen, bei denen die Fehler sich vereinigen und weit übertragen, andere Teile beeinflußen können. Wo dies aber nicht der Fall ist, wie z.B. bei Aufnahme der vielen Einzelpunkte (mit Ausnahme der stets genau festzustellenden Höhenanschluß- oder Festpunkte), ist eine weitgehende Genauigkeit (z.B. der Erdhöhen auf kleinere Maße als Dezimeter) völlig wertlos. Dieses Unterscheiden und stete Beachten des Zweckes jeder einzelnen Handlung bei gleichzeitiger Umschau nach allen für die Bahnanlage etwa in Betracht kommenden Umständen (s.u.) kann nur vom eisenbahntechnisch ausgebildeten Ingenieur erwartet werden. Es ist deshalb – namentlich für die allgemeinen V. – durchaus wichtig, diese Aufnahmen nicht etwa von Feld- oder Landmessern, sondern von Ingenieuren ausführen zu lassen. Diese sollen dadurch zugleich die betreffende Gegend und ihre Bevölkerung nach allen Richtungen hin gründlich kennen lernen, um deren Bedürfnisse bei der Ausarbeitung des Entwurfs auch bezüglich der Wege- und Wasserläufe, der Lage der Bahnhöfe u.s.f. in richtiger Weise berücksichtigen zu können.

Die Ausführung dieser Aufnahmen verlangt zuerst die Herstellung einer reichlichen Anzahl sicherer Höhenanschluß- oder Fest- oder Fixierpunkte (s.d.), deren Abstand etwa 1 km nicht überschreiten sollte. Dazu dient ein sog. Geschwindnivellement ohne Längenmessung, das, wenn irgend möglich, von Punkten mit sicher gegebenen Meereshöhen ausgeht (so von Festpunkten der Landesaufnahmen, Schienenhöhen der Anschlußbahnhöfe u.s.f.) und wieder mit solchen abschließt, so daß dadurch die Richtigkeit des Nivellements geprüft, nötigenfalls dessen Wiederholung angeordnet werden kann. Hierbei ist die Anwendung guter, leicht zu berichtigender Nivellierinstrumente (s.d.) mit weittragendem Fernrohr besonders wichtig, weil es schon in einigermaßen hügeligem oder gar bergigem Gelände nicht tunlich ist, aus der Mitte zu nivellieren, da hierzu dann viel zu viel Aufstellungen des Instruments, also ein unzulässiger Zeitaufwand, erforderlich wäre. Ein solches Nivellement folgt am besten den in der Nähe des Bahngeländes vorhandenen Wegen, womöglich Chausséen, und findet dann zugleich in den Nummersteinen am Wegrand die besten, jederzeit leicht auffindbaren Festpunkte. Sind solche nicht vorhanden, so sind deutlich bezeichnete Grenzsteine, Gebäudesockel u. dgl. auch[208] zu Festpunkten geeignet. Nötigenfalls werden noch besondere, 10–12 cm starke, etwa 1 m lange Holzpfähle mit Grundkreuz in die Erde eingegraben und als Festpunkte mit Nummern (später auch mit der berechneten Meereshöhe) bezeichnet.

Gleichzeitig mit dem Geschwindnivellement beginnt die Festlegung einer Grundlage für die Aufnahme der Lagepläne (s. Horizontalaufnahme), sofern solche nicht schon in ausreichender Weise vorhanden sind. In offenem, nicht allzu bewegtem und nicht zu dicht bewohntem Gelände genügt gewöhnlich die Aussteckung eines fortlaufenden Linienzugs (Polygonzugs), dessen Längen und Winkel (in der Regel auch diese durch Längenmessung je eines Dreiecks zwischen den verlängerten Schenkeln) rasch aufgemessen werden. In stark bewegtem Gelände und solchem mit vielen Einzelheiten, wertvollen Kulturen u.s.f. ist dagegen die Bildung einer fortlaufenden Kette von Dreiecken mit Hilfe von Winkelinstrumenten bei weitem vorzuziehen, indem die dann zeitraubende Längenmessung auf nur eine oder wenige, zweckmäßig zu wählende gerade Linien beschränkt, bei steilen Abhängen, über Schluchten hinweg aber ganz vermieden (oder auch wohl durch den Entfernungsmesser des Instruments ersetzt) wird. Zugleich kann dabei das Beschädigen fremden Eigentums ganz oder fast ganz vermieden werden. Die so gewonnenen Dreieckspunkte sind sorgfältig festzustellen und gut zu sichern.

Die Aufnahme der Einzelheiten geschieht sodann von diesen Dreieckspunkten aus – nötigenfalls mit Einschaltung weiterer Aufnahmspunkte – u. zw. am besten nach der Polarmethode mit Tachymeter (s.d.) oder Meßtisch, der ebenfalls mit Entfernungsmesser und Höhenbogen sowie anderen Hilfsmitteln (Parallellineal) ausgestattet sein muß. Auch können hierbei Hindernisse mit Leichtigkeit umgangen, Beschädigungen vermieden werden, während die hierfür veraltete Koordinatenmethode mit Längenmessung aller Linien sehr viel zeitraubender ist und vielfache Beschädigung an Feld- und Gartenfrüchten, Waldbeständen u.s.f. mit sich bringt. Ferner kann die Aufnahme der maßgebenden Höhenpunkte des Geländes, unter Anschluß an die Festpunkte, mit der der Lage zugleich stattfinden, wie dies bei dem Tachymeter und Meßtisch die Regel bildet. Der Meßtisch ist namentlich für die kleineren Entfernungen (Sehweiten bis 100, auch 150 m), also z.B. in engen Tälern und bei Anwendung eines großen Maßstabes der Zeichnung (1 : 2500 bis 1 : 2000), besonders geeignet und deshalb in manchen Gebirgsländern, so in der Schweiz, allgemein üblich.

Sind die Lagepläne in ausreichendem Maßstab vorhanden oder für sich aufgenommen, so kann die Höhenaufnahme (s. Höhenmessung) entweder ebenso mit winkelmessenden Instrumenten oder bei erheblichen Höhenunterschieden und erster allgemeiner Arbeit auch in sehr zweckmäßiger Weise mit dem Barometer (s.d.) geschehen. Im ersteren Fall ist für jeden Standpunkt Ort und Orientierung des Instruments so festzulegen, daß beides in den Karten zweifellos bestimmt und zum Auftragen der Höhenpunkte benutzt werden kann. Bei barometrischer Höhenmessung (s. Höhenmessung) wird man stets die Karte zur Hand haben und jeden einzelnen Punkt (an Wegekreuzungen, Feldecken u.s.f. oder von solchen aus mittels Abschreitens) sofort in der Karte bemerken und mit Nummer versehen, um ihm nach Ausrechnung die betreffende Höhenzahl beifügen zu können.

Die Darstellung der Höhen in den Lageplänen geschieht bekanntlich entweder durch das eben erwähnte Einschreiben der Meereshöhen, also durch Angabe von Höhenpunkten, oder durch Bildung der Höhenlinien, vollständiger Schichtenpläne. Solche sind namentlich dann von Wert, wenn die zu untersuchenden Möglichkeiten der Linie sich auf ein größeres Gebiet ausdehnen, also vorwiegend im offenen Hügelland und an ausgedehnten Talhängen. In engen Gebirgstälern, in Ortschaften u. dgl., wo nicht viel Wahl für die Lage der Linie bleibt und diese tunlichst der Talsohle anzupassen ist und wo anderseits oft große Höhenunterschiede nahe beieinander vorkommen, die Kenntnis der einzelnen Höhenpunkte sonach doch oft notwendig wird, erscheint dagegen die zeitraubende Arbeit zur Bildung der Höhenlinien oft als ein entbehrlicher Umweg.

Sollen die Schichtenlinien aus den mit Barometer, Meßtisch oder Tachymeter gefundenen Höhenpunkten gebildet werden, so erfordert dies ein vielfaches Einschalten der vollen Meter zwischen die (auf Dezimeter) eingeschriebenen Meereshöhen. Ebenso wird beim Aufsuchen der Linie zwischen Höhenpunkten, an manchen Stellen auch zwischen Schichtenlinien, solches Einschalten erforderlich. Dieses spielt deshalb bei derartigen Arbeiten eine nicht unwichtige Rolle.

Neben den besprochenen zweckmäßigen Methoden der Aufnahme und Darstellung kommt auch für die Höhen vielfach noch immer die alte Koordinatenmethode zur Anwendung trotz des weit größeren Aufwands an Zeit und[209] Entschädigungen. Bei Aufnahme der Höhen sollte alsdann mindestens die Legung und Feststellung schräger Querlinien mit Hilfe eines Winkelkopfs mit Gradteilung angewendet werden, weil man damit doch eher im stande ist, die maßgebenden Höhenpunkte zu fassen und die aufzunehmenden Profile tunlichst rechtwinkelig zu den Berghängen zu legen. Nach solchen Aufnahmen werden die Schichtenlinien aus den – verzerrt aufgetragenen – nivellierten Querlinien bestimmt, nachdem deren Lage in die Pläne eingetragen ist.

Neben den besprochenen Arten der Aufnahme, die für ausführliche V. in ganz gleicher Weise zur Verwendung gelangen, ist noch die Photogrammetrie (s.d.) zu erwähnen, die zugleich alles aufnimmt und für V. immer mehr an Bedeutung gewinnt.

III. Aufsuchen der Linie. Nach Darstellung der Höhen in den Lageplänen, sei es nun durch Höhenpunkte oder -linien, geschieht in diesen Plänen das Aufsuchen der zweckmäßigsten Bahnlage durch Bearbeitung von Versuchslinien. Bei Zugrundelegung von Höhenpunkten weicht das Verfahren nur insofern ab, als die gewünschten Erdhöhen nicht durch die Höhenlinien gegeben sind, sondern erst durch Einschalten zwischen den mit Höhenzahlen versehenen Punkten aufgesucht werden müssen. Dies ist zwar an sich mühsamer, wird jedoch durch die in solchem Fall vorliegende Einschränkung in der Wahl des Ortes für die Linie (s.o.) wieder erleichtert.

In ganz offenem und ebenem Gelände kann es vorteilhaft sein, solche Versuchslinien gleich draußen auszustecken und durch Längennivellement zur Darstellung zu bringen und so eine geeignete Bahnlinie festzustellen.

IV. Beurteilung der Vergleichslinien. Nach überschläglicher Durcharbeitung der etwa möglichen Versuchslinien wird man einzelne vielleicht gleich verwerfen, andere durch Verbesserungen der Lage soweit ausgestalten, daß man schließlich nur einige wenige, näher in Vergleich zu ziehende Linien – Vergleichslinien – übrig behält, sofern nicht etwa schon hierbei eine einzige Linie als die allein richtige erkennbar werden sollte, was auch häufig eintritt. Zur Beurteilung der Bauwürdigkeit dieser auf die eine oder andere Weise gewonnenen Vergleichslinien ist sodann zunächst die rasche Bildung eines ungefähren Längenschnitts (s.d.) für jede Vergleichslinie erforderlich. Sie erfolgt nach Längeneinteilung (Stationierung) der Linie mittels Auftragens der Höhen – bei Schichtenplänen nur der Schnittpunkte mit den Höhenlinien und etwa eingeschalteter Hoch- und Tiefpunkte – am bequemsten auf Papier mit vorgedrucktem Liniennetz. Brauchbar hierzu ist gutes Millimeterpapier, besser jedoch solches mit je 2 mm Seite, noch bequemer eine Teilung mit lotrechten Linien in 10 mm Abstand und wagerechten Linien in 4 mm (oder 2 mm) Abstand. (Ein derartiges Netz eignet sich zu den verschiedensten Maßstäben, wie 1 : 10.000, 5000, 2500, 2000, 1000 der Länge, ferner 1 : 500, 250 der Höhen und erspart für allgemeine V. fast gänzlich das Einschreiben der Höhenzahlen.)

Unter dem Längenschnitt wird das sog. Kurvenband zur übersichtlichen Darstellung der Krümmungsverhältnisse angegeben mit Einschreiben der Zahlen für die Längen und Halbmesser (bei ausführlichen V. auch für die Winkel).

Streng genommen hätte nun für jede Vergleichslinie die Bildung des Kostenüberschlags für Bau und Betrieb zu erfolgen. Da jedoch in der Regel, mindestens innerhalb größerer Längenabschnitte, die allgemeinen Verhältnisse und damit viele Kostenteile für die zum Vergleich kommenden Linien nahezu dieselben bleiben, so genügt meistens der Vergleich der durch die Erdbewegung und etwa abweichende Größe oder Anzahl der bedeutenderen Bauwerke (Talübergänge, Tunnel u. dgl. m.) entstehenden Baukostenteile sowie eine Abschätzung des Unterschieds der Betriebskosten, sofern überhaupt die Neigungs- und Krümmungsverhältnisse (s.u.) erheblich abweichen. Es ist daher für allgemeine V. von besonderem Wert, solche Arbeitsmethoden zu finden, die rasch zu einer Übersicht der erforderlichen Erdbewegung und der durch Neigungen und Krümmungen erwachsenden Betriebserschwernisse führen. In ersterer Hinsicht leistet das graphische Verfahren zur Ermittelung und Verteilung der Erdmassen, das unten näher zu erläutern sein wird, vortreffliche Dienste, indem es den (bei rechnerischem Verfahren mit Tabellen u.s.f.) nötigen Zeitaufwand bei einiger Übung auf den fünften bis zehnten Teil beschränkt, außerdem – namentlich bei Querneigung – zutreffender ist und besser vor Irrtum schützt, endlich das Ergebnis anschaulich darstellt.

Zur Abschätzung der Betriebserschwernisse gibt es zwar verschiedene einfache Methoden (s.u.); sie sind jedoch für den einzelnen Fall meist nicht recht zutreffend und können nur dann eine sichere Entscheidung liefern, wenn die Ergebnisse für die Vergleichslinien weit voneinander abweichen. In zweifelhaften Fällen muß zu genauerer Vergleichung[210] dann eine eingehendere Ermittlung der Betriebskosten (s. Betriebsergebnisse) oder doch ihrer von Neigungen und Krümmungen beeinflußten Teile folgen. Auch hierbei wird man die aus der Statistik eines großen Landes ermittelten Durchschnittsziffern für die Zahlenbeiwerte nur dann mit Sicherheit anwenden dürfen, wenn die Verhältnisse der geplanten Bahn von solchen mittleren Umständen nicht zu weit abweichen. Andernfalls wird man, um zutreffendere Ergebnisse zu erhalten, die Betriebskosten nach Maßgabe der in ähnlichen Verhältnissen (etwa gleiche Neigungen, ähnliche Verkehrsgrößen infolge gleichartiger Bewohnung und Produktionsverhältnisse) liegenden Bahnen ermitteln müssen. (Näheres s.u. C II.)

Ist somit eine Linie als die geeignetste erkannt, so wird diese nun, sofern die Zeit es erlaubt, nochmals etwas eingehender durchgearbeitet, im einzelnen verbessert und dem vorliegenden Zweck entsprechend in der Übersichtskarte sowie in Lage- und Höhenplänen zur Darstellung gebracht, auch wohl durch einige charakteristische Querschnitte erläutert. Dazu wird dann der Kostenüberschlag (s. Kostenanschlag) aufgestellt.

Weiter folgt zu vollständigem Abschluß des Vorentwurfs die Ausarbeitung der Ertragsberechnung (s.u. C II.) und eines Erläuterungsberichtes. Dieser hat zum Gegenstand: den Charakter der Bahn und der durchschnittenen Gegend, die Begründung der Linienführung, die Leistungsfähigkeit der Bahn, die Berührung von Staatsländereien und Bergwerksbesitz, die Grunderwerbsverhältnisse, bei Nebenbahnen auch die etwaige Mitbenutzung von öffentlichen Wegen, endlich die Begründung zu den Preisannahmen des Kostenüberschlags und alles sonst noch erforderliche.

Der so abgeschlossene Vorentwurf dient als Grundlage für die Bereitstellung der erforderlichen Mittel, um die Bauausführung zu ermöglichen (s.u. C V.). Ist dies gelungen (oft auch schon vorher, wenn solches Gelingen in sicherer Erwartung steht), so beginnen

B. Die ausführlichen V.,

d.i. die Ausarbeitung des Bauentwurfs in allen seinen Teilen, eine Aufgabe rein technischer Natur. Diese Arbeiten sind, abgesehen von ganz einfachem Gelände, sehr umfangreich. Sie beginnen wiederum mit der nun entsprechend eingehenderen, jedoch auf kleine Breite beschränkten:

I. Aufnahme und Darstellung des Geländes. Als Maßstab für die Lagepläne kann hier der früher vielfach vorgeschriebene von 1 : 2500 nur bei einfachem, ziemlich ebenem und wenig bewohntem Gelände als ausreichend gelten. Bei einigermaßen bewegtem und namentlich bei dicht bewohntem und gut bewirtschaftetem Gelände ist ein Maßstab von mindestens 1 : 2000, besser 1 : 1000 zu wählen. Die Mehrarbeit bei Anwendung eines so großen Maßstabes wird z.T. schon durch die viel bequemere Art des Auftragens, namentlich aber durch die Gewinnung einer sicheren und überall ausreichenden Grundlage für die ganze weitere Ausarbeitung des Entwurfs und für die Bauausführung weit mehr als aufgewogen. Dazu kommt noch, daß dann weitere Einzelaufnahmen schwieriger Stellen für Bauwerke, Wegeübergänge u.s.f. ganz oder fast ganz wegfallen und daß bei zweckmäßiger Einrichtung die besondere Aufnahme von Grunderwerbskarten ganz entbehrt werden oder doch auf die nachträgliche Einmessung noch fehlender Eigentumsgrenzen beschränkt werden kann.

Sind die allgemeinen Pläne des Vorentwurfs gut durchgearbeitet, so wird nunmehr die etwaige Verschiebung der Linie, vielleicht abgesehen von einzelnen noch fraglich gebliebenen Stellen, meist nur auf geringe Breite in Betracht kommen. Dazu sind Höhenlinien in der Regel entbehrlich, Höhenpunkte dagegen erforderlich. Hierzu sind die oben für den Vorentwurf besprochenen Aufnahmemethoden, mit Ausnahme der Barometermessung, in gleicher Weise verwendbar, am besten die Benutzung des Tachymeters (s.d.) oder des Meßtisches mit Entfernungsmesser und Höhenkreis.

II. Bodenuntersuchungen. Zu der Aufnahme der Erdoberfläche treten nunmehr auch Bodenuntersuchungen (s.d.), deren Ergebnisse in einem Schürfregister und in Probekästen niedergelegt werden. Sie bezwecken die Kenntnis der Erdschichten nach Beschaffenheit, Streichen und Einfallen und somit Ermöglichung richtiger Annahmen und Preisansätze für die endgültige Erdmassenverteilung, für die Bestimmung der Böschungsverhältnisse in den Einschnitten, etwaiger Futtermauern, Entwässerungsanlagen u.s.f., für die Gründung der Bauwerke, für die Ausscheidung unbrauchbarer Massen und die Gewinnung wertvoller Baumaterialien, als Mauersand und Bausteine, bisweilen auch Kalk zur Mörtelbereitung; zur Auffindung von Speisewasser für die Wasserstationen; endlich zur Kenntnisnahme der Unternehmer bei Angeboten auf die Erdarbeiten und für deren Einrichtung, letzteres auch bei Regiebau (s. Bausysteme). Sollten noch hierbei gefahrdrohende Schichtungsverhältnisse zutage treten, die Rutschungen befürchten lassen, so kann das zu umfangreichen Vorbeugungsmaßregeln, ja auch zu größeren Verlegungen[211] der Linie (also zu einem Zurückgreifen in die allgemeinen V.) führen.

III. Die Feststellung der endgültigen Baulinie erfolgt nunmehr in den Arbeitsplänen an Hand der Querschnitte (s.u.) unter steter Berücksichtigung der Örtlichkeit und aller Einfluß übenden Gesichtspunkte; sodann die genaue Längeneinteilung (Stationierung) mit fortzählenden Stationsnummern auf je 100 m Länge, dazu an Zwischenstationen in den Geraden jede halbe, in schärferen Bogen bis zu Fünftelstationen (20 m) herab. Außerdem werden alle Bogenanfänge und -endpunkte sowie die Bogenmitten besonders bemerkt und bei jedem Bogenende die Teilung nach der berechneten Bogenlänge geprüft und berichtigt.

IV. Sodann erfolgt die Übertragung der festgestellten Baulinie auf das Gelände, also die Absteckung der Baulinie, was bei allgemeinen V. zwecklos sein würde. Zunächst werden die Geraden nach aus den Plänen tunlichst genau entnommenen Maßen von bekannten Punkten aus an Wegen oder Grenzen oder Meßlinien entlang draußen festgestellt und bis zu den Winkelpunkten verlängert (bei großen Winkeln mit Einlegung von Hilfsgeraden, also Ersatz des Winkelpunktes durch 2 Hilfswinkelpunkte). Die so entstehenden Winkel werden nun draußen noch genau aufgemessen. Etwaige merkbare Unterschiede mit der Zeichnung werden geprüft und (meist draußen) berichtigt. Alsdann werden die Bogen nach den nun genau gemessenen Winkeln nochmals berechnet und genau abgesteckt, wie auf dem Papier so namentlich hier unter Berichtigung der Längen an den Bogenenden. Weiter folgt die endgültige Längenteilung (Stationierung) auf dem Gelände wie vorher in den Plänen. Finden sich hierbei oder infolge von Linienverlegungen Längenunterschiede mit der Zeichnung, so werden sog. »Fehlstationen« eingelegt und draußen wie in den Plänen und Längenschnitten als solche (mit fortlaufender Bezifferung aber von abweichender Länge) bezeichnet, um nicht die Längenteilung auf weithin und in allen Plänen und Schriftstücken ändern zu müssen.

Bei sehr gewundener Linie mit kurzen Zwischengraden, wie sie in engen Gebirgstälern wohl vorkommen, kann es geboten sein, gleich die Bogen von den Aufnahmsfestpunkten aus abzustecken. Hierbei empfiehlt sich, falls die Längenmessung durch steile Abhänge, zwischenliegende Bäche oder Schluchten erschwert ist, die Anwendung von 2 Winkelinstrumenten zugleich, um die Längenmessung auszuschalten.

Anderseits kann es (in ganz einfachem, offenem Gelände) auch hier recht wohl zulässig sein, die Absteckung der Baulinie ohne vorgängige Planbearbeitung gleich draußen vorzunehmen und damit viel Arbeit zu sparen.

Der Zeitpunkt für die endgültige Absteckung der Baulinie ist überall da, wo Grundstücktreibereien zu fürchten sind, also namentlich bei größeren Ortschaften, nicht zu früh zu wählen, womöglich erst unmittelbar vor oder nach der landespolizeilichen Prüfung (s.u.), so daß etwaige Scheinverkäufe auf die Preisabschätzung keinen Einfluß mehr üben. Bis dahin kann man auch nötigenfalls durch Abstecken verschiedener Punkte und Linien die wahre Lage der Bahn geheimhalten.

Die Absteckung (s. Absteckungen) der Bogen, jetzt auch mit Berücksichtigung der Übergangsbogen (s.u.), geschieht sonst im allgemeinen von der Tangente aus nach bekannten – jedoch auch mit dem Rechenstab jederzeit leicht herzustellenden – Tabellen; nötigenfalls statt dessen von der Sehne aus oder mit Winkelinstrument und Längenmessung vom Anfangspunkt des Bogens und nötigenfalls von erneuerten anderen Punkten aus.

V. Der durch kräftige Pfähle mit Nummern festgestellten Längenteilung der Baulinie folgen sofort die endgültigen Aufnahmen, d.h. eines nunmehr ganz ausführlichen Längennivellements (Pfahlköpfe auf mm, Zwischenpunkte auf cm), sowie der zahlreichen, aber kurzen Querschnitte (s.d.), die zur Ausgestaltung des Bahnkörpers, der Wegeübergänge und Bauwerke erforderlich sind und die Grundlage bilden zur schließlichen Ermittlung der Erdmassen für die Veranschlagung, Ausführung und Abrechnung. Diese Querschnitte müssen demnach über den künftigen Bahnkörper und seine Nebenanlagen jederseits hinausreichen und außerhalb derselben gut (mindestens durch 3 Pfähle) befestigt werden, um sie jederzeit, auch nach Fertigstellung der Erdarbeiten, unabhängig von der Längenmessung genau an derselben Stelle zweifellos wiederherstellen zu können. Hiervon hängt die Feststellung der wirklich geleisteten Erdarbeiten ab. Die Nichtbeachtung dieses wichtigen Punktes kann daher zu verwickelten Rechtsstreitigkeiten führen und deren Entscheidung sehr erschweren.

Die Entfernung dieser Querschnitte kann in ebenen Strecken ohne raschen Höhenwechsel der Auf- und Abträge auf 25–50 m ausgedehnt werden. In unebenem Gelände müssen jedoch alle merklichen Brechpunkte des letzteren mit Querschnitten gefaßt werden und namentlich müssen sie überall, wo die Auf- und Abtragshöhen rasch wechseln, also stets in Nähe der Übergangspunkte von Auf- und Abtrag,[212] erheblich (bis auf 5 m) einander genähert werden. Denn der Fehler, der bei der üblichen Berechnungsart der zwischenliegenden Erdkörper (als Prismen mit der gemittelten Profilgröße als Querschnitt) entsteht, wächst mit dem Quadrat des Höhenunterschieds der Nachbarschnitte.

Zur Aufnahme dieser zahlreichen kurzen Querschnitte sind zuverlässige Feldmesser oder Unterbeamte (Bauaufseher) mit geübten Arbeitern gut verwendbar. Sie erfordern nicht etwa besonders große Genauigkeit in den cm, aber unbedingte Zuverlässigkeit, d.h. Freiheit von groben Fehlern. Es ist deshalb eine Prüfung der Schnitte, etwa durch Einnivellieren der beiderseitigen Endpfähle, erforderlich.

Diese Querschnitte werden im Maßstab 1 : 100 oder kleiner, meist in Aktenform (je 1 Profil auf 1 Folioseite, quer gelegt) gezeichnet und am besten gleich mittels Durchstechens in 3 Gleichstücken hergestellt: 1 für die Bauleitung (»Abteilung«), 1 für die Unterabteilung (in Norddeutschland »Sektion«), 1 für den Unternehmer. Sie müssen von diesem als anerkannt unterschrieben werden, bevor er die betreffende Erdarbeit beginnen darf.

VI. Die Ausgestaltung des Bahnkörpers oder Unterbaues in allen seinen Teilen nebst allen seinen Bauwerken, Entwässerungsgräben, Böschungsbefestigungen, Stütz- und Futtermauern, Wegeübergängen, Bahnhofsflächen und Nebenanlagen (als Wege- und Flußverlegungen u.s.f.) erfolgt nunmehr auf Grund der Querschnitte Hand in Hand mit dem Längenschnitt und den Lageplänen. Sie bilden die unmittelbare Grundlage für die Ausführung der Erdarbeiten nebst Zubehör und liefern die nötigen Unterlagen zur Ausarbeitung der besonderen Pläne für die Bauwerke und deren Gründung, sowie auch für die Bahnhofsanlagen, soweit sie von der Gestalt der Erdoberfläche und des Baugrundes abhängig sind.

Auf Grund so vorbereiteter, völlig klargestellter Unterlagen kann die Ausarbeitung der Einzelentwürfe, insbesondere der eisernen Überbauten der Bauwerke und der eigentlichen Gleis- und Hochbauanlagen der Bahnhöfe am Sitz der Oberbehörde (Eisenbahndirektion) erfolgen. Die steinernen Bauwerke und die Unterbauten eiserner Brücken sollten jedoch stets mit genauer Kenntnis der örtlichen Verhältnisse, deshalb am Sitz der Bauleitung (Bauabteilung) entworfen und von der Oberbehörde nur einer Nachprüfung in bezug auf Standfestigkeit und Sparsamkeit unterzogen, aber nicht ohne Einvernehmen mit der örtlichen Bauleitung abgeändert werden, da andernfalls fast unausbleiblich bei der Ausführung nochmals Umgestaltungen eintreten und viel Zeitverlust entsteht.

VII. Die V. zum Grunderwerb (s.d.) beginnen in der Regel sogleich nach Absteckung der endgültigen Baulinie, namentlich wenn die besondere Aufnahme von Grunderwerbskarten (durch beeidigte Landmesser) erforderlich ist, wobei die geraden Teile der Bahnachse mit ihren Verlängerungen als Basis zu dienen pflegen. Die Eintragung der Bahnbreiten sowie der zu Bahnhöfen und Nebenanlagen erforderlichen Flächen in die Grunderwerbskarten (oder die Originalarbeitspläne, s. oben unter B, I) erfolgt entweder unmittelbar nach den durchgearbeiteten Querschnitten oder nach den daraus aufgestellten Breitenverzeichnissen. Die so bestimmten, der Enteignung unterliegenden Flächen werden zunächst nur mit Blei möglichst genau angegeben, dann ebenso wie die Restgrundstücke in ihrer Größe bestimmt und in den »Grunderwerbsverzeichnissen« zusammengestellt, worauf die Ausführung des Grunderwerbs beginnen kann. Dieses geschieht am besten, soweit irgend tunlich, durch gütliche Vereinbarung mit den Besitzern über den Entschädigungspreis für die Flächeneinheit, wobei die endgültige Festsetzung der Größe bis zur Vollendung und Einsteinung (Begrenzung) der Bahn mit rückwärtiger Verzinsung vom Tag der Inangriffnahme an vorbehalten, die Art der Erstattung des Kaufschillings, aber sogleich ausbedungen wird. Zur Führung dieser Verhandlungen wird in der Regel ein Grunderwerbskommissär von der Oberbehörde (Eisenbahndirektion) entsendet. Hierdurch wird indessen häufig Zeitverlust und Verteuerung der Grundstücke herbeigeführt, indem die ländliche Bevölkerung diesen ihnen fremden Beamten mißtrauisch gegenüberzutreten pflegt. Besser und förderlicher ist es daher, wenn die Vertragsverhandlungen, geeignetenfalls unter Annahme eines Vertrauensmannes aus jeder Gemeinde, von dem bauleitenden Beamten (Abteilungsbaumeister) geführt werden können, zumal wenn es diesem bei der schon längeren Anwesenheit in der betreffenden Gegend gelungen ist, für sich und seine Beamten das Vertrauen der Bevölkerung, namentlich der Ortsvorstände, der Verwaltungs- und Forstbeamten u.s.f., zu gewinnen. Dieses Ziel von vornherein im Auge zu behalten, gehört deshalb (und überhaupt im Interesse eines guten Arbeitsfortganges) mit zu den wichtigsten Aufgaben des bauleitenden Ingenieurs. Auch sollte er stets bemüht sein, alle seine Beamten mit gleichem Streben und voller Anteilnahme an dem guten Gelingen des ganzen Baues zu durchdringen, sie also zu berufsfreudigen Mitarbeitern zu machen.[213]

VIII. Der Bauplan. Nach Ausführung des Grunderwerbs kann die Bauausführung beginnen (s. Bauleitung). Es sollte jedoch bei größeren Bauten nicht versäumt werden, hierfür einen gutdurchdachten Bauplan aufzustellen. Ganz unerläßlich wird ein solcher namentlich bei einzelnen umfangreichen Bauwerken, als großen Flußübergängen oder Viadukten, langen Tunneln u. dgl., deren Ausführung sich auf mehrere Jahre ausdehnt. Ein solcher Bauplan soll im voraus ein vollständiges Bild des ganzen Bauvorgangs entwickeln, mithin einmal den Zeitbedarf der einzelnen Bauarbeiten einschließlich der Vorbereitungen und sodann für einzelne Zeitabschnitte den jedesmaligen Bedarf an Materialien, Arbeitskräften und Geldmitteln zur Anschauung bringen, damit alle Erfordernisse rechtzeitig, aber auch nicht unnötig früh (weil zinsen- und platzraubend) beschafft werden können. Wesentlich dabei ist auch die richtige Einschätzung der zu den Bauvorbereitungen erforderlichen Zeit, als: rechtzeitige Herstellung der Wege zu den Arbeitsstellen für Menschen und Arbeitstiere und Materialanfuhr; sodann die Heranziehung und geeignete Unterbringung der Arbeiter, bzw. der Unternehmer, die Herstellung etwa nötiger, vorübergehender Anlagen (vorläufiger Brücken u. dgl.), um den Fortgang der Erdarbeiten zu ermöglichen; endlich bei großen Bauwerken, Felseinschnitten oder Tunneln auch die erforderlichen Maschineneinrichtungen, Beschaffung der Betriebskräfte u.s.f. All dies muß vorher durchdacht werden, um – unbeschadet der unvermeidlichen kleineren Abweichungen – eine gute Grundlage für die geordnete und sparsame Bauausführung zu gewinnen.

C. Erläuterungen zu allgemeinen und ausführlichen Vorarbeiten.

Nachdem im vorstehenden der gesamte Gang der V. geschildert ist, erübrigt nunmehr noch eine Reihe von Erwägungen und Arbeitsvorgängen in Kürze zu erörtern, auf die bereits zum Teil Bezug genommen wurde. Dahin gehören zunächst die Grundlagen der Linienführung, wie sie durch Spurweite und Charakter der Bahn, durch Neigungs-, Krümmungs- und Widerstandsverhältnisse bedingt werden; sodann die Ertragsberechnung und die Betriebskosten nebst der virtuellen Länge; die graphische Massenermittlung und -Verteilung; sonstige praktische Rücksichten in bezug auf geologische und klimatische Verhältnisse, auf Wasserläufe, Wege u.s.f.; endlich auch einige Erläuterungen über den Geschäftsgang.

I. Die Grundlagen der Linienführung.

1. Als solche kommen namentlich in Betracht die Spurweite (s.d.) nebst dem Charakter der Bahn und die hierdurch bedingten äußersten Grenzen für die Krümmungshalbmesser (s. Krümmungen der Eisenbahnlinien) und Neigungsverhältnisse, desgleichen für die Übergangsbogen und Zwischengeraden zwischen Krümmungen gleichen und entgegengesetzten Sinns sowie auch für Gegenneigungen und Abrundungshalbmesser in den Gefällwechseln in lotrechter Ebene. Maßgebend sind zurzeit für Hauptbahnen im VDEV. die »Technischen Vereinbarungen über den Bau und die Betriebseinrichtungen der Haupt- und Nebenbahnen« (s.d.) und für Nebenbahnen im VDEV. die »Grundzüge für den Bau und Betrieb der Nebenbahnen« (s.d.).

Ob es nötig ist, im Einzelfall bis an die äußerst zulässigen Grenzen heranzugehen oder welche Bedingungen innerhalb derselben als maßgebend für Krümmungen und Neigungen innezuhalten sind, das wird von dem Charakter der zu durchfahrenden Gegend und von dem Zweck der geplanten Bahnanlage abhängen, bisweilen auch durch das gegebene Betriebsmaterial des verwaltenden Bahnbezirks geboten sein. In anderen, namentlich in schwierigen Fällen wird es Aufgabe der ersten Vorstudien sein, über diese grundlegenden Bedingungen Klarheit zu gewinnen und sie so günstig zu gestalten, wie es mit Rücksicht auf die Vermeidung ungebührlich hoher Kosten zu erreichen ist. Je mehr die Bahn auf durchgehenden und großen Verkehr berechnet ist, desto mehr wird Ursache vorhanden sein, unter Erhöhung der Anlagekosten durch günstige Verhältnisse der Linienführung die Betriebskosten herabzumindern. Umgekehrt wird für Bahnen mit geringem Verkehr, also für Nebenbahnen fast immer, die Rücksicht auf mäßige Verzinsung der Anlagekosten, also auf billigen Bau, die auf billigen Betrieb überwiegen. Unter gewissen Voraussetzungen läßt sich bei Vergleich zweier Linien die Größe des Jahresverkehrs ermitteln, bei der die Verkehrskosten gleich sind, die also entscheiden würde, ob die Rücksicht auf billigen Bau oder billigen Betrieb überwiegt, sofern man die zu erwartende Verkehrsgröße ziemlich sicher abschätzen kann (s. Virtuelle Länge).

2. Bezüglich der Widerstands-, Krümmungs- und Neigungsverhältnisse vgl. die einzelnen Aufsätze. Es sollen deshalb hier nur die wichtigsten Punkte kurz angeführt werden. Dahin gehört zunächst, daß zu unterscheiden ist zwischen den unter der Bremsneigung (s_b) liegenden »unschädlichen« und den darüber hinausgehenden »schädlichen« Neigungen, auf denen der für die Bergfahrt erforderliche Mehraufwand an Zugkraftsarbeit bei der Talfahrt nicht[214] mehr wiedergewonnen werden kann. Als Regel ergibt sich daraus, daß die innerhalb einer bestimmten Betriebsstrecke für Zuggewicht, Zugkraft und Bremsprozente (s. Bremsbrutto) maßgebende (also die größte) Neigung s_m bei Flachlandbahnen tunlichst unterhalb der Bremsneigung zu halten, die Einlegung schädlicher Neigungen dabei also zu vermeiden ist, während verlorene Hebungen und Senkungen alsdann – also mit unschädlichen Neigungen – nicht gerade zu scheuen sind.

Muß dagegen die maßgebende Neigung s_m über die Bremsneigung hinausliegend gewählt werden, hat also die Betriebsstrecke den Charakter der Gebirgsbahn, so ist innerhalb derselben das einmal festgesetzte Verhältnis s_m – abgesehen von den Ermäßigungen in den Bogen – tunlichst gleichmäßig durchzuführen, damit der Gesamtwiderstand des Zugs, der sich aus den Widerständen der geraden wagerechten Bahn (w_o), der Neigung (s) und der Krümmung (w_r) zusammensetzt, möglichst gleich bleibt, somit die Zugkraft am besten ausgenutzt, der Betrieb also am billigsten gestaltet wird. Diese Hauptregel ergibt weiter, daß auf Betriebsstrecken mit s_m > s_b in den schärferen Krümmungen die der Grenze s_m nahen Neigungen um soviel ermäßigt werden müssen, daß die Summe aus Neigungs- und Krümmungswiderstand (s + w_r) den in geraden Linien voll bestehenden Wert der maßgebenden Neigung (s_m) nicht überschreitet. Dies ist ohne allzu große Erhöhung der anfänglich benutzten Durchschnittsneigung (s_o) in einfacher Weise durch Verteilung der Widerstandshöhen aller Bogen auf die ganze Bahnlänge L auszuführen.

Ebenso sind Ermäßigungen der Größtsteigung in längeren Tunneln erwünscht, weil darin wegen der Feuchtigkeit der Schienen die Reibung (»Adhäsion«) der Treibräder auf den Schienen geringer zu sein pflegt als auf der offenen Bahn, der Unterschied an Zugkraft also nur durch Verminderung der Neigung ausgeglichen werden kann. Solche Höhenverluste sind alsdann den durch die Krümmung veranlaßten zuzurechnen und mit diesen gleich zu behandeln.

Auf solchen Bahnen mit schädlichen Neigungen sind demnach verlorene Gefälle durchaus zu vermeiden; auch jede nicht durch Krümmungen oder Tunnelstrecken begründete Ermäßigung der maßgebenden Neigung bezeichnet hier einen Längenüberfluß, der nur dann berechtigt erscheint, wenn er durch die Gestalt des Geländes oder andere zwingende Gründe (Vermeidung zu hoher Baukosten) erklärt wird. Andernfalls würde entweder die entsprechende Abkürzung der Bahn oder aber die Ausnutzung der überflüssigen Länge zur Abflachung der ganzen Betriebsstrecke, also die Verminderung der maßgebenden Neigung und damit der Betriebskosten anzustreben sein.

Ausnahmsweise vorkommende Überschreitungen der maßgebenden Neigung, namentlich bei Flachlandbahnen, sog. »Anlaufsteigungen«, können in Notfällen berechtigt sein, sind aber möglichst zu meiden.

Die Begriffe der schädlichen, unschädlichen und maßgebenden Steigung sind zuerst von Launhardt scharf gefaßt und verwertet, s. dessen Theorie des Trassierens, II, Hannover 1888.

Die Ermittlung des möglichen Zuggewichts, wenn die Zugkraft der Lokomotive gegeben ist, ferner die zweckmäßige Neigung in derselben Voraussetzung und andere hierher gehörige Fragen sind unter »Neigungsverhältnis« besprochen. Über die Größe der bei solchen Rechnungen anzunehmenden Widerstandswerte für Lokomotive, Zuggewicht und Krümmungen s.u. a. Hütte, I, Eisenbahnbau, bezüglich der Lokomotive auch diese. Bezüglich des Krümmungswiderstands mag noch bemerkt werden, daß er wesentlich von der Größe des festen Radstands der Fahrzeuge beeinflußt wird, also für die einzelnen Fahrzeuge eines Zugs ganz verschieden sein kann. Formeln dafür können also stets nur ungefähre Mittelwerte liefern; sie müssen aber zum Ausdruck bringen, daß der Krümmungswiderstand bei kleineren Halbmessern rascher zunimmt und sich bei gewissen Grenzen dem Wert »Unendlich« nähert. Deshalb ist die Form

als geeignet anzusehen, während die noch vielfach in Gebrauch stehenden Formeln von der Form w_r = k/r (z.B.: 1/r) für größere Halbmesser wohl annähernd zutreffen können, an sich jedoch unrichtig sind und für kleinere Halbmesser (unter 300 m) wohl kaum anwendbar erscheinen.

3. Die erforderliche Längenentwicklung kann auf mehrfache Weise gewonnen werden. Die an sich kostspieligen Mittel der Anwendung einer mehr oder weniger unterirdischen Entwicklung in Gestalt von langen, gekrümmten Tunneln in Schleifen (wie z.B. auf der Linie Bologna-Pistoja) oder in Schlingen (Spirallinien, wie an 5 Stellen der Gotthardbahn oder auf der Albulabahn) können sehr wohl begründet sein, um damit plötzliche Talstufen an Ort und Stelle zu überwinden und somit auf große Länge der Linie im übrigen die Talsohle benutzen oder doch in deren Nähe bleiben zu[215] können, also billigen Talbau mit allen seinen Vorteilen, namentlich mit der besseren Erreichbarkeit der Bahn von den Ortschaften aus, zu erzielen gegenüber dem teuren Hangbau in oft schwer zugänglichen Höhen, weitab von den Wohnungen der Menschen, wie dieses z.B. bei der Arlbergbahn oder Südrampe der Tauernbahn im Gegensatz zur Gotthardbahn oder Albulabahn sehr überwiegt. Aber auch bei geringeren Höhenunterschieden zwischen Bahn und Talsohle, wenn sie sich auf lange Strecken ausdehnen, können erhebliche Bau- und Unterhaltungskosten (z.B. durch lange Stützmauern auf schlechtem Untergrund) veranlaßt werden, die durch eine an passender Stelle eingelegte Entwicklungskurve und damit erreichte Herabsenkung der ganzen Linie auf die Talsohle sich hätten vermeiden lassen (so z.B. bei der Bahn Erfurt-Ritschenhausen, zwischen Arnstadt und dem Brandleitetunnel).

4. Wenn jedoch die Durchführung der für die gewöhnliche Reibungsbahn geeigneten Neigungen nur mit sehr großen Schwierigkeiten und Verlängerungen erreichbar erscheint, dann ist bei Bahnen, die nicht dem durchgehenden Verkehr dienen, die Frage ernstlich zu untersuchen, ob nicht die Einlegung von Zahnstangenstrecken mit gemischtem Betrieb vorzuziehen sein wird. Denn dieser hat sich bereits auf verschiedenen Linien, wie Blankenburg-Tanne im Harz seit 1886 (s. Harzbahnen), Eisenerz-Vordernberg seit 1891 u.a.m., als zweckmäßig und bei Überwindung der durch große Schneemengen entstehenden Schwierigkeiten dem gewöhnlichen Reibungssystem entschieden überlegen bewährt, indem da, wo die Reibung zwischen Treibrad und Schiene versagt, die Zahnräder immer noch eine große Zugkraft mit Sicherheit hervorrufen. Aus demselben Grund ist auch hinsichtlich der Zugförderung bei ungünstigen Witterungsverhältnissen durch die Zahnstange ohne Vorspann eine gewisse Leistung gesichert. Die gemischten Lokomotiven werden bekanntlich mit 2 unabhängig voneinander arbeitenden Maschinen so eingerichtet, daß sie auf den Zahnstrecken mit sehr erhöhter Neigung (z.B. s_z = 60‰), wenn auch mit geringerer Geschwindigkeit, unter Zuhilfenahme der Zahnräder dasselbe Zuggewicht fördern, das sie ohne solche (aber mit dem erhöhten Treibgewicht) auf der Reibungsstrecke mit geringerer Neigung (z.B. s_a = 25‰ Harzbahn) ziehen. Durch die steilere Neigung wird nun beträchtlich an Bau- und Betriebslänge gespart, nämlich im Verhältnis von s_a : s_z für die betreffenden Strecken, und zugleich wird dadurch der Mehraufwand an Zeit zufolge der in den Zahnstrecken ermäßigten Geschwindigkeit ganz oder nahezu ganz ausgeglichen. Es kann deshalb sehr wohl der durch Zahnstange und Zahnradlokomotiven erwachsende Mehraufwand durch Ersparnis an Länge und Betriebskosten gedeckt, ja übertroffen werden.

II. Ertragsberechnung und Betriebskosten.

Die Ertragsberechnung soll, wie oben bemerkt, Aufschluß darüber geben, wie nach den zu begründenden Erwartungen für eine geplante Bahnlinie das Verhältnis der jährlichen Verkehrskosten und Betriebseinnahmen zueinander sich gestalten wird. Dazu ist mithin außer der rein technischen Ermittlung der Baukosten und ihrer Verzinsung auch die tunlichst zutreffende Schätzung der Verkehrsgröße und damit der Betriebseinnahme sowie der auch von der Verkehrsgröße, zugleich aber von der Linienführung mit abhängigen Betriebsausgabe erforderlich.

1. Verkehrsgröße und Betriebseinnahme. Eine bloße Abschätzung der Betriebseinnahme f.d. km Bahnlänge – und ebenso auch der Betriebsausgabe – kann nur dann zutreffende Werte ergeben, wenn der dabei angenommene Einheitssatz von solchen Bahnen entlehnt werden kann, deren Verhältnisse in bezug auf den technischen Charakter der Bahn, Bevölkerungsart der Gegend, Art und Größe des Verkehrs, Grundsätze der Betriebsleitung u.s.f. mit denen der geplanten Linie gut übereinstimmen. Andernfalls wird umsomehr die Ermittelung der zu erwartenden Verkehrsgröße nötig sein. Als Maß für diese dient bekanntlich die Summe der im Jahresdurchschnitt für die neue Bahn nach einiger Zeit zu erwartenden Personenkm und Gütertkm oder, wenn man beide durch die Bahnlänge geteilt denkt, der jährliche Durchschnittsverkehr P an Personen und T an Gütert als über die ganze Bahn laufend gedacht (spezifischer Verkehr). Die Ermittlung seiner Größe kann in manchen Fällen auf direktem Weg geschehen unter Zugrundelegung der zu sammelnden Angaben über den bisher auf Landwegen bestehenden Lokalverkehr, der der Bahn zufallen würde, und Annahme einer gewissen Vergrößerung desselben zufolge der Beschleunigung und Verbilligung. Dazu kommen dann noch die aus besonderen Quellen (industriellen Anlagen u. dgl.) und aus etwaigem Durchgang (sofern größere Verkehrseinrichtungen eine Abkürzung erfahren) zu erwartenden Verkehrsmengen.

Einen andern Weg zur Ermittlung der zu erwartenden Verkehrsgrößen, wie er zuerst von Jules Michel eingeschlagen ist, sucht die Personen- und tkm aus der Einwohnerzahl der an der Bahn liegenden Ortschaften zu bestimmen,[216] indem aus der Statistik der bestehenden Eisenbahnen die durchschnittlichen Verhältniszahlen der aus den Stationsorten im Jahr abgehenden und daselbst ankommenden Reisenden und Gütert zu den Einwohnerzahlen und ebenso die durchschnittlich durchlaufenen Wege eines Reisenden und einer Gütert ermittelt werden. (Näheres s. Bauwürdigkeit.) Eine weitere Fortbildung dieses Verfahrens haben Richard und Mackensen im Handbuch der Ingenieurwissenschaften, Leipzig 1883 (Bd. I, Kap. I) gegeben, indem sie bei Bestimmung jener Verhältniszahlen und Weglängen der Verschiedenheit der Gegenden und ihrer Produktionsfähigkeit Rechnung tragen und außerdem die Weglänge von der neuen Bahnlänge abhängig machen.

Hat man die Verkehrsgröße auf solche oder eine andere Weise annähernd bestimmt und sind die zulässigen Tarife, sei es durch Bedingungen der Konzessionserteilung, sei es durch andere Erwägungen festgesetzt oder vorläufig angenommen, so ergibt sich die darauf entfallende Einnahme, indem man den Verkehr nach erfahrungsmäßigen Prozentsätzen auf die verschiedenen Personen- und Güterklassen verteilt oder auch, indem man für beide einen erfahrungsmäßig als Mittelsatz (f.d. Personen-, bzw. f.d. tkm) anzunehmenden Durchschnittstarif bildet und hiermit den Durchschnittsverkehr (P und T) multipliziert.

Zu der so ermittelten Einnahme E₁ aus dem lokalen und direkten Verkehr (der in den Stationsorten der Bahn endigt und entspringt) kommt dann zunächst noch die Einnahme E₂ für Personengepäck, Hunde, Fahrzeuge, Pferde, Vieh und sonstiges, das in der Regel als ein Prozentsatz von E₁ angerechnet wird; ferner noch die Einnahme durch etwaigen Verkehr aus besonderen Quellen (s.o.) und aus dem Durchgangsverkehr, sofern solcher zu erwarten steht, um so die gesamte Betriebseinnahme darzustellen.

2. Betriebsausgabe. Diese kann, abgesehen von der einfachen Schätzung nach der Bahnlänge, entweder im einzelnen auf Grund der Buchführung anderer, gleichartiger und gleich verwalteter Bahnen veranschlagt oder nach allgemeineren Methoden als Funktion der Verkehrsgröße überschläglich ermittelt werden. Zu ersterem Vorgehen müssen eingehende und zuverlässige Angaben über alle Kostenteile vorliegen, deren Anwendbarkeit für den betreffenden Fall außer Zweifel steht. (Vgl. Betriebsergebnisse, Bd. II, S. 293 unter B. Betriebsausgaben.)

Da indessen solche Angaben in genügender Weise oft schwierig zu erlangen sind, so wird häufig der andere Weg beschritten. Dabei ist man auf die Anwendbarkeit von Erfahrungswerten angewiesen, die in der Regel aus der Statistik der Eisenbahnen eines großen Landes als Durchschnittszahlen ermittelt werden (s. Betriebsergebnisse). Für den Einzelfall können sie demnach nur zutreffen, wenn dessen Verhältnisse – Verkehrsgröße, Neigungen und Krümmungen, Grundsätze der Betriebsverwaltung u.s.f. – nicht zu weit von dem allgemeinen Durchschnitt abweichen. Ist dies hingegen der Fall, handelt es sich z.B. um die Ergänzung eines schon weit entwickelten Eisenbahnnetzes durch Zweig- und Nebenbahnen oder um Bahnen mit besonders starken Neigungen, so erscheint die Anwendung der allgemeinen Durchschnittswerte immerhin unsicher. Richtiger ist es alsdann, die erforderlichen Zahlenwerte aus der Statistik einzelner oder einiger in ähnlicher Lage befindlichen Bahnen zu entnehmen, wie sie für den geplanten Neubau zu erwarten steht.

3. Betriebsüberschuß und Anlagekosten. Sind die zu erwartenden Einnahmen E und Ausgaben M ermittelt, so ergibt sich als Unterschied beider der Ertrag oder Betriebsüberschuß B.

Dieser Betriebsüberschuß muß zunächst die jährlichen Rücklagen in den Erneuerungs- und Reservefonds decken (sofern diese nicht etwa schon in die Betriebsausgabe eingerechnet waren) und außerdem, wenn die geplante Bahn als selbständiges finanzielles Unternehmen (Privatbahn) ohne Beihilfe lebensfähig sein soll, auch mindestens eine mäßige Verzinsung der Anlagekosten A ergeben. Ist das nicht der Fall, so bleiben 3 Möglichkeiten: Entweder es wird auf den Bau der Bahn verzichtet. Oder es wird versucht, die Baukosten durch Vereinfachung des Entwurfs, durch Anwendung steilerer Neigungen u.s.f. wesentlich einzuschränken. Oder endlich, wenn das nicht ausreicht, so muß eine Beihilfe irgend welcher Art (s.o.), unter Umständen Ausführung durch den Staat, angestrebt werden. Daß solche Beihilfe durch den allgemeinen, in der Ertragsberechnung nicht voll zur Erscheinung gelangenden wirtschaftlichen Vorteil der Bahnanlage sehr wohl begründet sein kann, wurde bereits oben erwähnt.

Soll dagegen die geplante Bahn als Zweig einer größeren Linie oder als neues Glied eines schon bestehenden Netzes ausgeführt werden, so kommt (außer dem Betriebsüberschuß der neuen Bahn selbst) auch noch der Einnahmezuwachs in Betracht, den sie dem ganzen übrigen Netz durch die Entwicklung des Verkehrs der neu aufzuschließenden Gegend zubringt, und der um so erheblicher sein wird,[217] je größer das bestehende Bahnnetz bereits ist und je weniger Verkehr schon vorher auf Landwegen aus jener Gegend dem bestehenden Bahnnetz zufloß. Näheres darüber, wie auch dieser Einnahmezuwachs abzuschätzen ist, s.d. Art. Bauwürdigkeit und Launhardts »Theorie des Trassierens«, I. Heft, Hannover 1887.

4. Ausscheidung und Ermittlung der von Neigungen und Krümmungen abhängigen Teile der Betriebsausgaben. Ein anderer Weg zur Beurteilung der durch Neigungen und Krümmungen entstehenden Betriebserschwernisse, wie sie zur Entscheidung zwischen Vergleichslinien erforderlich wird, ist die Ausscheidung und Ermittlung derjenigen Betriebskostenteile, welche von jenen Grundbedingungen der Linienführung abhängen, einstweilen unter Beiseitelassung der Ertragsberechnung, zu welcher die Bestimmung der gesamten Betriebsausgaben erforderlich ist.

Launhardt (s. dessen »Theorie des Trassierens«, II. Heft, Hannover 1888) entwickelt die so ausgeschiedenen »Zugförderungskosten« (F), u. zw. in Pfennigen auf den P/km (p) und auf den tkm (q) gesondert berechnet, als eine Funktion von der maßgebenden Neigung und von den in jedem Einzelstück der Bahn vorkommenden Krümmungen und schädlichen Steigungen, während die unschädlichen hier als einflußlos außeracht bleiben. Somit erscheinen die gesamten, von der Linienführung abhängigen Zugförderungskosten für jede Person und jede Gütert als eine Summe von Produkten [∑ (pl) und ∑ (ql)], demnach dieselben Kosten im ganzen, wenn die Verkehrsgrößen P und Q (wie oben) ermittelt sind:

1) F = P ∑ (pl) + Q ∑ (ql).

Die zum Vergleich kommenden Jahreskosten V bestehen dann außer diesen Zugförderungskosten noch aus der Verzinsung der Anlagekosten (i A) und den Unterhaltungskosten U ∙ l, wobei U für den km Bahnlänge nach Erfahrungssätzen bemessen ist:

2) V = i A + U ∙l + F.

Die Linie, für die diese Summe am kleinsten wird, ist die günstigste.

5. Die virtuelle Länge. Gleichen Zweck wie die soeben besprochene Methode verfolgt die Ermittlung der virtuellen Länge (s.d.).

Alle diese Rechnungen über Betriebseinnahmen und -Ausgaben, virtuelle Länge, Reinertrag u.s.w. werden stets an einer gewissen Unsicherheit leiden; namentlich sind die Ermittlungen über die zu erwartende Verkehrsgröße und daher über die Einnahmen stets mit besonderer Vorsicht zu beurteilen. Je dichter bereits das bestehende Bahnnetz ist, in das die neue Linie sich einfügen soll, desto weniger wird man (abgesehen von etwaigem Durchgang zufolge von Abkürzungen) auf große Verkehrsentwicklung rechnen dürfen. Anderseits zeigt die Erfahrung, daß in produktionsfähigen, aber noch eisenbahnarmen Ländern die Verkehrsentwicklung oft erheblich über die anfängliche Schätzung hinausgeht, aber auch durch unwirtschaftliche Anlage von Konkurrenzbahnen wieder sehr beeinträchtigt werden kann.

In den Ländern mit einem hochentwickelten Eisenbahnnetz handelt es sich heute nicht mehr um die Erschließung neuer Verkehrsgebiete, sondern in der Regel um Entlastungslinien für bestehende, die den Anforderungen nicht mehr nachkommen können oder um sonstige Betriebsrücksichten (Abkürzungslinien, Ausmerzung ungünstiger Steigungsverhältnisse u.s.w.). Es werden dann ausschließlich Betriebsrücksichten maßgebend sein, ebenso wie bei der Herstellung zweiter, dritter oder weiterer Gleise.

III. Graphische Ermittlung der Erdmassen, der Erdbewegung und der Erdtransportkosten (s. Erdarbeiten, Bd. IV, S. 367 ff.).

IV. Sonstige praktische Rücksichten.

1. Geologische Verhältnisse kommen namentlich deshalb in Betracht, um solche Erdschichten und Erdmassen zu vermeiden, die zu späteren Erdbewegungen, Senkungen oder Rutschungen Veranlassung geben könnten. Senkungen, d.s. lotrechte Erdbewegungen, kommen vor: a) infolge von Zusammendrückungen loser Massen, wie namentlich Torf, Moor, Schlick u. dgl., Bodenarten, die nicht nur unmittelbar unter der Oberfläche, sondern auch, durch andere Schichten überdeckt, in größeren Tiefen liegen und dann unvermutet spätere Senkungen hervorrufen können; b) zufolge von unterirdischen Höhlungen natürlicher oder künstlicher Art (Bergbau).

Im letzteren Fall pflegen die Senkungen plötzlich aufzutreten und ebenso plötzlich aufzuhören; im ersteren Fall gehen sie meist allmählich vor sich und dauern oft sehr lange an. Um solchen Übelständen auszuweichen, wird man vor Festlegung der Linie die geologischen Karten und nötigenfalls Bodenuntersuchungen (s.d.) zu Rate ziehen. Ist die Durchschreitung eines Moores nicht zu vermeiden, so müssen Tiefenmessungen vorgenommen werden, um die Linie möglichst wenig der Gefahr großer Sackungen auszusetzen. Die Ausführung erfordert dann besondere Vorsichtsmaßregeln (Benutzung der oberen Pflanzendecke unter Aufschlitzen in einiger Entfernung zu seiten des Bahndamms, Aufschütten in dünnen[218] Lagen mit flachen Böschungen u.s.w.), um ein allmähliches und gleichmäßiges Setzen des Bahndamms, unter Umständen bis auf den festen Untergrund des Moors zu erreichen.

Die Überschreitung unterirdischer Hohlräume, mindestens sofern sie nahe unter der Oberfläche liegen, wird man selbstverständlich vermeiden. Aber auch die Überschreitung noch unabgebauter Grubenfelder ist möglichst zu unterlassen, weil sie zu großen Entschädigungsansprüchen der Berechtigten führt, da sie unter der Bahn nicht abbauen dürfen. Dies kommt namentlich zur Frage in Braunkohlengegenden, da solche oft nahe unter der Oberfläche abgebaut werden. Hierbei sind die Berggesetze des betreffenden Landes zu beachten (s. Bergbaubeschränkungen).

Rutschungen, d.s. Erdbewegungen in mehr oder weniger geneigter Richtung, werden veranlaßt durch Gleichgewichtsstörung von Erdmassen, die auf einer geneigten Rutschfläche ruhen (s. Rutschungen).

Von besonderem Einfluß ist bei festen Gebirgsarten die Lage der Schichtung, wie sie an den Talwänden unmittelbar oder unter der Oberfläche zur Erscheinung kommt. Tunlichst wird man mit der Linie die »Schichtenköpfe« aufsuchen, wo ein Abrutschen ausgeschlossen ist.

Andernfalls, an der Seite der Schichtenfüße, wird man lieber – unter Umständen mit Stützmauern – anbauen als einschneiden oder nötigenfalls mit einem Tunnel soweit in die Talwand hineingehen, daß er tunlichst in solchen Schichten bleibt, die sich unter der Talsohle fortsetzen. Eine besondere Wichtigkeit erlangt die Kenntnis der Erdschichten nach Streichen, Einfallen und Beschaffenheit bei der Richtungsfeststellung und nachher bei der Ausführung größerer Tunnel.

Endlich kann die Kenntnis der geologischen Verhältnisse auch von Wert sein zur Auffindung geeigneter Baumaterialien (Bausteine, Bettungskies) sowie auch guten und reichlichen Speisewassers für die Lokomotiven in solchen Gegenden, wo daran Mangel ist.

2. Meteorologische Verhältnisse spielen besonders im Hochgebirge eine wichtige Rolle in Beziehung auf Schneemassen, Lawinengänge, plötzliche Anschwemmungen von Schuttmassen, Steinstürze u.s.w. Aber auch in anderen Gegenden, auf offenen, zumal hochgelegenen Flächen kommen die herrschenden Windrichtungen und die damit verbundenen Schneebewegungen bei der Linienführung in Betracht, um schon dadurch den Schneeverwehungen möglichst vorzubeugen und da, wo dies nicht tunlich ist, gleich auf die nötigen Schutzmaßregeln Bedacht zu nehmen (s. darüber Schnee- und Lawinenschutzanlagen). Außerdem kann die Häufigkeit und Größe der Niederschlagsmengen bei Bestimmung der Durchflußweiten für die Brücken und Durchlässe (s.u.) und bei der Berücksichtigung etwa zu berührender künstlicher Bewässerungs- und Entwässerungsanlagen in Frage kommen.

3. Überschreitung der Täler und Wasserläufe.

a) Bei Kreuzung von flachen Tälern mit größerem, vielleicht schiffbarem Flußlauf wird zunächst eine möglichst günstige Überschreitungsstelle zu wählen sein (sofern die Wahl überhaupt freisteht) und werden hierbei die Rücksichten auf Stromstrich, Eisgang, Schiffahrt, geeignete und sichere Stellen für die Gründung der Pfeiler, unter Umständen auch militärische Anforderungen zu beachten sein. Eine möglichst regelmäßige Strecke des Flußlaufs wird aufzusuchen oder nötigenfalls durch Regulierungen (auch Durchstiche) – dann im Einvernehmen mit den zuständigen Wasserbaubehörden – erst zu schaffen und dann tunlichst rechtwinkelig zu überschreiten sein, geeignetenfalls in Verbindung mit einer zugleich hinüberzuleitenden Fahrstraße. Weiter kommt dann die zweckmäßige Höhenlage der Brücke in Frage. Dabei gilt als Regel, mit allen Holz- und Eisenteilen des Bauwerks mindestens 0∙3–0∙5 m, bei Flüssen mit Eisgang wenigstens 0∙8 m über dem höchsten bekannten Stand des Hochwassers zu bleiben. Bei schiffbaren Wasserläufen wird man jedoch die Brückenbahn tunlichst so hoch legen, daß bewegliche Brückenteile vermieden oder, wenn dies irgend möglich ist, deren Benutzung doch auf besonders hohe Wasserstände beschränkt wird. Sodann wird die Durchflußweite (s. Lichtweite) im ganzen und für die einzelnen Öffnungen festzusetzen sein, wobei unter Umständen sehr eingehende Untersuchungen über die Verteilung auf Strom- und Flutbrücke und über die etwa zulässige Einschränkung der freien Breite mit Rücksicht auf die Stromverhältnisse stattfinden müssen. Hierbei gilt als Regel für alle Fälle, in welchen Wasserläufe im Flach- und Hügelland berührt werden, daß eine merkliche Änderung der Wasserverhältnisse in bezug auf Bewässerung- und Entwässerung, Überflutung, Benutzung von Wasserkräften, soweit irgend angänglich, ganz vermieden wird. Es ist dies schon deshalb erforderlich, weil andernfalls erfahrungsmäßig oft sehr hohe, mitunter auch unberechtigte Entschädigungsansprüche erhoben zu werden pflegen.[219]

b) Bei Überschreitung steiler Täler im Gebirgs- oder bewegteren Hügelland mit kleinem, oft nur periodischem Wasserlauf kann eine Veränderung dieses Laufs in Grundriß und Höhe nicht weithin wirken, da ein etwaiger Stau wegen großen Gefälls sich nicht weit erstreckt. Dann also können Einschränkungen der Weite und Regulierungen der Bachsohle in der Regel anstandslos vorgenommen werden. Dabei ist aber zu beachten, daß das Durchflußprofil, bei Einschränkung der Weite durch Ersatz an Höhe (was im Flachland wegen Staues unzulässig) stets so groß gehalten werden muß, daß bei etwaigen plötzlichen Anschwellungen des Baches und ganz besonders, wenn er zugleich Schuttmassen herabführt (im Hochgebirge sog. Murgänge) ein Anfüllen des ganzen Durchflußquerschnitts oder ein Verstopfen mit Schutt ausgeschlossen erscheint. Deshalb müssen solche Durchlässe mit tunlichst steilem Sohlengefälle der Neigung der Talmulde angepaßt und ihr Gerinne, ober- und unterhalb des Bauwerks, gut mit großen Steinen befestigt bzw. gemauert werden, um jedem Ausreißen der Sohle (namentlich unterhalb) vorzubeugen und keinerlei Anlaß zum Absetzen von Schuttmassen zu bieten. Abtreppungen in der Sohle haben sich in dieser Hinsicht als schädlich erwiesen. Vorbildlich sind hierfür die zahlreichen, in steilem Gefälle (bis 1 : 1 etwa) ausgeführten Durchlässe der Brennerbahn geworden.

c) Zur Bemessung der Durchflußweiten wird man in erster Linie stets die in Nähe der Überschreitungsstelle (besonders unterhalb) etwa vorhandenen Weiten unter bestehenden Straßen oder Bahnen als Anhaltspunkte benutzen. In dichter besiedelten Gegenden werden solche stets vorhanden sein und in den meisten Fällen zur Bestimmung der neu anzulegenden Weiten genügen, wobei allerdings das Verhalten der bestehenden Durchlässe bei Eintritt von Hochwasser zu erheben ist. Andernfalls muß man in zweifelhaften Fällen auf die Bestimmung aus dem Niederschlagsgebiet zurückgreifen. Dabei wird man gut tun, nach Ermittlung der Weite zu deren Prüfung zu untersuchen, ob die angenommene Durchflußgeschwindigkeit auch bei dem Gefälle der Talsohle zu stände kommen kann, um hiernach nötigenfalls die Weite nachträglich zu berichtigen.

d) Bei schiefen Überschreitungen von kleineren Flußläufen oder Bächen (auch Wegen) mit gemauerten Bauwerken wird man diese womöglich doch rechtwinkelig gestalten durch Vergrößerung der Lichtweite (s.d.) zwischen rechtwinkelig zur Bahnachse gestellten Widerlagern oder durch Verlängerung des Bauwerks und Anordnung rechtwinkelig zu dessen Achse gestellter Stirnmauern, deren obere Begrenzung dann einer steigenden oder abgetreppten Linie folgt, oder endlich durch Wölbung in nebeneinander versetzten Ringen. Auf solche Weise lassen sich schiefe Gewölbe, die namentlich bei schmaler eingleisiger Bahn unerwünscht sind, in der Regel vermeiden.

e) Häufig wird es zweckmäßig sein, mehrere Wasserläufe (auch Wege) in einem Bauwerk vereinigt (bisweilen auch in verschiedener Höhenlage übereinander) durchzuführen. Namentlich kann es sich unter hohen Dämmen empfehlen, einen Weg und einen Bach in einer Brücke zu vereinigen, indem der Bach neben den Weg oder darunter gelegt wird.

f) An Stelle zweimaliger naher Überschreitung desselben Wasserlaufs (oder Weges) wird die Verlegung neben der Bahn entlang nebst Abwässerung des abgeschnittenen Talsegments durch einen kleinen Durchlaß in Kostenvergleich zu ziehen sein.

g) In besonderen Fällen kann die Überschreitung eines großen Gewässers (breiter Strom, See, Meeresarm) mittels einer Eisenbahn-Dampffähre oder Trajektanstalt (s. Fähranstalten) in Frage kommen, wie sie teils zur einstweiligen Ersparnis an Baukosten mit der Aussicht auf späteren Ersatz durch eine Brücke, teils auch über ganz große Gewässer als bleibend gedachte Vorkehrungen eingerichtet sind. Eisenbahnschiffbrücken (s. Schiffbrücken) sind nur in wenigen Fällen zur Ausführung gelangt und werden bei dem Entwerfen einer Eisenbahn höchst selten in Frage kommen.

4. Die Überschreitung der Wege kann in Schienenhöhe oder in schienenfreier Weise, nämlich durch Unterführung (unter der Bahn) oder Überführung (über der Bahn) geschehen.

a) Schienenüberschreitungen oder Bahnübersetzungen (s.d.) müssen bei Hauptbahnen durchwegs mit Abschlußvorrichtungen (s.d.) versehen und entweder durch unmittelbare Bewachung oder durch Fernschluß (meist mittels Drahtzugs) bedient werden, während bei Nebenbahnen solcher Abschluß auf besonders gefährdete Stellen beschränkt werden und bei Bahnen mit sehr kleiner Geschwindigkeitsgrenze ganz wegfallen kann. Immer bilden die Bahnübersetzungen, besonders aber bei lebhaftem Bahn- und Straßenverkehr, zumal in der Nähe von Bahnhöfen, eine arge Belästigung für beide und eine stete Quelle von Gefahren. Man sucht deshalb bei Hauptbahnen und für sehr belebte Wege auch bei Nebenbahnen, also vorwiegend in und bei Städten, Bahnübersetzungen[220] tunlichst zu vermeiden. Sofern jedoch der Kostenvergleich entscheiden muß, so sind den Anlagekosten der Bahnübersetzungen für Erdarbeiten (Rampen), Schranken, Straßenbefestigung unter Umständen auch Wärterhaus u.s.w. noch die kapitalisierten Unterhaltungs- und Bewachungskosten zuzurechnen, während bei schienenfreiem Bauwerk den Anlagekosten nur die (hier meist unerheblichen) kapitalisierten Unterhaltungskosten hinzutreten.

b) Bei fahrbaren Bahnüberführungen (s.d.) wird in der Regel eine lichte Höhe von 4∙5 m auf eine gewisse, je nach Bedeutung des Weges zu bemessende Breite verlangt, wobei dann an den Seiten über den Fußwegen die lichte Höhe bis auf 2 m abnehmen kann (Näheres s. Durchlässe). Bei städtischen Straßen steigt die Weite oft erheblich, indem dort eine Einschränkung der Straßenbreite in der Regel ausgeschlossen bleibt. In solchen Fällen wird man häufig zur Teilung der Straßenbreite durch gemauerte oder eiserne Pfeiler schreiten müssen.

c) Bahnunterführungen (s.d.) müssen unbedingt das Profil des freien Raumes für die Gleise mit reichlichem Spielraum (namentlich bei Überhöhung, also Neigung des Profils, in Bogen) offen lassen. Die lichte Höhe über Schienenoberkante ist nach den einschlägigen Bestimmungen der TV. zu bemessen, demnach wird für vollspurige Bahnen zwischen Schienenoberkante und Wegkrone eine Höhe von mindestens 6∙0 m, bei größerer Wegbreite erheblich mehr notwendig. Die Zufahrtsrampen werden demnach bei gleicher Höhenlage von Bahn und Weg für Überführungen entsprechend höher und länger. Anders gestaltet sich die Sachlage, wenn die Bahn im Einschnitt liegt und der Weg somit vielleicht gar nicht oder nur wenig erhöht zu werden braucht. Es können auch gewölbte Wegeüberführungen, zumal bei steilen und festen Einschnittsböschungen (Fels), vorteilhaft sein, u. zw. bei breiteren Wegen oft ohne Mehrverbrauch an Höhe.

Holzbrücken kommen bei den heutigen Eisenpreisen kaum mehr in Anwendung.

d) Bei den Wegkreuzungen können ebenso, wie bei Wasserläufen erwähnt, Verlegungen zur Vereinigung mehrerer Straßen in einem Übergang oder Bauwerk sowie auch zur Ersparung eines zweimaligen Übergangs in Frage kommen.

e) Die bei Wegrampen anzuwendenden Neigungen richten sich nach den in der betreffenden Gegend üblichen Verhältnissen, da hierauf die Fuhrwerke bezüglich Ladung, Bespannung und Bremsung eingerichtet sind. Für städtische Straßen und Hauptwege pflegt im Flachland eine Neigungsgrenze von 25‰ (1 : 40), im Hügel- und Gebirgsland dagegen 30, ja 40‰ gestattet zu sein, während hier Nebenwege oft noch viel steilere Neigungen aufweisen. Ebenso richten sich auch die Krümmungshalbmesser der Wege nach den ortsüblichen Verhältnissen; sie verlangen besondere Berücksichtigung da, wo es sich um Langholzfuhren handelt, für die ein Halbmesser bis 25 m (in der Straßenmittellinie) erwünscht sein kann.

f) Für Privat- und Fußwege können je nach dem Zweck auch kleinere Abmessungen der Weiten und steilere Neigungen, bei Fußwegen auch Treppenanlagen zulässig sein.

V. Geschäftsgang bei Vorarbeiten.

1. Der Auftrag zur Ausführung von allgemeinen V. ergeht im Bereich der Staatsbahnen von dem zuständigen Ministerium in der Regel an eine Dienststelle, seltener wird die Arbeit an Privatingenieure vergeben. Fällt die Linie in den Bereich einer Privatverwaltung, so kann auch diese von der Regierung unter Vereinbarung des Kostenersatzes zur Vornahme der V. veranlaßt werden.

Im allgemeinen wird jedoch der Plan zu einer Erweiterung des bestehenden Bahnnetzes einer Privatgesellschaft von dieser selbst ausgehen. Sie hat alsdann zunächst die Genehmigung der Regierung zur Ausführung der V. bei dem zuständigen Ministerium – in manchen Ländern durch die Zwischenbehörde des Eisenbahnkommissariats – nachzusuchen und nach erfolgter Erteilung solcher Genehmigung (»Vorkonzession«) die amtlich (meist gesetzlich) vorgeschriebenen Bedingungen zu beobachten, wie sie namentlich über das Betreten und etwaige Beschädigungen fremden Eigentums zu bestehen pflegen (für Preußen im Enteignungsgesetz vom 11. Juni 1874, in Österreich durch die Verordnung des Handelsministeriums vom 25. Januar 1879, RGB. Nr. 19).

Handelt es sich um ein erst neu zu begründendes Privatunternehmen mit eigener Verwaltung, so haben deren Vertreter in Gestalt eines einzelnen oder einer Gemeinschaft auf dem gleichen Weg wie eine bestehende Privatbahnverwaltung die Erlaubnis zum Beginn der V. zu beschaffen, in der Regel mit Hinterlegung einer Kaution wegen der etwaigen Entschädigungen.

2. Nach Vollendung der allgemeinen V. werden deren Ergebnisse in den dafür vor geschriebenen Vorlagen, sofern sie Staatsbahnen betreffen, an das zuständige Ministerium eingereicht, das (nötigenfalls nach geschehener Ergänzung oder Umarbeitung) auf[221] Grund derselben den gesetzgebenden Körperschaften die erforderliche, mit Denkschrift auszustattende Vorlage behufs Bewilligung der erforderlichen Geldmittel unterbreitet. Ist diese erfolgt und das betreffende Gesetz vollzogen, damit zugleich das Recht zur Enteignung von Grund und Boden erteilt, so muß durch die inzwischen vielleicht schon begonnenen ausführlichen V. der Bauentwurf (s.d.) festgestellt und dessen Billigung vom Ministerium erwirkt werden. Alsdann erfolgt auf Antrag bei der zuständigen Bezirksbehörde die landespolizeiliche Prüfung (s. Planfeststellung) des Entwurfs an Ort und Stelle (politische Begehung) unter Zuziehung aller beteiligten Staats- und Kommunalbehörden sowie Interessenten. Nach Erledigung der landespolizeilichen Prüfung und Entscheidung der fraglichen Punkte durch das Ministerium erteilt dieses die Erlaubnis zur Bauausführung.

3. Bei Privatbahnen weicht der Geschäftsgang nur insofern von dem vorstehenden ab, als hier nach Billigung durch das Ministerium die Geldbeschaffung Sache der Unternehmer, in der Regel einer schon bestehenden Eisenbahngesellschaft, ist. Wird ein Staatszuschuß als Kapitalsbeitrag oder Zinsgewähr oder in irgend einer andern Form verlangt, so hat zu dessen Bewilligung das Ministerium wie bei Staatsbahnen den erforderlichen Akt der Gesetzgebung herbeizuführen.

Solchen Privatunternehmungen pflegt die Baukonzession erst nach erfolgtem Ausweis über die Beschaffung der Baukosten erteilt zu werden (s. Bauentwurf und Baurecht).

Literatur: v. Kaven, Vorträge über Eisenbahnbau, H. 5. – Vorarbeiten, Aachen 1876. – VI. Anleitung zum Projektieren, 1878. – VII. Baustatistik einer ausgeführten Eisenbahn, 1880. – Heyne, Trassieren von Eisenbahnen, 3. Aufl., Wien 1870. – Launhardt, Theorie des Trassierens, Hannover 1887 und 1888. – Lindner, Virtuelle Länge, Zürich 1879. – Hellwag, Gotthardbahn, Zürich 1876. – Handbuch der Ingenieurwissenschaften, Bd. I, 4. Aufl., Leipzig 1904. – Struch, Geschichte der Eisenbahnen der Österreichisch-ungarischen Monarchie, Wien 1898 und 1908. – Steinermayer, Der Bau der zweiten Eisenbahnverbindung mit Triest, Allg. Bauztg., Wien 1906. – Osthoff, Kostenberechnungen für Ingenieurbauten, Leipzig 1913. – S. auch Art. Alpenbahnen, Gebirgsbahnen.

Goering †.