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Schienen müssen an die 50 Jahre lang, bei Schnee und Eis, Sonne und Regen dem Gewicht der Züge und Waggons standhalten, die täglich über sie hinwegdonnern. Im neuen Railway and Infrastructure Laboratory (RaIL) am Institut für Eisenbahn-Infrastrukturdesign der TU Graz wird testbar, ob und wie sich Gleise verändern, wenn jahrelang Züge darüber darüberrattern. In dem Labor am Campus Inffeldgasse können sogenannte Eisenbahn-Fahrwegsysteme auf ihre Belastbarkeit und Haltbarkeit während des simulierten Realbetriebs geprüft werden - von Schiene und Schwelle über Schotter und Unterbau bis in den Untergrund.
Bisher stützte sich die Forschung auf Berechnungen, Simulationen und Messungen im realen Betrieb. Das Labor ermöglicht nun aber, das Gesamtsystem Schiene sowie einzelne Entwicklungen für etwa Weichenkomponenten oder Befestigungssysteme zu testen, bevor eine aufwendige Prüfung im laufenden Bahnbetrieb erfolgt. "Unser Ziel ist es, wissenschaftliche Erkenntnisse schneller in die Praxis zu bringen und damit einen Beitrag zu einer leistungsfähigen und klimaresilienten Bahn zu leisten", betonte Ferdinand Pospischil, Leiter des Instituts für Eisenbahn-Infrastrukturdesign der TU Graz. Die Laborleitung übernimmt der stellvertretende Institutsleiter Julian Torggler.
Herzstück ist ein fünf Meter langer, 3,5 Meter breiter und 1,8 Meter tiefer Oberbau-Simulator. Er kann mit hydraulisch und elektronisch angesteuerten Prüfzylindern statische und dynamische Belastungen nachbilden, denen Gleise ausgesetzt sind. Gleise sind aber mehr als nur zwei Schienen: Dazu gehören auch Befestigungssysteme, elastische Zwischenlagen, Schwellen, Schotter und der gesamte Unterbau, auf dem die Schienen zu liegen kommen, die nun ebenso untersucht werden können.
Für größere Systeme steht ein neun mal fünf Meter großes sogenanntes Aufspannfeld zur Verfügung. Dort können u. a. Weichenbereiche und Auszugsvorrichtungen, die temperaturbedingte Längenänderungen von Schienen ausgleichen, geprüft werden. In einer flexiblen Schotterbox können weiters einzelne Komponenten - Weichen-, Rahmen- oder Holzersatzschwellen - untersucht werden, um das fundamentale Verschleißverhalten des Schotters unter spezifischen Frequenzen und Lasten zu erforschen.
Und nirgendwo sonst besteht die Möglichkeit, die Auswirkungen von Wassersättigung auf die Steifigkeit, Lastverteilung und das Langzeitverhalten des Ober- und Unterbaus zu prüfen. Damit können auch die Auswirkungen des Klimawandels auf die Dauerhaftigkeit von Eisenbahninfrastruktur erforscht werden, wie vonseiten der TU Graz erklärt wurde.
Laut Rektor Horst Bischof gehört die TU Graz europaweit zu den Top-3-Universitäten im Bereich der Eisenbahnforschung. Bereits 2021 wurde von der TU Graz, voestalpine, ÖBB, Siemens Mobility Austria und Virtual Vehicle der Research Cluster Railway Systems (RCRS) auf Schiene gebracht, in dem die Partner ihre Eisenbahn-Kompetenzen bündeln. "Das Railway and Infrastructure Laboratory ist die logische Ergänzung dieser Forschungsinfrastruktur, die in ihrer Gesamtheit in Österreich einzigartig ist", so Bischof. Auch Franz Kainersdorfer, Vorstandsmitglied der voestalpine AG, erkannte in der Eröffnung des RaIL "einen wichtigen nächsten Schritt in der Zusammenarbeit zwischen der TU Graz und der österreichischen Bahn- und ihrer Zulieferindustrie im Rahmen des Research Clusters Railway Systems".
Die rund vier Millionen Euro teure Anlage wurde aus Mitteln der TU Graz, der Forschungsförderungsgesellschaft FFG und mit finanzieller Unterstützung der voestalpine realisiert. Die technischen Prüfmaschinen stammen vom deutschen Unternehmen Form + Test.
