Projektfallstudie

Metro Santiago, Chile

Kunde

Colas/ETF

Datum

2015

Sektor

U-Bahn & Depot

Streckenlänge
km

Herausforderung für Kunden

Die Metro von Santiago (Metro de Santiago) ist eines der größten und fortschrittlichsten U-Bahn-Netze Lateinamerikas. Sie verfügt derzeit über sechs Linien, eine weitere ist im Bau, sowie 118 Bahnhöfe, die sich über fast 120 km erstrecken und täglich rund 2,5 Millionen Fahrgäste befördern.

Im Jahr 2015 erhielt Pandrol einen Vertrag über Befestigungssysteme für den Bau der Linien 3 und 6, mit der Lieferung elastischer Systeme zur Schwingungsdämpfung und wartungsarmer Oberleitungen für die Tunnelabschnitte.

Santiago ist einer der Orte in der Welt, der regelmäßig Erdbeben erlebt – allein in den letzten 12 Monaten gab es in Santiago 67 Erdbeben. Infolgedessen erforderte das Projekt eine Befestigungslösung, die eine mögliche zukünftige Verstellung der Schiene von bis zu +30 mm Höhenverstellung ermöglicht. Darüber hinaus benötigte die Metro von Santiago eine Befestigungslösung für 50 km Gleis, eine leichte Grundplatte und eine Gummimatte unter dem Gleis zur Lärm- und Vibrationsminderung.

Pandrol-Lösung

Um diesen anspruchsvollen Anforderungen gerecht zu werden, entwickelte Pandrol eine neue Verbundplastik-Basisplatte. Diese Grundplatte musste so gestaltet werden, dass sie in Frischbeton oder im Nassgussverfahren eingebettet werden konnte. Dies ist kostengünstiger als herkömmliche Gussteile und einfacher zu handhaben und auf der Strecke zu installieren. Die Lösung war die Entwicklung von SEE-SD, ein Schienenbefestigungssystem, das ausreichende Elastizität (Steifigkeit) zur Dämpfung der Betonplatte bietet und große vertikale Anpassungen der Schienenposition ermöglicht. Das innovative Luftevakuierungssystem verhindert, dass eingeschlossene Luft unter die Grundplatte gelangt. Die SEE-SD-Kunststoffgrundplatte hat als Besonderheit Entlüftungen und Kanäle, die das Einbringen in den Beton optimieren und einen ausgezeichneten Widerstand gegen Querkräfte gewährleisten. Es bietet auch eine leichte Lösung für die Handhabung/Installation und kann zur weiteren Vereinfachung der Installationsarbeiten vormontiert werden.

Nach der Entwicklung des Systems wurden von unserem F&E-Team strenge Tests durchgeführt, um dem Kunden zu demonstrieren, dass die Lösung sowohl die Leistungs- als auch die Kostenanforderungen erfüllen kann. Das Projekt erforderte technische Validierung des Systems, einschließlich einer vollständigen und vollständig getesteten Bewertung der empfohlenen Lösung.

Die innovative SEE-SD-Schienenbefestigung ist so ausgelegt, dass eine typische vertikale dynamische Steifigkeit von etwa 60 MN/m erreicht wird. Es bietet eine große Bandbreite an Steifigkeitsniveaus des Belags und eignet sich somit zur Erfüllung der Anforderungen an die Lärm- und Schwingungsdämpfung bei diesem Projekt. Es erfüllt auch alle Anforderungen der letzten Aktualisierungen der Normen EN 13146 und EN 13481-5:2012 für die Kategorie B (Metro-Anwendungen). Das SEE-SD-System maximiert die Verwendung gemeinsamer Komponenten, z. B. einer Verankerungslösung, die so konzipiert ist, dass sie Installation und zukünftige Wartungsarbeiten erleichtert. Darüber hinaus erfüllt seine Leistung in Bezug auf die elektrische Isolierung die EN 13146-5:2012.

Das SEE-SD wurde für die Verwendung mit der SD-Klammer konzipiert. Seine geschraubte Konstruktion optimiert die Gleisbaukosten und bietet sehr hohe technische Leistungswerte. SD steht für „safe driven“, was sich auf die kontrollierte Klammerführung von der „geparkten“ zur „in Betrieb befindlichen“ Position bezieht.

SD-isolierte Blöcke sind so konstruiert, dass sie eine seitliche Einstellung der Spurweite in Schritten von 1,25 mm ermöglichen. Die Methode zur Einstellung der Spurweite wird einfach durch Anpassung der isolierten Blockkombination erreicht. Die in der SEE-SD-Konstruktion verwendeten Grundplatten sind aus glasfaserverstärktem Polyamidmaterial hergestellt, um maximalen Widerstand gegen seitliche Kräfte zu bieten. Die Grundplatte wird nicht auf den Beton „gelegt“, sondern „verankert“ und in die Platte integriert. Es besteht daher keine Risiko für Verrutschen. Durch das Verankerungssystem, das auf der Verwendung von zwei Schrauben basiert, werden die Spannungswerte in den Schrauben auch bei engen Kurven deutlich reduziert.

Zur Ergänzung des SEE-SD-Systems lieferte Pandrol auch das eingebettete Schienensystem QTrack® für die Depotbereiche. Um die Anforderungen an die Schwingungsminimierung zu erfüllen, lieferte Pandrol seine Floating Slab Mats (FSM), d. h. durchgehend elastische Matten, die zur Isolierung von zugerzeugten Schwingungen in Betonplatten verwendet werden. Diese FSM werden aus hochwertigem harzgebundenem Gummi hergestellt, um Schwingungsdämpfung mit niedriger Resonanzfrequenz zu erreichen.

Die Elektrifizierung war auch ein wichtiger Teil des U-Bahn-Projekts von Santiago, das 2017 abgeschlossen wurde. Die Metro von Santiago benötigte für dieses Projekt 60 km starre Fahrleitung, für die wir das gesamte System entworfen und hergestellt haben. Dieses wurde hauptsächlich für den Einsatz in Tunneln geliefert. Das starre Fahrleitungssystem von Pandrol wurde vorgegeben, da es geringen Wartungsaufwand, hohe Leistung und verbesserte Sicherheit bietet.

Das Projekt umfasste die technische Unterstützung und Schulung des Auftragnehmers, der das System installiert. Dazu gehörte eine Schulung vor Ort, und Mitglieder des technischen Teams von Pandrol waren bei der Installation anwesend, um sicherzustellen, dass der Prozess so reibungslos wie möglich abläuft.

Mehrwert hinzufügen

„Die SEE-SD-Kunststoffgrundplatte zeichnet sich durch Lüftungsöffnungen und Kanäle aus, die das Einbringen in den Beton optimieren und einen ausgezeichneten Widerstand gegen Querkräfte gewährleisten.“

Das Ergebnis

Die Metro de Santiago hat in Schienenbefestigungen investiert, die die Auswirkungen der häufigen Erdbebenaktivitäten mildern und gleichzeitig deren langfristige Leistungsfähigkeit und Belastbarkeit gewährleisten. Im Jahr 2010 erschütterte ein Erdbeben der Stärke 8,8 den südlichen Teil Chiles. Der Großteil der Metro überlebte dies jedoch gut. Zuletzt erreichte im April 2017 ein Erdbeben der Stärke 7,1 Santiago, nachdem es an der chilenischen Küste begonnen hatte. Die Metro blieb dabei weitgehend unberührt.

In Erdbebengebieten auf der ganzen Welt ist es gängige Praxis, dass Züge, sobald ein Erdbeben erkannt wird, sofort angehalten werden, woraufhin der Betrieb je nach Stärke des Stoßes mit reduzierter Geschwindigkeit fortgesetzt oder ausgesetzt wird. Wenn eine Lösung wie das SEE-SD verbaut ist, das eine große vertikale Verstellung ermöglicht, verleiht dies den U-Bahnsystemen weitaus größere Widerstandsfähigkeit. Dies stellt sicher, dass die Rückkehr zum Normalbetrieb viel schneller erfolgen kann.