Optimierter Gleisplan für einen Hauptbahnhof in Bad Cannstatt

Kapitel 1, hier: Grundlagen und Planvorschläge
Kapitel 2: Fahrstraßen und Fahrstraßenausschlüsse dazu
Kapitel 3: Leistungsfähigkeit und Fahrplanflexibilität

Ein wesentlicher Anlass, nach einem Kompromiss für den Stuttgarter Hauptbahnhof als Ersatz für Tiefbahnhof oder Kopfbahnhof zu suchen, waren die hohen Kosten. Dass der Tiefbahnhof mit seinen vielen Tunnels teuer wird, war allen klar. Aber auch der Kopfbahnhof wurde mit einer Milliarde oder mit bis zu drei Milliarden angegeben, je nachdem, von welcher Seite. Seine Modernisierung würde zwar relativ billig. Aber seine Grundstücke sind schon an die Stadt verkauft. Man stritt sich in der Schlichtung, ob die Kosten eines Rückkaufes dem Projekt K21 zugerechnet werden dürften. Klarer erscheint mir, dass man die Kosten von Sanierungen, die man in den letzten zehn Jahren verschoben hatte, nicht hinzurechnen dürfte.

Um bei meinem Kompromissvorschlag (siehe Links im blauen Menu!) kostenmäßig im Bereich von Kopfbahnhof-21 zu bleiben, hatte ich versucht, soweit wie möglich nur auf bahneigenen Grundstücken zu planen. Auch die Anzahl und Größe von Bauwerken im Gleisfeld war beschränkt, vorhandene Kurztunnel und Viadukte wurden weiterverwendet. So war ich zu einem Gleisplan gekommen, der zu der knappen Zahl von nur acht Bahnsteiggleisen passt. Er ist in seiner Leistungsfähigkeit kaum besser ist als Stuttgart21 (Stand bis zur Schlichtung). Es hat mir keine Ruhe gelassen, doch noch zu untersuchen, welcher Aufwand nötig wäre, um die optimale Leistung aus den gegebenen Bahnsteig- und Zulauf- Gleisen herauszuholen.

Die Änderungen beschränken sich auf das östliche Gleisvorfeld und geringfügig auf die Umgebung der S− Bahn- Station Gottlieb Daimler Stadion. Die Anzahl der Überwerfungsbauwerke wurde wesentlich erhöht, um fast alle gegenseitigen Behinderungen von Fahrwegen auszumerzen. Mit dem Ergebnis, dass viel mehr Züge gleichzeitig fahren können. Dadurch, dass die Ostseite optimiert wurde, können die Bahnsteiggleise auf der Westseite ohne Verbesserungsbedarf mit den Zulaufgleisen harmonieren.

Grundlagen: Vermeidung von Fahrstraßenausschlüssen
Das Gleisvorfeld soll die Bahnsteiggleise möglichst freizügig mit den Streckengleisen verbinden. Weil sich die Aufgaben stetig änderten, waren bei großen Bahnhöfen immer mehr Weichen hinzugebaut worden, bis schließlich von jedem Gleis zu praktisch jedem anderen rangiert werden konnte. Dabei wurden dann immer mehr sonstige Fahrten verhindert, denn eine Weiche kann immer nur einer Fahrstraße auf einmal zugeordnet werden.

Sind zwei parallele Gleise durch zwei schräge Abschnitte mit vier Weichen verbunden (Bild 1), kann man damit vier Fahrstraßen realisieren: Geradeaus oben, geradeaus unten und zwei Gleiswechsel, nämlich über die linke oder rechte Schräge. Dass man theoretisch auch über beide Schrägen hintereinander fahren kann, lassen wir mal weg, denn das wäre nur bei Bauarbeiten interessant.

In Bild 1 ist in der Mitte zu sehen, dass mit vier Weichen und einer Überführung immer zwei Fahrstraßen gleichzeitig freigegeben sind: Beide geradeaus oder beide wechselnd. Die Angabe "ohne Fahrstraßenausschluss" ist ungenau: Bei den Weichen geradeaus sind natürlich wechselnde Fahrstraßen blockiert. Die sind aber wegen der links oder rechts belegten Gleise ohnehin blockiert. Blockierte Bahnsteiggleise oder Streckengleise lasse ich bei der Betrachtung der Leistungsfähigkeit des Gleisvorfeldes außer Acht. Ich zähle nur durch mitbenutzte Weichen blockierte Fahrstraßen als Ausschluss.

Nun soll noch betrachtet werden, wie sich bei komplexeren Gleisvorfeldern Fahrstraßenausschlüsse vermeiden lassen. Nehmen wir als Beispiel die Aufgabe, sechsBahnsteiggleise mit sechs Streckengleisen zu verbinden. In Bild 2 ist eine direkt einleuchtende Matrixanordnung dargestellt. Aus jeder Zeile und Spalte dürfen nur an je einer Kreuzung die Weichen zur Verbindungskurve umgelegt sein.

Auch die Anordnung in Bild 3 erlaubt es, dass immer sechs Züge gleichzeitig fahren können. Ich bin noch nicht dazu gekommen, mich über die mathematischen Grundlagen zu informieren. Sicher gibt es allgemeingültige Formeln. In jedem der dreizehn Bausteine werden, wie zu Bild 1 erklärt, immer vier Weichen gleichzeitig geschaltet. In jedem Baustein wird binär entschieden: Wechseln ja − nein. In Bild 2 gilt dagegen vom Eingang oder Ausgang gesehen: 1 aus 6.

Zum schematischen Gleisplan, Bild oben :
Wenn man das obige Bild mit dem Bild im Kapitel Gleisplan- Beispiel vergleicht, sieht man, dass sich an den S− Bahn- Gleisen nichts geändert hat. Auch die Ferngleise sind am Bildrand an ihrem Platz geblieben. Die nicht sehr befriedigende südliche Zufahrt zum Abstellbahnhof wurde aufgegeben und dafür die nördliche zweigleisig angeschlossen.

Im mittleren Bereich sieht man siebenmal die im linken Kasten erklärten Gleiswechsel- Bausteine. Sie sind allerdings, um näher an der Realität zu liegen, in einer gestreckten Art dargestellt, ähnlich Bild 1, unteres Teilbild. Warum sieht unser Gleisbild nicht aus, wie Bild 3, erweitert auf acht Gleise? Dann wären allerdings vier Bausteine nebeneinander und sieben Bausteine hintereinander angeordnet, was bis Untertürkheim reichen würde. Das ist zum Glück nicht erforderlich.

Im Gegensatz zur theoretischen 100%- Lösung können wir folgende Erleichterungen ansetzen:
1) Die Bahnsteiggleise 1 bis 3 sind Ost- West- Gleise, die unteren West- Ost- Gleise. In der Mitte gibt es einige Gleise für beide Fahrtrichtungen. Auch die Zufahrtsgleise haben im Normalfall Richtungsbetrieb. Für Fahrten auf dem jeweils linken Gleis gibt es Sonderfahrstraßen, die Fahrstraßenausschlüsse zur Folge haben.
2) Die Verbindungen zum Abstellbahnhof, im Bild oben türkisblau, wurden flexibler angeschlossen: Das nördliche Gleis führt zu den mittleren und südlichen Bahnsteigen. Das mittlere ist für die Fahrten von den nördlichen und mittleren Bahnsteiggleisen zum Abstellbahnhof optimiert. Wenn in der Spitzenstunde (0700 bis 0800 Uhr) die Pendlerzüge in dichter Folge eintreffen und zum Abstellbahnhof weiterfahren müssen, können diese beiden Gleise die Leistungsfähigkeit des Bahnhofs begrenzen. Deshalb wurde eine dritte Verbindung zur Bedienung der nördlichen Bahnsteiggleisen hinzugefügt, bei der Fahrstraßenausschlüsse in Kauf genommen werden. Betroffen ist das von den Fildern kommende Schnellfahrgleis, das um diese Uhrzeit noch nicht so stark ausgelastet ist. Das engere Raster der Fernzüge aus München beginnt erst später.

Zum Gleisplan Bild 8a, ganz unten:
Der optimierte Gleisplan wurde in eine Kopie von Bild 8 aus dem Kapitel
Umbau des Vorortbahnhofs zum Hauptbf. eingezeichnet. Dabei stellte sich heraus, dass das Bahngelände in der Bildmitte um 10 bis 15m verbreitert und einige Häuser abgerissen werden müssten. Bei der billigeren Version aus den vorhergehenden Kapiteln wäre das nur in der näheren Umgebung der S− Bahnsteige erforderlich.

Schnell war klar, dass das alte Überwerfungsbauwerk der heutigen Waiblinger Ferngleise im Weg ist. Auch der Kurztunnel, durch den gegenwärtig die S− Bahn vom Neckartal nach Bad Cannstatt fährt, war nicht sinnvoll zu integrieren. Zuviel Platz verlangen die vielen ineinander übergehenden Über- und Unterführungen. Dabei ist das untere Gleis nicht horizontal, sondern hat zur Unterführung hin Gefälle, um die Gesamtlänge zu verringern.

Das Überwerfungsbauwerk für das S− Bahn- Gleis von Waiblingen nach Bad Cannstatt wurde in die linke obere Ecke der Nebenkarte 1 gezeichnet, damit man es nicht vergisst. Vielleicht gibt es außerhalb der Karte, allerdings noch vor der Abzweigung Nürnberger- Str., dafür einen besseren Platz. Über das Viadukt in der rechten unteren Ecke der Nebenkarte 1 gehen die Gleise zum Abstellbahnhof. Von West nach Ost überqueren sie zunächst das Gleis von Esslingen und dann das Gleis von der Ulmer Schnellfahrstrecke. Die weiteren Gleise gehören zum Güterbahnhof, der hier nur in seinen groben Umrissen grau hinterlegt dargestellt ist. Man sieht seine Fortsetzung auf Nebenkarte 2. Dort ist ebenerdig die dritte Zufahrt des Abstellbahnhofs eingezeichnet. Dabei wurde davon ausgegangen, dass die Neckartalstrecke im morgendlichen Berufsverkehr so stark ausgelastet ist, dass ohnehin kein Güterverkehr stattfindet. Zu anderen Zeiten ist diese hellblau markierte Querung ungenutzt.

Die Gleise in den Nebenkarten 2 und 3 wurden gegenüber der erwähnten einfacheren Variante vollständig neu geplant, wobei allerdings die Verlegung der S− Bahn Station Gottlieb Daimler Stadion nach Westen ebenfalls vorgenommen wurde. Denn dieses ist eine Folge der Verlegung der S− Bahn auf die Südseite, die besser zum weiteren Netz südwestlich der Neckarbrücke passt.

Zwei wichtige Weichen liegen links außerhalb der Nebenkarte 2. Diese finden Sie nur im oberen Bild, im schematischen Gleisplan, und zwar links neben dem Veranstaltungsbahnsteig. Diese Weichen, in Verbindung mit dem Bahnsteiggleis, dem außerhalb des Bahnsteiges hinter einer Wand verlaufenden Schnellfahrgleis, und dem in weiterem Bogen ausholenden zweiten Gleis Richtung Esslingen, dies alles stellt einen Gleiswechselbaustein gemäß Bild 1, unten, dar. Seine volle Funktionalität ist natürlich gestört, solange dort ein Sonderzug hält.

Wer sich nicht hat abschrecken lassen, das trockene Kapitel
Fahrstraßenplanung
zum Kompromissvorschlag durchzusehen, wird nun auch neugierig sein, wie das Ergebnis bei dieser optimierten, teureren Variante aussieht. Hierzu siehe
Anhang Fahrstraßenplanung