Wie gesagt, wir beginnen wirklich ganz unten und das ist der Boden. Der Boden, wie es ihn in jeder Wiese gibt, der aber aus harten Felsen oder sandigen Bereichen bestehen kann. All das kennen wir aus der Landschaft. Eine Eisenbahn kann auf diesem natürlichen Untergrund nicht gebaut werden. Die Steigungen und Gefälle im Gelände sind dazu einfach zu unregelmässig, zudem ist der Untergrund nicht immer stabil genug.

Jedes stabile Gebäude, jeder Verkehrsweg oder eben jede Eisenbahn braucht einen stabilen Unterbau. Sie werden ihn bei sich zu Hause aber nicht so nennen. Vielleicht sind Ihnen Begriffe wie Fundament, Planum und Untergrund ein Begriff. Vermutlich jene Leute, die sich dem Bau eines Hauses gestellt haben, wissen jetzt von was ich spreche. Ihr Architekt hat Ihnen dabei sicher etwas von Stabilität und Sicherheit erzählt. Bei Verkehrswegen, die von Fahrzeugen befahren werden, ist das nicht anders.

Nehmen wir die Strasse, die als gutes Beispiel schon oft herhalten musste. Damit eine Strasse lange schön und befahrbar bleibt, wird mit speziellen Maschinen der Boden geebnet und spezielle Erdschichten eingebaut. Schliesslich kommt darauf der Belag, der die Autos trägt. Die eingebauten Stoffe unter dem Belag dienen eigentlich nur dazu, dass die Kraft optimal auf den festen Untergrund verteilt werden kann. Die Strasse bleibt dadurch stabil.

Nun komme ich und erkläre, dass wir damit den Untergrund der Eisenbahn haben. Gut, das stimmt nur bedingt, denn bei neu gebauten Strecken oder Abschnitten, wird dieser Weg beschritten. Bei älteren Anlagen begnügte man sich mit einem einfachen Planum, das nicht immer den Anforderungen gewachsen war und das zu schweren Probleme geführt hat. Daher lohnt es sich sicherlich, wenn wir uns den Untergrund der Eisenbahn etwas genauer ansehen.

Grundlagen Unterbau: Bevor man sich überhaupt mit einem Bau einer Bahnlinie befasst, muss man diesen Unterbau festlegen. Das ist wie bei einem Haus, denn erst wenn man weiss, wie man ein Fundament gestalten muss, kann man mit dem Bau des Hauses beginnen. Eisenbahnen unterscheiden sich hier jedoch nicht. Eine Bahnlinie muss zuerst geplant werden, dann erstellt man den Unterbau und erst viel später kommt dann der eigentliche Fahrweg. Diese Reihenfolge wollen wir hier beibehalten.

Wir bezeichnen diesen Weg normalerweise als Bahnlinie oder Bahnstrecke. Kommt Ihnen das bekannt vor?

Genau auf der Seite zuvor, hatten wir davon gesprochen. Die Strecken, die wir kennen gelernt haben, sind jedoch nur ein Teil einer Bahnlinie.

Nehmen wir den Gotthard, dann besteht diese Bahnlinie aus Bahnhöfen, Depots und Strecken. Die Bahnlinie ist daher das Gesamtbauwerk zu betrachten. Auch andere Bahnstrecken können dazu aufgezählt werden, denn es ist überall so.

Die Bahnlinie ist im Grunde eigentlich nichts anderes, als die Festlegung des Verlaufs des Unterbaus. Es ist der vorgesehene Weg durch die Landschaft.

Die Planung dieser Bahnstrecken ist ein langwieriger Prozess, der schon viele Planer an den Rand der Verzweiflung brachte.

Nicht immer konnte man die Bahnlinie so bauen, wie man es wollte, denn man musste sich teilweise dem Gelände oder der Bebauung anpassen.

Zu einer Bahnlinie wird der vorgesehene Weg freilich erst, wenn alles fertig ist. Mit dem Bau des Unterbaus beginnt auch die Bahnlinie ihren Weg im Gelände aufzuzeigen. Abweichungen davon gibt es danach nicht mehr. Das erkennen Sie auf dem oben eingefügten Bild, denn obwohl es nicht so aussieht, man erkennt, es soll eine Bahnlinie daraus entstehen. Es könnte aber auch eine Strasse werden, doch dazu kommen wir später, denn ganz fertig ist dort der Unterbau noch nicht.

Sie kennen solche Bahnlinien normalerweise in ihrem fertigen Zustand. An anderen Orten werden aber solche Bahnstrecken neu gebaut und Sie können beobachten, wie sich zuerst der Unterbau abzeichnet und wie sich der geplante Weg erkennen lässt. Darunter befinden sich immer wieder berühmte Bahnstrecken, denn stellen Sie sich doch einmal in Gedanken vor, wie die Gotthardbahn nur als Unterbau ausgesehen haben muss. Die Zeit um 1879 etwa, zeigte deutlich, wo die Bahnlinie dereinst durchführen wird.

Die Streckenführung: Mit der Planung der Bahnlinie, wird deren Streckenführung festgelegt. Man kann den Leuten sagen, dass hier einmal Züge durchfahren werden. Denn diese Streckenführung ist das, was wir heute bei den alten berühmten Strecken bewundern. Ich denke kaum, dass Sie nach Wassen reisen, weil dort eine Kirche steht. Es ist die Streckenführung, die faszinierend ist. An anderen Orten ist das nicht so schön, aber trotzdem auch nötig.

Mit der Festlegung der Streckenführung wird ein Streckenprofil erstellt. Im Profil der Strecke, also der eigentlich Blick von der Seite, lässt erkennen, wie steil die Strecke ansteigen wird, wo es künstliche Bauten haben wird und wo die Bahnhöfe zu finden sind.

Das Streckenprofil ist eines der wichtigsten Instrumente um eine Strecke zu befahren. Denn man weiss, wie steil es grundsätzlich ist. Auf der Grafik sehen Sie ein solches Profil.

Bereits jetzt ist klar, wie steil die Strecke ansteigen wird und wo sie genau durchführt. Lange bevor ein Zug durchfährt, entsteht vor Ihrem Haus ein 10 Meter hoher Damm.

Klar, Freude daran haben Sie nicht, aber alle rechtlichen Mittel brachten keinen Erfolg, Ihr Leben wird in Zukunft hinter den Bahnlinie sein und die Sonne kennen Sie nur noch von Berichten im TV. Dafür stampfen die ganze Nacht die Züge durch, weil es bei Ihnen besonders steil geworden ist.

Das im Unterbau festgelegte Streckenprofil kann in der Folge nicht mehr verändert werden. Es ist deshalb sehr wichtig, dass in diesem Bereich genau gearbeitet wird.

Es ist wie bei Ihrem Haus, beim Fundament wurde nicht sorgfältig gearbeitet und jetzt sinkt eine Ecke ab. Das Gebäude steht schief. Ach, Sie wohnen in Pisa in einem Turm? Genau er zeigt, wie wichtig ein guter Untergrund ist. Das ist bei Eisenbahnen genauso.

Die Kurvenradien der Strecke und damit die erlaubten Geschwindigkeiten werden ebenfalls bereits beim Unterbau festgelegt. Diese Radien sollten einen bestimmten Wert nicht unterschreiten. Trotzdem geht das nicht immer und so gibt es engere Abschnitte. Die Eisenbahnen früher baute man oft so gerade wie möglich. Nur, wo das nicht ging, musste man die grossen Bögen machen, denn dort war der Aufwand grösser, denn eine Gerade plante man einfacher.

Sie glauben mir nicht? In Australien baute man eine Bahnlinie durch die Wüste. Dort gibt es keine Häuser, die im Weg stehen und auch die Berge fehlen. So kommt es, dass die gerade Strecke rund 530 Kilometer lang ist. Dann folgt eine Kurve, weil die Baufirma Geld brauchte und an einer Kurve etwas mehr verdiente. Zumindest besagen das Gerüchte, die sich seither um die Kurve in der Wüste ranken. Trotzdem wurden früher Kurven nach Möglichkeit vermieden.

Heute macht man sich darum schon mehr Gedanken. Die Kurvenradien von modernen Strecken sind immer wieder ein Thema. Sie dürfen einen bestimmten Wert nicht unterscheiden, denn sonst können die gewünschten Geschwindigkeiten nicht gefahren werden. Daher wählte und wählt man die Kurvenradien bei allen Bahnlinien immer mit Bedacht aus, denn ändern lässt sich das danach nicht mehr, denn die Strecke ist festgelegt.

Der fertige Unterbau: Wir haben nun einen Unterbau erstellt, dabei aber einen wesentlichen Punkt noch nicht beachtet. Die eigentliche Aufgabe und der genaue Aufbau des modernen Unterbaus. An den Unterbau werden heute hohe Anforderungen gestellt, denn er muss die später erstellte Strecke tragen können. Da dieser Punkt nachträglich nur schwer verändert werden kann, ist es wichtig, dass man sich für die Gestaltung des Unterbaus viel Zeit nimmt und genau arbeitet.

Wurde früher hier noch sehr viel Handarbeit benötigt, kommen heute moderne Baumaschinen zum Einsatz. Diese arbeiten sehr schnell und dabei dank der modernen Vermessungstechnik auch sehr genau. Zudem schaffen sie es, dass der Unterbau so verdichtet werden kann, dass es nachträglich keine Senkungen mehr geben kann. Früher verzögerten genau diese Senkungen den Baufortschritt und man musste immer wieder nachbessern.

Wie wichtig das sein kann, zeigt zum Beispiel der Bau des Basistunnels am Gotthard auf. Die Zufahrtsstrecke, die mit bis zu 200 km/h befahren werden soll, muss auf einem künstlich aufgeschütteten Damm verkehren. Dieser wurde bereits knapp 10 Jahre vor der eigentlichen Inbetriebnahme sehr sorgfältig aufgeschüttet und verdichtet. Die mit der Zeit auftretenden kleinen Senkungen können so noch vor der Fertigstellung der Strecke ausgeglichen werden. Die Strecke wird so viel stabiler und genauer.

Aber auch nach der Eröffnung der Strecke hat der Unterbau eine wichtige Aufgabe zu übernehmen. Der Unterbau muss die beim Betrieb auftretenden Kräfte in das Erdreich übertragen und dabei nach Möglichkeit verteilen. Deshalb sind bei ihm viele Normen und Vorschriften zu beachten. Diese Vorschriften regeln zum Beispiel, welche Neigung ein Bahndamm haben darf. Wie wichtig diese Vorschriften sind, zeigt ein tragisches Beispiel einer Brücke.

Bei einer Brücke verlässt die Strecke eigentlich den Unterbau. An seine Stelle tritt nun die Brücke. Damit sie die Kräfte optimal ins Erdreich ableiten kann, muss diese Brücke an beiden Seiten fest verankert werden. Eine frei in der Luft schwebende Brücke gibt es schliesslich nicht und sie könnte wohl die Kräfte schlecht aufnehmen und abstürzen. Es lohnt sich daher, wenn Sie die Brücke einmal an deren Ende genauer ansehen, denn dort ist der wichtigste Teil.

Die Widerlager sind die eigentlichen Brückenköpfe einer Brücke. Diese Widerlager übertragen die, von der Brücke aufgenommen, Kräfte ins Erdreich und verteilen diese damit auf dem Boden. Jede Brücke benötigt solche Widerlager, so dass Sie diese auch bei einer kleinen Wegkreuzung finden können. Wobei man natürlich die Kräfte bei geeignetem Untergrund direkt ableiten könnte. Das können jedoch nur Felsen übernehmen.

Die eigentliche Brücke ist leicht nach oben gebogen und so eigentlich zwischen den beiden Widerlagern eingeklemmt. Wird nun diese Brücke belastet, biegt sie sich durch und wird dadurch gerade. Damit wird sie auch länger und drückt nun gegen die Widerlager. Dadurch kann sich die Brücke nicht weiter biegen und wird tragfähiger. Das Gewicht wird von der Brücke getragen. Diese Vorspannung der Brücke ist jedoch so gering, dass sie diese optisch nur sehr selten erkennen können.

Das gilt für moderne Brücken genau so, wie für alte aus Stahl konstruierte Brücken. Wie wichtig diese Kraftverteilung ist, zeigte sich auf tragische Weise am 14. Juni 1891 in Münchenstein bei Basel. Beim bisher schwersten Zugsunglück in der Schweiz starben 71 Personen und 171 wurden zum Teil schwer verletzt. Was war geschehen und wie kam es dazu? Dieses Unglück ist ideal um die Wichtigkeit der Widerlager einer Brücke zu zeigen.

Die durch Gustav Eiffel erbaute Brücke vermochte der Belastung des mit mehreren Lokomotiven bespannten Zuges nicht mehr Stand zuhalten und brach unter der Last zusammen. Dabei wurde die Brücke vorgängig durch die Hochwasser führende Birs beschädigt. Gleichzeitig wurde ein Widerlager unterspült und war damit nicht mehr fest im Erdreich verankert. Damit man fahren konnte, wurde die Brücke, jedoch nicht das Widerlager, notdürftig repariert.

Der Sonntag sollte dann in der Katastrophe enden. Der gut besetzte Zug fuhr wie immer auf die Brücke, mit der darunter tosenden Birs. Durch die Belastungen gab die Brücke nach und stürzte mit samt dem Zug in die Birs. Dabei erreichte die erste Lokomotive noch knapp das beschädigte Widerlager am Ende der Brücke. Die meisten Opfer des Unglücks ertranken im Hochwasser der Birs oder wurden von den Trümmern der Brücke erschlagen.

Die Untersuchung ergab dann, dass die Brücke eigentlich zu schwach konstruiert wurde und gar nicht mit drei Lokomotiven hätte befahren werden dürfen.

Das unterspülte Widerlager wurde durch die Brücke weggedrückt und die Konstruktion konnte ungehindert in den Fluss stürzen.

Neben der zu schwachen Konstruktion lag die Ursache aber beim Widerlager. Dieses konnte die Kräfte nicht mehr richtig ins Erdreich ableiten und wurde beiseite gedrückt.

Auch andere Fälle gab es, bei denen der Unterbau versagte und die Strecke absackte. Der darauf verkehrende Zug verunglückte in der Folge und es gab Opfer zu beklagen.

Es ist deshalb sehr wichtig, dass man den Unterbau gut baut und ihn vor allem im Lauf der Jahre immer wieder kontrolliert und Schwachstellen ausbessert.

Nur dann kann der Unterbau seine Aufgabe zuverlässig übernehmen. Die Strecke ist damit sicher und solche Unglücke sollten nicht mehr passieren.

Neben der Gestaltung des Unterbaus war auch dessen Oberfläche immer wieder ein Thema. Die Fläche, die letztlich die ganzen Anlagen tragen soll, muss auch entsprechend gestaltet werden. Dabei muss man bedenken, dass eine Bahnlinie in der freien Natur verkehrt. Das heisst, es fällt Regen, der dafür sorgt, dass Wasser in den Oberbau und den darunter befindlichen Unterbau gelangt. Das kann dazu führen, dass der Unterbau weggespült wird und so einstürzt. Dieses Wasser darf sich auf dem Unterbau nicht zu Lachen sammeln oder sich in Kanälen schlagartig entwässern.

Für gewöhnlich reicht zur Entwässerung eine geneigte Oberfläche vollumfänglich. In ganz besonderen Fällen muss man sich jedoch um eine richtiggehende Entwässerung des Unterbaus kümmern. Dabei wird das eindringende Wasser in speziellen Leitungen gesammelt und aus dem Bereich des Unterbaus geleitet. Es können dann keine Unterspülungen mehr auftreten. Es werden ähnliche Lösungen wie bei der Landwirtschaft angewendet, wo man diese Leitungen Drainagen nennt.

Ein weiteres Problem entsteht durch die Natur. In der Natur sind unbewachsene Flächen kaum vorhanden und wo es nur geht, wachsen Gräser, Sträucher oder Bäume. Auf einem Bahnkörper will man keines dieser Gewächse. Der Grund liegt in der damit verbundenen Auflockerung des Untergrundes. Das Gleis wird dadurch instabil und droht zu versinken. Daher muss dem Bewuchs grundsätzlich Einhalt geboten werden. Unbewachsene Geleise sind daher nicht wegen der Optik vorhanden.

Viele Jahre bekämpfte man das Problem von der Wurzel aus. Das heisst, man setzte extra geschaffene Vertilgungszüge und Gifte ein. Diese Züge belasteten das umliegende Land massiv und die dabei verwendeten Gifte waren alles andere als harmlos. Trotzdem, man musste dafür sorgen, dass die Vegetation nicht in den Oberbau wachsen konnte. Heute wird der Unterbau speziell versiegelt und damit vor dem Bewuchs geschützt. Noch sind nicht alle Anlagen entsprechend ausgerüstet, so dass immer noch Unkraut vertilgt werden muss.

Man wählte zur Versiegelung des Unterbaus eine von den Strassen her bekannte Massnahme. Der Unterbau wird dabei mit einer Schicht Asphalt überdeckt. Dieses Material zeichnet sich durch viele Eigenschaften aus. Die dichte Fläche verhindert, dass Gräser aus dem Untergrund wachsen können. Die Entwässerung klappt bestens und das trotzdem weiche Material bietet dem Oberbau einen guten Halt. Besonders wertvoll ist der Schutz vor Bewuchs und die Entwässerung.

Damit sind aber noch nicht alle Vorteile des Asphalts aufgezählt. Die Schicht ist so dicht, dass keine Flüssigkeiten mehr in den Unterbau gelangen können. Dabei ist auch das Problem mit dem Wasser gelöst worden, denn es kann nicht mehr in den Unterbau laufen und fliesst seitlich ab. Der Unterbau wird nicht mehr unterspült und dadurch beschädigt. Bei Störungen auf der Strecke kann der Asphalt daher auch grössere Schäden an der Umwelt verhindern, weil auch Öle nicht durch die Schicht kommen.