Wirtschaftlichkeit
Teil 1: Forderungen an das Schotterbett
Teil 2: Betrieb und Auswirkungen auf das Schotterbett
Teil 3: Wiederherstellung des Soll-Zustandes
Teil 4: Wirtschaftlichkeit
Einsparungen durch längere Durcharbeitungsintervalle und erhöhte Liegedauer
Ein sauberes Schotterbett ist eine wichtige Voraussetzung für die lange Haltbarkeit der Gleislage. Durch die zunehmende Verschmutzung des Schotterbettes sinkt die Gleislagebeständigkeit und die Gleisqualität. Als Folge davon treten immer kürzere Durcharbeitungszyklen auf.
Daher ist es bei hohem Verschmutzungsgrad erforderlich, die Kosten der vermehrten Gleisinstandhaltung in kurzen Zeitabständen, den Kosten einer einmaligen Bettungsreinigung mit nachfolgend geringerem Instandhaltungsaufwand, einander gegenüberzustellen.
Im Rahmen dieser Gegenüberstellung werden zwei Instandhaltungsstrategien betrachtet:
Innerhalb der Liegedauer wird keine zwischenzeitliche Bettungsreinigung durchgeführt.
Annahme ist, daß ein gerade umgebautes Gleis im Laufe von 24 Jahren 16 mal mit dem Mechanisierten Durcharbeitungszug (MDZ) instandgehalten wird, um das Befahren mit der Streckenhöchstgeschwindigkeit und die nötige Sicherheit zu garantieren. Während in der Anfangsperiode die Durcharbeitung jeweils in jedem dritten Jahr stattfindet, sind in den letzten vier Jahren Durcharbeitungen mit dem MDZ jeweils zweimal jährlich erforderlich. Im 25. Jahr erfolgt ein Gleisumbau. Die Annahme dabei ist, daß die Gleisabtragung und -verlegung teilmechanisiert mittels Portalkran erfolgt und das Schotterbett, in Ermangelung einer Bettungsreinigungsmaschine, mit herkömmlichen Maschinen abgetragen und Neuschotter zugeführt wird. Die Gesamtkosten für den 25 Jahr Turnus ergeben durchschnittliche Jahreskosten von 17,1 $/m.
Innerhalb der Liegedauer wird eine zwischenzeitliche Bettungsreinigung durchgeführt.
In diesem Beispiel wird im 15. Jahr eine Bettungsreinigung durchgeführt. Vorher sind im Durchschnitt in jedem dritten Jahr Durcharbeitungen mit dem MDZ vorgesehen und ebenso nach erfolgter Bettungsreinigung Infolge des guten Erhaltungszustandes erhöht sich die gesamte Liegedauer von 25 auf 30 Jahre. In diesen 30 Jahren sind 8 MDZ-Einsätze vorgesehen. Die durchschnittlichen Jahreskosten wurden mit 13,2 $/m errechnet. Ohne zwischenzeitliche Reinigung ergeben sich für den gesamten Turnus Mehrkosten von 29,5 %.
Kostenvergleich von Methoden zur Bettungsreinigung
Im folgenden werden die Kosten des Einsatzes einer Bettungsreinigungsmaschine RM 80 den Kosten einer teilmechanisierten Bettungsreinigung mit Bagger und Schottersieb sowie der vollständig händischen Bettungsreinigung im Klotzverfahren gegenübergestellt. Getrennte Berechnungen für Industrieländer mit hohem Lohnniveau wie auch für Niedrigpreisländer werden durchgeführt.
Selbst bei geringen Personalkosten ist die maschinelle Bettungsreinigung mit Abraumverladung auf Materialförder- und Siloeinheiten und die nachfolgende Durcharbeitung mit MDZ die wirtschaftlichste Form der Gleisinstandhaltung verglichen mit Teilmechanisierung oder vollständig händischer Bearbeitung. Durch die Änderung der Strategie können die Gesamtkosten für ein Gleisnetz beachtlich gesenkt werden. Ein erhebliches Einsparungspotential kann demnach mittelfristig wirksam gemacht werden.
Die Nachteile der manuellen und halb mechanisierten Reinigung liegen auch darin, daß niemals ein so exaktes Planum wie mit der Bettungsreinigungsmaschine entsteht. Maschinelle Bettungsreinigung hebt den generellen Standard eines Gleisnetzes.
Einsparungen durch Beseitigen von Betriebsbehinderungen
Eine Langsamfahrstelle wegen vernachlässigter Bettungsreinigung kann je nach Dauer der Behinderung dem Betrieb höhere Kosten verursachen, als dem Baudienst die Behebung des Schadens.
Die hier vorliegende Kostenermittlung wurde für die Verhältnisse der Österreichischen Bundesbahnen und aufgrund einer ÖBB-Vorschrift (ÖBB-Vorschrift DV F2, Teil 3, Anlage 3/21) ermittelt.
In diesen Beispielen ist die volkswirtschaftliche Bewertung einer Verspätung nicht eingeschlossen, sondern es handelt sich bei diesen Beträgen lediglich um Kosten des Betriebes, die durch zeitgerechte Bettungsreinigung eingespart werden können. Bei fortschreitender Verschlechterung der Gleislage muß die Höchstgeschwindigkeit weiter herabgesetzt werden und damit steigt der Betriebsaufwand für die Behinderungen aufgrund der Langsamfahrstelle noch weiter.
Beispiel 1:
2-gleisige Strecke, Hauptbahn, elektrischer Betrieb, mittlere tägl. Belastung ca. 52.000 t/Gleis
Es verkehren 48 Züge mit 120 km/h und 68 Züge mit 100 km/h. Die Langsamfahrstelle beschränkt die Geschwindigkeit auf 80 km/h.
Die Kosten infolge Geschwindigkeitsverminderung und -beschleunigung betragen 1.220,- $/Tag. Die Kosten einer vollmechanisierten Bettungsreinigung betragen im Durchschnitt etwa 88.000,- $. Das bedeutet, daß 10 Wochen Langsamfahren etwa den Gesamtbetrag einer Bettungsreinigung für 1 km ergeben.
Beispiel 2:
2-gleisige Strecke, Hauptbahn, elektrischer Betrieb, mittlere tägl. Belastung ca. 24.000 t/Gleis
Es verkehren 22 Züge mit 120 km/h und 28 Züge mit 100 km/h und ein Zug mit 80 km/h. Die Langsamfahrstelle beschränkt die Geschwindigkeit auf 80 km/h.
Die Kosten infolge Geschwindigkeitsverminderung und -beschleunigung betragen 500,- $/Tag. In diesem Beispiel sind die Gesamtkosten für 25 Wochen Langsamfahren etwa der Gesamtbetrag einer Bettungsreinigung für 1 km.
Bild vergrößern Länder mit hohen Lohnkosten
Bild vergrößern Länder mit niedrigen Lohnkosten
Ein bestehendes Altgleis muß instandgehalten werden. Die Streckenhöchstgeschwindigkeit muß gefahren werden können, um den regulären Fahrplan aufrechtzuerhalten.
Zwei Strategien werden einander gegenübergestellt:
a) Das Gleis wird mit dem Mechanisierten Durcharbeitungszug (MDZ) instandgehalten. Dazu sind regelmäßig jährlich zwei Einsätze erforderlich. Da eine Durcharbeitung eines 1 km langen Gleisstückes 7.600,- $ kostet, ergeben sich für den Zeitraum von 10 Jahren 20 Durcharbeitungen mit Gesamtkosten von 152.000,- $.
b) Das Schotterbett wird mittels einer Bettungsreinigungsmaschine RM 80 gereinigt, der Abraum mit Materialförder- und Siloeinheiten übernommen und abtransportiert und fehlender Schotter wird ergänzt. Danach muß das Gleis im Rhythmus von 2 Jahren mit dem MDZ durchgearbeitet werden.
Für einen 10 Jahres Plan kommen zu den Kosten der Bettungsreinigung von 54.200,- $/km die Kosten von 5 Durcharbeitungen, also insgesamt 38.000,- $. Das sind also 92.200,- $ Gesamtkosten pro Kilometer für den 10-Jahres Abschnitt.
Bei Nichtverfügbarkeit einer Bettungsreinigungsmaschine hat die Strategie ohne Bettungsreinigung, bezogen auf einen 10-Jahre Turnus, um 65 % höhere Jahreskosten, als die Strategie mit zwischenzeitlicher Bettungsreinigung. Für ein ganzes Gleisnetz sind daher beachtliche Einsparungen durch die regelmäßige Bettungsreinigung realisierbar. Bei dem hier zugrundegelegten Kostenniveau liegt die Einsparung durch die mechanisierte Bettungsreinigung bei 59.800,- $/km.
orderungen an die Leistungsfähigkeit der Maschinen
Die gewünschte Leistungsfähigkeit einer Bettungsreinigungsmaschine hängt von folgenden Forderungen einer Eisenbahnverwaltung ab:
- die Leistungsfähigkeit muß in einem günstigen Kosten/Nutzen Verhältnis stehen, sowohl was die Anfangsinvestition bei der Anschaffung der Maschine betrifft und die zu erwartende Lebensdauer, als auch die Leistung im Verhältnis zu den Personalkosten und auch sonstigen Betriebskosten.
- Die Leistung im Hinblick auf die Baustellenlogistik, synchrone Zusammenarbeit mit anderen Maschinen für die Nachbearbeitung des Gleises oder die erforderliche Auslastung von Maschinen für den Abraumtransport u.ä. müssen aufeinander abgestimmt sein.
- Die Betriebsbehinderungen im Zuge der Bettungsreinigung müssen berücksichtigt werden und sollen natürlich so gering wie möglich sein.
- Die Betriebsbereitschaft der Maschinen muß einen hohen Grad aufweisen, da Maschinenausfälle oder Nebenarbeiten die Baustellenkosten und die Betriebsbehinderungskosten erhöhen, ohne einen Arbeitsfortschritt zu bringen.
Verläßlichkeit und hohe Einsatzbereitschaft
Schweden
Banverket in Schweden setzt eigene sowie von Unternehmern gemietete Bettungsreinigungsmaschinen ein. Bei den Einsätzen werden genaue Aufzeichnungen über die Verfügbarkeit der Maschinen gemacht.
Im Jahre 1994 wurde eine Bettungsreinigungsmaschine vom Typ RM 80 von TSO in Frankreich gemietet. Die Maschine war während 94 Tagen im Einsatz und hat bei einer effektiven Arbeitszeit von 441 Stunden 74,614 km Gleis gereinigt. Es hat dabei nur einen einzigen Maschinenausfall gegeben, so daß die Verügbarkeit der Maschine praktisch bei 1 lag (100%ige Verfügbarkeit).
Die von Banverket selbst betriebene RM 80 SPX Bettungsreinigungsmaschine (Masch. Nr. 210) hatte 1994 und 1995 jeweils eine hohe Verfügbarkeit von 0,99 und 0,98. Es wurden bei 167 Arbeitsschichten nur sieben Störungen und im Jahr darauf bei 109 Schichten 11 Störungen berichtet. Diese Maschine ist mit einer Einrichtung zum Einlegen von Isolierplatten ausgerüstet. Bei diesen Einsätzen muß mit größerer Räumtiefe und Räumbreite gearbeitet werden. Die Meterleistungen sinken dadurch und wurden mit 100 bis 110 m/h angegeben.
Deutschland
Eine von der Firma Heitkamp, Deutschland, angemietete Maschine hat 1995 bei Banverket in 94 Arbeitsschichten 96,6 km Gleis gereinigt und dabei nur 11 Ausfälle gehabt. Die Verfügbarkeit lag damit bei 0,97, bei einem Leistungsdurchschnitt von 224 m/h.
Eine andere von Heitkamp angemietete Maschine hat 1994 bei 167 Einsätzen 197,122 km Gleis durchgearbeitet und bei einer Durchschnittsleistung von 150 m/h eine Verfügbarkeit von 0,88 gehabt und 1995 bei einer Jahresleistung von 86,88 km und einer Durchschnittsleistung von 157 m/h ebenfalls eine Verfügbarkeit von 0,88 aufgewiesen. Diese Maschine ist 1981 zum ersten Mal eingesetzt worden, 1995 ist demnach das 15. Jahr ihres Einsatzes.