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Autor(en): Eduard J. Belser (externer Autor)
Redaktion: WSL, Schweiz
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Holz im Gleisbau: früher, heute – und morgen?

Noch in den 1960er- und 1970er-Jahren war Buchen-Sägerundholz mittlerer und schlechterer Qualität für Eisenbahnschwellen gefragt. Nicht nur in der Schweiz; ein Grossteil dieses Holzes ging in den Italienexport und wurde teilweise ebenfalls zu Eisenbahnschwellen, aber auch zu Verpackungen und Möbelteilen verarbeitet. Inzwischen ist der Markt für Buchen-Sägerundholz zu einem Nischenmarkt geworden, und der überwiegende Teil des Schweizer Buchenholzes wird energetisch verwertet. Stirbt die Eisenbahnschwelle aus Holz aus?

Holzschwellen
Abb. 1 - Bei der Erneuerung der Gleisanlage des Bahnhofs Egerkingen 2013 wurden überwiegend Holzschwellen verbaut.
Foto: Eduard J. Belser
 

Ab 1830 begannen sich die dampfbetriebenen Eisenbahnen von England aus über den europäischen Kontinent auszubreiten. Kohle konnte billiger transportiert werden und verdrängte das Brennholz, andererseits benötigte der Eisenbahnbau selbst steigende Mengen an Holz, vor allem für Schwellen. Die ersten Dampfeisenbahnen fuhren noch auf gusseisernen, ca. 91 cm langen Fischbauchschienen. Diese waren auf steinernen Sockeln gelagert. Sie wurden aber rasch von schmiedeeisernen und später gewalzten Stahlschienen abgelöst. Ab etwa 1850 begann sich allgemein die Lagerung der Schienen auf hölzernen Querschwellen durchzusetzen.

Mitte des 19. Jahrhunderts kam die Imprägnierung von Holz mit Steinkohle-Teerölprodukten unter Druck auf. Sie ermöglichte den Einsatz des natürlicherweise wenig witterungsbeständigen Buchenholzes für Eisenbahnschwellen. Die mit dem so genannten "Kreosot" imprägnierten, gegen Pilz-, Insekten- und Bakterienbefall geschützten Buchen- und Eichenschwellen erreichten eine Liegedauer von 30 und mehr Jahren. Sie waren nach dem Ausbau aus den Gleisen im Gartenbau oder zum Bau von Spielplätzen äusserst begehrt. Für wenig belastete Gleise wurden auch Schwellen aus Lärchen- und Föhrenholz eingesetzt. In Konkurrenz zur Holzschwelle stand lange Zeit nur die gewalzte, trogförmige Stahlschwelle.

Beton verdrängt Holz

Holz-, Beton- und Stahlschwellen
Abb. 2 - Links Y-Stahlschwellen, rechts hinten Holzschwellen, rechts vorne Trogschwellen aus Stahl.
Foto: Wikimedia
 

Bereits 1877 erhielt der heute als Erfinder des Eisenbetons geltende französische Gärtner und Bauunternehmer Joseph Monier ein Patent auf Betonschwellen. In Deutschland wurden Betonschwellen bereits um 1920 erprobt. Die Deutsche Bundesbahn begann 1949 in grossem Masse mit dem Einbau von Betonschwellen. Die Schweizerischen Bundesbahnen (SBB) begannen um 1960 mit dem Einbau von Zweiblock-Betonschwellen nach französischem Vorbild. Diese bewährten sich allerdings nicht, da das T-Profil zwischen den Betonblöcken zu rasch rostete. Ab etwa 1980 setzte sich die einteilige Spannbetonschwelle vom Typ B70 mehr und mehr durch.

In den letzten drei Jahrzehnten wurde die Buchen- und Eichenschwellen zunehmend durch Betonschwellen, feste, schwellen- und schotterlose Fahrbahnen, Y-Stahlschwellen und neuerdings Kunststoffschwellen verdrängt. Geblieben sind für die Holzschwelle Nischen mit besonderen Anforderungen, wo sie ihre Stärken ausspielen kann:

  • Sie hat gute Eigenschaften bei der Dämpfung von Lärm und Vibrationen
  • Gleisstromkreise mit isolierten Schienen für Gleisstromkreise sind einfacher einzurichten
  • Die Anforderungen an die Dicke des Schotterbettes sind geringer
  • Der Schotter wird von der nachgiebigen Unterseite von Holzschwellen weniger beansprucht als von der harten Unterseite von unbesohlten Beton- und Y-Stahlschwellen.

Für die Bahnunternehmen sind die Kosten der Schwellen für Ankauf, Einbau, Unterhalt, Amortisation, Ausbau und Entsorgung/Recycling über deren gesamte Lebensdauer ein zentrales Kriterium für die Wahl des Schwellentyps.

Die einbaufertig zirka 100 kg schweren Holzschwellen können heute nur noch bedingt von Hand verlegt werden; das relativiert einen früheren Vorteil der Holzschwelle. Die ca. 300 kg schweren Betonschwellen müssen in jedem Fall mechanisch verlegt werden. Die Mechanisierung des Gleisbaus und Gleisunterhaltes sind deshalb untrennbar mit dem Siegeszug der Betonschwelle verbunden. Im Gegensatz zu den alten Trogschwellen aus Stahl sind die bei besonderen Anforderungen eingesetzten Y-Stahlschwellen für den mechanischen Gleisbau und Gleisunterhalt geeignet, verlangen aber teilweise entsprechend angepasste Maschinen.

     
Holzschwellen aus der Nähe Holzschwellen gestapelt  
Abb. 3 - Holzschwellen benötigen im Vergleich zu Betonschwellen zusätzlich zwei stählerne Rippenplatten unter den Schienen samt acht Befestigungsschrauben sowie zwei Nagelplatten an den Stirnseiten.
Foto: Eduard J. Belser
Abb. 4 - Die mit Nagelplatte (gegen das Aufreissen) und mit Bohrungen versehenen Schwellen vor dem Imprägnieren in der Corbat Holding SA, Glovelier/Kanton Jura.
Foto: Eduard J. Belser
 
     
     

Mögliche Entwicklungen in der Zukunft

Holzschwelle Querschnitt
Abb. 5 - Stirnseite einer Holzschwelle mit Nagelplatte.
Foto: Alain Douard/LA FORÊT

Leider gibt die Eisenbahnstatistik der Schweiz keine Auskunft über die Mengen und Anteile der verschiedenen Schwellentypen, auch nicht über die Entwicklung im Lauf der Jahre. Die SBB als grösstes Bahnunternehmen der Schweiz geben sich zugeknöpft, und auch von den gut 40 Privatbahnen ist wenig zu erfahren. Deshalb lassen sich keine sicheren Aussagen über den Anteil an Beton-, Holz- und Stahlschwellen für das gesamte Schweizer Eisenbahnnetz machen. Das erschwert auch Prognosen.

Immerhin war von der Rhätischen Bahn zu erfahren, dass auf ihrem ca. 400 km langen Streckennetz aktuell gut 650 000 Schwellen verlegt sind, davon ca. 40% Beton- und je 30% Stahl- und Holzschwellen. Der Anteil an Betonschwellen hat sich laut Guido Koch vom Fachbereich Materialwirtschaft zu Lasten der Stahl- und Holzschwellen erhöht. Diese Entwicklung werde anhalten. Anderseits hätten sich aber die Holzschwellen in den vielen Tunnels bewährt: Bei dem feuchtem Klima seien sie sehr alterungsbeständig, und bei geringer Schotterüberdeckung weisen sie eine gute Elastizität auf. Ausserdem sprechen die einfache Verarbeitbarkeit für Spezialweichen und die Isolierfähigkeit auch in den Bahnhöfen für die Holzschwelle.

Holzschwellen Grafik
Abb. 6 - Anteile der verschiedenen Schwellentypen bei der Südostbahn (SOB) am gesamten Gleisnetz (Quelle: SOB Infrastruktur, Stand per 31.12.2013; Grafi­k: Wald+Holz)
 

Stellvertretend für ein weiteres grösseres Privatbahnunternehmen zeigt die Grafik im linken Teil die Gleislängen der Südostbahn, aufgeschlüsselt nach Schwellentypen. Dabei ist der hohe Anteil der Stahlschwellen eher atypisch; über das gesamte Schweizer Eisenbahnnetz dürfte der Anteil der Betonschwellen höher und der Anteil der Stahlschwellen geringer sein. Immer wichtiger werden ausserdem feste Fahrbahnen; nach der Inbetriebnahme des Gotthard- und des Monte-Ceneri-Basistunnel wird sich ihr Anteil noch vergrössern.

Trend zu weniger Holzschwellen

In Zukunft muss aufgrund der international verschärften Anforderung bezüglich Achslasten und Geschwindigkeiten mit einem weiter abnehmenden Anteil der Holzschwelle gerechnet werden. Gewisse Marktanteile könnten auch von neu entwickelten Kunststoffschwellen erobert werden.

Eine Schicksalsfrage für die Holzschwelle wird sein, wie künftig die Umweltschädlichkeit der Kreosot-Imprägnierung beurteilt wird, und ob sich bei einem allfälligen Verbot ein gleichwertiger Ersatz dafür finden lässt. Wie die ökologischen Vorteile des Rohstoffes Holz in die Ökobilanz der Holzschwelle einfliessen, wird mit entscheidend sein.

Dieser Beitrag entstand in Zusammenarbeit mit der Zeitschrift Wald und Holz. Wald und Holz

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