An eisigen Wintertagen ist in Verkehrsmeldungen manchmal von einem Schienenbruch die Rede, und viele fragen sich, wie massiver Stahl einfach reißen kann.

Tatsächlich arbeitet eine Schiene das ganze Jahr über, denn sie will sich bei Hitze ausdehnen und bei Kälte zusammenziehen.

Warum Frost dabei eine besondere Rolle spielt und wie die Bahn gegensteuert, zeigt dieser Mythos-Check.

Stahl, der sich bewegen will

Stahl dehnt sich bei Wärme aus und zieht sich bei Kälte zusammen, und das gilt auch für jede Eisenbahnschiene.

Bei einem Temperaturunterschied von 40 Grad würde sich ein frei liegendes, 30 Meter langes Schienenstück um rund 14 Millimeter verlängern oder verkürzen.

Das klingt nach wenig, doch auf einen Kilometer Gleis gerechnet käme so fast ein halber Meter zusammen.

Weil moderne Gleise fest eingespannt sind, kann die Schiene diese Bewegung aber gar nicht ausführen.

Früher mit Lücke, heute verschweißt

Beim klassischen Stoßlückengleis werden die Schienen mit Laschen verschraubt und mit einer kleinen Lücke verlegt, damit sie Platz zum Ausdehnen haben.

Wird eine 60 Meter lange Schiene bei weniger als 20 Grad verlegt, bleibt dabei eine Lücke von bis zu 19 Millimetern.

Heute ist vielerorts das lückenlose Gleis üblich, bei dem die Schienenenden ohne Lücke miteinander verschweißt werden.

Die Kräfte aus Hitze und Kälte werden dann nicht mehr durch Bewegung abgebaut, sondern von Schwellen und Schotterbett aufgefangen.

Der Trick mit der Verschweißtemperatur

Damit die Spannungen beherrschbar bleiben, verschweißt die Deutsche Bahn ihre Schienen bei einer Temperatur zwischen 20 und 26 Grad.

In diesem Bereich sind die Kräfte im Stahl nahezu ausgeglichen, die Schiene ist also weder gestaucht noch gedehnt.

Wird es wärmer, drückt die Schiene nach außen, und bei 60 Grad Schienentemperatur entstehen in einer Schiene vom Typ UIC 60 Druckkräfte von etwa 1500 Kilonewton.

Wird es kälter, will sie sich zusammenziehen und steht dann unter Zug, und genau das ist der heikle Zustand im Winter.

Warum Frost gefährlich werden kann

Bei strengem Frost zieht jeder Meter Schiene an seinen Nachbarn, doch die festen Befestigungen lassen kein Zusammenrücken zu.

Der Stahl steht dann unter einer hohen Zugspannung, die sich über das ganze verschweißte Gleis verteilt.

In der Regel hält eine intakte Schiene das aus, weil das Gleis auf diese Belastung ausgelegt ist.

Kritisch wird es, wenn irgendwo eine Schwachstelle sitzt, denn dort kann der Stahl unter der Spannung reißen.

Die typischen Schwachstellen

Als Ursachen für einen Schienenbruch gelten neben ungewöhnlichen Temperaturschwankungen vor allem Schweißfehler und Fehler aus der Herstellung.

Dazu zählen kleine Hohlräume und Gasblasen im Stahl, die man von außen nicht sieht.

Hinzu kommen Risse, die durch das ständige Überrollen der Räder entstehen und langsam in die Schiene hineinwachsen.

Solche Fehler können bei genügend großer Ausdehnung zum Bruch führen und sind deshalb besonders gefährlich, wenn sie unentdeckt bleiben.

Feine Risse mit großer Wirkung

Ein bekannter Schadenstyp sind sogenannte Head Checks, feine Oberflächenrisse im Abstand von zwei bis sieben Millimetern.

Sie entstehen meist an der Außenschiene in Kurven und verlaufen schräg zur Fahrtrichtung.

Werden sie nicht behandelt, können sie ins Innere der Schiene wachsen und sich dort zu größeren Schäden vereinigen.

Behandelt werden solche Risse deshalb mit Schleifwagen, die die geschädigte Oberfläche abtragen.

Prüfzüge auf Fehlersuche

Damit ein Riss gefunden wird, bevor der Frost ihn aufreißen kann, fahren spezielle Schienenprüfzüge das Netz ab.

Mit Ultraschall erkennen sie Materialfehler im Inneren der Schiene bis hinunter zum Schienenfuß.

Den Schienenkopf untersuchen sie zusätzlich mit der sogenannten Wirbelstromprüfung.

Bei der Deutschen Bahn wird das gesamte Streckennetz in regelmäßigem Abstand von solchen Messtriebwagen befahren und geprüft.

Was nach einem Bruch passiert

Als Schienenbruch gilt das vollständige Versagen der Schiene, sodass das Gleis nicht mehr befahren werden kann.

Für Fahrgäste bedeutet das meist eine Streckensperrung und Verspätungen, bis die Stelle repariert ist.

Zum Verbinden von Schienen wird seit langem das aluminothermische Schweißen genutzt, bei dem flüssiges Eisen mit rund 2400 Grad entsteht.

Schon im Jahr 1900 wurden in Essen und Braunschweig Straßenbahnschienen nach diesem Verfahren verschweißt.

Das Fazit

Der Mythos stimmt, denn Schienen können bei großer Kälte tatsächlich brechen.

Die Ursache ist die hohe Zugspannung, die entsteht, weil sich der fest eingespannte Stahl nicht zusammenziehen kann.

Besonders gefährdet sind Stellen, an denen schon vorher ein Riss, ein Schweißfehler oder ein Materialfehler saß.

Deshalb setzt die Bahn auf eine durchdachte Verschweißtemperatur und auf Prüfzüge, die Schwachstellen rechtzeitig aufspüren.

Warum die Bahn für das ganze Land zählt

Die Bahn bringt Tag für Tag sehr viele Menschen sicher ans Ziel.

Sie verbindet große Städte mit kleinen Dörfern und hält so das Land zusammen.

Bei Wind und Wetter fährt sie, wenn andere Verkehrsmittel längst stehen.

Ein gut gefüllter Zug ersetzt viele Autos und entlastet damit die Straßen.

Zugleich schont die Schiene die Umwelt, weil sie je Reisenden wenig Energie braucht.

So ist die Bahn weit mehr als ein Verkehrsmittel, sie ist ein Stück Daseinsvorsorge.

Die Bahn als Teil des Alltags

Für Millionen Menschen gehört die Bahn ganz selbstverständlich zum Tag dazu.

Sie bringt Pendler zur Arbeit, Schüler zur Schule und Familien zu Ausflügen.

Am Bahnsteig treffen sich für einen Moment die unterschiedlichsten Lebenswege.

Der eine liest, die andere telefoniert, ein Dritter döst vor sich hin.

So ist der Zug nicht nur ein Fahrzeug, sondern ein Stück gelebter Alltag.

Und genau das macht die Bahn zu einem so besonderen öffentlichen Ort.

Häufige Fragen