Den høyeste jernbanestasjonen i Europa er kl Jungfraujoch (også kjent som «Toppen av Europa»), som ligger i 3.454 meter høyde i Berner Oberland, i det sørlige Sveits: det er et av de vanskeligste ingeniørarbeidene å utføre, til tross for at jernbanelinjen dekker en avstand på bare 9,34 km. Toget dekker en netto vertikal høydeforskjell på nesten 1400 meter, med start fra stasjonen Kleine Scheidegg (på 2061 meter over havet) og når sin endelige destinasjon på nesten 3500 meter over havet.
Blant de ulike tekniske utfordringene i dette prosjektet, er maksimal helning på 25 % av ruten representerte en av hovedhindringene: la oss se dette interessante prosjektet mer detaljert.
Det høyeste jernbaneprosjektet i Europa i Sveits
Jungfraujoch-jernbanen (Jungfraubahn) representerer et av de største uttrykkene for jernbaneteknikk i verden, unnfanget av den sveitsiske gründeren Adolf Guyer-Zeller og bygget over en periode på seksten år, mellom 1896 og 1912. Denne jernbanen ble utviklet på en metrisk sporvidde (1000 mm) i en total lengde på 9,34 kmsom dekker en netto vertikal forskjell på 1.393 meter starter fra vekslingsstasjonen til Kleine Scheidegg (2.061 moh) til toppen av Jungfraujoch, som ligger kl 3.454 meter over havet. Ruten har en maksimal gradient på 25 % for mye av utviklingen, en verdi som gjorde det umulig å stole på enkel hjul-skinnevedheft alene, noe som gjør denne hindringen til en av de store utfordringene.
For å lykkes med denne utfordringen tok designerne i bruk Strub rack system. Dette patentet innebærer installasjon av en tredje varmprofilert sentralskinne med tenner med konstant stigning, som togenes tannhjul griper inn på. Valget av Strub-systemet viste seg å være vellykket helt fra starten takket være den mekaniske motstanden mot skjærspenning og den enkle sammenføyningen av modulene, avgjørende elementer for å motstå de dynamiske påkjenningene indusert av aksiale belastninger i bratte bakker.
Det mest ekstraordinære aspektet ved arbeidet ligger i dets plano-høydemetrisk konfigurasjon: bra 7,6 km av ruten utvikles under jordeninnenfor en galleri gravd inn i de steinete tarmene til Eiger og Mönch. Utgravingen av bergmassen representerte en annen viktig og kompleks ingeniørutfordring, ettersom den ble utført i en tid før moderne mekanisering med TBM (Tunnel Boring Machine). Denne operasjonen ble faktisk gjennomført utelukkende med bruk av manuelle boreteknikker eller på det meste gjennom bruk av pneumatiske perforatorer, og takket være en massiv bruk av steinbruddsprengstoffer, først og fremst dynamitt.
Fra et geoteknisk og geomekanisk synspunkt ble designerne og arbeiderne tvunget til å grave inn av kompakte kalksteinsformasjoner (Eiger-kalkstein) og overgangssoner mot gneis- og glimmerskifer i Aare-krystallmassen. Denne geologiske overgangen førte til plutselige endringer i fjellets elastisitetsmodul og i massedekkende spenningstilstand. Vannet inne i bergmassen, på grunn av temperaturene konstant under frysepunktet, forårsaket kryoklastiske fenomener (dvs. når «sprekker» dannes på grunn av fryse- og tiningssyklusene til vannet) fører dermed til en konstant destabilisering av tunnelhvelvet før installasjonen av den endelige foringen.
For å håndtere og fremfor alt disponere det resulterende steinmaterialet og garantere ventilasjon av utgravningsflatene, måtte designerne lage en serie tverrgående servicetunneler som rant direkte på fjellets vertikale vegger. Disse åpningene, kjent som Eigerwand- og Eismeer-stasjonene, fungerte som teknologiske vinduer forevakuering av rusk ved hjelp av tyngdekraften og for tilførsel av sementholdige materialer, og overvinne de strukturelle logistiske grensene til enkeltsporslinjen.
Den sosioøkonomiske virkningen av Jungfraujoch
Byggingen av Jungfraujoch-jernbanen i 1912 involverte en rekke dyptgripende endringer i det sosioøkonomiske landskapet i Berner Oberlandmed en stor transformasjon av det som i hovedsak var et landlig område knyttet til saueoppdrett, til et turist- og vitenskapelig knutepunkt av global betydning.
Overgangen fra eliteturisme til masseflyt – som i dag overgår millioner passasjerer per år – førte til en effekt som effektivt multipliserte det regionale BNP, som også førte til opprettelsen av hotellkomplekser, kommersielle nettverk og satellittskiheiser i logistikknutepunktene til Grindelwald og Wengen.
Denne infrastrukturelle utvidelsen har ført med seg en stor fordel med tanke på demografisk stabilitet til alpine dalene, også takket være opprettelsen av nye kvalifiserte og permanente arbeidsplasser innen mekanisk vedlikehold, jernbaneautomatisering og sikkerhetsstyring i kritiske sammenhenger. I tillegg til virkningen og fordelen i rent kommersielle termer, inntok linjen en grunnleggende sosial og vitenskapelig rolle takket være byggingen, i 1931, av International Research Station og påfølgende Sphinx Observatory.
Stativjernbanen løste det logistiske problemet med å transportere tunge og følsomme instrumenter (som spektrometre og kjemiske laboratorier) i stor høyde, slik at forskere og nobelprisvinnere kunne operere stabilt på 3450 meter. I dag er Jungfraujoch en globalt nervesenter for atmosfærisk overvåking satt inn i nettverket Global Atmosphere Watchet sosiokulturelt og vitenskapelig mål umulig å oppnå uten støtte fra jernbaneselskapet.
Miljøpåvirkningen
Som ethvert stort arbeid, synes analysen av miljøpåvirkningen den har hatt å være av grunnleggende betydning. Inkluderingen av et verk av denne størrelsesorden i et skjørt økosystem, inkludert på UNESCOs verdensarvliste, har krevd banebrytende miljøtekniske løsninger for å dempe påvirkningen på landskapet og isbreene. Designvalget om å bygge ut nesten 80 % av ruten i tunneler unngikk behovet for å gripe inn med massive gravearbeider av Eiger- og Mönch-bakkene, eliminerer den visuelle påvirkningen og redusere hydrogeologisk risiko overfladisk knyttet til jordskred eller snøskred.
I driftsfasen skiller Jungfraubahn seg ut for sin termodynamiske effektivitet på grunn av det regenerative bremsesystemet: under nedstigningen reverserer de elektriske motorene til togene polaritet og fungerer som dynamoer og transformere kinetisk energi til høyspent elektrisitet. Denne energien, når den er produsert, gjeninnføres i totråds luftledning og forbrukes direkte av oppoverbakkekonvoiene, med en drastisk og fordelaktig reduksjon i det totale energiuttaket fra det sveitsiske nettverket i henhold til en sirkulær økonomimodell.
For tiden er den største miljøutfordringen representert av global oppvarming, som forårsaker termisk nedbrytning av permafrost, dvs. dyp is som tetter bruddene i bergmassen sikre den strukturelle stabiliteten til tunnelhvelvene. For å bevare verket overvåker ingeniører berget med fiberoptiske sensorer og operere med høymotstandsprekomprimerte stålstag, injisert med spesielle sementblandinger med lav hydreringsvarme.
