Brückenbau 2/2012 – Entwurf einer Lärmschutzwand by Verlagsgruppe Wiederspahn

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Sonderausgabe 2012

Dokumentation des Ideenwettbewerbs

Entwurf einer Lärmschutzwand mit Schallschutzelemente aus Glas an Eisenbahnstrecken Schallschutz mit biegeweichem System Produkte und Projekte

www.verlagsgruppewiederspahn.de

ISSN 1867-643X Sonderausgabe 2012 | BRÜCKENBAU

EDITORIAL Zu Anlass und Ausrichtung »unseres« Ideenwettbewerbs

Vorschläge für (qualitätvollere) Lärmschutzwände von Michael Wiederspahn

Dipl.-Ing. Michael Wiederspahn

Was hat uns als Verlagsgruppe eigentlich veranlasst, einen Ideenwettbewerb auszuloben? Was zunächst vielleicht ein bisschen überraschend erscheinen mag, enträtselt sich bei genauerer Betrachtung aber beinahe unweigerlich: Theorie und Praxis in ebenso ansprechender wie anspruchsvoller Form miteinander zu verbinden, gehört zu unserem Selbstverständnis und bestimmt derart unser gesamtes Tätigkeitsspektrum. Im Rahmen der von uns herausgegebenen Architektur- und Baufachpublikationen beschäftigen wir uns daher schon von jeher mit den unterschiedlichsten Aspekten des Planens und Bauens, debattieren und dokumentieren wir immer wieder

Arbeiten und Aussagen, die komplexe Sachverhalte beleuchten, neue Erkenntnisse enthüllen und wegweisende Entwicklungen anstoßen. Hohe Qualitätsstandards für unsere ge- und bebaute Umwelt zu fordern und zu fördern, empfinden wir also geradezu als Aufgabe und Verpflichtung, als unseren Teil der Verantwortung gegenüber Natur und Gesellschaft. Und das bedeutet für uns fast zwangsläufig, Fragen des Ingenieurbaus, der Konzeption und Konstruktion von Brücken einen besonderen Stellenwert einzuräumen, prägen die Werke des, wie es im Englischen so treffend heißt, Structural Design doch mehr als manch andere die Landschaft, gelten sie nicht selten als Wahrzeichen einer Stadt oder Region, eines Quartiers oder Streckenabschnitts. Ihre exponierte Rolle ist überdies ein Grund, weshalb wir 2009 die Zeitschrift BRÜCKENBAU ins Leben gerufen haben und bereits seit Mitte der 1990er Jahre Symposien und Exkursionen initiieren und organisieren, wie zum Beispiel die Tagungen in Leipzig. Am 19. und 20. Februar 2013 zum inzwischen 13. Mal stattfindend, dienen sie der vertieften Informations- und Wissensvermittlung wie dem direkten Austausch von Erfahrungen und Meinungen, bieten sie letztlich allen Beteiligten ein Forum für intensive Erörterungen. Was liegt demnach näher, als eine der wohl wichtigsten Veranstaltungen für Brückenbauexperten und deren Periodikum um eine zusätzliche Komponente zu bereichern, quasi den Schritt von der exemplarischen Anschauung zur repräsentativen Anwendung zu vollziehen? Die Ausschreibung eines solchen Wettbewerbs verstehen wir folglich als konsequente Fortsetzung unserer bisherigen Aktivitäten, als logische Ergänzung und Abrundung eines Engagements, das sich dem Diskurs wie der Baukultur aus Überzeugung widmet.

Warum haben wir jedoch jenes Thema gewählt, uns ausgerechnet für den »Entwurf einer Lärmschutzwand« entschieden? Die Erklärung ist relativ einfach: Lärmschutzwände genießen bislang eher wenig Aufmerksamkeit, werden gemeinhin nur unter Berücksichtigung der Faktoren Gebrauchstauglichkeit, Dauerhaftigkeit und Wirtschaftlichkeit projektiert wie realisiert und ähneln insofern den sogenannten Verkehrszeichenbrücken. Und so haben wir uns zehn Jahre nach Ausrichtung des Ideenwettbewerbs »Verkehrszeichenbrücken« zur Durchführung eines zweiten entschlossen, und zwar mit dem gleichen bzw. einem gleichgelagerten Ziel. Das heißt, wir wollten und wollen dazu auffordern, erheblich intensiver über ein Ingenieurbauwerk nachzudenken, das ob seiner unabdingbaren Funktion wie der Häufigkeit seines Auftretens das Bild der meisten Autobahnen, vieler Bundesstraßen und zahlloser Eisenbahnstrecken stark beeinflusst. Dass Lärmschutzwände in Struktur und Gestalt durchaus zu verbessern wären, lässt sich ja kaum zu bestreiten und veranschaulichen die eingereichten Entwürfe zudem mit Nachdruck. Als äußerst niveauvolle Anregungen erfüllen sie mannigfaltige Kriterien, decken sie eine breite Palette von Lösungen ab und sorgen damit für zweifelsfrei notwendige Perspektiven, um künftig ästhetisch, technisch und ökonomisch überzeugendere Alternativen verwirklichen zu können. Das Resultat des Wettbewerbs, in der hier nun veröffentlichten Dokumentation zusammengefasst, soll und wird die erwünschte Diskussion sicherlich beflügeln und sich, wie wir hoffen, irgendwann in ganz praktischen Maßnahmen niederschlagen.

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Symposium

Bau von

Lärmschutzwänden Die VERLAGSGRUPPE WIEDERSPAHN mit MixedMedia Konzepts lädt (voraussichtlich) im Mai 2013 zum ersten Symposium Bau von Lärmschutzwänden ein. Nicht nur die Gestaltung, sondern auch die unterschiedlichsten Einsatzgebiete, Materialien und Techniken werden hier thematisiert und von namhaften Experten vorgestellt.

Unterlagen, d. h., Programm, Referentenverzeichnis und Anmeldekonditionen stehen demnächst online unter www.mixedmedia-konzepts.de zur Verfügung.

VERLAGSGRUPPE W I E D E R Smit MixedMedia P A Konzepts HN

I N H A LT

Editorial

Vorschläge für (qualitätvollere) Lärmschutzwände

Michael Wiederspahn

Lärmschutz

Ideenwettbewerb »Entwurf einer Lärmschutzwand«

Michael Wiederspahn

Schallschutzelemente aus Glas an Eisenbahnstrecken

Ömer Bucak, Heinrich Ehard, Markus Feldmann, Benno Hoffmeister, Katharina Langosch, Frank Kemper, Ingbert Mangerig, Paschraphon Ampunant

Schallschutz mit biegeweichem System

Ralf Jurkewitz

Produkte und Projekte

Branchenkompass

Impressum

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LÄRMSCHUTZ Anlass, Verfahrensablauf, Juryentscheidung und Preisträger

Ideenwettbewerb »Entwurf einer Lärmschutzwand« von Michael Wiederspahn

Obwohl Lärmschutzwände an den meisten Autobahnen, Bundesstraßen und Eisenbahnstrecken zu finden sind, zählen sie, ähnlich wie die sogenannten Verkehrszeichenbrücken, zu jenen Bauwerken, die vor allem in puncto Struktur und Gestalt nur selten zu überzeugen vermögen: Grund genug für uns, die Verlagsgruppe Wiederspahn, zehn Jahre nach der Durchführung des Ideenwettbewerbs »Verkehrszeichenbrücken« einen zweiten, diesmal zum Thema »Entwurf einer Lärmschutzwand« auszuloben – und das entsprechende Resultat nachfolgend umfassend zu dokumentieren.

1 Anlass und Auslober Lärmschutzwände prägen vielerorts maßgeblich das Erscheinungsbild des Stadt- oder Landschaftsraums und dessen Wahrnehmung »beiderseits« des Verkehrsweges. Während aber für andere exponierte Ingenieurbauwerke, wie zum Beispiel große Straßen- und Bahnbrücken, nicht selten Wettbewerbe ausgeschrieben und sie in der Regel auch unter ästhetischen Aspekten konzipiert und realisiert werden, erfolgt die Ausführung von Lärmschutzwänden fast ausschließlich ohne vorherige Anwendung solcher Auswahlverfahren. Ein Anforderungskatalog, der über Fragestellungen der Funktionalität, Dauerhaftigkeit und Wirtschaftlichkeit hinausreicht, findet in ihrem Fall meist keine Berücksichtigung. Gleichwohl oder eben exakt aus diesem Grund bieten sie bei weitem noch nicht ausgeschöpfte technisch-konstruktive und gestalterische Möglichkeiten, ja könnten sie einen ganz eigenen, überzeugenden Beitrag zur Baukultur leisten.

1 Dokumentation zum Ideenwettbewerb von 2003 © Verlagsgruppe Wiederspahn

Rund zehn Jahre nach »Verkehrszeichenbrücken« widmete sich nun der zweite, 2012 wiederum von der Verlagsgruppe Wiederspahn mit MixedMedia Konzepts, Wiesbaden, ausgelobte Ideenwettbewerb »Entwurf einer Lärmschutzwand« genau jenem Potential, indem er dazu aufrief, innovative und zukunftsweisende Lösungen für ein Ingenieurbauwerk zu entwickeln, das zu den unabdingbaren Einrichtungen an vielen Autobahnen, Bundesstraßen und Eisenbahnstrecken gehört – und gerade deshalb ganzheitliche Ansprüche erfüllen (können) sollte.

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2 Art und Umfang 2.1 Ausrichtung Mit der Intention, ein Maximum an Realitätsnähe zu erzielen, wurde er als offener Ideenwettbewerb zur Erlangung von Vorschlägen für die Konzeption von Lärmschutzwänden an deutschen Bundesautobahnen, Bundesstraßen und mehrgleisigen Eisenbahnstrecken ausgeschrieben und in Anlehnung an die Grundsätze der »Richtlinien für Planungswettbewerbe« in der Fassung vom 12. September 2008 (RPW 2008) durchgeführt. Das Verfahren war anonym, die Wettbewerbssprache Deutsch. Seine Ankündigung erfolgte in zahlreichen europäischen Fachmedien, die Veröffentlichung des Auslobungstextes zudem im Internet, so dass die entsprechenden Unterlagen von allen Interessierten jederzeit abgerufen werden konnten. Da es sich bei Lärmschutzwänden per definitionem um Ingenieurbauwerke handelt, richtete er sich aber primär an Beratende Ingenieure, das heißt, bei der Teilnahme von Architekten oder Landschaftsarchitekten war eine Arbeitsgemeinschaft mit eben jenen gefordert, wobei die Federführung in solchen Fällen zwingend bei Letzteren zu liegen hatte. Um darüber hinaus alle nur denkbaren Kriterien bei der Bewertung der eingegangen Entwürfe zu berücksichtigen, wurden für die Jury renommierte Experten mit unterschiedlichen »Blickwinkeln« ausgewählt: ein Freier Architekt, ein Landschaftsarchitekt und ein Beratender Ingenieur sowie je ein Vertreter der Deges, der Obersten Baubehörde im Bayerischen Staatsministerium des Innern, einer Autobahndirektion und des Auslobers.

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2 Auslobung des (zweiten) Ideenwettbewerbs im Mai 2012 © Verlagsgruppe Wiederspahn

2.2 Preisgericht In seiner interdisziplinären Zusammensetzung ebenso kompetent wie repräsentativ, gehörten dem Preisgericht letztlich folgende Personen an: – Baudirektor Dipl.-Ing. Andreas Geiß, Autobahndirektion Nordbayern, Nürnberg – Dipl.-Ing. Winfried Glitsch, Deges Deutsche Einheit Fernstraßenplanungs- und -bau GmbH, Berlin – Ministerialrat Dipl.-Ing. Karl Goj, Oberste Baubehörde im Bayerischen Staatsministerium des Innern, München – Ferdinand Heide, Architekt BDA, Frankfurt am Main – Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ingbert Mangerig, Universität der Bundeswehr München – Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Jürgen Weidinger, Technische Universität Berlin und Weidinger Landschaftsarchitekten, Berlin – Dipl.-Ing. Michael Wiederspahn, Verlagsgruppe Wiederspahn mit MixedMedia Konzepts, Wiesbaden Die Aufgabe des Vorprüfers oblag mit Dipl.-Ing. Knut Bock, Ingenieurbüro Kinkel + Partner GmbH, Neu-Isenburg, ebenfalls einem ausgewiesenen Fachmann.

2.3 Aufgabe Angesichts des nur wenig überzeugenden Erscheinungsbildes der meisten Lärmschutzwände an deutschen Bundesautobahnen, -straßen und Eisenbahnstrecken sollten hier Ideen entwickelt werden, die unter Gewährleistung aller funktionalen, technischen und wirtschaftlichen Notwendigkeiten innovative und nachhaltige, insbesondere aber ästhetisch befriedigendere Wege beschreiten. Neben Vorschlägen für die konstruktive und gestalterische Neuformulierung bzw. Neukonzeption der bisher üblichen »Flächenelemente« wurden Entwürfe erwartet, die auch Lösungsansätze für die Integration weiterer Einrichtungen, für die Ausführung auf Brückenbauwerken und einen Zusatznutzen aufzeigen. Aus dem Anspruch, Arbeiten von exemplarischem und zugleich zukunftsweisendem Charakter erhalten zu wollen, resultierten wiederum Planungsvorgaben ohne große topographische Einschränkungen, die eine typische Situation darstellten: Bei dem gewählten Wettbewerbsgebiet handelte es sich um einen 50,00 m langen Streckenabschnitt im flachen Gelände, frei von direkt angrenzender Bebauung. Eine lockere Bepflanzung im Abstand von ca. 20 m mit einzelnen Bäumen und Sträuchern flankierte die Trasse auf beiden Seiten, ansonsten wies sie keine außergewöhnlichen Merkmale oder Sichtbezüge auf. Auf gesamter Länge dieses Streckenabschnitts war nun eine Lärmschutzwand anzuordnen, und zwar in Fahrtrichtung auf der rechten Seite des Verkehrsweges.

Um ein möglichst breites Spektrum an Lösungen zu gewinnen, wurde zudem als zweite vereinfachende Annahme von einer fiktiven Nutzung der in ihrer Linienführung als Gerade anzusehenden Trasse durch Straßen- und Eisenbahnverkehr ausgegangen. Trotz unterschiedlicher Abmessungen erfolgte deshalb auch die Festlegung von gleichrangig zu betrachtenden Regelquerschnitten: einem RQ 31 ohne Mittelwand (Bundesautobahn bzw. -straße) sowie einer zweigleisigen, elektrifizierten Eisenbahnstrecke für Hochgeschwindigkeitsverkehr (Entwurfsgeschwindigkeit: 300 km/h; Gleisabstand: 4,70 m; Oberbau: Feste Fahrbahn). Außerdem galt es zu beachten, dass die Errichtung eines Damms aus Kostenaspekten (zusätzliche Flächeninanspruchnahme und damit -ankauf ) nicht machbar ist. Spezielle Anforderungen bezüglich Naturschutz, Zuwegung zur Lärmschutzwand, Medien im Bauwerksbereich, Entwässerung sowie Ausstattung des Verkehrsweges mit passiven Schutzeinrichtungen und Beleuchtungsanlagen waren hingegen nicht zu erfüllen. Aus Gründen des zu erzielenden Schallschutzes wie zur Vereinfachung der Wettbewerbsbearbeitung wurden darüber hinaus folgende, als verbindlich aufzufassende Kenndaten bzw. Bemessungsansätze definiert: – Höhe der Lärmschutzwand: 5,00 m – Luftschalldämmung: ≥ 20 dB – Schallabsorption: ≥ 10 dB – Windlasten: 0,60 kN/m (Regelbereich) 1,05 kN/m (Endbereich) Ferner waren grundsätzlich alle einschlägigen Rechtsgrundlagen und technischen Regelwerke für Planung, Herstellung und Ausführung solcher Bauwerke zu beachten, etwaige Abweichungen im Einzelfall explizit aufzuzeigen und deren vermeintliche Vorzüge durch überprüfbare Vergleichsberechnungen bzw. -nachweise detailliert zu begründen.

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2.4 Leistungen Zu den generell zu erbringenden Leistungen gehörten zeichnerische Darstellungen, ein Erläuterungsbericht, Berechnungen zu Akustik, Statik und Kosten sowie die Verfassererklärung, die Einsendung eines Modells blieb hingegen den Teilnehmern überlassen. Verlangt wurde ein Plan im Format DIN A0, der die Vorder- wie Rückansicht der vorgeschlagenen Lärmschutzwand veranschaulicht und deren wesentliche Längsund Querschnitte inklusive Gründung sowie den Grundriss enthält. Die Anfertigung von erläuternden Skizzen, Detailzeichnungen, Visualisierungen, Photomontagen etc. war überdies erwünscht, aber nicht zwingend vorgeschrieben. Der Erläuterungsbericht sollte einen Umfang von maximal sieben Seiten oder 20.000 Zeichen aufweisen und musste zumindest in die Kapitel »Entwurfsidee«, »Gestalt«, »Tragwerk«, »Akustik«, »Herstellung« und »Nachhaltigkeit« sowie optional »Zusatznutzen« gegliedert sein. Die Berechnungen waren in die drei Abschnitte »Akustik«, »Statik« und »Kosten« zu unterteilen und durften in Summe einen Umfang von zehn Seiten nicht überschreiten, wobei hier neben allen notwendigen Angaben und Berechnungen zur schalldämmenden und -absorbierenden Wirkung des Gesamtsystems und seiner Einzelelemente eine handschriftliche Vorstatik der Tragkonstruktion mit Bemessung der maßgebenden Bauteile gefordert wurde, in der die einschlägigen Nachweise in vereinfachter Form geführt sowie Aussagen zur Gründung und zum Flächenverbrauch gemacht werden. Die verwendeten Berechnungsgrundlagen waren zudem explizit zu nennen, die ungefähre Kostenermittlung konnte in Art eines prinzipiellen Wirtschaftlichkeitsnachweises erfolgen. Im Übrigen hatte jeder Teilnehmer seine Wettbewerbsarbeit in allen Teilen nur durch eine Kennzahl zu bezeichnen, um die Anonymität des Verfahrens nicht zu gefährden.

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3 Durchführung 3.1 Einleitung und Termine Der Wettbewerb begann mit Verteilung der Auslobungsunterlagen, die ab dem 15. Mai 2012 im Internet unter www.mixedmedia-konzepts.de allen Interessierten zum Download zur Verfügung standen. Rückfragen zum Wettbewerb konnten bis 22. Juni 2012 schriftlich an den Auslober gerichtet werden, was aber nicht geschah, so dass im Vorfeld nur einige wenige Erkundigungen formaler oder verfahrenstechnischer Natur zu beantworten waren. Als Abgabetermin wurde schließlich der 17. August 2012 benannt: Bis zu diesem Tag war die Wettbewerbsarbeit beim Auslober einzuliefern. 3.2 Beurteilungskriterien Bei der Beurteilung der Wettbewerbsarbeiten waren vor allem folgende Kriterien maßgebend: – Gestaltung und Einfügung in den Verkehrs- und Landschaftsraum (»Ansichtswert« von Vorder- und Rückseite) – Umsetzung der funktionalen Anforderungen (Lärmschutzwirkung etc.) – Qualität der statisch-konstruktiven Konzeption (inklusive Gründung und dynamischen Verhaltens) – Wirtschaftlichkeit in Herstellung und Unterhalt (Bau- und Rückbausowie Unterhaltskosten und Flächenverbrauch) – Nachhaltigkeit und Wartungsfreundlichkeit (unter anderem Dauerhaftigkeit, Pflegeaufwand, Sanierungsmöglichkeiten) Da es sich um einen Ideenwettbewerb zur Erlangung neuer und insbesondere ästhetisch befriedigenderer Lösungen handelte, wurden die eingereichten Arbeiten aber nicht zuletzt auch hinsichtlich ihres Innovationsgehaltes und ihrer Variationsbreite (Realisierung in einem anderen Kontext) bewertet. 3.3 Preise Die Gesamtpreissumme belief sich auf 7.500 €, wobei seitens des Auslobers beabsichtigt war, eine Arbeit mit dem ersten, eine mit dem zweiten und eine mit dem dritten Preis sowie zwei Arbeiten mit undotierten Belobigungen auszuzeichnen. Die endgültige Festlegung einer Rangfolge und damit die Verteilung der Gesamtpreissumme oblagen jedoch dem Preisgericht.

3.4 Vorprüfung und Bewertung Im Zuge des Verfahrensschritts »Vorprüfung« wurde im September 2012 die Einhaltung der formalen Wettbewerbsbedingungen geprüft sowie die erforderlichen Daten und Fakten für die Juroren aufbereitet und in einem entsprechenden Bericht zusammengefasst. In der Preisgerichtssitzung erfolgte dann anhand dieses Berichts zunächst eine wertfreie Vorstellung aller Entwürfe, der sich wiederum ein Informations- sowie mehrere Wertungsrundgänge anschlossen. Über den Verlauf der Sitzung wurde zudem eine Niederschrift angefertigt, um den Gang des Verfahrens nachvollziehen zu können.

3 Protokoll der Preisgerichtssitzung © Verlagsgruppe Wiederspahn

3.5 Verfahrensabschluss Die Preisträger wurden nach Beendigung der Jurysitzung über das Ergebnis informiert, alle anderen Teilnehmer kurze Zeit später. Jeder von ihnen erhielt darüber hinaus die Niederschrift der Preisgerichtssitzung. Der Wettbewerb war im Sinne der als verbindlich festgestellten Auslobungsunterlagen damit formal und rechtsgültig abgeschlossen. Die Preisverleihung sowie die erste Präsentation aller eingesandten Entwürfe erfolgen anlässlich des »13. Symposiums Brückenbau« am 19. und 20. Februar 2013 in Leipzig.

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4 Preisgerichtssitzung 4.1 Konstituierung Das Preisgericht trat am 26. September 2012 in Wiesbaden zusammen. Im Namen des Auslobers begrüßte Michael Wiederspahn die anwesenden Juroren, um danach Beschlussfähigkeit sowie Vollzähligkeit der Jury zu bestätigen und die Wahl des Vorsitzenden zu veranlassen. Auf Antrag wurde hier Ministerialrat Karl Goj einstimmig gewählt. Der Vorsitzende übernahm nun die Leitung und erläuterte nach Klärung einiger Formalia nochmals die Ziele des Wettbewerbs, das Verfahren und die Beurteilungskriterien. Im Anschluss erfolgte der Bericht der Vorprüfung. 4.2 Vorprüfungsbericht Laut dem in einen formalen und einen fachlichen Teil gegliederten Bericht der Vorprüfung waren die Unterlagen von acht Teilnehmern fristgerecht eingegangen und mit Tarnzahlen (1, 2, 4, 5, 6, 8, 9, 10) versehen worden. Darüber hinaus konstatierte er, dass bei keinem der Entwürfe Leistungsdefizite bestünden, die zu einer Unüberprüfbarkeit führten. Im fachlichen Teil war zudem der Inhalt jeder Arbeit hinsichtlich »Statik«, »Akustik«, »Kosten« dargestellt, was die Beiträge vergleichbar machte. 4.3 Informationsrundgang Die einzelnen Arbeiten wurden anhand des Vorprüfungsberichts ausführlich besprochen, so dass nach Abschluss des Rundgangs Kenntnis über die eingereichten Entwürfe vorlag. Das Preisgericht entschied danach einstimmig, alle acht Wettbewerbsbeiträge zur Bewertung zuzulassen. 4.4 Erster Wertungsdurchgang Im ersten Wertungsrundgang wurden nur solche Wettbewerbsbeiträge ausgeschieden, die nach Auffassung des Preisgerichts aufgrund offenkundiger Mängel in den Zielsetzungen die Anforderungen der Aufgabenstellung an eine Lärmschutzwand in mehrfacher Hinsicht nicht erfüllten, wobei für ihre Ausscheidung ein einstimmiger Beschluss erforderlich war. Unter Anwendung der in der Auslobung formulierten Beurteilungskriterien wurde nach eingehender Beratung folgende Arbeit einstimmig ausgeschieden: 8. Es verblieben somit sieben Entwürfe für den zweiten Wertungsdurchgang im Verfahren.

4 Preisrichter (v.l.n.r.): Karl Goj, Michael Wiederspahn, Andreas Geiß, Prof. Ingbert Mangerig, Prof. Jürgen Weidinger, Ferdinand Heide, Winfried Glitsch © Paul Müller/Verlagsgruppe Wiederspahn

4.5 Zweiter Wertungsdurchgang Im zweiten Wertungsrundgang wurden jene Wettbewerbsbeiträge mit Stimmenmehrheit ausgeschieden, die nach Meinung des Preisgerichts nicht als entwicklungsfähig erkennbar waren bzw. formal und inhaltlich keine überzeugenden Lösungsansätze aufzeigten. Nach umfassender Erörterung wurde für nachstehende Arbeiten der Antrag auf Ausscheidung gestellt und wie folgt abgestimmt (Auflistung in nummerisch aufsteigender Reihenfolge der Tarnzahlen): – bei 1 mit dem Ergebnis 7:0, – bei 2 mit dem Ergebnis 3:4, – bei 4 mit dem Ergebnis 7:0, – bei 5 mit dem Ergebnis 0:7, – bei 6 mit dem Ergebnis 4:3, – bei 9 mit dem Ergebnis 7:0, – bei 10 mit dem Ergebnis 2:5. In der engeren Wahl verblieben demnach die Entwürfe 2, 5, 10. 4.6 Engere Wahl Die verbliebenen drei Wettbewerbsbeiträge wurden nochmals einzeln und zudem vergleichend diskutiert, wobei neben ihren jeweiligen Vorzügen und Schwächen auch die Frage nach ihrem Innovationsgehalt zur Sprache kam.

Nach intensiver Abwägung aller Aspekte gelangte das Preisgericht hier nun zur Auffassung, dass diese Entwürfe in ihrer Ausarbeitung und Darstellung über bemerkenswerte Qualitäten verfügen, sie aber insbesondere in puncto Funktion und Tragwerk neue und damit zukunftsweisende Ideen vermissen lassen, weshalb sie dem mit der Auslobung verbundenen Anspruch nur zum Teil gerecht werden. Das Preisgericht beschloss daher mit 6:1 Stimmen, von der in der Auslobung vorgesehenen Rangfolge abzuweichen und keinen ersten Preis, sondern zwei zweite Preise und einen Ankauf zu vergeben. Danach stimmte das Preisgericht im Einzelnen über die Arbeiten ab: – 2. Preis für 2 mit 7:0 Stimmen, – 2. Preis für 5 mit 7:0 Stimmen, – Ankauf für 10 mit 7:0 Stimmen. 4.7 Festlegung der Preise Das Preisgericht entschied einstimmig, die in der Auslobung vorgesehene Gesamtsumme zu vergeben und sie wie folgt auf Preise und Ankauf zu verteilen: – 2. Preis: 3.000,00 € ( Tarnzahl 2) – 2. Preis: 3.000,00 € ( Tarnzahl 5) – Ankauf: 1.500,00 € ( Tarnzahl 10)

5 Ausführliche Begutachtung aller Arbeiten © Paul Müller/Verlagsgruppe Wiederspahn

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5 Beurteilungen der Jury 5.1 Zweiter Preis (Tarnzahl 2) Auf den ersten Blick scheint die vorgeschlagene Lösung keine Gemeinsamkeiten mit herkömmlichen Konstruktionen aufzuweisen, da sie statt eines nur einen ein- oder zweischichtigen Querschnitts mit einer räumlichen Differenzierung in Ansichts- und Funktionselemente aufwartet: Unterschiedlich dicke Stäbe aus transluzentem Polyethylen, die in variierenden Abständen vor einem schwarzen Hintergrund angeordnet sind, bestimmen die Konturen auf Vorder- wie Rückfront, während die Aufgabe der Schalldämmung und -absorption von einer konventionellen Wand aus bewehrten Beton-

fertigteilen übernommen wird, die sich in der Mitte befindet. Ein weiteres Merkmal dieses Beitrags ist die Integration von LED-Leuchten, deren Stromversorgung über einen auf der Mauerkrone installierten Flachkollektor erfolgt, um die an Gras- oder Bambushalme erinnernden Stäbe bei Dunkelheit illuminieren zu können. In signifikanter Abkehr von der überwiegend flächenhaft oder sogar monoton anmutenden Gestalt bisheriger Bauwerke gewinnt der Betrachter hier beiderseits der Abschirmung den Eindruck eines »Lärmschutzhains«, dessen Halme sich

leicht im Wind bewegen. Das Konzept der Untergliederung stellt dementsprechend einen neuen und unter ästhetischen Aspekten sehr bestechenden Ansatz dar, der auch über die geforderten Qualitäten in puncto Lärmschutzwirkung, Wirtschaftlichkeit und Wartungsfreundlichkeit verfügt. Kritisch zu hinterfragen bleiben jedoch Gebrauchstauglichkeit (Verformungen) und Dauerhaftigkeit (Ermüdung) der 5 m langen Stäbe sowie, damit einhergehend, ihre Eignung für Trassen, die mit hoher Geschwindigkeit befahren werden.

Visualisierung Straßenseite

Schnitt

Ansicht Straßenseite

Statischer Verbund

Ansicht Rückseite

Grundriss

6 Zweiter Preis (Tarnzahl 2): Dipl.-Ing. (FH) Jan Balian, Dipl.-Ing. (FH) Jan Jacob Hofmann, jan und jan architektencooperation GbR, Frankfurt am Main Ingenieurbüro Horn und Zickler, Frankfurt am Main Dipl.-Ing. Jörn Staschke, Frankfurt am Main © Entwurfsverfasser/Verlagsgruppe Wiederspahn

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Straßenseite

Detail

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Aufsicht

Sicht aus dem Auto Ansicht Autobahn

Ansicht Rückseite

Sicht aus dem Zug

Lärmschutzwandelement: Längsschnitt

Betonelement »Vogel« Lärmschutzwand an der Bahnstrecke

Lärmschutzwand an der Autobahn Verschraubung der Elemente Lärmschutzwandelement: Ansicht und Querschnitt

7 Zweiter Preis (Tarnzahl 5): Nicole Zahner, Studio C, Berlin (Mitarbeiter: Katja Terpinska, Julia Reismüller) Rita Mettler, Mettler Landschaftsarchitektur, Berlin Annika Moll, Akustik-Ingenieurbüro Moll GmbH, Berlin © Entwurfsverfasser/Verlagsgruppe Wiederspahn

5.2 Zweiter Preis (Tarnzahl 5) Die Wettbewerbsarbeit thematisiert den Effekt der Wahrnehmung von Bildern bei wechselnder Geschwindigkeit, was ihr hervorragend gelingt. Erreicht wird dieses Gestaltungsresultat durch schmale rechteckige Vertiefungen, die mit anbzw. absteigenden Neigungswinkeln in eine Verkleidung aus umbrafarbenem Holzfaserbeton mit vertikalen Profilierungen eingeschnitten sind. Auf der hellen und ansonsten bewusst kontrastarm geplanten Oberfläche, die als visuelle Basis dient, erzeugen sie durch ihre Aneinanderreihung also eine Art Rhythmus, der sich dem Reisenden in

Form einer Wellenbewegung erschließt, wobei er ihren Verlauf je nach Sitzposition und Fahrgeschwindigkeit stets anders erlebt. Für kleine Überraschungen sorgen zudem reliefähnliche, in unregelmäßigen Intervallen ober- und unterhalb der Vertiefungen angebrachte Figuren, wie zum Beispiel Vögel, deren Flügel alternierend gen Himmel und Boden zeigen, so dass sie neben dem Auto oder Zug herzufliegen scheinen. Mit minimalen Mitteln ein Maximum an Wirkung zu erzielen gehört infolgedessen ebenso zu den Vorzügen des Entwurfs wie die Möglichkeit, ihn in

unterschiedlichen Kontexten realisieren zu können, zumal er einen Großteil der Wertungskriterien (Schalldämmung und -absorption, Wirtschaftlichkeit in Herstellung und Unterhalt, Nachhaltigkeit und Wartungsfreundlichkeit) erfüllt. Einer Optimierung bedürfen hingegen die rückwärtige Ansicht, die deutlich weniger Charme besitzt, sowie die Tragstruktur aus Stahlbetonmodulen, da sie wie eine kinematische Kette reagiert, wenn die als Verbindungselemente fungierenden Klammern nicht zur Momentenweiterleitung befähigt werden.

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Paneeltypen

Paneel- und Schnittmusterveränderungen

Ansichten

Vorgefertigte Bauteile

Isometrie mit Gradienten

8 Ankauf (Tarnzahl 10): Dipl. Arch. ARB Anneli Giencke, Studio Tobias Klein, London BSc MSc CEng MIStructE Damian Rogan, Buro Happold Ltd., London CEng MIOA Acoustics Serafino Di Rosario, Buro Happold Ltd., London © Entwurfsverfasser/Verlagsgruppe Wiederspahn

5.3 Ankauf (Tarnzahl 10) Kennzeichen des mit »Codierung der Landschaft« überschriebenen und bemerkenswert durchgearbeiteten Konzepts sind dreidimensional gefaltete Flächenelemente, die in ihrer Dichte und Anordnung auf der Intention beruhen, dem Verkehrsweg von außen den Charakter eines dynamischen, sich mit dem Tageslicht verändernden Raumkörpers zu verleihen und dem auf der Innenseite Fahrenden zugleich eine Referenzstruktur zur Geschwindigkeitseinschätzung anzubieten. Im Gegensatz zur geläufigen Vorgehensweise bei Aluminiumblechen werden diese Flächen-

Vorort-Montage

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elemente allerdings nicht ausgestanzt oder mit einer Lochung versehen, sondern nach einem definierten Schnittmuster in symmetrische Felder unterteilt, um sie dann zu rautenförmigen Öffnungen aufzubiegen. Die so entstehenden Reihen von Ein- und Aufwölbungen haben in Längsrichtung eine konstante Höhe, lassen sich im Übrigen aber in diversen Abstufungen ausführen, da deren Geometrie lediglich vom gewählten Schema abhängig ist. Die als komplett vorzufertigendes und sich selbst aussteifendes Paneelsystem mit integriertem Kern und adäquat

bemessener Schalldämmung entworfene Lärmschutzwand unterscheidet sich wohltuend von den bisher an Schnellstraßen und Eisenbahnstrecken anzutreffenden Abschirmungen. Dennoch kann sie nicht in sämtlichen Punkten überzeugen: Neben den relativ hohen Kosten zu ihrer Errichtung, der ungeklärten Spritzwasserproblematik und der nicht schlüssig beantworteten Frage, wie einzelne Module auszutauschen wären, fällt negativ ins Gewicht, dass sich bei ihrer Realisierung gerade auf Brücken eine Art von Trogwirkung einstellt, die es eigentlich zu vermeiden gilt.

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Ansichten und Schnitte

5.4 Weitere Arbeiten 5.4.1 Zweiter Wertungsrundgang (Tarnzahl 1) Die Jury würdigt den Versuch, mittels eines modularen Systems aus drei Grundtypen eine größere Variationsbreite in puncto Gestalt und Zusatznutzen anzubieten. Bei den verwendeten Modulen handelt es sich aber überwiegend um marktübliche Systemaufbauten, die hier lediglich neu kombiniert werden, was im vorliegenden Fall zu keiner ästhetisch befriedigenden Lösung führt. Das gewählte Konzept weist darüber hinaus funktionale Schwächen sowie Defizite in der konstruktiven Durchbildung auf.

Typ 1: Vertikale Gärten

Typ 3: Photovoltaik

Grundriss

Abwicklungen

Entwicklung der Konstruktion

Typ 2: Flüster-Beton

Perspektive

9 Teilnehmer (Tarnzahl 1): Dipl. Arch. Nikolai Koehler, Büro Freiräumer, Potsdam (Mitarbeiter: Architekt Ismael Aboli) Dipl.-Ing. (FH) Henning Große, Bauunternehmen Henning Große GmbH, Jessen © Entwurfsverfasser/Verlagsgruppe Wiederspahn

Erscheinungsbild

Flächenelemente aus Glas und Aluminium

5.4.2 Zweiter Wertungsrundgang (Tarnzahl 4) Prägendes Element des ambitionierten Entwurfs sind gegeneinander verdrehte Stäbe aus Rohrprofilen, die über unterschiedliche Neigungswinkel verfügen und so den Eindruck eines Flechtwerks oder Schriftmusters hervorrufen. Pro Feld vier solcher Pfosten sowie jeweils zwei Riegel beinhaltend, steht diese Konstruktion vor abschirmenden Flächen aus VSG-Glas und/oder gelochten Aluminiumpaneelen. Die vorgeschlagene Tragstruktur erzeugt daher zwar eine optische Spannung, eignet sich durch ihre Anordnung am Fahrweg jedoch kaum zur Verwirklichung an »Hochgeschwindigkeitsstrecken« und widerspricht in ihrer Ausformung zudem der Grundidee von einer transparenten Lärmschutzwand.

Ansicht und Schnitte

10 Teilnehmer (Tarnzahl 4): Stefan Giers, Dipl.-Ing. Architekt und Stadtplaner, Architektur & Landschaft, München Dipl.-Ing. Ernst Friedl, Seeberger Friedl und Partner GbR, Pfarrkirchen Dipl.-Ing. Gerd Gottschling, Imakum GmbH, Germering © Entwurfsverfasser/Verlagsgruppe Wiederspahn

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5.4.3 Zweiter Wertungsrundgang (Tarnzahl 6) Der Ansatz, eine Lärmschutzwand aus Gabionen zu errichten, die mit recycelten und umweltschonenden Materialien befüllt sind, sie als Schwergewichtsmauer zu bemessen und ihre Vorder- wie Rückfront mit Matten aus Moos zu verkleiden, erscheint unter einigen Aspekten durchaus überzeugend. Wesentliche Kriterien bleiben bei dieser Konzeption hingegen unberücksichtigt: Neben dem Problem der Dauerhaftigkeit von Moosen an klimatisch ungünstigen Standorten und der Forderung nach Realisierbarkeit auch auf Brücken ist vor allem die Frage der Zugänglichkeit (Bauwerksprüfung!) und damit die der Wartung und Instandhaltung nicht gelöst.

Details Grundriss

Querschnitt

Explosionszeichung

Ansichten

11 Teilnehmer (Tarnzahl 6): Sascha Arnold, Arnold/Werner Architektengemeinschaft, München (Mitarbeiter: Nicola Schick) Dipl.-Ing. Christian Becker, Akustikbüro Becker & Partner, München Dipl.-Ing. (FH) Bernhard Lückert, Ingenieurbüro für Bauwesen, München © Entwurfsverfasser/Verlagsgruppe Wiederspahn

Ansicht von der Straße mit Pixelbild Details

Musteransicht von der Rückseite

Schnitt

Draufsicht

Pixelteilung im Aufbau Elementstoß

Elemente

12 Teilnehmer (Tarnzahl 9): Dipl.-Ing. Gerd Borcherding, Beratender Ingenieur, Nienburg Dipl.-Ing. Wilhelm Stelling, Architekt, Nienburg (Mitarbeiter: Dipl.-Ing. Architekt B. Wonigeit, Dipl.-Ing. P. Harmening) © Entwurfsverfasser/Verlagsgruppe Wiederspahn

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Schnitt

5.4.4 Zweiter Wertungsrundgang (Tarnzahl 9) Auf Basis einer Pfostenkonstruktion entwickeln die Entwurfsverfasser eine Art Gestaltungsprogramm, wobei der Hauptgedanke ist, gebrauchte Ein- oder Mehrwegflaschen aus Polyethylen als Diffusor zu verwenden und sie unter Mitwirkung der Bevölkerung auf vorgefertigten Holzplatten zu befestigen, die auf der Rückseite eine Verschalung aus regional vorherrschenden Baustoffen erhalten. »Wiederverwertung« und »Bürgerbeteiligung« sind also die Themen dieser eher experimentell angelegten Arbeit, die nach Meinung der Jury allerdings den gravierenden Fehler hat, dass sie insbesondere in technischer und betrieblicher Hinsicht einen nicht praktikablen Weg beschreitet.

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5.4.5 Erster Wertungsrundgang (Tarnzahl 8)

Wohnseite der Lärmschutzwand

Schnitte

Obergeschoß

Erdgeschoß

Vorderseite

6 Schlussbemerkung Natürlich handelte es sich um einen Ideenwettbewerb. Dennoch oder gerade deshalb kann und muss diese »Vorschlagssammlung« dazu auffordern, wesentlich intensiver über ein Ingenieurbauwerk nachzudenken, das ob seiner unabdingbaren Funktion wie der Häufigkeit seines Auftretens das Bild der meisten Autobahnen, vieler Bundesstraßen und zahlloser Eisenbahnstrecken maßgeblich beeinflusst. Dass Lärmschutzwände in Struktur und Gestalt durchaus zu verbessern wären und vor allem auch sind, lässt sich ja kaum bestreiten und illustrieren die eingereichten Entwürfe zudem mit Nachdruck. Als qualitätvolle Anregungen erfüllen sie mannigfaltige Kriterien, decken also eine breite Palette von Lösungen ab und sorgen damit für zweifelsfrei notwendige Perspektiven, um künftig ästhetisch, technisch und wirtschaftlich befriedigendere Alternativen verwirklichen zu können. Das Resultat des Wettbewerbs, in der hier vorliegenden Veröffentlichung zusammengefasst, soll und wird die erwünschte Diskussion sicherlich beflügeln und sich irgendwann, wie wir hoffen, in ganz praktischen Maßnahmen zeigen. Autor: Dipl.-Ing. Michael Wiederspahn Verlagsgruppe Wiederspahn mit MixedMedia Konzepts, Wiesbaden

Rückseite (Verkehrsraum)

Optional angehängte Elemente

13 Teilnehmer (Tarnzahl 8): Uwe Klasing, Dipl.-Ing. Architekt BDA Uwe Klasing, Düsseldorf © Entwurfsverfasser/Verlagsgruppe Wiederspahn

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LÄRMSCHUTZ Ziel, Durchführung und Ergebnisse des Forschungsprojekts SEGES

Schallschutzelemente aus Glas an Eisenbahnstrecken von Ömer Bucak, Heinrich Ehard, Markus Feldmann, Benno Hoffmeister, Katharina Langosch, Frank Kemper, Ingbert Mangerig, Paschraphon Ampunant

Im Rahmen des von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) geförderten Projekts »Schallschutzelemente aus Glas an Eisenbahnstrecken« (SEGES) wurden in Zusammenarbeit der Hochschule München, der RWTH Aachen sowie der Universität der Bundeswehr München in Kooperation mit den Industriepartnern Kohlhauer, Bischof Glastechnik, HEB und der Ingenieurgruppe Bauen Grundlagenuntersuchungen zu gläsernen Schallschutzwänden für die Hochgeschwindigkeitsstrecken der Bahn durchgeführt. Nachfolgend wird über Ziel, Realisierung und Ergebnisse dieses Projekts berichtet.

1 Einleitung Da die in der Ril 804.5501 verankerten dynamischen Einwirkungen für Schallschutzwände an Bahnstrecken durch Parameterstudien an hochabsorbierenden Aluminium- bzw. Betonelementen ermittelt wurden und nicht bekannt ist, inwieweit sich diese Ergebnisse auf die reflektierenden Oberflächen von KalkNatron-Gläser übertragen lassen, müssen die bestehenden Lastansätze durch praktische Messungen an reflektierenden, gläsernen Wandelementen überprüft werden. Dazu wurde ein zum zeitlich begrenzten Einbau vorgesehenes Testelement entwickelt, mit dem eine Zustimmung zur Betriebserprobung beim Eisenbahnbundesamt erreicht und an einem Abschnitt der Strecke Köln–Aachen Messungen durchgeführt wurden. Parallel dazu entwickelte der Projektpartner Kohlhauer gläserne Schallschutzwandelemente mit modularen, skalierbaren Aluminiumrahmen für den Einsatz bei verschiedenen Zuggeschwindigkeiten.

1 Gläserne Schallschutzelemente für den temporären Einsatz an der Strecke Köln–Aachen © Hochschule München/RWTH Aachen/Universität der Bundeswehr München

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2 Testelemente für temporären Einbau 2.1 Allgemeines Die entwickelten Testelemente dienten zunächst zum zeitlich begrenzten Einbau an der Messstrecke Köln–Aachen bei Kerpen. Die maximale Einbaudauer im Rahmen der Messungen betrug sechs Wochen. Im Folgenden sind kurz die durchgeführten Untersuchungen zur Erreichung einer Zulassung zur Betriebserprobung dargestellt. 2.2 Aufbau der Testelemente Die Testelemente wurden als vorgespannte und zum Verbund laminierte Kalk-Natron-Gläser (VSG) konzipiert, die mittels einer Structural-Glazing-Verklebung (DC 993, Dow Corning) in umlaufende Aluminiumrahmen eingeklebt werden. Die Elementabmessungen betrugen 5.000 mm x 1.000 mm.

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2 Statischer Traglastversuch © Hochschule München/RWTH Aachen/Universität der Bundeswehr München

2.3 Statische Traglastversuche Die statischen Traglastversuche wurden in einem eigens konzipierten und entwickelten Unterdruckstand zur Simulation flächiger Beanspruchungen durchgeführt. Unter statischen Gesichtspunkten zeigten sich im relevanten Lastbereich (1–3 kN/m²) Verbundsicherheitsglasscheiben aus thermisch vorgespannten Gläsern (2 x 10 mm mit PVB-Folie 1,52, ESG oder TVG) als am besten geeignet. Ein Versagen dieser Verglasungselemente stellte sich erst unter deutlichen plastischen Verformungen der Aluminiumrahmen (ca. l/20) ein. Optisch sichtbare Schäden an der Silikonverklebung traten nicht auf. 2.4 Ermüdungsfestigkeit der Verbundgläser Da in der aktuell gültigen Bemessungsnorm Ril 804.5501 zwar Glas als möglicher Werkstoff für Schallschutzelemente erwähnt wird, jedoch keine Dauerfestigkeiten angegeben werden, wurden im Rahmen des Projektes SEGES sowie eines weiteren, von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Vorhabens an der Hochschule München und der Technischen Universität München Grundlagenuntersuchungen zur Dauerfestigkeit von Kalk-Natron-Glas und dessen Veredelungsstufen durchgeführt. Die Bauteilversuche erfolgten dabei an großformatigen Verbundsicherheitsgläsern als Drei-Punkt-Biegeversuche, wobei ebenfalls das Verhalten nach Beschädigungen einer Teilscheibe simuliert wurde.

3 4 Vorrichtung für die Ermüdungsversuche © Hochschule München/RWTH Aachen/Universität der Bundeswehr München

Um die hohen Lastwechselzahlen von 5,00 Mio. Lastwechseln (LW) gemäß der Forderung des Eisenbahn-Bundesamts (EBA) zu erreichen, musste unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten ein höherfrequentes Prüfverfahren entwickelt werden. Dies ist in vorstehender Abbildung zu erkennen und ermöglicht je nach Steifigkeit des Probekörpers zumindest eine Verdopplung der Prüffrequenz, verglichen mit einer Einzelzylinderanlage.

Die Versuchsresultate waren durchweg positiv, ein Auszug dieser Ergebnisse ist hier tabellarisch aufgelistet. Es konnten unter den hohen Lastwechselzahlen keine Schäden an den Verglasungselementen festgestellt werden. Bei einer Teilschädigung der Elemente ist mit keinem großflächigen Ablösen von Bruchstücken zu rechnen.

Verformung: ± l/100 PK1: VSG aus 3 x 12 ESG zugehörige Glasspannung: > ± 50 N/mm² keine Versagenserscheinungen nach 5 Mio. LW Verformung: ± l/100 PK2: VSG aus 3 x 12 ESG zugehörige Glasspannung: > ± 60 N/mm² äußere ESG angeschlagen keine Versagenserscheinungen nach 540.000 LW, kein flächiges Ablösen von Bruchstücken

5 Auszug aus den Bauteil-Ermüdungsversuchen: VSG aus Kalk-Natron-Glas © Hochschule München

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6 7 8 Vorversuche mit unterschiedlicher Ausbildung des Eckdetails © Hochschule München/RWTH Aachen/Universität der Bundeswehr München

2.5 Ermüdungsversuche an Gesamtfeldelementen 2.5.1 Vorversuche Die im Rahmen der Vorversuche gewählten Anschlussgeometrien zur Ermittlung der bestmöglichen Eckausbildung zwischen Längs- und Querprofil sind hier in einer Abbildung dargestellt. Es zeigte sich, dass keine direkte Kopplung zwischen Längs- und Querprofil erforderlich ist (Eckwinkel etc.). Der Lastabtrag von den auf Biegung beanspruchten Längsprofilen in die Querprofile und damit in die Lagerung kann direkt über die Verbundsicherheitsglasscheibe erfolgen.

Verglasung

Randprofil

2.5.2 Tragfähigkeit im Feldbereich Zur Untersuchung des Zusammenspiels der Einzelkomponenten Glas, Aluminium und Silikon im Feldbereich wurden Probekörper ohne Querprofile, also nur mit durchgehenden Längsprofilen konzipiert. Die Ermüdungsversuche erfolgten im entwickelten höherfrequenten Prüfstand auf Basis einer Unwuchterregung als Drei-Punkt-Biegeversuche. Analog zu den Traglastversuchen ließ sich als Schwachstelle im Feldbereich unter Ermüdungsbelastung der Aluminiumrahmen identifizieren. Delaminationen an den Verbundscheiben oder Schäden an der Silikonverklebung traten trotz der sehr hohen Lastwechselzahlen (PK 06 mit bis zu 10,70 Mio. LW) nicht auf. Nachstehende Tabelle zeigt hierzu eine Übersicht über die geprüften Proben.

2.5.3 Resttragfähigkeit Zur Simulation etwaiger Beschädigungen durch Steinschlag oder Vandalismus wurde die Verglasung eines exemplarischen Probekörpers (PK 06, siehe Tabelle) wie folgt vorgeschädigt und anschließend analog zum Kapitel 2.5.2 in Ermüdungsversuchen geprüft: – Anschlagen der ersten TVG-Scheibe nach 10,70 Mio. LW, – Anschlagen der zweiten TVG-Scheibe nach weiteren 1 Mio. LW, – Versuchsabbruch nach weiteren 1 Mio. LW. Die Lastübertragung von der Verglasung in die Längsprofile konnte trotz zweier geschädigter Einzelscheiben über eine Lastwechselzahl von mindestens 1 Mio. sichergestellt werden.

Verformung [mm]

sGlas

± 33 mm

±17 N/mm²

± 75 N/mm²

630.000

± 42 mm

± 24 N/mm²

± 105 N/mm²

115.000 *

VSG aus PK05dyn_G4o 2 x10 ESG, G4o PVB 1,52

± 26 mm

±13 N/mm²

± 50 N/mm²

5,40 Mio.

± 40 mm

± 20 N/mm²

± 80 N/mm²

1,01 Mio.*

PK06dyn_G2o

± 22 mm

±11 N/mm²

± 50 N/mm²

5,40 Mio.

± 32 mm

± 16 N/mm²

± 70 N/mm²

5,30 Mio.*

± 32 mm

±14 N/mm²

± 70 N/mm²

1,05 Mio.**

± 70 N/mm²

1,04 Mio.***

ohne Vorschädigung

VSG aus PK04dyn_G2o 2 x10 ESG, G2o PVB 1,52

VSG aus 2 x10 TVG, G2o PVB 1,52

vorgeschädigt

VSG aus PK06dyn_G2o 2 x10 TVG, G2o PVB 1,52

///////

* Hochgesetzt / ** eine TVG-Scheibe mit sieben Körnerschlägen vorgeschädigt / *** beide TVG-Scheiben mit sieben Körnerschlägen vorgeschädigt

9 10 11 Ermüdungsversuche: Tragfähigkeit im Feldbereich © Hochschule München

± 32 mm

sAlu LW

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12 13 14 Bauteilversuche: Seite 1 mit Gehrungsstoß (links), Seite 2 mit durchlaufendem Längsprofil © Hochschule München/RWTH Aachen/Universität der Bundeswehr München

2.5.4 Bauteilversuch im Maßstab 1:1 mit umlaufendem Rahmen Abschließend wurde ein Bauteilversuch im Maßstab 1:1 unter Berücksichtigung der Erkenntnisse aus den Vorversuchen durchgeführt. Eine Seite der Probe wurde mit Eckwinkel ausgeformt, die andere mit durchgehendem Längsprofil und Lastübertragung über die Scheibe. Die Versagensbilder dieses Versuchs veranschaulichen nachstehende Fotos. Im Unterschied zu den analog konzipierten Kleinteil-Vorversuchen zeigten sich aufgrund der großen Verformungen (Abmessungen: 5,00 m x 1,00 m) zusätzliche Schäden an den Querprofilen, die jedoch erst nach dem Elementausbau erkennbar waren. Parallele FiniteElement-Berechnungen boten eine sehr gute Vorhersagbarkeit der maßgeblich beanspruchten Querschnittsstellen. 2.6 Torsionsuntersuchungen Zur Ermittlung des Verhaltens derartiger gläserner Schallschutzelemente unter Torsionsbeanspruchung wurden an der RWTH Aachen Untersuchungen zur Torsionssteifigkeit der Gesamtelemente vorgenommen. Diese beschränkten sich aber nicht nur auf die »endgültigen Testelemente«, sondern es wurden ebenso Untersuchungen an nur mit Längsrandprofilen verstärkten Scheiben sowie an solchen mit Längs- und Querprofilen durchgeführt. Es zeigten sich Steigerungen der Torsionssteifigkeit von ca. 80 % durch den umlaufenden Aluminiumrahmen. Die Ausbildung des Eckanschlusses zwischen Längs- und Querprofil ist hierbei allerdings vernachlässigbar.

15 Bauteilversuch im Maßstab 1:1 © Hochschule München/RWTH Aachen/Universität der Bundeswehr München

16 Prüfstand für Torsionsversuche © Hochschule München/RWTH Aachen/Universität der Bundeswehr München

3 Dauerhaftigkeit der Silikonverklebung Gemäß den Vorgaben der Deutschen Bahn AG (DB) sowie des EBA müssen eingesetzte Silikonverklebungen eine 50-jährige Beständigkeit gegenüber äußeren Witterungseinflüssen aufweisen. Aus diesem Grund wurden erste Untersuchungen zur Dauerhaftigkeit der Silikonverklebung unter Ermüdungsbeanspruchung und verschiedenen maßgeblichen, an den Bahnstrecken auftretenden Vorbeanspruchungen durchgeführt.

17 Prüfung der Silikonverklebung © Hochschule München/RWTH Aachen/ Universität der Bundeswehr München

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Probekörper

Amplitude

e (Silikon)

Lastwechsel Anmerkung

± 6 mm

± 3 %

2,40 Mio. LW

± 12 mm

± 6 %

718.000 LW

künstlicher Anriss 1 eingebracht (12 mm)

± 12 mm ± 6 % 1,92 Mio. LW DynVE 03

keine Rissaufweitungen 1,20 Mio. LW mit künstlichem Anriss 1 Rissvergrößerung auf Anriss 2 (30 mm)

± 12 mm ± 6 % 3,55 Mio. LW

keine Rissaufweitung 1,63 Mio. LW mit Anriss 2 Rissvergrößerung auf Anriss 3 (60 mm)

± 15 mm

± 7,5 %

898.727 LW

keine Rissaufweitung

DynVE 04 (Tensidlösung)

± 12 mm

± 6 %

2,75 Mio. LW

± 12 mm ± 6 % 2,60 Mio. LW DynVE 05 (Salzsprühnebel) ± 15 mm ± 7,5 % 898.727 LW DynVE 06 (Kupfersulfat)

keine Risse

± 12 mm

± 8,0 %

1,90 Mio. LW

keine Risse keine Risse Einbringen Anriss 3 (60 mm) keine Rissaufweitung keine Risse

± 12 mm ± 4 % 2,62 Mio. LW

keine Risse künstlicher Anriss 1 eingebracht (12 mm)

DynVE 07 ± 12 mm ± 4 % 3,82 Mio. LW (Eisenchlorid)

keine Rissaufweitung 1,20 Mio. LW mit künstlichem Anriss 1 Rissvergrößerung auf Anriss 2 (30 mm)

± 12 mm ± 4 % 5,45 Mio. LW

keine Rissaufweitung 1,63 Mio. LW mit Anriss 2 keine Rissaufweitung

18 Ergebnisse der Untersuchung der Klebeverbindung © Hochschule München

Die aufgebrachten Vorbeanspruchungen, die untersuchten Dehnungsniveaus sowie die Versuchsergebnisse sind in obenstehender Tabelle wiedergegeben. Es traten bei den hier untersuchten Beanspruchungszuständen keine Schäden auf. 4 Skalierbares Rahmensystem Parallel zu den durchgeführten Untersuchungen wurde von der Firma Kohlhauer ein modulares Aluminiumrahmensystem entwickelt, dessen Steifigkeit sich durch Aufstecken von Zusatzelementen jederzeit an höhere Fahrgeschwindigkeiten anpassen lässt. Die bisher erfolgten Ermüdungsversuche zeigten äußerst positive Ergebnisse.

5 Streckenmessung Die eigentliche Messung wurde auf einem Teilstück der Strecke Köln–Aachen (bei Kerpen) durchgeführt. Dazu wurden zehn Felder mit Betonelementen durch die entwickelten gläsernen Elemente ersetzt. Es erfolgte die Messung der nachstehenden Parameter: – Zuggeschwindigkeit, – Strukturbeschleunigung, – Oberflächendruck an den Elementen, – Bildmaterial zur Zugtypisierung, – klimatische Randbedingungen, – Beanspruchung der Einzelelemente und Pfosten durch Dehnungs messungen.

19 20 Ergebnisse der Streckenmessung an der Bestandswand (schwarz) und den gläsernen Wänden (rot) © Hochschule München/RWTH Aachen/Universität der Bundeswehr München

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Zur direkten Vergleichbarkeit wurden die Messungen sowohl am Bestand (Betonelemente) als auch nach dem Elementaustausch vorgenommen. Dabei wurden in einem Zeitraum von sechs Wochen insgesamt 2.700 Messereignisse aufgezeichnet. Die Auswertung erfolgt aktuell. Aufgrund eines bahnseitigen Defekts am Meldesystem zur Ankündigung von Grünphasen betrugen die maximalen Zuggeschwindigkeiten allerdings nur 170 km/h (und nicht wie geplant 250 km/h).

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21 22 23 24 Lärmschutzelemente für die Streckenmessung © Hochschule München/RWTH Aachen/ Universität der Bundeswehr München

Zum aktuellen Stand der Auswertung können die folgenden Aussagen getätigt werden: – Es zeigt sich kein grundsätzlich verändertes Last-Zeit-Verhalten durch die Reflexion der transparenten Glas-Elemente. – Der Ansatz bekannter Lastansätze ist möglich. – Die Systemantworten liegen im Zeitbereich vor: quasi statisches Antwortverhalten. – Das Leistungsdichtespektrum zeigt geringfügig geringere Beiträge im relevanten Frequenzbereich (1–10 Hz) für die gläsernen Elemente. 6 Zusammenfassung und Ausblick Die im Rahmen des Projekts SEGES durchgeführten Untersuchungen zeigten durchweg positive Ergebnisse bezüglich der Anwendbarkeit von Kalk-Natron- und Verbundgläsern sowie Silikonverklebungen für den Einsatz an Hochgeschwindigkeitsstrecken der Bahn. Die vorgenommenen Streckenmessungen bestätigten im Geschwindigkeitsbereich bis 170 km/h die Anwendung der DB Ril 804.5501 für die Bemessung derartiger Elemente. In weiterreichender Forschungstätigkeit soll diese Aussage allerdings auch für Zuggeschwindigkeiten bis 300 km/h verifiziert werden. Autoren: Prof. Dr.-Ing. Ömer Bucak Dipl.-Ing. (FH) Heinrich Ehard M. Eng. Hochschule München Univ.-Prof. Dr.-Ing. Markus Feldmann Dr.-Ing. Benno Hoffmeister Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Katharina Langosch Dipl.-Ing. Frank Kemper RWTH Aachen Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ingbert Mangerig Dipl.-Ing. Paschraphon Ampunant Universität der Bundeswehr München

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LÄRMSCHUTZ Anwendungsmöglichkeiten von Cisilent® Typ E

Schallschutz mit biegeweichem System von Ralf Jurkewitz

Wir sind heute von Geräuschen und Lärm umgeben und können uns diesen Einflüssen nicht mehr entziehen. Gerade innerstädtische Baumaßnahmen beeinträchtigen hier die Anwohner, weil in Verbindung mit den einhergehenden Verkehrsbeschränkungen ihre Sensibilität für die Lärmbelastung steigt. Mit Cisilent® Typ E sind Calenberg Ingenieure nun angetreten, die Welt ein bisschen leiser zu machen: Dort, wo herkömmliche schwere biegesteife Systeme an ihre Grenzen stoßen, kann das leichte, biegeweiche Element noch wirkungsvoll eingesetzt werden. 1 Systemaufbau Cisilent® Typ E wird zur Dämmung und Absorption von Luftschall eingesetzt, wobei es sich als temporäre oder stationäre Lärmschutzwand im Freien oder in geschlossenen Räumen eignet. Bei einem Einsatz als temporäre Lärmschutzeinrichtung während Bauarbeiten besteht die Konstruktion aus marktüblichen Gerüstsystemen oder aus kundenseitig hergestellten Tragstrukturen. Im Innenbereich werden das geringe Gewicht und die Flexibilität genutzt, um Vorhangsysteme

an Schienen zu installieren, die Raumnutzung und Schallschutz optimal verbinden. Und: Auf reflektierenden Oberflächen befestigt, bringt Cisilent® seine hervorragende Absorptionswirkung zur Geltung. Die Befestigung erfolgt meistens über Verschraubung durch den Befestigungsrand, kann aber auch mittels Ösen oder spezieller Drehverschlüsse gelöst werden. Bei den Größen gibt es keine Standards, alle Elemente werden nach Kundenvorgabe produziert. Nur die Länge parallel zu den Kammern ist aus fertigungstechnischen Gründen auf 4 m beschränkt. Die textile Konstruktion aus hochfestem Polyestergewebe umfasst drei Lagen, die so miteinander verschweißt sind, dass Kammern zur Aufnahme des Füllmediums entstehen. Diese Kammern auf der Vorder- und Rückseite sind seitlich gegeneinander versetzt angeordnet, was die

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einzigartige Flexibilität der Elemente gewährleistet. Eine zusätzliche Lackschicht schützt vor Wasser, Schmutz und Mikroorganismen, das bedruckbare Material eignet sich darüber hinaus ausgezeichnet als Werbeträger. Durch die Füllung mit schwer entflammbarer Dämmwolle wird zudem das Schalldämmmaß bis auf 21 dB erhöht. Durch die besondere Auswahl der Materialien und das abgestimmte Design ist es gelungen, einen hohen Wirkungsgrad gerade bei niedrigen Frequenzen zu erreichen. Dies ist normalerweise lediglich durch massive, schwere Systeme möglich. Cisilent® Typ E, das hier getestet wurde, wiegt aber nur ca. 5,50 kg/m², die Dicke des Elementes beträgt ca. 7 cm. Das System wurde in Zusammenarbeit mit der Kaldeweide & Co. GmbH in Essen entwickelt, und die Elemente werden dort konfektioniert.

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2 Anwendungen 2.1 »Wanderbaustelle« Im Zuge von Abbrucharbeiten mit schwerem Gerät wurden mobile Lärmschutzwände benötigt, die in der Lage sind, mit der Baustelle zu wandern. Cisilent® Typ E wurde zu diesem Zweck an handelsüblichen Gerüstständern befestigt, die von jedem Bautrupp leicht zu stellen und umzusetzen sind. Zusätzlich besitzen sie eine Typen-Statik, die einen Standsicherheitsnachweis für den Einzelfall unnötig macht. Die Cisilent® Typ E werden auf das Maß der Gerüstmodule abgestimmt: Im Werk konfektioniert, kommen sie hier als Rolle an die Baustelle. Die Befestigung erfolgt über Ösen im Rand der Elemente sowie über Kabelbinder an den Gerüststangen. Die Schalldichtigkeit am unteren Rand wird durch eine leichte Anhäufung von Erde sichergestellt, womit sich auch gröbere Unebenheiten des Untergrundes leicht und schnell überbrücken lassen. Die Baumaßnahme wurde durch ein unabhängiges Ingenieurbüro im Auftrag des Kunden begleitet. Die durchgeführten Messungen an der mobilen Lärmschutzwand werden in der Zusammenfassung des Berichtes so bewertet (Auszug aus Bericht Nr. 48116-6.001): »Der Vergleich der Messergebnisse mit nach dem Verfahren der DIN ISO 9613-2 [3] berechneten Werte zeigt, dass die untersuchte Lärmschutzwand die nach dem Modellansatz zu erwartende Reduzierung der Geräuschimmissionspegel tatsächlich bewirkt und somit in ihren akustischen Eigenschaften als gleichwertig mit üblichen, in der Regel massiven Wandkonstruktionen angesehen werden kann.«

2.2 Temporäre Veranstaltung Im Zuge eines Events bedurfte es eines temporären Schallschutzes, um die Lärmbelastung der Anwohner zu reduzieren. Der Aufbau der Wand gleicht der im vorhergehenden Beispiel beschriebenen Vorgehensweise, allerdings musste

hier einer erhöhten Windbelastung Rechnung getragen werden. Als Folge davon wurden stärkere Kabelbinder in geringerem Abstand eingesetzt, um die Elementränder direkt an den Gerüststangen zu befestigen. Zusätzlich wurden die Elemente durch Querstangen ausgesteift, was ihnen quer zu den Kammern die notwendige Stabilität verleiht. Die Befestigung wird durch Laschen gelöst, die auf der Rückseite der Cisilent® Typ E aufgeschweißt sind. Derart ist auch das Prinzip erkennbar, wie die Montage erfolgt, wenn die Höhe der Abschirmmaßnahme größer ist als die maximale Länge der Elemente parallel zu den

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Kammern: Die Ränder werden um ein paar Zentimeter überlappt. Damit sie dicht aneinanderliegen, bietet sich zudem eine Sicherung mit Drehverschlüssen an. Dazu werden auf der geschlossenen Seite der oberen Elemente Drehverschlüsse montiert, und der obere Befestigungsrand der unteren Elemente erhält die passenden Ösen. Falls die Wand öfters auf- und abgebaut werden soll, wird das Zusammenhalten der Ränder in vertikaler und horizontaler Richtung durch Klettverschlüsse gesichert. So lassen sich Zwangspunkte durch Drehverschluss und Öse umgehen, und die flexible Anpassung an Unebenheiten des Geländes bleibt gewährleistet.

2.3 Großbohrstelle Hinter einer temporären Lärmschutzwand wird nach warmem Wasser in ehemaligen Grubenstollen gebohrt: Die Elemente hängen an freistehenden Gerüsten zur Abschirmung dieser Großbohrstelle. Selbst das Tor, das hier als Zugang dient, ist mit Cisilent® Typ E schallhemmend ausgebildet. Die vertikalen Elementränder sind mit Drehverschlüssen gesichert, da die Wand an Ort und Stelle verbleibt, solange die Arbeiten dauern, und erst danach mit den Bohrgeräten umgesetzt werden kann. Die Gerüstbaufirma hat die Membranen leider nicht so aufgehängt, wie es vorgesehen war, doch die Anwohner sind trotzdem zufrieden.

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2.4 Bohrgeräteeinsatz Eine weitere Schallquelle bei innerstädtischen Bauarbeiten sind Rammen und Pfahlbohrgeräte. Eine Spezialtiefbaufirma suchte einen wirksamen Lärmschutz für seine Maschinen: Die Cisilent® Typ E wurden dazu auf von ihr bereitgestellten Metallrahmen befestigt, und die errichteten Wände gehören nun zur Standardausrüstung des Pfahlbohrgerätes. Der Lärm der Bohrung wird wirksam von der Umgebung abgeschirmt, und auch den Bedienern kommt das Absorptionsvermögen zugute, denn ihr Arbeitsplatz wird als merklich leiser empfunden. Zudem ist der Lärmschutz schnell an der neuen Bohrstelle aufgebaut, bevor die betroffenen Anwohner ihren Unmut äußern. Im vorliegenden Fall bedurfte es keines Fachingenieurs für Akustik zur Dimensionierung der Lärmschutzwände, da das Unternehmen wusste, wie hoch und wie lang die Elemente sein müssen, um transportiert werden zu können. Daher hat Firma Kaldeweide eigene Messungen vor Ort durchgeführt, und zwar mit einem ausgezeichneten Ergebnis: Die Pegeldifferenz zwischen einer Messung an der Maschine und unmittelbar hinter den Stellwänden betrug 14 dB.

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2.5 Tunnelbaustelle Bei der Sanierung eines Straßentunnels im innerstädtischen Bereich werden die Bauarbeiten während der Nacht nicht unterbrochen. Um die Anwohner zu schützen, müssen die Portale mit einer Schallschutzkonstruktion verschlossen werden. Gleichzeitig soll gewährleistet sein, dass Baufahrzeuge und gegebenenfalls Rettungswagen und Feuerwehr schnellen Zugang haben. Gelöst wird das Problem mit Cisilent® Typ E als Vorhangsystem: Der Vorhang wird aus mehreren Elementen Cisilent Typ E gebildet, die untereinander mit Drehverschlüssen befestigt und zu einer Gesamtstruktur verbunden werden. Ihr oberer Rand ist werkseitig mit Rollen ausgerüstet, die Anbringung der Laufschienen für das Vorhangsystem erfolgt vor Ort.

Die Schienen führen einmal quer über die Fahrbahn und bilden im Randbereich einen 90°-Bogen, so dass sich das Element für die Zufahrt von Fahrzeugen zu einer Seite bewegen lässt. Um eine ausreichende Schalldämmung am Bogen zu gewährleisten, werden die Cisilent®Elemente im geschlossenen Zustand mindestens 50 cm parallel zur Tunnelwand angeordnet. Nach Vorgabe soll die mit dem Schienensystem zu erreichende Öffnung maximal 4 m breit sein, was bedingt, dass es nach der Bogenschiene mindestens um 4,20 m entlang der Tunnelwand verläuft.

3 Schlussbemerkung All diese Beispiele zeigen, dass effektiver Lärmschutz auch während der verschiedenen Baumaßnahmen möglich ist. Mobile oder temporäre Lärmschutzwände schützen die Belange der Anwohner, ohne dass Bauarbeiten dadurch verkompliziert und Fertigstellungstermine verschoben werden müssen. Auf dass unsere Welt ein wenig leiser wird … Autor: Ralf Jurkewitz Calenberg Ingenieure GmbH, Salzhemmendorf

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PRODUKTE UND PROJEKTE Hochabsorbierende Lösungen von Rieder

Lärmschutzsysteme aus Holzbeton

Seit mehr als 20 Jahren finden Lärmschutzlösungen aus Holzbeton von Rieder Anwendung entlang von Straße und Bahn in ganz Europa. Und: Seit 2012 liegen auch die Systemzulassung und Anwendererklärung für Lärmschutzsysteme an Hochgeschwindigkeitsstrecken der Deutschen Bahn mit Streckengeschwindigkeiten bis zu 300 km/h vor. Lärmschutzsysteme mit HolzbetonAbsorbern ermöglichen effektive Lösungen für Umgebungen mit unterschiedlichsten Anforderungen. Neben dem ökologischen Gedanken und dem hohen Wirkungsgrad spricht das zurückhaltende Erscheinungsbild für den Einsatz von Holzbeton. Die Rieder-Systeme sind also eine Kombination aus Funktion und Design, die sich optimal in die Landschaft einfügen. Ziel ist es, durch ruhige Linien und Strukturen sowie natürliche Farben einen nahtlosen Übergang zwischen Natur und Bahn- bzw. Straßenraum zu schaffen. Das System besteht aus Holzbeton-Absorberkörpern und Tragschalen aus Beton. Die der Lärmquelle zugewandte Seite der Wand wird mit hochabsorbierendem Holzbeton ausgeführt. Optimal für die Schallabsorption sind hier strukturierte Oberflächen oder wellenartige Formen, da die Schallabsorptionsfähigkeit eben von der Oberfläche und der Masse abhängt. Das Produktsortiment umfasst dementsprechend verschiedene Arten von Holzbeton-Absorbern mit Dicken von 4–16 cm sowie unterschiedliche Wandformen. Je nach Anforderungen bietet Rieder Absorberkörper für die (Absorptions-)Klassen A 2–A 5. Die massiven Betontragschalen haben eine hohe Rohdichte und somit sehr gute Schalldämmeigenschaften bis zu 47 dB. Lärmschutzwände von Rieder sind in unterschiedlichen Farben erhältlich, wobei sich deren Intensität an das jeweilige Umfeld anpassen lässt. Durch diverse Gestaltungsmöglichkeiten für Rückseiten ist zudem sichergestellt, dass Lärmschutzmaßnahmen umweltgerecht und anwohnerfreundlich ausgeführt werden können.

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Die Holzbeton-Absorber werden unter dem Markennamen Faseton vertrieben, der nachhaltige und bewährte Baustoff weist eine getestete Lebensdauer von über 50 Jahren auf. Bis heute wurden etwa 1,50 Mio. m² Rieder-Schallschutzwände in Österreich, Deutschland und angrenzenden europäischen Ländern wie Frankreich, Italien, Slowenien, Belgien oder Tschechien verbaut – und 2012 erstmalig auch im 8.554 km entfernten Jamaika. Je nach Anforderung bietet Rieder verschiedene Module zum Schutz des Menschen vor Lärm an Straße und Bahn. Die Baukastensysteme »Landscape by Rieder« und »Railways by Rieder« ermöglichen für Straßen, Freilandstrecken, Tunnel, Brücken, Stationen und Bahnhöfe die jeweils passende Lösung. Neben bewährten Standardkonstruktionen umfasst das Produktprogramm daher auch Speziallösungen für sensible Einsatzgebiete, wie etwa in Siedlungsgebieten und Kulturlandschaften: Niedrige Lärmschutzwände lassen sich näher an der Lärmquelle errichten und besitzen dadurch trotz geringerer Höhe eine gute Abschirmwirkung. Von der Reduzierung der Wandhöhe profitieren Zugpassagiere und Anwohner, denen eine freie Sicht auf Landschaft oder Stadt verbleibt. Für Situationen, bei denen mehrere Gleise nebeneinander laufen, führt Rieder überdies Mittelwände im Programm.

Aufsatzelemente erzielen durch die Veränderung des Beugungswinkels am oberen Abschluss der Wand eine verbesserte Abschirmwirkung. Dadurch kann die Höhe einer Lärmschutzwand je nach Voraussetzungen um 0,50–1,50 m reduziert bzw. bei gleichbleibender Höhe eine verbesserte Schallminderung erreicht werden. Eine akustische Überprüfung der Aufsatzelemente von Rieder an der Giselabahnstrecke in Österreich ergab, dass die Aufsätze die Wirkung einer fiktiven Wanderhöhung von nahezu 2 m besitzen (Quelle: ÖBB Infrastruktur Bau: Themenblatt Lärmschutzlösungen, Überprüfung der akustischen Wirkungen von SSI-Aufsatzelementen, März 2009).

PRODUKTE UND PROJEKTE

Die hochabsorbierende Bahnsteigkante hingegen wurde speziell für die Anordnung an Haltestationen und Bahnhöfen entwickelt. Das heißt, die in ihnen integrierten Absorberkörper verringern die Lärmreflektion im Bahnhofsbereich, beispielsweise beim Einfahren eines Zuges. Und für Hangbefestigungen eignen sich die hochabsorbierenden Stützwände, die begrünbar sind und sich optisch ins Landschaftsbild einbetten – und flexible Lösungen für nahezu jedes Gelände offerieren. Der Gleisabsorber Rieton, der direkt an der Lärmquelle eingesetzt wird, komplettiert schließlich das Programm von Rieder: Die begeh- und befahrbaren Schallabsorber werden zwischen bzw. an den Außenseiten der Bahngleise angebracht. Das Unternehmen ist mit Rieton im Übrigen Systemanbieter für Rheda 2000® und die ÖBB-Porr-Gleistragplatte.

Besonderen Wert legt Rieder auf nachhaltige Produkte und Produktionsprozesse, die Herstellung erfolgt deshalb generell nach höchsten ökologischen Standards. Ausgangsmaterial des Naturbaustoffs Holzbeton sind zu 100 % heimische Weichholzspäne, die zum Beispiel als Restholz bei der Holzverarbeitung anfallen. Bei der Produktion von Holzbeton werden Holzspäne mit Mineralstoffen, Zement und Wasser ummantelt, wodurch der so mineralisierte Holzbeton witterungs- und

brandbeständig ist. Anschließend wird diese »Masse« zu Absorberkörpern geformt – und dabei der Umwelt mehr CO2 entzogen, als bei der Herstellung von Holzbeton freigesetzt wird. Verbleibende Reste wie der Fräsabfall beim Kalibrieren werden in den Produktionsprozess zurückgeführt. Ebenfalls ein Grund, weshalb der ökologische Baustoff Faseton mit dem Natureplus Zertifikat® ausgezeichnet wurde. www.rieder.at

Sonderausgabe 2012 | BRÜCKENBAU

PRODUKTE UND PROJEKTE Besondere Formgebung mit bestem Wirkungsgrad von Kohlhauer

Lärmschutzwände an Polens längster Autobahn Die Autostrada A 4 ist die derzeit längste Autobahnstrecke Polens und zugleich Teil der Europastraße 40 wie des paneuropäischen Verkehrskorridors III. Das Stück von der deutsch-polnischen Grenze bei Ludwigsdorf führt erst als (mittlerweile) gut ausgebaute Nationalstraße 4 in Richtung Bolesławiec (Bunzlau) zu der aus Berlin kommenden Autobahn A 18 bei Krzyżowa in der Nähe von Legnica (Liegnitz) und von dort aus als Autostrada weiter an den Städten Breslau (Wroclaw), Oppeln (Opole), Kattowitz (Katowice) vorbei, bis sie östlich von Krakau (Kraków) ab Wieliczka wieder als Nationalstraße 4 bis zur ukrainischen Grenze reicht. Im Rahmen ihrer Realisierung wurden auch viele Lärmschutzwände errichtet, wobei die des Autobahnrings von Breslau sicher zu den spektakulärsten gehören. Die (Autobahn-)Umgehung mit einer Gesamtlänge von 35,50 km zieht einen Halbkreis um die West- und Nordseite Breslaus, indem sie die Stadt auf einer 17 km langen Strecke tangiert. Die Situation eines urbanisierten Gebietes und dessen Lage im Verhältnis zur Umgebung auf Überführungen, Brücken und Dämmen, die an manchen Stellen über 8 m hoch sind, bildeten hier die Basis zur Ausarbeitung besonderer Lösungen, wobei innerhalb der Wohnbezirke Lärmschutzwände mit 22 km Gesamtlänge und einer variablen Höhe von 4–8 m zur Ausführung kamen, während bei Brücken und Rampen ihre Höhe aus Konstruktionsgründen auf 6 m beschränkt wurde. Da der Unterschied zwischen der Gesamthöhe der Gradiente und dem angrenzenden Gelände an manchen Stellen bis zu 12 m beträgt, waren beim Entwurf zudem einige Grundsätze zu beachten, welche die ästhetischen Vorzüge des Projektes betonen sollten. Um die Wirksamkeit der Lärmschutzwände zu verbessern und deren Höhe zu begrenzen, wurden sie Richtung Straße gekrümmt. Das heißt, die Wahl fiel auf uniform gestaltete, sich wiederholende und parabelförmige Wandelemente aus Beton und transparentem Acrylglas. Im unteren Teil sind sie leicht nach außen, also zur Anliegerseite geneigt, im oberen Abschnitt hingegen leicht nach innen gekrümmt, ehe sie sich im oberen Drittel mit einer etwas stärkeren Krümmung möglichst weit zum Fahrbahnrand neigen.

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Aus konstruktiven Gründen wurde die Parabel anfangs durch eine dreibögige Linie mit drei verschiedenen Radien erreicht, nach einer weiteren Analyse wurde der untere Bogen jedoch durch einen geraden Abschnitt ersetzt. So ließ sich eine weitgehend gleiche Form für Wände unterschiedlicher Höhe ausarbeiten. Nur im Fall von Knotenpunkten und Zufahrtstraßen erfolgte die Anordnung senkrechter Wände und natürlich auch dort, wo die Farben der Stadt Warschau nachts die Lärmschutzwand beleuchten und akzentuieren. Interessant ist darüber hinaus der nichttransparente Bereich, in dem sich, bedingt durch die Krümmungen, in der Mittelachse die Kräfte »aufheben«, also die Schwergewichtswand aus Beton nur eines relativ kleinen Fundamentes bedarf: Die freistehenden gekrümmten Schalen wurden so konzipiert, dass sich die Struktur durch Einfügeteile schließt und somit keine Stahlstützen benötigt. Das verleiht der imposanten Wand einen geradlinigen Charakter, ohne durch Massivität und Höhe eine bedrückende Wirkung für den Autofahrer zu erzeugen. Auch der Anwohner sieht durch die Krümmung und Sonneneinstrahlung ein flaches, lebendiges Band, der Autofahrer wiederum empfindet die unterschiedlichen Höhen als konstant und angenehm. Als Basis des Gestaltungsentwurfs dienten die Baustoffe Beton und (transparentes) Acrylglas: Die Elemente aus Stahlbeton in Modulbauweise mit 4–8 m Höhe und 2 m Breite, die sich überlappen, und die transparenten Lärmschutzwände sollten die gleiche Geometrie aufweisen, wobei Letztere mit 4 m Achsabstand konzipiert und in einer Ausführung als massive Stahlkonstruktion geplant waren. Realisiert wurde aber schließlich nicht die Stahl-, sondern eine zeitgerechte Rahmenkonstruktion aus Aluminium, die über Gelenke verfügt, was erlaubte, die mehr als 4.700 Rahmen den unterschiedlichen Radien anzupassen. Das heißt, die Rahmen wurden im unteren Anschluss durch das Gelenk gehalten und konnten während der Montage mit nur zwei speziell entwickelten Klammern (oben) auf der Rückseite des Pfostens befestigt werden.

Die Rahmen wurden schalldicht zum Pfostensteg eingebaut, und zwar mittels einer Dichtlippe aus EPDM. Sie erhielten zudem eine spezielle Rahmenkammer, welche sich in das umlaufende EPDM verkrallt und derart dessen Herausarbeitung verhindert. Die Stahlpfosten,

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ursprünglich als HE-Profil vorgesehen, wurden ebenfalls verändert, so dass lediglich im unteren Bereich, in dem der Spritzschutzsockel auf ca. 10 m Höhe angeordnet ist, das HE-Profil zu finden ist. Zusätzlich sind nach oben »Verjüngungen« ausgeformt worden, die nicht nur zur Einsparung von Stahltonnage, sondern auch zu einer besseren Optik beitragen. Die Höhe der T-Träger ist ebenfalls variabel: Dort, wo unterschiedliche Wandhöhen anzutreffen sind, haben die Pfosten eine asymmetrische Kontur und wurde der Steg wird so gestaltet, dass in Längsrichtung kein Leerraum entsteht. Die transparenten Lärmschutzwände aus Acrylglas sind mit innenliegenden 2 mm dicken schwarzen PA-Fäden ausgestattet, welche ebenfalls dem Vogelschutz dienen und entweder einseitig oder aber beidseitig mit zusätzlichem Graffitischutz versehen sind, der im Anschluss an die Produktion der ca. 1,10 m hohen Aluminiumrahmen aufgebracht wurde. Die Profile der Rahmen wurden speziell an die konstruktiven Notwendigkeiten angepasst, wobei die länglichen Gelenkverbindungen zwischen den aneinander angrenzenden Riegeln für die notwendige Koppelung sowie die schalltechnische Dichtigkeit sorgen. Die Rahmen benötigen daher auch keinerlei zusätzliche Verbindungsstücke, und dank der Steifigkeit der Riegel können 4 m lange Acrylscheiben ohne eine zusätzliche Aufteilung angewandt werden. Und: Bis 1,10 m Höhe sind die Wände mit einem Betonfertigteil als Grundmauer ausgestattet, um das Glas vor zufälliger Beschädigung und übermäßiger Verschmutzung durch Schlamm, Schnee etc. zu schützen. Die so gewählte Konstruktion ließ sich in kürzester Zeit montieren. Gegenüber der ursprünglich vorgesehenen Stahlvariante bedurfte es außerdem weniger Bohrungen und Einzelteile. Das System konnte Toleranzen aufnehmen und ist durch das verwendete Aluminium wesentlich korrosionssicherer, denn die allgemein hohe Umweltbelastung, die sich besonders in den Verschraubungen bzw. an den Bohrungslöchern niederschlägt, setzt einer Stahlkonstruktion bedeutend aggressiver zu.

Das Projekt soll auch nach der Fußballeuropameisterschaft seine Dauerhaftigkeit und seine Nachhaltigkeit beweisen. Die realisierte Variante, welche durch die zwei deutschen Unternehmen R. Kohlhauer GmbH und Inkon GmbH maßgeblich mitgestaltet wurde, veranschaulicht im Übrigen, dass mit dem zur Verfügung stehenden Investitionsvolumen aus dem europäischen Fonds durchaus dauerhafte, effiziente und EU-konforme Lösungen möglich sind. Die Zusammenarbeit zwischen den Parteien war nicht immer ganz einfach, gerade weil der polnische Investor und das polnische AuftraggeberKonsortium hier eine deutsche Arbeitsgemeinschaft mit der Ausführung betrauten. Als vereinfachend erwies sich jedoch, dass der Auftragnehmer eine polnische Firma hinzuziehen wollte. So wurde von den zwei deutschen Firmen, die sich für den Rahmen bzw. das Acrylglas verantwortlich zeigten, sowie einem polnischen Stahlbauer, der von Deutschland aus Unterstützung erhielt, kurzerhand ein neues Unternehmen namens Silencium S.A. gegründet, das für die reibungslose Abwicklung sorgte.

Das gesamte Projekt wurde im September 2011 nach rund elf Monaten Bauzeit fertiggestellt, was bedeutete, dass 1.800 t Stahl, 54.000 m Aluminiumprofile in 4.700 Rahmen und 350 t Acrylglas verbaut waren. Die Kosten pro Quadratmeter waren trotz der aufwendigen Konstruktion und des hohen Preises für das transparente Material geringer als in Deutschland: Mit 350 €/m² fielen sie im Vergleich zur Statistik des Bundes in Deutschland um ca. 30 % günstiger aus.

www.kohlhauer.de

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PRODUKTE UND PROJEKTE Komplexe Lärmschutzmaßnahme der Asfinag

Autobahneinhausung in Österreich Mit der Fertigstellung des sogenannten Bindermichl wurde das wohl komplexeste Straßenbauvorhaben Österreichs der letzten Jahre in Rekordzeit realisiert. Das heißt, die von der Autobahnen- und Schnellstraßen-Finanzierungs-Aktiengesellschaft (Asfinag) umgesetzte Einhausung der Autobahn A 7 – war die mit Abstand schnellste Autobahnbaustelle Österreichs, – war die europaweit komplexeste Baustelle und – ist jetzt die sicherste Tunnelanlage. Das Gesamtprojekt beinhaltete folgende Einzelmaßnahmen: – zweiröhriger Autobahntunnel im Bereich Bindermichl von 1.062 m Länge, – zweiröhrige Autobahneinhausung im Bereich Niedernhart von 580 m Länge, – Umbau der Anschlussstelle Mulden straße in »Kreisverkehrsform« mit zusätzlichen Auf- und Abfahrtsspuren aus bzw. in den Tunnel, – Ertüchtigung des Autobahnquer schnittes durch zusätzliche Spuren und durchgehende Pannenstreifen, – Errichtung neuer bzw. Verbreiterung bestehender Direktrampen im Knoten Hummelhof, – Errichtung neuer bzw. Sanierung bestehender Brückenbauwerke im Projektbereich, – Errichtung zusätzlicher Lärmschutz wände. Die Herstellung dieses modernen und sicheren Tunnels inklusive einer Verkehrsbeeinflussungsanlage bringt nicht nur eine Verbesserung der Umweltsituation für die Anrainer, sondern ist auch ein wesentlicher Beitrag zur Erhöhung der Verkehrssicherheit. Der ständig steigende Verkehr von und zur A 1, der »West Autobahn«, und die damit verbundene Lärmbelastung waren für die Anwohner eine große Belastung, mit ca. 100.000 Kfz/d zählt die »Mühlkreis Autobahn« (A 7) im Abschnitt Bindermichl so zu den meistbefahrenen Straßen Österreichs. Die Absenkung und Einhausung der Linzer Stadtautobahn in eben jenem Bereich waren infolgedessen auch das bisher größte Lärmschutzprojekt der oberösterreichischen Landeshauptstadt, das jetzt wesentlich zur Steigerung der Wohn- und Lebensqualität in den Stadtteilen Bindermichl, Spallerhof und Niedernhart beiträgt. Es umfasste darüber hinaus die Herstellung einer

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jeweils dreispurig geführten Richtungsfahrbahn mit zusätzlichen durchgehenden Pannenstreifen im Tunnel Bindermichl sowie die Ertüchtigung und Erneuerung auf kompletter Strecke zur Entlastung der angespannten Verkehrssituation in beiden Fahrtrichtungen. Auf der neuen Tunneloberfläche entstand im Übrigen ein ca. 40.000 m2 großer

Freizeit- und Erholungspark, der den Bindermichl und Spallerhof wieder verknüpft. Die Gesamtkosten inklusive notwendiger Grundeinlöse, Planung, Bau, Projektmanagement und Indexsteigerungen beliefen sich auf ca. 150 Millionen Euro. www.asfinag.at

xxx Entwicklung des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik

Multifunktionaler Lärmschutz Zu viel Lärm macht krank, eine Tatsache, die heute unbestritten ist. Und so sind Lärmschutzwände entlang stark befahrenen Straßen und Bahnlinien ein bekannter Anblick, und auch innerhalb von Gebäuden sorgen spezielle akustische Elemente, sogenannte Schallabsorber, für mehr Ruhe. Doch: Die bislang eingesetzten Bauteile sind zwar effektiv, was die Lärmreduzierung angeht, ansonsten aber häufig wenig funktional. Limitierende Faktoren sind hier unter anderem das Gewicht, die Feuerfestigkeit oder die hygienischen Anforderungen sowie ihre mangelnde Ästhetik. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik (IBP) arbeiten deshalb an neuen Lösungen. »Ein Schwerpunkt unserer Entwicklungen liegt auf mikroperforierten Bauteilen. Diese Technologie eignet sich für alle möglichen Materialien und ermöglicht multifunktionale und optisch ansprechende Schallabsorber, die sehr flexibel einsetzbar sind«, so Prof. Dr. Philip Leistner. Dazu werden Membranen oder Platten mit vielen winzigen Löchern oder Schlitzen versehen. Trifft nun Schall in Form schwingender Luftteilchen auf die Fläche, entsteht an den Rändern der Mikroöffnungen Reibung. Durch den Energieverlust wird der Schall absorbiert – wenn sich hinter den Öffnungen noch eine Luftkammer befindet, so dass die Teilchen weiterhin schwingen können, denn ansonsten würde der Schall lediglich reflektiert.

Zuwachs bekommt die »Familie« der innovativen Schallabsorber nun durch neue Entwicklungen der IBP-Forscher, wie etwa elastische Oberflächen aus nebeneinander angeordneten Halmen, wobei mikrokleine Lücken bleiben. »Man kann sich das in etwa vorstellen wie bei einer Bürste, deren Borsten an den Enden durch kleine Aufsätze verstärkt sind – nur eben viel dichter«, so Leistner. Bei einer solch nachgiebigen Fläche lassen sich auch die Mikroöffnungen sehr leicht reinigen, bei großflächigen Anwendungen erweist sich die Technologie der Extrusion zudem als besonders wirtschaftlich – und das gebaute Ergebnis überzeugt nicht zuletzt in ästhetischer Hinsicht: Es entsteht ein zweidimensionales Flächenprofil mit Mikroschlitzen, Luftkammern und Grundplatte, indem Materialien wie Kunststoff oder Aluminium durch eine formgebende Öffnung gepresst werden. Wie bei Fenster- und Fassadenprofilen entstehen so fertige Absorberbauteile aus einem Stück vom Band. Aufwendige Befestigungsmethoden, die oft teurer sind als das Material selbst, gehören dann der Vergangenheit an. www.ipb.fraunhofer.de

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PRODUKTE UND PROJEKTE

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Construction & Engineering

ISSN 1867-643X ISSN 1867-643X

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BRÜCKENBAU ISSN 1867-643X 4. Jahrgang Sonderausgabe 2012 www.zeitschrift-brueckenbau.de Herausgeber und Chefredakteur Dipl.-Ing. Michael Wiederspahn mwiederspahn@verlagsgruppewiederspahn.de Verlag mit MixedMedia Konzepts

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